KR100787871B1 - 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템 - Google Patents

멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템 Download PDF

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Abstract

발광 소자를 사용하여 숫자를 표시하는 숫자표시 장치를 구비한 계측시스템에 관한 것으로 특히, 측정 부분의 상태를 전기적인 신호로 검출하는 계측센서부와; 전기적인 신호를 통해 측정되어진 데이터의 값을 인식하는 계측데이터 인식부와; 발광 색상이 변화되며 유입되는 데이터를 숫자로 표기하는 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자와; 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자에 데이터를 공급하는 계측데이터 표시구동부와; 진 계측데이터를 계측데이터 표시구동부측으로 제공하여 계측값을 숫자로 표시하도록 하며 계측값이 기설정된 임계범위이내인가를 판단하여 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자의 발광색상을 변경시키는 계측기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템을 제공하면, 발광 소자의 색상을 다중으로 구비하여 사용자의 필요에 따라 발광소자의 발광 색을 다변시킬 수 있도록 하며 리드단자의 핀수를 축소하여 주변회로와의 설계시 편의를 제공하도록 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용하여 측량되어진 값에 의한 경고성 표현이 필요한 경우 측량값을 표시하는 발광소자의 발광 색을 변경하여 사용자의 빠른 식별력을 제공하게 된다.

Description

멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템{A measurement system use for seven segments element having multi-color}
도 1은 종래의 발광소자를 사용하는 숫자표시장치 사시도
도 2는 종래의 발광소자를 사용하는 숫자표시장치 구성도
도 3은 종래의 발광소자를 사용하는 숫자표시장치 AA' 단면도
도 4는 종래의 발광소자를 사용하는 숫자표시장치의 발광소자 구성도
도 5는 종래 발광소자를 사용하는 멀티숫자표시장치의 실시예 구성도
도 6은 본 발명에 적용되는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자의 멀티숫자 표시형 실시예 회로도
도 7은 본 발명에 적용되는 멀티숫자 표시형 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자의 동작을 설명하기 위한 예시도
도 8은 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템의 구성 예시도
본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 소자를 사용하여 숫자를 표시하는 숫자표시 장치를 구비한 계측시스템에 관한 것으로 특히, LED 소자의 색상을 다중으로 구비하여 사용자의 필요에 따라 LED 소자의 발광 색을 다변시킬 수 있도록 하며 리드단자의 핀수를 축소하여 주변회로와의 설계시 편의를 제공하도록 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용하여 측량되어진 값에 의한 경고성 표현이 필요한 경우 측량값을 표시하는 LED 소자의 발광 색을 변경하여 사용자의 빠른 식별력을 제공하도록 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 내부에 LED(Light-emitting diode) 등의 발광 소자를 사용하는 숫자표시장치는 증권회사의 주식 시세판 또는 은행의 환율 표시판 등의 현황판이나, 엘리베이터의 층 표시, 세탁기 등의 전자제품에서 온도표시 등 여러 분야에서 숫자를 표시하는데 사용되고 있으며, 이와 같이 여러 분야에서 사용되고 있는 발광소자를 사용하는 숫자표시장치는 발광 소자를 사용하여 먼 거리에서 여러 사람들이 숫자를 알아 볼 수 있기 때문에, 실내 및 실외에서 숫자를 나타내는데 널리 사용되고 있다.
현재 사용되고 있는 종래의 발광 소자를 사용하는 숫자표시장치의 구성을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
종래의 숫자표시장치(1)는 일반적으로 하나의 모양으로 " 0" 부터 " 9" 까지의 숫자를 나타낼 수 있도록 하기 위하여 도 1에서와 같이 일곱 부분으로 나누어 투광홀(3)를 구성하는 세븐세그먼트(7-Segment)를 표시커버(2)에 형성하되, 필요에 따라서는 첫째자리의 숫자를 표시하는 점표시홀(3a)을 일체로 구성한다.
그리고 상기 표시커버(2)의 내부에는 도 2에서와 같이 발광소자기판(4), 즉 PCB(Printed Circuit Board)를 고정하되, 상기 발광소자기판(4)에는 상기 각각의 투광홀(3)에 대응한 위치에 전기적인 신호에 의하여 빛을 발산하는 발광소자(5)를 구비하며, 일측에는 전기적인 신호를 연결하고 위치를 고정하는 기판핀(6)을 일체로 구성하고 있다.
