KR101313002B1 - Data transfer method and device using control communication phase angle of volts alternating current - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교류전원의 위상각을 조절한 파형과 조절하지 않은 파형이 조합된 순열을 발생하는 방법으로 직렬 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply. More particularly, the present invention relates to a method of generating a permutation of a waveform in which a phase angle of an AC power supply is adjusted and an unregulated waveform. Relates to a method of transmission.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0107879호에 개시되어 있는 바와 같이, 통신을 이용하여 원격으로 기기를 제어하기 위해서는 유무선 통신망을 이용하거나 교류선로상에 아날로그 통신신호를 중첩시켜 데이터를 전송하는 전력선 통신을 이용하는 것이 일반적이다.As the background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0107879, in order to control the device remotely using communication using a wired or wireless communication network or an analog communication signal on an AC line It is common to use power line communication to transmit data in an overlap.
유선을 이용할 경우 별도의 통신선을 가설하기 위한 비용이 증가하고, 무선을 이용할 경우 설치는 간편하지만 유선에 비해 상대적으로 고가인 통신장치를 이용하여야 하며 혼선에 의한 데이터 유실의 가능성이 있다는 문제점이 있다.In case of using a wire, the cost for laying a separate communication line increases, and in the case of using a wire, the installation is simple, but a relatively expensive communication device is required compared to the wire, and there is a possibility of data loss due to crosstalk.
또한, 전력선 통신의 경우 별도의 통신망 없이 전원공급선을 이용하여 통신이 가능하지만 기타 전기기기에 의한 외란에 취약한 특성이 있어 일반적으로 사용되기 어렵다는 문제점이 있다.In addition, in the case of power line communication, communication is possible using a power supply line without a separate communication network, but there is a problem in that it is generally difficult to use because it is vulnerable to disturbance caused by other electric devices.
종래의 전력선통신은 결합회로, 주파수변환회로,SS확산, PN부호, 제어회로, 전원회로를 포함한다.Conventional power line communication includes a coupling circuit, a frequency conversion circuit, SS spreading, a PN code, a control circuit, and a power supply circuit.
무선통신에서 널리 사용되는 확산스펙트럼(Spread spectrum)방식을 상요한 전력선 통신의 경우 반송주파수대역의 노이즈를 발생하는 전력기기가 선로상에 존재할 경우 통신이 불가능하므로 전력망 구성에 제약이 많아지는 문제점이 있다.In the case of power line communication which uses spread spectrum method widely used in wireless communication, there is a problem that the configuration of power network becomes more limited because communication is impossible when power equipment generating noise of carrier frequency band exists on the line. .
교류전원을 이용하는 전열기, 조명기기 등의 출력량을 사용환경에 맞게 조절하여 전력을 절감하기위해 일반적으로 SCR(Silicon controlled rectifier), 트랜지스터(Transistor)등을 이용해 공급되는 전력의 위상각을 제어하거나 트랜스(Transformer)를 이용해 전압을 제어하여 공급되는 실효전력량 (RMS Power)을 조절하는 방법을 사용한다. 전압이나 위상각을 제어하여 공급되는 실효전력량을 조절하는 방식의 전력절감기의 경우 공급전력의 전압이 낮아지거나 전력이 공급되지 않는 구간이 존재함으로 인해 부하기기의 특성에 따라 부하기기가 이상동작 할 수 있는 문제점이 있다.
In order to save power by adjusting the output of heaters and lighting equipment using AC power according to the usage environment, the phase angle of the power supplied by SCR (Silicon controlled rectifier) and transistors is generally controlled. It uses a method of controlling the RMS power supplied by controlling the voltage using a transformer. In the case of a power saver that regulates the amount of effective power supplied by controlling voltage or phase angle, the load may be abnormally operated depending on the characteristics of the load device because the voltage of the supply power is low or there is a section in which no power is supplied. There is a problem.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 데이터를 전송하기 위해 교류전원의 위상각을 제어함에 있어서 leading-edge 제어파형과 Trailing-edge 제어파형, 제어하지 않은 파형을 조합하고, 이진수 외에 데이터의 개시점을 표시함으로써 데이터 통신의 안정성을 확보하여 효율적으로 통신할 수 있는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to combine a leading-edge control waveform, a trailing-edge control waveform and an uncontrolled waveform in controlling the phase angle of an AC power source for transmitting data, In addition, the present invention provides a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply that can efficiently communicate by ensuring the stability of data communication by indicating the starting point of data.
또한, 본 발명의 다른 목적은 교류전원의 위상각을 제어하는 방법으로 기기를 제어하여 여타의 통신선 없이 전력선만을 이용하여 데이터가 전송되도록 함으로써, 통신망을 구성하기 위한 비용이 절감되는 효과를 창출하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.In addition, another object of the present invention is to control the device by a method of controlling the phase angle of the AC power source so that the data is transmitted using only the power line without any other communication line, alternating current to create the effect of reducing the cost for configuring the communication network It is to provide a data communication method and apparatus using phase angle control of a power supply.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 외부조작부에서 입력된 데이터나 내장된 데이터에 의해 단독으로 사용되거나 유무선 통신망을 통해 원격으로 데이터를 전송받아 동작함으로써 사용환경에 적합하게 사용할 수 있는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.
In addition, another object of the present invention is the phase angle of the AC power supply that can be used to suit the environment by operating alone or by receiving data remotely through the wired or wireless communication network by the data input from the external control unit or embedded data It is to provide a data communication method and apparatus using control.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법은 (a) 송신기가 외부로부터 이진수 1비트 및 이진수 0비트로 이루어진 송신대상 데이터패킷 및 교류전원을 수신하는 단계; (b) 송신기 내 제1 영전압점 검출부가 교류전원을 입력받고, 입력된 교류전원의 제1 영전압점을 검출하는 단계; (c) 송신기 내 제1 제어부에 오프 상태에서 온 상태로 되는 제1 스위칭 신호, 온 상태가 지속되는 제2 스위칭 신호, 온 상태에서 오프 상태로 되는 제3 스위칭 신호가 각각 개시비트, 이진수 1비트, 이진수 0비트에 임의적으로 미리 매칭되어 저장되어 있고, 제1 영전압 검출부로부터 제1 영전압점을 파악하고, 통신 개시시 제1 영전압점이 검출되면 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 스위칭부에 인가하고, 그 다음 제1 영전압점이 검출될 때마다 송신대상 데이터패킷을 이루는 비트값에 매칭된 해당 스위칭 신호를 순차적으로 스위칭부에 인가하는 단계; (d) 송신기 내 스위칭부가 상기 교류전원을 입력받고, 상기 제1 제어부로부터 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호를 인가받아 상기 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호가 온 상태일 경우에는 상기 교류전원을 통과시키고, 오프 상태일 경우에는 상기 교류전원을 차단시켜 생성된 변형 교류전원을 출력하는 단계; (e) 수신기 내 제2 영전압 검출부가 상기 스위칭부로부터 출력된 변형 교류전원을 수신하여 제2 영전압점을 순차적으로 검출하여 제2 제어부에 전송하는 단계; 및 (f) 제2 제어부가 상기 제2 영전압점을 순차적으로 수신하고, 상기 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우는 상기 제3 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우는 제2 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우는 제1 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하여, 각 판독된 비트값을 순차적으로 취합한 수신 데이터패킷을 출력하는 단계; 를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the data communication method using the phase angle control of the AC power source of the present invention (a) the transmission target data packet consisting of a binary 1 bit binary and 0 bits binary from the outside and Receiving an AC power source; (b) receiving, by the first zero voltage point detector, an AC power source in the transmitter and detecting a first zero voltage point of the input AC power; (c) A first switching signal that is turned on from an off state, a second switching signal that remains on, and a third switching signal that is turned off from an on state are respectively a start bit and a
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법에서 반주기는 상기 제2 제어부에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 한다.In the data communication method using phase angle control of an AC power source, a half period is previously stored in the second control unit.
