| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2016년 가을 (11/16 ~ 11/18, 경주 현대호텔) |
| 권호 |
22권 2호 |
| 발표분야 |
A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 |
배향제어 압전 단결정 복합체를 이용한 드론 진동에너지 하베스터 연구 |
| 초록 |
최근 산업용, 군사용, 레져용 드론의 개발 및 활용이 급격히 증가하고 있으나, 독립 비행체로서의 전원 공급은 실장된 배터리에 의존할 수 밖에 없고, 제한된 배터리 용량으로 체공시간은 수-수십분의 한계를 가진다. 또한 단순 체공뿐만 아니라 다양한 용도의 드론들이 실용화됨에 따라 각종 부가적인 센서 및 엑츄에이터를 드론에 장착이 늘어나고 있는 추세이다. 이러한 경우에 배터리의 용량한계는 더욱 문제가 된다. 한편 드론은 수개의 전동 모터를 사용하며 이로 인한 지속적인 진동이 항상 존재한다. 본 연구에서는 진동 에너지 하베스팅 기술을 이용하여 드론에서 발생되는 진동에너지를 전기 에너지로 변환하고 이를 이용하여 드론의 야간 시인성 증대를 위한 고휘도 LED 모듈 점등, 무선 온도 센서 네트워크 (WSN) 를 구동하고자 하였다. 에너지 하베스터로는 고성능의 압전 특성을 가지는 d32 모드PMN-PZT계 압전 단결정 섬유와 초탄성 Ti 합금을 이용하여 드론의 진동 주파수 대역 (수백 Hz)에 적합한 외팔보 구조의 하베스터와 드론의 표면 진동을 하베스팅 할수 있는 Skin 형 하베스터를 적용, 비교하였다. 상대적으로 외팔보 구조의 하베스터에서 드론의 진동을 효과적으로 전기에너지로 변환 할 수 있었으며, 드론의 체공중에 약 50 V의 전압이 발생하는 것을 확인하였다. 하베스팅된 전력을 이용하여 드론의 야간 시인성 향상을 위한 고휘도 LED 모듈 점등할 수 있었으며, 드론의 배터리를 이용하지 않고 자가 독립전원으로 WSN 구동 가능성을 확인하였다. |
| 저자 |
김소담1, 장경욱2, 김현희3, 김수진4, 류정호2, 김철3
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| 소속 |
1생체의공학과, 2경희대, 3수원, 4기계공학과 |
| 키워드 |
배향제어 압전 단결정 복합체; 드론; 진동에너지 하베스터
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