KR100449852B1 - Handset for sensing gas - Google Patents
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Abstract
본 발명의 가스 감지 기능을 갖는 단말기는, 가스 센서와 휴대폰 단말기를 일체화하여 휴대성을 높이고, 휴대폰 단말기 내에 장착된 장치를 활용함으로써, 가격적인 측면에서의 장점을 극대화하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.The terminal having a gas sensing function of the present invention integrates a gas sensor and a mobile phone terminal to increase portability, and utilizes a device mounted in the mobile phone terminal, thereby providing a terminal having a gas sensing function maximizing the advantages in terms of cost. The purpose is to provide.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를 생성하여 기준 신호와 동시에 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 출력하는 증폭부; 상기 증폭부로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하는 MSM; 상기 MSM로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 메모리부; 및 상기 MSM로부터 입력받은 영상 신호를 영상으로 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 센서부는, 기준 전압 출력 단자를 형성하는 저항 조절 단자를 구비하고, 제1 단자는 접지되며, 제2 단자는 전원 전압에 연결되어 상기 기준 전압의 출력값을 조절하는 가변 저항; 제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 상기 가변 저항의 상기 저항 조절 단자의 전원 전압 측에 연결되어 저항값을 제공하는 제1 저항; 제1 단자는 상기 가변 저항의 상기 저항 조절 단자의 접지 측에 연결되고, 제2 단자는 상기 가변 저항의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 제2 저항; 제1 단자가 접지되어 저항값을 제공하는 제3 저항; 및 제1 단자는 상기 제2 저항의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 가스 전압 출력 단자를 형성하는 동시에 상기 제3 저항의 제2 단자에 연결되어 감지 가스량에 따라 다른 저항값을 제공하는 가스 센서 소자를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention, the sensor unit for detecting the amount of gas, generates an electrical signal proportional to the detected amount and outputs the same as the reference signal; An amplifier which receives a plurality of signals from the sensor unit and amplifies the difference between the plurality of signals and outputs the detected signals as one detection signal; An MSM which receives the detection signal from the amplifier and converts the detected signal into a digital signal and converts the digital signal into an image signal; A memory unit which stores a value of a digital signal received from the MSM; And a display unit displaying an image signal received from the MSM as an image, wherein the sensor unit includes a resistance adjusting terminal forming a reference voltage output terminal, the first terminal is grounded, and the second terminal is connected to a power supply voltage. A variable resistor connected to adjust an output value of the reference voltage; A first resistor connected to the power supply voltage side of the resistance control terminal of the variable resistor and providing a resistance value with the first terminal being grounded; A second resistor connected to a ground side of the resistance control terminal of the variable resistor, and a second resistor connected to a second terminal of the variable resistor to provide a resistance value; A third resistor having a first terminal grounded to provide a resistance value; And a first terminal is connected to the second terminal of the second resistor, and the second terminal forms a gas voltage output terminal and is connected to the second terminal of the third resistor to provide a different resistance value according to the amount of sensing gas. And a gas sensor element.
Description
본 발명은 가스 감지 기능을 갖는 단말기에 관한 것으로, 특히, 휴대폰에 가스 센서를 내장 혹은 외장함으로써, LCD, 메모리 및 CPU와 같은 휴대폰 내의 장치의 활용도를 높이고, 사용자에게 편의성을 제공하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기 에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal having a gas detection function, and in particular, by incorporating or externally embedding a gas sensor in a mobile phone, it is possible to increase the utilization of devices in the mobile phone such as LCD, memory and CPU, and to provide a gas detection function that provides convenience to the user. It relates to a terminal having.
