KR101090518B1

KR101090518B1 - Horizontal sensor

Info

Publication number: KR101090518B1
Application number: KR1020090113582A
Authority: KR
Inventors: 강상욱
Original assignee: 강상욱
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-12-12
Also published as: KR20110057040A

Abstract

수평 감지 센서가 개시된다. 본 발명의 수평 감지 센서는, 투명 액체로 채워지는 밀폐된 내부 공간을 가지며 그 내부에 기포가 형성되어 있는 투명 재질의 투명관; 투명관의 외면에 내부 공간을 향하도록 설치되는 발광 다이오드; 및 투명관의 외면에 발광 다이오드와 대향되도록 설치되는 수광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 투명관 내부에 차있는 투명 액체에 의해 발생하는 볼록렌즈 효과를 이용하여 종래 보다 간단한 구조와 회로 구성을 갖도록 하여 쉽게 제작이 가능하며 또한 전력 소비도 종래 보다 절감시킬 수 있다.A horizontal sensing sensor is disclosed. Horizontal sensing sensor of the present invention, a transparent tube of a transparent material having a sealed inner space filled with a transparent liquid and bubbles are formed therein; A light emitting diode disposed on an outer surface of the transparent tube so as to face an inner space; And a light receiving transistor provided on an outer surface of the transparent tube so as to face the light emitting diode. According to the present invention, by using the convex lens effect generated by the transparent liquid filled in the transparent tube, it is possible to manufacture easily by having a simpler structure and circuit configuration than in the prior art, and it is also possible to reduce the power consumption than conventionally.

수평 감지 센서, 발광 다이오드, 수광 트랜지스터, 슈미트 트리거 인버터 Level Detection Sensors, Light-Emitting Diodes, Phototransistors, Schmitt-Trigger Inverters

Description

Horizontal Sensors {Horizontal sensor}

본 발명은, 수평 감지 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래 보다 간단한 구조와 회로 구성을 갖도록 하여 쉽게 제작이 가능하며 또한 전력 소비도 종래 보다 절감시킬 수 있는 수평 감지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a horizontal sensor, and more particularly, to a horizontal sensor that can be easily manufactured by having a simpler structure and circuit configuration than the conventional one, and can also reduce power consumption than conventionally.

일반적으로, 1차원 상의 측정 대상물의 수평 상태를 감지하기 위해서는 수평기 등이 적용되어 사용되고 있다.In general, in order to detect the horizontal state of the object to be measured on the one-dimensional plane and the like is used.

수평기는 액체가 수용된 관 내부에 기포를 형성시킨 구조로 적용되며, 사용자는 기포의 움직임을 관찰하여 측정 대상물의 기울어진 정도를 판단할 수 있었다. 그러나, 이러한 수평기는 사용자가 육안으로 기포의 위치를 확인해야만 하므로 사용함에 있어 상당히 불편하고 번거로운 단점을 갖고 있다.The horizontal level is applied to a structure in which bubbles are formed inside the tube containing the liquid, and the user can determine the inclination of the measurement object by observing the movement of the bubbles. However, such a leveler has a disadvantage in that it is quite inconvenient and troublesome to use because the user must check the position of the bubble with the naked eye.

이러한 점을 해결하기 위한 1축 수평 센서의 일 예가 대한민국 등록특허 제273926호에 개시되어 있으며, 이에 대해 간략하게 설명하면 기존 수평기의 내부에 전기를 통하도록 전해액를 채움과 동시에 수평기 내부에 여러 개의 전극을 삽입하고, 전극에 기포가 닿을 경우 두 전극 사이에 형성되어 있는 회로가 단락되는 현상을 이용하고 있다.An example of a one-axis horizontal sensor to solve this problem is disclosed in Korean Patent No. 273926, which is briefly described, fills the electrolyte to pass electricity inside the existing leveler and simultaneously provides a plurality of electrodes inside the leveler. The phenomenon in which the circuit formed between two electrodes is short-circuited when it inserts and a bubble touches an electrode is used.

그러나, 이러한 구조가 적용된 수평 센서의 경우, 센서 내부 회로가 너무 복잡할 뿐만 아니라 여러 개의 전극을 수평기에 삽입해야 하므로 제작이 어렵고 전력 소비가 크게 되며 제조단가가 상승하는 문제점을 갖고 있다.However, in the case of a horizontal sensor to which such a structure is applied, the internal circuit of the sensor is not only too complicated but also requires inserting a plurality of electrodes into the horizontal, making it difficult to manufacture, increasing power consumption, and increasing manufacturing costs.

