KR101617635B1 - 층간 소음 경보 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물 천장면, 바닥면 또는 벽면에 배치되어 건물내부에서 발생되는 음파를 감지하는 센서부, 센서부에서 소정의 음파가 감지된 경우 감지된 음파를 수집하는 음파수집부, 수집된 음파를 분석하고 분석된 음파가 특정 이상의 결과값을 갖는 경우 소정의 신호를 발생하는 제어부, 발생된 신호에 의해 경고정보를 표시하는 경고표시부 및 정보수집부 또는 경고표시부에 전력을 공급하는 전력공급부로 이루어지는 층간 소음 경보 장치가 개시되어 있다.

Description

층간 소음 경보 장치{Alarm device of noise between building floors}

본 발명은 층간 소음 경보 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내에서 발생하는 소음을 측정하여 기준값 이상일 경우 사용자에게 이를 알림으로써 층간 소음으로 인한 이웃 간의 폐해를 예방하기 위한 층간 소음 경보 장치에 관한 것이다.

최근 많은 사람들이 다세대 주택이나 원룸, 오피스텔, 아파트 등에 거주함에 따라 주거 공간이 밀집되는 경향이 증가하고 있다. 이에, 이웃 간의 소음으로 인한 분쟁이 늘어나고 있으며, 주거 공간 내의 소음에 대한 관심이 증대되고 있다.

주거 공간 내의 소음에 관한 일 예로 층간 소음을 고려해볼 수 있는데, 최근 들어, 층간 소음으로 인하여 이웃 간에 다툼이 발생하는 등 중대한 사회적 이슈로 대두되고 있다. 예를 들어, 아이들이 뛰는 소리, 문을 세게 닫는 소리, 애완견 짖는 소리 또는 늦은 저녁이나 이른 아침에 세탁기, 청소기 및 운동기구를 사용하는 소리 등으로 층간 소음이 발생한다. 이러한 경우, 당사자 간에 이를 해결하려는 과정에서 유발되는 다툼이나 분쟁이 다수 발생하고 있다.

층간 소음으로 인한 갈등을 방지하기 위해서 환경부 중앙환경분쟁 조정위원회에서는 층간 소음의 기준을 낮에는 40 데시벨[dB], 밤에는 30 데시벨[dB]로 규정하고 있으나, 특별한 장치 없이는 일반인들이 이러한 기준을 판단하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 따라서 층간 소음의 기준값을 초과하는지 여부에 대한 판단이 어렵기 때문에 분쟁이 발생 후 이를 조정하기 위한 사후조치를 취할 수 밖에 없다는 문제가 있다. 또한, 건축물의 바닥이 충격을 받은 경우 발생되는 층간 소음은 바닥면에 충격을 가하는 소음 원인제공자에게는 소음 전달이 적은 반면, 하부층에 위치한 거주자에게는 더 크게 전달됨에도 불구하고 상부층 원인제공자는 이를 인식하지 못하므로 분쟁이 발생할 수 밖에 없다는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 실내에서 발생되는 소음을 측정하고 사용자에게 이를 직접 제공하는 경보장치를 제공하는 데에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라, 층간 소음 경보 장치는 건물 천장면, 바닥면 또는 벽면에 배치되어 주변에서 발생되는 음파를 감지하는 센서부; 상기 센서부에서 소정의 음파가 감지된 경우, 상기 감지된 음파를 수집하는 음파수집부; 상기 수집된 음파를 분석하고 상기 분석된 음파가 특정 이상의 결과값을 갖는 경우, 소정의 신호를 발생하는 제어부; 상기 발생된 신호에 의해 경고정보를 표시하는 경고표시부; 및 상기 음파수집부 또는 상기 경고표시부에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함한다.

상기 음파수집부는 증폭부 및 A/D 변환부를 포함하고 상기 센서부에서 감지된 음파를 수집하며, 상기 증폭부는 상기 수집된 음파를 증폭하고 상기 A/D 변환부는 상기 증폭된 아날로그 음파를 디지털 신호로 변환할 수 있다.

상기 전력공급부는 소정의 장치 또는 부품을 사용하여 정격 전압을 소정의 전압으로 설정하여 사용할 수 있다.

