KR100292721B1

KR100292721B1 - 축사 환경조절 다기능 제어장치

Info

Publication number: KR100292721B1
Application number: KR1019980001772A
Authority: KR
Inventors: 최정우; 김성만
Original assignee: 최정우; 주식회사윤익물산; 신쾌승; 주식회사티에스해마로
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 2001-06-15
Also published as: KR980003946A

Abstract

본 발명은 축사 환경조절 다기능 제어장치에 관한 것으로, 가축의 종류에 따른 축사의 적정온도 유지 및 신선한 공기의 계속적인 유입으로 가축 사육의 최적의 환경조건을 제어할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것으로, 이를 달성하기 위해 축사온도 검출부(1), 축사온도 설정 및 비교증폭부(2), 온도비례동작 설정 및 증폭부(7), 최소 환기량 설정부(8), 최소 환기량 표시부(9), 톱니파 발생부(17), 톱니파비교 PWM발생부(10), 약전과 강전 결합부(11), 위상제어 1단 출력부(12) 및 위상 제어 2단 송풍기 출력부(14)를 구성함으로서 축사내 가축의 가장 적합한 온도설정 및 신선한 공기의 지속적인 유입을 위한 최소 환기량 설정 및 송풍기의 송풍량을 온도에 따라 비례제어되게 한 가변범위(Xp)를 설정하므로서 현재온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 사용자가 설정한 최소환기기능 작동으로 신선한 공기가 계속 유입되면서 급격한 온도하강을 방지토록하고, 현재온도가 가변범위내에 있을 경우에는 현재온도의 변화에 따라서 최소환기와 최대환기의 송풍량을 자동적인 비례제어작동으로 급격한 온도편차가 없이 신선한 공기의 계속적인 유입이 가능토록 하여 가축사육에 최적의 축사환경을 제공하는 것이다.

Description

축사 환경조절 다기능 제어장치

본 발명은 축사 환경조절 다기능 제어장치에 관한 것으로서, 특히 현재온도, 설정온도, 최소환기량, 가변범위온도라는 네가지의 입력값으로 가축의 종류에 따른 축사의 적정온도 유지 및 신선한 공기의 계속적인 유입으로 가축 사육의 최적 환기 조건을 제어할 수 있는 장치이며 또한 부가적으로 난방기, 냉방기, 경보기 등을 연결 설치할 수 있는 장치인 것이다.

종래에는 축사 환기 콘트롤러가 설정온도에 따른 온-오프(ON/OFF)제어방식에 의한 송풍기 가동 및 중단으로 큰 폭의 온도편차와 신선한 공기의 유입과 중단의 반복으로 가축의 성장에 장해를 끼침은 물론 빈번한 송풍기의 가동 및 정지로 기동 전력의 과다한 소모와 송풍기 수명단축의 원인이 되기도 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 축사내의 현재온도, 설정온도, 최소환기량, 가변범위온도라는 네가지의 입력값으로 가축의 종류에 따른 축사의 적정온도 유지 및 신선한 공기의 계속적인 유입으로 가축 사육의 최적 환기 조건을 제어할 수 있는 장치를 제공하는데 목적이 있다.

제1도는 본 발명의 시스템 전체를 개략적으로 보인 블록도.

제2도는 제1도에서의 온도비례 동작설정 및 증폭부와 최소환기량 설정부를 보인 회로도.

제3도는 제1도에서의 전원 공급부와 톱니파 발생부 및 톱니파비교 PWM발생부를 보인 회로도.

제4도는 제1도에서의 약전과 강전 결합부와 위상제어 1단 출력부와 수동/정지/자동 선택부 및 위상제어 2단 송풍기 출력부를 보인 회로도.