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법에서 (c) 단계는 개시 비트에는 제1 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호가 매칭되고, 이진수 1비트 및 이진수 0비트에는 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 제외한 나머지 2개의 스위칭 신호가 각각 임의적으로 매칭되는 것을 특징으로 한다.Also, in the data communication method using phase angle control of the AC power supply, step (c) includes a switching signal in which a first switching signal or a third switching signal is matched to a start bit, and a start signal is matched to a start bit in binary 1 bit and binary 0 bit. Remaining two switching signals except for is characterized in that each matching randomly.
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치는 교류전원을 입력받고, 입력된 교류전원의 제1 영전압점을 검출하는 제1 영전압 검출부; 외부로부터 이진수 1비트 및 이진수 0비트로 이루어진 송신대상 데이터 패킷을 수신하고, 오프 상태에서 온 상태로 되는 제1 스위칭 신호, 온 상태가 지속되는 제2 스위칭 신호, 온 상태에서 오프 상태로 되는 제3 스위칭 신호가 각각 개시비트, 이진수 1비트, 이진수 0비트에 임의적으로 미리 매칭되어 저장되어 있고, 제1 영전압 검출부로부터 제1 영전압점을 파악하고, 통신 개시시 제1 영전압점이 검출되면 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 스위칭부에 인가하고, 그 다음 제1 영전압점이 검출될 때마다 송신대상 데이터 패킷을 이루는 비트값에 매칭된 해당 스위칭 신호를 순차적으로 스위칭부에 인가하는 제1 제어부; 및 상기 교류전원을 입력받고, 상기 제1 제어부로부터 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호를 인가받아 상기 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호가 온 상태일 경우에는 상기 교류전원을 통과시키고, 오프 상태일 경우에는 상기 교류전원을 차단시켜 생성된 변형 교류전원을 출력하는 스위칭부;를 포함하는 송신기; 상기 스위칭부로부터 출력된 변형 교류전원을 수신하여 제2 영전압점을 순차적으로 검출하는 제2 영전압 검출부; 및 상기 제2 영전압점을 순차적으로 수신하고, 상기 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우는 상기 제3 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우는 제2 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우는 제1 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하여, 각 판독된 비트값을 순차적으로 취합한 수신 데이터패킷을 출력하는 제2 제어부;를 포함하는 수신기; 를 포함한다. In addition, the data communication apparatus using the phase angle control of the AC power source includes a first zero voltage detection unit for receiving an AC power source and detecting a first zero voltage point of the input AC power source; Receiving a transmission target data packet consisting of a binary 1 bit and a binary 0 bit from the outside, a first switching signal to be turned on in an off state, a second switching signal to be kept in an on state, and a third switching to be turned off from an on state The signal is randomly pre-matched and stored in the start bit, the
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치의 반주기는 상기 제2 제어부에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 한다.The half cycle of the data communication apparatus using the phase angle control of the AC power source may be stored in the second control unit in advance.
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치의 제1 제어부는 개시 비트에는 제1 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호가 매칭되고, 이진수 1비트 및 이진수 0비트에는 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 제외한 나머지 2개의 스위칭 신호가 각각 임의적으로 매칭되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first control unit of the data communication apparatus using the phase angle control of the AC power supply has a switching signal matched to the start bit with a first switching signal or a third switching signal, and with a binary 1 bit and a binary 0 bit. Except for the remaining two switching signals are characterized in that each matching randomly.
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치의 스위칭부는 N채널 트랜지스터로서 드레인단은 상기 교류전원과 전기적으로 연결되고, 소스단은 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 제1 노드에 전기적으로 연결되는 제1 FET(Q1); N채널 트랜지스터로서 소스단은 상기 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되며, 드레인단으로 변형 교류전원이 출력되는 제2 FET(Q2); 제1단은 제1 직류전원(Vcc)에 연결된 제1 저항에 전기적으로 연결되고, 제2단은 상기 제1 제어부의 스위칭신호 출력단과 전기적으로 연결되고, 제3단은 제2 직류전원(Vdd)에 연결된 제2 저항과 전기적으로 연결되고, 제4단은 제2 접지단과 전기적으로 연결되어, 제1단에서 제2단으로 전류가 흐르면 제3단에서 제4단으로 전류가 도통되는 포토 커플러(OP1); 상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 제너 다이오드; 및 상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 콘덴서;를 포함한다.In addition, the switching unit of the data communication apparatus using the phase angle control of the AC power source is an N-channel transistor, the drain terminal is electrically connected to the AC power source, the source terminal is electrically connected to the first ground terminal, the gate terminal is a first node A first FET Q1 electrically connected to the first FET Q1; A second FET Q2 as an N-channel transistor, a source terminal of which is electrically connected to the first ground terminal, a gate terminal of which is electrically connected to the first node, and a modified AC power source is output to a drain terminal; The first stage is electrically connected to a first resistor connected to the first DC power supply (Vcc), the second stage is electrically connected to a switching signal output terminal of the first controller, and the third stage is a second DC power supply (Vdd). Photocoupler electrically connected to the second resistor connected to the second resistor, and the fourth end is electrically connected to the second ground terminal, so that current flows from the third stage to the fourth stage when current flows from the first stage to the second stage. (OP1); A zener diode electrically connected between the first node and a second ground terminal; And a capacitor electrically connected between the first node and the second ground terminal.
또한, 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치의 제1 내지 제3 스위칭 신호는 온 상태의 전압 크기는 상기 제1 직류전원의 크기와 동일하게 하며, 오프 상태의 전압 크기는 상기 제1 노드의 전압 크기가 상기 제1 접지단의 전압 크기와 동일하게 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
In addition, the first to third switching signals of the data communication apparatus using the phase angle control of the AC power supply have an on-voltage level equal to that of the first DC power supply, and an off-state voltage level is equal to the first node. The voltage magnitude of is set in advance to be equal to the voltage magnitude of the first ground terminal.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 데이터를 전송하기 위해 교류전원의 위상각을 제어함에 있어서 leading-edge 제어파형과 Trailing-edge 제어파형, 제어하지 않은 파형을 조합하고, 이진수 외에 데이터의 개시점을 표시함으로써 데이터 통신의 안정성을 확보하여 효율적으로 통신할 수 있는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, the leading-edge control waveform, the trailing-edge control waveform, and the uncontrolled waveform are combined in controlling the phase angle of the AC power source to transmit the data, and the start point of the data other than binary is determined. It is possible to provide a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply which can securely communicate and efficiently communicate by displaying.