상기 경고표시부는 스피커, 경고등 또는 소정의 장치 디스플레이를 포함하며, 상기 스피커에서 경고음 발생하는 방식, 상기 경고등이 깜빡이는 방식 또는 상기 소정의 장치 디스플레이에 표시하는 방식으로, 상기 스피커, 경고등 또는 소정의 장치 디스플레이에 각각 표시될 수 있다.

본 발명에 의한 경우, 사용자가 실내에서 발생되는 소음의 크기를 직접 확인할 수 있기 때문에 기준값 이상의 소음이 발생하지 않도록 주의함으로써 층간 소음으로 인한 갈등을 예방하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 경우, 소정의 소음이 발생한 경우 시각, 청각 등 다양한 방식으로 경고함으로써 소음에 관한 정보를 실시간으로 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 소음 측정 장치의 구성에 관한 블록다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 소음 측정 장치의 구성에 관한 회로도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 소음 측정장치의 구성에 관한 블록다이어그램이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 소음 경보 장치(100)는 센서부(110), 음파수집부(120), 제어부(130), 경고표시부(140) 및 전력공급부(150)를 포함한다.

센서부(110)는 건물 천장면, 바닥면 또는 벽면에 배치되어 주변에서 발생되는 음파를 감지한다. 건물 내에서 발생하는 음파를 감지하기 위해서, 센서부(110)는 마이크를 포함할 수 있으며 마이크를 통하여 주변에서 발생하는 소음을 수신할 수 있다. 이때, 마이크는 일렉트레트 콘덴서(Electret condenser)를 이용한 마이크를 사용한다. 통상적인 마이크는 100 볼트[V] 이상의 고압을 가하며 전극 사이의 용량 변화를 검출하여 소리를 만들기 때문에 장치가 대형화될 수 밖에 없으며 미소한 변화에는 민감하지 못하다는 단점이 있다. 그러나 일렉트레트 콘덴서 마이크는 전극 사이에 전하를 보존하는 반영구적 소재인 일렉트레트를 삽입하여 고압이 필요하지 않으며 극히 미소한 변화도 민감하게 감지할 수 있고 소형화가 가능하므로, 본 발명에서는 이를 사용한다. 본 발명에 의한 마이크에는 극히 미소한 변화도 민감하게 감지하기 위해서 음파를 증폭하는 과정이 포함되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. 센서부(110)는 천장 마감재의 저면에 노출된 형태로 배치될 수 있다. 또는 센서부(110)는 외부로 노출되지 않고 바닥면 슬래브의 하부에 배치되어 아래층 천장 마감재에 의해 은폐되거나 건물의 벽면내부에 은폐되거나 또는 건물 벽면외부에 노출되도록 배치될 수도 있다. 여기서, 센서부(110)를 배치할 때, 천장 마감재의 저면 및 바닥면 슬래브 하부에 동시에 배치함으로써 사용자가 위치한 곳에서 파악되는 음파와 아래층에서 감지되는 음파를 비교할 수 있다. 이로써, 실제 층간 소음이 얼마나 되는지를 정확하게 측정할 수 있게 된다.

음파수집부(120)는 센서부(110)에서 소정의 음파가 감지된 경우, 감지된 음파를 전달받아 수집한다. 음파수집부(120)는 음파를 증폭하는 증폭부(121)와 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(122, Analog-Digital converter, ADC)를 포함한다. 즉, 음파수집부(120)에서 수집된 음파는 증폭부(121)에 의해 증폭되며, 변환 집적 회로(integrated circuit, IC)인 A/D 변환부(122)를 이용하여 아날로그인 음파 신호를 디지털 신호로 변환하여 표시하게 된다. 음파가 증폭된 후 측정 단위인 데시벨(dB, 음압)값으로 표시하기 위해서 로그엠프(log amp)를 거치고, 음파 신호를 로그(log)값으로 변환한다. 여기서, 음파 신호를 로그(log)값으로 변환하는 이유는 인체의 감각기관이 로그적인 특성을 갖기 때문이고 아주 작은 신호와 큰 신호를 압축하여 모두 민감하게 수용할 수 있도록 하기 위해서이다. 또한, 음파 신호를 로그값으로 변환하는 다른 이유는 음파는 파동이므로 주파수 대역이 소리의 높낮이를 의미하며 데시벨 값은 이 주파수 신호의 세기를 의미하므로, 이를 로그스케일(log scale)로 나타내는 것이 사용자가 사용하기에 편리하기 때문이다. 결국 음파수집부(120)에서 수집된 음파는 로그값으로 변환되어 후술할 제어부(130)에 전달된다.

