KR100276866B1

KR100276866B1 - 디지털 타이머

Info

Publication number: KR100276866B1
Application number: KR1019980020521A
Authority: KR
Inventors: 홍기표
Original assignee: 홍기표
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR20000000729A

Abstract

본 발명의 목적은 디지털 타이머에 형성된 다수개의 단자에 대하여 연속 타이머기능과 온 타이머기능 및 오프 타이머기능과 플리커기능을 각각 독립적으로 설정할 수 있도록 함에 있다.

따라서, 본 발명은 입력단자를 통하여 입력된 입력전압과, 입력전압으로부터 소정레벨과 전압강하되고 정류 및 평활된 정전압을 각각 출력하는 전원부와; 전원부로부터 공급된 정전압과 기준클럭 발생부에서 발생된 기준클럭을 인가받아 기 설정된 프로그램에 따라 시스템을 전반적으로 제어하는 주 제어부와; 주 제어부에 접속되고 정전압을 인가받아 구동되어 사용자가 입력 가능한 각종 기능을 설정하도록 배열된 다수개의 설정키와, 시간정보와 설정정보를 표시하는 표시부를 포함하는 조작패널과; 주 제어부의 제어신호에 따라 입력전압이 적어도 하나 이상의 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 단자 제어부를 포함하며; 주 제어부는 기준클럭 발생부에서 발생된 기준클럭을 이용하여 시각카운팅기능을 수행하며, 다수개의 설정키를 통하여 사용자가 적어도 하나 이상의 출력단자에 대한 동작모드를 각각 설정하고, 다수개의 설정키를 통해 설정된 동작모드를 표시부에 표시하며, 설정된 동작모드에 따라 단자 제어부를 제어하여 적어도 하나 이상의 출력단자를 통하여 입력전압이 출력되는 것을 각각 개별적으로 제어한다.

Description

디지털 타이머

본 발명은 디지털 타이머에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타이머의 내부구성을 디지털화하여 제어오차 및 작동변동오차를 제거한 디지털 타이머에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 하나의 디지털 타이머를 이용하여 연속 타이머기능과 온 타이머기능 및 오프 타이머기능과 플리커(Flicker)기능을 동시에 설정할 수 있도록 한 디지털 타이머에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 하나의 디지털 타이머에 다수개의 접속단자를 형성하고, 이 다수개의 접속단자에 대해서 각각 독립된 타이머기능을 설정할 수 있도록 한 디지털 타이머에 관한 것이다.

최근에 전자기술의 발전은 공장과 사무실 및 가정의 자동화(Factory Automation, Office Automation, Home Automation)를 실현시켰다. 특히, 자동화기술의 가장 보편적인 범주에 전자기기의 타이머를 들 수 있다. 전자기기의 타이머는 수정발전기에서 발진되는 클럭을 시간(초, 분, 시)단위로 분주하여 카운팅하고, 사용자가 설정한 시간에 해당 기기가 동작되거나 동작상태가 중지되도록 한 것으로서, 일반 가정용품(세탁기, 전기밥솥, 선풍기, 에어컨 등)과 사무 자동화용품(컴퓨터 등)의 기능을 획기적으로 진보시켰다. 통상적인 타이머는 가변저항의 저항값 또는 커패시터의 정전용량을 가변할 수 있는 조절기가 구비도어 있어, 이 조절기를 조작함에 따라 타이머의 설정시간을 임의로 가변할 수 있도록 된 아날로그방식이 주종을 이룬다.

그런데, 이와 같은 종래의 타이머에 의하면 다음과 같은 문제점들이 발생한다.

첫째, 사용자가 설정시간을 조절하기 위하여 조절기를 조작하는 아날로그방식을 채용하였으므로, 시간설정시 작업자의 인위적인 판단에 따라 조절기를 조작하기 때문에 해당시간을 정확하게 설정할 수 없다.

둘째, 설정시간의 오차로 인하여 대상기기의 제어오차가 발생하게 되고, 이로 인하여 정확한 제어동작을 실현할 수 없다.

셋째, 연속 타이머기능과 온 타이머기능 및 오프 타이머기능과 플리커기능을 수행하기 위해서는 각각의 타이머를 별도로 구성하여야 하며, 타이머에 형성된 다수개의 접점에 대하여 각각의 타이머기능을 개별적으로 설정할 수 없으므로, 불합리하다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 시간설정방식을 디지털화하여, 설정시간의 오차발생을 억제한 디지털 타이머를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 설정시간의 오차발생을 억제함에 따라, 대상기기의 정밀제어가 가능하도록 한 디지털 타이머를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 디지털 타이머에 형성된 다수개의 단자에 대하여 연속 타이머기능과 온 타이머기능 및 오프 타이머기능과 플리커기능을 각각 독립적으로 설정할 수 있도록 한 디지털 타이머를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 디지털 타이머의 정면도,