상기와 같이 구성되는 상기 표시커버(2) 내부에 상기 발광소자기판(4)을 결합한 후에 도 3에서와 같이 빛을 투과하는 투광수지(7)를 투입한 후에 오븐 등을 이용하여 경화시켜 견고하게 결합되도록 구성하고 있다.
이때, 일반적으로 사용되는 발광소자는 도 4에서와 같이 발광소자기판(4)에 양측으로 제1동판(5a)과 제2동판(5b)의 접지부를 구성하고 상기 제1동판(5a)의 상측으로 LED(5c)를 접합시킨 후에 미세한 굵기의 LED연결선(5d)을 이용하여 상기 LED(5c)와 상기 제2동판(5b)과를 연결하며, 이때, 연결되는 부분의 통전성을 높이기 위하여 금 등의 전도성이 우수한 매체를 사용하여 LED연결선(5d)을 제조하고, 용접에 있어서도 금 등의 전도성이 우수한 매체를 사용하게 된다.
따라서 상기 LED연결선(5d)을 금 등의 전도성이 우수한 매체를 사용함으로서 제조비용이 높아 미세한 굵기의 선을 사용하게 되며, 이 때문에 작은 충격에도 연결선이 단선 되는 등의 문제가 발생하므로, 앞에서 설명한 바와 같이 빛을 통과시키는 투광수지를 액체상태에서 투입하여 서서히 경화시킴으로서 상기 LED연결선(5d)선을 견고하게 고정시키게 된다.
그리고 상기와 같이 구성되는 종래의 숫자표시장치는 하나의 자릿수에 해당 하는 한자리 숫자만을 나타내므로, 여러 자리의 숫자를 나타낼 때에는 필요한 자리수에 대응하는 첨부한 도 5에 도시되어 있는 바와 같은 멀티형을 사용하게 된다.
그러나 상술한 종래기술에 의한 발광 소자를 이용한 숫자표시장치는 제조당시 단색의 LED를 사용하기 때문에 사용자는 표시소자의 성격에 맞추어 색상을 선택하면 해당 발광색이 고정되기 때문에 이후 필요에 따라 색상을 변경하고자 하는 경우 숫자표시장치 전체를 교체하여야 하며, 부득이한 경우는 시스템 전체를 교체하여야 하는 문제점이 대두되었다.
더욱이 숫자표시를 하는 대다수의 경우 첨부한 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 멀티형 숫자표시장치를 많이 사용하게 되는데, 멀티형 숫자표시장치의 경우 참조번호 26으로 지칭되는 리드단자의 핀수가 증가함에 따라 표시장치와 주변 기기간의 선 연결시 고려해야 하는 사항이 많아짐으로써 설계에 상당한 애로사항으로 대두되었다.
또한 통상의 계측기는 상술한 세븐세그먼트를 이용하여 측정된 값을 표시하게 되는 데, 종래 숫자표기기의 경우 정상적인 계측범위에 있거나 혹은 위험경고범주에 있거나 항시 동일한 색상으로의 표시만을 하기 때문에 사용자가 계측값을 충분히 인식하지 못하는 경우 상당한 문제를 발생시킬 수 있다는 문제점이 발생되었다.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 LED 소자를 사용하여 숫자를 표시하는 숫자표시 장치를 구비한 계측시스템에 관한 것으로 특히, LED 소자의 색상을 다중으로 구비하여 사용자의 필요에 따라 LED 소자의 발광 색을 다변시킬 수 있도록 하며 리드단자의 핀수를 축소하여 주변회로와의 설계시 편의를 제공하도록 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용하여 측량되어진 값에 의한 경고성 표현이 필요한 경우 측량값을 표시하는 LED 소자의 발광 색을 변경하여 사용자의 빠른 식별력을 제공하도록 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템의 특징은, 측정하고자 하는 부분의 상태를 전기적인 신호로 검출하는 계측센서부와; 상기 계측센서부를 통해 검출되어진 전기적인 신호를 통해 측정되어진 데이터의 값을 인식하는 계측데이터 인식부와; 입력되는 제어신호에 따라 발광 색상이 변화되며 유입되는 데이터를 숫자로 표기하는 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자와; 입력되는 제어신호에 따라 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자에 데이터를 공급하는 계측데이터 표시구동부; 및 상기 계측데이터 인식부를 통해 