KR101564441B1 - Detecting device of body motion and control appartus for electric heating mat using the same - Google Patents
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Abstract
인체의 움직임 감지 장치는, 전기 온열 매트의 베이스 내부에 장착되며, 발열체 외부에 실드체에 의하여 차폐된 구조를 포함하며 그 외부에 절연체로 피복된 발열 전선; 및 상기 발열 전선과 일정 간격으로 나란하게 배치되며 양 끝단을 접속하여 폐회로망으로 형성된 임피던스 감지선; 을 포함하며, 상기 실드체는 상기 발열전선에 전력을 공급하는 교류 전원의 일측 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 사용자가 상기 전기 온열 매트 상에서 사용 중에 발생되는 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 상기 임피던스 감지선으로부터 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.A motion detecting device of a human body includes a heating wire which is mounted inside a base of an electric heating mat and includes a structure shielded by a shield body outside a heating element, And an impedance sensing line disposed parallel to the heating wire at a predetermined interval and connected to both ends to form a closed loop network; Wherein the shield body is connected to one common ground of an AC power supply for supplying power to the heating wire and a DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground, Sensing a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance varying between the impedance sensing line and the common ground according to a movement of a human body generated during use from the impedance sensing line to generate a human motion sensing signal do.
Description
본 발명은 인체의 움직임을 감지하는 장치 및 이를 이용하여 전기 난방장치를 제어하는 전기 난방 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전기를 열원으로 이용하는 전기 온열 매트 장치는 전기 장판, 전기 판넬, 전기 매트, 전기요, 전기 카페트 등이 있다.An electric heating mat device that uses electricity as a heat source includes an electric mat, an electric panel, an electric mat, an electric furnace, and an electric carpet.
이러한 종래의 전기장판은 사용자가 난방을 위해 전원을 켜 놓은 상태에서, 잠시 자리를 비운다거나 발열 전선의 전원을 끄지 않고 다른 장소로 이동시 계속해서 작동됨으로써, 그 전력 손실이 낭비될 뿐만 아니라 화재의 위험성도 내포되어 있는 문제점이 있었다.Such a conventional electric plate is continuously operated when the user moves from one place to another without emptying the place or turning off the power of the heating wire while the power is turned on for heating by the user so that the power loss is wasted and the risk of fire And the like.
일반적으로 전열 난방 기구인 전기 온열 매트 장치에는 온도조절 제어장치가 장착되어 있는데, 이 온도조절 제어장치는 전기 온열 매트 장치 위에 사용자가 없어도, 온도조절 제어장치에 설정된 온도가 될 때까지 지속적으로 전원을 공급하여 가열하게 된다.Generally, an electric heating mat device, which is an electric heating device, is equipped with a temperature control device which continuously supplies electric power until the temperature set in the temperature control device And then heated.
만약, 사용자가 전원을 끄지 않거나, 온도를 낮추지 않고, 전기 온열 매트 장치로부터 이탈한 경우에도, 계속적으로 가열 동작을 수행하게 되는데, 이 경우 전기를 낭비함은 물론, 화재를 유발하는 문제점을 갖게 된다.Even if the user does not turn off the power or does not lower the temperature, the heating operation is continuously performed even if the user leaves the electric heating mat device. In this case, the electric appliance is wasted and the fire is caused .
따라서 온도조절 제어장치는 전기 온열 매트 장치 위에 사용자가 일정 시간 비워둔 경우에는 이를 감지하여 가열을 중단시켜서 사고를 미연에 방지할 필요성이 제기된다.Therefore, when the user leaves the electric heating mat device for a certain period of time on the electric heating mat device, it is necessary to stop the heating to prevent the accident.
또한, 사용자가 전원 스위치를 끄지않고 외출을 하는 경우에 대비하여 화재의 위험성이나 불필요한 전력낭비를 막기 위한 방법으로 일정시간 경과 후 전원이 차단되는 타이머가 설치된 제품이 개발이 되었다.In addition, in order to prevent the risk of fire or unnecessary power wastage in case that the user goes out without turning off the power switch, a product has been developed in which a timer is turned off after a certain time elapses.
이러한 제품은 타이머가 8시간에서 12시간 정도로 설정이 되어 있는데 사용자의 입장에서는 겨울철 초저녁에 온도 조절기를 동작시키게 되면 새벽에 사용중에 전원이 꺼져서 다시 전원을 동작을 시켜야 하는 불편함이 있고 조절기를 동작 시킨 후 얼마 지나지 않아 전원을 끄지 않고 외출을 하는 경우에는 설정된 시간만큼의 시간이 경과한 후에야 전원이 차단되므로 불필요한 전력 낭비가 발생을 하게 된다.These products have a timer set from 8 hours to 12 hours. If the user operates the thermostat in the early evening of winter, there is an inconvenience that the power is turned off during operation at dawn and the power is turned on again. In case of going out without turning off the power supply shortly after, the power is turned off only after the set time has elapsed, so that unnecessary power waste occurs.
인체를 감지하기 위한 기술로는 실용신안등록 20 - 0429211(절전과 안전 기능 전기매트)에서 압력 스위치가 내장된 판넬을 다수 개 전기장판에 설치하여 인체의 무게에 의하여 압력 스위치를 동작시키도록 구성이 개시된 바 있다. 이러한 구성의 압력 스위치를 내장하기 위해서 어느 정도의 두께와 면적이 있는 케이스가 기본적으로 확보가 필요하여서, 두꺼워서 잘 접혀지지 않는 전기매트의 경우는 설치가 가능하지만, 부드럽고 두께가 얇아서 여러 단계로 접을 수 있는 전기요의 경우에는 전기요의 두께보다 압력스위치 판넬이 더 두꺼워지게 되어 설치 자체가 매우 어렵게 된다. 또한, 사용자의 몸무게의 종류가 다양하므로 압력스위치의 동작시점의 무게 기준을 정하는 문제와 모든 위치에 압력 센서를 장착하여야 하기 때문에 상대적으로 저렴한 난방장치인 전기 장판에서 사용하기에는 비 경제적이다.As a technology to detect the human body, there are a number of panels with built-in pressure switch installed on the electric board in the utility model registration 20 - 0429211 (power saving and safety function electric mat), so that the pressure switch is operated by the weight of the human body Lt; / RTI > In order to embed a pressure switch having such a configuration, a case having a certain thickness and area is basically required to be secured. In the case of an electric mat which is thick and difficult to fold, it is possible to install it. However, In the case of an electric furnace, the pressure switch panel becomes thicker than the thickness of the electric furnace, which makes the installation itself very difficult. In addition, since the weight of the user varies, it is not economical to use a relatively low heating device, which is a relatively inexpensive heating device, because the weight reference of the operating point of the pressure switch is determined and the pressure sensor is installed at every position.
또한, 무거운 이불이나 베개 등이 전기 온열 매트 장치 위에 있는 경우에도 이를 인체로 감지하게 되어 압력 스위치가 계속 붙어있는 상태가 되므로 전원공급이 계속 유지될 수가 있게 된다.In addition, even when a heavy bed or a pillow is placed on the electric heating mat device, it is detected by the human body, so that the pressure switch remains attached, so that the power supply can be maintained.
또한, 일본 공개특허공보 평7-198149 (적외선 센서부 전기 코타츠 및 그 제조방법)에는 적외선 센서에 의한 움직임 감지 센서를 조절기나 전기 장판의 일측 상단에 설치하여 사용자의 움직임에 반응을 하여 전기장판의 사용 유무를 판별하도록 하는 기술이 개시된 바가 있다.In addition, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-198149 (an infrared sensor unit electric kotatsu and a manufacturing method thereof) is provided with a motion detection sensor by an infrared sensor disposed at one upper end of a controller or an electric control panel, There has been disclosed a technique for determining whether or not to use the apparatus.
이러한 적외선 감지장치는 확보된 감지 영역 내에서만 감지를 하기 때문에 항상 제품을 평평하게 놓인 상태에서 사용을 하여야 감지 영역의 확보가 가능하며, 사용중 전기장판이 휘어지거나 접혀지는 경우 및 사용 영역에 다른 장애물로 가리게 되는 경우에는 오작동이 될 수가 있다.Since this type of infrared sensing device detects only within the secured sensing area, it is necessary to use the sensing device in a flat state, so that the sensing area can be ensured. When the electric seating is bent or folded during use, It may malfunction.
따라서 전기 온열 매트와 같이 구부리거나 접었을 때도 고장 염려가 없고 전기 온열 매트 상에 사용자가 어느 위치에 있더라도 항상 사용자의 움직임을 감지할 수 있으며, 전기 온열 매트 구조에 적합한 경제적으로 인체의 움직임 감지할 수 있는 장치가 요구된다.
Therefore, even when bent or folded like an electric heating mat, there is no fear of failure, and the user can always sense the movement of the user on the electric heating mat regardless of the position, and can be economically detected A device is required.
본 발명의 목적은 전기 온열 매트 상의 모든 장소에서 사용자의 움직임을 감지할 수 있는 인체의 움직임 감지 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motion detection apparatus for a human body capable of detecting movement of a user at all places on an electric heating mat.
본 발명의 목적은 전기 온열 매트가 구부리거나 접었을 때도 변형이 발생되지 않으며, 상대적으로 저렴한 난방기구인 전기 온열 매트 경제적으로 제작할 수 있는 인체의 움직임 감지 장치를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a human body motion sensing device which can be economically manufactured by providing an electric heating mat which is relatively inexpensive and does not cause deformation even when the electric heating mat is folded or folded.
