KR101384709B1 - 서미스터를 활용한 모니터링 방법 및 이를 위한 시스템 - Google Patents

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KR101384709B1 KR1020120126970A KR20120126970A KR101384709B1 KR 101384709 B1 KR101384709 B1 KR 101384709B1 KR 1020120126970 A KR1020120126970 A KR 1020120126970A KR 20120126970 A KR20120126970 A KR 20120126970A KR 101384709 B1 KR101384709 B1 KR 101384709B1
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이재경
김수영
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 모니터링 시스템은 복수의 설비 모듈 각각에 하나씩 탑재되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 서미스터; 상기 서미스터와 제어 수단을 연결하여 입력을 전달하는 와이어(Wire); 및 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단 전압을 센싱하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어 수단;을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 모니터링 방법은 상기 제어 수단이, 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단의 전압을 센싱하는 단계; 및 상기 제어 수단이 센싱된 전압값과 임계 전압값을 비교하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 단계;를 포함한다.

Description

서미스터를 활용한 모니터링 방법 및 이를 위한 시스템{Monitoring Methods Using A Thermistor And System Therefor}
본 발명은 서미스터를 활용한 모니터링 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
서미스터(Thermistor)란 Thermally Sensitive Resistor를 단축한 명칭으로 일종의 감온저항기라고 할 수 있다. 즉, 온도에 따라 저항이 변하는 모든 소자를 말하는데, 일반적으로 부특성(NTC) 서미스터와 정특성(PTC) 서미스터로 나눌 수 있다.
NTC(Negative Thermal Coefficient) 서미스터는 온도 상승에 따라 전기 저항 값이 감소하는 것을 이용한 소자이며, PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터는 반대로 온도 상승에 따라 전기 저항 값이 증가하는 것을 이용한 소자이다.
상기 PTC 서미스터는 망간, 코발트, 니켈 등의 산화물을 합성하여 만든 저항체로서 상기와 같은 특성을 이용하여 과열보호장치, 과전류 보호장치, 화재 경보기, 냉장고와 같은 자동제어분야에서 사용한다.
종래의 모니터링 시스템은 다수의 특정 설비 모듈, 예를 들어 울트라 캐피시터(ULTRA CAPACITOR) 모듈 내부의 온도를 모니터링하기 위해 상기 PTC 서미스터를 활용하여 상기 모듈 내부의 온도를 측정하며, 이 측정된 온도를 제어수단으로 전달하기 위해 상기 서미스터와 상기 제어수단 사이에 와이어(Wire)를 연결한다.
하지만 상기 시스템의 구성상 상기 와이어는 다수의 서미스터에 개별적으로 연결됨으로 그 구성이 복잡해 지는 문제점이 있다. 즉, 모듈의 개수가 N개일 경우 서미스터와 제어수단을 연결하는 와이어는 2N개가 되어 그 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 그 내부에 각각 서미스터를 구비하는 복수의 설비 모듈과 제어수단을 연결하는 연결 구조를 단순화하여 상기 복수의 설비 모듈 내부 온도의 이상 여부를 모니터링할 수 있는 서미스터를 활용한 모니터링 방법 및 이를 위한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 시스템은, 복수의 설비 모듈 각각에 하나씩 탑재되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 서미스터; 상기 서미스터와 제어 수단을 연결하여 입력을 전달하는 와이어(Wire); 및 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단 전압을 센싱하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어 수단;을 포함할 수 있다.
상기 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압에 연결된 기준 저항에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지될 수 있다.
상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값도 증가하는 정특성을 갖는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터일 수 있다.
상기 제어 수단은, 상기 센싱된 전압값이 임계 전압값보다 큰 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어 수단은, 상기 센싱된 전압값이 상기 공급 전압과 같은 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈의 하네스 조립 불량인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어 수단은, 시스템을 제어하기 위한 전용 프로세스인 MCU(Micro Controller Unit)일 수 있다.
대안적으로 상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하는 부특성을 갖는 NTC(Negative Thermal Coefficient) 서미스터일 수 있다.
