KR102130469B1

KR102130469B1 - 염도를 측정할 수 있는 ic와 센서, 및 상기 센서를 이용한 염도 측정 방법

Info

Publication number: KR102130469B1
Application number: KR1020180118018A
Authority: KR
Inventors: 이평한; 박광범; 천성훈; 류창호; 김성완
Original assignee: 쓰리에이로직스(주)
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-07-06
Also published as: JP6678221B1; KR20200044165A; JP2020060542A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로는 염도 센서의 감지 전극에 연결되는 구조를 갖는 양방향 신호 전송 핀; 안테나를 통해 수신된 RF 신호에 기초하여 작동 전압들을 생성하는 RF 인터페이스; 각각의 출력 단자가 상기 양방향 신호 전송 핀에 연결되는 구조를 갖는 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들; 각각의 입력 단자가 상기 양방향 신호 전송 핀에 연결되는 구조를 갖는 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들; 및 상기 염도 센서의 종류에 따라 제1제어 신호와 제2제어 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하고, 상기 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나는 상기 제1제어 신호에 따라 인에이블되고 상기 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나는 상기 제2제어 신호에 따라 인에이블되고, 상기 작동 전압들은 인에이블된 신호 생성기와 인에이블된 아날로그-디지털 변환기로 공급된다.

Description

염도를 측정할 수 있는 IC와 센서, 및 상기 센서를 이용한 염도 측정 방법 {IC AND SENSOR FOR MEASURING SALINITY, AND METHOD FOR MEASURING SALINITY USING THE SENSOR}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 염도 측정 장치에 관한 것으로, 특히 염도를 측정할 수 있는 IC와 센서, 및 상기 센서를 이용한 염도 측정 방법을 제공하는 것이다.

소금은 음식물의 간을 맞추기 위해 사용된다. 소금의 나트륨은 음식물을 통해 사람의 몸 안으로 유입되고, 상기 소금은 성인병인 고혈압을 유발하는 원인들 중의 하나이다. 또한, 소금은 심근 경색이나 뇌졸증에 영향을 준다. 따라서 음식물에 포함된 염도를 측정하여 상기 움직물의 염도를 조절하는 것이 필요하다.

1. 등록특허공보 10-1575748 (2015.12.09) 2. 공개특허공보 10-2014-0063404 (2014.05.27)

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 염도 센서의 특성 또는 종류에 따라 복수의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나와 복수의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나를 인에이블시켜, 인에이블된 구동 신호 생성기와 인에이블된 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 상기 염도 센서에 의해 감지된 감지 대상 액체의 염도를 정확하게 측정할 수 있는 무전원 IC, 상기 IC를 포함하는 무전원 센서, 및 상기 센서를 이용한 염도 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서는, 감지 전극과 접지 전극이 배치된 윗면과, 상기 감지 전극과 상기 접지 전극에 연결된 IC 칩과 상기 IC 칩에 연결된 제1안테나 전극과 제2안테나 전극이 배치된 바닥면을 포함하는 제1기판; 제1홀을 포함하는 제2기판; 상기 제2기판의 아래에 배치되고 상기 제1안테나 전극과 상기 제2안테나 전극에 연결되는 구조를 갖는 안테나와 홈이 형성된 제1레이어; 및 제2홀을 포함하고 상기 제2기판의 위에 배치된 투명 필름을 포함하고, 상기 제1기판의 상기 바닥면은 상기 제1홀과 상기 제2홀을 통해 상기 홈에 삽입되고, 상기 IC 칩은 상기 IC 칩의 핀을 통해 상기 감지 전극으로 아날로그 구동 신호를 전송하는 센서 드라이버 회로; 감지 대상 액체이 상기 감지 전극과 상기 접지 전극에 접촉됨에 따라서 상기 감지 전극과 상기 접지 전극 사이의 임피던스가 변화하면, 상기 임피던스의 변화에 따라 생성된 아날로그 감지 신호를 상기 핀을 통해 수신하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 회로; 및 상기 안테나를 통해 수신된 RF 신호에 기초하여 상기 센서 드라이버 회로의 작동 전압과 상기 아날로그-디지털 변환기 회로의 작동 전압을 생성하는 RF 인터페이스를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로(IC)는 염도 센서의 감지 전극에 연결되는 구조를 갖는 양방향 신호 전송 핀; 안테나를 통해 수신된 RF 신호에 기초하여 작동 전압들을 생성하는 RF 인터페이스; 각각의 출력 단자가 상기 양방향 신호 전송 핀에 연결되는 구조를 갖는 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들; 각각의 입력 단자가 상기 양방향 신호 전송 핀(380)에 연결되는 구조를 갖는 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들; 및 상기 염도 센서의 종류에 따라 제1제어 신호와 제2제어 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하고, 상기 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나는 상기 제1제어 신호에 따라 인에이블되고 상기 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나는 상기 제2제어 신호)에 따라 인에이블되고, 상기 작동 전압들은 인에이블된 신호 생성기와 인에이블된 아날로그-디지털 변환기로 공급된다.

본 발명의 실시 예에 따라, 모바일 장치와, 상기 모바일 장치로부터 전송된 제1RF 신호에 응답하여 감지 대상 액체의 염도를 상기 모바일 장치로 전송하는 무전원 센서를 이용하여 상기 감지 대상 액체의 염도를 측정하는 방법은, 상기 모바일 장치에서 실행되는 모바일 앱의 제어에 따라 NFC 모듈이 상기 제1RF 신호를 상기 무전원 센서로 전송하는 단계; 상기 무전원 센서에 포함된 RF 인터페이스가 상기 무전원 센서에 포함된 안테나를 통해 수신된 상기 제1RF 신호를 이용하여 작동 전압들을 생성하는 단계; 상기 무전원 센서에 포함된 마이크로 컨트롤 유닛이 상기 작동 전압들 중에서 제1작동 전압에 기초하여 제1제어 신호와 제2제어 신호를 생성하는 단계; 상기 무전원 센서에 포함된 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나가 상기 작동 전압들 중에서 제2작동 전압과 상기 제1제어 신호에 따라 인에이블되고, 상기 무전원 센서에 포함된 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나가 상기 작동 전압들 중에서 제3작동 전압과 상기 제2제어 신호에 따라 인에이블되는 단계; 인에이블된 구동 신호 생성기에 의해 생성된 아날로그 구동 신호가 양방향 신호 전송 핀을 통해 상기 무전원 센서에 포함된 염도 센서로 전송되는 단계; 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 양방향 신호 전송 핀을 통해 수신된 아날로그 감지 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 마이크로 컨트롤 유닛이 상기 디지털 신호에 기초하여 생성된 상기 염도를 상기 RF 인터페이스와 상기 안테나를 통해 제2RF 신호로서 상기 NFC 모듈로 전송하는 단계; 및 상기 모바일 앱이 상기 NFC 모듈로부터 전송되고 상기 제2RF 신호에 해당하는 신호를 분석하고, 분석 결과를 상기 모바일 장치의 디스플레이 장치에서 디스플레이하는 단계를 포함하고,

