KR101506201B1

KR101506201B1 - 휴대용기기의 충전이 가능한 인터페이스장치

Info

Publication number: KR101506201B1
Application number: KR1020140083882A
Authority: KR
Inventors: 연영모; 유동석; 정철호
Original assignee: (주)메티스
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2015-03-26

Abstract

본 발명은 휴대용기기의 충전이 가능한 인터페이스장치에 관한 것이다.
본 발명은 산업현장에서 피엘시와 연결되어 다수의 설비들로부터 데이터를 수집하고 신호를 전달하는 인터페이스가 설치된 케이스에 유도전류로 설비의 모니터링을 할 수 있는 휴대용기기를 무선으로 충전할 수 있는 무선충전부와 충전거치부를 형성함으로써, 휴대용기기를 상기 케이스에 형성된 충전거치부로 거치하여 간단하게 충전할 수 있어 상기 휴대용기기를 충전하기 위하여 별도의 충전장소로 이동하지 않고도 현장에서 바로 충전하여 사용할 수 있는 편리함을 제공함은 물론, 현장 또는 설비에 충전을 위한 별도의 배선 작업을 하지 않아도 되므로 현장이나 설비의 배선 및 작업을 간소화할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

휴대용기기의 충전이 가능한 인터페이스장치{CHARGEABLE INTERFACE UNIT OF PORTABLE TERMINAL}

본 발명은 휴대용기기의 충전이 가능한 인터페이스장치에 관한 것으로, 상세하게는 산업현장에서 각종 설비의 각종 신호전달 및 데이터를 수집하는 각종 입출력 슬롯과 포트가 내측에 구비된 케이스에 설비를 모니터링하는 휴대용기기를 충전할 수 있는 수단을 구비함으로써, 상기 휴대용기기의 사용에 편리함을 주도록 한 휴대용기기의 충전이 가능한 인터페이스장치에 관한 것이다.

산업현장에서 각종 설비의 자동화를 위해 피엘시(PLC:Programmable Logic Controller)를 사용하고 있으며, 상기 피엘시(PLC)는 생산라인의 주변장치들을 효율적으로 제어할 수 있는 기능을 내장하여 외부 부하, 즉 각종 근접 센서, 온도센서, 솔레노이드 밸브 및 모터 등을 일정한 시퀀스로 움직이게 하여 작업을 수행하고, 이더넷과 같은 통신수단을 통해 상위 컴퓨터 등과 접속하여 공장 자동화 또는 무인 공장 자동화를 가능케 한다.

그리고 상기 피엘시에 의해 제어되는 다수의 설비에는 기기의 작동 상태를 표시하는 디스플레이수단 및 제어가능한 입력수단이 구비된 에이치엠아이(HMI;Human Machine Interface)를 연결하여 작업자가 에이치엠아이의 디스플레이수단을 통해 다수의 설비에 작동상태를 모니터링하도록 되어 있다.

그러나 현장에서 다수의 설비의 작동상태를 모니터링하기 위해서는 작업자가 에이치엠아이가 있는 곳으로 가서 모니터링을 하여야 하기 때문에 수시로 왔다갔다하여야 하는 번거로움이 있다.

그래서 최근에는 상기 에이치엠아이에 블루투스를 지원하는 휴대폰, 테블렛 등과 같은 휴대용기기로 이용하여 상기 에이치엠아이와 무선으로 현장에서 다수의 설비의 작동상태를 바로 모니터링을 할 수 있도록 하고 있으나, 상기 휴대용기기는 전원으로 충전배터리를 사용하는 관계로 사용시간이 제한되어 수시로 배터리 충전상태를 체크하면서 사용하여야 하고, 간혹 배터리가 충전되어 있지 않거나 다 소모된 경우에는 재충전하지 않으면 사용할 수 없는 문제점이 있다.

그럼에도 불구하고 현장에서는 설비를 모니터링 하는 휴대용기기를 충전할 수 있는 수단이 구비되어 있지 않아 상기 휴대용기기의 충전시 작업자는 현장으로부터 벗어나 충전할 수 있는 곳으로 가서 충전하여야 하는데 이때 현장에는 설비의 특수성 및 보안상의 이유로 휴대용기기의 반입, 반출이 제한되게 되어 더욱더 상기 휴대용기기를 충전하여 사용하는데 어려움이 있다.

물론 현장에서 다수의 설비로 공급되는 전원단으로부터 충전을 할 수 있는 별도의 충전용 배선을 설치할 수도 있으나, 현장에는 설비와 피엘시 간에 많은 입출력모듈 및 케이블들로 복잡하게 연결되어 있어 이에 추가적으로 충전을 위한 별도의 배선 작업을 한다는 것은 그만큼 현장을 복잡하게 만드는 문제점을 가지게 되었다.