본 발명의 목적은, 투명관 내부에 차있는 투명 액체에 의해 발생하는 볼록렌즈 효과를 이용하여 종래 보다 간단한 구조와 회로 구성을 갖도록 하여 쉽게 제작이 가능하며 또한 전력 소비도 종래 보다 절감시킬 수 있는 수평 감지 센서를 제공하는 것이다.An object of the present invention, by using the convex lens effect generated by the transparent liquid inside the transparent tube to have a simpler structure and circuit configuration than the conventional can be easily manufactured and also to reduce the power consumption than conventional horizontal It is to provide a detection sensor.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 투명 액체로 채워지는 밀폐된 내부 공간을 가지며 그 내부에 기포가 형성되어 있는 투명 재질의 투명관; 상기 투명관의 외면에 상기 내부 공간을 향하도록 설치되는 발광 다이오드; 및 상기 투명관의 외면에 상기 발광 다이오드와 대향되도록 설치되는 수광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 감지 센서에 의해서 달성된다.According to the present invention, a transparent tube of a transparent material having a sealed inner space filled with a transparent liquid and bubbles are formed therein; A light emitting diode disposed on an outer surface of the transparent tube to face the inner space; And a light receiving transistor provided on an outer surface of the transparent tube so as to face the light emitting diode.

여기서, 상기 투명관의 단면 형상은 원형일 수 있다.Here, the cross-sectional shape of the transparent tube may be circular.

상기 발광 다이오드와 수광 트랜지스터는, 상기 투명관의 길이방향 중앙부에 설치되어 상기 투명관의 수평 이탈 여부를 감지하는 제1 발광 다이오드와 제1 수광 트랜지스터; 및 상기 투명관의 길이방향 양측 단부 근방에 설치되어 상기 투명관의 기울어진 방향을 감지하는 제2 및 제3 발광 다이오드와 제2 및 제3 수광 트랜지스 터를 포함할 수 있다.The light emitting diode and the light receiving transistor may include: a first light emitting diode and a first light receiving transistor installed at a central portion in a longitudinal direction of the transparent tube to detect whether the transparent tube is deviated horizontally; And second and third light emitting diodes and second and third light receiving transistors installed in the vicinity of both end portions in the longitudinal direction of the transparent tube to detect an inclined direction of the transparent tube.

상기 제2 및 제3 발광 다이오드와 상기 제2 및 제3 수광 트랜지스터에는 상기 제1 발광 다이오드와 제1 수광 트랜지스터에 의해 상기 투명관의 수평 이탈이 감지되는 경우에만 전원이 공급되도록 할 수 있다.Power may be supplied to the second and third light emitting diodes and the second and third light receiving transistors only when the horizontal deviation of the transparent tube is detected by the first light emitting diode and the first light receiving transistor.

상기 발광 다이오드의 조도를 조절하기 위한 조도조절 저항; 상기 수광 트랜지스터의 감도를 조절하기 위한 감도조절 저항; 및 상기 수광 트랜지스터의 양단에 걸리는 전압값을 입력받는 슈미트 트리거 기능을 갖는 슈미트 트리거 인버터를 포함할 수 있다.An illuminance control resistor for adjusting illuminance of the light emitting diode; A sensitivity adjusting resistor for adjusting the sensitivity of the light receiving transistor; And a Schmitt trigger inverter having a Schmitt trigger function for receiving a voltage value across the light receiving transistor.

상기 조도조절 저항 및 감도조절 저항의 저항값을 조절하여 상기 마주보는 한 쌍의 상기 발광 다이오드 및 상기 수광 트랜지스터 사이에 상기 기포가 위치하는 경우에 상기 수광 트랜지스터의 양단에 걸리는 전압이 외부 입력 전압의 1/2 이상이 되도록 할 수 있다.When the bubble is located between the pair of light-emitting diodes and the light receiving transistor facing each other by adjusting the resistance values of the illumination control resistor and the sensitivity control resistor, the voltage across the light receiving transistor is equal to 1 of the external input voltage. / 2 or more.

상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제1 수광 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 투명관의 수평 이탈시 발광하는 수평 이탈 알림 LED; 및 상기 제2 및 제3 발광 다이오드 및 제2 및 제3 수광 트랜지스터와 전기적으로 각각 연결되어 상기 투명관이 기울어질 때 발광하는 왼쪽 기움 표시 LED와 오른쪽 기움 표시 LED를 포함할 수 있다.A horizontal deviation notification LED electrically connected to the first light emitting diode and the first light receiving transistor to emit light when the transparent tube is separated from the horizontal light; And a left tilt LED and a right tilt LED that are electrically connected to the second and third light emitting diodes and the second and third light receiving transistors, respectively, to emit light when the transparent tube is tilted.

