KR101816095B1 - 전자 디바이스 연결 감지 장치 - Google Patents

전자 디바이스 연결 감지 장치 Download PDF

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최정원
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박찬규
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Abstract

일 실시예에 따른 전자 디바이스 연결 감지 장치는, 복수 개의 전자 디바이스들에 전원을 공급하는 모선(power hub)의 전류를 측정하는 전류 센서; 각 전자 디바이스가 상기 모선에 연결된 경우에 상기 모선의 전류 변화 패턴을 저장하는 저장부; 전자 디바이스가 상기 모선에 연결되는 경우, 상기 전류 센서를 통해 상기 모선의 전류 변화를 감지하여, 시간 영역(time domain)에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석 및 및 상기 감지한 모선의 전류 변화에 대하여 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역(frequency domain)에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석 중 적어도 하나 이상을 수행하고 상기 분석 결과와 상기 저장부에 저장된 전류 패턴을 비교하여 상기 모선에 연결된 전자 디바이스를 판별하는 제어부; 및 상기 전류 센서의 출력단과 접지 사이에 선택적으로 션트(shunt) 연결되는 캐피시터를 포함하고, 상기 캐패시터는 상기 시간 영역에서 상기 모선의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시에 연결된다.

Description

전자 디바이스 연결 감지 장치{AN APPARATUS FOR SENSING ELECTRONINC DEVICE CONNECTION}
본 발명은 전자 디바이스 연결 감지 장치에 관한 것이다.
최근 에너지의 효율적인 이용을 위한 에너지 관리에 대한 관심이 커지고 있고, 에너지 관리 시스템의 설치가 장려되거나 의무화되고 있다. 에너지 관리 시스템은 에너지 사용의 감지, 에너지 사용량의 측정을 필수적으로 포함하며, 이를 위해 다수의 센서 설치가 필요하다. 하지만 대용량 설비를 사용하는 공장이나 대형 건물을 제외한 가정 또는 중소형 건물에서 각 개별 제품에 모두 센서를 설치하는 것은 경제성이 떨어진다.
한편, 일반적으로 전자 디바이스는 생산될 때부터 정격 전력이 정해져 있어, 전자 디바이스의 사용 여부만 확인할 수 있으면, 해당 전자 디바이스의 대략적인 전기 사용량을 계산할 수 있다. 따라서, 정확한 소비 전력 측정을 필요로 하지 않고 다소 오차가 있어도 무방한 에너지 관리 시스템에서는 비용 대비 효율을 고려하여 모든 전자 디바이스에 센서를 설치하여 정확한 소비 전력을 측정하기 보다는 전자 디바이스가 동작하는지 여부만을 판단하면 대략적인 전기 사용량을 계산하여 센서 설치 비용을 절감할 수 있다.
일 실시예는 복수 개의 전자 디바이스들에 전원을 공급하는 모선(power hub)에 어떤 전자 디바이스가 연결되었는지 판별하기 위한 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 전자 디바이스 연결 감지 장치는, 복수 개의 전자 디바이스들에 전원을 공급하는 모선(power hub)의 전류를 측정하는 전류 센서; 각 전자 디바이스가 상기 모선에 연결된 경우에 상기 모선의 전류 변화 패턴을 저장하는 저장부; 전자 디바이스가 상기 모선에 연결되는 경우, 상기 전류 센서를 통해 상기 모선의 전류 변화를 감지하여, 시간 영역(time domain)에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석 및 상기 감지한 모선의 전류 변화에 대하여 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역(frequency domain)에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석 중 적어도 하나 이상을 수행하고, 상기 분석 결과와 상기 저장부에 저장된 전류 패턴을 비교하여 상기 모선에 연결된 전자 디바이스를 판별하는 제어부; 및 상기 전류 센서의 출력단과 접지 사이에 선택적으로 션트(shunt) 연결되는 캐피시터를 포함하고, 상기 캐패시터는 상기 시간 영역에서 상기 모선의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시에 연결된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 디바이스 연결 감지 장치가 모선에 어떤 전자 디바이스가 연결되었는지 판별하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 디바이스 연결 감지 장치의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따라 디바이스 별 시간 영역에서 모선의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 디바이스 별 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 5(a) 및 5(b)는 디바이스가 순차적으로 연결된 경우 시간 영역에서 모선의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 6(b)는 디바이스가 순차적으로 연결된 경우 주파수 영역에서 모선의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.