인식되어진 계측데이터를 상기 계측데이터 표시구동부측으로 제공하여 계측값을 숫자로 표시하도록 하며 계측값이 기설정된 임계범위이내인가를 판단하여 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자의 발광색상을 변경시키는 계측기 제어부를 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템의 부가적인 특징으로, 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자는 모든 숫자를 나타낼 수 있는 모양으로 분할 구성되어 빛을 통과시키는 복수개의 투광홀과; 상기 각 투광홀 하부에 위치하며 상기 투광홀에 일대일로 대응하여 제 1색상의 발광색으로 발광 동작하는 제 1 LED 소자들과; 상기 각 투광홀 하부에 위치하며 상기 제 1 LED 소자와 동일 신호 입력을 받아 동작하되 상기 제 1색상과 다른 제 2색상의 발광색으로 발광 동작하는 제 2 LED 소자들을 구비하며, 제 1 LED 소자들과 제 2 LED 소자들은 각각 동일 발광소자들의 공통 출력단을 가지고, 대응하는 제 1 LED 소자와 제 2 LED 소자는 공통의 신호 입력을 받는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템의 부가적인 다른 특징은, 상기 제 1 LED 소자들의 공통 출력단을 접지로 연결여부를 결정하는 제 1제어신호에 의해 온오프 동작하는 제 1스위치와, 상기 제 2 LED 소자들의 공통 출력단을 접지로 연결여부를 결정하는 제 2제어신호에 의해 온오프 동작하는 제 2스위치를 더 포함하는 데 있다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부한 도 6은 본 발명에 적용되는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자의 멀티숫자 표시형 실시예 회로도이며, 도 7은 본 발명에 적용되는 멀티숫자 표시형 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
또한, 도 7은 본 발명에 적용되는 멀티숫자 표시형 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 패키지화시켰을 때의 예이기도 하다.
첨부한 도 6에 도시되어 있는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자의 멀티숫자 표시형 실시예의 회로구성을 살펴보면, 숫자표시를 위한 신호가 입력되는 데이터 입력단(A~G)과, 숫자표시장치의 내부에 여러 개로 나누어져 있는 각각의 투광홀(미도시)에 대응되게 구성되는 제 1단색의 LED 소자(참조번호 미부여)와 제 2단색의 LED 소자(참조번호 미부여)들과, 상기 발광소자의 애노드 단자에 걸리는 전압을 접지로 흐르게 하는 공통 캐소드 단자(R1~R4, G1~G4)로 구성되어진다.
즉, 첨부한 도 6에서 점선으로 묶인 부분이 하나의 투광홀에 공통으로 위치하는 발광소자이다.
또한, 각각의 발광소자인 LED 소자들은 세븐 세그먼트 소자의 특성상 7개씩이 하나의 공통 캐소드 단자에 묶여지며 그 각각은 데이터 입력단(A~G)에 개별적으로 연결된다.
따라서 각각의 LED 소자에 입력단(A 내지 G)이 각각 연결되며, 상기 각각의 LED 소자를 통과한 선은 하나의 출력단(R1~R4, G1~G4)에 연결되도록 구성되어, 한자리의 숫자를 표시함에 있어서, 여러 개로 구별되어 있는 투광홀 각각에 대응하여 색상이 다른 LED 소자를 대응되게 위치시키므로 두 가지 색상 또는 이들 LED 소자가 동시에 점등되면서 구현되는 혼합색상을 얻을 수 있다.
본 발명의 예에서는 적색(RED)과 녹색(GREEN)을 예로 들었으나 만약, 더 많은 색상을 구현하고자 하는 경우에는 다른 색상의 LED 소자를 더 추가하여 구성하면 되며, 이때, 일반적으로 빛의 삼원색인 빨강, 파랑, 초록의 빛을 발산하는 LED 소자를 사용하여 각각 또는 두 가지씩 조합하거나, 이들 모두를 일체로 구성할 수 있다.