제5도는 제1도에서 최소환기량 표시부를 보인 회로도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 축사온도 검출부 2 : 축사온도설정 및 비교증폭부

3 : 난방운전 검출부 4 : 난방 및 경보 선택부

5 : 난방 및 경보 출력부 6 : 축사온도 표시부

7 : 온도비례 동작설정 및 증폭부 8 : 최소환기량 설정부

9 : 최소환기량 표시부 10 : 톱니파비교 PWM 발생부

11 : 약전과 강전 결합부 12 : 위상제어1단 출력부

13 : 수동/정지/자동 선택부 14 : 위상제어2단 송풍기 출력부

15 : 이상발생경보 검출부 16 : 경보음 발생부

17 : 톱니파 발생부 18 : 전원 공급부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 축사온도 검출부, 축사온도 설정 및 비교증폭부, 온도비례동작 설정 및 증폭부, 최소 환기량 설정부, 최소 환기량 표시부, 톱니파 발생부, 톱니파비교 PWM발생부, 약전과 강전 결합부, 위상제어 1단 출력부 및 위상제어 2단 송풍기 출력부를 구성하여 축사내의 현재온도, 설정온도, 최소환기량, 가변범위온도라는 네가지의 입력값으로 가축 종류에 따른 축사의 적정온도 유지 및 신선한 공기의 계속적인 유입으로 가축 사육의 최적 환기 조건을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 시스템 전체를 개략적으로 보인 블록 구성도로서, 축사내부의 현재온도를 검출하는 축사온도 검출부(1)와, 상기 축사온도 검출부로부터 검출된 신호와 축사의 적정 온도로 설정된 신호를 비교하여 증폭하는 축사온도설정 및 비교증폭부(2)와, 상기 축사온도설정 및 비교증폭부를 통해 출력된 신호에 의해 난방 운전 신호를 검출하는 난방운전 검출부(3)와, 상기 난방운전 검출부를 통해 출력되는 검출신호에 의해 난방 또는 경보신호를 선택하는 난방 및 경보 선택부(4)와, 상기 난방 및 경보선택부를 통해 출력되는 선택신호에 의해 난방 및 경보신호를 출력하는 난방 및 경보 출력부(5)와, 상기 축사온도 검출부에서 검출된 축사 내부 온도가 표시되는 축사 온도표시부(6)와, 상기 축사온도설정 및 비교 증폭부를 통해 출력되는 증폭신호를 온도에 따라 비례제어되게 하여 가변범위를 설정하고 증폭하는 온도비례 동작설정 및 증폭부(7)와, 상기 온도비례 동작설정 및 증폭부를 통해 출력되는 신호에 따라 최소 환기량 설정과 송풍기의 송풍량이 온도에 따라 비례제어 되게 가변범위를 설정하되 현재온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 사용자가 설정한 최소환기기능으로 작동으로 신선한 공기가 유입되면서 급격한 온도하강을 방지하고 현재온도가 가변범위내에 있을 경우에는 현재온도의 변화에 따라서 최소환기와 최대환기의 송풍량을 자동적인 비례제어 작동으로 급격한 온도 편차가 없이 신선한 공기가 계속 유입되도록 설정하는 최소 환기량 설정부(8)와, 상기 최소 환기량 설정부를 통해 출력되는 신호에 의해 축사의 환기수준이 LED로 표시되는 최소 환기량 표시부(9)와, 상기 최소 환기량 설정부를 통해 출력되는 신호로부터 이상 발생 경보음 신호를 검출하는 이상발생 경보검출부(15)와, 이상발생 경보검출부를 통해 검출된 신호에 의해 온도편차가 클 경우 경보음을 내는 경보음 발생부(16)와, 전원공급부(18)를 통해 인가되는 전원에 의해 삼각파형 신호를 발생하는 톱니파 발생부(17)와, 상기 톱니파 발생부를 통해 출력되는 신호와 상기 최소환기량 설정부를 통해 출력되는 최소 환기수준의 신호를 비교하여 PWM 출력파형을 발생하는 톱니파 비교 펄스폭변환 발생부(10)와, 상기 톱니파 비교 펄스폭변환 발생부를 통해 출력되는 약전 및 강전신호를 결합하는 약전과 강전 결합부(11)와, 상기 약전과 강전 결합부를 통해 출력되는 펄스신호에 의해 인가된 만큼의 위상제어신호를 출력하는 위상제어 1단 송풍기 출력부(12)와, 상기 위상제어 1단 출력부를 통해 출력되는 신호에 의해 선택되는 수동/정지/자동 선택부(13)와, 상기 수동/정지/자동 선택부를 통해 출력되는 신호에 의해 송풍기의 속도를 제어하는 위상제어 2단 송풍기 출력부(14)를 구성함으로서 축사내 가축의 가장 적합한 온도설정 및 신선한 공기의 지속적인 유입을 위한 최소 환기량 설정 및 송풍기의 송풍량을 온도에 따라 비례제어되게 한 가변범위(Xp)를 설정하므로서 현재온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 사용자가 설정한 최소환기기능 작동으로 신선한 공기가 계속 유입되면서 급격한 온도하강을 방지토록하고, 현재온도가 가변범위내에 있을 경우에는 현재온도의 변화에 따라서 최소환기와 최대환기의 송풍량을 자동적인 비례제어 작동으로 급격한 온도편차가 없이 신선한 공기의 계속적인 유입이 가능토록 하여 가축사육에 최적의 축사환경을 제공한다.