한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '전기적으로 연결'되어 있는 경우를 의미한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 디바이스 연결 감지 장치가 모선에 어떤 전자 디바이스가 연결되었는지 판별하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 모선(power hub)(10)에 흐르는 전류를 감지하여 어떤 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되었는지 여부를 판별하게 된다.
모선(10)은 복수 개의 전자 디바이스들에 전원을 공급하는 전원선을 의미한다. 일 실시예에서 모선(10)에는 전자 디바이스들이 연결되는 복수 개의 연결 지점(11, 12, 13)이 존재할 수 있다. 도 1에서는 모선(10)의 일 예로 멀티탭이 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 이에 한정되지 않고 모선은 복수 개의 전자 디바이스들이 연결되는 다양한 형태의 전원선일 수 있다.
전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 전류 센서(21)를 이용하여 모선(10)에 흐르는 전류를 감지한다. 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 전류 센서(21)를 통해 감지한 전류를 바탕으로 시간 영역 및/또는 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 분석하며, 분석 결과를 기초로 모선(10)에 연결된 전자 디바이스를 판별한다.
일 실시예에서 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 모선(10)의 연결 지점(11, 12, 13)으로부터 소정의 거리 이내에서 모선(10)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)가 모선(10)의 전류를 측정하는 지점이 전자 디바이스가 연결되는 연결 지점(11, 12, 13)에서 멀어질수록 노이즈가 더 커질 가능성이 높으므로, 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 전류 센서(21)가 설치되는 위치는 노이즈가 지나치게 발생하지 않는 거리 이내가 되는 것이 바람직할 것이다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 이에 한정되지 않고 전원선의 소재, 분석 방법, 연결되는 전자 디바이스의 종류 등에 따라 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 전류 센서(21)가 연결 지점(11, 12, 13)에서 먼 거리에 설치되더라도 무방한 경우도 있다. 예를 들어, 주파수 영역에서의 분석은 노이즈를 보다 쉽게 걸러낼 수 있고, 저항값이 낮은 전원선의 경우 거리가 멀어지더라도 노이즈가 발생하지 않을 수도 있으며, 전류 변화 패턴이 매우 독특하여 노이즈가 발생하더라도 어렵지 않게 판별할 수 있는 전자 디바이스도 존재한다.
본 발명에 따르면, 모든 전자 디바이스에 센서를 설치할 필요 없이, 복수 개의 전자 디바이스가 연결되는 모선(10)에만 센서를 설치하여 어떤 전자 디바이스가 동작하는지 여부를 판별함으로써 대략적인 전기 사용량을 계산할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 디바이스 연결 감지 장치의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 전류 센서(21), 저장부(22) 및 제어부(23)를 포함할 수 있다.
전류 센서(21)는 모선(10)에 흐르는 전류를 측정한다. 일 실시예에 따른 전류 센서(21)는 큰 전류를 견딜 수 있어야 하고, 설치가 용이해야 한다. 따라서, 전류 센서(21)는 로고스키 코일(Rogowski Coil), 홀 센서(Hall Sensor) 등이 사용될 수 있다.