도 2는 본 발명에 의한 디지털 타이머의 내부회로도,

도 3 내지 도 7은 본 발명에 의한 디지털 타이머의 각 설정모드와 동작모드를 나타내는 흐름도로서,

도 3은 현재시각 설정모드,

도 4는 온 타이머와 오프 타이머기능 설정모드,

도 5는 온 타이머와 오프 타이머 및 플리커기능 동작모드,

도 6은 플리커기능 설정모드,

도 7은 연속타이머 설정모드이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1: 디지털 타이머 2: 입력단자

3, 3a, 3b, 3c: 출력단자 4: 조작패널

5: 표시영역 6: 설정영역

7: AM 표시부 8: PM 표시부

9: 시각 표시부 10: 출력상태 표시부

11: 온 타이머 표시부 12: 오프 타이머 표시부

13: 동작모드 표시부 14: 선택/설정키

15: 시단위 설정키 16: 분단위 설정키

17: 모드 설정키 18: 주 제어부

19: 전원부 20: 단자 제어부

21: 마이크로 프로세서 22: 배터리

23, 23a, 23b: 포토 커플러 24: 스위칭부

25: 기준클럭 발생부 26, 26a, 26b: 스위칭용 트랜지스터

27: 수정발진기 28, 28a: 공진 커패시터

29: 제1 전압강하소자 30: 제2 전압강하소자

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 소정레벨의 입력전압을 인가받는 입력단자와, 입력전압을 출력하기 위한 적어도 하나 이상의 출력단자를 포함하는 디지털 타이머에 있어서: 입력단자를 통하여 입력된 입력전압과, 입력전압으로부터 소정레벨과 전압강하되고 정류 및 평활된 정전압을 각각 출력하는 전원부와; 전원부로부터 공급된 정전압과 기준클럭 발생부에서 발생된 기준클럭을 인가받아 기 설정된 프로그램에 따라 시스템을 전반적으로 제어하는 주 제어부와; 주 제어부에 접속되고 정전압을 인가받아 구동되어 사용자가 입력 가능한 각종 기능을 설정하도록 배열된 다수개의 설정키와, 시간정보와 설정정보를 표시하는 표시부를 포함하는 조작패널과; 주 제어부의 제어신호에 따라 입력전압이 적어도 하나 이상의 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 단자 제어부를 포함하며; 주 제어부는 기준클럭 발생부에서 발생된 기준클럭을 이용하여 시각카운팅기능을 수행하며, 다수개의 설정키를 통하여 사용자가 적어도 하나 이상의 출력단자에 대한 동작모드를 각각 설정하고, 다수개의 설정키를 통해 설정된 동작모드를 표시부에 표시하며, 설정된 동작모드에 따라 단자 제어부를 제어하여 적어도 하나 이상의 출력단자를 통하여 입력전압이 출력되는 것을 각각 개별적으로 제어하도록 한 점에 있다.

여기서, 전원부는 입력전압을 출력하는 출력부와; 입력전압을 정전압레벨로 강압하는 제1 강압수단을 포함한다.

그리고, 정전압을 전압강하시키는 제2 강압수단과; 제2 강압수단에 의해 전압강하된 전압을 충전하고, 정전시 충전된 전압을 방전하여 주 제어부와 조작패널에 공급하는 배터리를 더 포함하며; 배터리에서 방전된 전압을 인가받아 주 제어부에서 현재시각 카운팅기능을 수행하고, 조작패널에 현재시각을 표시한다.

또한, 주 제어부는 다수개의 설정키에 의해 설정된 설정모드와 설정시각을 저장하고, 시간카운팅기능을 수행하며, 설정시각과 현재시각을 비교하여 그 결과에 따라 설정된 모드에 대응하여 소정의 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서와; 마이크로 프로세서에서 출력된 소정의 제어신호에 따라 단자 제어부의 스위칭동작을 제어하는 스위칭부를 포함한다.

이때, 스위칭부는 적어도 하나 이상의 출력단자에 대응하는 수만큼 설치되고, 마이크로 프로세서에서 출력된 각각의 제어신호를 따라 정전압이 단자 제어부에 공급되는 것을 스위칭하는 다수개의 스위칭소자를 포함한다.

또한, 다수개의 설정키는 적어도 하나 이상의 출력단자를 선택 및 설정하는 선택/설정키와; 시단위를 변경 설정하는 시단위 설정키와; 분단위를 변경 설정하는 분단위 설정키와; 타이머의 기능을 설정하는 모드 설정키를 포함하며; 선택/설정키와 시단위 설정키 및 분단위 설정키와 모드 설정키를 이용하여 온 타이머기능과 오프 타이머기능 및 온-오프 반복 타이머기능과 연속 타이머기능을 선택적으로 설정할 수 있다.