상기 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들은 구형파 생성기, 전류 생성기, 전압 생성기, 및 신호 생성기이고, 상기 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들은 전압-디지털 변환기와 시간-디지털 변환기이고, 상기 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 전압-디지털 변환기일 때 상기 인에이블된 구동 신호 생성기는 상기 구형파 생성기, 상기 전류 생성기, 및 상기 전압 생성기 중에서 어느 하나이고, 상기 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 시간-디지털 변환기일 때 상기 인에이블된 구동 신호 생성기는 상기 신호 생성기이고, 상기 신호 생성기는 PWM 신호 생성기 또는 톱니파 신호 생성기이다.

본 발명의 실시 예에 따른 무전원 IC, 상기 무전원 IC를 포함하는 무전원 센서, 및 상기 센서를 이용한 염도 측정 방법은 염도 센서의 특성 또는 종류에 따라 복수의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나와 복수의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나를 인에이블시켜, 인에이블된 구동 신호 생성기와 인에이블된 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 상기 염도 센서에 의해 감지된 감지 대상 액체의 염도를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 염도 측정 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 무전원 NFC 염도 감지 모듈의 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 무전원 NFC 염도 감지 모듈의 구성도를 나타낸다.
도 4a는 도 3에 도시된 제1기판의 윗면에 배치된 전극들을 나타낸다.
도 4b는 도 3에 도시된 제1기판이 바닥면에 배치된 무전원 NFC 염도 감지 IC와 안테나 전극들을 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 제1기판의 윗면에 배치된 전극들의 구조를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 염도 측정 시스템의 작동 방법을 설명하는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 모바일 앱의 작동 방법을 설명하는 개념도이다.

본 명세서에서 무전원 장치(예컨대, 무전원 NFC 염도 감지 모듈(300) 또는 무전원 NFC 염도 감지 IC(330))는 배터리와 같은 파워 소스(power source)를 그 내부에 포함하지 않고, 외부 파워 소스(예컨대, 모바일 장치(200))로부터 전송된 RF (radio frequency) 신호(예컨대, NFC(near field communication) 신호)를 이용하여 상기 무전원 장치에서 필요한 작동 전압을 생성하고, 생성된 작동 전압을 이용하여 신호를 상기 외부 파워 소스와 주거나 받을 수 있는 장치를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 염도 측정 시스템의 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 염도 측정 시스템(100)은 모바일 장치(200)와 무전원 센서(또는 무전원 NFC 염도 감지 모듈; 300)를 포함한다.

모바일 장치(200)는 무전원 센서(300)로 무선 파워를 공급할 수 있는 장치로서, 스마트폰, 사물 인터넷(Internet of Things(IoT)) 장치, 또는 Information & Communication Technology(ICT) 장치일 수 있고, NFC 모듈(210)과 프로세서(220)를 포함하고, 프로세서(220)는 모바일 애플리케이션 프로그램(간단히, 모바일 앱 (230))을 실행한다. 모바일 앱(230)의 제어에 따라, NFC 모듈(210)은 제1RF(radio frequency) 신호를 무전원 센서(300)로 전송하고 무전원 센서(300)로부터 전송된 제2RF신호(RF2)에 해당하는 신호를 모바일 앱(230)으로 전송한다.

무전원 센서(300)는 ICT 통신 및 감지 플랫폼을 의미할 수 있고, 제1RF 신호 RF1)를 이용하여 무전원 센서(300)의 작동에 필요한 전압(또는 전압들)을 생성한다. 무전원 센서(300)는 안테나(310), 연결 단자들(315와 320), 커패시터(CAP), 무전원 NFC 염도 감지 IC(또는 무전원 NFC 염도 감지 IC 칩; 330), 핀들(380과 385), 및 염도 센서(390)을 포함한다. 무전원 센서(300)는 그 내부에 배터리를 포함하지 않는 수동 NFC 태그의 기능을 수행할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 무전원 NFC 염도 감지 모듈의 블록도를 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 안테나(310)는 제1RF 신호(RF1)를 수신하고, 제2RF 신호 (RF2)를 송신할 수 있다.

무전원 NFC 염도 감지 IC(330)는 RF 인터페이스(332), 파워 관리 유닛(power management unit; 340), 마이크로컨트롤 유닛(microcontrol unit(MCU); 342), 드라이버 컨트롤러(350), 센서 드라이버 회로(352), 아날로그-디지털 변환기 회로( 370), 및 핀들(패드들(pins) 또는 포트들(ports); 380과 385)을 포함한다. MCU (342)는 마이크로컨트롤러(microcontroller)일 수 있다.

RF 인터페이스(또는 RF 인터페이스 회로; 332)는 제1RF 신호(RF1)를 이용(예컨대, 정류)하여 구성 요소들(332, 340, 342, 350, 352, 및/또는 370) 각각의 작동에 필요한 전압을 생성하고, 제1RF 신호(RF1)를 복조하여 무전원 NFC 염도 감지 IC(330)의 작동에 필요한 데이터를 생성하고, 모바일 장치(200)로 전송될 데이터를 변조하여 제2RF 신호(RF2)를 생성할 수 있다.

RF 인터페이스(332)는 정류기(334), 변조기/복조기(336), 및 POR(power on reset)/클락 추출기(338)를 포함할 수 있다.

정류기(334)는 제1RF 신호(RF1)를 정류하여 작동 전압들을 생성하고, 변조기/복조기(336)는 제1RF 신호(RF1)를 복조하여 제1RF 신호(RF1)에 포함된 제1데이터를 생성(또는 추출)하고, 모바일 장치(200)로 전송될 제2데이터를 변조하여 상기 제2데이터에 해당하는 제2RF 신호(RF2)를 생성한다.