로고스키 코일은 측정하고자 하는 전류 변화에 따른 주변 자기장 변화에 의해 유도되는 전류, 즉, 페러데이 법칙에 따른 유도전류를 측정한다. 측정하고자 하는 전류 I 는 각 코일에서,
Figure 112017077179867-pat00001
에 따라 전압을 유도하고 개별 전압의 합이 Vout이 된다. 오차를 줄이기 위해서는 전선이 코일의 중앙에 있어야 하며, 코일을 많이 감으면 감을수록(N) 전류 감지율이 높아진다. 하지만 동일한 물리적 크기에서 N 이 커질수록 코일간의 커패시턴스가 커져서 고주파 측정 대역폭이 좁아지며, 추가해야 하는 적분기 또한 전류의 급격한 변화의 감지에 제한을 줄 수 있다. 또한 자기장 변화에 유도되는 전류를 측정하기 때문에 DC 전류의 측정은 불가능하다.
로고스키 코일은 전선 주변의 자기장을 감지하여 전류 변화를 비접촉 방식으로 측정할 수 있으며, 플렉서블(flexible)하고 개방(open)되어 있어 설치가 용이하다. 또한, 통상적으로 1MHz 주파수까지 측정이 가능하며 100kA이상의 전류도 측정이 가능하여 설치의 용이성, 대역폭, 측정 가능 전류크기 등을 고려할 때 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 전류 센서(21)로 사용될 수 있다.
홀 센서는 자기장에 의한 전자 흐름의 변화, 즉 로렌츠 힘(Lorentz Force)을 감지하여 AC 전류뿐만 아니라 DC 전류까지 측정할 수 있다. Z축 방향으로 전류가 흐르는 도선에 X축 방향으로 자기장이 존재하는 경우, 로렌츠 힘에 의해 전자 흐름이 바뀌게 되고 이러한 변화를 Y축 방향으로의 전압차를 이용하여 자기장의 크기를 측정할 수 있다. 홀센서는 자기장의 변화 민감하게 반응하는 InAs, GaAs와 같은 Ⅲ-Ⅴ화합물 반도체가 활용된다.
홀 센서는 비접촉 방식으로 전류 측정이 가능하며, 설치가 용이하고, 작은 화합물 반도체 기판으로 비교적 저렴하게 구현할 수 있다. 또한, 통상적으로 수 KHz 주파수까지 측정이 가능하며 수 kA 이상의 전류도 측정이 가능하여 설치의 용이성, 대역폭, 측정 가능 전류크기 등을 고려할 때 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 전류 센서(21)로 사용될 수 있다. 다만, 로렌츠 힘에 전압 변화를 보정(Calibration)하고, 이를 고려하여 측정된 전압을 기초로 전류를 환산해야 하는 데이터 처리가 요구된다.
일 실시예에서, 전류 센서(21)는 전류 변화를 보다 명확하기 확인하기 위하여, 그 출력단에 캐패시터가 접지 방향으로 션트(Shunt) 연결될 수 있다. 캐패시터의 임피던스(Z)는
Figure 112017077179867-pat00002
이므로 고주파에서는 접지(Ground)와 유사하게 작용하여 전압이 작아지며, 저주파에서의 전압만 측정되어 통상의 전력 주파수인 60Hz에서 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되는 경우, 고유의 전류 변화를 확인할 수 있다. 이때, 캐패시터의 캐패시턴스(capacitance)가 너무 큰 경우, 전류 변화 모서리의 급격한 변화, 즉, 고주파 성분을 확인할 수 없으므로 적절한 캐패시터의 선택이 필요하다. 따라서, 일 실시예에서 캐피시터는 모선(10)에 연결될 수 있는 전자 디바이스들 중 전류 변화 모서리의 변화가 가장 큰 전자 디바이스, 즉, 피크 전류가 가장 명확히 구별되는 전자 디바이스의 전류 변화를 확인하기에 적합한 캐피시터를 선택할 수 있다.
저장부(22)는 각 전자 디바이스가 모선(10)에 연결된 경우에 모선(10)의 전류 변화 패턴을 저장한다. 즉, 저장부(22)는 각 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되는 경우, 고유의 전류 변화 패턴에 대한 데이터를 저장한다. 이러한 데이터는 학습 또는 사용자 입력에 의해 저장될 수도 있고, 외부 장치로부터 수신하여 저장된 것일 수도 있다.
