친환경 디젤엔진용 세라믹복합 통합형 연료히터와 핵심부품 개발 및 성능 평가용 통합챔버 시스템 구축 지능화된 센서계측모듈 개발

1. 친환경 디젤엔진용 세라믹복합 통합형 연료히터와 핵심부품 개발 및 성능 평가용 통합챔버 시스템 구축지능화된 센서계측모듈 개발 세명대학교 손 병 민

2. 지능화된 센서계측 모듈 개발 • 엔진의 챔버와 결합하여 성능을 측정할 수 있는 센서 계측 모듈 개발 • 무선지원 마이크로프로세서를 이용한 무선 전송 시스템 구축 • 모듈에 유선으로 센서 연결, 센서 값 도출을 위한 프로그램 개발

3. 센서계측 모듈 • 기본적인 센서계측모듈 블록다이어그램은 아래 그림과 같다.

4. 1) CPU의 다운로더는ISP회로를 사용하였고, 2) CPU부로써 ATmega128을 나타낸다. 3) 통신부로써 ATmega128의 RS232를 사용, 4)5V전원을 인가하기 위하여 7805회로를 설계, 5)3.3V전원을 인가하기 위하여 LM1117-3.3회로를 설계. 6)압력센서와 접속하기 위하여 LM358(OP-AMP)을 활용하여 회로를 설계하였고, 7)온도센서의 작은 저항 변화를 위하여 브릿지회로와 이를 증폭하는 INA122(Instrumentation Amp.)회로를 설계하였다.

5. 센서 계측 모듈(AVR 보드) 1) CPU는 ATMEL사의 ATmega128을 사용하였으며 2) 블루투스와의 통신은 ATmega128의 RS232시리얼을 활용하였고, 3) 전원부는LM1117-3.3을 사용하여 3.3V를 사용하였고, 4) 압력센싱부는LM358(OP-AMP)을 사용하였으며 5)온도센싱부는 작은 저항의 변화를 측정할 수 있는 브릿지 회로와 INA122(Instrumentation Amp.)를 활용하여 설계하였다.

6. 무선 전송 시스템 • 무선지원 마이크로프로세서를 이용한 무선 전송 시스템을 구축한다. • 실험 챔버와 같이 네트웍이 지원되지 않는 공간 하에서도 자체 내의 네트웍 구조를 이용하여 데이터를 전송 시킬 수 있는 구조를 연구. • 모듈에 유선으로 센서를 연결하고 무선으로 전송할 수 있는 형태를 만든다.

7. 1차 제작 1),2)연료필터를 구매하고 연료필터에 접속할 수 있게 연료필터 끝 부분과 온도에 민감한 동파이프를 연결 할 수 있도록 제작했다. 3)연료필터 입출력부의 압력을 측정하기 위한 압력센서, 0~5V까지의 전압출력형이며 0~5bar까지 측정할 수 있다. 4)연료필터 출력부의 온도센서를 측정하기 위한 온도센서, 5)연료필터에 동파이프를 연료가 새지 않도록 결합한 형태이며, 6)압력센서를 T형 구조물과 니쁠을 이용하여 연결한 상태이다. 7)연료필터 지그에 센서계측모듈을 장착한 상태이다. 위 구조물은 차량에 장착하는데 동파이프가 유연하지 않고 구조물이 큰 관계로 장착을 하지 못하기 때문에 호스를 사용하여 만드는 것을 고안하여 2차제작을 하였다.

8. 2차 제작

9. 호스를 사용하여 새로 지그를 만든 것을 나타낸 것이다. 3)센서와 호스를 연결하기 위한 구조물이다. 4)유연성을 고려하여 호스를 택하였으며, 6)압력센서를 장착하기 위한 구조물을 조립하였다. 7)조립한 구조물에 압력센서를 조립한 것이며, 8)온도센서를 열전도율이 좋은 동파이프에 붙이기 위하여 동파이프 양쪽에 호스를 연결하고 클램프로 조이고 압력센서를 연결하기 위한 조립된 구조물도 호스로 연결한 상태이다. 9)연료필터에 장착하기 위한 지그가 완성된 형태이며 10)지그와 연료필터를 연결한 모습이다.

10. 1차 실험

12. 2차 실험

13. 3차 실험

15. 4차 실험