KR100367300B1 - 디지털 도어록용 절전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 도어록용 절전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숫자 입력으로 도어를 열고 닫는 디지털 도어록의 소비전력을 최소화시키기 위한 디지털 도어록용 절전장치에 관한 것이다. 본 발명은 미세전력으로 동작 가능한 하나의 절전펄스발생기를 이용하여, 서로 다른 펄스폭의 제어신호를 복수개 발생시킨다. 이때 절전펄스발생기로부터 발생되는 제어신호의 펄스폭은 디지털 도어록 내 무선수신기와 디코더의 동작시간에 동기되어 이루어진다. 즉, 상기 절전펄스발생기는, 무선수신기와 디코더가 동작되야 할 시간동안에 매우 짧은 펄스신호를 발생하고, 이렇게 발생된 펄스신호를 이용하여 무선수신기과 디코더를 매우 짧은 시간동작시키도록 제어한다. 또한, 본 발명은 상기 무선수신기와 디코더에 공급되는 전압을 단속하기 위하여, 정전압회로 및 상기 정전압회로의 출력전압과 같거나 다소 낮은 콤프리멘터리 출력단을 갖는 전압검출부를 더 포함하여 공급전원을 완전히 단속시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

디지털 도어록용 절전장치{Battery saving circuit for digital door lock}

본 발명은 디지털 도어록용 절전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숫자 입력으로 도어를 열고 닫는 디지털 도어록의 소비전력을 최소화시키기 위한 디지털도어록용 절전장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 도어록(Digital door lock)은 아파트 출입문, 대형 금고 등에 이용되고, 숫자 입력으로 출입문 또는 금고를 열고 닫는 장치이다.

이러한 디지털 도어록을 수동으로 개폐하는 경우에는 숫자가 입력될 때만 상기 디지털 도어록에 전원이 인가되면 되므로, 사용되는 건전지의 수명이 길게 된다. 그러나 상기 디지털 도어록을 리모트 컨트롤러를 이용하여 작동시키기 위해서는 무선송신기로부터 송출되는 암호화된 개폐신호를 수신하기 위하여 상기 디지털 도어록에 장착되어 있는 무선수신기가 항상 대기상태를 유지해야만 한다.

따라서 상기 디지털 도어록에 무선수신기가 장착된 경우, 사용되는 배터리의 사용기간이 급격히 짧아지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 종래의 디지털 도어록에 있어서는 상기 디지털 도어록에 장착되어 있는 무선수신기와, 수신된 신호의 암호를 해독하기 위한 디코더부에 전원을 주기적으로 짧은 시간동안만 공급하는 방법을 이용하고 있다.

따라서 종래의 디지털 도어록에 있어서는 주기적으로 짧은 시간동안만 전원을 투입하기 위한 절전제어회로를 사용하고 있다. 상기 디지털 도어록에 이용되는 절전제어회로는, 씨모스 타이머(CMOS Timer) 집적회로인 555 계열의 준안정 발진기(Astable Multivibrator)를 사용하고 있다. 그리고 상기 준안정 발진기를 이용하여 짧은 주기의 정방향 펄스를 얻기 위해서, 상기 준안정 발진기에서 출력되는 부방향 펄스신호를 인버터회로를 이용하여 정방향 펄스를 얻고 있다.

즉, 종래의 디지털 도어록은, 인버터회로를 추가로 구비해야 하고, 상기 인버터회로를 작동시키기 위한 전류도 수백 마이크로암페어가 소요되야 했기 때문에, 효율적인 절전효과를 얻을 수 없었다.

또한, 종래의 디지털 도어록에 구비된 무선수신기 및 암호해독용 디코더부에 공급되는 전원을 주기적으로 다른 동작시간을 갖도록 하기 위해서는 상기 절전제어회로에 이용되는 씨모스 타이머 집적회로인 555 계열의 준안정발진기를 두개 사용해야만 했기 때문에, 효과적인 절전효과를 얻을 수 없었다. 결과적으로 종래의 디지털 도어록의 절전제어회로는, 평균 소모전력을 낮추는데 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 각기 다른 짧은 펄스폭을 갖는 제어신호를 발생 가능하고, 소모전력이 매우 작은 절전펄스발생기를 구비하여, 디지털 도어록에 구비된 무선수신기와 디코더부를 최소시간 동작시킬 수 있는 디지털 도어록용 절전장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치의 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 절전펄스발생기의 상세 구성도,

도 3은 도 1에 도시된 각 부의 펄스 파형도,

도 4는 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치에 공급되는 전류의 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 안테나 2 : 무선수신기

3 : 디코더 4,5 : 전압검출부

6,7,9 : 정전압회로 8 : 절전펄스발생기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치는, 동작수행을 위해 소정시간 동안 전원 공급을 필요로 하는 무선원격제어수단과; 상기 무선원격제어수단의 동작기간에 해당하는 펄스신호를 주기적으로 출력하는 절전펄스발생수단과; 상기 절전펄스발생수단의 출력에 기초해서 상기 무선원격제어수단에 공급되는 전압을 단속하는 정전압수단과; 상기 정전압수단의 출력이 일정전압 이상에서만 상기 무선원격제어수단으로 전압공급이 이루어지도록 상기 정전압수단의 출력을 단속하는 전압검출수단을 포함하여 구성된다.

