KR20240096292A - Environment control system comprising temperature and moisture measure device using artificial intelligence - Google Patents
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Abstract
인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템이 소개된다.
이를 위해 본 발명은 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템에 있어서, 공기조화기, 반도체, 전자기기, 광학기기, 모바일 기기를 포함하고 있는 제어타겟환경부; 상기 제어타겟환경부를 촬상하는 열화상카메라와 온도와 습도를 각각 센싱하는 온도센서와 습도센서; 상기 제어타겟환경부 내에 설치되어 진폭을 측정하는 진폭주파수측정부와 전력 사용량을 측정하는 전력사용측정부; 상기 열화상카메라를 통해 얻은 이미지와 상기 온도센서와 습도센서에서 각각 센싱된 온도값과 습도값 및 상기 진폭주파수측정부에서 측정된 진폭값과 상기 전력사용측정부에서 측정된 전략값을 수신받는 중앙서버;를 포함하되, 상기 중앙서버에는 별도의 인공지능학습부가 더 포함되고, 상기 인공지능학습부는 설정된 기준온도값 전후로 ±0.1℃ 와 설정된 습도값 전후로 ±1% RH로 유지시킴과 동시에 설정된 진폭과 설정된 전력값이 유지되도록 상기 제어타겟환경부를 제어하는 것을 특징으로 한다.An industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence is introduced.
To this end, the present invention provides an industrial environment control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence, a control target environment unit including an air conditioner, semiconductors, electronic devices, optical devices, and mobile devices; A thermal imaging camera that captures images of the control target environment, and a temperature sensor and a humidity sensor that sense temperature and humidity, respectively; An amplitude-frequency measurement unit installed in the control target environment unit to measure amplitude and a power usage measurement unit to measure power usage; A center that receives the image obtained through the thermal imaging camera, the temperature and humidity values sensed by the temperature sensor and the humidity sensor, respectively, the amplitude value measured by the amplitude and frequency measurement unit, and the strategy value measured by the power usage measurement unit. server; but the central server further includes a separate artificial intelligence learning unit, and the artificial intelligence learning unit maintains ±0.1°C before and after the set reference temperature value and ±1% RH before and after the set humidity value, and simultaneously maintains the set amplitude and The control target environment unit is controlled to maintain the set power value.
Description
본 발명은 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence.
일반적으로 각종 생산 현장에는 개봉된 부품의 조립특성을 유지하기 위하여 부품 보관을 위한 항온, 항습 환경의 유지가 필수적이다. In general, in various production sites, it is essential to maintain a constant temperature and humidity environment for storing parts in order to maintain the assembly characteristics of opened parts.
또한, 제품의 신뢰성과 내구성을 검증하기 위하여 개발 단계에서 환경시험을 수행하기 위하여 인위적으로 극고온, 극저온 환경을 구성할 필요가 있으며, 이러한 제품의 신뢰성 시험을 확보하기 위해서는 장시간의 시험이 필요하다. In addition, in order to verify the reliability and durability of the product, it is necessary to artificially create an extremely high temperature and extremely low temperature environment to perform environmental tests at the development stage, and long-term testing is necessary to ensure reliability testing of these products.
따라서, 이와 같은 수요의 증대로 인하여 항온 항습기의 사용 빈도가 증가하였으며 정확한 실험의 수행과 생산품질의 확보를 위하여 항온, 항습 기능의 신뢰성이 매우 중요하게 부각되고 있다.Therefore, due to this increase in demand, the frequency of use of constant temperature and humidity devices has increased, and the reliability of the constant temperature and humidity functions has become very important to perform accurate experiments and ensure production quality.
한편, 이하 다시 설명하겠지만, 정밀 환경제어 시스템이 사용되는 공간의 경우 대부분 ±5~8℃, 30∼60%RH로 제어가 되는 공조기가 적용되는 현장에서 사용하고 있으며 기존 환경제어 시스템의 경우 시스템과 Enclosure의 입·출구 온·습도 측정, 필요한 주요 제어 지점의 온·습도 측정, 대기 및 공간 환경 온·습도 측정을 통하여 PID 제어를 수행하고 있다.Meanwhile, as will be explained again below, most spaces where precise environmental control systems are used are used in sites where air conditioners controlled at ±5 to 8°C and 30 to 60% RH are applied, and in the case of existing environmental control systems, the system and PID control is performed by measuring the temperature and humidity at the entrance and exit of the enclosure, measuring the temperature and humidity of key necessary control points, and measuring the temperature and humidity of the air and space environment.
하지만 PID 제어를 위한 알고리즘의 정밀한 제어를 위해 온·습도 측정을 최대한 많은 공간을 측정하는 것이 효과성이 높으나 현장 상황 등을 고려하였을 때 다수의 온·습도 센서를 취부 하는 것은 쉽지 않고, 작업자나 연구원 등이 현장에 함께 있거나 문을 여닫는 행위 등 급격한 환경 변화에 대응이 어려운 상황이 있다.However, for precise control of the algorithm for PID control, it is highly effective to measure temperature and humidity in as many spaces as possible. However, considering the field situation, it is not easy to install multiple temperature and humidity sensors, and it is not easy for workers or researchers. There are situations where it is difficult to respond to rapid environmental changes, such as having others on site or opening and closing a door.
따라서 본 발명은 열변화를 비롯한 환경변화에 대한 외란을 열화상 카메라를 활용하여 열원의 종류와 영향성을 측정하고 사전에 학습을 통하여 외란에 능동적으로 대응할 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발하고자 함에 그 목적이 있다.Therefore, the purpose of the present invention is to develop an artificial intelligence algorithm that measures the type and influence of heat sources by using a thermal imaging camera to measure disturbances due to environmental changes, including thermal changes, and actively responds to disturbances through prior learning. There is.
본 발명은 인공지능에 기반한 산업용 환경제어 시스템에 적용된 지능형 온·습도 측정/제어기술을 제공함에 그 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide intelligent temperature and humidity measurement/control technology applied to an industrial environmental control system based on artificial intelligence.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템이 소개된다.An industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence is introduced.
