KR101142441B1

KR101142441B1 - 저 전력 소비를 특징으로 하고 태양광충전 및 무선원격제어가 가능한 시선유도장치

Info

Publication number: KR101142441B1
Application number: KR1020090060200A
Authority: KR
Inventors: 최경창
Original assignee: 주식회사 호서텔넷
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2012-05-08
Also published as: KR20110002633A

Abstract

본 발명은 무선통신과 태양광 충전전원을 이용하여 자가 발전이 가능하고 원격지 무선제어가 가능한 시선유도장치에 관한 것이다. 특히 저전력 타이머 IC를 채용하여 시선유도장치를 저 소비전력으로 구동할 수 있을 뿐만 아니라 시선유도의 중요한 기능 중 하나인 발광부의 점멸제어 동작에 있어서 시선유도장치간의 점멸동기를 맞추는 방법도 제시한다.

저 전력 무선통신, 시선 유도등, 원격 제어, 태양광 시스템, 타이머 IC

Description

저 전력 소비를 특징으로 하고 태양광충전 및 무선원격제어가 가능한 시선유도장치{The remote control gaze induction system where the consuming electric power is few}

본 발명은 태양광충전 및 무선원격제어가 가능한 시선유도장치를 저 소비전력 으로 구현하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한 저 소비전력을 구현하기 위해 구비되는 저 전력 타이머 IC를 이용하여 장치간의 점멸 타이밍을 맞추기 위해 내부 타이머를 보정해 주는 방법에 관한 것이다.

종래의 태양광충전 및 무선통신기능을 구현한 시선유도장치는 무선통신기능을 구현하기 위해 부가되는 소비전력이 많아 이를 보완하기 위해 발전용량이 높은 솔라셀과 충전용량이 높은 배터리를 사용하고 있으며 이는 결국 장치의 원가를 상승시켰다.또한 장치를 점멸 구동 시 타 장치와의 점멸동기를 맞추기 위해서는 자체 제어기에 내장된 타이머를 사용하게 되는데 그 정확도가 떨어져 장시간 구동 시 점멸 동기가 틀어지는 현상이 발생하였다.

본 발명은 상기의 문제점들을 안출하기 위한 것으로서, 특히 무선통신기능을 저 전력으로 구동하는 방법을 제시하고자 한다. 또한 이를 구현하기 위해 구비된 별도의 저 전력 타이머 IC를 이용, 마이크로프로세스 내장 타이머의 틀어진 타이밍을 보정하고, 이렇게 보정된 타이머를 이용하여 점멸제어 함으로서 시선유도 장치간의 발광부의 점멸 동기 틀어지는 현상을 개선하고자 한다.

본 발명은 태양광충전 및 무선통신을 이용한 시선유도장치의 소비전력을 개선하여 발전용량이 적은 솔라셀과 충전용량이 적은 배터리를 사용할 수 있게 한다. 솔라셀의 발전용량과 배터리의 충전용량은 각각 제품의 단가 및 크기에 비례하므로 소비전력을 개선함으로서 적은 원가, 작은 크기의 시선유도장치를 개발할 수 있다. 또한 발명의 장치에 채용되는 타이머 IC를 장치 내에서 사용되는 타이머 보정에 활용함으로서 정확한 타이밍 제어가 필요한 기능의 구현도 가능하게 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 된다.

본 발명의 첨부된 주요 도면을 각각의 실시 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 시선유도장치의 블록 도면이다. 시선유도 장치는 태양광에너지를 전력에너지로 변환하는 솔라셀(100), 변환된 전력에너지를 충전하는 배터리(120), 마이크로 프로세스(140)의 제어를 받아 일정한 주기 신호를 발생하는 타이머 IC(130), 타이머 IC의 주기신호를 입력받아 동작모드를 결정하고, 점멸동작 시 점멸동작을 위한 내부 타이머를 보정하는 마이크로 프로세스(140), 마이크로 프로세스의 제어를 받아 무선데이터 송수신을 수행하는 무선통신부(160), 마이크로 프로세스에 의해 제어되며 시선유도를 위한 발광부(190)를 구비함으로서 구현된다.

