RF motion sensor

Overview

• Date: 2012
• Category: #electronic_engineering
• Project Size: 1 Adviser(Professor) and 4 Electronic Engineers, 12 weeks
• My Contribution: Electronic Engineering
• Tools: PSpice

Description

2012년 진행한 학술제를 위한 프로젝트. Radio Frequency를 이용한 motion detecting sensor를 만들었다. 전자공학과 학생 4인 팀 프로젝트로 진행하였다. 제 13회 서강대학교 전자공학과 학술제 캡스톤디자인 부문 대상을 수상했다.

Problem

움직임 센서로는 주로 적외선 센서, 초음파 센서가 사용된다. 각 센서는 각각의 장단점을 지니고 있다. 적외선 센서는 야외 움직임을 감지할 때 오류의 가능성이 있다. 초음파 센서는 감지 거리가 짧고, 정밀측정이 불가능하다는 단점이 있다.

Solution

우리는 공학적으로 Radio Frequency motion sensor를 만드는 것이 가능할 것이라 생각했다. RF motion sensor는 다른 방식의 motion sensor의 단점을 상쇄시켜줄 수 있을 것이기 때문에 단독으로, 혹은 다른 센서와 함께 사용했을 때 장점이 발휘될 수 있을 것으로 가정했다.

Benefits

실외에서도 사용할 수 있고, radio frequency를 사용하기 때문에 인체에 무해하다. 저전력으로 동작하기 때문에 휴대성을 갖춘 모듈을 만들 수 있다. 또한 통신 시스템과의 결합도 쉽게 이루어질 수 있다. Radio frequency는 장애물을 통과할 수 있기 때문에 센서 모듈 자체가 가려져도 움직임을 감지할 수 있다.

Process

도플러 효과를 기반으로 하여 송수신 안테나, Band Pass Filter를 이용해 움직임을 감지하도록 설계를 진행했다. 계산, 시뮬레이션과 실제 테스트를 통해 움직임을 감지할 수 있음을 확인했으며, output으로 display light을 설치해 움직임 감지를 표시했다.

Conclusion

실제 만들어진 모듈은 60cm 범위에서 360도 모두 움직임 측정이 가능했고, 1m 범위에서 270도 움직임 측정이 가능했다. 이로서 기존 센서들의 단점을 극복할 수 있는 RF motion sensor를 제작했다. 소형화를 진행할 경우 여러 영역에 사용될 수 있을 것으로 생각된다.