또한, 표시부는 현재시각과 설정시각을 표시하는 시각 표시부와; 적어도 하나 이상의 출력단자에 대한 설정 및 동작상태를 표시하는 단자 표시부와; 적어도 하나 이상의 출력단자에 대하여 각각 온 타이머가 동작되고 있음을 표시하는 온 타이머 표시부와; 적어도 하나 이상의 출력단자에 대하여 각각 오프 타이머가 동작되고 있음을 표시하는 오프 타이머 표시부와; 적어도 하나 이상의 출력단자에 대하여 각각 연속 타이머기능과 온-오프 반복 타이머기능이 설정되어 있음을 표시하는 모드 표시부를 포함한다.

또한, 제어부는 적어도 하나 이상의 출력단자에 일대일 대응되도록 접속되며, 다수개의 스위칭소자를 통하여 공급된 정전압을 인가받아 입력전압이 각각의 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 다수개의 제어소자를 포함한다.

이때, 다수개의 제어소자는 다수개의 스위칭소자로부터 각각 공급된 정전압에 의해 발광하는 포토 다이오드와, 포토 다이오드에서 출력된 광에 의해 스위칭되어 입력전압이 각각의 출력단자에 공급되는 것을 제어하는 포토 트랜지스터로 구성된 포토 커플러를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1에는 본 발명에 의한 디지털 타이머의 정면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 디지털 타이머의 내부회로도가 도시되어 있으며, 도 3 내지 도 9에는 본 발명에 의한 디지털 타이머의 각 동작모드 및 설정모드를 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 디지털 타이머에 형성된 단자의 수를 3개로 한정하여 설명하기로 한다. 그러나, 이러한 단자의 수는 이후 설명할 마이크로 프로세서가 수용 가능한 최대한의 단자수로 설정할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

먼저, 도 1을 설명하면, 디지털 타이머(1)의 일측(예컨대, 상단)에는 교류상용전원이 입력되는 입력단자(2)가 설치되며, 타측(예컨대, 하단)에는 적어도 하나 이상의 출력단자(3)가 설치되어 이 출력단자(3)에 접속된 제어대상기기에 교류상용전원이 출력된다.

또한, 디지털 타이머(1)의 전면에는 현재시각과 온 타임 및 오프 타임과 타이머에 관련된 각종 기능을 설정함과 동시에 설정상태를 표시하는 조작패널(4)이 부착된다.

한편, 조작패널(4)을 상세히 설명하면, 디지털 타이머(1)의 동작상태를 표시하는 표시영역(5)과, 디지털 타이머(1)의 동작조건을 설정하는 설정영역(6)으로 구분할 수 있다. 여기서, 표시영역(5)은 오전과 오후를 각각 구분할 수 있는 AM 및 PM 표시부(7, 8)와, 현재시각과 설정시각을 표시할 수 있는 7-세그먼트(7-Segment)방식의 시각표시부(9)와, 다수개의 출력단자(3) 중 임의의 설정모드를 수행중인 출력단자를 표시하는 출력상태 표시부(10)와, 다수개의 출력단자(3) 중 현재 온 타이머가 진행중인 출력단자를 표시하기 위한 온 타이머 표시부(11)와, 다수개의 출력단자(3) 중 현재 오프 타이머가 진행중인 출력단자를 표시하기 위한 오프 타이머 표시부(12)와, 다수개의 출력단자(3) 중 각각의 출력단자에 대하여 연속 타이머기능과 플리커 타이머기능이 수행중인 상태를 표시하는 동작모드 표시부(13)를 포함한다.

또한, 설정영역(6)은 현재시각 및 타이머기능을 설정할 임의의 출력단자(3)를 선택할 수 있는 선택/설정키(14)와, 시단위를 설정할 수 있는 시단위 설정키(15)와, 분단위를 설정할 수 있는 분단위 설정키(16)와, 각종 타이머기능을 선택할 수 있는 모드 설정키(17)를 포함한다.

한편, 도 2를 참조하여 디지털 타이머의 내부회로를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 디지털 타이머(1)는 크게 주 제어부(Main Controller)(18)와, 조작패널(4)과, 전원부(19)와, 단자 제어부(20)와, 출력단자(3)로 구분할 수 있다.

먼저, 주 제어부(18)는 통상 8비트(혹은, 16비트, 24비트, 32비트, …)의 마이크로 프로세서(21)로 구성되며, 디지털 타이머(1)의 전반적인 기능을 제어한다. 또한, 주 제어부(18)는 각 출력단자(3)마다 설정된 시간을 관리하며, 조작패널(4)의 표시상태를 관리하고, 각종 설정키(14∼17)로부터 입력된 신호를 처리하며, 단자 제어부(20)에 소정의 제어신호를 출력한다.

조작패널(4)은 도 1에서 설명한 바와 같이, 디지털 타이머(1)의 전체적인 동작상황을 사용자가 용이하게 인식할 수 있도록 표시하는 표시영역(5)을 포함하고, 디지털 타이머(1)의 시간을 설정하고 설정된 시간을 수정 및 확인하며 디지털 타이머(1)의 사용모드를 설정하는 설정영역(6)을 포함한다.