일반적으로, 가스 센서(Gas Sensor) 회로에는 반도체식, 갈바니 전지식, 정전위 전해질식 등이 있으며, 이중 특히 반도체식에 있어서는, 전기 전도도의 변화를 이용하는 것과 정류 특성의 변화를 이용하는 것이 있는데, 대개 측정 대상 가스가 반도체 표면에 화학적으로 흡착될 때 반도체의 전기 전도도가 변화되는 원리를 이용한다. 반도체 구성 입자의 경계가 깨끗한 공기 중에 노출되었을 때에는 공기 중의 산소가 반도체 표면에 흡착되어 전위 장벽을 형성하므로, 전기 전도도가 낮아진다. 여기에 검출하고자 하는 가스가 접촉되면 반도체 표면에 흡착되었던 산소가 이 가스와 결합하여 전위 장벽이 저하되므로, 전기 전도도가 높아지게 되고, 이러한 전기 전도도의 변화를 전기적인 신호로 변환함으로써 가스의 농도를 알 수 있게 된다. 그러나, 이러한 가스 센서는 모든 산소와 결합할 수 있는 가스에 대해 반응하므로, 하기 표에 도시된 바와 같이, 감지하려는 기체의 종류에 따라 사용하는 재료와 촉매를 달리하고 있다.In general, a gas sensor circuit includes a semiconductor type, a galvanic cell type, an electrostatic potential electrolyte type, etc. Of these, in particular, in the semiconductor type, there are two methods of using a change in electrical conductivity and a change in rectification characteristics. When the gas to be measured is chemically adsorbed on the surface of the semiconductor, the electrical conductivity of the semiconductor is changed. When the boundary of the semiconductor constituent particles is exposed to clean air, oxygen in the air is adsorbed on the surface of the semiconductor to form a potential barrier, thereby lowering the electrical conductivity. When the gas to be detected here comes into contact with oxygen, the oxygen adsorbed on the surface of the semiconductor combines with the gas to lower the potential barrier, thereby increasing the electrical conductivity and converting the change in the electrical conductivity into an electrical signal to determine the concentration of the gas. It becomes possible. However, since the gas sensor reacts to a gas that can combine with all oxygen, as shown in the following table, different materials and catalysts are used depending on the type of gas to be detected.
상술한 표에 따라, 사용자가 생활 환경에서 가장 위험성이 높은 가스를 감지할 수 있는 센서를 제조할 수 있다.According to the above table, it is possible to manufacture a sensor that allows the user to detect the most dangerous gas in the living environment.
그러나, 가스 센서는 가정이나 산업 분야에서 여러 형태로 사용하고 있으며, 휴대용 가스 센서도 출시되고 있으나, 항상 휴대하는 단말기와 많은 장치를 공유할 수 있음에도 불구하고 따로 가스 센서를 휴대하여야 하는 문제점이 있다.However, the gas sensor has been used in various forms in the home or industrial field, and portable gas sensors have been released, but there is a problem in that the gas sensor must be carried separately despite being able to share many devices with the portable terminal.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 가스 센서와 휴대폰 단말기를 일체화하여 휴대성을 높이고, 휴대폰 단말기 내에 장착된 장치를 활용함으로써, 가격적인 측면에서의 장점을 극대화하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by integrating the gas sensor and the mobile phone terminal to increase the portability, by utilizing a device mounted in the mobile phone terminal, a terminal having a gas detection function to maximize the advantages in terms of cost The purpose is to provide.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing a terminal having a gas detection function according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 센서부를 나타낸 회로도,2 is a circuit diagram illustrating a sensor unit mounted in a terminal having a gas sensing function according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 증폭부를 나타낸 회로도.3 is a circuit diagram showing an amplifier mounted in a terminal having a gas detection function according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 센서부 120 : 증폭부110: sensor unit 120: amplification unit
130 : MSM 140 : 메모리부130: MSM 140: memory section
150 : 표시부 160 : RF 송수신부150: display unit 160: RF transceiver
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가스 감지 기능을 갖는 단말기는, 가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를 생성하여 기준 신호와 동시에 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 출력하는 증폭부; 상기 증폭부로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하는 MSM; 상기 MSM로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 메모리부; 및 상기 MSM로부터 입력받은 영상 신호를 영상으로 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 센서부는, 기준 전압 출력 단자를 형성하는 저항 조절 단자를 구비하고, 제1 단자는 접지되며, 제2 단자는 전원 전압에 연결되어 상기 기준 전압의 출력값을 조절하는 가변 저항; 제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 상기 가변 저항의 상기 저항 조절 단자의 전원 전압 측에 연결되어 저항값을 제공하는 제1 저항; 제1 단자는 상기 가변 저항의 상기 저항 조절 단자의 