상술한 동작을 보다 구체적으로 설명하면, 입력단(A 내지 G)을 통해 임의의 숫자를 표시하기 위한 신호가 입력되는 경우 공통 캐소드 단자에 묶여있는 출력단(R1~R4, G1~G4)은 접지로 연결되어야만 해당 발광다이오드가 발광동작하게 된다.
따라서 적색(RED) 발광 LED가 연결되어져 있는 출력단(R1~R4)은 접지로 연결되고, 녹색(GREEN) 발광 LED가 연결되어져 있는 출력단(G1~G4)은 하이임피던스 상태를 유지하는 경우 숫자표시는 적색으로 발광하게 된다.
반면에 적색(RED) 발광 LED가 연결되어져 있는 출력단(R1~R4)은 하이임피던스 상태를 유지하고, 녹색(GREEN) 발광 LED가 연결되어져 있는 출력단(G1~G4)은 접지로 연결되는 경우 숫자표시는 녹색으로 발광하게 된다.
그러므로 출력단(R1~R4, G1~G4)이 모두 접지로 연결되어지면 숫자표시는 적색과 녹색의 혼합색인 황색으로 발광하게 된다.
또한, 숫자표시의 경우 전체적으로 하나의 색상을 사용하는 것이 보편적이므로, 각각의 출력단을 개별적으로 제어하는 것이 아니라 색상별로 공통으로 제어한다면 리드선의 핀 개수가 줄어들 수 잇을 것이다.
따라서 첨부한 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 세븐 세그먼트 소자 복수개 이용하는 경우 리드선의 수는 총 10 내지 12개로 유지될 수 있다.
즉, 첨부한 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 세븐 세그먼트 소자의 특성상 숫자 표시를 위한 입력신호의 개수는 신호 입력단 A 내지 G로 표시되는 7개이며, 첨부한 도 7에서 "d"로 표시되는 신호는 소수점을 나타내기 위한 도트신호이다.
또한, 참조번호 C1로 지칭되는 신호는 적색과 녹색으로 구분되는 경우 적색의 발광 LED 소자들의 공통 출력단을 접지로 연결시켜주기 위한 제 1제어신호이며, 참조번호 C2 역시 적색과 녹색으로 구분되는 경우 녹색의 발광 LED 소자들의 공통 출력단을 접지로 연결시켜주기 위한 제 2제어신호인다.
따라서 첨부한 도 7에서 점선으로 묶이는 구성이 하나의 패키지로 구현되는 경우 리드선의 수는 12개(각 접지선 포함)이며, 이는 첨부한 도 7에 도시되어 있는 세븐 세그먼트 소자의 예처럼 4개의 소자를 이용하는 것이 아니라 그 이상이라도 동일하다.
세븐 세그먼트 소자를 이용한 숫자표시장치의 동작은 잘 알려져 있으므로 생략하고, 표시 색상의 변화에 대해 첨부한 도 6에서 설명한 내용을 동작을 첨부한 도 7의 참조번호 C1, C2의 제어신호의 상태에 따라 정리하면 아래 표1과 같다.
C1 신호상태 C2 신호상태 표시색상
H L 적색
L H 녹색
H H 황색
상술한 바와 같은 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 적용한 계측기의 구성을 첨부한 도 8을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템의 구성 예시도로서, 측정하고자 하는 부분의 상태(압력, 전압, 전류 등등)를 전기적인 신호로 검출하는 계측센서부(110)와, 상기 계측센서부(110)를 통해 검출되어진 전기적인 신호를 통해 측정되어진 데이터의 값을 인식하는 계측데이터 인식부(120)와, 입력되는 제어신호에 따라 발광 색상이 변화되며 유입되는 데이터를 숫자로 표기하는 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)와, 입력되는 제어신호에 따라 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)에 데이터를 공급하는 계측데이터 표시부(140), 및 상기 계측데이터 인식부(120)를 통해 인식되어진 계측데이터를 상기 계측데이터 표시부(140)측으로 제공하여 계측값을 숫자로 표시하도록 하며 계측값이 기설정된 임계범위이내인가를 판단하여 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)의 발광색상을 변경시키는 계측기 제어부(150)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템의 동작을 간략히 살펴보면, 계측센서부(110)에서는 측정하고자 하는 부분의 상태(압력, 전압, 전류 등등)를 전기적인 신호로 검출하게 된다.
