KR100261808B1 - 수평균형센서를이용한세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평균형센서를 이용한 세탁기에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 세탁기를 수평으로 설치하기 위해 소비자나 서비스 요원이 물방울 수평계를 육안으로 보고 수평을 판단하여 세탁기의 지지대를 조절하게 함으로써, 수평의 정확한 판단을 내리기가 불편할 뿐만 아니라 상기 물방울 수평계가 세탁기 상판의 한 부분을 크게 차지하고 있어 콤팩트(compact)한 디자인과 사용상의 불편한 점이 있고, 또한 세탁 또는 행굼이 끝난 후, 포의 치우침을 방지하기 위해 세프티스위치의 온/오프를 이용하여 마이크로컴퓨터에서 불균형을 판단함으로써, 어느 정도 세프티스위치가 온/오프되고 있는지를 사전에 알 수 없으며, 수 회의 진동과 소음이 있는 후에 조치를 취하므로, 제어용 센서로서 그 효용도가 높지않는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 액체의 표면이 항상 지구 중력방향에 대해 수직으로 수평을 유지한다는 것을 이용한 액체형 균형센서를 이용한 장치를 제공함으로써, 세탁기의 기울어진 각을 계산하여 기울어진 정도와 해소할 수 있는 방안을 표시부에 디스플레이하고, 동시에 음성으로 기울어짐 정도와 해결방안을 출력하여 사용자가 쉽게 알 수 있도록 하며, 콘트롤러 상에 직접 구현이 가능하여 수평계가 차지하고 있는 부피를 줄임과 아울러 저가로 회로를 구성할 수 있고, 또한 탈수시에는 실시간으로 포의 치우침을 인식하여 탈수 패턴의 가변을 통하여 포치우침을 해결함으로써, 소음 및 에너지 측면에서도 막대한 효과가 있다.

Description

수평균형센서를 이용한 세탁기{WASHING MACHINE USING BALANCING SENSOR}

본 발명은 수평균형센서를 이용한 세탁기에 관한 것으로, 특히 육안으로 수평을 감지하던 방식이 아닌 액체의 표면이 항상 지구 중력방향에 대해 수직으로 수평을 유지한다는 것을 이용한 액체형 균형센서를 사용하여 마이크로컴퓨터에 균형에 대한 정보를 주어 엘이디 또는 음성출력으로 불균형에 대해 나타냄과 동시에 콘트롤러 상에 직접 구현하여 수평계가 차지하고 있는 부피를 줄이는 수평균형센서를 이용한 세탁기에 관한 것이다.

도1은 종래 세탁기의 구성을 개략적으로 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 세탁기 케이스(1)내의 하부일측에 모터(2)가 고정되고, 상기 케이스(1)의 중심축 하단에는 상기 모터(2)와 연결된 클러치(3)가 장착되며, 이 클러치(3)의 중심축상에 세탁조(외조, 4)와 탈수조(내조, 5)가 복층 설치되고, 상기 탈수조(5)의 내측 저면부에는 펄세이터(Pulsator, 6)가 상기 클러치(3)의 중심축상에 결합되며, 상기 세탁조(4)의 하단부 외주면에는 이 세탁조(4)를 사방에서 지지해주는 댐퍼(7)가 대칭적으로 고정되고, 이 각각의 댐퍼(7)에는 마찰에 의해 진동을 흡수하는 스너버 바(Snubber Bar , 8)가 결합된 구조로 되어있다. 여기서, 미설명 부호 9는 급수밸브, 10은 수위센서를 나타낸다.

세탁기가 불균형하게 설치되어 있다면 이로 인해 포량의 오감지, 불균형에 의한 소음증가 및 세탁시나 탈수시에 포치우침 등 여러 가지 문제점이 발생하기 때문에 세탁기를 처음 설치하거나 자리를 이동하였을 때 세탁기의 불균형 설치를 방지하기 위해 도2에 도시된 바와 같이 세탁기 상판 한자리에 물방울 형태를 지닌 수평계 장치를 사용하여 수평 상태를 확인하는데, 물방울이 놓인 위치를 보고 4면의 경사도를 판단하게 되어있다.

