KR100224187B1 - 수위센서의 에러 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수위센서의 에러 감지방법에 관한 것으로, 수위센서(21)로부터의 수위감지신호를 입력받아 디지탈신호로 변환하여 저장하는 수위감지단계(S1),(S2)와; 그 수위감지단계(S1),(S2)에서 저장된 디지탈변환값의 편차(ΔA/D)를 계산하여 그 계산된 편차(ΔA/D)가 허용 오차범위(｜X｜)에 있는가를 판단하는 비교단계(S3),(S4)와; 그 비교단계(S3),(S4)의 비교결과, 잘못된 수위감지신호가 일정한 시간동안 소정의 횟수(N)이상 입력되는 것으로 판단되면 수위센서에 에러가 발생한 것으로 간주하는 에러감지단계(S5),(S6),(S7),(S8);로 구성된다. 본 발명은 디지탈신호로 변환된 수위감지신호에 대한 편차를 허용 오차범위와 비교하여 잘못된 수위감지신호의 입력을 카운트하고, 그 카운트값이 일정 시간동안 소정의 횟수에 이르면 수위센서에 에러가 발생된 것을 감지할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중지시키며, 아울러 수위센서의 에러발생을 표시하도록 함으로써, 세탁시 세탁기의 외부로 물이 넘쳐흐르거나 세탁기의 오동작을 방지할 수 있다.

Description

수위센서의 에러 감지방법

본 발명은 수위센서의 에러 감지방법에 관한 것으로, 특히 디지탈신호로 변환된 수위감지신호에 대한 편차를 허용 오차범위와 비교하여 잘못된 수위감지신호의 입력을 카운트하고, 그 카운트값이 일정 시간동안 소정의 횟수에 이르면 수위센서에 에러가 발생된 것으로 간주하는 수위센서의 에러 감지방법에 관한 것이다.

일반적인 세탁기에 있어서 세탁기 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 세탁기의 동작을 제어하는 마이콤(10)과, 수조에 공급되는 물에 의한 압력변화에 따라 22KHz ∼ 25KHz 정도의 가변 주파수를 갖는 수위감지신호를 상기 마이콤(10)의 입력포트(Pi1)에 인가하는 수위센서(11)를 포함한다.

또한, 도 1의 세탁기 제어장치는 상기 마이콤(10) 및 각 부에 직류전원을 공급하는 직류전원부(12)와, 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 세탁모터를 구동시키는 세탁모터구동부(13)와, 급수시 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 급수밸브를 구동시키는 급수밸브구동부(14)와, 배수시 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 배수모터를 구동시켜 배수밸브의 작동을 제어하는 배수밸브구동부(15)와, 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 세탁기의 현재 동작상태 및 각종 정보를 표시하는 표시부(16)를 포함한다.

상기 마이콤(10)은 상기 직류전원부(12)와 연결된 입력포트(Pi2)를 구비하고, 또한 세탁모터구동부(13), 급수밸브구동부(14), 배수밸브구동부(15) 그리고 표시부(16)와 연결된 복수개의 출력포트(Po1-Po4)를 구비한다.

상기 수위센서(11)는 실용신안공보(공고번호 91-407)에 기재된 것으로서, 전원전압(Vcc)을 각각 공급받고 서로 병렬연결된 인버터(111),(112), 코일(113) 및 저항(R)과, 그 인버터(111),(112), 코일(113) 및 저항(R)의 입출력단에 각각 연결된 콘덴서(C1),(C2)와, 상기 인버터(112),(113), 코일(113) 및 저항(R)의 출력단과 연결된 인버터(114)를 포함한다. 상기 코일(113)은 수조에 공급되는 물에 의한 압력변화에 따라 가변되는 인덕턴스를 갖는다.

이와 같이 구성된 세탁기 제어장치에 있어서, 수위센서(11)는 수위의 변동에 의한 압력변화에 따라 가변 주파수를 갖는 수위감지신호를 출력한다.

즉, 마이콤(10)은 급수과정에서 수위센서(11)로부터 인가되는 가변 주파수신호를 입력포트(Pi1)를 통하여 입력받아 현재 급수수위를 인식하게 된다. 이러한 수위센서(11)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

수조로의 급수가 개시되면, 수위센서(11)에 포함된 코일(113)의 인덕턴스는 현재 수위의 수압에 따라 변하게 되는데, 수압이 높아지면 코일(113)의 인덕턴스는 작아지고 반대로 배수시 수압이 낮아지면 코일(113)의 인덕턴스는 크진다. 그러므로, 수압이 높으면 수위센서(11)는 낮은 주파수의 수위감지신호를 마이콤(10)에 인가하고, 반대로 수압이 낮으면 수위센서(11)는 낮은 주파수의 수위감지신호를 마이콤(10)에 인가한다.