POR/클락 추출기(338)는 제1RF 신호(RF1)의 수신에 응답하여 POR 기능을 수행하고, 제1RF 신호(RF1)의 주파수로부터 클락 신호를 추출(또는 생성)할 수 있다. 상기 클락 신호(또는 상기 클락 신호에 기초하여 생성된 클락 신호)는 무전원 NFC 염도 감지 IC(330)에 포함된 구성 요소들(예컨대, MCU(342), 358, 360, 및/또는 370)의 작동 클락으로 사용될 수 있다.

파워 관리 유닛(340)은 정류기(334)에 의해 생성된 작동 전압들을 관리하고, 상기 작동 전압들을 구성 요소들(332, 342, 350, 352, 및/또는 370)로 공급하는 것은 제어할 수 있다.

MCU(342)는 그 안에 포함된 펌웨어(F/W)를 실행시킬 수 있고, 펌웨어(F/W)는 염도 센서(390)의 타입(또는 특성)에 따라 제1제어 신호(CTR1)와 제2제어 신호 (CTR2)를 생성할 수 있다. 펌웨어(F/W)는 액세스 가능한 불휘발성 메모리 장치에 저장된 데이터(예컨대, 염도 센서(390)의 타입 또는 특성을 나타내는 데이터)를 이용하여 제1제어 신호(CTR1)와 제2제어 신호(CTR2)를 생성하거나 각 제어 신호(CTR1과 CTR2)의 생성 타이밍을 제어할 수 있다.

제1제어 신호(CTR1)는 센서 드라이버 회로(352)에 포함된 구성 요소들(354, 356, 358, 360, 및 362)의 작동들(예컨대, 인에이블(enable)과 디스에이블 (disable))을 제어할 수 있는 드라이버 컨트롤러(350)로 공급되는 제어 신호들을 총칭한다.

제2제어 신호(CTR2)는 아날로그-디지털 변환기 회로(370)에 포함된 구성 요소들(372와 374)의 작동들(예컨대, 인에이블과 디스에이블)을 제어할 수 있는 제어 신호들을 총칭한다.

인에이블(또는 활성화)은 해당 구성 요소가 작동됨(예컨대, 해당 구성 요소로 작동 전압이 공급됨)을 의미하고, 디스에이블(또는 비활성화)은 해당 구성 요소가 작동되지 않음(예컨대, 해당 구성 요소로 작동 전압이 공급되지 않음)을 의미한다.

센서 드라이버 회로(352)는 구형파를 생성하는 구조는 갖는 구형파 생성기 (354), 구형파 생성기(354)의 출력 단자와 핀(또는 양방향 신호 전송 핀; 380) 사이에 형성된 임피던스 매칭 저항들(356)과, 핀(380)에 연결된 전류 생성기(358), 핀(380)에 연결된 전압 생성기(360), 및 핀(380)에 연결된 신호 생성기(362)를 포함한다.

제1제어 신호(CTR1)에 따라, 드라이버 컨트롤러(350)는 생성기들(354, 358, 360, 및 362) 중에서 어느 하나만을 인에이블 시키는 작동과, 구형파 생성기(354)가 인에이블될 때 임피던스 매칭 저항들(356) 중에서 어느 하나를 선택하는 작동을 수행한다. 각 임피던스 매칭 저항(356)은 각 스위치(SW1, SW2, 및 SW3)와 각 저항 (R1, R2, 및 R3)을 포함하고, 각 저항(R1, R2, 및 R3)의 저항값은 서로 다르다. 각 저항(R1, R2, 및 R3)은 염도 센서(390)의 감지 범위에 따라 드라이버 컨트롤러 (350)에 의해 선택될 수 있다.

구형파 생성기(354)가 인에이블될 때 드라이버 컨트롤러(350)는, 제1제어 신호(CTR1)에 기초하여, 스위치들(SW1, SW2, 및 SW3) 중에서 어느 하나를 온(on)시키는 제어 신호들을 생성한다. 각 스위치(SW1, SW2, 및 SW3)는 MOS FET로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제1제어 신호(CTR1)에 따라 전류 생성기(358)가 인에이블될 때, 전류 생성기 (358)는 아날로그 전류 신호를 구동 신호(DS)로서 핀(380)을 통해 염도 센서(390)로 공급한다. 예컨대, 전류 생성기(358)는 아날로그 전류 신호를 출력하는 디지털-아날로그 변환기일 수 있다.

제1제어 신호(CTR1)에 따라 전압 생성기(358)가 인에이블될 때, 전압 생성기(360)는 아날로그 전압 신호를 구동 신호(DS)로서 핀(380)을 통해 염도 센서 (390)로 공급한다. 예컨대, 전압 생성기(358)는 아날로그 전압 신호를 출력하는 디지털-아날로그 변환기일 수 있다.

신호 생성기(362)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하는 신호 생성기 또는 톱니파 신호를 생성하는 신호 생성기일 수 있다.

아날로그-디지털 변환기 회로(370)는 감지 신호(SS)에 해당하는 DC 레벨을 디지털 신호(DS1)로 변환하는 전압-디지털 변환기(또는 제1아날로그-디지털 변환기; 372)와, 감지 신호(SS)에 해당하는 PWM 신호(또는 톱니파 신호)를 디지털 신호 (DS2)로 변환하는 시간-디지털 변환기(또는 제2아날로그-디지털 변환기; 374)를 포함한다.

전압-디지털 변환기는 입력 아날로그 전압(또는 전류)를 상기 전압(또는 상기 전류)의 크기(magnitude)를 나타내는 디지털 숫자(digital number)로 변환하는 장치를 총칭하고, 시간-디지털 변환기(time to digital converter(TDC))는 이벤트들을 인식하고 상기 이벤트들이 발생한 시간의 디지털 표현을 제공하는 장치, 각 수신 펄스의 도착 시간을 출력하는 장치, 또는 시간 간격을 측정하고 측정된 시간 간격을 디지털(또는 이진) 출력으로 변환하는 장치를 총칭한다.