상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제1 수광 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 투명관의 수평 이탈시 경고음을 발생하는 수평 이탈 알림 부저를 더 포함할 수 있다.The electronic device may further include a horizontal deviation notification buzzer electrically connected to the first light emitting diode and the first light receiving transistor to generate a warning sound when the transparent tube is separated from the horizontal tube.

본 발명에 따르면, 투명관 내부의 기포에 의해 발생하는 볼록렌즈 효과를 이용하여 종래 보다 간단한 구조와 회로 구성을 갖도록 하여 쉽게 제작이 가능하며 또한 전력 소비도 종래 보다 절감시킬 수 있다.According to the present invention, by using the convex lens effect generated by the bubbles inside the transparent tube, it is possible to manufacture easily by having a simpler structure and circuit configuration than the conventional, and can also reduce the power consumption than conventional.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서에서 기포의 유무에 따른 빛의 굴절 방향을 나타내는 상태도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서를 동작하기 위한 회로도이다.1 is a front view schematically showing a horizontal sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a state diagram showing the direction of refraction of light with or without bubbles in the horizontal sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 Is a circuit diagram for operating a horizontal sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평 감지 센서는 통상의 투명관 외면에 세 쌍의 발광 다이오드와 수광 트랜지스터를 마주 보게 설치하여 투명관 내부에서 움직이는 기포의 위치를 전기적 신호로 검출하여 수평 이탈 여부를 감지하는 1축 수평 감지 센서에 관한 것으로, 기계 및 기기의 자동 수평 상태 복귀, 수평 상태 이탈 경고 시스템의 제작에 활용되거나, 각도계, 측량기 및 측정기, 항공기, 선박, 철도 차량, 자동차, 가전 기기, 당구대, 기타 고정밀도의 수평도를 요구하는 대상물 또는 장소에서 다양하게 사용될 수 있다.The horizontal sensor according to an embodiment of the present invention is installed on the outer surface of the transparent tube facing the three pairs of light emitting diodes and the light receiving transistor to detect the position of the moving bubble inside the transparent tube as an electrical signal to detect whether the horizontal deviation 1 axis level sensing sensor, which is used for the automatic horizontal state return of machines and devices, the production of the deviation level warning system, or goniometers, survey instruments and measuring instruments, aircraft, ships, railway vehicles, automobiles, home appliances, billiard table, It can be used in various places or objects that require high precision horizontality.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 수평 감지 센서는, 물과 같은 투명 액체(2)로 채워지는 밀폐된 내부 공간을 가지며 그 내부에 기포(6)가 형성되어 있는 투명 재질의 투명관(4)과, 투명관(4)의 외면에 내부 공간을 향하도록 설치되는 발광 다이오드(12,14,16)와, 투명관(4)의 외면에 발광 다이오드(12,14,16)와 대향되도록 설치되는 수광 트랜지스터(22,24,26)를 포함한다.As illustrated in FIG. 1, the horizontal sensor of the present invention includes a transparent tube made of a transparent material having a sealed inner space filled with a transparent liquid 2 such as water and having bubbles 6 formed therein. 4) and light emitting diodes 12, 14 and 16 which are provided on the outer surface of the transparent tube 4 so as to face the inner space and so as to face the light emitting diodes 12, 14 and 16 on the outer surface of the transparent tube 4; The light receiving transistors 22, 24, and 26 are provided.

즉, 본 발명의 수평 감지 센서는, 물과 같은 투명 액체(2)로 채워지며 내부에 기포(6)가 형성되는 통상의 수평기(8)의 외각에 세 쌍의 발광 다이오드(12, 14, 16) 및 수광 트랜지스터(22, 24, 26)를 각각 상호 마주 보게 즉 상호 대향되도록 설치함으로써, 기포(6)의 이동 및 이동 방향을 감지하여 수평 측정 대상물의 수평 이탈 여부뿐만 아니라 기울어진 방향을 감지할 수 있다. That is, the horizontal sensor of the present invention, three pairs of light emitting diodes (12, 14, 16) on the outer surface of a conventional leveling machine (8) filled with a transparent liquid (2), such as water, and bubbles 6 are formed therein. ) And the light-receiving transistors 22, 24, and 26 are disposed to face each other, that is, to face each other, so as to sense the movement and the direction of movement of the bubble 6 to detect the tilted direction as well as the horizontal deviation of the horizontal measurement object. Can be.

여기서, 투명관(4)의 단면 형상은 후술하는 볼록렌즈 효과의 구현을 위해 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the cross-sectional shape of the transparent tube 4 is preferably formed in a circular shape for the implementation of the convex lens effect described later.