상기와 같이 수위의 변화에 따라 가변되는 주파수를 갖는 수위감지신호가 마이콤(10)에 입력되면, 마이콤(10)은 입력받은 수위감지신호를 카운트하여 그 카운트값을 일정 주기마다 한번씩 저장하고, 기저장된 카운트값과 현재 카운트값을 비교함으로써 수위를 인식하게 된다.

현재 수위가 사용자에 의해 설정된 수위에 이르면, 마이콤(10)은 설정수위를 인식하여 급수밸브를 닫게된다.

상기에서는 급수과정시 수위센서(11)의 에러에 관하여 설명하였지만, 배수과정에서도 상기와 같은 방식으로 마이콤(10)은 수위센서(11)로부터 인가되는 수위감지신호의 가변주파수에 따라 배수수위를 인식하여 배수모터의 구동을 중단시키고 배수밸브를 닫게된다.

그런데, 수위센서(11)의 부품불량으로 인하여, 또는 수위센서(11)와 마이콤(10)의 연결상태에 결함이 발생됨으로 인하여, 마이콤(10)의 포트(Pi1)에는 소정의 주파수 범위(22KHz ∼ 25KHz)를 벗어난 엉뚱한 신호가 입력될 수 있다. 이에 따라 마이콤(10)은 세탁기의 수위를 잘못인식함으로써 세탁시 세탁기의 외부로 물이 넘쳐흐르거나 세탁기의 오동작을 유발하는 문제점이 있다.

한편, 상기 주파수형 수위센서(11) 대신에 반도체형 수위센서가 이용될 수도 있는데, 이러한 반도체형 수위센서는 수위의 변화에 따라 가변 전압신호를 출력하는 반도체 압력센서를 이용한다. 반도체 압력센서는 가변 저항값을 갖는 저항을 포함하는데, 이러한 저항은 수위의 변화에 따른 압력의 변화에 의하여 가변되는 저항값을 갖게 된다.

반도체 압력센서의 구조를 좀더 상세히 설명하면, 먼저 실리콘 기판의 이면을 습식식각하여 다이아프램(Diaphragm)을 형성하고, 그 형성된 다이아프램의 가장자리 부분에는 다이아프램에 가해지는 응력변화에 따른 가변 저항값을 갖는 저항을 형성한다. 상기 저항은 통상적으로 단결정 반도체에 불순물을 확산하여 형성되는데, 이와 같이 형성된 저항에 응력변형을 가하면 가변저항의 성질을 갖게된다.

그러나, 반도체형 수위센서가 사용될 경우에도 상기 주파수형 수위센서(11)와 마찬가지로, 수위센서(11)의 부품불량으로 인하여 또는 수위센서(11)와 마이콤(10)의 연결상태에 결함이 발생됨으로 인하여, 마이콤(10)은 잘못된 수위감지신호를 입력받아 세탁기의 수위를 잘못인식함으로써 세탁시 세탁기의 외부로 물이 넘쳐흐르도록 하거나 세탁기의 오동작을 유발하는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 디지탈신호로 변환된 수위감지신호에 대한 편차를 허용 오차범위와 비교하여 잘못된 수위감지신호의 입력을 카운트하고, 그 카운트값이 일정 시간동안 소정의 횟수에 이르면 수위센서에 에러가 발생된 것으로 간주하는 수위센서의 에러 감지방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 잘못된 수위감지신호의 입력에 관한 카운트값이 일정 시간동안 소정의 횟수에 이르면, 마이콤의 수위감지신호 입력포트에 수위센서가 정상적으로 연결되어 있지 않음을 감지하여 수위센서에 에러가 발생한 것으로 간주하고, 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중지시키며, 아울러 수위센서의 에러발생을 표시할 수 있는 수위센서의 에러 감지방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수위센서로부터의 수위감지신호를 입력받아 디지탈신호로 변환하여 저장하는 수위감지단계와, 그 수위감지단계에서 저장된 디지탈변환값의 편차를 계산하여 그 계산된 편차가 허용 오차범위에 있는가를 판단하는 비교단계와, 그 비교단계의 비교결과, 잘못된 수위감지신호가 일정한 시간동안 소정의 횟수이상 입력되는 것으로 판단되면 수위센서에 에러가 발생한 것으로 간주하는 에러감지단계;로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 주파수형 수위센서를 구비한 세탁기 제어장치의 블럭도.

도 2는 본 발명에 적용되는 세탁기 제어장치의 블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 수위센서의 에러 감지방법을 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20 : 마이콤 11 : 주파수형 수위센서

21 : 반도체형 수위센서 A/D : 아날로그/디지탈변환용 포트

ΔA/D : 디지탈변환값의 편차 ｜X｜: 허용 오차범위

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 적용되는 세탁기 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 세탁기의 동작을 제어하는 마이콤(20)과, 수조에 공급되는 물에 의한 압력변화에 따라 가변 전압신호인 수위감지신호를 발생시키는 수위센서(21)를 포함한다.