이를 위해 본 발명은 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템에 있어서, 공기조화기, 반도체, 전자기기, 광학기기, 모바일 기기를 포함하고 있는 제어타겟환경부; 상기 제어타겟환경부를 촬상하는 열화상카메라와 온도와 습도를 각각 센싱하는 온도센서와 습도센서; 상기 제어타겟환경부 내에 설치되어 진폭을 측정하는 진폭주파수측정부와 전력 사용량을 측정하는 전력사용측정부; 상기 열화상카메라를 통해 얻은 이미지와 상기 온도센서와 습도센서에서 각각 센싱된 온도값과 습도값 및 상기 진폭주파수측정부에서 측정된 진폭값과 상기 전력사용측정부에서 측정된 전략값을 수신받는 중앙서버;를 포함하되, 상기 중앙서버에는 별도의 인공지능학습부가 더 포함되고, 상기 인공지능학습부는 설정된 기준온도값 전후로 ±0.1℃ 와 설정된 습도값 전후로 ±1% RH로 유지시킴과 동시에 설정된 진폭과 설정된 전력값이 유지되도록 상기 제어타겟환경부를 제어하는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention provides an industrial environment control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence, a control target environment unit including an air conditioner, semiconductors, electronic devices, optical devices, and mobile devices; A thermal imaging camera that captures images of the control target environment, and a temperature sensor and a humidity sensor that sense temperature and humidity, respectively; An amplitude-frequency measurement unit installed in the control target environment unit to measure amplitude and a power usage measurement unit to measure power usage; A center that receives the image obtained through the thermal imaging camera, the temperature and humidity values sensed by the temperature sensor and the humidity sensor, respectively, the amplitude value measured by the amplitude and frequency measurement unit, and the strategy value measured by the power usage measurement unit. server; wherein the central server further includes a separate artificial intelligence learning unit, and the artificial intelligence learning unit maintains ±0.1°C before and after the set reference temperature value and ±1% RH before and after the set humidity value, and simultaneously maintains the set amplitude and The control target environment unit is controlled to maintain the set power value.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한다면 아래와 같은 다양한 효과가 구현된다.According to the present invention consisting of the above configuration, various effects as follows are realized.
첫째, 소재·부품·장비 산업의 온·습도 관리가 필요한 상황에서 필요한 초정밀 환경제어 시스템의 설계기술, 조립기술, 제어기술, 평가기술, 장비운용 기술 등과 기술이 제공되어 다양한 환경제어 필요 분야에 파급성이 높아지는 이점이 있다.First, the design technology, assembly technology, control technology, evaluation technology, equipment operation technology, etc. of the ultra-precision environmental control system required in situations where temperature and humidity management in the materials, parts, and equipment industries are required are provided, which can have a ripple effect in various fields requiring environmental control. There is an advantage to this increase.
둘째, 소재·부품 가공 과정과 항온·항습이 필요한 환경에서 초정밀 온·습도 유지 기술이 정립이 되지 않았으며 본 발명을 통하여 시스템에 활용되는 컴포넌트의 설계 및 선정 방법, 초정밀 온·습도 제어 방법 개발을 통하여 초정밀 환경 유지를 위한 기반기술 확보 가능한 이점이 있다.Second, the technology for maintaining ultra-precision temperature and humidity has not been established in the material/part processing process and in an environment that requires constant temperature and humidity, and through the present invention, the design and selection method of components used in the system and the development of an ultra-precision temperature and humidity control method have been developed. There is an advantage in securing the basic technology for maintaining a high-precision environment.
셋째, 종래에는 PLC 기반의 PID 제어 기법을 사용하여 제품을 보급·확산하고 있지만 인공지능을 활용한 정밀 온·습도 제어, 클라우드 기반의 고장 진단 및 예측 등의 시스템 스마트화를 통해 시장의 퍼스트 무버 지위 확보가 되는 이점이 있다.Third, conventionally, products are distributed and spread using PLC-based PID control techniques, but through system smartization such as precise temperature and humidity control using artificial intelligence and cloud-based fault diagnosis and prediction, we are the first mover in the market. There is an advantage in securing it.
넷째, 기존 단순 제어를 위해 활용된 온·습도 데이터를 빅데이터화하여 클라우드 기반에서 다중 시스템의 급기 온도 예측, 고장 진단 학습 등의 기초 데이터로 활용함으로써 초정밀 온·습도 제어가 필요한 산업계에 빅데이터 활용 능력 향상되는 등 다양한 효과가 구현된다.Fourth, the ability to use big data in industries that require ultra-precise temperature and humidity control by converting the temperature and humidity data used for existing simple control into big data and using it as basic data for prediction of supply air temperature and fault diagnosis learning for multiple systems on a cloud basis. Various effects are realized, such as improvement.
본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects according to the technical idea of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 산업용 환경 제어 시스템의 전체 시스템 구성도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 모듈간 통신 인터페이스의 구성 예시도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 전체 프로세스를 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온습도센서를 구비하는 센서칩을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온습도센서를 구비하는 센서칩을 설명하기 위해 센서칩의 주요 구성부를 부분 도시한 도면이다.
도 7은 초정밀 가공 요소 제품에 대한 예시도이다.
도 8은 가공불량에서 열적오차 원인 분석 도면이다.
도 9는 환경온도변화와 피삭재변형량 관계 도면이다.
도 10은 고정된 장소에서 보관되는 소재 또는 가동 중인 장비에 대한 상대습도의 영향 도면이다.1 is a diagram illustrating the overall system configuration of an industrial environmental control system according to some embodiments of the present invention.
Figure 2 is an exemplary configuration diagram of an inter-module communication interface according to some embodiments of the present invention.
Figures 3 and 4 are schematic diagrams showing the entire process of the present invention.
Figure 5 is a block diagram conceptually showing a sensor chip including a temperature and humidity sensor according to some embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a partial diagram illustrating main components of a sensor chip to explain a sensor chip including a temperature and humidity sensor according to some embodiments of the present invention.
Figure 7 is an exemplary diagram of an ultra-precision machining element product.
Figure 8 is an analysis diagram of the causes of thermal errors in machining defects.