상기 문제점을 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 산업현장에 설비의 작동상태를 모니터링하는 휴대용기기를 충전할 수 있는 수단을 구비하여, 상기 휴대용기기를 현장으로부터 벗어나지 않고 간편하게 충전하여 사용할 수 있도록 하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단은 다수의 설비들과 데이터 및 신호를 송수신하는 입출력 슬롯들과 포트들이 설치되고 측벽에 외측으로 노출되는 개구부를 구비하는 케이스,
상기 케이스의 개구부에 설치되는 투명재질의 보호판,
상기 보호판 내측에 설치되어 상기 보호판을 통과하는 전자기파를 출력시키는 1차코일과 상기 1차코일에 전원을 공급하는 교류발생회로로 이루어지는 무선충전부,
상기 케이스의 외측에 설치되어 상기 무선충전부로부터 발생하는 전자기파로 충전되는 휴대용기기를 거치하는 충전거치부를 포함하고,
상기 휴대용기기는 상기 무선충전부의 상기 1차코일과 유도결합에 의해 전자기파를 수신하여 유도전류를 발생하는 2차코일, 상기 2차코일과 연결되고 상기 2차코일에서 발생된 유도전류를 직류로 변환하여 배터리를 충전하는 직류변환회로를 구비하고,
상기 충전거치부는 상기 케이스의 개구부의 외측에 상면이 개방되고 하면의 전단과 좌우측단이 상방으로 절곡되어 수직으로 상기 휴대용기기가 삽입 거치되는 거치대, 상기 거치대의 내측에 설치되어 수직으로 삽입 거치되는 상기 휴대용기기에 의해 작동하면서 상기 무선충전부에 전압을 공급 및 차단하는 스위치를 구비하며,
상기 휴대용기기는 충전 가능한 배터리가 내장되고 휴대 및 이동이 용이하도록 근거리 통신망인 블루투스가 내장되어 상기 블루투스를 통해 상기 설비들의 작동상태를 모니터링하고.
상기 스위치는 일단이 상기 거치대의 내측으로 돌출 형성되며 타단이 상기 무선충전부의 교류발생회로의 입력단자 중 어느 하나의 입력단자와 연결되어 상기 교류발생회로에 전원을 공급 및 차단하게 되며, 상기 스위치는 내측에 탄성체를 구비하여 누름에 의해 상기 교류발생회로에 전원이 공급되고 누름 해제에 의해 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 한다.

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상기 과제의 해결수단에 따른 본 발명의 효과는 산업현장에서 피엘시와 연결되어 다수의 설비들로부터 데이터를 수집하고 신호를 전달하는 인터페이스가 설치된 케이스에 유도결합에 의해 전자기파를 수신하여 유도전류를 발생하고 발생된 유도전류를 직류로 변환하여 배터리를 충전하는 직류변환회로로 구비된 휴대용기기를 무선으로 충전할 수 있는 무선충전부와 충전거치부를 형성함으로써, 휴대용기기를 상기 케이스에 형성된 충전거치부에 수직으로 거치하여 간단하게 충전할 수 있어 상기 휴대용기기를 충전하기 위하여 별도의 충전장소로 이동하지 않고도 현장에서 바로 충전하여 사용할 수 있는 편리함을 제공함은 물론, 현장 또는 설비에 충전을 위한 별도의 배선 작업을 하지 않아도 되므로 현장이나 설비의 배선 및 작업을 간소화할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명 인터페이스장치의 사시도
도 2는 본 발명 인터페이스장치의 요부 확대 종단면도
도 3은 본 발명 인터페이스장치의 휴대용기기의 충전 블록도
도 4는 본 발명 인터페이스장치의 무선충전부의 블록도
도 5는 본 발명 인터페이스장치의 무선충전부에 휴대용기기가 충전되는 상태도

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 인터페이스장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명 인터페이스장치의 요부 확대 종단면도이며, 도 3은 본 발명 인터페이스장치의 휴대용기기의 충전 블록도이고, 도 4는 본 발명 인터페이스장치의 무선충전부의 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 피엘시와 연결되어 다수의 설비들로부터 데이터를 수집하고 신호를 전달하는 인터페이스가 설치된 케이스(10), 상기 케이스(10)의 내측벽에 설치되어 상기 다수의 설비들을 모니터링하는 휴대용기기(20)를 충전하는 무선충전부(30), 상기 케이스(10)의 외측벽에 형성되어 상기 무선충전부(30)와의 유도결합에 의한 유도전류로 상기 휴대용기기(20)가 충전되도록 거치하는 충전거치부(40)로 구성된다.