또한, 본 발명에 따르면 교류전원의 위상각을 제어하는 방법으로 기기를 제어하여 여타의 통신선 없이 전력선만을 이용하여 데이터가 전송되도록 함으로써, 통신망을 구성하기 위한 비용이 절감되는 효과를 창출하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, by controlling the device by a method of controlling the phase angle of the AC power source so that data is transmitted using only the power line without any other communication line, the AC power source of creating an effect of reducing the cost for configuring the communication network A data communication method and apparatus using phase angle control can be provided.
또한, 본 발명에 따르면 외부조작부에서 입력된 데이터나 내장된 데이터에 의해 단독으로 사용되거나 유무선 통신망을 통해 원격으로 데이터를 전송받아 동작함으로써 사용환경에 적합하게 사용할 수 있는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention using the phase angle control of the AC power that can be used to suit the environment of use by operating alone or by receiving data remotely via wired or wireless communication network by the data input from the external control unit or embedded data It is possible to provide a data communication method and apparatus.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 사용되는 제어 방식을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치의 세부 구성블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법을 보여주는 단계도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 사용되는 송신기 회로도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 검출된 파형을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 의해 판독된 파형을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치의 수신기에 출력되는 변형 교류전원의 실시예를 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a control method used in a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power source according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of a data communication device using phase angle control of an AC power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a data communication method using phase angle control of an AC power source according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a transmitter circuit diagram used in a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating waveforms detected by a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a view showing waveforms read by a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a view showing an embodiment of a modified AC power output to the receiver of the data communication method and apparatus using the phase angle control of the AC power according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power source according to embodiments of the present invention.
본 발명은 송신기(200)가 유선 또는 무선으로 구성된 외부통신망(30)을 통해 입력되는 송신대상 데이터패킷(10)과 교류전원(20)을 수신하고, 상기 데이터패킷(10)에 따라 상기 교류전원(20)의 제1 영전압점을 기준으로 위상각을 제어하여 변형 교류전원을 생성하고, 수신기(350)는 상기 송신기(200)로부터 상기 변형 교류전원를 송신받고, 상기 변형 교류전원의 제2 영전압점을 판독하여 제2 영전압점 신호의 온오프 상태에 따른 비트값을 생성하여 수신 데이터패킷을 검출하여 저장하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
According to the present invention, the
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 사용되는 제어 방식을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a control method used in a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power source according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 교류전원은 일반적으로 60Hz또는 50Hz의 주기로 1/2주기마다 반대극성을 갖는 사인함수형태의 전력이 공급되는 특성을 갖는다.Referring to FIG. 1, an AC power source generally has a characteristic of supplying power having a sinusoidal function having an opposite polarity every 1/2 cycle with a period of 60 Hz or 50 Hz.
교류전원의 위상각을 제어하는 방법으로는 0도, 180도에서 존재하는 영전압점을 기준으로 파형의 시작부분의 위상을 제어하는 리딩 에지제어(leading edge cutting) 방식과 파형의 끝부분의 위상을 제어하는 트레일링 에지제어(trailing edge)방식이 있다. 이때, 위상각을 제어하는 방법에 있어서 리딩에지 제어방식 또는 트레일링에지 제어방식만을 사용하거나 리딩에지 제어방식과 트레일링에지 제어방식을 조합하여 사용할 수도 있다.As a method of controlling the phase angle of AC power, the leading edge cutting method of controlling the phase of the beginning of the waveform with respect to the zero voltage point existing at 0 degree and 180 degrees, and the phase of the end of the waveform There is a trailing edge control method. In this case, in the method of controlling the phase angle, only the leading edge control method or the trailing edge control method may be used, or the leading edge control method and the trailing edge control method may be used in combination.
본 발명의 통신방법은 위상각을 제어하는 방법에 있어서 리딩에지 제어 파형, 트레일링에지 제어 파형, 제어하지 않은 파형에 개시비트 또는 이진데이터를 대입하여 데이터를 통신한다.
In the communication method of the present invention, in the method of controlling the phase angle, data is transmitted by substituting a start bit or binary data into a leading edge control waveform, a trailing edge control waveform, and an uncontrolled waveform.
본 발명은 송신기(200)에 입력된 교류전원(20)과 데이터패킷(10)으로 리딩에지를 조절한 파형과 트레일링에지를 조절한 파형, 위상각을 조절하지 않은 파형을 조합하여 순차적으로 수신기(350)에 공급함으로써 수신 데이터패킷을 전송한다. The present invention sequentially combines the waveform of the leading edge with the
통신의 개시점은 리딩에지 제어파형 또는 트레일링에지 제어파형에 대응되고, 전송하고자 하는 데이터는 이진수로 변환되어 나머지 위상각 제어파형을 이진수 1 또는 이진수 0에 대응되도록 하고, 위상각을 조절하지 않은 파형은 위상각을 조절한 파형의 이진수 값의 보수에 대응되도록 하여 순차적으로 공급하여 수신 데이터패킷을 직렬 전송한다.
The starting point of the communication corresponds to the leading edge or trailing edge control waveform, and the data to be transmitted is converted into binary so that the remaining phase angle control waveform corresponds to binary 1 or binary 0, and the phase angle is not adjusted. The waveforms are supplied sequentially and correspond to the complement of the binary values of the waveforms whose phase angles are adjusted to serially transmit the received data packets.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치의 세부 구성블록도이다.2 is a detailed block diagram of a data communication device using phase angle control of an AC power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명은 송신기(200), 수신기(350)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the present invention includes a
송신기(200)는 제1 영전압 검출부(230), 스위칭부(240), 제1 제어부(250) 및 통신부(210)를 포함한다.The
통신부(210)는 유무선 통신망을 통해서 외부 단말로부터 데이터패킷(10)을 수신하여 제1 제어부(250)로 출력한다.The
제1 영전압 검출부(230)는 교류전원(20)의 전압이 영전압이 되는 시점인 제1 영전압점을 검출하여 제1 영전압점 신호를 제1 제어부(250)로 출력한다.The first zero
제1 제어부(250)는 제1 영전압 검출부(230)로부터 제1 영전압점 신호를 수신하고 통신부(210)를 통해 데이터패킷(10)을 수신하여 제1 영전압점에 데이터패킷(10)을 각각 입힌다.The
이때, 제1 제어부(250)에는 오프 상태에서 온 상태로 변환되는 제1 스위칭 신호, 온 상태가 지속되는 제2 스위칭 신호, 온 상태에서 오프 상태로 변환되는 제3 스위칭 신호가 미리 저장된다.In this case, the
제1 영전압 검출부(230)로부터 제1 영전압점을 파악하고, 통신 개시시 제1 영전압점이 검출되면 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 스위칭부(240)에 인가하고, 그 다음 제1 영전압점이 검출될 때마다 송신대상 데이터패킷을 이루는 비트값에 매칭된 해당 스위칭 신호를 순차적으로 스위칭부(240)에 인가한다.The first zero voltage point is detected by the first zero
이때, 개시 비트에는 제1 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호가 매칭되고, 이진수 1비트 및 이진수 0비트에는 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 제외한 나머지 2개의 스위칭 신호가 각각 임의적으로 매칭된다.In this case, a first switching signal or a third switching signal is matched to the start bit, and two remaining switching signals are randomly matched to the binary 1 bit and the binary 0 bit except for the switching signal matched to the start bit.