발광 다이오드(12, 14, 16)는, 투명관(4)의 길이방향 중앙부에 설치되어 투명관(4)의 수평 이탈 여부를 감지하는 제1 발광 다이오드(12)와, 투명관(4)의 길이방향 양측 단부 근방에 설치되어 투명관(4)의 기울어진 방향을 감지하는 제2 및 제3 발광 다이오드(14,16)를 포함한다.The light emitting diodes 12, 14, and 16 are installed at the central portion in the longitudinal direction of the transparent tube 4 to detect the horizontal deviation of the transparent tube 4 from the first light emitting diode 12 and the transparent tube 4. Second and third light emitting diodes 14 and 16 are installed near both end portions in the longitudinal direction and detect the inclined direction of the transparent tube 4.

마찬가지로, 수광 트랜지스터(22, 24, 26)는, 제1 발광 다이오드(12)를 마주보도록 즉 대향되도록 투명관(4)의 외주면에 설치되는 제1 수광 트랜지스터(22)와, 각각 제2 및 제3 발광 다이오드(14,16)를 마주보도록 즉 대향되도록 투명관(4)의 외주면에 설치되는 제2 및 제3 수광 트랜지스터(24,26)를 포함한다.Similarly, the light receiving transistors 22, 24, 26 are provided with the first light receiving transistor 22 provided on the outer circumferential surface of the transparent tube 4 so as to face the first light emitting diode 12, that is, to face each other, and the second and the second light emitting transistors, respectively. The second and third light receiving transistors 24 and 26 are provided on the outer circumferential surface of the transparent tube 4 so as to face the three light emitting diodes 14 and 16.

여기서, 제1 발광 다이오드(12)와 제1 수광 트랜지스터(22)는 투명관(4)의 수평 이탈 여부를 감지하기 위한 것이고, 제2 및 제3 발광 다이오드(14,16)와 제2 및 제3 수광 트랜지스터(24,26)는 투명관(4)의 기울어진 방향을 감지하기 위한 것이다.Here, the first light emitting diode 12 and the first light receiving transistor 22 are used to detect the horizontal deviation of the transparent tube 4, and the second and third light emitting diodes 14 and 16 and the second and third light emitting diodes. The three light receiving transistors 24 and 26 are for sensing the inclined direction of the transparent tube 4.

도 2(a)에 도시한 바와 같이, 서로 마주 보고 있는 제1,2,3 발광 다이오드(12,14,16)와 수광 트랜지스터(22,24,26) 사이에 기포가 없을 경우, 투명관(4) 내부에 꽉 차있는 투명 액체(2)는 볼록 렌즈의 역할을 하여 제1,2,3 발광 다이오드(12,14,16)에서 방사된 빛(32)이 제1,2,3 수광 트랜지스터(22,24,26)로 모이도록 하게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 기포가 없고 투명관(4)이 원형의 단면을 가지므로 볼록렌즈 효과가 발생된다.As shown in FIG. 2A, when there is no bubble between the first, second, and third light emitting diodes 12, 14, 16 and the light receiving transistors 22, 24, 26 facing each other, a transparent tube ( 4) The transparent liquid 2 filled inside acts as a convex lens so that the light 32 emitted from the first, second, and third light emitting diodes 12, 14, and 16 receives the first, second, and third light receiving transistors. (22,24,26). That is, as described above, since there is no bubble and the transparent tube 4 has a circular cross section, a convex lens effect is generated.

반면에, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 서로 마주보는 제1,2,3 발광 다이오드(12,14,16)와 제1,2,3 수광 트랜지스터(22,24,26) 사이에 기포(6)가 있을 경우, 전술한 볼록 렌즈 효과는 발생하지 않게 되고 따라서 제1,2,3 발광 다이오드(12,14,16)에서 방사된 빛(34)이 제1,2,3 수광 트랜지스터(22,24,26) 쪽으로 모이지 않게 된다. On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), between the first, second and third light emitting diodes 12, 14 and 16 and the first, second and third light receiving transistors 22, 24 and 26 facing each other. In the case of the bubble 6, the above-described convex lens effect does not occur, so that the light 34 emitted from the first, second, and third light emitting diodes 12, 14, and 16 receives the first, second, and third light receiving transistors. Will not gather toward (22,24,26).

덧붙여, 볼록렌즈 효과를 이용하여 기포(6)의 유무에 따라 제1,2,3 수광 트랜지스터(22,24,26)에서 측정되는 전기 신호(주로, 전압)의 크기 차이가 명확해지기 때문에, 본 발명의 수평 감지 센서는 신호 증폭 회로나 잡음 제거 회로를 필요 로 하지 않는 장점이 있다. In addition, since the magnitude difference between the electrical signals (mainly voltages) measured by the first, second, and third light receiving transistors 22, 24, and 26 is clarified by using the convex lens effect, the presence or absence of the bubbles 6 is obtained. The horizontal sensing sensor of the present invention has an advantage of not requiring a signal amplification circuit or a noise canceling circuit.

