KR0121448Y1 - 원거리의 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원거리의 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴에 관한 것으로, 외부로부터 입력되는 AC전원을 내장된 축전지에 과충전이 되지 않도록 충전시키면서 사용하도록 한 휴대가능한 랜턴에 있어서, 화재로 인한 열을 감지하면 온되어 축전지의 전원이 램프 및 부저로 공급되도록 하는 화재 감지수단과, 마이크를 통해 인식되는 음성이 일정레벨보다 높은 소정의 시간동안 지속되면 상기의 램프 및 부저로 축전지의 전원이 공급되도록 하는 음성감지수단들에 의해 비상사태임을 인지하도록 하고, 화재나 외부침입자가 인식되면 자체의 라이트가 켜지면서 부저가 울리도록 하는 동시에 무선신호를 송출하여 휴대하고 다니는 소형후레쉬에서 경보음이 울리도록 한 것이다.

Description

원거리의 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴

제1도는 본 고안에 따른 랜턴의 사시도.

제2도는 본 고안에 따른 소형 후레쉬의 사시도.

제3도는 본 고안에 따른 랜턴의 회로도.

제4도는 본 고안의 송신부의 회로도.

제5도는 본 고안의 수신부의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 랜턴 10 : 소형후레쉬

50 : 음성감지수단 60 : 화재감지수단

70 : 송신부

본 고안은 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴이 관한 것으로, 특히 화재나 외부로부터의 무단침입에 따른 비상사태를 인식하여 랜턴에서 실내에 알려주면서 외출중인 사람에게도 무선에 의한 신호로서 알려주도록한 원거리의 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴에 관한 것이다.

일반적으로 랜턴이라하면 축전지를 내장한 상태에서 야간이나 어두운 곳을 이동할 때 사용하는 것임은 이미 잘 알려진 사실이다.

그리고 전기가 들어오지 않아 전등을 사용할 수 없는 곳이나 전등을 켤수 없는 상황에서 주변의 찾기 쉬운 곳에 보관중인 랜턴을 찾아서 사용하도록 하였다.

그러나 가정에서 취침중인 사용자가 강도 등의 침입자를 인식하였을 때 한두마디의 소리를 지를 수 있을 뿐 랜턴을 켜서 상대방을 확인하거나 외부로 긴급사태의 발생을 알려줄 수 없었다.

또한 취침중이나 외출중에 화재가 발생하게 되면 사람이 연기나 뜨거운 열기를 인식하여야만 잠에서 깨어날 수 있고 그때에는 이미 대피하거나 소화시킬 수 있는 여유가 없는 경우가 대부분이므로 불의의 사고로 인해 커다란 재산피해는 물론 귀중한 생명까지 잃게 되는 경우가 많았다.

특히 집을 지키는 사람이 없는 상태에서 잠시 외출을 하는 중에 화재나 외부침입 등의 비상사태가 발생하게 되면 외출중인 주인은 속수무책일 수밖에 없었다.

그러므로 사무실이나 공장 등에 감시용 카메라의 센서를 설치하고 이를 중앙의 통제실에서 인식하여 비상사태가 발생할 경우 긴급 출동하여 피해를 최소화하도록 한 경비시스템이 운용되고 있으나, 아직은 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다.

이에따라 본 고안은 가정에서 사용하는 랜턴에서 화재 감지나 큰 음성을 인식하면 자동으로 동작하면서 실내와 외부에 경보를 발생시키도록 한 원거리의 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위하여 본 고안은 외부로부터 입력되는 AC전원을 내장된 축전지에 과충전이 되지 않도록 충전시키면서 사용하도록 한 휴대가능한 랜턴에 있어서, 화재로 인한 열을 감지하면 온되어 축전지의 전원이 램프 및 부저로 공급되도록 하는 화재 감지수단과, 마이크를 통해 인식되는 음성이 일정레벨 보다 높은 상태로 소정의 시간동안 지속되면 상기의 램프 및 부저로 축전지의 전원이 공급되도록 하는 음성감지수단들에 의해 비상사태임을 인지하도록 하고, 화재나 외부침입자가 인식되면 자체의 라이트가 켜지면서 부저가 울리는 동시에 무선신호를 송출하여 휴대하고 다니는 소형후레쉬에서 경보음이 울리도록 한 특징이 있는 것이다.