본 발명의 또 다른 목적은 인체의 움직임 감지 장치를 이용하여 사용자가 일정 시간 동안 움직임이 없는 것이 감지되면 발열선으로 공급되는 발열 전압을 차단하여 전력의 낭비를 방지하고, 화재의 위험을 예방할 수 있는 전기 온열 매트 제어 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for preventing a waste of electric power by preventing a heating voltage supplied to a heating wire when a user senses that there is no movement for a predetermined time by using a motion detecting device of a human body, And to provide a heating mat control device.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 만취상태이거나 노약자, 환자의 경우를 시간당 움직임 횟수로 판단하여 설정온도를 낮추도록 하는 전기 온열 매트 제어 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an electric warm mat control device for reducing a set temperature by determining the number of times of movement per hour for a user who is in an impaired state, a senior citizen or a patient.
본 발명의 일 측면에 따르면, According to an aspect of the present invention,
전기 온열 매트의 베이스 내부에 장착되며, 발열체 외부에 실드체에 의하여 차폐된 구조를 포함하며 그 외부에 절연체로 피복된 발열 전선; 및
상기 발열 전선과 일정 간격으로 나란하게 배치되며 양 끝단을 접속하여 폐회로망으로 형성된 임피던스 감지선; 을 포함하며,
상기 실드체는 상기 발열전선에 전력을 공급하는 교류 전원의 일측 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 사용자가 상기 전기 온열 매트 상에서 사용 중에 발생되는 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 상기 임피던스 감지선으로부터 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 인체의 움직임 감지 장치가 제공된다.A heating wire mounted inside the base of the electric heating mat, the heating wire including a structure shielded by a shield member outside the heating element, the heating wire being covered with an insulator on the outside; And
An impedance sensing line disposed parallel to the heating wire at a predetermined interval and connected to both ends to form a closed loop network; / RTI >
Wherein the shield is connected to a common ground on one side of an AC power supply for supplying power to the heating wire and a DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground, Detecting a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance between the impedance sensing line and the common ground according to a movement of a human body from the impedance sensing line to generate a human motion sensing signal, do.
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본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,
냉각장치를 이용한 쿨매트의 베이스 내부에서 가장자리를 통하여 상기 쿨매트를 포위하도록 배치되며 끝단을 접속하여 폐회로망으로 형성된 임피던스 감지선; 및 상기 쿨매트의 일측에 배치된 접지선; 을 포함하며, 상기 접지선은 전원의 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 전원의 공통 접지 사이에 직류 기준 전압이 공급된 상태에서, 상기 쿨매트 위에서 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 인체의 움직임 감지 장치가 제공된다.An impedance sensing line disposed in the base of the cool mat using a cooling device so as to surround the cool mat via an edge and connected to the end to form a closed loop network; And a ground wire disposed on one side of the cool mat; Wherein the ground line is connected to a common ground of the power supply and the DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground of the power supply, There is provided a motion detecting apparatus for a human body which detects a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance that varies between grounds and generates a human motion detection signal.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, According to another aspect of the present invention,
온수 파이프를 이용한 온수매트의 베이스 내부에서 가장자리를 통하여 상기 온수 파이프를 포위하도록 배치되며 끝단을 접속하여 폐회로망으로 형성된 임피던스 감지선; 및 상기 온수파이프를 따라 배치된 접지선; 을 포함하며, 상기 접지선은 전원의 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 전원의 공통 접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 상기 전기 온수매트 위에서 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 인체의 움직임 감지 장치가 제공된다.An impedance sensing line disposed in the base of the hot water mat using a hot water pipe to surround the hot water pipe through an edge and connected to the end to form a closed loop network; And a ground wire disposed along the hot water pipe; Wherein the ground line is connected to a common ground of the power supply and the DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground of the power supply, There is provided a motion detecting apparatus for a human body which detects a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance that varies between common grounds to generate a human motion detection signal.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자가 잠시 자리를 비운다거나 실수로 사용자가 전원을 끄지 않은 상태에서 외출시에 인체의 유무 또는 이동을 감지하여 전원을 자동으로 끊음으로써, 전력의 낭비를 방지하고, 화재의 위험성을 예방하는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, when the user leaves the room for a while or if the user does not turn off the power by mistake, the user can detect the presence or movement of the user when the user goes out, , And the risk of fire is prevented.
본 발명의 일 실시예에 의하면 임피던스 감지선은 미약한 소전압, 소신호전류를 감지하는 것이므로 굵기가 가늘어지고 설치가 간편하여 제조비용이 저렴하고, 전기 온열 매트에 적용할 수 있도록 구부림이나 충격에도 사용상 지장을 받지 않게 된다.According to an embodiment of the present invention, since the impedance sensing line senses weak small voltage and small signal current, the thickness is thin, the installation is simple and the manufacturing cost is low, and the bending and impact It will not be affected by use.
본 발명의 일 실시예에 의하면 임피던스 감지선은 절연 전선을 채용하여 세탁이 가능한 전기요 등과 같은 전기 온열 매트에 적용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the impedance sensing line can be applied to an electric heating mat, such as an electric furnace, which can be washed by employing an insulated electric wire.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 전선과 임피던스 감지선의 배치구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 전선과 임피던스 감지선의 배치구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 감지선 및 발열 전선를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 움직임 감지 장치를 이용한 전기 온열 매트 제어 장치를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력전압 및 발열전압과 인체 움직임 입력 신호 전압과의 관계를 설명하기 위한 오실로스코프 파형도이다.1 illustrates an arrangement of a heating wire and an impedance sensing wire according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an arrangement of a heating wire and an impedance sensing wire according to another embodiment of the present invention.
3 illustrates an impedance sensing wire and a heating wire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates an apparatus for controlling an electric heating mat using a human motion detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
5 to 14 are oscilloscope waveform diagrams for explaining the relationship between an input voltage and a heating voltage and a human motion input signal voltage according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 인체의 움직임 감지 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, A description thereof will be omitted.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.It is also to be understood that the terms first, second, etc. used hereinafter are merely reference numerals for distinguishing between identical or corresponding components, and the same or corresponding components are defined by terms such as first, second, no.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 온열 매트 장치는 전기 발열체를 매트 상에 삽입하여 매트를 발열시키는 장치로서, 전기 장판, 전기 판넬, 전기 매트, 전기요, 전기 카페트 전기 방석, 전기 담요 등으로 지칭된다.An electric heating mat device according to an embodiment of the present invention is an apparatus for heating a mat by inserting an electric heating element on a mat and is called an electric mat, an electric panel, an electric mat, an electric stove, an electric carpet electric cushion, .
본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 움직임 감지 방식은 다음과 같다.The motion detection method of the human body according to an embodiment of the present invention is as follows.
인체는 75%가 수분으로 이루어진 넓은 면적을 가진 도체의 매질에 해당이 되며 대전된 전기장 사이에서 이러한 도체의 매질이 움직이게 되면 전기장이 변화하게 되고 변화하는 전기장에 의하여 일측 전극에는 분극 전하가 이동하게 된다.The human body corresponds to the medium of a conductor having a large area of 75% of water. When the medium of the conductor moves between the charged electric fields, the electric field changes and the polarized electric charge moves to the one electrode due to the changing electric field .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 전선과 임피던스 감지선의 배치구조를 도시한 것이다.1 illustrates an arrangement of a heating wire and an impedance sensing wire according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 움직임 감지 장치는 임피던스 감지선(11)이 발열 전선과 간격을 두고 나란히 배치되며 단자에서 양 끝단을 접속하여 전체적으로 폐회로망을 구성한다.Referring to FIG. 2, in the human body motion sensing apparatus according to the embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 전선은 발열체 또는 발열선(12) 외부에 실드체(14)에 의하여 차폐된 구조를 포함하며 그 외부는 절연체로 피복을 한다.A heating wire according to an embodiment of the present invention includes a structure that is shielded by a
상기 발열 전선은 전기 온열 매트의 베이스(10) 내부에 지그재그 형태로 배열되며 임피던스 감지선(11)은 상기 발열 전선과 간격을 두고 나란히 배치된다.The heating wires are arranged in a zigzag form in the
발열 전선과 나란히 배열된 임피던스 감지선(11)은 발열선(12)의 외곽에 감겨진 실드(shield)체(14)와 공급된 제어전압에 의해 서로 대전(帶電)된 상태이다. 실드체(14)의 일측은 공통 접지와 접속된 상태이므로 임피던스 감지선(11)은 공통 접지와 대전(帶電)된 상태를 유지하게 된다.The impedance sensing
임피던스 감지선(11)은 공통 접지와 제어전압(기준전압)인 직류 2[V]에 의해 대전(帶電)된 상태이나 임피던스 감지선(11)은 접지와 절연체에 의하여 절연된 상태이므로 전기 온열 매트 상에 사용자의 움직임이 없을 경우에는 전류가 흐르지 않는다.Since the
전기 온열 매트는 방바닥이나 침대 위에 설치가 되어있으므로 임피던스 감지선(11)과 접지 전위를 띠고 있는 바닥면과도 서로 대전(帶電)된 상태가 된다.Since the electric heating mat is installed on the floor or the bed, the impedance sensing
이렇게 대전되어 서로 움직임이 없는 상태에서는 전하의 움직임은 없는 상태이므로 임피던스 감지선(11)에는 아무런 신호가 유도되지 않은 상태로 유지된다.In the state in which there is no movement of charges, there is no movement of charges, so that no signal is kept in the
이때 전기 온열 매트 상에 사용자(인체)가 올라가거나 올라간 후 움직임이 발생을 하는 순간에는 인체는 도체 매질에 해당이 되므로 발열 전선의 실드체(14)와 나란히 설치되며 폐회로망으로 형성되는 임피던스 감지선(11)과 실드체(14) 사이에는 전체 유전율에 따른 정전용량이 인체의 움직임에 따라 변화하게 된다.At this time, when the user (human body) rises or climbs up on the electric heating mat, the human body corresponds to the conductive medium at the moment of movement, and therefore, the impedance sensing line, which is installed in parallel with the
전계 중에 물체를 접근시키면 전극표면과 접근하는 물체 표면 사이에 분극작용에 의한 정전유도(靜電誘導) 전압이 유도되며, 이 유도전압에 의해 순간적으로 변화하는 전류가 전극과 접지 사이로 흐르게 된다.When an object is approached in the electric field, an electrostatic induction voltage is induced between the electrode surface and the approaching object surface by a polarization action, and the instantaneous changing current flows between the electrode and the ground due to the induced voltage.