만약, 이러한 볼록 렌즈 효과를 이용하지 않고 제1,2,3 발광 다이오드와 제1,2,3 수광 트랜지스터 사이에 있는 기포(6)의 유무를 감지하고자 할 경우, 기포(6)가 투명하기 때문에 기포의 유무에 따른 제1,2,3 수광 트랜지스터(22,24,26)에서 발생한 전기 신호의 미세한 차이를 구분하기 위해, 별도의 신호 증폭 회로 및 잡음 제거 회로가 필요해지며 결과적으로 회로 구현이 매우 복잡해지고 전력 소모도 매우 커지게 된다.If the bubble 6 is to be detected without the use of such a convex lens effect, the bubble 6 is transparent between the first, second, and third light emitting diodes and the first, second, and third light receiving transistors. In order to distinguish the minute differences of the electrical signals generated in the first, second, and third light receiving transistors 22, 24, and 26 according to the presence or absence of bubbles, a separate signal amplification circuit and a noise canceling circuit are required, and as a result, the circuit implementation is very difficult. It becomes complicated and consumes a lot of power.

따라서, 본 발명의 수평 감지 센서는 볼록렌즈 효과를 이용하여 수평 감지 판단을 위한 구현 방법이 매우 간단하며 또한 전력 소모도 매우 적게 된다.Therefore, the horizontal sensing sensor of the present invention uses a convex lens effect, and the implementation method for the horizontal sensing determination is very simple and power consumption is very low.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서의 동작관계를 도 1 및 도 3을 참조하여 설명하기로 하는데, 먼저 수평 이탈 여부만을 감지하는 방법에 대해 설명하며 기울어진 방향을 감지하는 방법에 대한 설명은 나중에 하기로 한다.Hereinafter, an operation relationship of the horizontal sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3. First, a method of detecting only a horizontal deviation will be described, and a method of detecting a tilted direction will be described. The explanation will be made later.

먼저, 수평 감지 센서가 수평을 유지하고 있는 상태에서는 기포(6)가 수평기(8)의 외각 가운데에 설치된 제1 발광 다이오드(12)와 제1 수광 트랜지스터(22) 사이에 머물기 때문에 전술한 볼록 렌즈 효과는 발생하지 않는다. First, in the state where the level sensor is kept horizontal, the bubble 6 stays between the first light emitting diode 12 and the first light-receiving transistor 22 provided in the outer center of the leveler 8, so that the convex lens described above. The effect does not occur.

따라서, 제1 수광 트랜지스터(22)에는 많은 빛이 도달하지 못하게 되며 이에 따라 제1 수광 트랜지스터(22)의 양단에는 외부 입력 전압(전원 전압)인 Vcc(72) V의 1/2인 Vcc/2 V 보다 높은 전압이 걸리게 된다. Accordingly, much light cannot reach the first light receiving transistor 22, and thus, Vcc / 2 which is 1/2 of Vcc 72 V, which is an external input voltage (power supply voltage), is prevented from reaching the first light receiving transistor 22. The voltage is higher than V.

여기서, 전압값의 변환은 후술하는 조도조절 저항 및 감도조절 저항을 통해 이루어지며 다른 비율로의 변환도 가능하다.Here, the conversion of the voltage value is made through the illuminance control resistor and the sensitivity control resistor, which will be described later, and can be converted to other ratios.

이어서, 상기 Vcc/2 V 보다 높은 전압 값은 MC14584 계열의 칩인 슈미트 트리거 인버터(50)의 입력 핀 1번으로 입력된 후 슈미트 트리거 인버터(50)의 출력 핀 2번으로 O(zero) V의 전압으로 변환되어 출력된다. 따라서, 수평 이탈 경보를 위해 수평 감지 센서와 연결된 수평 이탈 알림 LED(52)와 수평 이탈 알림 부저(54)는 동작하지 않게 된다.Subsequently, a voltage value higher than Vcc / 2 V is input to input pin 1 of the Schmitt trigger inverter 50, which is a chip of the MC14584 series, and then a voltage of O (zero) V to output pin 2 of the Schmitt trigger inverter 50. Is converted to output. Therefore, the horizontal deviation notification LED 52 and the horizontal deviation notification buzzer 54 connected to the horizontal sensing sensor do not operate for the horizontal deviation alarm.