이하 본 고안을 첨부도면에 의거 상세히 기술하면 다음과 같다.

제1도는 외관을 나타낸 사시도인바, 본 고안의 랜턴(1)은 그의 내부에 충전가능한 축전지가 내장되어, 전원스위치(2)를 온시키고 기능 선택스위치(3)의 조작에 따라 3색을 발생시킬 수 있는 한 개의 발광다이오드(4)와, 라이트(5)가 동작하도록 되어 있다.

여기에서 발광다이오드(4)는 축전지를 충전시킬 경우에는 적색을 발생시키며, 정상동작 또는 비상사태에 따라 동작할때에는 녹색을 발생시키고, 축전지의 소정의 전압(예컨대 4V)이하로 강하된 때에는 황색을 발생시킨다.

그리고 랜턴(1)에는 외부의 음성을 인식하는 마이크(6)와 화재발생시 열을 감지하기 위한 열감지센서(7)가 설치되어 있으며, 비상사태를 인식하면서 부저(도면에 도시않음)의 음이 스피커(8)를 통해 외부에 알려주는 동시에 안테나(9)를 통해 무선신호를 송출하여 제2도의 소형후레쉬(10)에 제공하도록 한 것이다.

제2도는 제1도에 도시한 랜턴(1)의 내부에 장착된 송신부(제3도 및 제4도 참조)에서 안테나(9)를 통해 송출되는 무선신호를 수신하여 착용자에게 알려주도록 한 소형후레쉬에 관한 것으로서, 수신안테나(11)를 통해 무선신호를 입력받는 소형후레쉬(10)에서는 스피커(12)로 경보음을 발하도록 한 것이다.

그리고 소형후레쉬(10)의 라이트(13)를 점등시키거나 수신안테나(11)를 통한 무선신호의 수신의 기능으로 선택하기 위하여는 절환스위치(14)로 도면에 도시하지 않은 내부 축전지의 전압이 선택적으로 인가되도록 하여야 한다.

제3도는 본 고안에 따른 랜턴의 내부회로 구성도인바, 편의상 발광다이오드(4A)는 적색빛을 발생시키는 것으로, 발광다이오드(4B)는 녹색빛을 발생시키는 것으로 간주되지만, 본 고안의 발광다이오드(4A, 4B)는 일체형으로 구성된 한개의 3색을 발생시키는 발광다이오드(4)로 구성한다.

우선, 축전지(15)를 충전시키고자 할 경우, 사용자는 전원전압(110V/220V)절환용 스위치(16)(제1도에는 도시하지 않았음)를 온시키고, 전원스위치(2)를 오프시키는바, 상기 스위치(16)가 a접점에 위치되었을때에는 220V에서, b접점에 위치되었을 때에는 110V에서 사용할 수가 있다.

인가된 교류전원(110V/220V)이 제2도에 도시한 바와같이, 전원 전압절환용 스위치(16)에 의해 파워트랜스포머(17)의 1차측 코일(Lp)에 인가되면, 그의 2차측코일(Ls)에서는 소정의 전압으로 강압된 교류전압이 유기되어 다수의 정류용 다이오드(18∼21)로 구성된 브릿지 회로에 인가된다.

이때 전파정류용 브릿지회로는 강압된 교류전압을 전파정류하여 직류전압으로 변환시키고, 콘덴서(22)는 직류전압을 좀더 평활하므로, ⓐ지점에는 순수한 직류전압이 인가된다.

