KR102313429B1

KR102313429B1 - 스마트 하우스 개폐모터

Info

Publication number: KR102313429B1
Application number: KR1020190117016A
Authority: KR
Inventors: 조재선
Original assignee: (유)린캔패스트
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-10-15
Also published as: KR102313429B9; KR20210034973A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터는, 동력을 전달하는 모터 어셈블리 및 상기 모터 어셈블리를 제어하도록 내부에 구비되는 컨트롤 유닛을 포함하며, 상기 컨트롤 유닛은, PCB; 상기 PCB에 실장 되며, 고속으로 연산이 가능한 MCU(Micro Controller Unit); CAN 통신을 통해 원격 상태 모니터링 및 CW/CCW제어를 하고, CAN ID를 설정하는 CAN ID세팅 인터페이스를 포함하는 CAN통신 인터페이스; 리모트 제어반 고장 시 수동으로 온/오프 동작을 구현 시킬 수 있는 스위치 인터페이스; 모터에 설치되어 있는 엔코더를 통해 회전속도를 입력 받아 구동전류를 검출한 후 MCU에 전송하는 ADC; 보조적으로 각 정보를 저장하는 저장매체 및 상기 컨트롤 유닛의 상태를 실시간으로 감지하는 알림부를 포함하고, 상기 모터 어셈블리는, BLDC 모터 또는 DC 모터를 포함하며, 상기 BLDC 모터 구비 시 컨트롤 유닛은, 전원을 인가 받아 MCU를 구동하기 위한 전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 홀센서 및 CAN통신 인터페이스를 구동하기 위한 전원으로 분리 변환하는 BLDC모터 전원변환기를 더 포함하며, 상기 DC 모터 구비 시 컨트롤 유닛은, 전원을 인가 받아 MCU를 구동하기 위한 전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 포토인터럽터 및 CAN통신 인터페이스를 구동하기 위한 전원으로 분리 변환하는 DC모터 전원변환기를 더 포함하는 스마트 하우스 개폐모터를 제공할 수 있다.

Description

스마트 하우스 개폐모터{Smart house opening and closing motor}

본 발명은 스마트 하우스 개폐모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하우스를 개폐하는 모터에 종래의 방식과는 차별되는 컨트롤 유닛을 구비하여 제어함으로써 보다 정밀하며, 다양한 기능을 지원하는 스마트 하우스 개폐모터 기술에 관한 것이다.

일반적으로 비닐하우스는 자연환경에 구애 받지 않고 비닐을 씌운 밀폐된 공간 내부에서 다양한 작물을 재배할 수 있도록 한 일종의 비닐 온실 이며, 상기 비닐하우스는 재배작물의 종류에 따라 수분 및 온도를 조절하고 유지하는 것이 필요하다.

비닐하우스는 기상조건이 좋은 주간의 햇빛 투과로 인하여 내부의 온도가 상승하게 되는데 이를 방지하기 위하여 비닐 또는 덮개를 개방할 수 있다.

또한, 야간이나 기상조건이 좋지 않은 날 특히 겨울 날씨에는 내부의 온도가 하강하여 비닐 또는 덮개를 덮어 보온하여 재배작물을 보호할 수 있다.

이에 따라 기상조건에 맞도록 비닐 또는 덮개를 개폐하는 데 있어서, 수작업으로 진행하고 수시로 확인하여 필요 시 마다 개폐작업을 진행해야 하는 번거로움이 있었다.

근래에는 자동 개폐모터가 개발되고 있어 상기와 같은 번거로움이 많이 해소되고 있다.

그러나, 자동 개폐모터는 비닐하우스 외부에 거치되어 기상조건에 따라 잦은 고장이 발생할 우려가 있다.

또한, 고장이 났을 경우에 대처할 방법이 없어 곤란을 겪기도 하며, 수작업으로 다시 수행하는 번거로움이 발생하기도 한다.

또한, 모터로 동작되는 것으로 과열되거나 과전류가 흘러 고장이 발생하는 경우가 있다.