종래 세탁기에서 탈수시에 불균형을 감지하기 위해 케이스 한편에 세프티스위치(Safety Switch)를 설치하는데, 도3에 도시된 바와 같이 세프티스위치(20)는 항상 Vcc상태로 있다가 도어가 열리거나 탈수시 불균형이 되면(포가 한쪽으로 치우치면) 세탁통이 세프티스위치(20)를 건들게 됨으로써, 그 세프티 스위치(20)가 온되어 그라운드 상태가 되고, 마이크로컴퓨터(21)에서 상기 세프티스위치(20)의 온 횟수를 감지하여 포치우침 즉, 불균형을 판단하며, 판단결과에 따라 에러표시를 나타내거나, 포치우침을 해결하기 위해 간단한 행굼동작을 하는 등 이에 따른 조치를 취한다.

상기와 같이 종래의 기술에 있어서는 세탁기를 수평으로 설치하기 위해 소비자나 서비스 요원이 물방울 수평계를 육안으로 보고 수평을 판단하여 세탁기의 지지대를 조절하게 함으로써, 수평의 정확한 판단을 내리기가 불편할 뿐만 아니라 상기 물방울 수평계가 세탁기 상판의 한 부분을 크게 차지하고 있어 콤팩트(compact)한 디자인과 사용상의 불편한 점이 있고, 또한 세탁 또는 행굼이 끝난 후, 포의 치우침을 방지하기 위해 세프티스위치의 온/오프를 이용하여 마이크로컴퓨터에서 불균형을 판단함으로써, 어느 정도 세프티스위치가 온/오프되고 있는지를 사전에 알 수 없으며, 수 회의 진동과 소음이 있는 후에 조치를 취하므로, 제어용 센서로서 그 효용도가 높지않는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 액체의 표면이 항상 지구 중력방향에 대해 수직으로 수평을 유지한다는 것을 이용한 액체형 균형센서를 이용하여 마이크로컴퓨터에 세탁기의 수평 균형에 대한 정보를 주어 엘이디 또는 음성출력으로 불균형에 대해 나타냄과 동시에 콘트롤러 상에 직접 구현하여 수평계가 차지하고 있는 부피를 줄이는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 세탁기의 구성을 개략적으로 보인 종단면도.

도2는 종래 세탁기 수평계의 동작을 보인 예시도.

도3은 종래 세프티스위치의 구성을 보인 회로도.

도4는 본 발명의 구성인 수평균형센서의 원리를 보인 예시도.

도5는 본 발명의 구성인 수평균형센서의 구성을 보인 예시도.

도6은 본 발명의 신호 흐름을 보인 블록도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 세탁기 케이스 2 : 모터

3 : 클러치 4 : 세탁조(외조)

5 : 탈수조(내조) 6 : 펄세이터

7 : 댐퍼 8 : 스너버 바

9 : 급수밸브 10 : 수위센서

20 : 새프티스위치 21, 32 : 마이크로컴퓨터

30 : 수평균형센서 31 : 신호증폭기

33 : 표시부 34 : 음성출력부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 수평균형센서를 이용한 세탁기의 구성은, 세탁기에 있어서, 초기 설치시 혹은 이동 후 설치시 세탁기의 균형을 감지하고, 탈수시 포가 한쪽으로 치우침을 감지하는 수평균형센서를 구비함을 특징으로 한다.

상기 수평균형센서는 전해액을 이용하여 서로 다른 전압값의 차이에 의해 수평을 감지하는 것을 특징으로 한다.

수평균형센서에서 감지하여 출력한 신호를 마이크로컴퓨터에서 입력받아 세탁기의 기울어진 각을 연산하여 세탁기의 기울어진 각에 대한 데이터를 표시부에 표시함과 아울러 기울어진 각과 해결 방안을 음성으로 출력하여 불균형에 대한 즉각적인 조치를 취하게 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

물질들은 각각의 고유한 저항(ρ)을 가지고 있는데, 만약 이 고유한 저항(ρ)이 시간과 관계없이 변하지 않는다고 가정하면 전기적 저항(R)의 기본식은 다음과 같다.