본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 움직임 감지 장치는 이와 같이 페회로망 내에 움직임이 없을 경우에는 임피던스 감지선(11)에 아무런 전류가 흐르지 않으나, 임피던스 감지선(11)으로 형성된 폐회로망 내에 인체의 움직임이 발생되면 상기 임피던스 감지선(11)과 접지 사이에는 순간적으로 변화하는 전압 신호가 발생하는 것을 감지하여 인체의 움직임을 판단할 수 있도록 하였다.In the human motion detecting apparatus according to the embodiment of the present invention, when there is no movement in the network, no current flows through the
본 발명의 일 실시예에 따른 실험 결과 이 전압 신호는 인체가 움직일 때마다 0.5 - 5[Hz]의 매우 낮은 주파수를 갖는 수[mV] 정도의 교류신호가 발생하게 된다.As a result of the experiment according to the embodiment of the present invention, the voltage signal generates an AC signal having a very low frequency of about 0.5 [Hz] to several [mV] every time the human body moves.
사람은 깨어 있을 때는 물론이고, 잠을 자더라도 항상 뒤척이거나 움직이게 된다. 실험보고서(한국해양정보통신학회논문지(2010년) 제14권제11호 센서를 이용한 수면환경 개선)에 따르면, 수면 중 정상적인 사람은 8시간 기준 평균 254회( 150회 ~ 300회) 뒤척임을 가지며, 시간당 최소 30 ~ 40회의 뒤척임을 가지는 것으로 보고된 바 있다.A person is always turned on or off when he or she wakes up. According to the experimental report (Improvement of the sleeping environment using sensor), according to the Korean Society of Oceanographic Information and Communication Engineers (2010) 14, 11, the normal person during the sleep has an average of 254 times (150 ~ 300 times) It has been reported to have at least 30 to 40 misses per hour.
따라서 일정 시간 뒤척임이 없을 경우에는 전기 온열 매트 상에 사용자가 없는 것으로 간주될 수 있으며, 이때에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 온열 매트 제어 장치는 제어신호를 작동하여 발열 전선(12)에 발열 전류를 차단함으로써 전력 낭비를 막고 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.Therefore, if there is no return for a predetermined time, the user can be regarded as having no user on the electric heating mat. At this time, the electric heating mat control apparatus according to the embodiment of the present invention activates the control signal, By cutting off the current, it is possible to prevent waste of electric power and to prevent an accident in advance.
상술한 바와 같이 전기 온열 매트 상에서 사용자(인체)가 뒤척이거나 움직임이 발생하는 순간, 임피던스 감지선(11)과 접지 사이에는 인체가 움직임에 따른 간격 변화에 따라 서로 대전된 면적 및 유전율이 변화를 하게 되므로 임피던스 감지선에는 순간적으로 정전유도(靜電誘導)현상에 의한 전압이 발생을 하게 된다.As described above, between the
전기 온열 매트의 사용상의 특성상 사용자(인체)가 밀착하여 사용하는 제품이므로 사용자와 임피던스 감지선(11), 접지 사이에는 서로 넓은 면적으로 대전된 상태이고 거리는 서로 가깝게 밀착된 상태이다.Since the user (human body) is used in close contact with the user due to the characteristics of the electric heating mat, the distance between the user and the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 임피던스 감지선(11) 및 실드체(14)에 근접하게 있는 사용자(인체)의 작은 움직임에도 임피던스 감지선(11)과 인체와의 간격(t)이나 면적(A)의 순간적인 변화에 의하여 전체 대전체 사이 매질의 유전율이 순간적으로 변화하게 되므로 이 순간적인 유전율의 시간적 변화 즉, 정전용량 변화치에 의해 임피던스 감지선(11)에는 전압 신호가 발생을 하게 된다.According to an embodiment of the present invention, even when the
즉, 인체가 뒤척이게 되면 유전율의 거리와 면적의 변화가 발생되어 정전용량이 변하게 되는데, 임피던스 감지선(11)에서 발생되는 전압 신호는 거리가 가깝게 되거나, 접촉 면적이 늘어나면 순간적으로 증가했다가 원상태가 되고, 거리가 멀어지거나 접촉 면적이 줄어들게 되면, 감지되는 전압 신호는 반대로 감소했다가 원상태가 된다.That is, when the human body is turned over, the distance and the area of the dielectric constant are changed to change the capacitance. The voltage signal generated from the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 임피던스 감지선, 접지 사이에는 전기 온열 매트 내부에 설치된 임피던스 감지선은 내부의 대칭면적을 크게 하고 민감도를 높이기 위하여 권선형 도선을 사용하고 외부 피복은 PVC로 절연한 절연 도선을 채택하였다.According to an embodiment of the present invention, the impedance sensing line provided inside the electric heating mat between the impedance sensing line and the ground may be formed by using a wire-type wire to increase the symmetric area inside and insulate the outer covering with PVC Insulated conductors were adopted.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비닐이나 PVC로 절연된 임피던스 감지선(11)은 발열 전선과 나란히 배열이 되어있고 임피던스 감지선(11)의 길이는 발열 전선의 길이와 같이 20M 이상의 길이로 설치가 되어있으므로 실드체(14)를 따라 넓은 면적에 균등하게 분포된다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에서 임피던스 감지선(11)을 발열 전선과 간격을 두고 나란히 배치한 것은 발열 전선의 실드체(14)와 마주보는 대면적을 최대한 넓게 함으로써, 인체의 움직임에 의한 신호의 민감도를 높이고 또한 전기 온열 매트의 제조공정에서 발열 전선의 배치 공정 시 상기 임피던스 감지선(11)을 함께 배치하도록 할 수 있기 때문에 임피던스 감지선(11)의 제조 공정에 따른 시간과 비용을 줄일 수 있다.In the embodiment of the present invention, the
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열 전선과 임피던스 감지선의 배치구조를 도시한 것이다. 2 illustrates an arrangement of a heating wire and an impedance sensing wire according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 임피던스 감지선을 전기 온열 매트의 전체 가장자리를 따라서 전체 폐회로망을 형성하고 그 내부에 지그재그 형태로 실드선이 부착된 발열 전선을 배치할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the impedance sensing line may be formed as a whole closed circuit network along the entire edge of the electric heating mat, and a heating wire having a shield wire in a zigzag shape may be disposed therein.
이 경우는 상기 전체 폐회로망 내에 인체의 움직임이 발생되면 상기 폐회로망과 실드선의 접지 사이에서 감지 전압이 발생하게 된다.In this case, a sensing voltage is generated between the closed loop network and the ground of the shield line when the human body moves in the entire closed loop network.
발열선(12)의 두 선 중 일측은 입력 교류 전원 AC1으로부터 전력제어 소자를 거쳐 연결되고 발열 전선의 다른 일측은 입력 교류 전원 AC2와 전기 온열 매트 제어장치(20)의 동작 전원부의 접지 전원과 함께 접속을 하게 된다.
One of the two lines of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 감지선 및 발열 전선을 도시한 것이다.3 illustrates an impedance sensing line and a heating wire according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 감지선은 단위면적을 크게 하기 위해서 도 3의 a와 같이 중심 PE사(33) 주위를 구리 재질의 발열선(32)이 감겨진 권선 형태로 이루어져 있으며, 피복은 일반 발열선에서 사용하는 내열성 PVC(31)를 사용한 내열성 PVC 절연전선을 채용하였다.As shown in FIG. 3 (a), the impedance sensing line according to an embodiment of the present invention has a winding shape in which a
그러나 상기는 일 실시예일 뿐이며, 피복은 다른 절연재질도 채용될 수 있다.However, the above is only an embodiment, and the cover may be made of other insulating material.