Figure 9 is a diagram showing the relationship between environmental temperature change and workpiece deformation.
Figure 10 is a diagram of the effect of relative humidity on materials stored in a fixed location or equipment in operation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete, and that the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and is provided by those skilled in the art It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Additionally, in this specification, the singular form may also include the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements. or does not rule out addition.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서 본 발명의 목적은 다음과 같다,Before detailed description of the present invention, the purpose of the present invention is as follows,
소재·부품 제조 환경에서 ICT 기술과 빅데이터 및 인공지능 기술을 사용하여 내·외부 현상을 계측하고 데이터를 학습하여 인공지능 예측 기술로 온도 정밀도 ±0.1℃, 습도 정밀도 ±1%(RH)를 8시간 이상 유지할 수 있는 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.In the materials and parts manufacturing environment, ICT technology, big data, and artificial intelligence technology are used to measure internal and external phenomena and learn the data. Temperature accuracy is ±0.1℃ and humidity accuracy is ±1% (RH) through artificial intelligence prediction technology. The purpose is to provide a system that can be maintained over time.
더 나아가 국내 전·후방 산업의 가교 역할을 할 수 있는 소재·부품 산업의 제조 환경에서 IoT 기술이 접목된 온·습도 정밀 제어 시스템, 제조 빅데이터를 통한 온·습도 예측 성능이 확보된 인공지능 기반 나노/마이크로급 최적 생산/제조 환경 조성용 정밀 환경제어 시스템 국산화 솔루션 개발함에 그 목적이 있다.Furthermore, a precise temperature and humidity control system incorporating IoT technology in the manufacturing environment of the materials and parts industry that can serve as a bridge between domestic forward and backward industries, and an artificial intelligence-based technology that secures temperature and humidity prediction performance through manufacturing big data. The purpose is to develop a localized solution for a precise environmental control system to create an optimal production/manufacturing environment at the nano/micro level.
도 1은 본 발명의 전체 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 모듈간 통신 인터페이스의 구성 예시도이며, 도 3과 도 4는 본 발명의 전체 프로세스를 나타내는 모식도이다.Figure 1 is an overall system configuration diagram of the present invention, Figure 2 is an exemplary configuration diagram of an inter-module communication interface according to some embodiments of the present invention, and Figures 3 and 4 are schematic diagrams showing the entire process of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명은 공기조화기(600), 반도체, 전자기기, 광학기기, 모바일 기기를 포함하고 있는 제어타겟환경부(100)가 개시된다.As shown, the present invention discloses a control target environment unit 100 that includes an air conditioner 600, semiconductors, electronic devices, optical devices, and mobile devices.
제어타겟환경부(100)는 본 발명의 온도와 습도를 제어하기 위한 일종의 산업 현장 작업 공간이며, 해당 공간 내에는 공기조화기(600)가 설치될 수 있고, 해당 공간은 반도체, 전자기기, 광학기기, 모바일 기기를 생산하기 위한 작업 공간일 수 있다.The control target environment unit 100 is a type of industrial site work space for controlling the temperature and humidity of the present invention, and an air conditioner 600 can be installed in the space, and the space is used for semiconductors, electronic devices, and optical devices. , could be a workspace for producing mobile devices.
제어타겟환경부(100)를 촬상하는 열화상카메라(210)와 온도와 습도를 각각 센싱하는 온도센서(220)와 습도센서(230)가 개시된다.A thermal imaging camera 210 that captures images of the control target environment unit 100 and a temperature sensor 220 and humidity sensor 230 that sense temperature and humidity, respectively, are disclosed.
온도센서(220)와 습도센서(230)는 제어타겟환경부(100)의 공간을 센싱할 수 있도록 사용자가 설정한 위치에 배치될 수 있으며, 열화상카메라(210)는 이러한 온도센서(220)와 습도센서(230) 이외에 온도센서(220)와 습도센서(230)의 설치에 따른 단점을 보완하기 위해 본 발명에 개시된다.The temperature sensor 220 and the humidity sensor 230 can be placed in a position set by the user to sense the space of the control target environment unit 100, and the thermal imaging camera 210 uses the temperature sensor 220 and the The present invention is disclosed to compensate for the shortcomings of installing a temperature sensor 220 and a humidity sensor 230 in addition to the humidity sensor 230.
즉, 정밀 환경제어 시스템이 사용되는 공간의 경우 대부분 ±5~8℃, 30∼60%RH로 제어가 되는 공조기가 적용되는 현장에서 사용하고 있으며 기존 환경제어 시스템의 경우 시스템과 Enclosure의 입·출구 온·습도 측정, 필요한 주요 제어 지점의 온·습도 측정, 대기 및 공간 환경 온·습도 측정을 통하여 PID 제어를 수행하고 있다.In other words, in the case of spaces where a precise environmental control system is used, it is mostly used in sites where air conditioners controlled at ±5~8℃ and 30~60%RH are applied, and in the case of existing environmental control systems, the entrance and exit of the system and enclosure are used. PID control is performed by measuring temperature and humidity, measuring the temperature and humidity of key control points required, and measuring the temperature and humidity of the air and space environment.
그러나, PID 제어를 위한 알고리즘의 정밀한 제어를 위해 온·습도 측정을 최대한 많은 공간을 측정하는 것이 효과성이 높으나 현장 상황 등을 고려하였을 때 다수의 온·습도 센서를 취부 하는 것은 쉽지 않고, 작업자나 연구원 등이 현장에 함께 있거나 문을 여닫는 행위 등 급격한 환경 변화에 대응이 어려운 상황이 있다.However, in order to precisely control the algorithm for PID control, it is highly effective to measure temperature and humidity in as many spaces as possible. However, considering the field situation, it is not easy to install multiple temperature and humidity sensors, and it is not easy to install multiple temperature and humidity sensors. There are situations where it is difficult to respond to rapid environmental changes, such as when researchers are present at the site or when doors are opened or closed.