-------------------- 식(1)

상기 식(1)에서 L은 도체의 길이이고, A는 도체의 횡단면의 면적이다.

도4는 본 발명의 구성인 수평균형센서의 원리를 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 전해액(니켈(Ni)-카드뮴(Cd))을 담은 일정한 용기의 중앙에 같은 크기의 전극봉을 세워놓고, 양쪽에 같은 크기의 전극봉을 세워놓으면 도4의(a)와 같이 두 개의 저항 R1과 R2가 수평을 이루고 있을때는 서로 저항값이 같지만 도4의(b)와 같이 한쪽 방향으로 기울어져 있을때는 전해액에 깊게 담긴쪽의 저항 R4가 얇게 담긴쪽의 저항 R3보다 저항치가 작아진다.

즉, R4 ＜ R1 ＝ R2 ＜ R3 -------------------- 식(2)

이런 원리를 이용하여 센서 기울어짐 각도와 저항과의 상관관계를 전극사이의 저항값에 의해 기울어진 각도를 연산할 수 있어 다음과 같은 식(3)을 얻을 수 있다.

-------- 식(3)

여기서, V0는 출력전압이고, R0는 평형상태에서의 저항값이며, RK는 용액의 고유저항과 전극의 길이 및 전극들 사이의 간격에 의해 결정되는 상수이고, R은 저항 R3와 저항 R4에 직렬 연결된 저항이며, V는 수평균형센서에 인가된 전압이다.

도5는 본 발명의 구성인 수평균형센서의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 원통형 또는 반구형의 용기에 전해액을 반쯤 채워놓고, 중심 전극을 기준으로 4개의 전극봉을 전후 좌우 대칭으로 4방면에 설치하면 중심 전극에 전원전압(5V)을 인가한 후, X+ 전극과 X- 전극 사이의 전압차를 출력 1이라 하고, Y+ 전극과 Y- 전극사이의 전압차를 출력 2라고 하면 도6에 도시한 바와 같이 출력 1과 출력 2를 측정하여 신호증폭기(31)로 증폭을 한다음 이 증폭된 신호(아날로그 신호)의 값을 디지탈 신호로 변환하는 마이크로컴퓨터(32)의 A/D변환단자에서 읽어들인다.

측정된 값을 가지고 마이크로컴퓨터(32)에서 세탁기의 기울어진 각을 계산하여 기울어진 정도와 해소할 수 있는 방안을 표시부(33)에 디스플레이하고, 동시에 음성출력부(34)에서 음성으로 사용자가 쉽게 알 수 있도록 기울어짐 정도와 해결방안을 출력한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 수평균형센서를 이용한 세탁기는 세탁기의 기울어진 각을 계산하여 기울어진 정도와 해소할 수 있는 방안을 표시부에 디스플레이하고, 동시에 음성으로 기울어짐 정도와 해결방안을 출력하여 사용자가 쉽게 알 수 있도록 하며, 콘트롤러 상에 직접 구현이 가능하여 수평계가 차지하고 있는 부피를 줄임과 아울러 저가로 회로를 구성할 수 있고, 또한 탈수시에는 실시간으로 포의 치우침을 인식하여 탈수 패턴의 가변을 통하여 포치우침을 해결함으로써, 소음 및 에너지 측면에서도 막대한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 세탁기에 있어서, 전해액을 이용한 용기내의 중앙에 기준전극을 위치시킴과 아울러 그 기준전극의 전후 및 좌우의 대칭 방향에 측정용의 전극을 위치시켜, 그 측정용 전극사이의 전압값의 차이에 의해 세탁기의 수평 균형을 감지하는 수평균형센서와, 상기 수평균형센서에서 감지하여 출력한 신호를 신호증폭기를 통해 입력받아 세탁기의 기울어진 각을 연산하여 세탁기의 기울어진 각에 대한 데이터를 표시부에 표시함과 아울러 기울어진 각과 해결 방안을 음성으로 출력하여 불균형에 대한 즉각적인 조치를 취하게 하는 마이크로 컴퓨터를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 수평균형센서를 이용한 세탁기.

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