대안적으로 상기 제어수단은, 상기 센싱된 전압값이 임계 전압값보다 작은 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게 상기 설비 모듈은, 울트라 캐패시터(ULTRA CAPACITOR)일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 방법은, 상기 제어 수단이 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터 양 끝단의 전압을 센싱하는 단계; 및 상기 제어 수단이 센싱된 전압값과 임계 전압값을 비교하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값도 증가하는 정특성을 갖는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터이고, 상기 판단하는 단계는, 상기 센싱된 전압값이 임계 전압값보다 큰 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 센싱된 전압값이 상기 공급 전압과 같은 경우 상기 복수의 모듈 중 임의의 모듈의 하네스 조립 불량인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 설비 모듈 내 서미스터를 직렬로 연결함으로써 입력을 전달하는 와이어(Wire)의 구성을 단순화시키는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 시스템의 임의의 설비 모듈 내부 온도가 정상일 경우의 회로를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 시스템의 임의의 설비 모듈 내부 온도가 고온일 경우의 회로를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 시스템에서 임의의 설비 모듈 이후 하네스 조립 불량시 회로를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터를 활용한 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터(110)를 활용한 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 서미스터(110)를 활용한 모니터링 시스템은, 복수의 서미스터(110), 와이어(Wire)(200) 및 제어 수단(300)을 포함한다.
상기 서미스터(110)는 설비 모듈(100) 내부 온도를 모니터링하기 위해 각 설비 모듈(100)당 1개가 내장된다. 그리고 상기 설비 모듈(100) 내의 서미스터(110)들은 서로 직렬로 연결되어 양 끝단이 상기 제어 수단(300)에 와이어(Wire)(200)로 연결될 수 있다.
상기 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압에 연결된 기준 저항에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지될 수 있다. 이에 관해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 자세히 후술한다.
상기 설비 모듈(100) 각각에 내장되는 서미스터(110)들을 직렬 연결함으로써 서미스터(110)들과 제어 수단(300)을 연결하는 와이어(Wire)(200)는 단 2개만 필요하게 됨으로써 그 구성이 단순화될 수 있다.
바람직하게 상기 설비 모듈(100)은 울트라 캐피시터(ULTRA CAPACITOR) 또는 배터리일 수 있다.
바람직하게 상기 서미스터(110)는, 온도가 증가함에 따라 저항값도 증가하는 정특성을 갖는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터일 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 온도 상승에 따라 전기 저항값이 감소하는 NTC(Negative Thermal Coefficient) 서미스터일 수도 있다.
상기 제어 수단(300)은 직렬로 연결된 복수의 서미스터(110)의 양 끝단 전압을 센싱하여 전달된 입력을 판단해 임의의 설비 모듈(100) 내부의 고온 여부를 판단한다.
바람직하게 특정 시스템을 제어하기 위한 전용 프로세서인 MCU(Micro Controller Unit)가 사용될 수 있다.
상기 제어 수단(300)은 설비 모듈(100)들의 정상 유무를 판단하기 위한 임계 전압값을 저장하고, 직렬로 연결된 복수의 서미스터(110)의 양 끝단의 센싱 전압값이 상기 임계 전압값과 같으면 정상으로 판단하고, 센싱 전압값이 상기 임계 전압값과 크거나 작으면 임의의 설비 모듈(110) 내부의 온도가 고온인 것으로 판단한다.
바람직하게, 상기 임계 전압값은 설비 모듈(100)들의 내부 온도가 정상일 때의 센싱 전압값이다.
서미스터(110)로써 정특성을 갖는 PTC 서미스터가 사용되었을 때, 센싱 전압값이 임계 전압값보다 큰 경우 임의의 설비 모듈(110) 내부의 온도가 고온인 것으로 판단한다.