또한, 일반적으로 사용되는 발열 전선는 도 3의 b 타입이 사용된다.A commonly used heating wire is of type b in Fig.
b 타입의 발열 전선는 중심 PE사(45) 주위를 발열선(44)으로 권선을 하고 그 주위를 온도감지 매질인 나일론 써미스터(42)로 절연을 하고 나일론 써미스터(42) 외주변에 감열선(43)이 권선이 된다.The b type heating wire is wound around the
감열선 외부의 피복은 내열성 PVC(41)를 사용한 내열성 PVC 절연피복이 사용된다. b 타입의 발열 전선는 외부에 실드선이 없기 때문에 발열선과 감지선에서 전자파가 발생된다.Heat-resistant PVC insulation sheath made of heat-resistant PVC (41) is used for outer sheathing of hot wire. Since the b-type heating wire does not have an external shield wire, electromagnetic waves are generated from the heating wire and the sensing wire.
또한, 온도센서가 별도로 설치된 d 타입의 실리콘 발열선은 실드층이 없어서 본 발명의 일 실시예에 따른 발열전선으로는 적합하지 않다. Further, the silicon heating line of d type in which the temperature sensor is separately installed is not suitable as the heating wire according to the embodiment of the present invention because there is no shield layer.
전자파 발생을 차단하기 위하여 AL차폐층(52)이 외주에 부가된 C타입의 발열전선은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 전선으로 적합할 수 있다.The C type heating wire to which the
본 발명의 일 실시예세서는 굵기가 가늘고 2중 구조이며 AL 실드체가 외부에 부가되며 C 타입보다는 비교적 가격이 저렴한 d 타입의 발열전선을 채용하였다.An embodiment of the present invention employs a d-type heating wire having a thin thickness, a double structure, an AL shield attached to the outside, and a comparatively low price than the C type.
이는 본 발명을 설명하기 위한 일 실시예일뿐, 발열체는 발열선뿐 아니라 면상 발열체를 사용할 수가 있으며 발열체 외부를 차폐한 제품이면 본 발명의 적용이 가능하다
The present invention can be applied to any heating element as long as it can use not only the heating element but also the surface heating element and the outside of the heating element.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 움직임 감지 장치를 이용한 전기 온열 매트 제어 장치를 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates an apparatus for controlling an electric heating mat using a human motion detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 4를 참조하면, DC 동작 전원부(101)는 교류 입력전원(AC1, AC2)을 입력받아 직류 구동전압(Vcc)으로 변환한다. Referring to FIG. 4, the DC operation
본 발명의 일 실시예에 따르면, DC 동작 전원부(101)의 접지측과 교류 입력 전원 중 일측(AC2)은 같이 접속하여 공통 접지로 사용한다.According to an embodiment of the present invention, one side (AC2) of the AC input power source and the ground side of the DC operation
예를 들면, DC 동작 전원부(101)는 간이 전원회로를 사용하든지 또는 트랜스를 사용하여 정류 전압으로 사용하든 지에 상관없이 직류 전원부의 접지측은 교류 전원부의 일측 접지와 같이 접속하여 공통 접지로 사용된다.For example, regardless of whether the DC operation
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발열선(12)을 감싸고 있는 실드체(14)의 일측단자(S1)를 공통접지와 연결을 하게 되면 발열체의 실드된 외부 전위는 전원접지 전위와 일치하게 되고 발열체에서 발생하는 전자파의 발생을 줄일 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, when one terminal S1 of the shielding
도 4를 참조하면, 전원이 연결된 후, 온도 조절 기능을 하는 온도조절저항( VR1)을 조정하여 온도 설정을 하게 되면 설정된 전압까지 마이컴(102)의 출력 노드(A)에서는 온(ON) 신호가 공급되고, 상기 마이컴의 출력 노드(A)의 온(ON) 신호에 의해 전압 공급용 전력소자(SCR)가 턴 온이 되어 전기 온열 매트 내부에 설치된 발열선의 일측 단자(H1)로 발열 전류를 공급하게 된다.Referring to FIG. 4, after the power source is connected, when the temperature is adjusted by adjusting the temperature regulating resistor VR1 having the temperature regulating function, an ON signal is outputted from the output node A of the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 온열 매트의 제어 장치는 반 주기 마다 발열 기능과 감지 기능을 번갈아 수행을 한다.According to an embodiment of the present invention, the controller of the electric heating mat alternates between the heating function and the sensing function every half cycle.
즉, 발열 주기인 전류의 방향이 AC1에서 AC2로 흐를 때는 발열을 하고, 온도 감지 주기인 AC2에서 AC1으로 흐르는 반파 주기에서는 온도를 감지하는 기능을 수행한다.That is, when the direction of the current, which is the heat generation period, flows from AC1 to AC2, it generates heat, and performs the function of detecting the temperature in the half wave period flowing from AC2 to AC1.
온도가 상승되면 온도 감지 주기에 접지(AC2)- S1, S2 - 나일론 써미스터 N - H1, H2 - 온도감지장치(103)를 통한 신호는 마이컴(102)으로 입력되고 설정된 온도에 도달되면 마이컴의 출력 노드(A)에서 오프(OFF) 신호가 발생되며, 마이컴의 오프(OFF) 신호에 의해 발열 전압 공급용 전력소자(SCR)는 턴 오프되고 발열선에 가해지는 전력공급은 중단된다.When the temperature rises, the signal through the ground (AC2) - S1, S2 - nylon thermistor N - H1, H2 -
이러한 온도감지 및 발열 과정은 일반적인 것이므로 상세한 설명은 생략한다.Since the temperature sensing and heat generation processes are common, a detailed description thereof will be omitted.
이와 같은 과정을 반복하면서 전기 온열 매트의 온도는 일정하게 유지된다.By repeating this process, the temperature of the electric heating mat is kept constant.
본 발명의 실시 예에 따르면, 직류 공급전압(Vcc)은 5[V]이며, 마이컴으로 입력되는 마이컴의 감지 입력 노드(C 점)의 전압은 신호가 없을 때의 기준 전압을 2[V]를 기준으로 설정하여 인체 움직임을 판단하게 된다.According to the embodiment of the present invention, the DC supply voltage Vcc is 5 [V], and the voltage of the sensing input node (point C) of the microcomputer input to the microcomputer is 2 [V] And the motion of the human body is determined.
이 기준 전압은 직류 공급전압(Vcc)에 접속된 저항(R2, R3와 R6, R7)에 의하여 결정할 수 있다.This reference voltage can be determined by resistors R2, R3 and R6, R7 connected to the DC supply voltage Vcc.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 연산증폭기(OP1)의 입력 노드(B 노드)는 2[V]로 기준 전위가 설정된 상태에서 ±2[mV] 이상의 인체감지신호가 입력되면 이를 증폭한 출력을 제2 연산증폭기(OP2)에서 다시 증폭하여 마이컴의 감지 입력 노드(C 점)로 출력하게 된다.According to an embodiment of the present invention, when a human body detection signal of ± 2 [mV] or more is input with the reference potential set at 2 [V], the input node (B node) of the first operational amplifier OP1 amplifies The output is amplified again by the second operational amplifier OP2 and output to the sensing input node (point C) of the microcomputer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이와 같이 ±2[mV] 이상의 인체감지신호를 2단 증폭한 제2 연산증폭기(OP2)의 출력전압은 2.5[V] 이상이거나, 또는 1.5[V] 이하의 전압이 출력되고, 이 전압이 마이컴으로 입력되면 2.5[V] 이상이거나, 또는 1.5[V] 이하의 전압을 마이컴에서는 인체의 움직임 신호로 인식하도록 프로그램한다.According to an embodiment of the present invention, the output voltage of the second operational amplifier OP2 obtained by amplifying the human sense signal of more than ± 2 [mV] in two stages is 2.5 [V] or more or 1.5 [V] When this voltage is input to the microcomputer, it is programmed to recognize a voltage of 2.5 [V] or more or 1.5 [V] or less as a human motion signal in the microcomputer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 연산증폭기(OP1)는 3배로 반전 증폭을 수행하며, 제2 연산증폭기(OP2)는 100배로 반전증폭을 하게 되며 이 증폭률은 저항R1, R4 와 R5, R8값으로 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first operational amplifier OP1 performs inverse amplification three times, and the second operational amplifier OP2 performs inverse amplification by a factor of 100, and this amplification factor is applied to the resistors R1, R4, and R5, R8 value.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원을 온(on)한 상태에서 처음 1시간 동안은 임피던스 감지선(11)으로부터 인체 움직임 신호가 입력되지 않더라도 전기 온열 매트 제어 장치는 정상적인 온도 제어 기능을 하도록 프로그램된다.According to an embodiment of the present invention, even if the human motion signal is not input from the
이후, 다시 임피던스 감지선(11)으로 부터 인체 움직임 신호가 입력되면 그 사이에 별도의 입력신호가 입력되지 않더라도 마이컴은 정상 동작시간을 1시간씩 연장하도록 프로그램된다.Thereafter, when the human motion signal is input from the
사용자가 전원을 온 시킨 상태에서 전기 온열 매트로부터 떨어져서 1시간 이상을 사용하지 않게 되면 임피던스 감지선(11)으로부터 입력되는 신호가 1시간 이상 없게 된다. 마이컴의 감지 입력신호 역시 1시간 이상 동안 없는 상태이므로 이때는 사용자가 전기 온열 매트 상에 없는 것으로 판단하여, 마이컴(102)에서 마이컴 출력 노드(A)에 오프(OFF)신호를 발생하게 되어 발열선으로 흐르는 전력공급은 중단된다.When the user does not use the electric heating mat for more than one hour while the power is turned on, the signal inputted from the
본 발명의 일 실시예에서는 이때 표시램프(Led 1)가 발광되도록 프로그램된다.In an embodiment of the present invention, the display lamp (Led 1) is programmed to emit light at this time.