또한, 상기 세탁기 제어장치는 상기 마이콤(20) 및 각부에 직류전원을 공급하는 직류전원부(22)와, 상기 마이콤(20)의 제어에 따라 세탁모터를 구동시키는 세탁모터구동부(23)와, 상기 마이콤(20)의 제어에 따라 급수밸브를 구동시키는 급수밸브구동부(24)와, 상기 마이콤(20)의 제어에 따라 배수모터를 구동시켜 배수밸브를 제어하는 배수밸브구동부(25)와, 상기 마이콤(20)의 제어에 따라 세탁기의 현재 동작상태 및 각종 정보를 표시하는 표시부(26)를 포함한다.

상기 마이콤(20)은 아날로그/디지탈 변환기를 내장하고, 그 아날로그/디지탈 변환기는 포트(A/D)를 통하여 상기 수위센서(21)로부터 인가된 수위감지신호를 디지탈신호로 변환한다.

또한, 상기 마이콤(20)은 상기 직류전원부(22)와 연결된 입력포트(Pi)를 구비하고, 또한 세탁모터구동부(23), 급수밸브구동부(24), 배수밸브구동부(25) 그리고 표시부(26)와 연결된 복수개의 출력포트(Po1-Po4)를 구비한다.

상기 수위센서(21)는 가변저항(VR1),(VR2)를 포함하는데, 이러한 가변저항(VR1),(VR2)은 실리콘 기판의 다이아프램상에 형성된 복수의 가변저항을 등가적으로 표시한 것이다.

상기와 같이 구성되는 세탁기 제어장치에 의하여 수행되는 본 발명에 따른 수위센서의 에러 감지방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 수위센서(21)로부터의 수위감지신호를 입력받아 디지탈신호로 변환하여 저장하는 수위감지단계(S1),(S2)와, 그 수위감지단계(S1),(S2)에서 저장된 디지탈변환값의 편차(ΔA/D)를 계산하여 그 계산된 편차(ΔA/D)가 허용 오차범위(｜X｜)에 있는가를 판단하는 비교단계(S3),(S4)와, 그 비교단계(S3),(S4)의 비교결과, 잘못된 수위감지신호가 일정한 시간동안 소정의 횟수(N)이상 입력되는 것으로 판단되면 수위센서에 에러가 발생한 것으로 간주하는 에러감지단계(S5),(S6),(S7),(S8)로 구성된다.

상기 에러감지단계(S5),(S6),(S7),(S8)에서의 판단결과, 잘못된 수위감지신호가 일정한 시간동안 소정의 횟수(N)이상 입력되지 않으면, 상기 수위감지단계(S1),(S2)로 리턴된다.

상기와 같은 단계들로 구성되는 본 발명에 따른 수위센서의 에러 감지방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

단계(S1)에서 마이콤(20)은 수위센서(21)로부터의 수위감지신호를 포트(A/D)를 통하여 입력받고, 단계(S2)에서는 입력된 수위감지신호를 디지탈신호로 변환하여 메모리에 저장한다.

상기 단계(S1)에서 마이콤(20)은 수위감지신호를 일정한 시간동안 주기적으로 입력받아 디지탈신호로 변환하여 메모리에 저장할 수 있다. 또한, 마이콤(20)은 예를 들어 1초정도의 주기에 따라 10회만큼 수위센서(21)로부터의 수위감지신호를 입력받아 디지탈신호로 변환한 후 그 평균값을 취할 수 있다. 이와 같이 마이콤(20)은 수위감지신호를 주기적으로 입력받을 수 있고, 또한 수위감지신호가 비주기적으로 입력되도록 프로그램될 수 있다.

또한, 상기 단계(S2)에서 마이콤(20)은 내부에 포함되어 포트(A/D)와 연결된 아날로그/디지탈변환기를 통하여 수위감지신호를 디지탈신호로 변환하는데, 예를 들어 0V∼ 5V의 가변 전압신호인 수위감지신호를 0∼255의 십진수로 변환한 후 메모리에 저장한다. 그러므로, 수위감지신호에 관한 데이타는 각각 8비트로 메모리 또는 레지스터에 저장될 수 있다.

단계(S3)에서 마이콤(20)은 메모리에 저장된 수위감지신호의 디지탈변환값을 독취하여, 그 편차(ΔA/D)를 계산한다. 이때, 마이콤(20)은 이전의 수위감지신호에 해당하는 디지탈변환값을 현재의 수위감지신호에 해당하는 디지탈변환값으로부터 감산하여 상기 편차(ΔA/D)를 계산한다.