전원부(19)는 디지털 타이머(1)가 정상적이고 안정적인 동작이 이루어질 수 있도록 전원을 공급한다. 그리고, 전원부(19)는 정전시 디지털 타이머(1)의 기능을 보장하기 위한 정전보상용 배터리(22)를 포함한다.

단자 제어부(20)는 주 제어부(18)의 제어신호를 인가받아 전원이 각각의 출력단자(3)에 공급되는 것을 스위칭한다. 본 발명에서는 스위칭수단을 포토 커플러(23, 23a, 23b)로 가정하여 도시하였으며, 이는 기타의 수단(릴레이 등)으로 대체 가능함을 밝혀둔다.

이와 같은 구성부에 대하여 보다 상세히 설명하면, 먼저, 주 제어부(18)는 8비트(혹은, 16비트, 24비트, 32비트, …)의 마이크로 프로세서(21)와, 마이크로 프로세서(21)로부터 출력된 제어신호에 의해 단자 제어부(20)의 스위칭상태를 제어하는 스위칭부(24)와, 마이크로 프로세서(21)에 제공되는 기준클럭을 발생하는 기준클럭 발생부(25)로 구성된다. 여기서, 주 제어부(18)에는 조작패널(4)상의 설정영역(6)으로부터 조작신호를 입력받고 조작패널(4)상의 표시영역(5)에 표시되는 각종 표시상태를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 입/출력단자(P1∼P4) 및 출력단자(P5∼P12)가 할당되어 있으며, 스위칭부(24)의 스위칭상태를 제어하는 제어단자(P13∼P15)가 포함되어 있다. 그리고, 스위칭부(24)는 다수개의 출력단자(3)에 일대일 대응되도록 다수개의 스위칭용 트랜지스터(26, 26a, 26b)로 구성되며, 각각의 스위칭용 트랜지스터(26, 26a, 26b)의 베이스단자는 마이크로 프로세서(21)의 제어단자(P13∼P15)로부터 공급되는 제어신호에 의해 전원부(19)로부터 공급된 정전압(Vcc)이 단자 제어부(20)에 공급되는 것을 스위칭한다. 또한, 기준클럭 발생부(25)는 수정발진기(27)와 공진 커패시터(28, 28a)로 구성되어 공진 커패시터(28, 28a)의 공진주파수에 대응하는 발진주파수를 발생한다.

조작패널(4)은 마이크로 프로세서(21)의 입/출력단자(P1∼P4)에 접속된 설정영역(6)을 포함하며, 마이크로 프로세서(21)의 출력단자(P5∼P12)에 접속되어 디지털 타이머(1)의 동작상태를 표시하는 표시영역(5)을 포함한다. 이때, 설정영역(6)에는 현재시각 및 타이머기능을 설정할 임의의 출력단자(3)를 선택할 수 있는 선택/설정키(14)와, 시단위를 설정할 수 있는 시단위 설정키(15)와, 분단위를 설정할 수 있는 분단위 설정키(16)와, 각종 타이머기능을 선택할 수 있는 모드 설정키(17)가 포함된다.

전원부(19)는 교류상용전원(예컨대, 220V)을 단자 제어부(20)에 제공하고, 정전시 디지털 타이머(1)가 기본적인 시간카운팅기능을 수행할 수 있도록 마이크로 프로세서(21)에 정전보상용 전원을 공급함과 동시에 표시영역(5)의 표시상태를 유지할 수 있도록 표시영역(5)에 정전보상용 전원을 공급하기 위한 배터리(22)를 내장한다. 즉, 교류상용전원이 공급되는 동안에는 배터리(22)가 충전상태를 유지하고, 정전시에는 배터리(22)에 충전된 정전보상용 전원이 마이크로 프로세서(21)와 표시영역(5)에 각각 공급되어 기본적인 시간카운팅기능만이 수행되도록 한다. 이에 따라, 정전시에도 디지털 타이머(1)는 기본적인 시간카운팅동작을 수행할 수 있다.

단자 제어부(20)는 스위칭부(24)로부터 공급되는 제어신호에 따라 스위칭되어 전원부(19)로부터 공급되는 교류상용전원이 다수개의 출력단자(3)에 각각 공급되는 것을 제어하도록 스위칭부(24)내의 각 스위칭용 트랜지스터(26, 26a, 26b)와 다수개의 출력단자(3)에 일대일 대응되도록 접속된 포토 커플러(23, 23a, 23b)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작에 대하여 도 3 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

사용자가 디지털 타이머(1)의 입력단자(2)에 교류상용전원이 공급되는 전원선을 접속시키면, 전원부(19)로부터 출력된 교류상용전원(예컨대, 220V)은 단자 제어부(20)내의 각 포토 커플러(23, 23a, 23b)에 각각 공급된다. 이와 동시에, 전원부(19)로부터 출력된 교류상용전원은 제1 전압강하소자(29)에 의해 정류 및 평활되고 정전압레벨(VCC: 예컨대, 5.12V)로 전압강하된 후 시스템내의 각 구성부에 공급되고, 제2 전압강하소자(30)에 의해 정류 및 평활되고 배터리전압레벨(VB: 예컨대, 3.6V)로 전압강하된 후 배터리(22)를 충전시킨다.