전기 온열 매트의 전원이 온(ON) 상태에서 사용자가 전기 온열 매트 위로 올라가는 순간, 임피던스 감지선(11)과 접지 사이의 전체 매질의 유전율이 시간적으로 변하게 되므로, 그 순간 임피던스 감지선(11)으로부터 인체 움직임 입력 신호가 발생하게 된다.Since the dielectric constant of the entire medium between the
이 인체 움직임 입력 신호는 입력 콘덴서(C1)를 거쳐 저역 통과 필터 회로(C2, R1)에서 10[Hz]를 초과하는 노이즈 신호는 걸러지고 0.5 - 5 [Hz]의 저주파신호만이 제1 연산증폭기(OP1)의 입력 노드(B 노드)로 입력된다. 이 인체 움직임 입력 신호는 제2 연산증폭기(OP2)를 거쳐 마이컴으로 신호가 입력되고 마이컴(102)은 정상적인 온도제어 동작 기능을 1시간 단위로 연장하게 된다.This human motion input signal is filtered by a low pass filter circuit (C2, R1) through a input capacitor (C1) to remove a noise signal exceeding 10 [Hz], and only a low frequency signal of 0.5-5 [Hz] (B node) of the operational amplifier OP1. The human motion input signal is input to the microcomputer via the second operational amplifier OP2, and the
본 발명의 일 실시예에서는 인체 움직임 감지신호가 발생될 때마다 정상적인 온도제어 동작 기능을 1시간 단위로 연장하도록 하였으나, 이를 30분 단위 또는 2 시간 단위로 변경할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the normal temperature control operation function is extended every 1 hour every time a human body motion detection signal is generated, but it can be changed in units of 30 minutes or 2 hours.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 인체 움직임 입력 신호에 의한 온도제어방식을 선택적으로 선택할 수가 있다.In another embodiment of the present invention, the temperature control method based on the human motion input signal can be selectively selected.
정상적인 사람의 경우는 잠을 자더라도 통상 1시간에 3회 이상 뒤척이게 되며, 3회 미만인 경우에는 미약한 환자이거나, 만취자일 수 있다.In normal people, sleeping usually lasts three times or more per hour, while in the case of less than three times, it may be a weak patient or a runner.
예를 들면, 마이컴에서 인체감지 신호를 1시간당 횟수를 측정하는 방식이다. 처음 1시간이 경과한 후 1시간당 움직임이 3회 이상인 경우는 이를 감지한 마이컴이 정상인의 사용중인 상태로 인식하여 1시간씩 정상 출력을 발생하게 되지만, 처음 1시간 경과 후 1시간당 움직임이 1-2회이면, 만취자 또는 미약한 환자인 경우로 판단하여 설정온도를 마이컴에서 자동적으로 낮게 설정하도록 제어를 할 수 있다.For example, the microcomputer measures the number of times per hour the human body detection signal is detected. If the movement is more than three times per hour after the first hour has elapsed, the microcomputer recognizes the microcomputer as being in use by the normal person and generates normal output for one hour. However, If it is two times, it is determined that the patient is a tall or weak patient, and the microcomputer can automatically set the set temperature to be low.
즉 사용자가 60-70도의 고온에 온도설정을 하였을지라도 40도 이하의 낮은 온도로 온도제어를 하도록 프로그램된다.That is, even if the user sets the temperature at a high temperature of 60-70 degrees, it is programmed to perform temperature control at a low temperature of 40 degrees or less.
계속해서 시간당 1-2회 신호가 입력되면 마이컴의 제어신호에 의하여 40도의 온도를 계속 지속시켜 저온 화상을 방지하게 되며, 만약에 다시 3회 이상의 신호가 입력되면 마이컴에서는 처음의 설정된 온도로 하여 정상적인 제어동작을 하도록 프로그램된다.If a signal is input one to two times per hour, the microcomputer's control signal keeps the temperature of 40 degrees to prevent the low temperature image. If more than three signals are input again, the microcomputer sets the initial temperature Control operation.
전기 온열 매트는 움직임이 거의 없이 계속 사용을 하게 되면 그 부분만 국지적으로 온도가 상승하여 화상을 입을 경우가 발생될 수 있다. 만약 전혀 입력 신호가 없다고 판단되면 사용자가 없는 것으로 판단하여 1시간 뒤 전기 온열 제어장치의 온도조절 동작 기능을 차단하여 전력공급을 중단하도록 마이컴에 프로그램된다.If the electric heat mats continue to be used without any movement, the temperature may rise locally to cause burns. If it is determined that there is no input signal at all, it is determined that there is no user, and after one hour, the temperature control operation function of the electric heating control device is cut off and the power supply is stopped to be programmed in the microcomputer.
물론 이러한 판단기준은 마이컴의 프로그램을 통하여 변경 가능하다.Of course, these criteria can be changed through the microcomputer program.
만약 사용자가 전원을 끄지 않고 외출을 하는 경우에는 1시간이 경과 되도록 한 번의 움직임도 없게 되므로 임피던스 감지선으로 부터 출력신호는 발생하지 않게 되어 상기한 과정을 거쳐 마이컴의 동작은 중단되고 표시램프 LED 1은 깜빡거리게 된다.If the user goes out without turning off the power, there will be no movement for one hour to elapse, so no output signal is generated from the impedance sensing line, the operation of the microcomputer is stopped through the above process, Is blinking.
이때 사용자가 외출 후 돌아와서 다시 전기 온열 매트 위에서 사용되면 임피던스 감지선으로부터 신호가 다시 입력이 되고 상기와 같은 과정을 거쳐 이 시점부터 1시간 동안 다시 제어장치를 통한 전원공급이 시작된다.
At this time, when the user comes back after going out and used again on the electric heating mat, the signal is inputted again from the impedance sensing line, and power supply through the control device starts again for one hour from this point through the above process.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력전압 및 발열전압과 인체 움직임 입력 신호 전압과의 관계를 설명하기 위한 오실로스코프 파형도이다.5 to 14 are oscilloscope waveform diagrams for explaining the relationship between an input voltage and a heating voltage and a human motion input signal voltage according to an embodiment of the present invention.
도 5는 발열선에 발열 전압이 인가되지 않은 상태에서 교류 입력 전압과 임피던스 감지선의 입력신호를 도시한 것이다.5 shows input signals of an AC input voltage and an impedance sensing line in a state where a heating voltage is not applied to a heating wire.
채널 1-1은 입력 교류 220V의 파형을 나타내고 채널 2-1은 발열선에 발열전압이 공급되지 않는 상태에서 임피던스 감지선의 입력신호의 상태를 나타낸다.Channel 1-1 shows the waveform of the input AC 220V and channel 2-1 shows the state of the input signal of the impedance sensing line in the state that the heating voltage is not supplied to the heating line.
도 5를 참조하면, 입력 교류 220V가 공급된 상태에서 발열 전압 공급용 전력소자(SCR)가 턴 오프되어 발열선에 발열 전압이 공급되지 않는 상태에서, 매트로부터 감지되는 임피던스 감지선의 입력신호는 기준전압에서 거의 변화가 없다.Referring to FIG. 5, in a state where the input AC 220V is supplied and the heating element SCR is turned off so that the heating voltage is not supplied to the heating wire, the input signal of the impedance sensing wire sensed from the mat becomes the reference voltage There is little change in the.
도 6은 발열선에 발열 전압이 공급되지 않는 상태에서 발열선의 입력 전압(H점)과 임피던스 감지선의 입력신호(B 노드)를 도시한 것이다.6 shows an input voltage (point H) of the heating line and an input signal (B node) of the impedance sensing line in a state where no heating voltage is supplied to the heating line.
도 6을 참조하면, 채널 1-2는 접지 전위를 기준으로 발열선 H1점에 나타나는 파형을 나타내고, 채널 2-1은 발열선에 발열전력이 공급되지 않는 상태에서 임피던스 감지선의 입력신호의 상태를 나타낸다.Referring to FIG. 6, channel 1-2 shows a waveform appearing on the heating line H1 based on the ground potential, and channel 2-1 shows the state of an input signal of the impedance sensing line in a state in which no heating power is supplied to the heating line.
도 6을 참조하면, 발열선에 발열전압이 공급되지 않는 상태에서 발열선의 전압은 접지 전위와 동일하며, 임피던스 감지선의 입력신호는 기준전압에서 거의 변화가 없다.Referring to FIG. 6, the voltage of the heating line is equal to the ground potential when no heating voltage is supplied to the heating line, and the input signal of the impedance sensing line is substantially unchanged from the reference voltage.
도 7은 실드체가 없는 발열전선에 발열 전압이 공급된 상태에서 발열선의 입력 전압(H점)과 임피던스 감지선의 입력신호(B 노드)를 도시한 것이다.Fig. 7 shows the input voltage (point H) of the heating wire and the input signal (B node) of the impedance sensing wire in a state where a heating voltage is supplied to the heating wire without the shielding body.