도 2는 저 전력 시선유도장치를 적용한 전체 시스템의 구성도 도면이다. 시스템은 시선유도장치(230, 231, 240, 241), 시선유도장치와 센터간의 통신을 중계하는 기지국(200), 기지국을 통해 시선유도장치를 제어하는 센터(220)를 구성함으로써 달성된다.

도 3은 본 발명을 구현하기 위한 시선유도등의 제어 흐름도를 설명한 것이다. 본 발명에 따른 장치의 저 전력 기능의 구현은 발광부의 모드가 점멸모드인가 아닌가에 따라 그 제어를 달리한다. 본 설명에서는 발광부가 점멸모드가 아닐 경우를 설명한다.

장치의 마이크로 프로세스에 전원이 인가되면 발광부 초기모드를 소등으로 설정하고, 타이머 IC가 도 4의 Wake Up 신호(400)를 발생하도록 설정하는 부분(310), 장치의 발광부의 모드가 점멸모드인지 확인하는 부분(320), 발광부가 점멸모드가 아닐 경우 무선통신부 전원을 OFF하고, Wake Up신호를 인터럽터로 입력받아 저 전력 모드를 진출하기 위해 인터럽터를 설정하고, 마이크로 프로세스를 저 전력 모드로 진입시키는 부분(330), Wake Up신호 입력 여부를 인터럽터 발생여부로 확인하는 부분(331), 이를 확인하여 Wake Up에 의한 인터럽터가 발생되었을 때 저 전력 모드를 진출하고, 무선데이터 수신을 위해 무선통신부 전원을 ON하고, 무선통신부를 수신모드로 설정하는 부분(332), 내장타이머의 보정시점(501, 503, 504, 505)인지를 확인하고(350) 보정시점이면 이를 보정하는 부분(351), 무선신호가 있는 지를 확인하고(360) 있으면 수신하여 수신데이터 내에 포함된 발광부 제어모드를 저장하는 부분(361), 송신데이터가 있는 지를 확인하고(370), 있으면 무선데이터를 송신하는 부분(371)을 구현함으로 달성된다.

도 4는 본 발명을 구현하기 위한 시선유도 장치가 점멸모드가 아닐 경우 동작모드를 나타내는 타이밍도 이다. 동작모드는 타이머 IC에서 발생되는 Wake Up 신호의 발생주기 Twakeup(402)에 의해 결정되는데 이는 도 3의 타이머 IC설정(310)에서 결정된다. 마이크로프로세스 및 무선통신부의 동작모드는 Wake Up신호의 Rising Edge(401)에서 저 전력 모드를 진출하여 무선통신부를 수신모드로 설정하고 신호 유무를 확인하는 부분인 Talive(411,420), 신호가 있을 경우 무선데이터를 수신하 고 송신할 무선데이터가 있을 경우 이를 송신하는 부분인 Tactive(412,421,422), 이런 동작들이 완료되었을 때 다시 저 전력 모드로 진입하는 부분 Tsleep(413)으로 구성된다. 여기서 Tsleep(413)은 저 전력으로, Talive(411), Tactive(412)은 최대전력으로 동작하는 부분이다.

도 5는 본 발명을 구현하기 위한 시선유도장치의 마이크로프로세스 내부 타이머 보정을 나타내는 타이밍도이다. 내부 타이머는 마이크로프로세스가 발진기(141)의 발진 신호를 입력받아 이를 분주하여 사용한다. 그러나 발진기의 발진주파수의 오차 범위가 크면 이를 활용하여 생성된 타이머(514)는 일정시간이 경과한 T1(552)의 시점에 원하는 타이머(511)와 Terror(551)의 오차가 발생된다. 반면 본 발명에 의해 보정을 했을 경우의 타이머(512)는 T1(552)의 시점에 Tcerror(550)만큼의 적은 오차가 발생된다.