도 2는 도 1에서 본 발명의 중심기능 부분인 온도비례동작(Xp)설정 및 증폭부(7)과 최소환기량 설정부(8)의 회로도로서, 분배저항(R6) 및 (R7)에 의해 분압된 기준전압 V1(6Volt)전압의 값이 OP앰프(IC104-1)의 비반전(+)입력과, 또 다른 분배저항(R8) 및 (R9)에 의해 분압된 기준전압 V2(6Volt)전압의 값이 OP앰프(IC104-1)의 반전(-)에 입력되고, 온도비례동작(Xp) 가변범위는 가변저항(VR3)에 의해 설정되며, 축사온도 검출부(1)와 축사온도설정 및 비교 증폭부(2)에서 축사온도가 상승검출되어 들어온 "B" 출력의 전압이 상기 V1 의 기준전압을 6Vlot로 하강시켜, OP앰프(IC104-1)의 출력 VO가 6Vlot이하의 전압으로 저항(R14)를 통해 출력되도록 구성한 것이다.

또한, 최소환기량 설정부(8)은 저항(R14)(R15)(R16), 반고정 저항(SVR3)(R17)(R18) 및 가변저항(VR1)에 의해 분압되어 톱니파비교 PWM 발생부(10)의 "C"로 출력되도록 구성한 것이다.

V1 6V = V2 6V ⇒ VO는 6V

V1 〈 V2 ⇒ VO는 6V 보다 작다

V1 〉 V2 ⇒ VO는 6V 보다 크다

도 3은 도 1에서의 전원 공급부(18)와 톱니파 발생부(17) 및 톱니파비교 PWM 발생부(10)를 보인 회로도로서, 강압된 상용주파수 양파전압이 다이오드(D2)를 통해 스위칭되어 저항(R28)(R27)를 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q3)가 정지되고, 저항(R21), 트랜지스터(Q4)를 통해 콘덴서(C5)에 충전되고, 트랜지스터(Q2)가 정지시 저항(R26)(R25)를 통해 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가되어 콘덴서(C5)에 충전된 전압이 즉시 방전되고, 반복적으로 저항(R21), 트랜지스터(Q4)를 통해 콘덴서(C5)에 충전되어 회로에 표기한 그림과 같이 삼각파형이 발생되어, OP앰프(IC104-4)의 비반전(+)에 저항(R19)를 통해 입력되고, 최소 환기수준의 "C" 출력이 저항(R20)을 통해 OP앰프(IC104-4)의 반전(-)에 입력되어, OP앰프(IC104-4)의 출력이 PWM 펄스전압으로 회로에 표기한 그림과 같이 PWM 출력파형이 발생되어 위상제어부 "D" 입력으로 출력되도록 구성한 것이다.

비반전(+)에 삼각파 6V = 반전(-) 입력에 6v ⇒ VO는 6V 파형무

비반전(+)에 삼각파 6V = 반전(-) 입력에 4V ⇒ VO는 PWM 파형 MIN(회로도 그림)

비반전(+)에 삼각파 6V = 반전(-) 입력에 4V ⇒ VO는 PWM 파형 MAM(회로도 그림)