ⓐ지점에서의 직류전압은 저항(23)을 통해 트랜지스터(24)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(24)를 턴온시키는 바, 이 트랜지스터(24)가 턴온됨에 따라 트랜지스터(24)에서 출력된 직류전압은 다이오드(25)를 통해 충전가능한 축전지(15)에 충전된다.

또한, ⓐ지점에 인가한 직류 전압은 저항(26)∼(28)을 경유하여 두 트랜지스터(29), (30)의 베이스와 콜렉터에 동시에 인가된다.

이때 트랜지스터(29)의 베이스에는 하이상태의 바이어스가 인가되지만 저항(27)과 가변저항(31)에 의한 분할 전압이 바이어스 전압보다 작으므로 턴오프 된다.

그러나, 더어미스터의 저항(28)을 통해 흐르는 바이어스 전압에 의해 트랜지스터(30)가 턴온되어 바이어스 저항(32)으로 전압이 유기되므로 발광다이오드(4A)가 동작하여 적색빛을 발생시킨다. 따라서, 축전지(15)가 충전되는 동안 발광다이오드(4A)가 동작하므로 사용자는 적색빛을 감지하여 현재 축전지(15)가 충전되고 있음을 시각적으로 용이하게 판별할 수가 있다.

한편, 축전기(15)가 충전됨에 따라 축전지(15)에 공급되는 전류는 점차적으로 줄어들게 되는바, 예컨대 7V까지 충전되었을 경우, 전류는 제너다이오드(33)로 바이패스되어 제너다이오드(33)가 턴온되고 그에 따라 가변저항(34)에 흐르는 전류가 증가하게 되므로 트랜지스터(35)가 턴온된다.

트랜지스터(35)가 턴온됨에 따라 트랜지스터(24)는 그의 베이스에 로우상태의 바이어스가 인가되므로 턴오프된다.

트랜지스터(24)가 턴오프될 경우, 축전지(15)에는 충전전류가 공급되지 않게 되며 더 이상의 충전은 되지 않는다.

또한, 축전지(15)의 충전이 완료되지 않은 상태에서 계속 충전될시에 가변저항(34)에 흐르는 전류에 의해 저항(36)을 매개로 트랜지스터(37)의 콜렉터 단자에 전압이 인가됨과 동시에, 트랜지스터(37)의 베이스 단자에는 저항(38),(39)에 의해 분할된 바이어스 전압이 공급되므로 트랜지스터(37)가 턴온되어 트랜지스터(35)의 바이어스를 줄여주므로 축전지(15)에 공급되는 충전전류를 효율적으로 제어하게 된다.

그런데, 축전지(15)에 전압이 완전히 충전되어가고 있는 경우 저항(28)은 더어미스터로 구성되므로 이 더어미스터의 저항(28)에 흐르는 전류를 줄어드는 반면에 저항(27)에 흐르는 전류는 증가하게 되고, 이에 따라 저항(27)과 가변저항(31)에 의한 분할 전압이 트랜지스터(29)의 바이어스 전압을 형성하게 되므로 트랜지스터(29)가 턴온되면서 트랜지스터(30)의 베이스에 인가되어 바이어스 전압을 조절하여 로우상태가 되어 턴오프된다.

따라서, 트랜지스터(30)가 턴오프될 경우 발광다이오드(4a)에 인가되는 바이어스 전압이 없으므로 발광다이오드(4A)역시 오프된다.

결국, 축전지(15)가 완전히 충전되었을 경우, 축전지(15)에 공급되는 전원이 완전히 차단되므로 과충전으로 인한 축전지(15)의 파손현상을 사전에 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 발광다이오드(4A)도 오프되어 적색빛이 발생되지 않음을 알 수 있다.