내부 타이머는 타이머 IC에서 발생되는 Wake Up 신호의 발생주기(502)와 보정을 위한 보정주기 Tsync (506)에 의해서 보정된다. 보정주기 Tsync(506)는 보정에 의한 오차인 Tcerror(550)가 시선유도 장치의 동시 점멸제어를 위해 허용되는 최대 오차범위를 초과하지 않도록 설정한다.

보정방법은 보정시점(501, 503, 504, 505)에 Wake Up 신호의 발생주기 Tsync(506)로 구동되는 타이머의 카운트 값을 An라 하고, 원하는 내부타이머의 주기 Twanted(516)로 구동되는 타이머의 카운트 값을 각각 Bn라 하면 각 보정시점에 보정된 내부 타이머의 카운트 값은 An을 Bn으로 나눈 후 그 나머지 값을 사용한다. 결과적으로 평상시는 마이크로프로세스 내부 타이머의 카운트는 자체적으로 발생된 타이머 카운트 값으로 동작되다가 보정시점에서는 타이머 IC에 의해 보정된 값으로 대체되어 사용되는 것이다.

상기의 도면 설명을 바탕으로 구체적인 실시 예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2의 시스템 구성이 완료되고 각 시선유도장치(230, 231, 240, 241)에 전원이 인가되면 시선유도장치의 마이크로프로세스(140)는 제어포트(180)를 통해 발광부(190)를 소등으로 제어하고, 메모리(144)에 저장된 제어모드를 소등으로 저장한다(310). 또한 타이머 IC(130)의 제어라인(143)을 통해 Wake Up 출력(132)이 Wake Up 신호(400)의 타이밍으로 출력되도록 설정한다(310). 설정이 완료되면 현재 발광부의 제어모드가 점멸모드인지를 확인하고(320) 점멸모드가 아니면 제어포트(150)를 이용하여 무선통신부(160)의 전원을 OFF하고(330), Wake Up 출력(132)을 마이크로프로세스(140)가 인터럽터로 인식할 수 있도록 설정하고(330), 발진자(141)의 발진을 정지시켜 Tsleep(413)의 시간 동안 저전력 모드로 진입하게 한다(330). 타이머 IC(130)의 Wake Up 출력(132)으로 Rising Edge(401)의 신호가 출력되면 마이크로프로세스(140)는 인터럽터가 발생되었는 지를 확인하여(331) 발생되었으면 발진자(141)를 발진시켜 저전력 모드를 진출한다(332). 마이크로프로세스(140)가 저전력 모드를 진출하면 장치는 무선통신 을 위한 처리, 내부 타이머 보정을 위한 처리, 발광부 제어를 위한 처리를 수행하게 된다.

무선통신을 위한 처리를 설명하면, 제어포트(150)를 이용하여 무선통신부(160)의 전원을 ON하고(332), 제어라인(142)을 이용하여 무선통신부(160)를 수신모드로 설정한다(332). 마이크로프로세스(140)는 센터(220)가 기지국(200)을 통해 송신한 무선데이터가 있는 지를 무선통신부(160)를 통해 확인하고(360) 있으면 무선데이터를 수신한다(361). 센터(220)가 송신한 데이터에는 발광부 제어를 위한 제어명령이 포함되어 있으며 마이크로프로세스(140)는 이를 메모리(144)에 있는 제어모드에 저장한다(361). 이 작업이 완료되면 마이크로프로세스(140)는 센터(220)로 송신할 데이터가 있는지 확인하고(370) 있으면 제어라인(142)를 이용하여 무선통신부(160)를 통해 전송한다. 이렇게 전송된 데이터는 기지국(200)을 통해 센터(220)로 송신된다.

내부 타이머 보정을 위한 처리를 설명하면, 마이크로프로세스(140)는 내부 타이머가 보정할 시점( 501, 503, 504, 505)인 지를 확인하고(350), 보정시점이면 상기의 도 5의 설명처럼 내부타이머(510)를 보정한다(351).