도 4는 도 1에서의 약전과 강전 결합부(11)와 위상제어 1단 출력부(12)와 수동/정지/자동 선택부(13) 및 위상제어 2단 송풍기 출력부(14)를 보인 회로도로서 톱니파비교 PWM발생부(10)으로부터의 출력 "D"가 콘덴서(C8), 다이오드(D11), 저항(R44)를 통해 정류된 직류펄스 전압이 저항(R45)를 통해 포토트라이악(PC1)의 내부 LED에 인가되어 내부 트라이악이 AC펄스 전류로 구동되어 트라이악(TRAIC-1)의 게이트 G에 인가되어 트라이악(TRAIC-1)의 T1,T2간 AC전류는 트라이악(TRAIC-1)의 게이트 G에 펄스전류로 인가된 만큼의 위상제어 스위칭되어 선택 스위치와 저항(R48)을 통해 트라이악(TRAIC-2)의 게이트 G에 인가되고, 트라이악(TRAIC-2)의 T1,T2간 AC전류는 트라이악(TRAIC-2)의 게이트 G에 펄스전류로 인가된 만큼 위상제어되어 송풍기가 속도제어되도록 구성한 것이다.

도 5는 도 1에서 최소환기량 표시부(9)를 보인 회로도로서, 최소환기의 기존 전압은 저항(R50~R58)에 의해 분압되어 각각의 저항 V1의 전압이 OP앰프 (IC101-1~4 / IC102-1~4)의 비반전(+)에 인가되고, 최소환기 출력 "C"로부터 들어온 환기 수준을 OP앰프(IC101-1~4 / IC102-1~4)의 반전(-)입력에 인가되어 축사온도가 상승하면 OP앰프(IC101-1~4 / IC102-1~4)의 출력이 HIGH가 인가되어 LED가 환기수준에 따라 표시되도록 구성된 것이다.

이상과 같은 본 발명의 축사 환경조절 다기능 제어장치는 축사내 가축의 가장 적합한 온도설정 및 신선한 공기의 지속적인 유입을 위한 최소환기량 설정 및 송풍기의 송풍량을 온도에 따라 비례제어되게 한 가변범위(Xp)를 설정하므로서 현재온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 사용자가 설정한 최소환기기능 작동으로 신선한 공기가 계속 유입되면서 급격한 온도하강을 방지할 수 있고, 현재온도가 가변 범위내에 있을 경우에는 현재온도의 변화에 따라서 최소환기와 최대환기의 송풍량을 자동적인 비례제어 작동으로 급격한 온도편차가 없이 가축의 종류에 따른 축사의 적정온도 유지 및 신선한 공기의 계속적인 유입으로 가축사육의 최적 환기조건으로 제어할 수 있는 동시에 부가적으로 난방기, 냉방기, 경보기 등을 연결 설치하여 축사 환경조절이 용이한 장치를 제공하는 이점이 있다.