1. 구성 요소들(354, 356, 및 372) 인에이블

염도 센서(390)가 구형파를 구동 신호(DS)로 수신하고 제1저항(R1)을 포함하는 제1임피던스 매칭 저항이 선택될 때 최적의 감지 기능을 나타낸다고 가정할 때, MCU(342)는 생성기들(354, 358, 360, 및 362) 중에서 구형파 생성기(354)의 인에이블과 임피던스 매칭 저항들(356) 중에서 제1저항(R1)에 연결된 제1스위치(SW1)의 온(on)을 제어하는 제1제어 신호(CTR1)를 생성하여 드라이버 컨트롤러(350)로 출력한다. 이때 MCU(342)의 펌웨어(F/W)는 액세스 가능한 불휘발성 메모리 장치에 저장된 데이터를 이용(또는 참조)하여 제어 신호들(CTR1과 CTR2)를 생성한다.

드라이버 컨트롤러(350)가 제1제어 신호(CTR1)를 이용하여 구형파 생성기 (354)를 인에이블시키고 제1스위치(SW1)를 온시키므로, 구형파는 제1저항(R1)과 핀 (380)을 통해 염도 센서(390)로 공급된다. 즉, 제1임피던스 매칭 저항의 출력 신호가 구동 신호(DS)로서 염도 센서(390)로 공급된다.

제1제어 신호(CTR1)가 드라이버 컨트롤러(350)로 출력될 때 MCU(342)가 전압-디지털 변환기(372)를 인에이블시키기 위한 제2제어 신호(CTR2)를 전압-디지털 변환기(372)로 출력하므로, 전압-디지털 변환기(372)는 핀(380)을 통해 수신된 아날로그 감지 신호(SS)를 수신하여 디지털 신호(DS1)로 변환한다. 예컨대, 구성 요소들(354과 372)은 동시에 인에이블될 수 있다.

2. 구성 요소들(358과 360 중의 어느 하나와 372) 인에이블

염도 센서(390)가 아날로그 전압 신호(또는 아날로그 전류 신호)를 구동 신호(DS)로서 수신할 때 최적의 감지 기능을 나타낸다고 가정할 때, MCU(342)는 생성기들(354, 358, 360, 및 362) 중에서 전압 생성기(358) 또는 전류 생성기(360)의 인에이블을 제어하는 제1제어 신호(CTR1)를 생성하여 드라이버 컨트롤러(350)로 출력한다. 이때 MCU(342)의 펌웨어(F/W)는 액세스 가능한 불휘발성 메모리 장치에 저장된 데이터를 이용(또는 참조)하여 제어 신호들(CTR1과 CTR2)를 생성한다.

드라이버 컨트롤러(350)는 제1제어 신호(CTR1)를 이용하여 전압 생성기 (358) 또는 전류 생성기(360)를 인에이블시킨다.

제1제어 신호(CTR1)가 드라이버 컨트롤러(350)로 출력될 때 MCU(342)가 전압-디지털 변환기(372)를 인에이블시키기 위한 제2제어 신호(CTR2)를 전압-디지털 변환기(372)로 출력하므로, 전압-디지털 변환기(372)는 핀(380)을 통해 수신된 아날로그 감지 신호(SS)를 수신하여 디지털 신호(DS1)로 변환한다. 예컨대, 구성 요소들(358과 360 중의 어느 하나와, 372)은 동시에 인에이블될 수 있다.

3. 구성 요소들(362와 374) 인에이블

그러나, 염도 센서(390)가 PWM 신호 또는 톱니파 신호를 구동 신호(DS)로 수신할 때 최적의 감지 기능을 나타낸다고 가정할 때, MCU(342)는 생성기들(354, 358, 360, 및 362) 중에서 PWM 신호 또는 톱니파 신호를 생성하는 생성기(362)의 인에이블을 제어하는 제1제어 신호(CTR1)를 생성하여 드라이버 컨트롤러(350)로 출력한다. 이때 MCU(342)의 펌웨어(F/W)는 액세스 가능한 불휘발성 메모리 장치에 저장된 데이터를 이용(또는 참조)하여 제어 신호들(CTR1과 CTR2)를 생성한다.

드라이버 컨트롤러(350)는 제1제어 신호(CTR1)를 이용하여 PWM 신호 또는 톱니파 신호를 생성하는 생성기(362)를 인에이블시킨다. 예컨대, 구성 요소들(362와 374)은 동시에 인에이블될 수 있다.

제1제어 신호(CTR1)가 드라이버 컨트롤러(350)로 출력될 때 MCU(342)가 시간 -디지털 변환기(374)를 인에이블시키기 위한 제2제어 신호(CTR2)를 시간-디지털 변환기(372)로 출력하므로, 시간-디지털 변환기(372)는 핀(380)을 통해 수신된 아날로그 감지 신호(SS)를 수신하여 디지털 신호(DS2)로 변환한다.

인에이블된 생성기(354, 358, 360, 또는 362)로부터 출력된 아날로그 구동 신호(DS)가 염도 센서(390)로 공급될 때, 감지 신호(SS)의 파형 및/또는 레벨은 염도 센서(390)에 포함된 감지 전극과 접지 전극이 감지 대상 액체에 의해 전기적으로 서로 연결되었는지의 여부에 따라 결정된다.

염도 센서(390)의 임피던스 값은 감지 전극과 접지 전극이 감지 대상 액체에 의해 전기적으로 서로 연결되었는지의 여부에 따라 변하므로, 감지 신호(SS)의 파형 및/또는 레벨은 염도 센서(390)의 임피던스 값(또는 임피던스 값의 변화(량))을 반영하고, 상기 감지 대상 액체에 포함된 분순물의 농도(예컨대 염도)를 반영한다. 예컨대, 감지 신호(SS)의 파형 및/또는 레벨은 상기 감지 대상 액체에 포함된 염도에 따라 변한다.

펌웨어(F/W)에 의해 제1제어 신호(CTR1)와 제2제어 신호(CTR2)가 어떻게 코딩(coding)되는지(또는 어떤 값들을 갖는지)에 따라 생성기(354, 358, 360, 및 362) 중에서 어느 하나만이 인에이블되고 아날로그-디지털 변환기들(372와 374) 중에서 어느 하나만이 인에이블된다.

또한, 펌웨어(F/W)에 의해 구형파 생성기(354)가 인에이블될 때 제1제어 신호(CTR1)가 어떻게 코딩되는지(또는 어떤 값들을 갖는지)에 따라 임피던스 매칭 저항들 중에서 어느 하나만이 선택된다.

인에이블된 아날로그-디지털 변환기(372 또는 374)로부터 출력된 디지털 신호(DS1 또는 DS2)는 MCU(342)에 의해 분석되고, 분석의 결과에 해당하는 신호(예컨대, 염도 값에 해당하는 신호)는 변조기/복조기(336)에 의해 변조되어 제2RF 신호 (RF2)로서 모바일 장치(200)의 NFC 모듈(210)로 전송된다.