전원부(19)에서 공급된 정전압(VCC)은 마이크로 프로세서(21)를 동작시키고, 마이크로 프로세서(21)는 설정된 프로그램에 따라 타이머를 동작시킨다. 이에 따라, 표시영역(5)에는 시각정보가 표시된다. 이때, 정전압(VCC)이 표시영역(5)에 공급되는 순간에는 표시영역(5)상에 모든 상태가 표시되며, 소정의 시간이 경과한 후에는 "00:00"의 시각표시와 "출력", "ON", "OFF", "MODE"의 글자만이 표시된다. 이러한 표시상태는 현재 시각과 타이머기능이 설정되어 있지 않음을 나타낸다.

현재시각이 오전 10시 30분인 경우, 현재시각을 설정하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이, 우선 사용자가 모드 설정키(17)를 입력한다(S1). 모드 설정키(17)의 조작신호는 마이크로 프로세서(21)에 제공되며, 이로 인하여 표시영역(5)에는 "00:00"의 표시상태가 소정시간(예컨대, 0.5초)을 단위로 점멸된다(S2).

이후, 사용자는 시단위 설정키(15)와 분단위 설정키(16)를 이용하여 표시영역(5)의 표시상태를 "AM 10:30"으로 변경한다(S3). 이러한 조작과정이 종료되면 사용자가 모드 설정키(17)를 입력하고(S4), 이에 따라 변경된 현재시각이 설정된다(S5). 이때, 디지털 타이머(1)가 동작되고 있음을 나타내기 위하여, 표시영역(5)의 ":" 표시를 1초 단위로 점멸시킨다(S6).

다음으로, 각각의 출력단자(3)에 대한 시간설정과정을 설명하기로 한다. 예컨대, 상점에서 디지털 타이머(1)를 사용하고, 제1 출력단자(3a)에는 옥외간판(오후 6시에 점등하고 오후 12시에 소등)을 연결하고, 제2 출력단자(3b)에는 실내환기용 팬(30분 단위로 5분씩 동작)을 연결하며, 제3 출력단자(3c)에는 냉장고(연속적으로 전원을 공급)를 연결하였다고 가정한 경우, 다음과 같은 설정과정을 통하여 각각의 출력단자(3)를 설정할 수 있다.

(1) 제1 출력단자(3a)의 설정(온 타이머기능과 오프 타이머기능)

도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는 모드 설정키(17)를 선택한다(S7). 모드 설정키(17)의 조작신호는 마이크로 프로세서(21)에 제공되며, 이로 인하여 표시영역(5)에는 "00:00"의 표시상태가 소정시간(예컨대, 0.5초)을 단위로 점멸된다(S8).

이후, 선택/설정키(14)를 1회 입력하여 "출력"표시의 "C1"이 점멸되도록 한다(S9). 그리고, 모드 설정키(17)를 입력하여 "C1" 아래의 "ON"을 점등시키고(S10), 시단위 설정키(15)를 조작하여 "PM"과 "6:00"이 표시되도록 설정한다(S11). 다음, 모드 설정키(17)를 입력하여 "C1" 아래의 "OFF"를 점등시키고(S12), 시단위 설정키(15)를 조작하여 "PM"과 "12:00"이 표시되도록 설정한다(S13). 이후, 모드 설정키(17)를 선택하여 "MODE"표시에 연속타이머기능을 나타내는 "T"를 표시하고(S14), 최종적으로 선택/설정키(14)를 입력하여 제1 출력단자(3a)의 설정을 완료한다(S15).

이와 같은 설정과정이 종료되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로 프로세서(21)는 현재시각과 설정된 시각(오후 6시 및 오후 12시)을 비교하여(S16), 현재시각이 오후 6시이면 제어단자(P13)로부터 로직 "하이"신호를 출력한다. 마이크로 프로세서(21)의 제어단자(P13)로부터 출력된 로직 "하이"신호는 스위칭부(24)내의 스위칭용 트랜지스터(26)를 턴-온시키고, 이에 따라, 전원부(19)에서 공급된 정전압(VCC)은 단자 제어부(20)내에 구성된 포토 커플러(23)에 공급된다. 포토 커플러(23)에 정전압(VCC)이 공급되면 포토 커플러(23)는 턴-온되고(S17), 이로 인하여 전원부(19)에서 공급된 220V의 교류상용전압이 제1 출력단자(3a)를 통하여 해당기기(옥외간판)에 출력된다(S18). 따라서, 제1 출력단자(3a)에 접속된 옥외간판은 오후 6시에 자동 점등된다.