대안적으로 서미스터(110)로써 부특성을 갖는 NTC 서미스터가 사용되었을 때, 센싱 전압값이 임계 전압값보다 작은 경우 임의의 설비 모듈(110) 내부의 온도가 고온인 것으로 판단한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서미스터(110)를 활용한 모니터링 시스템의 임의의 설비 모듈(100) 내부 온도가 정상일 경우의 회로를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서미스터(110)를 활용한 모니터링 시스템의 임의의 설비 모듈(100) 내부 온도가 고온일 경우의 회로를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서미스터(110)를 활용한 모니터링 시스템에서 임의의 설비 모듈(100)의 하네스 조립 불량시 회로를 나타낸 도면이다
도 2 내지 도 4를 참조한 실시예는 서미스터로서 정특성을 갖는 PTC 서미스터를 사용하였을 때의 일 실시예이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 설비 모듈(100) 내의 서미스터(110)들은 서로 직렬로 연결되고 직렬로 연결된 서미스터의 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압(VCC)에 연결된 기준 저항(Rref)에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지된다.
도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 설비 모듈(100)들의 내부 온도가 정상일 경우의 전체 저항값과 센싱 전압값은 아래의 수학식 1에 의해 계산된다.
Figure 112012092405298-pat00001
여기서 RN은 N 모듈(100)에서의 저항값, Rtotal Normal은 설비 모듈(100) 각각의 내부 온도가 정상일 경우 전체 저항값, VCC는 공급 전압, Vsen Normal은 정상 상태일 때의 센싱 전압값(임계 전압값), Rref는 기준 저항이다.
제어 수단(300)은 직렬 연결된 서미스터(110)의 양 끝단의 전압을 센싱하였을 때 그 센싱 전압값이 미리 설정된 임계 전압값과 같으므로, 설비 모듈(100)들의 내부 온도가 정상인 것으로 판단한다.
도 3을 참조하면, 다수의 설비 모듈(100) 중 임의의 설비 모듈의 내부 온도가 고온일 경우 전체 저항값과 센싱 전압값은 아래의 수학식 2에 의해 계산된다.
Figure 112012092405298-pat00002
여기서 RN은 N 모듈(100)에서의 저항값, Rtotal high Temp 은 임의의 설비 모듈(100) 내부 온도가 고온일 경우 전체 저항값, VCC는 공급 전압, Vsen high Temp는 임의의 설비 모듈(100) 내부 온도가 고온일 경우 측정된 센싱 전압값, Vsen Normal는 임계전압값, Rref는 기준 저항이다.
제어 수단(300)은 직렬 연결된 서미스터(110)의 양 끝단의 전압을 센싱하였을 때 그 센셍 전압값이 미리 설정된 임계 전압값보다 크기 때문에, 다수의 설비 모듈(100) 중 임의의 설비 모듈(100)의 내부 온도가 고온인 것으로 판단한다.
도 4를 참조하면, 다수의 설비 모듈(100) 중 임의의 설비 모듈(100)의 하네스 조립 불량일 경우 측정된 센싱 전압값은 아래의 수학식 3에 의해 계산된다.
Figure 112012092405298-pat00003
여기서 Vsen connecting error는 임의의 설비 모듈(100)의 하네스 조립 불량시 측정된 센싱 전압값, VCC는 공급전압이다.
복수의 설비 모듈(100)의 조립 과정 또는 조립 이후 하네스 조립 불량이 발생하게 되면, 측정된 센싱 전압값은 공급 전압과 같게 되고, 제어 수단(300)은 센싱 전압값이 공급 전압과 같으므로 하네스 조립 불량으로 판단한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 시스템의 서미스터(110)를 활용한 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
설비 모듈(100) 각각에는 서미스터(110)가 내장되고 각 서미스터(110)는 서로 직렬 연결되며, 직렬로 연결된 서미스터의 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압(VCC)에 연결된 기준 저항(Rref)에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지된다. 제어 수단은 상기 제 1 끝단과 상기 제 2 끝단의 전압을 센싱한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어 수단(300)은 상기 제 1 끝단과 상기 제 2 끝단의 전압을 센싱한다(S100). 그리고 제어 수단(300)은 그 센싱된 센싱 전압값과 임계 전압값을 비교한다(S200).