이에 본 발명은 열변화를 비롯한 환경변화에 대한 외란을 열화상 카메라를 활용하여 열원의 종류와 영향성을 측정하고 사전에 학습을 통하여 외란에 능동적으로 대응할 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발하고자 하기 위해 온도센서(220)와 습도센서(230) 이외에 열화상카메라(210)를 구비하게 된다.Accordingly, the present invention measures the type and influence of heat sources by using a thermal imaging camera to measure disturbances due to environmental changes, including thermal changes, and develops an artificial intelligence algorithm that can actively respond to disturbances through prior learning. In addition to the sensor 220 and the humidity sensor 230, a thermal imaging camera 210 is provided.
한편, 제어타겟환경부(100) 내에 설치되어 진폭을 측정하는 진폭주파수측정부(310)와 전력 사용량을 측정하는 전력사용측정부(320)가 개시된다.Meanwhile, an amplitude frequency measurement unit 310 installed in the control target environment unit 100 to measure amplitude and a power usage measurement unit 320 to measure power usage are disclosed.
제어타겟환경부(100) 내의 장치에는 주로 냉각기의 펌프와 압축기, 송풍기 등 모터 구동이 필요할 가능성이 높으며, 해당 구성들은 일정한 진폭과 주파수를 가지고 가동이 되기 때문에 고장이 발생하거나 이상현상 발생시에는 일정한 진폭과 주파수를 벗어난 데이터가 저장될 것으로 예상되고 전력 사용량 또한 이상 동작으로 인하여 비정상적 데이터가 나타날 것으로 예상된다.Devices in the control target environment unit 100 are likely to require driving motors, such as cooler pumps, compressors, and blowers, and since the corresponding components operate at a constant amplitude and frequency, when a failure or abnormal phenomenon occurs, the device operates at a constant amplitude and frequency. Data outside the frequency is expected to be stored, and abnormal data is expected to appear due to abnormal power usage and abnormal operation.
이에 시스템의 전력량을 모니터링하고 모터를 사용하는 구성품 주위에 진동센서를 취부하여 신호를 확보하고 이상을 탐지하는 인공지능 학습용 데이터 확보 시스템을 구축하기 위해 진폭주파수측정부(310)와 전력사용측정부(320)가 개시된다.Accordingly, in order to build an artificial intelligence learning data acquisition system that monitors the amount of power in the system and secures signals and detects abnormalities by attaching a vibration sensor around the components that use the motor, an amplitude frequency measurement unit 310 and a power usage measurement unit ( 320) is disclosed.
한편, 열화상카메라(210)를 통해 얻은 이미지와 온도센서(220)와 습도센서(230)에서 각각 센싱된 온도값과 습도값 및 진폭주파수측정부(310)에서 측정된 진폭값과 전력사용측정부(320)에서 측정된 전략값을 수신받는 중앙서버(400)를 포함하되, 중앙서버(400)에는 별도의 인공지능학습부(500)가 더 포함되고, 인공지능학습부(500)는 설정된 기준온도값 전후로 ±0.1℃ 와 설정된 습도값 전후로 ±1% RH로 유지시킴과 동시에 설정된 진폭과 설정된 전력값이 유지되도록 제어타겟환경부(100)를 제어하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the image obtained through the thermal imaging camera 210, the temperature and humidity values sensed by the temperature sensor 220 and the humidity sensor 230, and the amplitude value and power usage measurement measured by the amplitude frequency measurement unit 310 It includes a central server 400 that receives the strategy value measured by the unit 320, but the central server 400 further includes a separate artificial intelligence learning unit 500, and the artificial intelligence learning unit 500 is set. It is characterized by controlling the control target environment unit 100 so that the set amplitude and set power value are maintained while maintaining ±0.1°C before and after the reference temperature value and ±1% RH before and after the set humidity value.
더 나아가 그 목표는 온도와 습도 이외에 이러한 온도와 습도가 8시간 이상 유지할 수 있는 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.Furthermore, the goal is to provide a system that can maintain temperature and humidity for more than 8 hours in addition to temperature and humidity.
이러한 인공지능학습부(500)의 구체적인 학습 방법과 제어로직은 다음과 같다.The specific learning method and control logic of the artificial intelligence learning unit 500 are as follows.
인공지능학습부(500)는, 온도센서(220)와 습도센서(230)에서 센싱된 1차원적인 온도값과 습도값이 상기 인공지능학습부(500)로 입력된 경우, 하기의 단계가 수행되어 1차원적인 온도값과 습도값을 다차원화 하는 것을 특징으로 한다.The artificial intelligence learning unit 500 performs the following steps when the one-dimensional temperature and humidity values sensed by the temperature sensor 220 and the humidity sensor 230 are input to the artificial intelligence learning unit 500. It is characterized by multidimensionalizing one-dimensional temperature and humidity values.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온습도센서를 구비하는 센서칩을 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온습도센서를 구비하는 센서칩의 주요 구성부를 부분 도시한 도면이다.Figure 5 is a block diagram conceptually showing a sensor chip having a temperature and humidity sensor according to some embodiments of the present invention, and Figure 6 is a block diagram showing main components of a sensor chip having a temperature and humidity sensor according to some embodiments of the present invention. This is a partial drawing.
도 5 내지 도 6을 상호 참조하면, 센서칩(200)은 제어타겟환경부(100)의 온습도를 센싱하는 센서부(1, 2), ADC(analog-digital converter) 포트를 통해 입력 받은 센싱데이터를 처리하기 위한 MCU(Micro Controller Unit, 3), 중앙 서버(400)와의 통신을 수행하기 위한 통신부(4), 센서칩의 전력을 매니징하는 전력매니저부(5), 일정한 시간 간격으로 펄스를 내보내어 MCU에게 시간정보를 제공하기 위한 RTC(real-time clock, 6), 데이터를 저장하기 위한 메모리(7), 외부에 전원이 없을 때 연결하여 지속적으로 온도를 측정할 수 있도록 설계된 내외장 배터리(8)를 포함할 수 있다.5 to 6, the sensor chip 200 receives sensing data input through the sensor units 1 and 2, which sense the temperature and humidity of the control target environment unit 100, and an analog-digital converter (ADC) port. MCU (Micro Controller Unit, 3) for processing, communication unit (4) for communicating with the central server 400, power manager unit (5) for managing the power of the sensor chip, and emitting pulses at regular time intervals. RTC (real-time clock, 6) to provide time information to the MCU, memory (7) to store data, and an internal and external battery designed to continuously measure temperature by connecting when there is no external power ( 8) may be included.