즉, 제1 제어부(250)는 상기 제1 영전압점 신호가 입력될 때마다 데이터패킷(10)에 따라 대응되는 제1 스위칭 신호, 제2 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호를 해당 스위칭 신호를 스위칭부(240)에 출력한다.
That is, each time the first zero voltage point signal is input, the
스위칭부(240)는 교류전원(20)을 입력받고, 상기 제1 제어부(250)로부터 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호를 인가받아 상기 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호가 온 상태일 경우에는 상기 교류전원(20)을 통과시키고, 오프 상태일 경우에는 상기 교류전원(20)을 차단시켜 생성된 변형 교류전원을 출력한다.When the
이때, 스위칭부(240)는 FET, Transistor, IGBT등의 반도체 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
At this time, the
본 발명의 수신기(350)는 제2 영전압 검출부(330), 제2 제어부(320) 포함한다.The
제2 영전압 검출부(330)는 스위칭부(240)에서 출력된 변형 교류전원을 수신하여 변형 교류전원의 전압이 영전압이 되는 시점인 제2 영전압점을 검출하여 제2 영전압점 신호를 제2 제어부(320)로 출력한다.The second zero
제2 제어부(320)는 상기 제2 영전압점 신호를 순차적으로 수신하고, 변형 교류전원의 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우, 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우 중 어느 경우에 해당하는지 판단한다. 이에 따라 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우에는 상기 제3 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우는 제2 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우는 제1 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하여, 각 판독된 비트값을 순차적으로 취합한 수신 데이터패킷을 출력한다. 이때, 제2 제어부(320)는 생성된 상기 수신 데이터패킷을 저장한다.The
또한, 본 발명인 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치는 송신기와 수신기가 1:1 비율로 구성되어 각각 하나씩 연동되어 해당 수신기에 송신대상 데이터패킷을 송신함으로써 데이터를 통신할 수도 있고, 송신기 하나에 복수 개의 수신기가 구성되어 송신기가 각 수신기에 해당 수신기의 고유코드 및 송신대상 데이터패킷을 송신하는 방법으로 데이터를 통신할 수도 있다.
In addition, the data communication method and apparatus using the phase angle control of the AC power source of the present invention is configured in a 1: 1 ratio of the transmitter and the receiver are interlocked one by one to transmit the data packet to be transmitted to the corresponding receiver to communicate data, A plurality of receivers may be configured in one transmitter so that the transmitter may communicate data by transmitting a unique code of the corresponding receiver and a data packet to be transmitted to each receiver.
이하, 본 발명인 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법의 실시예 동작에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an exemplary embodiment of a data communication method using phase angle control of an AC power source according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법을 보여주는 단계도이다.3 is a flowchart illustrating a data communication method using phase angle control of an AC power source according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 송신기(200)가 외부로부터 이진수 1비트 및 이진수 0비트로 이루어진 송신대상 데이터패킷 및 교류전원(20)을 수신한다(단계 S210).First, the
그 다음, 송신기(200) 내 제1 영전압점 검출부가 교류전원(20)을 입력받고, 입력된 교류전원(20)의 제1 영전압점을 검출한다(단계 S220).Next, the first zero voltage point detection unit in the
그 다음, 송신기(200) 내 제1 제어부(250)에 오프 상태에서 온 상태로 되는 제1 스위칭 신호, 온 상태가 지속되는 제2 스위칭 신호, 온 상태에서 오프 상태로 되는 제3 스위칭 신호가 각각 개시비트, 이진수 1비트, 이진수 0비트에 임의적으로 미리 매칭되어 저장되어 있고, 제1 영전압 검출부(230)로부터 제1 영전압점을 파악하고, 통신 개시시 제1 영전압점이 검출되면 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 스위칭부(240)에 인가하고, 그 다음 제1 영전압점이 검출될 때마다 송신대상 데이터패킷을 이루는 비트값에 매칭된 해당 스위칭 신호를 순차적으로 스위칭부(240)에 인가한다(단계 S230).Subsequently, a first switching signal to be turned on in an off state, a second switching signal to be kept in an on state, and a third switching signal to be turned off in an on state are respectively provided to the
그 다음, 송신기 내 스위칭부(240)가 상기 교류전원(20)을 입력받고, 상기 제1 제어부(250)로부터 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호를 인가받아 상기 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호가 온 상태일 경우에는 상기 교류전원(20)을 통과시키고, 오프 상태일 경우에는 상기 교류전원(20)을 차단시켜 생성된 변형 교류전원을 출력한다(단계 S240).Next, the
그 다음, 수신기 내 제2 영전압 검출부(330)가 상기 스위칭부(240)로부터 출력된 변형 교류전원을 수신하여 제2 영전압점을 순차적으로 검출하여 제2 제어부(320)에 전송한다(단계 S310).Next, the second zero
그 다음, 제2 제어부(320)가 상기 제2 영전압점을 순차적으로 수신하고, 상기 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우는 상기 제3 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우는 제2 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우는 제1 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하여, 각 판독된 비트값을 순차적으로 취합한 수신 데이터패킷을 출력한다(단계 S320).Then, the
이때, 제2 제어부(320)는 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호를 판단하되, 상기 제2 영전압점 신호가 개시비트에 해당하는 신호인 경우, 그 시점부터 수신 데이터패킷을 생성한다.In this case, whenever the second zero voltage point is detected, the
그 다음, 수신기 내 저장부(310)에 수신 데이터패킷을 저장한다(단계 S330).
Then, the received data packet is stored in the
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 사용되는 송신기 회로도이다.4 is a transmitter circuit diagram used in a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 제1 영전압 검출부(230)에 관하여 설명한다. First, the first zero
일반적인 교류전원(20)은 50 또는 60 Hz의 주기로 전압의 크기와 방향이 변한다. 인가되는 교류전원(20)은 저항분배회로(R1, R2, R3)를 통해 회로에서 인식가능한 전압으로 떨어진다. 시간에 따라 변화하는 전압에 의해 브리지회로(D1, D2, D3, D4)의 부에 연결된 Capacitor(C1)가 충전되고 전압이 낮아지면 D5를 통해 방전된다. C1에 충전된 전압에 의해 포토커플러(OP2)가 동작하게 되고 영전압점 신호입력으로 절연된 Low신호가 입력된다. 교류전원(20)의 전압이 주기에 따라 크기가 0전압에 도달하면 C1이 방전되어 포토커플러(OP2)의 동작이 중단되고 영전압점 신호 입력단자에 절연된 High신호가 입력된다. 교류전원(20)은 한주기에 0전압이 두번발생하므로 영전압점 신호는 교류전원(20) 주파수의 2배의 주기로 발생한다.The general
이와 같은 영전압 검출부의 회로 원리는 통상적으로 사용되는 것이므로 이에 관한 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
Since the circuit principle of the zero voltage detection unit is commonly used, a detailed description thereof will be omitted.
스위칭부(240)는, 제1 FET(Q1), 제2 FET(Q2), 포토 커플러(OP1), 제너 다이오드 및 콘덴서를 포함한다.The
제1 FET(Q1)은 N채널 트랜지스터로서 드레인단은 상기 교류전원과 전기적으로 연결되고, 소스단은 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 제1 노드에 전기적으로 연결된다.The first FET Q1 is an N-channel transistor. The drain terminal is electrically connected to the AC power source, the source terminal is electrically connected to the first ground terminal, and the gate terminal is electrically connected to the first node.