충전이 완료되어 제1도에 도시한 랜턴(1)의 측벽에 설치한 콘센트(16a)에 꽂혀있던 전기코드(16B)를 제거하여 랜턴(1)을 작동시키고자할 경우, 사용자가 기능선택스위치(3)를 접점(3A)에 위치시키면서 전원스위치(2)를 온시키면 축전지(15)에 충전되어 있던 전압이 전원스위치(2) 및 기능선택스위치(3)를 경유하여 라이트(5)에 인가되어 라이트(5)를 작동시킴과 동시에 바이어스 저항(40)을 경유하여 발광다이오드(4B)에 입력되어 녹색빛을 발생시킨다.

그런데, 발광 다이오드(4B)에 의한 녹색빛만이 발광되고, 라이트(5)가 동작하지 않을 경우 사용가는 라이트(5)에 이상이 생겨 점등되지 않은 상태임을 용이하게 알 수 있다.

그리고, 라이트(5)의 장시간 사용으로 인하여 축전지(15)의 전압이 소정의 전압 예컨대 4V이하로 강하되었을 경우, 이를 감지하기 위한 수단이 있을 필요가 있으므로, 저항(41)과 가변저항(31)을 설치하여 이 가변저항(31)값을 가변시킬 경우 사용가능한 축전지(15)의 동작전압을 임의로 조정할 수 있도록 하였다.

그러므로 축전지(15)의 출력전압이 4V이하가 되었을 때 저항(41), (27) 및 가변저항(31)을 경유한 바이어스 전압이 트랜지스터(39)를 오프시키도록 가변저항(31)값을 정하게 되면 다이오드(42)에 의해 역류가 방지되는 축전지(15)의 충전전압이 저항(28) 및 트랜지스터(29)의 쿨렉터에 인가되는 전압이 트랜지스터(30)를 턴온시킨다.

트랜지스터(30)의 턴온데 따라 발광다이오드(4A)가 발광하게 되고 이때에는 발광다이오드(4B)도 발광하는 상태이므로 적색빛과 녹색빛이 동시에 발생되면서 외부에서는 그 혼합색인 황색빛을 인식하여 축전지(15)를 재충전시켜야 함을 인식하게 된다.

한편, 야간이나 취침시 무단 침입자나 화재 등의 비상사태에 대비하여 대기시킬 때에는 전원스위치(2)를 온시킨 후 기능선택스위치(3)를 접점(3B)에 온시키면 축전지(15)의 충전전압이 음성감지수단(50)과 화재감지수단(60)으로 공급되는 바, 이들의 구성 및 동작은 다음과 같다.

축전지(15)의 전압이 음성감지수단(50)의 제너다이오드(51)와 저항(52) 및 콘덴서(53)를 경유하여 일정한 값을 갖는 기준 전압으로 비교기(54)의 일측으로 인가되도록 하고 랜턴(1)의 외부로부터 노출되게 형성한 마이크(6)를 통해 입력되는 음성신호에 따른 전압값이 타측으로 인가되도록 함으로써 외부로부터 마이크(6)를 통해 불이야하는 외침소리 또는 무단침입자로 인해 놀라는 비명소리나 물건이 부숴지는 등의 소음이 입력되면서 이에 따른 전압값이 일측의 기준전압보다 높게되면 상기 비교기(54)의 출력이 변화한다.

상기 비교기(54)의 변화된 출력이 단안정 멀티바이브레이터(55)로 입력되면 로우로 출력되던 상기 단안정 멀티바이브레이터(55)의 출력이 하이로 바뀌어 송신부(70)를 작동시키면서 부저(43)를 울려주는 동시에 역류방지용 다이오드(44)를 거처 라이트(5)와 발광다이오드(4B)를 동작시켜 라이트(5)가 켜지면서 발광다이오드(4B)에 의한 녹색빛이 발생되도록 한다.

여기서 상기 단안전 멀티바이브레이터(55)는 콘덴서(56) 및 저항(57)에 의해 정해진 시정수(2∼5초)동안 상기의 출력이 지속되도록 하면서 또 음성신호에 의해 변화된 비교기(54)의 출력이 인가되는 가를 인식하여 없으면 초기의 대기상태로 환원된다.