또한, 마이크로 프로세서(21)는 제어단자(P13)를 통하여 로직 "하이"상태의 제어신호를 스위칭부(24)에 지속적으로 출력함과 동시에, 현재시각이 오후 12시인가를 판단한다(S19). 여기서, 현재시각이 오후 12시라고 판정되면, 마이크로 프로세서(21)는 제어단자(P13)를 통하여 로직 "로우"상태의 제어신호를 스위칭부(24)에 출력한다. 마이크로 프로세서(21)의 제어단자(P13)로부터 출력된 로직 "로우"상태의 제어신호는 스위칭부(24)내의 스위칭용 트랜지스터(26)를 턴-오프시키고, 이에 따라, 전원부(19)에서 공급된 정전압(VCC)은 단자 제어부(20)내에 구성된 포토 커플러(23)에 더 이상 공급되지 않는다. 포토 커플러()에 공급되던 정전압(VCC)이 차단되면 포토 커플러()는 턴-오프되고(S20), 이로 인하여 전원부(19)에서 공급된 220V의 교류상용전압은 더 이상 제1 출력단자(3a)에 공급되지 못한다(S21). 따라서, 제1 출력단자(3a)에 접속된 옥외간판은 오후 12시에 자동으로 꺼진다.

(2) 제2 출력단자(3b)의 설정(플리커기능)

도 6에 도시된 바와 같이, 사용자는 모드 설정키(17)를 선택한다(S22). 모드 설정키(17)의 조작신호는 마이크로 프로세서(21)에 제공되며, 이로 인하여 표시영역(5)에는 "00:00"의 표시상태가 소정시간(예컨대, 0.5초)을 단위로 점멸된다(S23).

이후, 선택/설정키(14)를 2회 입력하여 "출력"표시의 "C2"가 점멸되도록 한다(S24). 그리고, 모드 설정키(17)를 입력하여 "C2" 아래의 "ON"을 점등시키고(S25), 분단위 설정키(16)를 조작하여 00:30"이 표시되도록 설정한다(S26). 다음, 모드 설정키(17)를 입력하여 "C2" 아래의 "OFF"를 점등시키고(S27), 분단위 설정키(16)를 조작하여 "00:05"가 표시되도록 설정한다(S28). 이후, 모드 설정키(17)를 선택하여 "MODE"표시에 플리커기능을 나타내는 "F"를 표시하고(S29), 최종적으로 선택/설정키(14)를 입력하여 제2 출력단자(3b)의 설정을 완료한다(S30).

이와 같은 설정과정이 종료되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로 프로세서(21)는 현재시각으로부터 카운팅동작을 개시하고 카운팅된 시간과 설정된 시간(30분)을 비교하여(S16), 카운팅된 시간이 30분이면 제어단자(P14)로부터 로직 "하이"신호를 출력한다. 마이크로 프로세서(21)의 제어단자(P14)로부터 출력된 로직 "하이"신호는 스위칭부(24)내의 스위칭용 트랜지스터(26a)를 턴-온시키고, 이에 따라, 전원부(19)에서 공급된 정전압(VCC)은 단자 제어부(20)내에 구성된 포토 커플러(23a)에 공급된다. 포토 커플러(23a)에 정전압(VCC)이 공급되면 포토 커플러(23a)는 턴-온되고(S17), 이로 인하여 전원부(19)에서 공급된 220V의 교류상용전압이 제2 출력단자(3b)를 통하여 해당기기(실내환기용 팬)에 공급된다(S18). 따라서, 제2 출력단자(3b)에 접속된 실내환기용 팬은 가동된다.

또한, 마이크로 프로세서(21)는 제어단자(P14)를 통하여 로직 "하이"상태의 제어신호를 스위칭부(24)에 지속적으로 출력함과 동시에, 카운팅동작을 리셋시킨 후 카운팅동작을 재수행한다. 이때, 카운팅된 시간이 설정시간(5분)을 경과하였는가를 체크하고(S19), 카운팅시간이 5분을 경과하였다고 판정되면, 마이크로 프로세서(21)는 제어단자(P14)를 통하여 로직 "로우"상태의 제어신호를 스위칭부(24)에 출력한다. 마이크로 프로세서(21)의 제어단자(P14)로부터 출력된 로직 "로우"상태의 제어신호는 스위칭부(24)내의 스위칭용 트랜지스터(26a)를 턴-오프시키고, 이에 따라, 전원부(19)에서 공급된 정전압(VCC)은 단자 제어부(20)내에 구성된 포토 커플러(23a)에 더 이상 공급되지 않는다. 포토 커플러(23a)에 공급되던 정전압(VCC)이 차단되면 포토 커플러(23a)는 턴-오프되고, 이로 인하여 전원부(19)에서 공급된 220V의 교류상용전압은 더 이상 제2 출력단자(3b)에 공급되지 못한다. 따라서, 제2 출력단자(3b)에 접속된 실내환기용 팬은 가동시점으로부터 5분 후에 자동 정지된다. 또한, 실내환기용 팬이 정지된 후, 카운팅을 리셋시킨 후 위의 과정을 통하여 30분을 다시 카운팅하고, 위와 같은 과정을 반복적으로 수행함에 따라 실내환기용 팬은 가동상태와 중지상태를 반복적으로 수행한다.