제2 FET(Q2)은 N채널 트랜지스터로서 소스단은 상기 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되며, 드레인단으로 변형 교류전원이 출력된다.The second FET Q2 is an N-channel transistor, a source terminal of which is electrically connected to the first ground terminal, a gate terminal of which is electrically connected to the first node, and a modified AC power source is output to a drain terminal.
포토 커플러(OP1)은, 제1단은 제1 직류전원(Vcc)에 연결된 제1 저항에 전기적으로 연결되고, 제2단은 상기 제1 제어부의 스위칭신호 출력단과 전기적으로 연결되고, 제3단은 제2 직류전원(Vdd)에 연결된 제2 저항과 전기적으로 연결되고, 제4단은 제2 접지단과 전기적으로 연결되어, 제1단에서 제2단으로 전류가 흐르면 제3단에서 제4단으로 전류가 도통된다.The photocoupler OP1 has a first end electrically connected to a first resistor connected to a first DC power supply Vcc, a second end electrically connected to a switching signal output end of the first controller, and a third end. Is electrically connected to a second resistor connected to a second DC power supply (Vdd), and the fourth stage is electrically connected to the second ground terminal, and when current flows from the first stage to the second stage, the third stage to the fourth stage Current is conducted.
제너 다이오드는 상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결된다.The zener diode is electrically connected between the first node and the second ground terminal.
콘덴서도 상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결된다.
A capacitor is also electrically connected between the first node and the second ground terminal.
또한, 제1 제어부의 스위칭신호 출력단에서 출력되는 제1 내지 제3 스위칭 신호는, 온 상태의 전압 크기는 상기 제1 직류전원(Vcc)의 크기(예컨대, 3.3V)와 동일하게 하며, 오프 상태의 전압 크기는 상기 제1 노드의 전압 크기가 상기 제1 접지단의 전압 크기와 동일하게 미리 설정되어 있다. 제1 내지 제3 스위칭 신호의 오프 상태 전압 크기는 Low 전압으로서 거의 0 V에 가까울 것이다.
In addition, the first to third switching signals output from the switching signal output terminal of the first control unit, the voltage level of the on state is the same as the magnitude (for example 3.3V) of the first DC power supply (Vcc), the off state The voltage magnitude of is set in advance such that the voltage magnitude of the first node is equal to the voltage magnitude of the first ground terminal. The off state voltage magnitude of the first to third switching signals will be close to 0 V as the Low voltage.
즉, 제1 제어부의 스위칭신호 출력단에 걸리는 전압이 제1 직류전원인 Vcc 전압과 동일하다면, 포토커플러의 제1단과 제2단의 전압차가 없어 전류가 흐르지 않게 되고, 따라서, 포토커플러의 제3단과 제4단 사이에도 전류가 흐르지 않게 되어 제1 노드에는 제2 직류전원(Vdd)이 일정한 비율로 분배된 전압이 걸리게 된다. 따라서, 이 경우 제1 노드에 걸리는 전압은 제1 접지단의 전압보다 높은 전압이 걸리게 되어 제1 FET는 드레인에서 소스 방향으로 전류가 흐르게 되고, 제2 FET는 소스에서 드레인 방향으로 전류가 흐르게 되어, 결국 입력되는 교류전원이 제2 FET의 드레인단으로 그대로 통과하게 된다.That is, if the voltage applied to the switching signal output terminal of the first control unit is the same as the Vcc voltage of the first DC power supply, there is no voltage difference between the first and second terminals of the photocoupler, so that no current flows. Since no current flows between the stage and the fourth stage, the first node receives a voltage at which the second DC power supply Vdd is distributed at a constant rate. Therefore, in this case, the voltage applied to the first node is higher than the voltage of the first ground terminal so that the first FET flows current from the drain to the source, and the second FET flows current from the source to the drain. As a result, the input AC power passes through the drain terminal of the second FET as it is.
제1 제어부의 스위칭신호 출력단에 걸리는 전압이 상술한 Low 전압이라면, 포토커플러의 제1단과 제2단 사이에 전압차가 생겨 전류가 흐르게 되고, 따라서 포토커플러의 제3단과 제4단 사이에도 전류가 흐르게 되어 제3단의 전압은 제2 접지단의 전압 크기로 떨어질 것이고, 이에 따라 제1 노드의 전압 역시 제2 접지단과 비슷한 크기의 전압으로 떨어지게 된다. 따라서, 이 경우 제1 노드에 걸리는 전압은 제1 접지단의 전압 크기와 동일하게 되며, 이에 따라 제1 FET 및 제2 FET의 게이트단에 걸리는 제1 노드 전압이 제1 접지단과 동일하게 되므로 제1 FET 및 제2 FET 모두 전류가 흐르지 않게 되어, 결국 입력되는 교류전원이 차단된다.
If the voltage applied to the switching signal output terminal of the first control unit is the low voltage described above, a voltage difference is generated between the first and second ends of the photocoupler, so that a current flows. Accordingly, the current is also applied between the third and fourth ends of the photocoupler. As a result, the voltage of the third terminal drops to the magnitude of the voltage of the second ground terminal, and thus the voltage of the first node also falls to a voltage similar to that of the second ground terminal. Therefore, in this case, the voltage applied to the first node is equal to the voltage of the first ground terminal, and thus the first node voltage applied to the gate terminals of the first FET and the second FET is equal to the first ground terminal. In both the first FET and the second FET, no current flows, and eventually the AC power input is interrupted.
위상각제어는 제1 영전압점 신호를 기준으로 동작하게 되고, 위상각을 제어하지 않는 주기에는 제1 영전압점 신호를 기준으로 다음 제1 영전압점 신호 입력까지 위상각 제어회로를 ON상태로 유지한다.The phase angle control operates on the basis of the first zero voltage point signal, and maintains the phase angle control circuit in the ON state until the next zero voltage point signal input based on the first zero voltage point signal in a period where the phase angle is not controlled. .
리딩에지를 제어하는 주기에는 영전압점 신호를 기준으로 위상각 제어시간 동안 위상각 제어회로를 OFF상태로 유지한 후 다음 영전압점 신호가 입력될 때 까지 위상각 제어회로를 ON상태로 유지한다.During the period for controlling the leading edge, the phase angle control circuit is kept OFF for the phase angle control time based on the zero voltage point signal, and the phase angle control circuit is kept ON until the next zero voltage point signal is input.
트레일링에지를 제어하는 경우 영전압점 신호를 기준으로 Trailing Edge 제어 지연시간 동안 위상각 제어회로를 ON으로 제어한 후 위상각 제어시간 동안 위상각 제어회로를 OFF로 유지한다.When the trailing edge is controlled, the phase angle control circuit is turned ON during the trailing edge control delay based on the zero voltage point signal, and the phase angle control circuit is kept OFF during the phase angle control time.