도 3은 도 1에 도시된 무전원 NFC 염도 감지 모듈의 구성도를 나타내고, 도 4a는 도 3에 도시된 제1기판의 윗면에 배치된 전극들을 나타내고, 도 4b는 도 3에 도시된 제1기판이 바닥면에 배치된 무전원 NFC 염도 감지 IC와 안테나 전극들을 나타낸다.

도 1 내지 도 4b를 참조하면, 신용 카드 모양의 무전원 센서(300)는 제1기판(301), 제2기판(302), 제1레이어(303), 제1투명 필름(304), 제2레이어(305), 및 제2투명 필름(306)을 포함한다. 무전원 센서(300)가 신용 카드 모양으로 제조됨에 따라 휴대가 편리하고, 사용이 편리한 효과가 있다.

제1기판(301)의 윗면(top surface; 301T)에는 염도 센서(390)의 감지 전극 (391)과 접지 전극(392)이 형성(또는 배치)되고, 제1기판(301)의 바닥면(bottom surface; 301B)에는 감지 전극(391)과 접지 전극(392)에 비아들(vias)을 통해 전기적으로 연결된 무전원 NFC 염도 감지 IC(또는 반도체 패키지; 330)와, 무전원 NFC 염도 감지 IC(330)에 전기적으로 연결된 제1안테나 전극(315 또는 ANT1)과 제2안테나 전극(320 또는 ANT2)이 형성(또는 배치)된다.

즉, 제1기판(301)에는 염도 센서의 기능을 수행하는 전도성 전극들(391과 392)과 무전원 NFC 염도 감지 IC(330)가 배치되므로, 제1기판(301)은 센서 모듈(예컨대, 염도 센서 모듈)이라고 불릴수 있다.

제1기판(301)을 수직으로 자르면, 제1기판(301)에서 바닥 솔더 마스크 (bottom solder mask)는 맨 아래에 형성되고, 상기 바닥 솔더 마스크의 위(on or above)에는 바닥 레이어(bottom layer)가 형성되고, 상기 바닥 레이어의 위에는 코어(core)가 형성되고, 상기 코어의 위에는 탑 레이어(top layer)가 형성되고, 상기 탑 레이어의 위에는 탑 솔더 마스크가 형성된다.

상기 바닥 레이어는 표면 실장 기술(surface mount technology(SMT))을 이용하여 무전원 NFC 염도 감지 IC(330)를 연결하기 위해 구리로 형성(또는 구현)되고, 상기 탑 레이어는 감지 전극(391)과 접지 전극(392)의 형성(또는 연결)하기 위해 구리로 형성(또는 구현)되고, 상기 코어는 FR4로 형성되고, 상기 FR4로 형성된 상기 코어의 두께는 1.6mm 내지 02.mm이고, 상기 구리의 두께는 18㎛(±2.5㎛) 내지 35㎛(±5㎛)로 구현된다.

감지 전극(391)은 센서 포트(sensor port)라고 불릴 수도 있고, 제1핀(380)에 연결되고, 접지 전극(392)은 제2핀(385)에 연결된다. 무전원 NFC 염도 감지 IC (330)는 플립 칩(flip chip) 형태로서 또는 표면 실장 소자(surface-mount devices)로서 바닥면(301B)에 부착될 수 있다.

제2기판(302)에는 사각형 모양의 제1홀(302-1)이 형성되고, 제1레이어(303)는 제2기판(302)의 바로 아래에 배치되고, 제1안테나 전극(ANT1)과 제2안테나 전극 (ANT2)에 연결되는 구조를 갖는 안테나(또는 안테나 패턴; 310)과 홈(303-1)이 형성된다.

제1투명 필름(304)에는 사각형 모양의 제2홀(304-1)이 형성되고, 제2레이어(305)는 제1레이어(303)와 제2투명 필름(306) 사이에 형성(또는 배치)된다.

각 투명 필름(304와 306)은 오버레이(overlay)의 기능을 수행하고, 제1레이어(303)는 인레이(inlay)의 기능을 수행하고, 제2기판(302)과 제2레이어(305) 각각은 PCV(Polyvinyl chloride), PET(polyethylene terephthalate), 또는 PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)로 구현될 수 있다.

제1기판(301)의 바닥면(301B)은 홀들(302-1과 304-1)을 통해 홈(303-1)에 삽입된다.

도 5는 도 3에 도시된 제1기판의 윗면에 배치된 전극들의 구조를 나타낸다. 도 4a와 도 5를 참조하면, 제1기판(301)의 윗면(301T)에는 감지 전극(391), 접지 전극(392), 및 액체 가이드(393)가 노출된 형태로 형성(또는 배치)된다. 감지 전극 (391), 접지 전극(392), 및 액체 가이드(393)는 동일 평면에서 형성된다.

접지 전극(392)은 감지 전극(391)과 전기적으로 분리되고, 접지 전극(392)은 감지 전극(391)을 완전히 에워싸고, 액체 가이드(393)는 접지 전극(392)을 부분적으로 에워싸고, 감지 대상 액체가 흘러내리는 것을 방지하는 구조를 갖는다.

감지 전극(391)은 원형으로 구현될 수 있고 접지 전극(392)은 물방울 모양으로 구현될 수 있으나 본 발명의 실시 예에 따른 전극들(391과 392)의 모양이 이들에 한정되는 것은 아니다. 감지 전극(391)의 지름(D1)은 1.7mm±0.1mm이고, 접지 전극(392)과 감지 전극(391)의 거리 또는 간극(D2)은 1.2mm±0.1mm이고, 접지 전극 (392)의 원형부분의 폭(D3)은 1.2mm±0.1mm이다.

전극들(391과 392)의 구성들(D1, D2, 및 D3)에 따라 감지 대상 액체가 감지 전극(391)에 떨어져 확산될 때, 상기 감지 대상 액체는 전극들(391과 392)을 합선 (short)시킬 수 있다.