제어부(23)는 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 전반적인 동작을 제어하는 구성요소이다. 일 실시예에서 제어부(23)는 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)가 전류 센서(21)를 이용하여 모선(10)에 흐르는 전류를 감지하고, 감지한 전류를 바탕으로 시간 영역 및/또는 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 분석하며, 분석 결과를 기초로 모선(10)에 연결된 전자 디바이스를 판별하는 과정의 전반적인 동작을 제어하는 역할을 수행한다.
일 실시예에서, 제어부(23)는 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되는 경우, 전류 센서(21)를 통해 모선(10)의 전류 변화를 감지한다. 그 후, 시간 영역(time domain)에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석을 수행하며, 시간 영역에서의 분석 결과와 저장부(22)에 저장된 전류 변화 패턴을 비교하여 모선(10)에 연결된 전자 디바이스를 판별한다. 또한, 제어부(23)는 감지한 모선(10)의 전류 변화에 대하여 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역(frequency domain)에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석을 수행하며, 주파수 영역에서의 분석 결과와 저장부(22)에 저장된 전류 변화 패턴을 비교하여 모선(10)에 연결된 전자 디바이스를 판별한다.
이때, 주파수 영역에서의 분석은 시간 영역에서의 분석을 통해 모선(10)에 연결된 전자 디바이스를 판별할 수 없는 경우 수행될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니며, 주파수 영역에서의 분석과 시간 영역에서의 분석은 병렬적으로 수행될 수 있다. 다만, 시간 영역에서의 분석은 수치 비교를 통해 상대적으로 간단하고 빠르게 이루어질 수 있으나, 주파수 영역에서의 분석은 푸리에 변환 과정이 포함되어 상대적으로 복잡하고 지연이 발생할 수 있으나 보다 정확한 분석이 가능하다. 따라서, 상대적으로 간단하고 빠른 시간 영역에서의 분석을 통해 판별이 불가능한 경우에 상대적으로 복잡하고 지연이 발생할 수 있는 주파수 영역에서의 분석을 사용하는 것이 보다 효율적일 수 있다. 또한, 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 전류 센서의 출력단과 접지 사이에 선택적으로 션트 연결되는 캐피시터(미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캐패시터는 시간 영역에서 모선의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시에만 연결될 수 있다.
제어부(23)는 시간 영역에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시, 전자 디바이스가 모선(10)에 연결된 직후 소정의 시간 동안 모선(10)에 흐르는 피크 전류 및 소정의 시간 이후 흐르는 전류에 대한 분석을 수행할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따라 디바이스 별 시간 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 3에서는 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되었을 때(ON) 전류 변화의 모양만을 비교하기 위하여, 각 전자 디바이스 별 정격 전류로 정규화(normalize) 하였다.
디바이스 A의 경우(301), 모선(10)에 연결되면, 정격 전류의 3배 이상의 전류가 급격히 흐르고, 0.4초 이내에 급격히 정격 전류에 근접해 지는 패턴을 보인다.
디바이스 B의 경우(302), 모선(10)에 연결되면, 정격 전류의 2.5배 이상의 전류가 흐르고, 5초 이상의 거쳐 서서히 정격 전류에 근접한다.
디바이스 C의 경우(303), 모선(10)에 연결되면, 거의 바로 정격 전류가 흐르게 된다.
일 실시예에서 이러한 디바이스 별 시간 영역에서 모선(10)의 전류 변화 패턴은 저장부(22)에 저장될 수 있다.
본원발명에 따르면, 각 전자 디바이스는 도 3에 도시한 바와 같이 모선(10)에 연결되었을 때 고유의 전류 변화 패턴이 존재한다. 따라서, 시간 영역에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석을 수행하여 모선(10)에 연결된 전자 디바이스가 어떤 전자 디바이스인지 판별할 수 있다.