본 발명은 리딩에지 제어파형, 트레일링에지 제어파형, 위상각을 제어하지 않은 파형 등 3가지의 조합이 발생하므로 이진데이터에 대응하여 데이터를 표현하기 위한 경우 외에 데이터의 시작점을 표시할 수 있다. 개시비트에 의한 개시신호를 이용하여 데이터의 시작점을 표시함으로써, 데이터 통신이 원활하게 동작할 수 있도록 구성된 일반적인 시리얼 통신을 구현하기 용이하다.
According to the present invention, three combinations of a leading edge control waveform, a trailing edge control waveform, and a waveform having no phase angle control are generated. Therefore, the starting point of the data can be displayed in addition to the case of representing the data in response to the binary data. By indicating the start point of the data by using the start signal by the start bit, it is easy to implement general serial communication configured to facilitate data communication.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 검출된 제1 영전압점의 파형을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치에 의해 판독된 파형을 보여주는 도면이다.5 is a view showing waveforms of a first zero voltage point detected by a data communication method and apparatus using phase angle control of an AC power source according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an alternating current according to a preferred embodiment of the present invention. A diagram showing waveforms read by a data communication method and apparatus using phase angle control of a power supply.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 제1 제어부(250)는 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호가 저장되고, 상기 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호는 교류전원(20)에 통신부(210)를 통해 입력된 데이터인 개시비트, 이진수1 또는 0을 입혀 개시비트, 이진수1 또는 0에 대응되는 각 스위칭 신호로, 입력된 상기 데이터에 따라 대응되는 스위칭 신호가 스위칭부(240)에 인가된다.Referring to FIGS. 5 and 6, first, the
제1 스위칭 신호는 오프 상태이다가 온 상태로 변환되는 신호이고, 제2 스위칭 신호는 지속적으로 온 상태로 유지되는 신호이고, 제3 스위칭 신호는 온 상태에서 오프 상태로 변환되는 신호이다.The first switching signal is a signal that is turned off and then turned on, the second switching signal is a signal that is continuously kept on, and the third switching signal is a signal that is turned from an on state to an off state.
이때, 제1 스위칭 신호는 교류전원(20)의 제1 영전압점을 기준으로 시작부분의 위상을 절단하여 절단된 구간동안만 스위칭 신호가 오프 상태이고 절단되지 않은 부분부터 다시 온 상태가 되는 것으로, 리딩에지 제어파형이다.In this case, the first switching signal is a state in which the switching signal is turned off only during the cut section by cutting the phase of the start portion based on the first zero voltage point of the
제2 스위칭 신호는 교류전원(20)의 제1 영전압점을 기준으로 위상의 변화가 없어 스위칭 신호가 지속적으로 온 상태이다.Since the second switching signal has no phase change with respect to the first zero voltage point of the
제3 스위칭 신호는 교류전원(20)의 제1 영전압점을 기준으로 끝부분의 위상을 절단하여 절단된 구간동안만 스위칭 신호가 오프 상태이므로, 제1 영전압점에서 절단된 구간 이전까지는 온 상태이다가 절단된 구간에서 오프 상태가 되는 것으로, 트레일링에지 제어파형이다.
The third switching signal is in an on state until the section is cut off at the first zero voltage point because the switching signal is turned off only during a section cut by cutting a phase of an end portion based on the first zero voltage point of the
송신기(200)에 교류전원(20)이 입력되면 제1 제어부(250)에 제1 영전압 검출부(230)에 의해 검출된 상기 교류전원(20)의 제1 영전압점이 입력된다.When the
이때, 제1 제어부(250)에는 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 제1 스위칭 신호, 온 상태로 유지되는 제2 스위칭 신호 및 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 제3 스위칭 신호가 저장되고, 제1 스위칭 신호, 제2 스위칭 신호, 제3 스위칭 신호 각각은 개시비트 또는 이진수 1 또는 이진수 0과 각각 매칭되도록 설정된다.In this case, the
예를 들어, 이진수 1에는 제1 스위칭 신호가 매칭되고, 이진수 0에는 제2 스위칭 신호가 매칭되고, 개시비트에는 제3 스위칭 신호가 매칭된다고 가정했을 경우, 제1 제어부(250)는 통신부(210)에 이진수 1이 입력되면 상기 이진수 1에 대응되는 제1 스위칭 신호를 스위칭부(240)에 출력한다.For example, when it is assumed that the first switching signal is matched to
스위칭부(240)는 제1 스위칭 신호에 따라 오프 상태인 구간에서는 교류전원(20)을 차단시키고, 온 상태인 구간에서는 교류전원(20)을 통과시키고, 교류전원(20)에 이진수 1을 입혀 생성된 변형 교류전원을 수신기(350)로 출력한다.The
수신기 내 제2 영전압 검출부(330)는 변형 교류전원의 제2 영전압점을 검출하고, 제2 영전압점 신호를 제2 제어부(320)에 전송한다.The second zero
이때, 제2 제어부(320)에는 제2 영전압점을 기준으로 판단해야할 반주기가 미리 지정된다.In this case, the
예를 들어, 제2 제어부(320)에 변형 교류전원의 반주기를 기준으로 판단하도록 지정된 경우, 제2 제어부(320)는 변형 교류전원이 입력되면 제2 영전압점을 검출하여 제2 영전압점을 기준으로 반주기가 끝나는 시점에 판단한다.For example, when the
즉, 제2 제어부(320)는 변형 교류전원이 입력되고 제2 영전압점 신호가 검출될 때마다 온오프 상태를 판독하고, 반주기가 끝나는 시점의 온오프 상태를 판독하여 온 상태에서 오프 상태로 또는 오프에서 온 상태로 또는 오프 상태로 유지되었는지를 감지하여 그에 따라 각각의 수신 데이터패킷을 도출한다.That is, the
또한, 제2 제어부(320)는 변형 교류전원의 제2 영전압점을 기준으로 개시비트와 매칭된 스위칭 신호가 입력된 경우에만 동작한다.In addition, the
예를 들어, 변형 교류전원은 제2 영전압점을 기준으로 제2 영전압점 신호가 오프 상태이다가 온 상태가 되는 경우, 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 시점이 데이터 개시점이다.