제어부(130)는 음파수집부(120)에서 전달된 신호를 분석하고, 분석된 신호가 소정의 값 이상의 결과값을 갖는지 여부를 판단하여 소정의 값 이상의 결과값을 갖는 경우, 경고표시부(140)에 구동 신호를 전달한다. 즉, 음파수집부(120)에서 수집되어 증폭된 후 디지털 신호로 변환된 후 로그값으로 변환된 결과값과 제어부(130)에 저장된 기준값을 비교한다. 이때, 제어부(130)에 저장된 기준값은 중앙환경분쟁 조정위원회에서 층간 소음의 기준으로 정한 값으로 설정할 수 있으며, 그 값은 낮에는 40 데시벨[dB], 밤에는 30 데시벨[dB]이 된다. 음파수집부(120)에서 전달된 결과값과 제어부(130)에 저장된 기준값을 비교하여 경고표시부(140)에 구동 신호를 발송하게 되는데, 기준값 이상에 해당하는 결과값이 1분 이상 감지되는 경우에 신호표시부(140)를 구동하기 위한 신호를 발송한다. 다만, 제어부(130)에 저장된 기준값 및 기준값 이상에 해당하는 결과값이 유지되어야 하는 시간(1분)은 사용자에 의해 손쉽게 변경이 가능하다.

특히 제어부(130)를 이용하여 후술할 경고표시부(140)의 경고등 또는 장치 디스플레이에 기호나 문자를 표시하기 위해서, 본 발명에서는 ATMEGA 128을 사용하였다. ATMEGA 128은 고성능이면서도 전력소비가 적은 8비트 마이크로컨트롤러이며, 입력 명령어가 간단하다는 특징이 있다. 안정적으로 동작하며, 매인 클럭이 16MHz일 때 초당 1600만개의 명령을 실행할 수 있는 등 동작속도가 빠르며, C언어뿐 만 아니라 어셈블리 언어에서도 최적화된 코드 크기로 빠르게 동작할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 비휘발성 메모리 기술을 기반으로 주변회로를 간소화할 수 있다는 특징이 있으며, 마이크로컨트롤러가 PCB에 부착된 상태에서 Vcc전원만으로 내부 메모리에 프로그램을 삽입(writing)하는 기능이 가능하다는 특징이 있다. 따라서, ATMEGA 128을 이용하여 제어부(130)를 구성한다. 그러나 제어부(130)의 구성은 ATMEGA 128에 한정되지 아니하고 동일 또는 유사한 성능을 갖는 마이크로컨트롤러로 대체할 수 있을 것이다.

전력공급부(150)는 소정의 장치 또는 부품을 사용하여 정격 전압을 특정의 전압으로 설정하여 사용한다. 본 발명에서는 9 볼트[V] 전압 및 5 볼트[V] 전압을 정격전압으로 이용한다. 이를 위해 우선, 220 볼트[V]로 공급되는 가정용 전기를 트랜스포머를 이용하여 24 볼트[V]로 변환하고 9 볼트[V] 정전압 레귤레이터 이용하여 9 볼트[V] 정격전압을 형성한 후, 형성된 9 볼트[V] 정격전압을 음파수집부(120)에 공급한다. 또한, 트랜스포머를 거쳐 변환된 24 볼트[V] 전압에 5볼트[V] 정전압 레귤레이터를 이용하여 5 볼트[V] 정격전압을 형성한 후, 형성된 5 볼트[V] 정격전압을 경고표시부(140)에 공급한다. 이와 같은 과정을 거쳐 센서부(110)에서 음파가 감지되면 음파수집부(120)가 작동하며, 제어부(130)에서 구동신호를 발송하면 경고표시부(140)가 작동하게 된다. 여기서, 정전압 레귤레이터는 입력전압에 관계없이 레귤레이터가 갖는 고유의 전압으로 출력하는 부품이며, 정전압 레귤레이터를 사용함으로써 꾸준히 일정한 전압을 공급하여 층간 소음 경보장치(100)를 안정되게 작동시킬 수 있다.