이와 같이 상기 케이스(10)에 무선충전부(30)와 충전거치부(40)를 구비함으로써, 상기 충전거치부(40)에 휴대용기기(20)를 거치하여 상기 무선충전부(30)로부터 발생되는 전자기파에 의하여 휴대용기기(20)를 간편하게 무선 충전하여 사용할 수 있게 된다.

상기 케이스(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 어느 일 측벽에 후술할 무선충전부(30)가 노출되게 설치되도록 개구부(1)를 형성하게 된다.

상기 휴대용기기(20)는 충전 가능한 배터리가 내장된 휴대 및 이동이 간편한 무선단말기로서, 근거리 통신망인 블루투스가 내장되어 블루투스를 통해 다수의 설비의 작동상태를 모니터링하게 된다.

상기 휴대용기기(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 무선충전부(30)로부터 유입되는 전자기파에 의하여 유도전류를 발생하는 2차코일(21)과, 상기 2차코일(21)의 유도전류를 직류로 변환하는 직류변환회로(22)로 구성하게 되고, 직류변환회로(22)에서 출력되는 직류에 의하여 배터리를 충전하게 된다.

상기 무선충전부(30)는 상기 케이스(10)의 개구부(1)에 전면이 노출되도록 설치하게 된다.

상기 무선충전부(30)는 전면에 상기 휴대용기기(20)와의 접촉에 인한 손상으로부터 보호하는 보호판(33)을 형성하게 되고, 보호판(33)은 투명재질의 합성수지 또는 유리 중 어느 하나로 형성하게 된다.

여기서 상기 보호판(33)은 상기 케이스(10)의 개구부(1)를 밀봉되게 설치하여 상기 무선충전부(30)의 내부로 분진, 기타 이물질이 유입되는 것을 차단하고, 아울러 투명재질의 보호판(33)을 통해 무선충전부(30)의 정상적인 전자기파의 통과를 방해하는 금속분진의 부착 여부를 관찰하게 된다.

또한 상기 무선충전부(30)는 도 4에 도시한 바와 같이, 입력되는 직류전원을 받아 교류를 발생하는 교류발생회로(31), 상기 교류발생회로(31)에서 발생되는 교류에 의해 전자기파를 발생하는 1차코일(32)로 구성하게 된다.

그러므로 상기 무선충전부(30)는 입력되는 직류를 교류발생회로(31)에서 교류로 변환시켜 상기 1차코일(32)에 교류를 인가하고 상기 1차코일(32)은 교류에 의해 형성되는 전자기파를 발생하여 전면에 형성된 보호판(33)을 통해 방출하게 된다.

상기 충전거치부(40)는 상기 케이스(10)의 개구부(1)의 외측으로 형성되고, 상면이 개방되며 하면의 전단과 좌우측단에 상기 휴대용기기(20)가 수직으로 삽입 거치되도록 상방으로 절곡된 거치대(41)를 형성하고, 상기 거치대(41)의 내측 하단에 설치되어 수직으로 거치되는 휴대용기기(20)의 유무에 따라 작동하면서 상기 무선충전부(30)에 전압을 공급 및 차단하는 스위치(42)를 형성하게 된다.

여기서 상기 스위치(42)는 거치대(41)의 내측 측면 또는 저면 중 어느 하나의 면에 설치하게 되고, 상기 스위치(42)는 일단이 거치대(41)의 내측으로 돌출 형성되며 타단이 상기 무선충전부(30)의 교류발생회로(31)의 입력단자 중 어느 하나의 입력단자와 연결되어 상기 교류발생회로(31)에 전원을 공급 및 차단하게 되며, 상기 스위치(42)는 내측에 탄성체를 구비하여 누름에 의해 상기 교류발생회로(31)에 전원이 공급되고 누름 해제에 의해 전원 공급이 차단되도록 구성하게 된다.

그러므로 상기 충전거치부(40)의 거치대(41)에 휴대용기기(20)를 삽입 거치 유무에 따라 상기 스위치(42)가 누름 및 해제되면서 상기 무선충전부(30)의 교류발생회로(31)에 전원을 공급 및 차단하게 되어, 상기 충전거치부(40)에 휴대용기기(20)를 거치하지 않는 경우 상기 무선충전부(30)의 작동을 중지하여 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지하도록 한다.

