안녕하세요.
담당 매니저 김수민입니다.
기간제(상주) 프로젝트 희망 근무 시작일을
등록해 주시면, 파트너님의 일정에 맞는
적합한 프로젝트를 추천해 드려요.
모집 마감
외주

등록 일자 2023.01.05.

초음파 유속 측정 FPGA 보드 개발

개발

임베디드

기타(IT 서비스 구축)

예상 금액

30,000,000원

금액 조율 가능

예상 기간

120일

기간 조율 가능

지원자 수

8명

모집 마감일

2023년 01월 19일

예상 시작일

계약 체결 이후, 즉시 시작

진행 분류

기획 상태

프로젝트 경험

협업 예정 인력

우선 순위

업무 내용

프로젝트 목적 :
- 초음파 센서 시그널을 기반으로 한 유속 측정 장비의 개발이 목적이며 FPGA 보드에서 초음파 센서에 발진 펄스 시그널을 주면 반대쪽 센서에서 이를 받아서 ADC로 시그널을 변환하는 것이 주요 기능 입니다.
- 또한 ADC 시그널을 기반으로 음파의 속도를 계산해서 최종 적으로 유속을 측정하는 알고리즘을 개발해야 합니다.
* 기본적인 음파 측정 알고리즘은 발주사에서 제시 가능 합니다.

개발 비용:
- 3000 ~ 4000만원 (협의 가능)

미팅

사전 미팅 방식

진행 중 미팅

클라이언트 위치

서울특별시 강남구

프로젝트 문의 12

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 12:42

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 13:41

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 13:52

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 14:16

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 15:25

kj******

센서 주파수는 29.23KHz 정도 됩니다.
2개를 사용하는 이유는 A센서에서 음파를 쏘고 B센서에서 음파를 받아서 이를 ADC로 변환 합니다.
이후 다시 B센서에서 음파를 쏘고 A센서에서는 음파를 받아서 ADC로 변환하는 동작을 무한 반복이라 보시면 됩니다.
즉, 2개 센서로 들어오는 음파의 도달 시간차를 이용해서 유속을 계산해 내는 방식 입니다.

1차 개발 프로젝트에서는 FFT는 사용하지 않은 것으로 알고 있으며, 아마 FFT를 이용한 주파수 분석은 필요 없을 겁니다.

리눅스 보드는 NXP의 i.MX6 quad 코어를 탑재한 cpu를 사용해서 4.x.x 버전대의 커널이 사용되고 있으며 기본 개발 환경은 c++와 qt/qml 기반 입니다. qt/qml 기반 ui 베이스 코드는 이미 다 마련되어 있습니다.
ui 작업할 일은 별로 없고 유속 계산 알고리즘만 신경 쓰시면 됩니다.

기본적인 계산 컨셉은 음파 시그널이 센서를 통해 ADC로 전달되서 디지털로 변환되면 시그널 형태가
차츰 커지다가 다시 작아지게 되는데 이때 피크 지점을 찾아서 ADC 샘플링 속도를 기반으로 2개 센서의 음파
도착 시간을 계산해서 유속을 측정하는 개념 입니다.

본 프로젝트의 성공 여부는 센서로 들어온 시그널을 노이지 없어 얼마나 잘 처리하느냐가 관건 입니다.
즉 보드에서 노이즈를 최대한 줄이는 것이 관건 입니다.
이미 1차 프로젝트에서는 노이즈를 거의 완벽히 없애서 성공을 했으며, 다만 2차 프로젝트에서는 센서 타입을 다른 것으로 사용해야 하기 때문에 FPGA 보드를 추가로 개발 하는 것 입니다.
즉 유속 계산 알고리즘이나 코드 등은 이미 마련되어 있다고 보시면 되며 코딩 센스와 약간의 수학적 지식이 있다면 제 설명을 듣고 잘 진행하실 수 있을 겁니다.

2023.01.06. 오후 15:59

비밀 댓글입니다.

2023.01.10. 오후 12:52

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 18:48

비밀 댓글입니다.

2023.01.09. 오전 10:16

비밀 댓글입니다.

2023.01.06. 오후 18:52

비밀 댓글입니다.

2023.01.07. 오전 07:59

비밀 댓글입니다.