다시 도 2의 설명으로 돌아가면,
제어부(23)는 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시, 전류 센서(21)에서 감지한 모선(10)의 시간에 따른 전류 변화에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하고, 전력 주파수 주변 영역에 대한 주파수 크기 및 대역폭에 대한 분석을 수행할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따라 디바이스 별 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 3에서 도시한 시간 영역에서의 전류 변화를 퓨리에 변환한 결과가 그래프 410에 도시된다. 그래프 410을 살펴보면, 국내 정격 주파수인 60Hz 주변 주파수에서 각 디바이스간의 차이가 있는 바, 60Hz 주변 영역(411)을 확대해보면 그래프 420과 같다. 그래프 420을 살펴보면, 디바이스 A(401)와 디바이스 C(403)는 정격 전압이 유사함에도 불구하고, 디바이스 A(401)의 60Hz 주변 주파수 성분이 디바이스 C(403)에 비해 확연히 넓음을 확인할 수 있다. 디바이스 B(402)의 주파수 성분은 디바이스 A(401)와 디바이스 C(403)의 주파수 성분과 확연한 차이가 있다.
일 실시예에서 이러한 디바이스 별 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화 패턴은 저장부(22)에 저장될 수 있다.
본원발명에 따르면, 각 전자 디바이스는 도 4에 도시한 바와 같이 모선(10)에 연결되었을 때 고유의 전류 변화 패턴이 존재한다. 따라서, 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석을 수행하여 모선(10)에 연결된 전자 디바이스가 어떤 전자 디바이스인지 판별할 수 있다. 특히 주파수 영역에서의 분석은 시간 영역에서 분석을 통해 판별할 수 없었던 전자 디바이스의 식별을 가능하게 할 수 있다.
다시 도 2의 설명으로 돌아가면,
일정한 시간간격으로 주기적으로 변하는 전력은 스펙트럼 분석기(Spetrum Analysor)와 같은 장비로 주파수 영역의 직접 측정이 가능하지만, 비주기적 전력을 주파수 영역에서 분석하기 위해서는 시간 영역에서 측정 결과를 푸리에 변환하는 것이 필요하다. 보다 구체적으로, 시간 영역에서 측정 결과는 일정한 시간 간격으로 샘플링되어 측정되기 때문에, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)을 수행할 수 있고, 특히, 고속 푸리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)을 수행할 수도 있다.
제어부(23)는 다양한 방법으로 시간 영역 및 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석 결과와 저장부(22)에 저장된 전류 변화 패턴을 비교할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(23)는 피크 값, 피크 수, 설정된 시간 또는 주파수에서의 전류량 등을 비교할 수 있다. 또는 제어부(23)는 시간 영역 및 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 그래프로 나타내고, 저장부(22)에 저장된 전류 변화 패턴 역시 그래프로 복원하여, 두 그래프 간의 유사도를 계산할 수도 있다. 이 경우, 제어부(23)는 두 그래프를 동시에 표시하도록 사용자 인터페이스부(24)를 제어하여 사용자가 비교 과정 및/또는 결과를 직관적으로 볼 수 있도록 할 수도 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하고, 이에 한정되지 않고 다양한 방법으로 시간 영역 및 주파수 영역에서 모선(10)의 전류 변화에 대하여 분석 결과와 저장부(22)에 저장된 전류 변화 패턴을 비교할 수 있다.
나아가, 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 사용자 인터페이스부(24) 및 통신부(25)를 더 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(24)는 사용자로부터 전자 디바이스 판별을 위한 입력 등을 수신하기 위한 입력부와, 전자 디바이스 판별 결과 또는 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스부(24)는 사용자 입력을 수신하는 조작 패널(operation panel) 및 화면을 표시하는 디스플레이 패널(display panel) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 입력부는, 예를 들어, 키보드, 물리 버튼, 터치 스크린, 카메라 또는 마이크 등과 같이 다양한 형태의 사용자 입력을 수신할 수 있는 장치들을 포함할 수 있다. 또한, 출력부는, 예를 들어, 디스플레이 패널 또는 스피커 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 입출력부(110)는 다양한 입출력을 지원하는 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 사용자 인터페이스부(24)를 통해 각 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되는 경우, 고유의 전류 변화 패턴에 대한 데이터를 수신하거나 입력 받을 수 있다.