(3) 제3 출력단자(3c)의 설정(연속타이머기능)

도 7에 도시된 바와 같이, 사용자는 모드 설정키(17)를 선택한다(S31). 모드 설정키(17)의 조작신호는 마이크로 프로세서(21)에 제공되며, 이로 인하여 표시영역(5)에는 "00:00"의 표시상태가 소정시간(예컨대, 0.5초)을 단위로 점멸된다(S32).

이후, 선택/설정키(14)를 3회 입력하여 "출력"표시의 "C3"이 점멸되도록 한다(S33). 그리고, 모드 설정키(17)를 입력하여 "C3" 아래의 "ON"을 점등시키고(S34), 시단위 설정키(15)와 분단위 설정키(16)를 조작하여 "00:00"이 표시되도록 설정한다(S35). 다음, 모드 설정키(17)를 입력하여 "MODE"표시에 연속타이머기능을 나타내는 "T"를 표시하고(S36), 최종적으로 선택/설정키(14)를 입력하여 제3 출력단자(3c)의 설정을 완료한다(S37).

이와 같은 설정과정이 종료되면, 마이크로 프로세서(21)는 제어단자(P15)로부터 로직 "하이"신호를 출력한다. 마이크로 프로세서(21)의 제어단자(P15)로부터 출력된 로직 "하이"신호는 스위칭부(24)내의 스위칭용 트랜지스터(26b)를 턴-온시키고, 이에 따라, 전원부(19)에서 공급된 정전압(VCC)은 단자 제어부(20)내에 구성된 포토 커플러(23b)에 공급된다. 포토 커플러(23b)에 정전압(VCC)이 공급되면 포토 커플러(23b)는 턴-온되고, 이로 인하여 전원부(19)에서 공급된 220V의 교류상용전압이 제3 출력단자(3c)를 통하여 해당기기(냉장고)에 공급된다. 따라서, 제3 출력단자(3c)에 접속된 냉장고는 설정된 시점으로부터 자동 가동된다. 이때, 제3 출력단자(3c)는 연속타이머기능이 설정되어 있으므로, 사용자가 설정내용을 변경하지 않는 한 제3 출력단자(3c)에는 220V의 교류상용전압이 연속적으로 공급된다.

한편, 정전시에는 배터리(22)에 충전된 배터리전압이 방전되어 마이크로 프로세서(21)와 표시영역(5)에 각각 공급됨으로써, 마이크로 프로세서(21)를 통한 기본적인 시간카운팅기능을 수행함과 동시에 표시영역(5)에 현재시각이 표시되도록 함으로써, 정전복귀시에도 현재시각을 재설정할 필요가 없으며, 정전복귀후에도 기 설정된 설정상태에 따라 디지털 타이머가 정상적인 기능을 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

결국, 본 발명에 의한 디지털 타이머에 따르면 다음과 같은 이점이 발생한다.

첫째, 시간설정방식을 디지털화하여 설정시간의 오차발생을 억제함으로써, 대상기기의 정밀제어가 가능하다.

둘째, 디지털 타이머에 형성된 다수개의 단자에 대하여 연속 타이머기능과 온 타이머기능 및 오프 타이머기능과 플리커기능을 각각 독립적으로 설정할 수 있도록 함으로써, 디지털 타이머의 효율성을 증대시켰다.

셋째, 디지털 타이머에 형성된 다수개의 단자에 대하여 각각 독립적인 타이머기능을 부여하여, 각각의 콘센트가 기 설정된 타이머기능에 대응하여 접속된 기기에 대한 전원의 공급여부를 독립적으로 제어할 수 있으므로, 효율적이다.

넷째, 백업용 배터리를 통하여 기본적인 시간카운팅기능을 수행함과 동시에, 현재시각을 표시하도록 함으로써, 정전복귀시에도 현재시각을 재설정할 필요가 없으며, 정전복귀후에도 기 설정된 설정상태에 따라 타이머가 정상적인 기능을 수행할 수 있다.