2023.01.09. 오전 10:15

몇 가지 조언 드리도록 하겠습니다.
1. 측정 하고자 하시는 유체가 주로 기체인 것으로 판단 됩니다.
2. FPGA와 보드를 사용하시는 부분이 노이즈 때문 이라면 방향을 잘못 잡으신 듯 합니다.
3. 노이즈는 센서 접합부 와 보드의 케이스를 어떻게 구성 하느냐 에 따라 완벽히 없앨 수 있습니다.
4. 초음파는 정확히 이야기 하면 아나로그 신호가 아닌 디지털 신호 입니다.
아나로그 신호 처럼 보이지만 펄스 발생부에서 디지털 신호를 생성 할 때 시간 값을 실어 보내는 디지털 신호 입니다.
5. +/- 20V 이면 40V 크기 입니다. 그리고 판별에 필요한 시간이 100ms 일때
(초음파 속도 340m/s, 요구 속도 30 m/s) 고려시
6. 29.23 KHZ 보다 40KHZ 를 사용하시는 것이 Skew Level 에서 더 나을 것 같은 판단 입니다.
7. 그리고 센서 간 통신 거리가 10M 이상 확보 되어야 한다면 USB 는 비 추 입니다.
8. 온도도 고려 하셔야 합니다 , 90 도 온도 차에서 보정도 필요할 것입니다.
이상 도움이 되었으면 합니다. 지나가는 과객이 글을 남깁니다....

2023.01.07. 오후 19:51

kj******

초음파가 왜 디지털 신호라고 말씀하시는지 잘 이해가 안되네요, 저희 초음파 센서는 랑지방 타입이라는 금속 소재의 센서이고 자체 제작한 센서라 주파수를 마음대로 변경해서 제작할 수는 없습니다.
초음파 측정 원리를 다시 말씀 드리면 A와 B라는 2개의 동일 사양의 센서에서 음파를 서로 주고 받으면서 양쪽 센서에서 받은 음파의 시간차를 기반으로 유속을 측정하는 원리 입니다. 이를 위해 먼저 A센서에 음파 생성을 위해 +/-20V의 볼티지 신호를 인가하면 A센서는 발진을 시작 하면서 음파를 내보내고 이와 동시에 A센서 에서는 ACD 샘플링을 시작해하게 되는데 음파가 도달하는 충분한 시간동안 ADC 값을 수집하게 됩니다.
B센서가 ADC 데이터 수집을 완료한 이후 다시 역으로 B센서가 음파를 발생 시키고 A센서가 ADC 값을 수집하는 동작을 계속해서 번갈아 가면서 동작하게 됩니다.
즉, 한쪽 센서에서 음파를 발진 시킴과 동시에 반대쪽 센서에서 ADC 샘플링을 동시에 시작 하면서 ADC 값을 수집하기 위해 FPGA를 사용하는 것이며, MCU로는 이러한 고속 처리가 힘들 것이라 생각이 되어서 FPGA를 사양하는 것 입니다
마지막으로 이렇게 수집된 A와 B센서의 ADC 데이터 양은 그렇게 크지 않으며 usb2.0 스피드 만으로도 충분히 커버가 되고도 남습니다.

추가로 센서간의 거리는 통신 거리가 아닙니다. 랑지방 타입의 초음파 센서의 시그널 강도가 다른 플라스틱 센서에 비해 매우 약하기 때문에 음파 시그널을 감지할 수 있는 거리에 제약이 발생할 것을 예상해서 별도로 명시한 것이며 저도 10미터 거리에서 음파 시그널을 감지하기는 힘들 것으로 예상 하고는 있습니다.

2023.01.09. 오전 10:14

비밀 댓글입니다.

2023.01.11. 오후 17:59

비밀 댓글입니다.

2023.01.10. 오후 12:23

비밀 댓글입니다.

2023.01.10. 오후 13:26

kj******

FPGA 보드 설계부터 최종 적으로 유속 계산까지 가능한 SW 개발이 가능 하시다면 지원 부탁 드립니다.
참고로 초음파 가스유량계를 개발 하셨다면 유속을 먼저 구한 다음에 가스가 지나관의 관의 면적을 통해서
유량을 계산 했을텐데 맞나요?

2023.01.10. 오후 13:46

비밀 댓글입니다.

2023.01.10. 오후 18:21

yi******

@kj******귀사에서 원하는 제품이 정확히 무엇인지 만나서 얘기하고 싶습니다.


<위시켓 이용 약관에 의해 수정된 내용입니다.>

2023.01.10. 오후 18:34

비밀 댓글입니다.

2023.01.19. 오후 15:42

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