통신부(25)는 다른 디바이스 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(25)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태일 수도 있고, 또는 통신에 필요한 정보를 포함하는 스티커/바코드(e.g. NFC tag를 포함하는 스티커)등일 수도 있다.
무선 통신은, 예를 들어, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 또는 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유선 통신은, 예를 들어, USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)는 통신부(25)를 통해 외부 장치로부터 사용자 입력, 데이터 등을 수신하고, 전자 디바이스 판별 결과 또는 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 상태 등의 정보를 외부 장치로 전송할 수 있다.
지금까지 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 구성에 대해서 설명하였다. 아래에서는 모선(10)에 복수 개의 전자 디바이스가 연결된 상태에서 각 전자 디바이스를 판별하는 과정을 설명하도록 한다.
도 5(a) 및 5(b)는 디바이스가 순차적으로 연결된 경우 시간 영역에서 모선의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 5(a)에서 그래프 510은 디바이스 C(503) - 디바이스 A(501)가 순차적으로 연결된 경우의 시간 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 나타내는 도면이고, 그래프 520은 각 디바이스(501, 503)의 시간 영역에서 전류 변화를 나타내는 도면으로 디바이스 C(503), 디바이스 A(501)가 모선에 연결되고 연결이 해제되는 타이밍을 알 수 있다. 그래프 520을 참조하면, 디바이스 C(503)는 3초 정도에 모선(10)에 연결되고 디바이스 A(501)는 8초 정도에 모선(10)에 연결되며 18초 정도에 연결이 해제되는 것을 알 수 있다. 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)에서 모선(10)의 전류 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프 510에서도 3초, 8초, 18초에 전류 변화가 있음을 알 수 있다.
도 5(b)에서 그래프 530은 디바이스 B(502) - 디바이스 C(503)가 순차적으로 연결된 경우의 시간 영역에서 모선(10)의 전류 변화를 나타내는 도면이고, 그래프 540은 각 디바이스(502, 503)의 시간 영역에서 전류 변화를 나타내는 도면으로 디바이스 B(502), 디바이스 C(503)가 모선에 연결되고 연결이 해제되는 타이밍을 알 수 있다. 그래프 540을 참조하면, 디바이스 B(502)는 3초 정도에 모선(10)에 연결되고 디바이스 C(503)는 9초 정도에 모선(10)에 연결되며 19초 정도에 연결이 해제되는 것을 알 수 있다. 전자 디바이스 연결 감지 장치(20)에서 모선(10)의 전류 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프 530에서도 3초, 9초, 19초에 전류 변화가 있음을 알 수 있다.
전자 디바이스 연결 감지 장치(20)의 저장부(22)에는 각 전자 디바이스가 모선(10)에 연결된 경우, 전류 변화 패턴이 저장되어 있는 바, 각각의 전류 변화 시점 및 그 이후 전류를 저장된 데이터와 비교하면 어떤 전자 디바이스가 모선(10)에 연결되거나 연결 해제되었는지 판별할 수 있다.
도 6(a) 및 6(b)는 디바이스가 순차적으로 연결된 경우 주파수 영역에서 모선의 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 6(b)는 도 5(a) 및 5(b)에서 도시한 시간 영역에서의 전류 변화를 퓨리에 변환한 결과이다.
도 6(a)를 살펴보면, 디바이스 A(601)와 디바이스 C(603)는 정격 전압이 유사함에도 불구하고, 디바이스 A(601)의 60Hz 주변 주파수 성분이 디바이스 C(603)에 비해 확연히 넓음을 확인할 수 있다. 따라서, 디바이스 A(601)와 디바이스 C(603)를 판별할 수 있다.