도 7을 참조하면, 채널 1-3은 접지 전위를 기준으로 발열선 H1점에 나타나는 전압 파형을 나타내고 채널 2-3은 실드체가 없는 발열선에 발열전압이 공급된 상태에서 임피던스 감지선의 입력신호의 상태를 나타낸다.Referring to FIG. 7, channel 1 - 3 shows a voltage waveform appearing on the
도 7을 참조하면, 발열선에는 발열 전압 공급용 전력소자(SCR)에 의해 채널 1-3과 같은 반파 파형의 발열전력이 공급된다. 한편, 임피던스 감지선(11)에는 발열선에서 발생되는 전자파의 영향으로 유도 전압이 유도된다. 즉, 임피던스 감지선의 입력 노드(B 노드)에는 채널 2-3과 같은 약 수십[V] 정도의 고조파가 유도되어 나타나게 된다.Referring to FIG. 7, a heating power is supplied to the heating line by a power device (SCR) for supplying a heating voltage. On the other hand, the induction voltage is induced in the
이 수십 볼트의 고조파가 제1 연산증폭기(OP1)의 입력 노드(B)에 입력이 되면 임피던스 감지선에서 인체 감지시 신호가 발생을 한다고 해도 그 신호는 수 mV에 불과하므로 인체감지 신호만 걸러내기에는 매우 어렵게 된다.When the harmonics of several tens of volts are inputted to the input node B of the first operational amplifier OP1, even if a signal is detected when the human body is sensed on the impedance sensing line, since the signal is only a few mV, It becomes very difficult.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 발열선은 실드된 발열 전선을 사용하고, 실드측을 전원접지와 연결함으로써 임피던스 감지선(11)에서는 발열선에서 발생되는 전자파의 영향을 받지 않고 인체 움직임 감지 신호를 감지할 수 있도록 하였다.
Accordingly, in one embodiment of the present invention, the shielded heating wire is used as the heating wire, and the shield side is connected to the power ground so that the
도 8은 저역 통과 필터부가 설치되지 않은 상태에서 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 파형을 도시한 것이다. 8 shows a waveform output to the output node of the second operational amplifier OP2 (the sensing signal input node (point C) of the microcomputer) without the low-pass filter section.
도 8을 참조하면, 채널 2-4는 필터부가 설치되지 않은 상태에서 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 전압 파형을 나타낸다.Referring to FIG. 8, the channel 2-4 represents a voltage waveform output to the output node of the second operational amplifier OP2 (the sensing signal input node (point C) of the microcomputer) without the filter section.
도 8을 참조하면, 발열선에 전력공급이 되지않는 상태라도 필터(C2)를 설치하지 않을 경우 임피던스 감지선을 통하여 각종 노이즈도 같이 증폭이 되므로 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 전압 파형은 채널 2-4와 같이 약 ±0.5[V] 전압을 가진 60[Hz] 주파수를 포함한다.8, when the filter C2 is not provided even when power is not supplied to the heating line, various noises are amplified through the impedance sensing line, so that the output node of the second operational amplifier OP2 Signal input node (point C)) includes a frequency of 60 [Hz] having a voltage of about ± 0.5 [V] like channel 2-4.
임피던스 감지선으로부터 입력되는 신호는 인체 감지신호 입력 노드(B)와 입력단 콘덴서(C1)를 거쳐 입력되는데 인체감지에 의한 입력 신호 전압은 인체 움직임 속도로 볼 때 0.5[Hz][에서 5[Hz] 의 매우 낮은 교류 저주파신호이다.The input signal voltage from the impedance sensing line is input through the human body sensing signal input node B and the input stage capacitor C1. The input signal voltage by the human body senses 0.5 [Hz] [to 5 [Hz] Of very low alternating current low frequency signal.
이렇게 인체의 움직임에 의한 신호 전압은 0.5 - 5 [Hz] 의 매우 낮은 주파수를 갖는 수[mV]정도 펄스 전압 신호가 입력이 되므로, 채널 2-4에서 도시된 바와 같은 노이즈가 들어올 경우 마이컴은 인체의 움직임 감지신호를 판단하는데 오류를 발생하게 된다.Since the signal voltage due to human body motion is a pulse voltage signal of about several [mV] having a very low frequency of 0.5-5 [Hz], when the noise as shown in the channel 2-4 comes in, An error occurs in determining the motion detection signal of the camera.
발열선을 실드한 상태에서 인체 움직임이 없을 때라도 임피던스 감지선(11)은 넓은 폐회로망으로 형성되므로 이 폐회로망을 타고 주변 전원의 60Hz 및 각종 고주파 대역의 노이즈가 들어오게 되므로 이 노이즈를 제거해 주어야 한다.
Since the
도 9는 저역 통과 필터가 설치된 상태에서 제2 연산증폭기(OP2)의 출력노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 파형을 도시한 것이다.9 shows waveforms output to the output node of the second operational amplifier OP2 (the sensing signal input node (point C) of the microcomputer) in a state where the low-pass filter is installed.
도 9를 참조하면, 채널 2-5는 저역 통과 필터가 설치된 상태에서 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 전압 파형을 나타낸다.Referring to FIG. 9, channel 2-5 represents a voltage waveform output to the output node of the second operational amplifier OP2 (the sensing signal input node (point C) of the microcomputer) with the low-pass filter installed.
본 발명의 일 실시예에서는 병렬 콘덴서(C2)와 입력저항(R1)으로 필터부를 구성하여 도 8에서 나타난 60[Hz] 이상의 노이즈 주파수는 접지로 흘려보내고 10[Hz] 이하 신호만 통과하도록 저역 통과 필터를 채용하였다.In the embodiment of the present invention, the filter unit is constituted by the parallel capacitor C2 and the input resistor R1 so that the noise frequency of 60 Hz or more shown in FIG. 8 flows to the ground, Filter.
또한, 상술한 바와 같이 인체의 움직임 감지 신호는 0.5 - 5[Hz] 의 매우 낮은 주파수를 갖는 수[mV] 정도의 펄스 전압 신호가 입력되는데, 불필요하게 유도되는 직류 전압분에 의한 노이즈를 제거하기 위하여 인체 감지신호 입력 노드(B)에 입력 노드 입력단 콘덴서(C1)를 직렬로 연결하여 직류 노이즈 분을 제거하도록 하였다.In addition, as described above, a pulse voltage signal of about several [mV] having a very low frequency of 0.5-5 [Hz] is input to the motion detection signal of the human body, and the noise due to unnecessary DC voltage is removed The DC noise component is removed by connecting the input node input capacitor C1 to the human body detection signal input node B in series.
도 9를 참조하면, 저역 통과 필터가 설치된 상태에서 임피던스 감지선으로 부터 아무 신호가 없을 때, 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 노드))로 출력되는 전압 파형은 채널 2-5와 같이 기준 전위와 평탄하게 대기 상태가 된다.9, when there is no signal from the impedance sensing line in the state where the low-pass filter is installed, the voltage output from the output node of the second operational amplifier OP2 (the sensing signal input node (C node) of the microcomputer) The waveform becomes a standby state flat with the reference potential like channel 2-5.
도 10, 11은 실드되지 않은 발열선에 발열 전압이 공급된 상태에서 발열선의 입력 전압(H점)과 제2 연산증폭기(OP2)의 출력노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 파형을 도시한 것이다.10 and 11 show output voltages of the heating input terminal (point H) of the heating line and the output node (the sensing signal input node (point C) of the microcomputer) of the second operational amplifier OP2 in a state where a heating voltage is supplied to the unshielded heating wire FIG.
발열선의 실드선의 부착 유무에 대한 차이는, 전술한 바와 같은 발열선으로 부터 발생되는 고주파 노이즈의 영향도 있으나 고주파 노이즈를 차단한다고 해도 발열선으로 흐르는 전류가 공급이 시작되거나, 공급이 중단될 때 그 변화하는 순간 발생되는 유도전압의 영향으로 임피던스 감지선(11)에 유도 전압이 발생하게 된다.The difference in the presence or absence of the shield line of the heating line is influenced by the high frequency noise generated from the heating line as described above. However, even when the high frequency noise is blocked, the current flowing to the heating line starts to be supplied, An induced voltage is generated in the
도 10, 11을 참조하면, 채널 1-6, 1-7은 실드되지 않은 발열선에 발열 전압이 공급된 상태에서 발열선의 입력 전압(H점)이며 채널2-6, 2-7은 제2 연산증폭기(OP2)의 출력노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 파형을 도시한 것이다.10 and 11, the channels 1-6 and 1-7 are input voltages (point H) of the heating line in a state where the heating voltage is supplied to the unshielded heating line, and the channels 2-6 and 2-7 are the second calculation And output to the output node of the amplifier OP2 (detection signal input node (point C) of the microcomputer).
도 10은 발열선에 발열 전류가 흐르고 있다가 설정 온도에 도달되어 전력 공급이 중단되는 순간을 나타낸다. 일반적으로 온도조절 방식은 설정온도까지는 전력이 공급되다가 설정온도에 도달하면 전력 공급이 중단되고 온도가 내려가면 다시 전력 공급이 된다. 이렇게 설정온도를 유지하기 위해서 발열선에 전력공급이 온 오프를 반복적으로 하게 된다.10 shows a moment when an exothermic current flows in the heating wire, reaches a set temperature, and the power supply is interrupted. Generally, the temperature control method is to supply the power up to the set temperature. When the set temperature is reached, the power supply is stopped. When the temperature is lowered, the power is supplied again. In order to maintain the set temperature, the power supply to the heating wire is repeatedly turned on and off.