본 발명의 상기 절전펄스발생수단은, 씨모스 난드 스미트 트리거 집적회로를 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 무선원격제어수단은, 무선신호를 수신하기 위한 무선수신기와; 상기 수신된 무선신호의 암호를 해독하기 위한 디코더를 포함하여 구성된다.

본 발명의 상기 절전펄스발생수단은, 각기 다른 짧은 펄스폭을 갖는 제어신호를 복수개 발생하고, 상기 다른 펄스폭의 제어신호에 의해서 상기 무선수신기와 디코더가 각기 다른 동작시간에서 짧은 시간동안 동작되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치의 구성도이다.

사용자의 조작에 의해서 리모트 컨트롤러의 무선송신기가 암호화된 개폐신호를 송출한다. 따라서 본 발명의 디지털 도어록용 절전장치에서 무선원격제어장치는, 상기 무선 개폐신호를 안테나(1)를 통해서 수신하는 무선수신기(2)와, 상기 무선수신기(2)에서 수신된 신호의 암호를 해독하기 위한 디코더(3)를 포함한다.

그리고 본 발명의 디지털 도어록용 절전장치는, 매우 최소의 소비전력을 갖고, 각기 다른 매우 짧은 펄스폭의 제어신호를 발생하는 절전펄스발생기(8)를 구비한다. 상기 절전펄스발생기(8)는, 미세전력으로 동작시키기 위하여 씨모스 난드 스미트 트리거(CMOS NAND Schmitt Trigger) 집적회로를 이용하여, 구형파 절전펄스를 발생시킨다.

상기 씨모스 난드 스미트 트리거 집적회로를 이용한 절전펄스발생기의 상세 구성을 도 2에 도시하고 있다. 본 발명에 있어서 상기 절전펄스발생기(8)는 두개의 서로 다른 폭의 제어신호를 발생할 수 있도록 구성하고 있다. 상기 절전펄스발생기(8)의 상세 구성에 대해서는 하기에 후술한다.

또한, 본 발명의 디지털 도어록용 절전장치는, 상기 절전펄스발생기(8)에 공급되는 전압을 일정하게 조절하는 저전압강하 씨모스(LDO CMOS) 정전압 집적회로(9)를 포함하고 있다.

그리고 상기 절전펄스발생기(8)에서 발생되는 제어신호에 따라서 공급되는 전원을 개폐하는 저전압강하 씨모스 정전압회로(6,7)를 포함한다. 상기 정전압회로(6,7)는, 상기 절전펄스발생기(8)에서 출력되는 구형파펄스로 상기 무선수신기(2)와 디코더(3)에 공급되는 전압을 단속하는 기능을 갖는다.

상기 정전압회로(6)은, 무선수신기(2) 측으로 공급되기 위한 전원을 개폐하는 회로이고, 또 하나의 정전압회로(7)는 디코더(3) 측으로 공급되기 위한 전원을 개폐하는 회로이다.

그리고 본 발명의 디지털 도어록용 절전장치는, 상기 정전압회로(6)로부터 출력되는 전원을 완전하게 단속시키기 위하여, 상기 정전압회로(6)의 출력전압보다같거나 다소 낮은 콤프리멘터리(complementary) 출력단을 갖는 씨모스 전압검출부(4)와, 상기 정전압회로(7)로부터 출력되는 전원을 완전하게 단속시키기 위한 콤프리멘터리 출력단을 갖는 씨모스 전압검출부(5)를 더 포함하고 있다. 즉, 상기 정전압회로(6,7)는, 출력전원부에 연결된 평활용 콘덴서에 저장된 전압을 완전히 단속시키기 위한 구성이다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치의 동작과정을 도 3에 도시된 각 부의 출력 파형도를 참조하여 상세하게 설명한다.

절전펄스발생기(8)는, 정전압회로(9)를 통해서 전원을 공급받고, 무선수신기(2)와 디코더(3)가 동작되야 할 시간동안만 작동할 수 있도록 기설정된 동작기간에 해당하는 동안 디지털 하이신호"1"를 출력한다. 이때 상기 무선수신기(2)와 디코더(3)의 동작을 위해서 상기 절전펄스발생기(8)로부터 출력되는 디지털 하이신호는 서로 다른 펄스폭으로서 출력된다.