For example, in the modified AC power source, when the second zero voltage point signal is turned on from the off state based on the second zero voltage point, the modified AC power source is a data start point.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치의 수신기(350)에 출력되는 변형 교류전원의 실시예를 보여주는 도면이다.7 is a view showing an embodiment of a modified AC power output to the
이하, 송신기(200)에 교류전원(20)이 입력되고 외부 단말로부터 데이터패킷 10100101이 입력되고, 제1 제어부(250)에는 제1 스위칭 신호 및 제3 스위칭 신호는 이진수 1과 매칭되고, 제2 스위칭 신호는 이진수 0과 매칭되도록 설정되고, 제2 제어부(320)에는 제2 영전압점을 기준으로 반주기 구간을 판독하도록 설정된 경우를 예로 설명한다.Hereinafter, the
도 7을 참조하면, 제2 제어부(320)에 개시비트(S)를 시작으로 인지하고, 여기서 개시비트는 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 온 상태에서 오프 상태로 전환되거나 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 스위칭 신호와 매칭된다. 즉, 개시비트는 트레일링에지 제어파형 또는 리딩에지 제어파형과 대응된다. Referring to FIG. 7, the
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 경우로, 제1 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 1이 검출된다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half cycle based on the second zero voltage point is switched from the off state to the on state, the
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태로 유지되는 경우로, 제2 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 0이 검출된다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half period with respect to the second zero voltage point remains off, a
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 경우로, 제1 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 1이 검출된다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half cycle based on the second zero voltage point is switched from the off state to the on state, the
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태로 유지되는 경우로, 제2 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 0이 검출된다. 그 다음 이진수 0 또한 같은 과정으로 인한 비트값이다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half period with respect to the second zero voltage point remains off, a
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 경우로, 제3 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 1이 검출된다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half cycle based on the second zero voltage point is switched from the on state to the off state, the
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태로 유지되는 경우로, 제2 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 0이 검출된다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half period with respect to the second zero voltage point remains off, a
그 다음, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 경우로, 제3 스위칭 신호와 매칭된 비트값 이진수 1이 검출된다.Then, in the case where the second zero voltage point signal during the half cycle based on the second zero voltage point is switched from the on state to the off state, the
이와 같이 이진수 1은 제1 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호와 매칭된 비트값으로, 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 온 상태에서 오프 상태로 전환되거나 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 경우에 출력된다. 이진수 0은 제2 스위칭 신호와 매칭되어 제2 영전압점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태로 유지되는 경우에 출력된다.As described above, the
즉, 개시비트는 리딩에지 제어파형 또는 트레일링에지 제어파형에 대응되고, 전송하고자 하는 데이터는 이진수로 변환되어 나머지 위상각 제어파형을 이진수 1 또는 이진수 0에 대응되도록 하고, 위상각을 조절하지 않은 파형은 위상각을 조절한 파형의 이진수(10100101) 값의 보수(01011010)에 대응되도록 하여 순차적으로 공급하여 수신 데이터패킷을 직렬 전송한다.
That is, the start bit corresponds to the leading edge or trailing edge control waveform, and the data to be transmitted is converted into binary so that the remaining phase angle control waveform corresponds to binary 1 or
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.
100: 데이터 전송 방법 200: 송신기
210: 통신부 230: 제1 영전압 검출부
240: 스위칭부 250: 제1 제어부
350: 수신기 310: 저장부
320: 제2 제어부 330: 제2 영전압 검출부
10: 데이터패킷 20: 교류전원
30: 외부통신망100: data transmission method 200: transmitter
210: communication unit 230: first zero voltage detection unit
240: switching unit 250: first control unit
350: receiver 310: storage
320: second control unit 330: second zero voltage detection unit
10: data packet 20: AC power
30: external communication network
Claims (10)
(b) 송신기 내 제1 영전압점 검출부가 교류전원을 입력받고, 입력된 교류전원의 제1 영전압점을 검출하는 단계;
(c) 송신기 내 제1 제어부에 오프 상태에서 온 상태로 되는 제1 스위칭 신호, 온 상태가 지속되는 제2 스위칭 신호, 온 상태에서 오프 상태로 되는 제3 스위칭 신호가 각각 개시비트, 이진수 1비트, 이진수 0비트에 임의적으로 미리 매칭되어 저장되어 있고, 제1 영전압 검출부로부터 제1 영전압점을 파악하고, 통신 개시시 제1 영전압점이 검출되면 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 스위칭부에 인가하고, 그 다음 제1 영전압점이 검출될 때마다 송신대상 데이터패킷을 이루는 비트값에 매칭된 해당 스위칭 신호를 순차적으로 스위칭부에 인가하는 단계;
(d) 송신기 내 스위칭부가 상기 교류전원을 입력받고, 상기 제1 제어부로부터 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호를 인가받아 상기 제1 스위칭 신호 내지 제3 스위칭 신호가 온 상태일 경우에는 상기 교류전원을 통과시키고, 오프 상태일 경우에는 상기 교류전원을 차단시켜 생성된 변형 교류전원을 출력하는 단계;
(e) 수신기 내 제2 영전압 검출부가 상기 스위칭부로부터 출력된 변형 교류전원을 수신하여 제2 영전압점을 순차적으로 검출하여 제2 제어부에 전송하는 단계; 및
(f) 제2 제어부가 상기 제2 영전압점을 순차적으로 수신하고, 상기 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우는 상기 제3 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우는 제2 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우는 제1 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하여, 각 판독된 비트값을 순차적으로 취합한 수신 데이터패킷을 출력하는 단계; 를 포함하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법.
(a) receiving, by the transmitter, a data packet to be transmitted and an AC power source including a binary 1 bit and a binary 0 bit;
(b) receiving, by the first zero voltage point detector, an AC power source in the transmitter and detecting a first zero voltage point of the input AC power;
(c) A first switching signal that is turned on from an off state, a second switching signal that remains on, and a third switching signal that is turned off from an on state are respectively a start bit and a binary number 1 bit to a first control unit in the transmitter. If the first zero voltage point is detected from the first zero voltage detector, and the first zero voltage point is detected at the start of communication, the switching signal matched to the start bit is applied to the switching unit. And sequentially applying a corresponding switching signal matched to a bit value constituting the data packet to be transmitted each time the first zero voltage point is detected;
(d) when the switching unit in the transmitter receives the AC power and receives the first to third switching signals from the first controller, the AC to third switching signals are on. Passing through and outputting the alternating alternating current power generated by shutting off the alternating current power in the off state;
(e) receiving, by the second zero voltage detection unit, a modified AC power output from the switching unit, sequentially detecting the second zero voltage point and transmitting the same to the second controller; And
(f) a second control unit sequentially receives the second zero voltage point, and whenever the second zero voltage point is detected, the second zero voltage point signal during the half cycle based on the time is maintained in the off state; In the case of reading the bit value previously matched to the third switching signal, and in the case of maintaining the off state continuously, in the case of reading the bit value previously matched to the second switching signal, and in the off state Reading the bit values matched to the first switching signal in advance and outputting a received data packet in which each read bit value is sequentially collected; Data communication method using phase angle control of the AC power supply including a.
상기 제2 제어부에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법.
The method of claim 1, wherein the half period,
The data communication method using phase angle control of the AC power source, which is stored in advance in the second control unit.
개시 비트에는 제1 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호가 매칭되고, 이진수 1비트 및 이진수 0비트에는 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 제외한 나머지 2개의 스위칭 신호가 각각 임의적으로 매칭되는 것을 특징으로 하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법.
The method of claim 1, wherein the step (c)
The first switching signal or the third switching signal is matched to the start bit, and the other two switching signals except the switching signal matched to the start bit are arbitrarily matched to the binary 1 bit and the binary 0 bit, respectively. Data communication method using phase angle control of the.
N채널 트랜지스터로서 드레인단은 상기 교류전원과 전기적으로 연결되고, 소스단은 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 제1 노드에 전기적으로 연결되는 제1 FET(Q1);
N채널 트랜지스터로서 소스단은 상기 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되며, 드레인단으로 변형 교류전원이 출력되는 제2 FET(Q2);
제1단은 제1 직류전원(Vcc)에 연결된 제1 저항에 전기적으로 연결되고, 제2단은 상기 제1 제어부의 스위칭신호 출력단과 전기적으로 연결되고, 제3단은 제2 직류전원(Vdd)에 연결된 제2 저항과 전기적으로 연결되고, 제4단은 제2 접지단과 전기적으로 연결되어, 제1단에서 제2단으로 전류가 흐르면 제3단에서 제4단으로 전류가 도통되는 포토 커플러(OP1);
상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 제너 다이오드; 및
상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 콘덴서;를 포함하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법.