이때 임피던스 감지선(11)에는 순간적으로 감소 상태로 변화되는 발열선의 전류 변화에 의하여 유도 전압이 유기되어 이를 증폭한 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(C)로 출력되는 파형은 기준 전위보다 - 0.5[V] 이상으로 하향되는 신호가 나타나다가 복귀하게 된다.At this time, in the
또한, 도 11은 발열선에 발열 전류가 흐르지 않고 있다가 설정 온도 이하에 도달되어 전력공급이 재개되는 순간을 나타낸다.11 shows a moment when the heating current does not flow to the heating wire and reaches the set temperature and the power supply is resumed.
이때는 도 10과는 반대로 임피던스 감지선(11)에는 순간적으로 증가되는 발열선의 전류 변화에 의하여 유도 전압이 유기되어 이를 증폭한 제2 연산증폭기(OP2)의 출력노드(C)로 출력되는 파형인 채널 2-7에는 기준 전위보다 + 0.5[V] 이상으로 상향되는 신호가 나타나다가 복귀하게 된다. In this case, as opposed to FIG. 10, the induction voltage is induced by the current change of the heating line instantaneously increased in the
이와 같이 발열선이 실드되지 않은 상태에서는 발열선에 전력 공급시작 및 중단되는 시점의 변화에 따라 발생되는 신호가 인체 움직임 감지 신호로 잘못 판단하는 경우가 발생할 수 있다.In such a state that the heating line is not shielded, a signal generated in accordance with the change of the power supply start and stop time at the heating line may be erroneously determined as the human motion detection signal.
도 12, 13은 실드된 발열전선에 발열전압이 공급 또는 차단된 상태에서 발열선의 입력 전압(H점)과 제2 연산증폭기(OP2)의 출력노드(C)로 출력되는 파형을 도시한 것이다.FIGS. 12 and 13 show waveforms output to the output node C of the second operational amplifier OP2 and the input voltage (point H) of the heating line in the state where the heating voltage is supplied to or disconnected from the shielded heating wire.
도 12, 13을 참조하면, 전술한 도 9. 10에서는 발열 전류의 on-off에 따라 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(C)에 유도 전압에 의한 전압이 발생되었으나, 도 12, 13의 채널 2-8, 2-9에는 발열 전류가 공급 시점 또는 중단된 순간에도 발열선의 실드에 의해 유도 전압이 차단되어 임피던스 감지선에는 전혀 영향이 없게 됨을 알 수 있다.Referring to FIGS. 12 and 13, in the above-described FIG. 9. 10, the induced voltage is generated at the output node C of the second operational amplifier OP2 according to the on-off of the exothermic current. The induction voltage is blocked by the shield of the heating wire even when the heating current is supplied or at the moment when the heating current is interrupted in the channels 2-8 and 2-9 of FIG.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 감지선이 장착된 전기 온열 매트에서 사용자의 뒤척임을 감지하여 발생되는 파형을 도시한 것이다.FIG. 14 illustrates waveforms generated by detecting a user's turning on an electric heating mat equipped with an impedance sensing wire according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 채널 2-10은 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(C노드)로 출력되는 파형을 나타내며, 채널1-10은 발열선의 입력 전압(H점) 파형을 나타낸다.14, channel 2-10 represents a waveform output to the output node (C node) of the second operational amplifier OP2, and channel 1-10 represents an input voltage (H point) waveform of the heating line.
PVC로 절연된 임피던스 감지선은 실드된 발열선과 나란히 배열이 된다. 임피던스 감지선(11)으로부터 접속된 임피던스 감지 단자(Z)는 직렬 콘덴서(C1)에 의해 직류분이 제거된 감지신호가 입력되고, 인체 감지신호 입력 노드(B)에는 10[Hz] 이하만 통과하는 저역 통과 필터(C2, R1)를 통하여 제1 연산증폭기(OP1)로 입력된다. 이 신호는 제1, 2 연산증폭기(OP1, OP2)를 거쳐서 제2 연산증폭기(OP2)의 출력 노드(C)에서 마이컴(102)의 입력단자로 입력된다.The PVC-insulated impedance-sensing wires are arranged side-by-side with the shielded heating wires. The impedance sensing terminal Z connected from the
이렇게 모든 불필요한 노이즈가 제거된 상태에서 출력 노드(마이컴의 감지 신호 입력 노드(C 점))로 출력되는 파형을 보면(2-10 채널) 약 1.5[Hz]에 ± 0.7 [V]를 나타내고 있음을 알 수 있다.When all unnecessary noise is removed, the output waveform of the output node (point of detection signal input node (point C) of the microcomputer) shows ± 0.7 [V] at about 1.5 [Hz] Able to know.
따라서, 이때 마이컴(102)은 사용자가 전기 온열 매트 상에 있는 것으로 감지하고 계속적으로 제어장치를 동작하게 된다.Accordingly, the
본 발명의 일 실시예에 따르면 전기 온열 매트 상에서 정상적으로 사람이 뒤척일 때는 통상 5 [Hz] 이상을 넘지 않게 된다.According to one embodiment of the present invention, when the person normally turns on the electric warm mat, it is usually not more than 5 [Hz].
또한, 천천히 움직이더라도 0.5[Hz] 이상을 유지하게 된다.In addition, even if it moves slowly, it keeps 0.5 [Hz] or more.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기장판 사용자가 움직이게 되면 임피던스 감지선으로 부터 0.5- 5 [Hz] 내외의 매우 느린 2[mV] ~ 10[mV] 저주파 신호가 발생하게 된다. 그리고 이를 제1, 2 연산증폭기(OP1, OP2)로 증폭하게 되면 그 신호는 2[V]를 기준으로 + 0.5V 이상이나 -0.5V 이하가 되는 파형(즉, 2.5[V] 이상이거나, 1.5[V] 이하가 되는 파형)으로 되어 마이컴으로 입력된다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, when the electric plate user moves, a very slow 2 [mV] to 10 [mV] low frequency signal of about 0.5-5 [Hz] is generated from the impedance sensing line. If the signal is amplified by the first and second operational amplifiers OP1 and OP2, the signal is at least 0.5 V or less than -0.5 V (that is, 2.5 V or more) or 1.5 [V]) and input to the microcomputer.
상술한 예는 본 발명의 일 실시예로 기재한 것으로서, 인체 감지 신호의 입력신호에 따라 마이컴은 정상 동작시간을 0.5시간 ~ 2시간씩 연장하도록 프로그램될 수 있다.The above-described example is described as an embodiment of the present invention, and the microcomputer can be programmed to extend the normal operation time from 0.5 hour to 2 hours according to the input signal of the human body detection signal.
또한, 제1 연산증폭기(OP1)의 기준 전압이나 출력측의 전압의 기준치는 회로의 구성에 따라 변경될 수 있다.The reference value of the reference voltage of the first operational amplifier OP1 or the voltage of the output-side voltage may be changed according to the configuration of the circuit.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 전기 온열 매트 제어 장치가 전기 온열 매트인 전기장판과 분리된 상태에서 설명을 하였으나 전기장판과 제어장치(온도조절기)가 결합된 상태에서도 적용이 가능하다.In the embodiment of the present invention, the electric heating mat control device is separated from the electric heating mat, which is an electric heating mat. However, the present invention can be applied even when the electric heating mat and the control device (temperature controller) are combined.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 임피던스 감지선을 이용한 인체의 움직임 감지 장치는 발열체가 있는 전기 온열 매트 장치에만 한정하여 적용되도록 설명하였으나, 또 다른 실시예에서는 온수매트라던지 냉각(cool)매트에도 적용이 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention, the motion sensing device of the human body using the impedance sensing line is limited to the electric heating mat device having the heating element. However, in another embodiment, the hot mat or cool mat It is applicable.
본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 감지선을 온수매트라던지 냉각(cool)매트에도 적용하기 위해서는 임피던스 감지선을 사용자가 접촉하는 부위 전체를 폐회로망으로 구성하고 온수나 냉각 파이프 외부면을 접지와 연결시키거나, 또는 온수나 냉각 파이프 외부면을 도체로 피복하여 접지로 연결하여 적용할 수 있다.In order to apply the impedance sensing line according to an embodiment of the present invention to a hot mat or a cool mat, the whole area where the user touches the impedance sensing line is formed of a closed loop network, and the outer surface of the hot water or cooling pipe is grounded Or by connecting the outer surface of the hot water or cooling pipe with a conductor and connecting it to ground.
즉, 임피던스 감지선을 본 발명의 일 실시에 따른 감지회로의 입력단에 접속을 하면, 마이컴의 감지 신호 입력단에서 입력 신호를 판단하여 상기 온수매트 또는 냉각(cool)매트에서 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.That is, when the impedance sensing line is connected to the input terminal of the sensing circuit according to an embodiment of the present invention, the sensing signal input terminal of the microcomputer determines the input signal to detect the movement of the user on the hot mat or the cool mat have.
예를 들면, 냉각장치를 이용한 쿨매트의 베이스 내부에서 가장자리를 통하여 상기 쿨매트를 포위하도록 배치되며 끝단을 접속하여 폐회로망으로 형성된 임피던스 감지선이 배치될 수 있다. 상기 쿨매트의 일측에 접지선이 배치된다. 상기 접지선은 전원의 공통접지와 접속된다.For example, an impedance sensing line may be disposed in the base of a cool mat using a cooling device so as to surround the cool mat through an edge and connected to the end to form a closed loop network. A ground wire is disposed on one side of the cool mat. The ground wire is connected to the common ground of the power source.