예컨대, 감지 대상 액체의 양이 1.0㎖ (예컨대, 주사기로부터 떨어지는 액체 한방울(실시 예들에 따라서 염도 센서(390)를 포함하는 무전원 센서(300)가 일상적에서 사용될 때 염도 센서(390)에 의해 센싱 가능한 최소한의 액체의 양을 의미할 수 있음)) 일지라도 전극들(391과 392)의 구성들(D1, D2, 및 D3)에 따라 상기 감지 대상 액체는 간극(D2)을 충분히 채울 수 있으므로, 접지 전극(392)과 감지 전극 (391)은 상기 감지 대상 액체에 의해 합선될 수 있다.

감지 전극(391)의 면적(S1)에 대한 접지 전극(392)의 면적(S2)의 비율 (S2/S1)은 10 내지 16으로 구현된다. 이러한 면적들(S1과 S2)의 비율(S2/S1)에 따라, 염도 센서(390)에 떨어진 감지 대상 액체의 온도는 빠른 시간 내에 주변 온도와 같아질 수 있으므로, 무전원 센서(300)는 빠른 시간 내에 감지 대상 액체의 염도 값을 측정(또는 센싱)할 수 있는 효과가 있다.

도 6은 도 1에 도시된 염도 측정 시스템의 작동 방법을 설명하는 플로우차트이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 감지 대상 액체의 염도를 측정하는 방법은 모바일 장치(200)와 무전원 센서(300)를 이용하여 수행된다.

무전원 센서(300)는 모바일 장치(200)부터 전송된 제1RF 신호(RF1)에 응답하여 감지 대상 액체의 염도(또는 염도 값)를 모바일 장치(200)로 전송한다.

모바일 장치(200)에서 실행되는 모바일 앱(230)의 제어에 따라 NFC 모듈 (210)이 제1RF 신호(RF1)를 무전원 센서(300)로 전송하면, 무전원 센서(300)는 제1RF 신호(RF1)를 수신한다(S110). 제1RF 신호(RF1)는 무전원 센서(300)의 파워로서 이용될 수 있다.

RF 인터페이스(332)의 정류기(334)는 무전원 센서(300)에 포함된 안테나 (310)를 통해 수신된 제1RF 신호(RF1)를 정류여 작동 전압들을 생성한다(S112).

펌웨어(344)의 제어에 따라 MCU(342)는 상기 작동 전압들 중에서 제1작동 전압을 이용하여 제1제어 신호(CTR1)와 제2제어 신호(CTR2)를 생성한다(S114).

서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들(354, 358, 360, 및 362) 중에서 어느 하나가 상기 작동 전압들 중에서 제2작동 전압과 제1제어 신호(CTR1)에 따라 인에이블되고, 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들(372와 374) 중에서 어느 하나가 상기 작동 전압들 중에서 제3작동 전압과 제2제어 신호(CTR2)에 따라 인에이블된다(S116). 예컨대, 작동 전압들 각각의 전압 레벨과 공급 타이밍은 파워 관리 유닛(340)에 의해 제어될 수 있다.

제1제어 신호(CTR1)에 기초하여 인에이블된 구동 신호 생성기(354, 358, 360 또는 362)에 의해 생성된 아날로그 구동 신호(DS)는 양방향 신호 전송 핀(380)을 통해 무전원 센서(300)에 포함된 염도 센서(390)로 전송된다(S118).

아날로그 구동 신호(DS)가 염도 센서(390)로 전송될 때, 제2제어 신호(CTR2)에 기초하여 인에이블된 아날로그-디지털 변환기(372 또는 374)는 양방향 신호 전송 핀(380)을 통해 수신된 아날로그 감지 신호(SS)를 디지털 신호(DS1 또는 DS2)로 변환한다(S120과 S122).

MCU(342)가 디지털 신호(DS1 또는 DS2)에 기초하여 생성된 염도(또는 염도 값)을 RF 인터페이스(332)와 안테나(310)를 통해 제2RF 신호(RF2)로서 NFC 모듈 (210)로 전송하고, NFC 모듈(210)은 제2RF 신호(RF2)에 해당하는 신호를 모바일 앱 (230)으로 전송한다(S124).

모바일 앱(230)이 NFC 모듈(210)로부터 전송된 신호를 분석하고, 분석의 결과를 모바일 장치(200)의 디스플레이 장치에서 디스플레이한다(S126).

서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들은 구형파 생성기(354), 전류 생성기 (358), 전압 생성기(360), 및 신호 생성기(362)이고, 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들은 전압-디지털 변환기(372)와 시간-디지털 변환기(374)이고, 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 전압-디지털 변환기(372)일 때 인에이블된 구동 신호 생성기는 구형파 생성기(354), 전류 생성기(358), 및 전압 생성기(360) 중에서 어느 하나이다.

인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 시간-디지털 변환기(372)일 때 인에이블된 구동 신호 생성기는 신호 생성기(362)이고, 신호 생성기(362)는 PWM 신호 생성기 또는 톱니파 생성기이다.

구형파 생성기(354), 전류 생성기(358), 전압 생성기(360), 및 신호 생성기 (362) 중에서 어느 하나만을 인에이블시키는 제1제어 신호(CTR1)와, 전압-디지털 변환기(372)와 시간-디지털 변환기(374) 중에서 어느 하나만을 인에이블시키는 제2제어 신호(CTR2)는 염도 센서(390)의 특성 또는 종류에 따라 결정된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 모바일 앱의 작동 방법을 설명하는 개념도이다. 모바일 앱(MAPP 또는 230)의 작동 방법은 도 1과 도 7을 참조하여 설명된다.

각 구성(232, 234, 236, 238, 242, 244, 및 246)은 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface(GUI))로 구현될 수 있다.

우선, 모바일 앱(230)은 모바일 장치별 NFC 안테나 위치를 선택할 수 있는 GUI(233)를 모바일 장치(200)의 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 모바일 장치별 NFC 안테나의 위치는 모바일 장치(200)의 제조사의 모델별로 서로 다를 수 있으므로, 사용자는 모바일 장치(200)에 맞는 NFC 안테나를 선택할 수 있다.

모바일 앱(230)은 음식별 염도 측정을 위한 GUI(234)를 모바일 장치(200)의 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 사용자는 GUI(236)를 터치하여 '한식', '일식', 및 '중식' 중에서 어느 하나를 선택하고, 해당 음식(예컨대, A음식, B음식, 또는 C음식)을 선택하면, 선택된 음식에 대한 기준 값(예컨대, 0.9%, 1.1%. 또는 1.0%)가 기준 염도 GUI(238)에 표시된다.