본 발명의 센싱부는 가변저항 측정값 기반의 접촉 저항온도센서(1) 및 적외선 기반의 온도센서(2)를 포함한다.The sensing unit of the present invention includes a contact resistance temperature sensor (1) based on variable resistance measurements and an infrared-based temperature sensor (2).
접촉 저항온도센서(1)는 구동전압 노드(Vdd)로부터 접지단까지 직렬 연결되는 비-가변/가변저항 세트들을 포함한다.The contact resistance temperature sensor 1 includes non-variable/variable resistance sets connected in series from the driving voltage node (Vdd) to the ground terminal.
구체적으로, 센싱회로부는 도 6에 도시된 것처럼 일단이 구동전압 노드(Vdd)에 연결되는 제1 비-가변저항(R1), 일단이 구동전압 노드(vdd)에 연결되되 제1 비-가변저항(R1)과 병렬 연결되는 제2 비-가변저항(R2), 일단이 제1 비-가변저항(R1)의 타단에 직렬 연결되고 타단이 접지되는 제3 비-가변저항(R3), 일단이 제2 비-가변저항(R2)의 타단에 직렬 연결되고 타단이 접지되는 가변저항(Th), 제1 비-가변저항(R1)의 타단과 제3 비-가변저항(R3)의 일단의 접점에 위치하되 증폭기(즉, OP-AMP)의 (-)입력단자에 연결되는 제1 측정전압 노드(V- in) 및 제2 비-가변저항(R2)의 타단과 가변저항(Th)의 일단의 접점에 위치하되 OP-AMP의 (+)입력단자에 연결되는 제2 측정전압 노드(V+ in)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 6, the sensing circuit unit includes a first non-variable resistor (R1) with one end connected to the driving voltage node (Vdd), and a first non-variable resistor with one end connected to the driving voltage node (vdd). A second non-variable resistor (R2) connected in parallel with (R1), a third non-variable resistor (R3), one end of which is connected in series to the other end of the first non-variable resistor (R1) and the other end of which is grounded, one end of which is connected in parallel with (R1) A variable resistor (Th) connected in series to the other end of the second non-variable resistor (R2) and the other end of which is grounded, a contact point of the other end of the first non-variable resistor (R1) and one end of the third non-variable resistor (R3) Located in the first measurement voltage node (V - in ) and the other end of the second non-variable resistor (R2) and one end of the variable resistor (Th) connected to the (-) input terminal of the amplifier (i.e. OP-AMP) It is located at the contact point of but may include a second measurement voltage node (V + in ) connected to the (+) input terminal of the OP-AMP.
일부 실시예들에서, 가변저항(Th)은 온도에 따라 저항특성이 변하는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 예를 들어, 상기 가변저항(Th)은 NTC(negative temperature coefficient thermistor), PTC(positive temperature coefficient thermistor), CTR(critical temperature resistor) 등일 수 있다.In some embodiments, the variable resistor Th may be a thermistor whose resistance characteristics change depending on temperature. For example, the variable resistor (Th) may be a negative temperature coefficient thermistor (NTC), a positive temperature coefficient thermistor (PTC), a critical temperature resistor (CTR), or the like.
상기 접촉 저항온도센서(1)는, 상기 제1 측정전압 노드에서의 제1 센싱전압값 및 상기 제2 측정전압 노드에서의 제2 센싱전압값의 차이에 비례하는 제2 출력전압(V_out2)을 생성하여 상기 ADC 포트로 입력시키는 역할을 수행한다.The contact resistance temperature sensor 1 generates a second output voltage (V_out2) proportional to the difference between the first sensing voltage value at the first measurement voltage node and the second sensing voltage value at the second measurement voltage node. It plays the role of generating and inputting to the ADC port.
상기 온도센서(2)는 열접점에서 복사를 흡수하여 복사를 감지하여, 열전되는 열접점(T_hot)과 칩의 다이(Die)에 열적으로 접지된 냉접점(T_cold) 사이의 온도 차이에 비례하는 제1 출력전압(V_out1)을 생성하여 상기 ADC 포트로 입력시키는 것을 특징으로 한다. 여기서, MCU는 하기 수학식 1에 의해 상기 제1 출력전압을 산출한다.The temperature sensor 2 detects radiation by absorbing radiation from the hot junction, and detects the radiation in proportion to the temperature difference between the hot junction (T_hot), which is thermoelectrically connected, and the cold junction (T_cold), which is thermally grounded to the die of the chip. It is characterized by generating a first output voltage (V_out1) and inputting it to the ADC port. Here, the MCU calculates the first output voltage using Equation 1 below.
MCU(3)는 상기 2 이상의 센싱값을 ADC(analog-digital converter) 포트를 통해 입력 받는 역할을 수행한다.The MCU (3) performs the role of receiving the above two or more sensing values through an analog-digital converter (ADC) port.
바람직하게, MCU(3)는 RFID, NFC등의 근거리 무선통신용 인터페이스를 가지는 MCU로서 상기 MCU(3)는 적어도 하나의 OP-AMP(Operational amplifier) 및 적어도 하나의 ADC(Analog-Digital Converter) 입력포트를 포함할 수 있다.Preferably, the MCU (3) has an interface for short-distance wireless communication such as RFID or NFC, and the MCU (3) includes at least one operational amplifier (OP-AMP) and at least one analog-digital converter (ADC) input port. may include.
상기 MCU(3)는 제1 출력전압(V_out1) 및 제2 출력전압(V_out2) 중 선택되는 전압값을 온도산출에 기초가 되는 물체전압(V_OBJ)으로 선정하고, 하기 수학식 2에 의해 제어타겟환경부(100)의 온도를 추정하는 역할을 수행한다.The MCU (3) selects the voltage value selected from the first output voltage (V_out1) and the second output voltage (V_out2) as the object voltage (V_OBJ) that is the basis for temperature calculation, and sets the control target according to Equation 2 below: It serves to estimate the temperature of the environment unit 100.