The apparatus of claim 1,
A first FET Q1 having an N-channel transistor having a drain terminal electrically connected to the AC power source, a source terminal electrically connected to a first ground terminal, and a gate terminal electrically connected to a first node;
A second FET Q2 as an N-channel transistor, a source terminal of which is electrically connected to the first ground terminal, a gate terminal of which is electrically connected to the first node, and a modified AC power source is output to a drain terminal;
The first stage is electrically connected to a first resistor connected to the first DC power supply (Vcc), the second stage is electrically connected to a switching signal output terminal of the first controller, and the third stage is a second DC power supply (Vdd). Photocoupler electrically connected to the second resistor connected to the second resistor, and the fourth end is electrically connected to the second ground terminal, so that current flows from the third stage to the fourth stage when current flows from the first stage to the second stage. (OP1);
A zener diode electrically connected between the first node and a second ground terminal; And
And a capacitor electrically connected between the first node and a second ground terminal.
상기 제1 내지 제3 스위칭 신호는, 온 상태의 전압 크기는 상기 제1 직류전원의 크기와 동일하게 하며, 오프 상태의 전압 크기는 상기 제1 노드의 전압 크기가 상기 제1 접지단의 전압 크기와 동일하게 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법.
5. The method of claim 4,
In the first to third switching signals, the voltage level in the on state is the same as that of the first DC power, and the voltage level in the off state is equal to the voltage level of the first ground terminal. A data communication method using phase angle control of an AC power supply, which is set in the same manner as in the previous.
상기 스위칭부로부터 출력된 변형 교류전원을 수신하여 제2 영전압점을 순차적으로 검출하는 제2 영전압 검출부; 및 상기 제2 영전압점을 순차적으로 수신하고, 상기 제2 영전압점이 검출될 때마다 그 시점을 기준으로 반주기 동안의 제2 영전압점 신호가 오프 상태에서 온 상태를 유지하는 경우는 상기 제3 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 오프 상태를 지속적으로 유지하는 경우는 제2 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하고, 온 상태에서 오프 상태를 유지하는 경우는 제1 스위칭 신호에 미리 매칭된 비트값으로 판독하여, 각 판독된 비트값을 순차적으로 취합한 수신 데이터패킷을 출력하는 제2 제어부;를 포함하는 수신기; 를 포함하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치.
A first zero voltage detector configured to receive an AC power and detect a first zero voltage point of the input AC power; Receiving a transmission target data packet consisting of a binary 1 bit and a binary 0 bit from the outside, a first switching signal to be turned on in an off state, a second switching signal to be kept in an on state, and a third switching to be turned off from an on state The signal is randomly pre-matched and stored in the start bit, the binary 1 bit, and the binary 0 bit, respectively, and the first zero voltage detector detects the first zero voltage point. A first control unit which applies the matched switching signal to the switching unit, and sequentially applies the corresponding switching signal matched to the bit value constituting the data packet to be transmitted each time the first zero voltage point is detected; And receiving the AC power and passing the AC power when the first to third switching signals are turned on by receiving the first to third switching signals from the first controller. In one case, a transmitter comprising a switching unit for outputting the alternating AC power generated by blocking the AC power;
A second zero voltage detector configured to receive a modified AC power output from the switching unit and sequentially detect a second zero voltage point; And receiving the second zero voltage point sequentially, and when the second zero voltage point signal is maintained in the off state from the off state for a half period based on the time point when the second zero voltage point is detected, the third switching. Read with a bit value pre-matched to the signal, and read with a bit value pre-matched to the second switching signal in case of maintaining the off state continuously, and read in advance with the first switching signal in case of keeping the off state in the on state A second controller configured to read a matched bit value and output a received data packet in which each read bit value is sequentially collected; Data communication device using phase angle control of the AC power supply including a.
상기 제2 제어부에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치.
The method according to claim 6, wherein the half period,
A data communication device using phase angle control of an AC power source, which is stored in advance in the second control unit.
개시 비트에는 제1 스위칭 신호 또는 제3 스위칭 신호가 매칭되고, 이진수 1비트 및 이진수 0비트에는 개시 비트에 매칭된 스위칭 신호를 제외한 나머지 2개의 스위칭 신호가 각각 임의적으로 매칭되는 것을 특징으로 하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치.
The method of claim 6, wherein the first control unit,
The first switching signal or the third switching signal is matched to the start bit, and the other two switching signals except the switching signal matched to the start bit are arbitrarily matched to the binary 1 bit and the binary 0 bit, respectively. Data communication apparatus using phase angle control of the.
N채널 트랜지스터로서 드레인단은 상기 교류전원과 전기적으로 연결되고, 소스단은 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 제1 노드에 전기적으로 연결되는 제1 FET(Q1);
N채널 트랜지스터로서 소스단은 상기 제1 접지단과 전기적으로 연결되고, 게이트단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되며, 드레인단으로 변형 교류전원이 출력되는 제2 FET(Q2);
제1단은 제1 직류전원(Vcc)에 연결된 제1 저항에 전기적으로 연결되고, 제2단은 상기 제1 제어부의 스위칭신호 출력단과 전기적으로 연결되고, 제3단은 제2 직류전원(Vdd)에 연결된 제2 저항과 전기적으로 연결되고, 제4단은 제2 접지단과 전기적으로 연결되어, 제1단에서 제2단으로 전류가 흐르면 제3단에서 제4단으로 전류가 도통되는 포토 커플러(OP1);
상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 제너 다이오드; 및
상기 제1 노드와 제2 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 콘덴서;를 포함하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치.
The method of claim 6, wherein the switching unit,
A first FET Q1 having an N-channel transistor having a drain terminal electrically connected to the AC power source, a source terminal electrically connected to a first ground terminal, and a gate terminal electrically connected to a first node;
A second FET Q2 as an N-channel transistor, a source terminal of which is electrically connected to the first ground terminal, a gate terminal of which is electrically connected to the first node, and a modified AC power source is output to a drain terminal;
The first stage is electrically connected to a first resistor connected to the first DC power supply (Vcc), the second stage is electrically connected to a switching signal output terminal of the first controller, and the third stage is a second DC power supply (Vdd). Photocoupler electrically connected to the second resistor connected to the second resistor, and the fourth end is electrically connected to the second ground terminal, so that current flows from the third stage to the fourth stage when current flows from the first stage to the second stage. (OP1);
A zener diode electrically connected between the first node and a second ground terminal; And
And a capacitor electrically connected between the first node and a second ground terminal.
상기 제1 내지 제3 스위칭 신호는, 온 상태의 전압 크기는 상기 제1 직류전원의 크기와 동일하게 하며, 오프 상태의 전압 크기는 상기 제1 노드의 전압 크기가 상기 제1 접지단의 전압 크기와 동일하게 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 장치.
10. The method of claim 9,
In the first to third switching signals, the voltage level in the on state is the same as that of the first DC power, and the voltage level in the off state is equal to the voltage level of the first ground terminal. A data communication device using phase angle control of an AC power supply, which is set in the same manner as in the previous.
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