Claims

온도조절기능 및 환기조절기능을 구비한 축사환경 조절장치에 있어서, 축사내부의 현재온도를 검출하는 축사온도 검출부(1); 상기 축사온도 검출부로부터 검출된 신호와 축사의 적정 온도로 설정된 신호를 비교하여 증폭하는 축사온도설정 및 비교증폭부(2); 상기 축사온도설정 및 비교증폭부를 통해 출력된 신호에 의해 난방 운전 신호를 검출하는 난방운전 검출부(3); 상기 난방운전 검출부를 통해 출력되는 검출신호에 의해 난방 또는 경보신호를 선택하는 난방 및 경보 선택부(4); 상기 난방 및 경보선택부를 통해 출력되는 선택신호에 의해 난방 및 경보신호를 출력하는 난방 및 경보 출력부(5): 상기 축사온도 검출부에서 검출된 축사 내부 온도가 표시되는 축사 온도표시부(6); 상기 축사온도설정 및 비교 증폭부를 통해 출력되는 증폭신호를 온도에 따라 비례제어되게 하여 가변범위를 설정하고 증폭하는 온도비례 동작설정 및 증폭부(7); 상기 온도비례 동작설정 및 증폭부를 통해 출력되는 신호에 따라 최소 환기량 설정과 송풍기의 송풍량이 온도에 따라 비례제어되게 가변범위를 설정하되 현재온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 사용자가 설정한 최소환기기능으로 작동으로 신선한 공기가 유입되면서 급격한 온도하강을 방지하고 현재온도가 가변범위내에 있을 경우에는 현재온도의 변화에 따라서 최소환기와 최대환기의 송풍량을 자동적인 비례제어 작동으로 급격한 온도편차가 없이 신선한 공기가 계속 유입되도록 설정하는 최소 환기량 설정부(8); 상기 최소 환기량 설정부를 통해 출력되는 신호에 의해 축사의 환기수준이 LED로 표시되는 최소 환기량 표시부(9); 상기 최소 환기량 설정부를 통해 출력되는 신호로부터 이상 발생 경보음 신호를 검출하는 이상발생 경보검출부(15); 이상발생 경보검출부를 통해 검출된 신호에 의해 온도편차가 클 경우 경보음을 내는 경보음 발생부(16); 전원공급부(18)를 통해 인가되는 전원에 의해 삼각파형 신호를 발생하는 톱니파 발생부(17); 상기 톱니파 발생부를 통해 출력되는 신호와 상기 최소 환기량 설정부를 통해 출력되는 최소 환기수준의 신호를 비교하여 PWM 출력파형을 발생하는 톱니파 비교 펄스폭변환 발생부(10); 상기 톱니파 비교 펄스폭변환 발생부를 통해 출력되는 약전 및 강전신호를 결합하는 약전과 강전 결합부(11); 상기 약전과 강전 결합부를 통해 출력되는 펄스신호에 의해 인가된 만큼의 위상제어신호를 출력하는 위상제어 1단 송풍기 출력부(12); 상기 위상제어 1단 출력부를 통해 출력되는 신호에 의해 선택되는 수동/정지/자동 선택부(13); 상기 수동/정지/자동 선택부를 통해 출력되는 신호에 의해 송풍기의 속도를 제어하는 위상제어 2단 송풍기 출력부(14); 로 구성됨을 특징으로 하는 축사 환경조절 다기능 제어장치.
제1항에 있어서, 온도비례동작 가변범위 설정 및 증폭부(7)는 분배저항(R6) 및 (R7)에 의해 분압된 기준전압과 축사온도설정 및 비교 증폭부(2)의 출력 전압 "B" 가 OP앰프(IC104-1)에 비반전(+)입력되고, 분압저항(R8) 및 (R9)에 의해 분압된 기준전압V2(6Volt)과 콘덴서(C2), 저항(R12,R13) 및 가변범위 설정저항(VR3)에 의해 비반전 전압귀환 루프로 구성함을 특징으로 하는 축사 환경조절 다기능 제어장치.
제1항에 있어서, 최소환기량 설정부(8)은 분배저항(R14~R18)과 최소 환기량 설정 가변저항(VR1)으로 구성함을 특징으로 하는 축사 환경조절 다기능 제어장치.
제1항에 있어서, 톱니파비교 PWM 발생부(10)는 톱니파 발생부(17)에서 출력된 삼각파형이 저항(R19)를 통하여 OP앰프(IC104-4)에 비반전(+)입력되고, 최소 환기량 설정부(8)의 출력 "C"가 콘덴서(C3,C4) 및 저항(R2O)를 통하여 OP앰프(IC104-4)에 반전(-)입력되어 PWM 출력파형 "D" 를 출력하도록 구성함을 특징으로 하는 축사 환경조절 다기능 제어장치.
제1항에 있어서, 약전과 강전 결합부(11)와 위상제어 1단 출력부(12) 및 위상제어 2단 송풍기 출력부(14)는 톱니파비교 PWM 발생부(10)으로부터의 "D" 출력이 콘덴서(C8), 다이오드(D11), 저항(R44)를 통해 정류된 직류펄스 전압이 저항(R45)를 통해 교류펄스 전류 구동용 포토트라이악(PC1), 저항(R46)(R47) 및 위상제어 스위칭 트라이악(TRAIC-1)에 의한 출력이 선택스위치, 저항(R48) 및 트라이악(TRAIC-2)에서 위상제어되어 송풍기가 속도제어되도록 구성함을 특징으로 하는 축사 환경조절 다기능 제어장치.
제1항에 있어서, 최소환기량 표시부(9)는 분배저항(R5O~R58)에 의해 분압된 각각의 기준전압이 OP앰프(IC101-1~4 / IC102-1~4)의 비반전(+)과 최소환기량 설정부(8)의 출력"C"로부터 들어온 환기수준을 OP앰프(IC101-1~4 / IC102-1~4) 각각의 반전(-)입력으로 OP앰프(IC101-1~4 / IC102-1~4)의 출력이 HIGH가 되는 쪽의 LED가 환기수준에 따라 표시되도록 구성함을 특징으로 하는 축사 환경조절 다기능 제어장치.