반면에, 수평 감지 센서가 수평 상태를 이탈할 시, 기포(6)가 제1 발광 다이오드(12)와 제1 수광 트랜지스터(22) 사이에 위치하지 않으므로, 전술한 볼록 렌즈 효과가 발생하게 된다. 이에 따라, 제1 수광 트랜지스터(22) 쪽으로 전술한 경우보다 많은 빛이 도달하게 되어 제1 수광 트랜지스터(22)의 양단에는 외부 입력 전압(전원 전압)인 Vcc(72) V의 1/2인 Vcc/2 V 보다 낮은 전압이 걸리게 된다. On the other hand, when the horizontal sensing sensor is out of the horizontal state, since the bubble 6 is not located between the first light emitting diode 12 and the first light receiving transistor 22, the above-described convex lens effect occurs. Accordingly, more light reaches the first light receiving transistor 22 than in the case described above, and thus Vcc which is 1/2 of Vcc 72 V which is an external input voltage (power supply voltage) at both ends of the first light receiving transistor 22. The voltage is lower than / 2V.

이어서, 상기 Vcc/2 V 보다 낮은 전압 값은 슈미트 트리거 인버터(50)의 입력 핀 1번으로 입력된 후 슈미트 트리거 인버터(50)의 출력 핀 2번으로 전원 전압과 같은 Vcc V의 전압으로 변환되어 출력되며, 이에 따라 수평 이탈 알림 LED(52)와 수평 이탈 알림 부저(54)는 동작하게 된다. Subsequently, the voltage value lower than the Vcc / 2 V is input to the input pin 1 of the Schmitt trigger inverter 50 and then converted to the voltage of Vcc V equal to the power supply voltage to the output pin 2 of the Schmitt trigger inverter 50. The horizontal deviation notification LED 52 and the horizontal deviation notification buzzer 54 operate accordingly.

도 3에서, 제1 발광 다이오드(12)에 연결되어 있는 조도조절 저항(R1)은 제1 발광 다이오드(12)에서 방사되는 빛의 세기(조도)를 조절하기 위한 것이며, 제1 수광 트랜지스터(22)에 연결되어 있는 감도조절 저항(R2)는 제1 수광 트랜지스터(22)의 감도를 조절하기 위해 구비된 것이다. In FIG. 3, the dimming resistor R1 connected to the first light emitting diode 12 is to adjust the intensity (illuminance) of the light emitted from the first light emitting diode 12 and the first light receiving transistor 22. The sensitivity adjusting resistor R2 connected to the) is provided to adjust the sensitivity of the first light receiving transistor 22.

한편, 조도조절 저항(R1)의 크기와 감도조절 저항(R2)의 크기를 적절히 조절하여 수평 감지 센서의 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 조도조절 저항(R1)과 감도조절 저항(R2)의 크기를 적절히 튜닝하여 상술한 바와 같이 기포(6)가 제1 발광 다이오드(12)와 제1 수광 트랜지스터(22) 사이에 위치할 때에는 제1 수광 트랜지스터(22) 양단에 걸리는 전압이 Vcc/2 V 보다 낮은 전압이 걸리도록 하며, 기포(6)가 제1 발광 다이오드(12)와 제1 수광 트랜지스터(22) 사이에 위치하지 않을 때에는 제1 수광 트랜지스터(22) 양단에 걸리는 전압이 Vcc/2 V 보다 높은 전압이 걸리도록 할 수 있다.On the other hand, by appropriately adjusting the size of the illumination control resistor (R1) and the size of the sensitivity control resistor (R2) it is possible to minimize the power consumption of the horizontal sensor. In addition, when the size of the illumination control resistor R1 and the sensitivity control resistor R2 is properly tuned and the bubble 6 is positioned between the first light emitting diode 12 and the first light receiving transistor 22 as described above. When the voltage across the first light receiving transistor 22 is lower than Vcc / 2V, and the bubble 6 is not located between the first light emitting diode 12 and the first light receiving transistor 22. The voltage across the first light receiving transistor 22 may be higher than Vcc / 2V.

한편, 도 3에서 R3, R5는 조도조절 저항(R1)과 동일한 기능을 하며 R4, R6은 감도조절 저항(R2)와 동일한 기능을 하는데, 그 조절 대상 발광 다이오드 및 수광 트랜지스터가 다를 뿐이다. 이러한 R3, R5, R4, R6의 저항값도 적절히 튜닝하여 전술한 바와 같이 제2 및 제3 수광 트랜지스터(24,26)의 양단에 걸리는 전압값을 조절할 수 있다.Meanwhile, in FIG. 3, R3 and R5 have the same function as the illuminance control resistor R1 and R4 and R6 have the same function as the sensitivity control resistor R2, except that the LEDs and the light receiving transistors to be adjusted are different. The resistance values of R3, R5, R4, and R6 may also be appropriately tuned to adjust voltage values across the second and third light receiving transistors 24 and 26 as described above.