접지 측에 연결되고, 제2 단자는 상기 가변 저항의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 제2 저항; 제1 단자가 접지되어 저항값을 제공하는 제3 저항; 및 제1 단자는 상기 제2 저항의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 가스 전압 출력 단자를 형성하는 동시에 상기 제3 저항의 제2 단자에 연결되어 감지 가스량에 따라 다른 저항값을 제공하는 가스 센서 소자를 포함한다.In order to achieve the above object, the terminal having a gas detection function of the present invention, the sensor unit for detecting the amount of gas, generates an electrical signal proportional to the detected amount and outputs simultaneously with the reference signal; An amplifier which receives a plurality of signals from the sensor unit and amplifies the difference between the plurality of signals and outputs the detected signals as one detection signal; An MSM which receives the detection signal from the amplifier and converts the detected signal into a digital signal and converts the digital signal into an image signal; A memory unit which stores a value of a digital signal received from the MSM; And a display unit displaying an image signal received from the MSM as an image, wherein the sensor unit includes a resistance adjusting terminal forming a reference voltage output terminal, the first terminal is grounded, and the second terminal is connected to a power supply voltage. A variable resistor connected to adjust an output value of the reference voltage; A first resistor connected to the power supply voltage side of the resistance control terminal of the variable resistor and providing a resistance value with the first terminal being grounded; A second resistor connected to a ground side of the resistance control terminal of the variable resistor, and a second resistor connected to a second terminal of the variable resistor to provide a resistance value; A third resistor having a first terminal grounded to provide a resistance value; And a first terminal is connected to the second terminal of the second resistor, and the second terminal forms a gas voltage output terminal and is connected to the second terminal of the third resistor to provide a different resistance value according to the amount of sensing gas. And a gas sensor element.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 가스 감지 기능을 갖는 단말기는, 센서부(110), 증폭부(120), MSM(Mobile Station Modem)(130), 메모리부(140), 표시부(150) 및 RF 송수신부(160)를 포함한다.1 is a block diagram showing a terminal having a gas detection function according to an embodiment of the present invention, the terminal having a gas detection function of the present invention, the sensor unit 110, amplification unit 120, MSM (Mobile) Station Modem (130), the memory unit 140, the display unit 150 and the RF transceiver 160.
센서부(110)는, 가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를생성하여 기준 신호와 동시에 후술하는 증폭부(120)에 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 기준 신호 및 상기 전기적인 신호는, 각각 기준 전압(Vref) 및 가스 검출량은 나타내는 가스 전압(V_GAS)의 형식일 수 있다.The sensor unit 110 detects the amount of gas, generates an electrical signal proportional to the detected amount, and outputs the electrical signal to the amplifier 120 described later simultaneously with the reference signal. The reference signal and the electrical signal may be in the form of a gas voltage V_GAS indicating a reference voltage Vref and a gas detection amount, respectively.
또한, 증폭부(120)는, 상기 센서부(110)로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 후술하는 MSM(130)에 출력하는 역할을 한다.In addition, the amplifying unit 120 receives a plurality of signals from the sensor unit 110, amplifies the difference between the plurality of signals, and outputs a single detection signal to the MSM 130 described later.
한편, MSM(130)은, 상기 증폭부(120)로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호의 값을 후술하는 메모리부(140)에 저장하며, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하여 후술하는 표시부(150)로 출력하는 역할을 한다.Meanwhile, the MSM 130 receives the sensing signal from the amplifying unit 120, converts the sensing signal into a digital signal, stores the value of the digital signal in the memory unit 140 to be described later, and stores the digital signal as an image signal. It converts to and outputs to the display unit 150 to be described later.