즉, 상기 절전펄스발생기(8)는 무선수신기(2)가 동작되야 할 시점에서 도 3에 도시되고 있는 절전펄스출력 #1 신호를 출력한다. 그리고 디코더(3)가 동작되야 할 시점에서 상기 절전펄스발생기(8)는 도 3에 도시되고 있는 절전펄스출력 #2 신호를 출력한다. 상기 두 신호는 서로 다른 펄스폭을 갖으며, 이것은 상기 절전펄스발생기(8) 내 결정되고 있는 듀티비에 의해서 조절된다.

상기 절전펄스발생기(8)로부터 출력된 절전펄스출력 #1 신호는, 정전압회로(6)에 입력된다. 상기 정전압회로(6)는, 상기 절전펄스발생기(8)로부터 인가되는 절전펄스출력 #1 신호가 하이상태를 갖을 경우에만 상기 전압검출부(4)측으로 직류전원을 공급한다.

그런데 상기 정전압회로(6)는, 출력전압을 평활하기 위하여 출력단에 평활용 콘덴서를 구비하고 있다. 따라서 상기 절전펄스발생기(8)의 하이신호"1"가 로우신호 "0"로 전환된 상태에서도 도 3의 정전압회로출력 #1에 도시되는 바와 같이, 상기 콘덴서에 남아있는 전하가 회로 내에 흐르는 상태가 된다.

따라서 상기 전압검출부(4)는, 상기 정전압회로(6)의 출력이 일정전압 이하로 낮아지면, 상기 무선수신기(2) 측으로 공급되는 전압을 자동으로 차단시키는 역할을 담당한다. 즉, 상기 전압검출부(4)는, 도 3에 도시되고 있는 전압검출부 #1신호와 같이, 상기 정전압회로(6)의 출력전압이 일정전압 이상으로 유지되는 동안을 검출하고, 그 기간 동안만 신호를 출력한다. 이렇게 하여, 상기 정전압회로(6)에서 콘덴서에 남아있는 전하로 필요없는 전류소모가 일어나는 것을 방지한다.

이와 마찬가지로 상기 디코더(3)가 동작되야 할 시점에서, 상기 절전펄스발생기(8)로부터 도 3에 도시되고 있는 절전펄스출력 #2신호가 출력된다. 상기 절전펄스출력 #2는, 정전압회로(7)에 인가되고, 상기 정전압회로(7)는 상기 절전펄스출력 #2가 하이신호를 갖는 동안만 공급되는 직류전원을 디코더(3) 측으로 공급한다.

이 경우에 있어서도 상기 정전압회로(7)의 출력에는 출력전압을 평활하기 위한 콘덴서가 구비되고 있다. 따라서 상기 절전펄스발생기(8)로부터 출력되는 절전펄스출력 #2신호가 하이신호"1"에서 로우신호"0"로 절환된 후에도 상기 정전압회로(7)의 출력은 도 3 정전압회로출력 #2에 도시되고 있는 바와 같이, 전하가 흐르고 있는 상태가 된다.

따라서 상기 정전압회로(7)의 출력전압이 일정전압 이상에서만 상기 디코더(3) 측으로 전원이 공급될 수 있도록, 전압검출부(5)는 상기 정전압회로(7)의 출력을 감시하고, 일정전압 이상이 출력되는 기간만을 검출한다. 상기 전압검출부(5)의 출력을 도 3의 전압검출부출력 #2신호로 도시하고 있다.

이와 같이 본 발명은 필요한 시간동안만 공급되는 전원에 의해서 무선수신기(2)와 디코더(3)가 동작하도록 하여, 효율적인 절전효과를 얻고 있다. 도 4는 상기 무선수신기(2)와 디코더(3)에서 소모되는 전류파형을 종합적으로 도시하고 있다.

다음, 도 2는 본 발명의 절전펄스발생기(8)의 상세 구성도이다.

본 발명의 절전펄스발생기는, 직류전원단에 제 1 입력단을 연결하고 있는 세개의 낸드 게이트(IC1,IC2,IC3)와, 상기 각 낸드 게이트(IC1,IC2,IC3)의 출력 주기를 결정하기 위하여 상기 각 낸드 게이트의 제 2 입력단에 연결되고 있는 저항(R1~R3)과 콘덴서(C1~C3)로 구성된다. 그리고 상기 제 2,3 낸드 게이트(IC2,IC3)의 출력단에 잡음 제거용 콘덴서(C4,C5)가 연결되고 있다.

상기 제 1 낸드 게이트(IC1)는, 저항(R1)과 콘덴서(C1)에 의하여 결정되는 주기에 따라서 듀티 사이클이 약 0.5인 구형파가 발생된다. 이 주기가 상기 무선수신기(2)와 디코더(3)를 작동시키는 주기가 된다.