상기 계측센서부(110)를 통해 검출되어진 전기적인 신호(아날로그)는 계측데이터 인식부(120)를 통해 디지털데이터로 변환인식 되어진다.
상기 계측데이터 인식부(120)를 통해 입력되는 데이터는 계측기 제어부(150)에 입력되는데, 상기 계측기 제어부(150)는 입력되는 제어신호에 따라 발광 색상이 변화되며 유입되는 데이터를 숫자로 표기하는 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)에 데이터를 공급하는 계측데이터 표시부(140)측으로 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)를 통해 숫자로 표시해야 하는 계측데이터를 전달한다.
이때, 상기 계측기 제어부(150)는 계측데이터 인식부(120)를 통해 입력되는 데이터를 내부에 저장되어 있는 계측범위별 기준범위와 비교하여 현재 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)를 통해 표시되는 숫자의 발광 색상을 무엇으로 할 것인가를 선택하게 된다.
예를 들면 정상범위인 경우 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)를 통해 표시되는 숫자의 발광 색상은 녹색으로 처리하고, 경고범위인 경우는 황색, 위험 범위인 경우는 적색으로 표시하도록 세팅되어 있다고 가정하면, 상기 계측기 제어부(150)는 상기 표 1에 기준하여 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자(130)의 제어신호 "C1", "C2"의 신호 상태를 조정하게 된다.
이때, 상기 계측기 제어부(150)의 색상조정은 사용자가 임의로 세팅할 수 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템을 제공하면, 발광 소자의 색상을 다중으로 구비하여 사 용자의 필요에 따라 발광소자의 발광 색을 다변시킬 수 있도록 하며 리드단자의 핀수를 축소하여 주변회로와의 설계시 편의를 제공하도록 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용하여 측량되어진 값에 의한 경고성 표현이 필요한 경우 측량값을 표시하는 발광소자의 발광 색을 변경하여 사용자의 빠른 식별력을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 측정하고자 하는 부분의 상태를 전기적인 신호로 검출하는 계측센서부;
    상기 계측센서부를 통해 검출되어진 전기적인 신호를 통해 측정되어진 데이터의 값을 인식하는 계측데이터 인식부;
    입력되는 제어신호에 따라 발광 색상이 변화되며 유입되는 데이터를 숫자로 표기하는 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자;
    입력되는 제어신호에 따라 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자에 데이터를 공급하는 계측데이터 표시구동부; 및
    상기 계측데이터 인식부를 통해 인식되어진 계측데이터를 상기 계측데이터 표시구동부 측으로 제공하여 계측값을 숫자로 표시하도록 하며 계측값이 기설정된 임계범위이내인가를 판단하여 상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자의 발광색상을 변경시키는 계측기 제어부를 포함하여 구성되되,
    상기 멀티 색상 세븐 세그먼트 소자는, 모든 숫자를 나타낼 수 있는 모양으로 분할 구성되어 빛을 통과시키는 복수개의 투광홀과, 상기 각 투광홀 하부에 위치하며 상기 투광홀에 일대일로 대응하여 제 1색상의 발광색으로 발광 동작하며 공통의 출력단을 가지는 제 1 LED(Light Emitting Diode) 소자들과, 상기 제 1 LED 소자들과 동일한 신호를 입력받도록 상기 각 투광홀 하부에 위치하며 상기 제 1 LED 소자들에 각각 입력되는 신호와 동일한 신호가 입력되도록 상기 제 1 LED 소자들과 데이터 입력단을 공통으로 하여서 상기 제 1색상과 다른 제 2색상의 발광색으로 발광 동작하고 공통의 출력단을 가지는 복수의 제 2 LED 소자들과, 상기 제 1 LED 소자들의 공통 출력단을 접지에로 연결여부를 결정하는 제 1제어신호에 의해 온오프 동작하는 제 1스위치와, 상기 제 2 LED 소자들의 공통 출력단을 접지에로 연결여부를 결정하는 제 2제어신호에 의해 온오프 동작하는 제 2스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 색상을 갖는 세븐 세그먼트 소자를 이용한 계측시스템.
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