그리고 화재감지수단(60)에서는 전원스위치(2) 및 기능선택스위치(3)의 접점(3B)을 통하여 축전지(15)에 충전전압이 열감지센서(7)와 저항(61)의 분할저항을 거쳐 흐르면서 화재시 발생하는 열에 의해 열감지센서(7)의 저항이 낮아지면 트랜지스터(62)를 턴온시킨다.

트랜지스터(62)의 턴온에 따라 콘덴서(63) 및 다이오드(64)를 경유하여 콜렉터로 인가되는 전압이 콜렉터-에미터를 경유한후 저항(65)을 거쳐 트랜지스터(66)를 턴온시킨다.

그러므로 콘덴서(67)를 통하여 상기 트랜지스터(66)의 콜렉터-에미터로 흐르는 전압은 상기 두 트랜지스터(62)(66)에 의해 얼마간 증폭된 후 저항(68)을 거처 송신부(70)를 작동시키면서 부저(43)로 공급되어 동작시키는 동시에, 다시 역류 방지용 다이오드(44)를 통해 라이트(5)와 발광다이오드(4B)를 점등시킨다.

제4도는 본 고안에 이용되는 송신부(70)의 회로도를 도시한 것인 바, 제3도에 도시한 음성감지수단(50) 또는 화재감지수단(60)이 동작하여 전압신호가 인가되면, 수정발진자(71), 트리머콘덴서(72), 콘덴서(73) 및 저항(74)으로 된 발진회로에서는 소정의 주파수신호를 발생시켜 단안전 멀티바이브레이터(75)의 입력단자(IN)에 제공하는바, 이 경우 단안정 멀티바이브레이터(75)의 출력단자(OUT)에서는 주기적인 펄스신호가 출력되어 저항(76)을 경유하여 연산 증폭기(77)에 제공된다.

그러면 연산증폭기(77)는 저항(78)에 의해 정해진 증폭도에 따라 단안전 멀티바이브레이터(75)에서 출력된 신호를 증폭하여 콘덴서(79)와 저항(80)으로된 고역필터를 경유하여 연산증폭기(81)의 비반전 입력단에 제공한다.

여기에서 콘덴서(82), 저항(83), (84)을 포함하는 저역필터와 콘덴서(79), 저항(80)으로 된 고역필터는 주파수 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거한다.

노이즈 성분이 제거되면서 여과된 주파수 신호는 연산증폭기(81)에 의해 증폭된 다음, 출력증폭기(85)에 의해 재차 증폭되어 출력부(86)를 경유하여 안테나(9)를 통해 외부에 무선신호로 송출된다.

이렇게 안테나(9)를 통해 외부에 무선신호로 송출된 주파수 신호는 제5도의 소형후레쉬(10)의 안테나(11)를 통해 입력되는 바, 여기에서 수신기 회로는 사용자가 보관하기에 용이한 장소에 휴대하는 것이 바람직하다.

따라서, 송신부의 안테나(9)에서 송출된 고주파 신호는 소형후레쉬(10)의 안테나(11)에서 수신된 후 전치 증폭기(90)에 입력되어 증폭되고, 저항(91),(92)과 트랜지스터(93),(94)로 된 증폭기에서 다시 증폭된다.

증폭된 고주파 신호는 고역필터를 구성하는 콘덴서(95)와 저항(96)을 통해 연산증폭기(97)의 비반전입력 단자에 제공되는 바, 여기에서 콘덴서(98)와 저항(99), (100)은 저역필터를 구성하게 되고, 절환스위치(14)에 의해 수신의 기능으로 선택된 경우에만 축전지(15a)의 전압으로 동작한다.

이때 저역필터는 제4도에서 방출된 주파수만을 검출하는 역할을 하게되어 화재발생이나 침입자에 의한 비상사태를 외부에서도 감지할 수가 있다.