Claims

소정레벨의 입력전압을 인가받는 입력단자와, 상기 입력전압을 출력하기 위한 적어도 하나 이상의 출력단자를 포함하는 디지털 타이머에 있어서:

상기 입력단자를 통하여 입력된 상기 입력전압과, 상기 입력전압으로부터 소정레벨과 전압강하되고 정류 및 평활된 정전압을 각각 출력하는 전원부;

상기 전원부로부터 공급된 정전압과 기준클럭 발생부에서 발생된 기준클럭을 인가받아 기 설정된 프로그램에 따라 시스템을 전반적으로 제어하는 주 제어부;

상기 주 제어부에 접속되고 상기 정전압을 인가받아 구동되어 사용자가 입력 가능한 각종 기능을 설정하도록 배열된 다수개의 설정키와, 시간정보와 설정정보를 표시하는 표시부를 포함하는 조작패널; 및

상기 주 제어부의 제어신호에 따라 상기 입력전압이 상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 단자 제어부를 포함하며;

상기 주 제어부는 상기 기준클럭 발생부에서 발생된 상기 기준클럭을 이용하여 시각카운팅기능을 수행하며, 상기 다수개의 설정키를 통하여 사용자가 상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 대한 동작모드를 각각 설정하고, 상기 다수개의 설정키를 통해 설정된 상기 동작모드를 상기 표시부에 표시하며, 설정된 상기 동작모드에 따라 상기 단자 제어부를 제어하여 상기 적어도 하나 이상의 출력단자를 통하여 상기 입력전압이 출력되는 것을 각각 개별적으로 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 디지털 타이머.
제 1 항에 있어서, 상기 전원부는,

상기 입력전압을 출력하는 출력부; 및

상기 입력전압을 상기 정전압레벨로 강압하는 제1 강압수단을 포함하는 디지털 타이머.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 정전압을 전압강하시키는 제2 강압수단; 및

상기 제2 강압수단에 의해 전압강하된 전압을 충전하고, 정전시 상기 충전된 전압을 방전하여 상기 주 제어부와 상기 조작패널에 공급하는 배터리를 더 포함하며;

상기 배터리에서 방전된 전압을 인가받아 상기 주 제어부에서 현재시각 카운팅기능을 수행하고, 상기 조작패널에 현재시각을 표시하도록 한 것을 특징으로 하는 디지털 타이머.
제 1 항에 있어서, 상기 주 제어부는,

상기 다수개의 설정키에 의해 설정된 설정모드와 설정시각을 저장하고, 시간카운팅기능을 수행하며, 설정시각과 현재시각을 비교하여 그 결과에 따라 상기 설정된 모드에 대응하여 소정의 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서; 및

상기 마이크로 프로세서에서 출력된 상기 소정의 제어신호에 따라 상기 단자 제어부의 스위칭동작을 제어하는 스위칭부를 포함하는 디지털 타이머.
제 4 항에 있어서, 상기 스위칭부는,

상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 대응하는 수만큼 설치되고, 상기 마이크로 프로세서에서 출력된 각각의 제어신호를 따라 상기 정전압이 상기 단자 제어부에 공급되는 것을 스위칭하는 다수개의 스위칭소자를 포함하는 디지털 타이머.
제 1 항에 있어서, 상기 다수개의 설정키는,

상기 적어도 하나 이상의 출력단자를 선택 및 설정하는 선택/설정키;

시단위를 변경 설정하는 시단위 설정키;

분단위를 변경 설정하는 분단위 설정키; 및

타이머의 기능을 설정하는 모드 설정키를 포함하며;

상기 선택/설정키와 상기 시단위 설정키 및 상기 분단위 설정키와 상기 모드 설정키를 이용하여 온 타이머기능과 오프 타이머기능 및 온-오프 반복 타이머기능과 연속 타이머기능을 선택적으로 설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디지털 타이머.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 표시부는,

현재시각과 설정시각을 표시하는 시각 표시부;

상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 대한 설정 및 동작상태를 표시하는 단자 표시부;

상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 대하여 각각 온 타이머가 동작되고 있음을 표시하는 온 타이머 표시부;

상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 대하여 각각 오프 타이머가 동작되고 있음을 표시하는 오프 타이머 표시부; 및

상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 대하여 각각 연속 타이머기능과 온-오프 반복 타이머기능이 설정되어 있음을 표시하는 모드 표시부를 포함하는 디지털 타이머.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 단자 제어부는,

상기 적어도 하나 이상의 출력단자에 일대일 대응되도록 접속되며, 상기 다수개의 스위칭소자를 통하여 공급된 정전압을 인가받아 상기 입력전압이 상기 각각의 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 다수개의 제어소자를 포함하는 디지털 타이머.
제 8 항에 있어서, 상기 다수개의 제어소자는,

상기 다수개의 스위칭소자로부터 각각 공급된 정전압에 의해 발광하는 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에서 출력된 광에 의해 스위칭되어 상기 입력전압이 상기 각각의 출력단자에 공급되는 것을 제어하는 포토 트랜지스터로 구성된 포토 커플러를 포함하는 디지털 타이머.