예컨대, 사용자가 '한식'을 선택하면, 음식들의 리스트가 디스플레이 장치에서 디스플레이되고, 상기 사용자가 상기 음식들 중에서 'A음식'을 선택하면 선택된 'A음식'의 기준 염도(예컨대, 기준: 0.9%)가 GUI(238)에 디스플레이된다.

모바일 앱(230)은 NFC 모듈(210)로부터 전송된 신호(예컨대, 제2RF 신호 (RF2)에 해당하면서 염도 센서(390)에 의해 감지된 염도(또는 염도 값)에 해당하는 신호)를 분석하고, 분석 결과를 그래프 형태의 GUI(242)에 표시하고, 염도(또는 염도 값)을 GUI(244)에 숫자 형테로 표시할 수 있다. 또한, 모바일 앱(230)은 염도(또는 염도 값)과 기준 염도를 비교하고, 비교 결과를 GUI(246)에 문자로 표시할 수 있다.

예컨대, 분석 결과에 해당하는 염도가 선택된 음식의 기준 염도보다 낮을 때 모바일 앱 (230)은 감지 대상 액체의 염도를 저염(246)으로 표시하고, 상기 염도가 상기 기준 염도보다 높을 때 모바일 앱(230)은 상기 감지 대상 액체의 염도를 고염 (246)으로 표시하고, 상기 염도가 상기 기준 염도의 오차 범위 내일 때 모바일 앱(230)은 상기 감지 대상 액체의 염도를 적당(또는 보통; 246)으로 표시한다.

따라서 사용자는 선택된 음식(또는 감지 대상 액체)의 염도를 GUI(242 및/또는 244)를 통해 수치로 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 선택된 음식(또는 감지 대상 액체)의 염도가 선택된 음식의 기준 염도 대비 얼마나 높은지 낮은지를 확인할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 염도 측정 시스템
200: 모바일 장치
210: NFC 모듈
220: 프로세서
230: 모바일 앱
300: 무전원 NFC 염도 감지 모듈 또는 무전원 센서
301: 제1기판
302: 제2기판
303: 제1레이어
304: 제1투명 필름
305: 제2레이어
306: 제2투명 필름
310: 안테나
330: 무전원 NFC 염도 감지 IC
332: RF 인터페이스
342: MCU(microcontrol unit)
350: 드라이버 컨트롤러
352: 센서 드라이버 회로
370: 아날로그-디지털 회로
372: 전압-디지털 변환기
374: 시간-디지털 변환기
380: 핀, 양방향 신호 전송 핀
390: 염도 센서