또한, 메모리부(140)는, 상기 MSM(130)로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 역할을 한다.In addition, the memory 140 stores a value of the digital signal received from the MSM 130.
한편, 표시부(150)는, 상기 MSM(130)로부터 입력받은 영상 신호를 사용자가 인식할 수 있는 영상으로 표시하는 역할을 한다.Meanwhile, the display unit 150 serves to display the image signal received from the MSM 130 as an image that can be recognized by the user.
또한, RF 송수신부(160)는, 기지국과 상기 MSM(130)과의 통신을 수행하는 역할을 한다. 여기서, RF 송수신부(160)는, 상기 센서부(110)에서 검출된 가스량을 기지국으로 송신함으로써, 통신 회사측이 가스량에 관한 무선망을 통한 데이터 베이스를 구축할 수 있도록 할 수도 있다.In addition, the RF transceiver 160, serves to communicate with the base station and the MSM (130). Here, the RF transceiver 160 may transmit a gas amount detected by the sensor unit 110 to the base station, so that the communication company can build a database through the wireless network regarding the gas amount.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 센서부(110)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.2 is a circuit diagram illustrating a sensor unit 110 mounted in a terminal having a gas sensing function according to an embodiment of the present invention.
가변 저항(R1)은, 기준 전압 출력 단자를 형성하는 저항 조절 단자를 구비하고, 제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 전원 전압(VCC)에 연결되어 상기 기준 전압의 출력값을 조절하는 역할을 한다.The variable resistor R1 has a resistance adjusting terminal forming a reference voltage output terminal, the first terminal is grounded, and the second terminal is connected to the power supply voltage VCC to adjust the output value of the reference voltage. do.
또한, 제1 저항(R3)은, 제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 상기 가변 저항(R1)의 상기 저항 조절 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, the first resistor (R3), the first terminal is grounded, the second terminal is connected to the resistance control terminal of the variable resistor (R1) serves to provide a resistance value.
한편, 제2 저항(R2)은, 제1 단자는 상기 가변 저항(R1)의 상기 저항 조절 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 가변 저항(R1)의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제1 저항(R3) 및 상기 제2 저항(R2)은, 브리지 회로의 구성을 위한 것으로, 동일한 저항값을 갖는 것이 바람직하다.On the other hand, a second resistor (R2), the first terminal is connected to the resistance control terminal of the variable resistor (R1), the second terminal is connected to the second terminal of the variable resistor (R1) to provide a resistance value It plays a role. Here, the first resistor R3 and the second resistor R2 are for the construction of the bridge circuit, and preferably have the same resistance value.
또한, 제3 저항(R4)은, 제1 단자가 접지되어 저항값을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제3 저항(R4)은, 후술하는 가스 센서 소자(210)의 특성에 따라 저항값이 결정되며, 일반적인 공기 환경에서 후술하는 가스 센서 소자(210)의 기준 저항에 가까운 값으로 설정하는 것이 바람직하다.In addition, the third resistor R4 serves to provide a resistance value by grounding the first terminal. Here, the third resistor (R4), the resistance value is determined according to the characteristics of the gas sensor element 210 to be described later, it is set to a value close to the reference resistance of the gas sensor element 210 to be described later in a general air environment It is preferable.
한편, 가스 센서 소자(210)는, 제1 단자는 상기 제2 저항(R2)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 가스 전압(V_GAS) 출력 단자를 형성하는 동시에 상기 제3 저항(R4)의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.Meanwhile, in the gas sensor element 210, a first terminal is connected to the second terminal of the second resistor R2, and the second terminal forms a gas voltage V_GAS output terminal and at the same time, the third resistor R4. It is connected to the second terminal of) to serve to provide a resistance value.