이렇게 검출된 고주파 신호는 연산증폭기(97)에 의해 증폭된 뒤 주파수 신호를 전압신호로 변환시키기 위한 주파수/전압변화기(101)에 입력되는 바, 주파수/전압 변환기(101)는 가변저항(102)과 콘덴서(103)의 작용에 의해 주파수 신호를 전압 신호로 변환하여 출력한다.

즉, 입력되는 주파수 신호의 레벨이 낮을 경우에는 낮은 전압 출력을 발생시키고, 입력되는 주파수 신호의 레벨이 높을 경우에는 높은 전압 출력을 발생시킨다.

이렇게 발생된 전압신호는 저항(104), (105)과 연산증폭기(106)로 된 증폭회로에서 증폭된 뒤 스피커(12)를 통해 외부로 출력되어 외출중인 상태에서도 집안에 비상사태가 발생되었음을 인지할 수 있는 것이다.

따라서 본 고안의 원거리 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴에 의하여서는 축전지에 적당한 전압을 충전시키면서 사용하는 것으로서, 전원스위치를 온시키고 기능선택 스위치를 감지모드로 선택한 상태에서 음성감지수단으로 소리치는 음성 등의 큰 소음이 입력되거나 화재감지수단으로 화재로 인한 열이 감지되면 일정시간동안 부저와 라이트 및 발광다이오드를 동작시키는 동시에 송신부를 통해 무선신호를 송출하도록하여 소형의 후레쉬를 휴대하고 외출하는 경우에도 인지할 수 있도록 함으로써 간단한 방법 및 방재용으로 큰 효과가 있는 것임을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 통상의 충전회로와 라이트 회로에 마아크(6)를 통해 소음을 인식하는 음성감지수단(50) 및 열감지센서(7)를 통해 화재를 감지하는 화재감지수단(60)들을 구비한 랜턴에 있어서, 상기 음성감지수단(50)이나 화재감지수단(60)의 감지결과에 따른 전압신호는 송신부(70)의 수정발진자(71), 트리머콘덴서(72), 콘덴서(73) 및 저항(74)으로 된 발진회로에서 주파수신호를 전달받는 단안정멀티바이브레이터(75)로 입력되어 주기적인 펄스신호가 출력되어 저항(76)을 거쳐 연산 증폭기(77)에 전달되도록 하고, 저항(78)에 의해 정해진 증폭도가 결정되는 상기의 연산 증폭기(77)에서 증폭된 펄스신호는 콘덴서(79)와 저항(80)의 고역필처를 경유하여 연산 증포기(81)의 비반전 입력단에 입력되도록 하고, 콘덴서(82), 저항(83), (84)의 저역필터에 의해 주파수 신호에 포함된 노이즈 성분이 제거되도록 한 후 출력 증폭기(85)에 의해 증폭되어 출력부(86)를 거쳐 안테나(9)를 통해 외부로 송출되도록 하고, 상기의 안테나(9)를 통해 송출된 주파수 신호는 소형후레쉬(10)의 안테나(11)를 통해 수신되어 전치 증폭기(90)와 저항(91)(92) 및 트랜지스터(93), (94)의 된 증폭기에서 증폭된 후 콘덴서(95)와 저항(96)의 고역필터를 경유하여 연산증폭기(97)의 비반전입력 단에 입력되도록 하고, 콘덴서(98)와 저항(99), (100)의 저역필터를 통해 귀환되는 연산증폭기(97)에서 증폭된 주파수 신호는 주파수/전압변화기(101)에 의해 전압 신호로 변환되도록 하고, 상기의 전압신호는 저항(104), (105)과 연산증폭기(106)의 증폭회로에서 증폭된 뒤 스피커(12)를 통해 외부로 출력되도록 구성됨을 특징으로 하는 원거리의 비상사태 감지수단을 구비한 랜턴.