단계(S4)에서 마이콤(20)은 상기 단계(S3)에서 계산한 편차(ΔA/D)를 허용 오차범위(｜X｜)와 비교한다. 상기 허용 오차범위(｜X｜)는 선택적으로 설정될 수 있고 예를 들어 십진수 3으로 설정될 수 있다.

상기 단계(S4)에서의 비교결과, 상기 편차(ΔA/D)가 상기 허용 오차범위(｜X｜)보다 클 경우, 즉 -X ΔA/D 또는 X ΔA/D일 경우 마이콤(20)은 수위감지신호에 에러가 발생된 것으로 간주한다. 이에 따라, 단계(S5)에서 상기 마이콤(20)은 에러카운트값을 1만큼 증가시키고, 이러한 카운트값은 수위감지신호에 에러가 발생된 횟수를 나타낸다.

단계(S6)에서 마이콤(S6)은 일정 시간이 경과되었는가를 판단하고, 그 판단결과 일정 시간이 경과되었으면 단계(S7)에서 마이콤(20)은 상기 단계(S5)에서 카운트된 값을 소정의 값(N)과 비교한다. 여기서, 상기 소정의 값(N)은 수위감지신호의 에러발생 횟수에 대한 허용한계값으로서, 선택적으로 설정될 수 있다.

상기 단계(S6)에서의 판단결과 에러 카운트값이 상기 소정의 값(N)보다 클 경우, 비정상적인 수위감지신호가 N번이상 마이콤(20)에 입력된 것으로, 이때 마이콤(20)은 수위센서(21)에 에러가 발생된 것으로 간주한다.

즉, 상기 단계(S7)에서 에러 카운트값이 소정의 값(N)보다 큰 것으로 판단되면, 허용 오차범위(｜X｜)를 넘는 편차값(ΔA/D)이 일정 시간동안 N번이상 마이콤(20)에 입력된 것으로 판단된다. 이때 마이콤(20)은 포트(A/D)에 수위센서(21)가 정상적으로 연결되어 있지 않은 것을 감지하고, 수위센서(21)에 에러가 발생된 것으로 간주한다.

수위센서(21)의 에러발생을 감지하면, 마이콤(20)은 표시부(26)를 구동시켜 수위센서의 에러발생을 표시하여 사용자가 이를 알 수 있도록 한다. 또한, 수위센서(21)의 에러발생을 감지하면, 마이콤(20)은 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중지시키도록 급수밸부구동부(24) 또는 배수밸브구동부(25)를 제어함으로써, 세탁기의 오동작을 방지할 수 있고 세탁기 외부로 물이 넘쳐흐르는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기 단계(S4)에서의 비교결과, 상기 편차값(ΔA/D)이 상기 허용 오차범위(｜X｜) 이내일 경우, 즉 -X ΔA/D X일 경우 상기 단계(S3)로 리턴된다.

또한, 상기 단계(S6)의 판단결과 일정 시간이 경과되지 않았으면, 상기 단계(S3)로 리턴된다.

또한, 상기 단계(S7)에서의 판단결과 에러 카운트값이 소정의 값(N) 이하일 경우, 상기 단계(S1)로 리턴된다.

상기와 같이 본 발명은 디지탈신호로 변환된 수위감지신호에 대한 편차를 허용 오차범위와 비교하여 잘못된 수위감지신호의 입력을 카운트하고, 그 카운트값이 일정 시간동안 소정의 횟수에 이르면 수위센서에 에러가 발생된 것을 감지할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중지시키며, 아울러 수위센서의 에러발생을 표시하도록 함으로써, 세탁시 세탁기의 외부로 물이 넘쳐흐르거나 세탁기의 오동작을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 수위센서로부터의 수위감지신호를 입력받아 디지탈신호로 변환하여 저장하는 수위감지단계와;

   그 수위감지단계에서 저장된 디지탈변환값의 편차를 계산하여 그 계산된 편차가 허용 오차범위에 있는가를 판단하는 비교단계와;

   그 비교단계의 비교결과, 잘못된 수위감지신호가 일정한 시간동안 소정의 횟수이상 입력되는 것으로 판단되면 수위센서에 에러가 발생한 것으로 간주하는 에러감지단계;로 구성되는 수위센서의 에러 감지방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 비교단계에서의 판단결과 상기 편차가 상기 허용 오차범위 이내일 경우, 상기 비교단계가 다시 수행되는 것을 특징으로 하는 수위센서의 에러 감지방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 에러감지단계에서의 판단결과 일정 시간이 경과되지 않으면, 상기 비교단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 수위센서의 에러 감지방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 에러감지단계에서의 판단결과 잘못된 수위감지신호가 소정의 횟수이상 입력되지 않으면, 상기 수위감지단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 수위센서의 에러 감지방법.

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