상술한 본 발명의 센서부(110)의 동작에 관하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 with respect to the operation of the sensor unit 110 of the present invention described above are as follows.
먼저, 가변 저항(R1)을 이용하여 출력 전압(VOUT)의 기준점을 맞추고, 가스 센서 소자(210)의 전도도 변화에 따른 전압을 기준 전압(Vref)에 대하여 상대적으로 검출하게 된다. 이 때, 가스 센서 소자(210)의 전도도 변화에 따른 출력 전압(VOUT)의 값은 하기 수학식과 같다.First, the reference point of the output voltage VOUT is adjusted using the variable resistor R1, and the voltage according to the conductivity change of the gas sensor element 210 is detected relative to the reference voltage Vref. At this time, the value of the output voltage VOUT according to the conductivity change of the gas sensor element 210 is expressed by the following equation.
여기서, RS는 가스 센서 소자(210)의 DC 저항을 말한다.Here, RS refers to the DC resistance of the gas sensor element 210.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 증폭부(120)를 나타낸 회로도로서, 이러한 본 발명의 증폭부(120)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.3 is a circuit diagram showing an amplifier 120 mounted in a terminal having a gas sensing function according to an embodiment of the present invention. The amplifier 120 of the present invention will be described in detail as follows.
제4 저항(R5)은, 제1 단자로 상기 가스 전압(V_GAS)을 인가받고, 저항값을 제공하는 역할을 한다.The fourth resistor R5 receives the gas voltage V_GAS to the first terminal and provides a resistance value.
또한, 증폭기(AMP1)는, 반전 단자는 상기 제4 저항(R5)의 제2 단자에 연결되고, 비반전 단자는 상기 기준 전압(Vref)을 인가받으며, 입력된 전압차를 증폭하여 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 증폭기(AMP1)는, 휴대폰 전원에서 사용 가능한 연산 증폭기인 것이 바람직하다.In addition, the amplifier AMP1 has an inverting terminal connected to the second terminal of the fourth resistor R5, and a non-inverting terminal receiving the reference voltage Vref, and amplifying and outputting the input voltage difference. Do it. Here, the amplifier AMP1 is preferably an operational amplifier that can be used in a mobile phone power supply.
한편, 제5 저항(R6)은, 제1 단자는 상기 증폭기(AMP1)의 출력 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에 연결되어 저항값을 제공하는역할을 한다.Meanwhile, the fifth resistor R6 has a role of providing a resistance value by connecting a first terminal to an output terminal of the amplifier AMP1 and a second terminal to a non-inverting terminal of the amplifier AMP1. .
상술한 증폭부(120)의 동작에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the amplifier 120 described above will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows.
먼저, 센서부(110)로부터 기준 전압(Vref) 및 가스 전압(V_GAS)이 인가되면, 증폭부(120) 내에 내장된 증폭기(AMP1)에 의하여 그 전압차가 증폭되어 하나의 신호로 변환되고, 이러한 신호는 MSM(130)으로 출력된다. 여기서, 상기 증폭부(120)의 이득은이다.First, when the reference voltage Vref and the gas voltage V_GAS are applied from the sensor unit 110, the voltage difference is amplified by the amplifier AMP1 built in the amplifier 120 and converted into a single signal. The signal is output to the MSM 130. Here, the gain of the amplifier 120 is to be.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawings shown.
본 발명은 가스 센서와 휴대폰 단말기를 일체화하여 휴대성을 높이고, 휴대폰 단말기 내에 장착된 장치를 활용함으로써, 가격적인 측면에서의 장점을 극대화하는 이점이 있다.The present invention increases the portability by integrating the gas sensor and the mobile phone terminal, by utilizing the device mounted in the mobile phone terminal, there is an advantage of maximizing the advantages in terms of cost.
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| KR20010103916A (en) * | 2000-05-12 | 2001-11-24 | 신호철 | Atmosphere detecting system using wireless telephone |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040028164A (en) | 2004-04-03 |
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