Claims

윗면과 바닥면을 포함하는 제1기판;
제1홀을 포함하는 제2기판;
상기 제2기판의 아래에 배치되고, 제1안테나 전극과 제2안테나 전극에 연결되는 구조를 갖는 안테나와 홈이 형성된 제1레이어; 및
제2홀을 포함하고 상기 제2기판의 위에 배치된 투명 필름을 포함하고,
상기 제1기판의 상기 바닥면은 상기 제1홀과 상기 제2홀을 통해 상기 홈에 삽입되고,
상기 제1기판의 상기 윗면에는 감지 전극과 접지 전극이 배치되고,
상기 제1기판의 상기 바닥면에는,
상기 감지 전극과 상기 접지 전극에 비아들을 통해 전기적으로 연결된 IC 칩; 및
상기 IC 칩에 전기적으로 연결된 상기 제1안테나 전극과 상기 제2안테나 전극이 배치되고,
상기 IC 칩은,
상기 제1기판의 상기 바닥면에 배치된 상기 IC 칩의 핀을 통해 상기 제1기판의 상기 윗면에 배치된 상기 감지 전극으로 아날로그 구동 신호를 전송하는 센서 드라이버 회로;
감지 대상 액체가 상기 감지 전극과 상기 접지 전극에 접촉됨에 따라서 상기 감지 전극과 상기 접지 전극 사이의 임피던스가 변화하면, 상기 임피던스의 변화에 따라 생성된 아날로그 감지 신호를 상기 핀을 통해 수신하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 회로; 및
상기 안테나를 통해 수신된 RF 신호에 기초하여 상기 센서 드라이버 회로의 작동 전압과 상기 아날로그-디지털 변환기 회로의 작동 전압을 생성하는 RF 인터페이스를 포함하는 무전원 센서.
제1항에 있어서,
드라이버 컨트롤러를 더 포함하고,
상기 센서 드라이버 회로는,
구형파를 생성하는 구형파 생성기;
상기 구형파 생성기의 출력 단자와 상기 핀 사이에 형성된 임피던스 매칭 저항들;
상기 핀에 연결된 전류 생성기;
상기 핀에 연결된 전압 생성기; 및
상기 핀에 연결된 신호 생성기를 포함하고,
상기 드라이버 컨트롤러는 상기 아날로그 구동 신호를 생성하기 위해 상기 구형파 생성기, 상기 전류 생성기, 상기 전압 생성기, 및 상기 신호 생성기 중에서 어느 하나만을 인에이블시키고,
상기 구형파 생성기가 인에이블되고 상기 임피던스 매칭 저항들 중에서 어느 하나가 상기 드라이버 컨트롤러에 의해 선택될 때, 상기 구형파 생성기로부터 생성된 상기 아날로그 구동 신호에 해당하는 상기 구형파는 선택된 임피던스 매칭 저항을 통해 상기 핀으로 공급되는 무전원 센서.
제2항에 있어서,
상기 아날로그-디지털 변환기 회로는,
전압-디지털 변환기; 및
시간-디지털 변환기를 포함하고,
상기 구형파 생성기, 상기 전류 생성기, 및 상기 전압 생성기 중에서 어느 하나가 인에이블될 때, 상기 전압-디지털 변환기가 인에이블되고,
상기 신호 생성기가 인에이블될 때, 상기 시간-디지털 변환기가 인에이블되고,
상기 신호 생성기는 PWM 신호 생성기 또는 톱니파 생성기인 무전원 센서.
제3항에 있어서,
상기 감지 전극과 상기 접지 전극을 포함하는 센서의 타입에 따라, 상기 드라이버 컨트롤러의 작동, 상기 전압-디지털 변환기의 작동, 및 상기 시간-디지털 변환기의 작동을 제어하는 펌웨어를 구동하는 마이크로컨트롤 유닛을 더 포함하는 무전원 센서.
제4항에 있어서,
상기 윗면에 배치되고 상기 감지 대상 액체가 흘러내리는 것을 방지하는 액체 가이드를 더 포함하고,
상기 접지 전극은 상기 감지 전극과 전기적으로 분리되고, 상기 접지 전극은 상기 감지 전극을 완전히 에워싸고,
상기 액체 가이드는 상기 접지 전극을 부분적으로 에워싸는 무전원 센서.
감지 전극을 포함하는 염도 센서가 배치된 윗면; 및
상기 감지 전극에 비아를 통해 전기적으로 연결된 무전원 NFC 염도 감지 IC, 및 상기 무전원 NFC 염도 감지 IC에 전기적으로 연결된 안테나가 배치된 바닥면을 포함하는 염도 센서 모듈에 있어서,
상기 무전원 NFC 염도 감지 IC는,
상기 감지 전극에 연결되는 구조를 갖는 양방향 신호 전송 핀;
상기 안테나를 통해 수신된 RF 신호에 기초하여 작동 전압들을 생성하는 RF 인터페이스;
각각의 출력 단자가 상기 양방향 신호 전송 핀에 연결되는 구조를 갖는 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들;
각각의 입력 단자가 상기 양방향 신호 전송 핀에 연결되는 구조를 갖는 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들; 및
상기 염도 센서의 종류에 따라 제1제어 신호와 제2제어 신호를 생성하는 마이크로컨트롤 유닛을 포함하고,
상기 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나는 상기 제1제어 신호에 따라 인에이블되고 상기 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나는 상기 제2제어 신호에 따라 인에이블되고,
상기 작동 전압들은 인에이블된 신호 생성기와 인에이블된 아날로그-디지털 변환기로 공급되는 염도 센서 모듈.
제6항에 있어서,
상기 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들은 구형파 생성기, 전류 생성기, 전압 생성기, 및 신호 생성기이고,
상기 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들은 전압-디지털 변환기와 시간-디지털 변환기이고,
상기 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 전압-디지털 변환기일 때 상기 인에이블된 구동 신호 생성기는 상기 구형파 생성기, 상기 전류 생성기, 및 상기 전압 생성기 중에서 어느 하나이고,
상기 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 시간-디지털 변환기일 때 상기 인에이블된 구동 신호 생성기는 상기 신호 생성기이고, 상기 신호 생성기는 PWM 신호 생성기 또는 톱니파 신호 생성기인 염도 센서 모듈.
모바일 장치와, 상기 모바일 장치로부터 전송된 제1RF 신호에 응답하여 감지 대상 액체의 염도를 상기 모바일 장치로 전송하는 무전원 센서를 이용하여 상기 감지 대상 액체의 염도를 측정하는 방법에 있어서,
상기 모바일 장치에서 실행되는 모바일 앱의 제어에 따라 NFC 모듈이 상기 제1RF 신호를 상기 무전원 센서로 전송하는 단계;
상기 무전원 센서에 포함된 RF 인터페이스가 상기 무전원 센서에 포함된 안테나를 통해 수신된 상기 제1RF 신호를 이용하여 작동 전압들을 생성하는 단계;
상기 무전원 센서에 포함된 마이크로컨트롤 유닛이 상기 작동 전압들 중에서 제1작동 전압에 기초하여 제1제어 신호와 제2제어 신호를 생성하는 단계;
상기 무전원 센서에 포함된 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들 중에서 어느 하나가 상기 작동 전압들 중에서 제2작동 전압과 상기 제1제어 신호에 따라 인에이블되고, 상기 무전원 센서에 포함된 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들 중에서 어느 하나가 상기 작동 전압들 중에서 제3작동 전압과 상기 제2제어 신호에 따라 인에이블되는 단계;
인에이블된 구동 신호 생성기에 의해 생성된 아날로그 구동 신호가 양방향 신호 전송 핀을 통해 상기 무전원 센서에 포함된 염도 센서로 전송되는 단계;
인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 양방향 신호 전송 핀을 통해 수신된 아날로그 감지 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
상기 마이크로 컨트롤 유닛이 상기 디지털 신호에 기초하여 생성된 상기 염도를 상기 RF 인터페이스와 상기 안테나를 통해 제2RF 신호로서 상기 NFC 모듈로 전송하는 단계; 및
상기 모바일 앱이 상기 NFC 모듈로부터 전송되고 상기 제2RF 신호에 해당하는 신호를 분석하고, 분석 결과를 상기 모바일 장치의 디스플레이 장치에서 디스플레이하는 단계를 포함하고,
상기 서로 다른 종류의 구동 신호 생성기들은 구형파 생성기, 전류 생성기, 전압 생성기, 및 신호 생성기이고,
상기 서로 다른 종류의 아날로그-디지털 변환기들은 전압-디지털 변환기와 시간-디지털 변환기이고,
상기 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 전압-디지털 변환기일 때 상기 인에이블된 구동 신호 생성기는 상기 구형파 생성기, 상기 전류 생성기, 및 상기 전압 생성기 중에서 어느 하나이고,
상기 인에이블된 아날로그-디지털 변환기가 상기 시간-디지털 변환기일 때 상기 인에이블된 구동 신호 생성기는 상기 신호 생성기이고, 상기 신호 생성기는 PWM 신호 생성기 또는 톱니파 생성기이고,
상기 무전원 센서는 염도 센서 모듈을 포함하고,
상기 염도 센서 모듈은,
감지 전극을 포함하는 상기 염도 센서가 배치된 윗면; 및
상기 감지 전극에 비아를 통해 전기적으로 연결된 무전원 NFC 염도 감지 IC, 및 상기 무전원 NFC 염도 감지 IC에 전기적으로 연결된 상기 안테나가 배치된 바닥면을 포함하고,
상기 무전원 NFC 염도 감지 IC는 상기 RF 인터페이스, 상기 마이크로 컨트롤 유닛, 상기 구동 신호 생성기들, 상기 아날로그-디지털 변환기들, 상기 양방향 신호 전송 핀을 포함하는 감지 대상 액체의 염도를 측정하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 구형파 생성기, 상기 전류 생성기, 상기 전압 생성기, 및 상기 신호 생성기 중에서 어느 하나를 인에이블시키는 상기 제1제어 신호와, 상기 전압-디지털 변환기와 상기 시간-디지털 변환기 중에서 어느 하나를 인에이블시키는 상기 제2제어 신호는 상기 염도 센서의 타입에 따라 결정되는 감지 대상 액체의 염도를 측정하는 방법.