도 6(b)를 살펴보면, 디바이스 B(602)와 디바이스 C(603)는 주파수 성분에 차이가 있어 디바이스 B(602)와 디바이스 C(603)를 판별할 수 있다.
한편, 상술된 실시예들은 컴퓨터에 의하여 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 상기 명령어 및 데이터 중 적어도 하나는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체란, 예를 들어 하드디스크 등과 같은 마그네틱 저장매체, CD 및 DVD 등과 같은 광학적 판독매체 등을 의미할 수 있으며, 네트워크를 통해 접근 가능한 외부 장치에 포함되는 메모리를 의미할 수도 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
10: 모선
20: 전자 디바이스 연결 감지 장치
21: 전류 센서
22: 저장부
23: 제어부
24: 사용자 인터페이스부
25: 통신부
11, 12, 13: 연결 지점

Claims (5)

  1. 복수 개의 전자 디바이스들에 전원을 공급하는 모선(power hub)의 전류를 측정하는 전류 센서;
    각 전자 디바이스가 상기 모선에 연결된 경우에 상기 모선의 전류 변화 패턴을 저장하는 저장부;
    전자 디바이스가 상기 모선에 연결되는 경우, 상기 전류 센서를 통해 상기 모선의 전류 변화를 감지하여, 시간 영역(time domain)에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석을 수행하고, 상기 감지한 모선의 전류 변화에 대하여 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역(frequency domain)에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석을 수행하며, 상기 시간 영역에서의 분석 결과 및 상기 주파수 영역에서의 분석 결과와 상기 저장부에 저장된 전류 패턴을 비교하여 상기 모선에 연결된 전자 디바이스를 판별하는 제어부; 및
    상기 전류 센서의 출력단과 접지 사이에 선택적으로 션트(shunt) 연결되는 캐패시터를 포함하고,
    상기 캐패시터는 상기 시간 영역에서 상기 모선의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시에 연결되며,
    상기 제어부는,
    시간 영역에서 상기 모선의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시,
    상기 전자 디바이스가 상기 모선에 연결된 직후 소정의 시간 동안 상기 모선에 흐르는 피크 전류 및 상기 소정의 시간 이후 흐르는 전류의 패턴에 대한 분석을 수행하고,
    상기 캐패시터는,
    상기 모선에 연결되는 전자 디바이스들 중 상기 피크 전류가 가장 명확히 구별되는 전자 디바이스를 기준으로 선택되며,
    상기 제어부는,
    주파수 영역에서 상기 모선의 전류 변화에 대하여 분석을 수행 시,
    상기 전류 센서에서 감지한 상기 모선의 시간에 따른 전류 변화에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하고, 전력 주파수 주변 영역에 대한 주파수 크기 및 대역폭에 대한 분석을 수행하며,
    상기 전류 센서는,
    노이즈 발생을 억제하기 위하여 상기 복수 개의 전자 디바이스들이 연결되는 지점으로부터 소정의 거리 이내에서 상기 모선의 전류를 측정하며,
    상기 전류 센서는,
    로고스키 코일 또는 홀 센서 중 하나를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 시간 영역 및 상기 주파수 영역에서 상기 모선의 전류 변화에 대한 분석을 수행 시, 상기 시간 영역 및 상기 주파수 영역에서 상기 모선의 전류 변화를 제1 그래프로 나타내고, 상기 저장부에 저장된 전류 패턴을 제2 그래프로 복원하며, 상기 제1 그래프와 상기 제2 그래프를 비교하여 상기 제1 그래프와 상기 제2 그래프 간 유사도를 계산하며,
    상기 제1 그래프와 상기 제2 그래프를 동시에 표시하여 분석 과정을 표시하는 사용자 인터페이스부를 포함하고,
    상기 사용자 인터페이스부는,
    상기 각 전자 디바이스가 상기 모선에 연결된 경우, 상기 각 전자 디바이스의 고유의 전류 변화 패턴에 대한 데이터를 입력 받는 전자 디바이스 연결 감지 장치.
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