본 발명의 온습도 센서칩에 따르면, 듀얼채널 센싱을 통해 보다 정확한 온도측정값을 확보할 수 있게 된다.According to the temperature and humidity sensor chip of the present invention, it is possible to secure more accurate temperature measurement values through dual-channel sensing.
도 7에 도시된 바와 같이 최근 IT, NT, BT 등의 신기술 산업의 발전에 따라 반도체, 전자기기, 광학기기, 모바일 기기, 각종 센서 등 다양한 기기가 소형·첨단화 되고 있으며 미세 패턴이 적용된 액정 디스플레이 패널, 의료 서비스용 장비 등에 대한 수요가 대폭 확대되며 초정밀 나노/마이크로 정밀도의 가공부품에 대한 필요성과 중요성이 증가하고 있다. 이에 따라 가공 설비에 대한 수요가 국내외에서 급증하고 있다.As shown in Figure 7, with the recent development of new technology industries such as IT, NT, and BT, various devices such as semiconductors, electronic devices, optical devices, mobile devices, and various sensors are becoming smaller and more advanced, and liquid crystal display panels with fine patterns are being developed. , demand for medical service equipment is greatly expanding, and the need and importance of ultra-precision nano/micro-precision processed parts are increasing. Accordingly, demand for processing facilities is rapidly increasing both at home and abroad.
현재 가공 기술의 트렌드는 고속화, 다축화, 복합화, 정밀화되고 있는 추세이며, 산업 구조의 고도화와 제조업 경쟁력 강화를 실현하기 위한 핵심 산업으로 전·후방 산업관련 효과가 매우 큰 소재·부품·장비 산업에서 원자재를 최종재로 가게 하는 중간재 생산에 중추적인 역할을 하고 있다고 할 수 있다.The current trends in processing technology are toward higher speeds, multiple axes, complexities, and precision. It is a key industry to realize the advancement of industrial structure and strengthening of manufacturing competitiveness in the materials, parts, and equipment industry, which has a very large effect on forward and backward industries. It can be said that it plays a central role in the production of intermediate goods that transform raw materials into final goods.
초정밀 가공에 대한 정의는 현재 또는 가까운 미래의 기술 수준에 따라 결정되지만 현재 시점을 기준으로 가공물의 치수 및 형상정밀도 0.1㎛, 표면조도 0.01㎛ Rma 또는 그 이하를 말하며 가공 정밀도는 최종적으로 1㎚를 가질 것으로 전망되어 해당 정밀도를 갖추기 위해 본 발명이 상기와 같은 제어로직을 개시하게 된다.The definition of ultra-precision machining is determined depending on the current or near future technology level, but as of the present, it refers to the dimensional and shape precision of the workpiece of 0.1㎛ and the surface roughness of 0.01㎛ Rma or less, and the final processing precision will be 1㎚. It is expected that the present invention will disclose the control logic described above in order to achieve the corresponding precision.
더 나아가, 모든 소재는 열팽창계수(Thermal Expansion Coefficient)를 가지고 있으며 열팽창계수는 온도의 함수로 거동되어 온도가 증가하면 체적이 증가하고 온도가 감소하면 체적이 감소하는 특성을 보임에 따라 소재가 가지고 있는 열팽창계수로 인한 열변형은 ㎜수준의 일반 가공에서는 가공 오차에 영향을 주지 않으나 나노/마이크로급의 초정밀 가공에서는 가공 오차의 큰 영향을 준다.Furthermore, all materials have a thermal expansion coefficient, and the thermal expansion coefficient behaves as a function of temperature. As the temperature increases, the volume increases, and as the temperature decreases, the volume decreases. Thermal deformation due to the thermal expansion coefficient does not affect processing errors in mm-level general processing, but has a significant impact on processing errors in nano/micro-level ultra-precision processing.
초정밀 형상 가공의 정밀도 향상을 위해서 가공 조건(공구, 윤활유, RPM, FEED 등)에 대한 형상학적 연구를 무수히 진행되었으며, 초정밀 가공에서 형상 정밀도에 대한 이슈는 대부분 칩배출, 공구 변형 등 고체·동역학 분야에서 연구가 활발히 진행되었고, 그에 따른 결과로 초정밀 가공 기술 수준이 선진(일본)국 대비 90%까지 향상되었다.In order to improve the precision of ultra-precision shape machining, countless morphological studies on processing conditions (tools, lubricants, RPM, FEED, etc.) have been conducted, and most issues regarding shape precision in ultra-precision machining are in the areas of solid and dynamics, such as chip evacuation and tool deformation. Research has been actively carried out, and as a result, the level of ultra-precision processing technology has improved by 90% compared to advanced countries (Japan).
공구 및 피삭재에서의 가공 거동 영역에 대한 연구는 충분히 수행되어 기술 수준이 향상되었으나 아직 선진국을 추월하지 못하는 부분은 환경제어 부분에 대한 기술력 부족으로 예상되며, 선진국의 환경제어 시스템은 반도체 공정 이외에도 가공 장비에도 적용되어 활용되고 있다. 선진사 제품의 최소 실사용 조건은 ±2∼7.5℃임을 확인된다.Research into the area of machining behavior in tools and workpieces has been sufficiently conducted and the level of technology has improved, but the reason it has not yet surpassed developed countries is expected to be due to a lack of technological prowess in environmental control, and advanced countries' environmental control systems are used in processing equipment in addition to semiconductor processes. It is also applied and utilized. The minimum actual use conditions for advanced company products are confirmed to be ±2∼7.5℃.
또한, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 수요가 급증하고 있는 나노/마이크로급 정밀 소재·부품을 안정적으로 양산하기 위해 다기능 가공기계를 사용할 경우 5축 이상의 주축이 움직이며 스핀들 및 회전체의 회전시켜 이송과 절삭을 고속으로 수행하게 된다.In addition, as shown in Figures 8 to 10, when multi-function processing machines are used to stably mass-produce nano/micro-level precision materials and parts for which demand is rapidly increasing, five or more main axes move and the spindle and rotating body move. By rotating it, feeding and cutting are performed at high speed.