또한 스위치(42)는 누름 해제 방식에 국한되는 것이 아니라 근접스위치 및 광감지스위치 등 다양한 스위치방식이 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명 인터페이스장치의 무선충전부에 휴대용기기가 충전되는 상태도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 케이스(10)의 외측벽에 형성된 충전거치부(40)의 거치대(41)에 휴대용기기(20)를 거치하게 되면, 상기 휴대용기기(20)의 자중에 의해 상기 거치대(41)의 내측에 설치된 스위치(42)가 눌려지면서 온 작동하게 되고, 상기 스위치(42)의 온 작동에 의해 무선충전부(30)의 교류발생회로(31)에 전원을 공급하고 상기 교류발생회로(31)에서는 교류를 1차코일(32)에 입력하여 상기 1차코일(32)로 하여금 전자기파를 발생하도록 한다.

이렇게 무선충전부(30)의 1차코일(32)에서 발생되는 전자기파는 보호판(33)을 통과하여 거치대(41)에 거치되어 있는 휴대용기기(20)의 2차코일(21)로 입력되어 2차코일(21)에 유도전류를 생성시키며, 상기 유도전류는 상기 직류변환회로(22)에 입력되어 직류변환회로(22)를 통해 직류로 변환시켜 상기 휴대용기기(20)의 배터리를 충전시키게 된다.

이와 같이 상기 휴대용기기(20)를 현장에서 즉시 충전할 수 있도록 함으로써, 상기 휴대용기기(20)를 충전하기 위해 별도의 충전장소로 이동하지 않고도 현장에서 간편하게 충전하여 사용할 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 휴대용기기(20)의 충전이 완료되거나, 휴대용기기(20)를 통해서 설비를 모니터링 하기 위해 상기 케이스(10)의 외측에 구비된 충전거치부(30)의 거치대(31)로부터 상기 휴대용기기(20)를 분리해내게 되면, 상기 거치대(31)의 내측에 설치된 스위치(42)는 탄성 복원력에 의해 오프되어 상기 무선충전부(30)의 교류발생회로(31)에 전원 공급을 차단하여 무선충전부(30)가 작동하지 않도록 함으로써, 불필요한 전력낭비를 미연에 방지할 수 있게 된다.

1; 개구부 10; 케이스
20; 휴대용기기 21; 2차코일
22; 직류변환회로 30; 무선충전부
31; 교류발생회로 32; 1차코일
40; 충전거치부 41; 거치대
42; 스위치

Claims

다수의 설비들과 데이터 및 신호를 송수신하는 입출력 슬롯들과 포트들이 설치되고 측벽에 외측으로 노출되는 개구부를 구비하는 케이스,
상기 케이스의 개구부에 설치되는 투명재질의 보호판,
상기 보호판 내측에 설치되어 상기 보호판을 통과하는 전자기파를 출력시키는 1차코일과 상기 1차코일에 전원을 공급하는 교류발생회로로 이루어지는 무선충전부,
상기 케이스의 외측에 설치되어 상기 무선충전부로부터 발생하는 전자기파로 충전되는 휴대용기기를 거치하는 충전거치부를 포함하고,
상기 휴대용기기는 상기 무선충전부의 상기 1차코일과 유도결합에 의해 전자기파를 수신하여 유도전류를 발생하는 2차코일, 상기 2차코일과 연결되고 상기 2차코일에서 발생된 유도전류를 직류로 변환하여 배터리를 충전하는 직류변환회로를 구비하고,
상기 충전거치부는 상기 케이스의 개구부의 외측에 상면이 개방되고 하면의 전단과 좌우측단이 상방으로 절곡되어 수직으로 상기 휴대용기기가 삽입 거치되는 거치대, 상기 거치대의 내측에 설치되어 수직으로 삽입 거치되는 상기 휴대용기기에 의해 작동하면서 상기 무선충전부에 전압을 공급 및 차단하는 스위치를 구비하며,
상기 휴대용기기는 충전 가능한 배터리가 내장되고 휴대 및 이동이 용이하도록 근거리 통신망인 블루투스가 내장되어 상기 블루투스를 통해 상기 설비들의 작동상태를 모니터링하고.
상기 스위치는 일단이 상기 거치대의 내측으로 돌출 형성되며 타단이 상기 무선충전부의 교류발생회로의 입력단자 중 어느 하나의 입력단자와 연결되어 상기 교류발생회로에 전원을 공급 및 차단하게 되며, 상기 스위치는 내측에 탄성체를 구비하여 누름에 의해 상기 교류발생회로에 전원이 공급되고 누름 해제에 의해 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 휴대용기기의 충전이 가능한 인터페이스장치.
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