인체의 움직임 감지 장치는 상기 임피던스 감지선과 상기 전원의 공통 접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 상기 전기 온열 매트 위에서 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키게 된다.
The motion detecting apparatus of the present invention is characterized in that, in a state in which a DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground of the power supply, a capacitance of the capacitance changing between the impedance sensing line and the common ground And detects a voltage signal generated by a temporal change amount to generate a human motion detection signal.
10: 전기 온열 매트의 베이스
11: 임피던스 감지선
12: 발열선
14: 실드체
20: 전기 온열 매트 제어 장치
31, 41: PVC 피복
32, 44: 발열선
33, 45: PE사
42: 나일론 써미스터
43: 감열선
52: AL 실드 차폐층
101: DC 동작전원부
AC1, AC2: 교류 입력 전원
C1 ~ C5: 콘덴서
OP1, OP2: 연산증폭기
R1 ~ R8: 저항
S1, S2: 실드체의 단자
SCR: 발열 전압 공급용 전력소자
H1, H2: 발열선의 단자
VR1: 온도조절저항
Z; 임피던스 감지선의 단자10: Base of electric heating mat
11: Impedance detection line
12: Heating line
14: shield
20: Electric heating mat control device
31, 41: PVC Cloth
32, 44: Heating line
33, 45: PE Company
42: Nylon thermistor
43:
52: AL shielding layer
101: DC operation power source
AC1, AC2: AC input power
C1 to C5: Capacitor
OP1, OP2: Operational amplifier
R1 to R8: Resistance
S1, S2: terminals of the shield
SCR: Power device for supply of exothermal voltage
H1, H2: Terminal of heating wire
VR1: Temperature control resistor
Z; Terminal of impedance sensing line
Claims (14)
상기 발열 전선과 일정 간격으로 나란하게 배치되며 양 끝단을 접속하여 폐회로망으로 형성된 임피던스 감지선; 을 포함하며,
상기 실드체는 상기 발열전선에 전력을 공급하는 교류 전원의 일측 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 공통접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 사용자가 상기 전기 온열 매트 상에서 사용 중에 발생되는 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 상기 임피던스 감지선으로부터 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 인체의 움직임 감지 장치.A heating wire mounted inside the base of the electric heating mat, the heating wire including a structure shielded by a shield member outside the heating element, the heating wire being covered with an insulator on the outside; And
An impedance sensing line disposed parallel to the heating wire at a predetermined interval and connected to both ends to form a closed loop network; / RTI >
Wherein the shield is connected to a common ground on one side of an AC power supply for supplying power to the heating wire and a DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground, Sensing a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance varying between the impedance sensing line and the common ground according to a movement of a human body from the impedance sensing line to generate a human motion sensing signal.
상기 직류 기준전압은 상기 교류 전원을 입력받아 직류 구동전압으로 변환하며, 상기 직류 구동전압의 접지는 상기 교류 전원의 일측 공통접지와 접속되는 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치.The method of claim 1, wherein
Wherein the DC reference voltage receives the AC power and converts the AC power to a DC driving voltage, and the ground of the DC driving voltage is connected to one common ground of the AC power source.
상기 임피던스 감지선으로부터 감지된 신호는 10[Hz] 이내의 주파수 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터를 거쳐서 제1 연산증폭기에서 증폭되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the signal detected from the impedance sensing line is amplified by a first operational amplifier through a low pass filter which passes only a frequency signal within 10 [Hz].
상기 임피던스 감지선으로부터 감지된 신호는 10[Hz] 이내의 주파수 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터를 거쳐서 제1 연산증폭기를 거쳐서 제2 연산증폭기로 2단 증폭하는 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the signal detected from the impedance sensing line is amplified by a second operational amplifier through a first operational amplifier through a low pass filter passing only a frequency signal within 10 [Hz].
상기 직류 기준전압은 2[v]이고, 상기 임피던스 감지선에서 감지된 신호는 저역 통과 필터를 거친 후, 0.5 - 5 [Hz] 범위의 저주파신호인 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the direct current reference voltage is 2 [V], and the signal sensed by the impedance sensing line is a low frequency signal in the range of 0.5-5 [Hz] after passing through a low pass filter.
상기 직류 기준전압은 2[v]이고, 상기 임피던스 감지선에서 감지된 신호는 2[mV] ~ 10[mV] 범위의 전압과 0.5 - 5 [Hz] 범위의 신호인 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치The method according to claim 1,
Wherein the DC reference voltage is 2 [V], and the signal sensed by the impedance sensing line is a voltage in the range of 2 [mV] to 10 [mV] and a signal in the range of 0.5 - 5 [Hz] Sensing device
상기 제1 연산증폭기는 2[V]로 기준 전위가 설정된 상태에서 ±2[mV] 이상의 인체감지신호가 입력되면 이를 증폭하여 제2연산증폭기로 출력하는 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the first operational amplifier amplifies the human detection signal of ± 2 [mV] or more when the reference potential is set to 2 [V], and outputs the amplified human detection signal to the second operational amplifier.
상기 제2연산증폭기로 출력하는 전압값이 2.5V이상이나, 또는 1.5V 이하의 전압이 출력될 때, 이를 인체의 움직임 감지 신호로 판단하는 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치.5. The method of claim 4,
Wherein when the voltage value outputted to the second operational amplifier is 2.5 V or more or 1.5 V or less is outputted, it is determined as a human motion detection signal.
상기 임피던스 감지선에서 감지된 신호 중에서 직류 성분을 제거시키는 직렬 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 움직임 감지 장치
The method of claim 3,
And a series capacitor for removing a direct current component from signals sensed by the impedance sensing line.
상기 전기 온열 매트 제어장치는 상기 인체 움직임 감지신호가 일정 시간 이상 입력되지 않을 경우에는 상기 전기 온열 매트에 상기 사용자가 부재중인 것으로 판단하여 상기 발열 전선으로 공급되는 전압을 차단시키는 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 온열 매트 제어 장치An electric warm mat control apparatus for receiving the human motion detection signal from a human motion detection apparatus according to any one of claims 1 to 8,
When the human motion detection signal is not input for a predetermined time or more, the electric warm mat control device determines that the user is absent from the electric heating mat and generates a control signal for cutting off the voltage supplied to the heating wire Electric heating mat control system
상기 전기 온열 매트 제어 장치는 전기 장판, 전기 판넬, 전기 매트, 전기요, 전기 카페트 전기 방석, 전기 담요 중 어느 하나의 제어장치인 것을 특징으로 하는 전기 온열 매트 제어 장치.The method of claim 10, wherein
Wherein the electric heating mat control device is one of an electric mattress, an electric panel, an electric mattress, an electric stove, an electric carpet electric cushion, and an electric blankets.
상기 전기 온열 매트 제어장치에서 상기 인체 움직임 감지신호가 1시간에 3회 미만으로 감지되었을 경우에는 상기 전기 온열 매트의 온도 상한선을 40도 이하로 설정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 온열 매트 제어 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the controller controls the upper temperature limit of the electric heating mat to be less than 40 degrees when the human body movement sensing signal is detected to be less than three times per hour in the electric warming mat control apparatus.
상기 쿨매트의 일측에 배치된 접지선; 을 포함하며,
상기 접지선은 전원의 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 전원의 공통 접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 상기 쿨매트 위에서 사용자가 사용 중에 발생되는 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 인체의 움직임 감지 장치.An impedance sensing line disposed in a base of a cool mat using a cooling device so as to surround the cool mat and formed by a closed loop network with its ends connected; And
A ground wire disposed on one side of the cool mat; / RTI >
Wherein the ground line is connected to a common ground of the power source and the DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground of the power source, And detecting a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance that varies between the common grounds to generate a human motion detection signal.
상기 온수파이프를 따라 배치된 접지선; 을 포함하며,
상기 접지선은 전원의 공통접지와 접속되며, 상기 임피던스 감지선과 상기 전원의 공통 접지 사이에 직류 기준전압이 공급된 상태에서, 상기 온수매트 위에서 사용자가 사용 중에 발생되는 인체의 움직임에 따라 상기 임피던스 감지선과 상기 공통 접지 사이에서 변화되는 정전용량의 시간적 변화량에 의하여 발생되는 전압 신호를 감지하여 인체 움직임 감지 신호를 발생시키는 인체의 움직임 감지 장치.
An impedance sensing line disposed in a base of a hot water mat using a hot water pipe to surround the hot water pipe and connected to an end to form a closed loop network; And
A ground wire disposed along the hot water pipe; / RTI >
Wherein the ground line is connected to a common ground of the power source and the DC reference voltage is supplied between the impedance sensing line and the common ground of the power source, And detecting a voltage signal generated by a temporal change amount of a capacitance that varies between the common grounds to generate a human motion detection signal.
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20130334844A1 (en) | 2011-02-22 | 2013-12-19 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Capacitive occupant detection system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101894474B1 (en) | 2018-02-13 | 2018-09-04 | 주식회사 사랑방 | Temperature Controller for Electric Mat Capable of Preventing Fire by Detecting Body Motion and Controlling Power Supply |
| KR102051797B1 (en) | 2019-03-18 | 2020-01-08 | 주식회사 스팀보이 | Electric warm mat with automatic on / off function |
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| KR102167619B1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-10-19 | 한일의료기 주식회사 | Electric thermal mat for detecting body using capacitance sensor |
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