발광부 제어를 위한 처리를 설명하면, 센터(220)에서 발광부 제어명령이 수신되어 메모리(144)의 제어모드에 저장되면(361) 제어모드가 점멸모드인지를 확인 하고(320) 점멸이면 보정된 내부 타이머(512)를 기준으로 제어포트(180)을 통해 점멸제어를 수행하고(341), 점등 또는 소등이면 그것에 대한 제어를 수행한다(330). 점등 또는 소등의 경우는 시간변화에 따른 제어포트(180)의 상태가 변할 필요가 없으므로 마이크로프로세스(140) 저 전력모드 진입, 무선통신부(160) 전원 OFF를 수행하여(330) 소비전력을 줄이고, 점멸의 경우는 시간변화에 따라 내부타이머(512)의 값을 읽어 제어포트(180)의 ON(521) 또는 OFF(522)제어를 수행(341)하여야 하므로 마이크로프로세스(140)는 동작모드로 남아 있고 무선통신부(160)만 제어포트(150)를 이용하여 전원을 OFF(340)하여 소비전력을 줄인다. 마이크로프로세스(140)는 타이머 IC(130)의 Wake Up 출력(132)으로 Rising Edge(401)의 신호가 출력될 때까지 내부타이머(512)의 값을 읽어 점멸제어를 수행을 한다(341).

상기의 설명과 같이 시선유도 장치(230)는 점등 또는 소등 제어의 경우 도 4의 Tsleep (413)동안 마이크로프로세스(140) 저 전력모드, 무선통신부 전원 OFF를 통해 전력소비를 줄이고, 점멸 제어의 경우 Tsleep(413)동안 무선통신부 전원 OFF를 통해 전력소비를 줄인다. 또한 저 전력모드에서 빠져나오기 위해 사용되는 타이머 IC(130)의 주기적인 Wake Up신호(400, 500)을 이용하여 내부 타이머(514)의 보정도 수행한다. 이렇게 함으로서 본 발명의 목적이 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 시선유도 장치의 블록 도면. 도 2는 본 발명에 따른 시선유도 장치를 적용한 전체 시스템의 구성도 도면.

도 3은 본 발명에 따른 시선유도 장치의 제어 흐름도

도 4는 본 발명에 따른 시선유도 장치가 점멸모드가 아닐 경우 동작모드를 나타내는 타이밍도

도 5는 본 발명에 따른 시선유도 장치의 마이크로프로세스 내부 타이머 보정을 나타내는 타이밍도

Claims

소정의 주기로 웨이크업(Wake up) 신호를 출력하는 타이머IC;

점멸모드에서의 점멸동작을 위한 내부타이머를 포함하는 마이크로프로세서;

상기 마이크로프로세서에 의해 온 오프를 제어받으며, 원격제어를 위한 무선데이터 송수신을 위한 무선통신부;

상기 마이크로프로세서의 제어에 의해 발광을 하는 발광부;를 포함하고,

상기 마이크로프로세서는

상기 타이머IC의 웨이크업 신호를 인터럽터로 받아 상기 주기 중 소정 시간동안 상기 무선통신부가 구동되어 무선데이터가 송수신되도록 하고, 상기 주기 중 나머지 시간은 상기 무선통신부가 오프되도록 제어하고,

상기 무선데이터의 상기 발광부의 제어모드에 따라 상기 발광부의 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선원격제어가 가능한 저전력 시선유도장치.
제1항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 발광부의 모드가 점멸모드인 경우 상기 마이크로프로세서는 상기 내부타이머의 카운트값을 이용하여 소정 주기로 상기 발광부가 점멸되도록 제어하는 동작모드로 구동되고, 상기 발광부의 모드가 점등 또는 소등 모드인 경우 저전력모드로 구동되는 것을 특징으로 하는 무선원격제어가 가능한 저전력 시선유도장치.
제1항에 있어서, 상기 점멸모드에서 상기 내부타이머의 카운트값은 상기 타이머 IC에 의해 정해지는 소정의 보정시점에, 상기 타이머 IC의 카운트값에 의해 보정된 값으로 대체되는 것을 특징으로 하는 무선원격제어가 가능한 저전력 시선유도장치.