이러한 기계적 움직임은 가공기 내부에서 발열원으로 존재하게 되고, 정밀 항온항습시설(±1℃)이 설치된 공간이 아닐 경우 외부 온도 변화에 피삭재는 큰 영향을 받게 되는데 열변형(Thermal Deformation)으로 인한 오차는 가공물 전체 오차의 50~70%를 차지한다고 알려져 있다.This mechanical movement exists as a heat source inside the processing machine, and if it is not a space where a precise constant temperature and humidity facility (±1℃) is installed, the workpiece is greatly affected by changes in external temperature. Errors due to thermal deformation are caused by the workpiece. It is known to account for 50-70% of total errors.
도시된 바와 같이 공작기계에서 발생하는 가공기 주변 영향에 대한 요소가 복합 열전달 현상으로 전체 열적 오차로 표현되는 개념을 보여주고 있으며 가공기 주변의 환경온도 변화에 따라 피삭재가 열팽창을 하여 변형되는 현상을 보여주고 있다.As shown, it shows the concept that the elements of the influence around the machine tool that occur in the machine tool are expressed as total thermal error through a complex heat transfer phenomenon, and it shows the phenomenon in which the workpiece undergoes thermal expansion and deformation according to changes in environmental temperature around the machine tool. there is.
따라서 초정밀 나노/마이크로급 가공에서는 일반 가공과는 다르게 온·습도 변화에 매우 민감하게 반응하고 가공정밀도에 영향을 미치는 상황이기 때문에 가공기 내부 전체 구조물의 열용량을 고려하여 제어하기 어려운 상태라고 한다면 내부 공기의 온·습도만이라도 정밀한 제어가 필요하다.Therefore, unlike general processing, ultra-precision nano/micro processing reacts very sensitively to changes in temperature and humidity and affects processing precision. Therefore, if it is difficult to control considering the heat capacity of the entire structure inside the processing machine, the internal air Even temperature and humidity require precise control.
제조 현장에서 습도가 제품에 미치는 영향은 최근 부각되고 있는 주요한 문제현상 중에 하나이며 습도 제어 불량으로 기인하여 발생할 수 있는 문제는 에너지 소비 증가, 외관 형상 불량, 장비 정확성 저감, 소재의 수분 제어, 전기 전도도의 변화, 응축, 부식, 생산성 감소 등을 야기할 수 있으며 기존의 연구에 따르면 장시간 고정되어 있는 모든 소재와 장비에 따라 상대 습도가 미치는 영향을 분석하여 상대습도를 30∼50%이내로 유지되어야 함이 바람직하다.The effect of humidity on products at the manufacturing site is one of the major problems that have been highlighted recently. Problems that may arise due to poor humidity control include increased energy consumption, poor appearance, reduced equipment accuracy, moisture control of materials, and electrical conductivity. It can cause changes in humidity, condensation, corrosion, and reduced productivity. According to existing research, the relative humidity should be maintained within 30 to 50% by analyzing the effect of relative humidity on all materials and equipment that are fixed for a long time. desirable.
본 발명에 의한다면, 국가 제조 산업 초격차 극복을 위한 온도 안정성 ±0.1℃, 습도 안정성 ±1%RH를 유지할 수 있는 지능형 산업용 정밀 환경제어 시스템이 제공된다.According to the present invention, an intelligent industrial precision environmental control system is provided that can maintain temperature stability ±0.1℃ and humidity stability ±1%RH to overcome the national manufacturing industry super gap.
또한, 국내 전·후방 산업의 가교 역할을 할 수 있는 소재·부품 산업의 제조 환경에서 IoT 기술이 접목된 온·습도 정밀 제어 시스템, 제조 빅데이터를 통한 온·습도 예측 성능이 확보된 인공지능 기반 나노/마이크로급 최적 생산/제조 환경 조성용 정밀 환경제어 시스템이 제공된다.In addition, a precise temperature and humidity control system incorporating IoT technology in the manufacturing environment of the materials and parts industry that can serve as a bridge between domestic forward and backward industries, and an artificial intelligence-based technology that secures temperature and humidity prediction performance through manufacturing big data. A precise environmental control system for creating an optimal nano/micro level production/manufacturing environment is provided.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those skilled in the art related to this embodiment will understand that the above-described substrate can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics. Therefore, the disclosed methods should be considered from an explanatory rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.
100 : 제어타겟환경부
210 : 열화상카메라
220 : 온도센서
230 : 습도센서
310 : 진폭주파수측정부
320 : 전력사용측정부
400 : 중앙서버
500 : 인공지능학습부
600 : 공기조화기100: Control Target Environment Department 210: Thermal imaging camera
220: temperature sensor 230: humidity sensor
310: Amplitude frequency measurement unit 320: Power usage measurement unit
400: Central server 500: Artificial intelligence learning department
600: Air conditioner
Claims (4)
공기조화기, 반도체, 전자기기, 광학기기, 모바일 기기를 포함하고 있는 제어타겟환경부;
상기 제어타겟환경부를 촬상하는 열화상카메라와 온도와 습도를 각각 센싱하는 온습도 센서칩;
상기 제어타겟환경부 내에 설치되어 진폭을 측정하는 진폭주파수측정부와 전력 사용량을 측정하는 전력사용측정부;
상기 열화상카메라를 통해 얻은 이미지와 상기 온도센서와 습도센서에서 각각 센싱된 온도값과 습도값 및 상기 진폭주파수측정부에서 측정된 진폭값과 상기 전력사용측정부에서 측정된 전략값을 수신받는 중앙서버;를 포함하되,
상기 중앙서버에는 별도의 인공지능학습부가 더 포함되고, 상기 인공지능학습부는 설정된 기준온도값 전후로 ±0.1℃ 와 설정된 습도값 전후로 ±1% RH로 유지시킴과 동시에 설정된 진폭과 설정된 전력값이 유지되도록 상기 제어타겟환경부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템.