경고표시부(140)는 제어부(130)에서 제공된 신호에 의해 경고정보를 표시한다. 즉, 경고표시부(140)는 스피커, 경고등 또는 액정표시장치(Liquid crystal display, LCD)를 포함할 수 있으며, 제어부(130)에서 신호가 제공된 경우 스피커를 통해 경고음을 발생시키거나 경고등이 깜빡이게 하거나 또는 액정표시 장치에 숫자나 경고 메시지를 표시하는 방식으로 경고를 표시할 수 있다. 다만, 스피커, 경고등 또는 액정표시 장치에 표시되는 경고 방식은 사용자의 설정에 의해 둘 이상이 동시에 작동할 수도 있고, 한 가지씩 교대로 반복하여 표시될 수도 있는 등 다양한 방식으로의 적용이 가능하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 소음 측정 장치의 구성에 관한 회로도이다.

도 2를 참조하면, 도 2의 우측 하단의 노이즈 체커(NOISE CHECKER)라는 부분은 센서부 및 음파수집부를 포함하며 음파를 수집, 증폭 및 디지털변환하는 기능을 한다.

도 2의 중앙 하단의 Atmega 128 이라는 부분은 제어부를 형성하는 마이크로콘트롤러 부품으로, 노이즈 체커에서 변환되어 전달된 신호를 분석하고, 분석된 신호가 소정의 값 이상의 결과값을 갖는지를 판단하여 경고표시부에 구동 신호를 전달한다.

도 2의 좌측 하단의 부저(BUZZER), 발광다이오드(LED)는 경고표시부로서, 제어부에서 전달받은 신호를 기반으로 구동된다. 제어부에서의 구동 신호에 따라 신호음과 경고 등이 번갈아 구동할 수도 있으며, 이는 사용자에 의해 변경 가능하다.

도 2의 우측 상단의 트랜스포머가 포함된 부분이 전력공급부이며, 9 볼트[V] 정격전압을 생성하여 음파수집부에 공급하거나 5 볼트[V] 정격전압을 생성하여 경고표시부에 공급한다.

이상에서 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개선된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 층간 소음 경보 장치
110: 센서부 120: 음파수집부
130: 제어부 140: 경고표시부
150: 전력공급부

Claims (4)

1. 건물 천장면, 바닥면 또는 벽면에 배치되어 건물내부에서 발생되는 음파를 감지하는 일렉트레트 콘덴서 마이크;
   상기 일렉트레트 콘덴서 마이크에서 소정의 음파가 감지된 경우, 상기 감지된 아날로그 음파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 아날로그 음파 신호를 디지털 음파 신호로 변환하며, 상기 변환된 디지털 음파 신호를 로그 엠프를 통해 로그값으로 변환하는 음파수집부;
   상기 음파수집부에서 변환된 상기 음파 신호의 로그값과 기 설정된 기준값을 비교하여, 상기 로그값이 상기 기준값 이상이 되는 결과값이 사용자에 의해 설정되는 소정 시간 이상 감지되는 경우 경고를 위한 소정의 신호를 발생하는 제어부;
   상기 제어부에서 발생된 소정의 신호에 의해 경고정보를 표시하는 경고표시부; 및
   입력 전원을 제1 전압으로 변환하여 상기 일렉트레트 콘덴서 마이크와 상기 음파수집부로 공급하며, 상기 입력전원을 제2 전압으로 변환하여 상기 경고표시부에 공급하는 전력공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 경보 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 경고표시부는 스피커, 경고등 또는 소정의 장치 디스플레이를 포함하며,
   상기 스피커에서 경고음 발생하는 방식, 상기 경고등이 깜빡이는 방식 또는 상기 소정의 장치 디스플레이에 표시하는 방식으로, 상기 스피커, 경고등 또는 소정의 장치 디스플레이에 각각 표시되는 것을 특징으로 하는 층간 소음 경보 장치.

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