다음, 본 발명의 수평 감지 센서가 기울어진 방향을 감지하는 방법에 대한 설명을 하고자 한다.Next, a description will be given of a method of detecting the tilt direction of the horizontal sensor of the present invention.

수평 감지 센서가 왼쪽 또는 오른쪽으로 기울게 되면, 상술한 바와 같이 상기 슈미트 트리거 인버터(50)의 출력핀 2번으로 전원 전압 Vcc V가 걸리게 되어 수평 이탈 알림 LED(52)와 수평 이탈 알림 부저(54)가 작동하게 된다.When the horizontal detection sensor is inclined to the left or the right, as described above, the power supply voltage Vcc V is applied to the output pin 2 of the Schmitt trigger inverter 50 so that the horizontal deviation notification LED 52 and the horizontal deviation notification buzzer 54 are applied. Will work.

또한, 수평 감지 센서의 기울어진 방향을 감지하기 위해 설치된 제2 및 제3 발광 다이오드(14, 16)와 제2 및 제3 수광 트랜지스터(24, 26)에 전원 전압 Vcc V가 공급된다.In addition, a power supply voltage Vcc V is supplied to the second and third light emitting diodes 14 and 16 and the second and third light receiving transistors 24 and 26 provided to detect the tilted direction of the horizontal sensing sensor.

덧붙여, 수평 감지 센서가 수평 상태를 유지하고 있다면, 슈미트 트리거 인 버터(50)의 출력핀 2번으로 0 V의 전압이 걸리기 때문에 제2 및 제3 발광 다이오드(14,16)와 제2 및 제3 수광 트랜지스터(24,26)에는 동작을 위한 전원이 인가되지 않는다.In addition, if the horizontal sensing sensor is in a horizontal state, since the voltage of 0 V is applied to the output pin 2 of the Schmitt trigger inverter 50, the second and third light emitting diodes 14 and 16 and the second and third The power for operation is not applied to the three light receiving transistors 24 and 26.

이러한 구조 및 회로 구성을 갖는 본 발명의 수평 감지 센서는, 세 쌍의 제1,2,3 발광 다이오드(12,14,16)와 제1,2,3 수광 트랜지스터(22,24,26)를 사용하지만, 수평 상태에서는 한 쌍의 제1 발광 다이오드(12)와 제1 수광 트랜지스터(22)에만 전원이 인가되고 나머지 제2 및 제3 발광 다이오드(14,16)와 제2 및 제3 수광 트랜지스터(24,26)에는 전원이 인가되지 않으므로 전력 소모를 최소화할 수 있게 된다.The horizontal sensing sensor of the present invention having such a structure and a circuit configuration includes three pairs of first, second and third light emitting diodes 12, 14 and 16 and first, second and third light receiving transistors 22, 24 and 26. However, in a horizontal state, power is supplied only to the pair of first light emitting diodes 12 and the first light receiving transistors 22 and the remaining second and third light emitting diodes 14 and 16 and the second and third light receiving transistors. Since power is not applied to the 24 and 26, power consumption can be minimized.

한편, 수평 감지 센서가 오른쪽으로 기울게 되면, 도 3의 좌측 하단에 있는 수평기(8')와 같이 기포가 왼쪽으로 이동되어 제2 수광 트랜지스터(24)에는 빛이 모이지 못하게 된다. On the other hand, when the horizontal sensor is inclined to the right, bubbles are moved to the left, such as the leveler 8 ′ at the lower left of FIG. 3, so that light does not collect in the second light receiving transistor 24.

결과적으로, 슈미트 트리거 인버터(50)의 입력핀 3번에는 전원 전압의 1/2인 Vcc/2 V 보다 낮은 전압이 걸리게 되며, 슈미트 트리거 인버터(50)의 출력핀 4번에는 전원 전압 Vcc V가 걸리게 되어서, 기울어진 방향 표시를 위한 오른쪽 기움 표시 LED(56)가 동작하게 된다. As a result, a voltage lower than Vcc / 2 V, which is 1/2 of the power supply voltage, is applied to the input pin 3 of the Schmitt trigger inverter 50, and a power supply voltage Vcc V is applied to the output pin 4 of the Schmitt trigger inverter 50. As a result, the right tilt indicator LED 56 for tilted direction indication is activated.

참고로, 도 3에서 알 수 있듯이 제2 수광 트랜지스터(24)와 저항 R4의 배열 순서가 제1 수광 트랜지스터(22)와 감도조절 저항(R2)의 배열 순서가 다르기 때문에, 기포가 존재할 시 제2 수광 트랜지스터(24)와 연결되어 있는 슈미트 트리거 인버터(50)의 입력핀 3번에는 전원 전압의 반인 Vcc/2 V 보다 낮은 전압이 걸리게 된 다.For reference, as shown in FIG. 3, since the arrangement order of the second light receiving transistor 24 and the resistor R4 is different from the arrangement order of the first light receiving transistor 22 and the sensitivity control resistor R2, when a bubble exists, The input pin 3 of the Schmitt-trigger inverter 50 connected to the light receiving transistor 24 receives a voltage lower than Vcc / 2 V, which is half of the power supply voltage.