In an industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence,
Control Target Environment Department, which includes air conditioners, semiconductors, electronic devices, optical devices, and mobile devices;
A thermal imaging camera that captures images of the control target environment and a temperature and humidity sensor chip that senses temperature and humidity, respectively;
An amplitude-frequency measurement unit installed in the control target environment unit to measure amplitude and a power usage measurement unit to measure power usage;
A center that receives the image obtained through the thermal imaging camera, the temperature and humidity values sensed by the temperature sensor and the humidity sensor, respectively, the amplitude value measured by the amplitude frequency measurement unit, and the strategy value measured by the power usage measurement unit. including server;
The central server further includes a separate artificial intelligence learning unit, and the artificial intelligence learning unit maintains ±0.1°C before and after the set reference temperature value and ±1% RH before and after the set humidity value, while maintaining the set amplitude and set power value. An industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence, characterized in that it controls the control target environment unit.
상기 온습도 센서칩은,
2 이상의 센싱값을 측정하는 센싱회로부;
상기 2 이상의 센싱값을 ADC(analog-digital converter) 포트를 통해 입력 받는 MCU(Micro Controller Unit); 및
상기 2 이상의 센싱값을 상기 중앙서버로 전송하는 통신부;를 포함하되,
상기 센싱회로부는 가변저항 측정값 기반의 접촉 저항온도센서 및 적외선 기반의 온도센서를 포함하되,
상기 적외선 기반의 온도센서는 열접점에서 복사를 흡수하여 복사를 감지하여, 열전되는 열접점(T_hot)과 칩의 다이(Die)에 열적으로 접지된 냉접점(T_cold) 사이의 온도 차이에 비례하는 제1 출력전압(V_out1)을 생성하여 상기 ADC 포트로 입력시키는 것을 특징으로 하는, 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템.
According to claim 1,
The temperature and humidity sensor chip is,
A sensing circuit unit that measures two or more sensing values;
An MCU (Micro Controller Unit) that receives the two or more sensing values through an ADC (analog-digital converter) port; and
Including a communication unit that transmits the two or more sensing values to the central server,
The sensing circuit unit includes a contact resistance temperature sensor based on variable resistance measurements and an infrared-based temperature sensor,
The infrared-based temperature sensor detects radiation by absorbing radiation from a hot junction, and detects radiation in proportion to the temperature difference between the hot junction (T_hot), which is thermoelectrically connected, and the cold junction (T_cold), which is thermally grounded to the die of the chip. An industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence, characterized in that it generates a first output voltage (V_out1) and inputs it to the ADC port.
상기 MCU는 하기 수학식 1에 의해 상기 제1 출력전압을 산출하는 것을 특징으로 하는, 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템.
[수학식 1]
According to clause 2,
An industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence, wherein the MCU calculates the first output voltage according to Equation 1 below.
[Equation 1]
상기 접촉 저항온도센서는,
구동전압 노드;
일단이 상기 구동전압 노드에 연결되는 제1 비-가변저항;
일단이 상기 구동전압 노드에 연결되되, 상기 제1 비-가변저항과 병렬 연결되는 제2 비-가변저항;
일단이 상기 제1 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제3 비-가변저항;
일단이 상기 제2 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 가변저항;
상기 제1 비-가변저항의 타단과 상기 제1 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 증폭기의 (-)입력단자에 연결되는 제1 측정전압 노드; 및
상기 제2 비-가변저항의 타단과 상기 제2 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 증폭기의 (+)입력단자에 연결되는 제2 측정전압 노드;를 포함하도록 구성되며,
상기 제1 측정전압 노드에서의 제1 센싱전압값 및 상기 제2 측정전압 노드에서의 제2 센싱전압값의 차이에 비례하는 제2 출력전압(V_out2)을 생성하여 상기 ADC 포트로 입력시키고,
상기 MCU는 제1 출력전압(V_out1) 및 제2 출력전압(V_out2) 중 선택되는 전압값을 온도산출에 기초가 되는 물체전압(V_OBJ)으로 선정하고, 하기 수학식 2에 의해 제어타겟환경부의 온도를 추정하며,
상기 중앙서버는 하기 수학식 2에 의해 상기 제어타겟환경부의 온도를 추정한 후 이에 기초하여 설정된 기준온도값 전후로 ±0.1℃ 와 설정된 습도값 전후로 ±1% RH로 유지되도록 상기 제어타겟환경부에 마련된 공기조화기를 제어하는 것을 특징으로 하는, 인공지능을 이용한 온,습도 측정 및 제어 기술이 구비된 산업용 환경 제어 시스템.
[수학식 2]
According to clause 3,
The contact resistance temperature sensor is,
driving voltage node;
a first non-variable resistor, one end of which is connected to the driving voltage node;
a second non-variable resistor, one end of which is connected to the driving voltage node and connected in parallel with the first non-variable resistor;
a third non-variable resistor, one end of which is connected in series to the other end of the first non-variable resistor, and the other end of which is grounded;
a variable resistor whose one end is connected in series to the other end of the second non-variable resistor and whose other end is grounded;
a first measurement voltage node located at a contact point between the other end of the first non-variable resistor and one end of the first variable resistor and connected to the (-) input terminal of the amplifier; and
A second measurement voltage node is located at the contact point of the other end of the second non-variable resistor and one end of the second variable resistor and is connected to the (+) input terminal of the amplifier,
Generating a second output voltage (V_out2) proportional to the difference between the first sensing voltage value at the first measurement voltage node and the second sensing voltage value at the second measurement voltage node and inputting it to the ADC port,
The MCU selects the voltage value selected from the first output voltage (V_out1) and the second output voltage (V_out2) as the object voltage (V_OBJ) that is the basis for temperature calculation, and determines the temperature of the control target environment unit according to Equation 2 below. To estimate,
The central server estimates the temperature of the control target environment unit according to Equation 2 below, and then provides air provided in the control target environment unit to be maintained at ±0.1°C before and after the reference temperature value set based on this and ±1% RH before and after the set humidity value. An industrial environmental control system equipped with temperature and humidity measurement and control technology using artificial intelligence, characterized by controlling a conditioner.
[Equation 2]
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220178349 | 2022-12-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240096292A true KR20240096292A (en) | 2024-06-26 |
Family
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