상기 제 2 낸드 게이트(IC2)는, 입력신호가 하이신호"1"에서 로우신호"0"로 변화할 때, 저항(R2)과 콘덴서(C2)에 의하여 결정되는 주기동안 매우 짧은 주기의 구형파펄스를 발생하고, 이렇게 발생된 구형파펄스의 지속시간이 상기무선수신기(2)를 작동시키는 시간이 된다. 이렇게 발생된 무선수신기(2)의 작동을 위한 절전펄스출력 #1신호는, 콘덴서(C4)를 통해서 잡음이 제거된 후, 정전압회로(6)에 공급된다.

그리고 제 3 낸드 게이트(IC3)는, 입력신호가 하이신호"1"에서 로우신호"0"로 변화할 때, 저항(R3)과 콘덴서(C3)에 의하여 결정되는 주기동안 구형파펄스를 발생하고, 이렇게 발생된 구형파펄스의 지속시간이 상기 디코더(3)를 작동시키는 시간이 된다. 상기 제 3 낸드 게이트(IC3)에서 발생된 구형파펄스의 펄스폭은, 상기 제 2 낸드 게이트(IC2)에서 발생된 구형파펄스의 펄스폭보다 조금 긴 폭을 갖게 된다. 이것은 상기 저항과 콘덴서에 의해서 조절된다.

그리고 상기 제 3 낸드 게이트(IC3)의 입력신호가 로우신호"0"에서 하이신호"1"로 변화되는 구간에서 잡음성신호가 발생된다. 이렇게 발생된 잡음신호는 콘덴서(C5)에서 제거되고, 상기 디코더(3) 구동을 위해서 발생된 절전펄스출력 #2 신호만이 상기 정전압회로(7)에 공급되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 도어록용 절전장치는, 절전펄스발생기로부터 주기적으로 출력되는 구형파펄스신호에 의해서 무선수신기와 디코더가 각기 다른 동작시간에서 짧은 시간동안만 작동되도록 하여, 디지털 도어록에 사용되는 배터리의 수명을 연장시키는 효과를 얻는다.

특히, 본 발명은 상기 절전펄스발생기로서 씨모스 난드 스미트 트리거 집적회로를 사용하여, 상기 절전펄스발생기 자체의 소모전력을 최소화시킨다.

또한, 본 발명은 상기 절전펄스발생기로부터 출력되는 구형파펄스신호에 동작하여, 무선수신기와 디코더에 공급되는 전압을 단속하기 위한 정전압회로를 구비한다. 더불어 상기 정전압회로의 출력전원부에 연결된 평활용 콘덴서의 저장전압을 단속하기 위하여, 상기 정전압회로의 출력전압과 같거나 다소 낮은 콤프리멘터리 출력단을 갖는 전압검출부를 구비하여, 상기 무선수신기 및 디코더에 공급되는 전원을 완전하게 단속시킨다. 따라서 본 발명은 상기 무선수신기와 디코더의 동작시간에 따른 매우 짧은 시간동안만 전원이 공급될 수 있도록 조절하여, 디지털 도어록의 사용에 따른 소비전력을 극소화시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 동작수행을 위해 소정시간 동안 전원 공급을 필요로 하는 무선원격제어수단과;

   상기 무선원격제어수단의 동작기간에 해당하는 펄스신호를 주기적으로 출력하는 절전펄스발생수단과;

   상기 절전펄스발생수단의 출력에 기초해서 상기 무선원격제어수단에 공급되는 전압을 단속하는 정전압수단과;

   상기 정전압수단의 출력이 일정전압 이상에서만 상기 무선원격제어수단으로 전압공급이 이루어지도록 상기 정전압수단의 출력을 단속하는 전압검출수단을 포함하여 구성되는 디지털 도어록용 절전장치.
2. 제 1 항에 있어서:

   상기 절전펄스발생수단은, 씨모스 난드 스미트 트리거 집적회로를 이용하는 것을 특징으로 하는 디지털 도어록용 절전장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서:

   상기 무선원격제어수단은,

   무선신호를 수신하기 위한 무선수신기와;

   상기 수신된 무선신호의 암호를 해독하기 위한 디코더를 포함하여 구성되는디지털 도어록용 절전장치.
4. 제 3 항에 있어서:

   상기 절전펄스발생수단은, 각기 다른 짧은 펄스폭을 갖는 제어신호를 복수개 발생하고, 상기 다른 펄스폭의 제어신호에 의해서 상기 무선수신기와 디코더가 각기 다른 동작시간에서 짧은 시간동안 동작되도록 하는 것을 특징으로 하는 디지털 도어록용 절전장치.