제어 수단(300)은 센싱 전압값이 임계 전압값과 같으면 설비 모듈(100)들의 내부 온도는 정상인 것으로 판단한다(S400).
반면, 상기 센싱 전압값이 임계 전압값보다 크면 임의의 설비 모듈(100) 내부가 고온인 것으로 판단한다(S500).
상기 센싱 전압값이 공급전압과 같으면 임의의 설비 모듈(100)의 하네스 조립이 불량인 것으로 판단한다(S300).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 설비 모듈
110 : PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터
200 : 와이어(Wire) 300 : 제어 수단

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 복수의 설비 모듈 각각에 하나씩 탑재되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 서미스터로서, 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압에 연결된 기준 저항에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지되는 상기 복수의 서미스터;
    상기 서미스터와 제어 수단을 연결하여 입력을 전달하는 와이어(Wire); 및
    상기 양 끝단의 전압을 센싱하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어 수단;을 포함하고,
    상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값도 증가하는 정특성을 갖는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터이고,
    상기 제어 수단은,
    상기 센싱된 전압값이 임계 전압값보다 큰 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템.
  5. 복수의 설비 모듈 각각에 하나씩 탑재되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 서미스터로서, 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압에 연결된 기준 저항에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지되는 상기 복수의 서미스터;
    상기 서미스터와 제어 수단을 연결하여 입력을 전달하는 와이어(Wire); 및
    상기 양 끝단의 전압을 센싱하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어 수단;을 포함하고,
    상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값도 증가하는 정특성을 갖는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터이고,
    상기 제어 수단은,
    상기 센싱된 전압값이 상기 공급 전압과 같은 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈의 하네스 조립 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    시스템을 제어하기 위한 전용 프로세서인 MCU(Micro Controller Unit)인 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템.
  7. 삭제
  8. 복수의 설비 모듈 각각에 하나씩 탑재되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 서미스터로서, 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단 중 제 1 끝단은 공급 전압에 연결된 기준 저항에 직렬 연결되고, 제 2 끝단은 접지되는 상기 복수의 서미스터;
    상기 서미스터와 제어 수단을 연결하여 입력을 전달하는 와이어(Wire); 및
    상기 양 끝단의 전압을 센싱하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어 수단;을 포함하고,
    상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하는 부특성을 갖는 NTC(Negative Thermal Coefficient) 서미스터이고,
    상기 제어 수단은,
    상기 센싱된 전압값이 임계 전압값보다 작은 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템.
  9. 제 4 항, 제 5항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 설비 모듈은,
    울트라 캐패시터인 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템.
  10. 복수의 설비 모듈 각각에 하나씩 탑재되고 서로 직렬로 연결되는 복수의 서미스터; 및 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단 전압이 연결된 제어 수단;을 포함하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템의 모니터링 방법에 있어서,
    상기 제어 수단이, 상기 직렬로 연결된 복수의 서미스터의 양 끝단의 전압을 센싱하는 단계; 및
    상기 제어 수단이, 센싱된 전압값과 임계 전압값을 비교하여 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈의 이상 유무를 판단하는 단계;를 포함하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템의 모니터링 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 서미스터는, 온도가 증가함에 따라 저항값도 증가하는 정특성을 갖는 PTC(Positive Thermal Coefficient) 서미스터이고,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 센싱된 전압값이 임계 전압값보다 큰 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의 모듈에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템의 모니터링 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 센싱된 전압값이 상기 복수의 서미스터로 공급되는 공급 전압과 같은 경우 상기 복수의 설비 모듈 중 임의의 모듈의 하네스 조립 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 서미스터를 활용한 모니터링 시스템의 모니터링 방법.

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JP2005140397A (ja) 2003-11-06 2005-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度検知機能付き加熱調理装置とそのプログラム
JP2006029278A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Kiko Kagi Kofun Yugenkoshi 放熱ファンの複合式温度制御回路

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