반대로, 수평 감지 센서가 왼쪽으로 기울게 되면, 도 3의 하단 우측에 있는 수평기(8'')와 같이 기포가 오른쪽으로 이동되어 제3 수광 트랜지스터(26)에는 빛이 모이지 못하게 된다. On the contrary, when the horizontal sensor is inclined to the left side, bubbles are moved to the right as in the leveler 8 ″ on the lower right side of FIG.

결과적으로, 슈미트 트리거 인버터(50)의 입력핀 5번에는 전원 전압의 반인 Vcc/2 V 보다 낮은 전압이 걸리게 되며, 슈미트 트리거 인버터(50)의 출력핀 6번에는 전원 전압 Vcc V가 걸리게 되고 따라서 기운 방향 표시를 위한 왼쪽 기움 표시 LED(58)가 동작하게 된다.As a result, the input pin 5 of the Schmitt trigger inverter 50 takes a voltage lower than Vcc / 2 V, which is half of the supply voltage, and the output pin 6 of the Schmitt trigger inverter 50 takes the power supply voltage Vcc V. Left tilt indicator LED 58 for tilting direction indication is activated.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서를 개략적으로 나타내는 정면도이다.1 is a front view schematically showing a horizontal sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서에서 기포의 유무에 따른 빛의 굴절 방향을 나타내는 상태도이다.Figure 2 is a state diagram showing the direction of refraction of light with or without bubbles in the horizontal sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평 감지 센서를 동작하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram for operating a horizontal sensor according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

2: 투명 액체 4: 투명관2: transparent liquid 4: transparent tube

6: 기포 8: 수평기(수평 상태)6: Bubble 8: Level (Horizontal State)

8': 수평기(오른쪽으로 기운 상태) 8'': 수평기(왼쪽으로 기운 상태)8 ': Leveler (leaned to the right) 8' ': Leveler (leaned to the left)

12,14,16: 제1,2,3 발광 다이오드 22,24,26: 제1,2,3 수광 트랜지스터12,14,16: first, second, and third light emitting diodes 22,24,26: first, second, and third light receiving transistors

32, 34: 발광 다이오드에서 방사된 빛의 궤적32, 34: the trajectory of light emitted from light emitting diodes

50: 슈미트 트리거 인버터50: Schmitt Trigger Inverter

52: 수평 이탈 알림 LED 54: 수평 이탈 알림 부저52: Deviation notification LED 54: Deviation notification buzzer

56: 오른쪽 기움 표시 LED 58: 왼쪽 기움 표시 LED56: right tilt indicator LED 58: left tilt indicator LED

72: 외부 입력 전원 72: external input power

Claims

A transparent tube having a closed inner space filled with a transparent liquid and having a circular cross-sectional shape of a transparent material having bubbles formed therein;

A light emitting diode disposed on an outer surface of the transparent tube to face the inner space;

A light receiving transistor disposed on an outer surface of the transparent tube so as to face the light emitting diode;

An illuminance control resistor for adjusting illuminance of the light emitting diode;

A sensitivity adjusting resistor for adjusting the sensitivity of the light receiving transistor; And

And a Schmitt-trigger inverter having a Schmitt-trigger function for receiving a voltage value across the light-receiving transistor.

The method of claim 1,

The light emitting diode and the light receiving transistor,

A first light emitting diode and a first light receiving transistor installed at a central portion of a longitudinal direction of the transparent tube and detecting whether the transparent tube is horizontally separated; And

And a second and a third light emitting diode and a second and a third light receiving transistor which are installed near both end portions in the longitudinal direction of the transparent tube and detect the inclined direction of the transparent tube.

3. The method of claim 2,

The second and third light emitting diodes and the second and third light receiving transistors are supplied with power only when the horizontal deviation of the transparent tube is detected by the first light emitting diode and the first light receiving transistor. Level sensor.

3. The method of claim 2,

A horizontal deviation notification LED electrically connected to the first light emitting diode and the first light receiving transistor to emit light when the transparent tube is separated from the horizontal light; And

A left tilt LED and a right tilt LED that are electrically connected to the second and third light emitting diodes and the second and third light receiving transistors, respectively, to emit light when the transparent tube is inclined; And

And a horizontal deviation notification buzzer electrically connected to the first light emitting diode and the first light receiving transistor to generate a warning sound when the transparent tube is separated horizontally.

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