또한, 고장으로 인해 수작업으로 비닐 또는 덮개를 개폐할 수단이 구비되지 않아 곤란을 겪을 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 종래의 하우스 모터 컨트롤 유닛의 위치제어 기술이 저항방식 또는 시간으로 제어 하던 것에 반해, 모터의 회전을 이용한 포토인터럽터와 홀센서로 위치를 감지하여 위치보정 기능을 지원하고 CAN통신, CW/CCW 선택 제어방식의 동작제어, 과전류 감지 등의 기능을 지원하는 컨트롤 유닛을 탑재한 스마트 하우스 개폐모터를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터에 있어서, 동력을 전달하는 모터 어셈블리 및 상기 모터 어셈블리를 제어하도록 내부에 구비되는 컨트롤 유닛을 포함하며, 상기 컨트롤 유닛은, PCB; 상기 PCB에 실장 되며, 고속으로 연산이 가능한 MCU(Micro Controller Unit); CAN 통신을 통해 원격 상태 모니터링 및 CW/CCW제어를 하고, CAN ID를 설정하는 CAN ID세팅 인터페이스를 포함하는 CAN통신 인터페이스; 리모트 제어반 고장 시 수동으로 온/오프 동작을 구현 시킬 수 있는 스위치 인터페이스; 모터에 설치되어 있는 엔코더를 통해 회전속도를 입력 받아 구동전류를 검출한 후 MCU에 전송하는 ADC; 보조적으로 각 정보를 저장하는 저장매체 및 상기 컨트롤 유닛의 상태를 실시간으로 감지하는 알림부를 포함하고, 상기 모터 어셈블리는, BLDC 모터 또는 DC 모터를 포함하며, 상기 BLDC 모터 구비 시 컨트롤 유닛은, 전원을 인가 받아 MCU를 구동하기 위한 전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 홀센서 및 CAN통신 인터페이스를 구동하기 위한 전원으로 분리 변환하는 BLDC모터 전원변환기를 더 포함하며, 상기 DC 모터 구비 시 컨트롤 유닛은, 전원을 인가 받아 MCU를 구동하기 위한 전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 포토인터럽터 및 CAN통신 인터페이스를 구동하기 위한 전원으로 분리 변환하는 DC모터 전원변환기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 알림부는, PCB 온도를 감지하는 NTC센서를 포함하는 온도센서 인터페이스; 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류검출모듈 및 스마트 하우스 개폐모터의 작동상태를 알려주는 LED를 포함하고, 상기 NTC센서가 -40도 내지 125도 범위를 벗어나는 것을 감지한 경우, 상기 과전류검출모듈에서 과전류 입력값의 120% 내지 160% 범위를 벗어는 것을 감지한 경우 상기 CAN통신 인터페이스를 통해 서버 또는 리모트 제어반으로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터 어셈블리는, 상기 BLDC모터 또는 DC모터에 의해 동작되며, 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프와 연결되는 제1샤프트; 상기 샤프트를 감속시키기 위한 감속 기어를 포함하는 제1기어박스; 상기 샤프트의 일측에 형성되며, 상기 기어박스와 결합되는 기어커버; 상기 기어커버 및 기어박스 사이에서 기밀하도록 형성되는 가스캣; 상기 기어커버 일측에 구성되며, 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프의 회전 및 이탈을 방지하는 고정부; 상기 컨트롤 유닛을 포함하는 컨트롤박스 및 일측에 구비되고, 리모트 제어반 오류 시 수동으로 온/오프 동작을 구현 시킬 수 있는 복수개로 형성되는 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 방수패킹 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터 어셈블리는, BLDC모터 또는 DC모터 고장 시 수동으로 개폐할 수 있는 수동조작부를 더 포함하고, 상기 수동조작부는, 상기 제1샤프트에 결합되는 제1기어; 상기 제1기어와 메인기어 및 조동기어가 구비되는 제2기어박스; 상기 메인기어에 탈착되는 손잡이부; 상기 조동기어와 결합되는 제2샤프트 및 상기 메인기어가 지지되고, 회전할 수 있도록 제2기어박스의 일 측면을 관통하여 구비되는 제3샤프트를 포함하고, 상기 제2샤프트에 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프를 연결하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 손잡이부는, 상기 메인기어의 중심축에 일직선으로 연결되는 제1직선부; 상기 직선부와 수직하게 연결되는 제2직선부; 상기 제1직선부와 평행하고, 상기 제2직선부에 연결되는 제3직선부를 포함하고, 상기 제1직선부는 일단이 상기 제3샤프트의 내경과 상응되도록 형성되며, 상기 제3샤프트의 내경은 하나이상의 걸림부가 구비되고, 모터 고장 시에 상기 손잡이부를 상기 제3샤프트에 결합시켜 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤 유닛은, 하우스 내부에 설치된 센서들로부터 신호를 전달받는 센서부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 모터 어셈블리는, 하우스 외부를 촬영하여 하우스의 외부를 관찰할 수 있는 적외선 카메라를 포함하는 스마트 하우스 개폐모터.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터는 컨트롤 유닛을 탑재하여 모터회로 방식에 따른 포토인터럽터 또는 홀센서를 이용한 방식으로 위치를 감지하여 위치보정 기능을 지원할 수 있다.

또한, CAN통신, CW/CCW 선택 방식의 동작제어를 할 수 있다.

또한, 과전류 감지 등의 기능을 지원하여 과전류가 흘러 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 온도센서를 구비하여 내부 온도를 감지할 수 있어 사용자가 사고에 대비하여 스마트 하우스 개폐모터를 미리 점검할 수 있다.

또한, LED가 구비되어 동작 상태를 구분할 수 있다.

또한, 모터 고장 시 수동조작이 가능할 수 있도록 수동조작부를 구비할 수 있다.

또한, 알림기능이 있어 사용자에게 고장여부를 신속하고 실시간으로 알려줄 수 있다.

또한, 하우스 내부에 구비되는 각종 센서들과 연동되어 하우스 내부의 온도, 습도, 일조량을 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터를 도시한 도면이다.
도 2는 스마트 하우스 개폐모터의 컨트롤 유닛의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 컨트롤 유닛에 구비된 알림부의 구성을 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 컨트롤 유닛에 센서부의 구성을 포함하여 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터의 손잡이부를 분리했을 경우를 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 스마트 하우스 개폐모터는 모터 어셈블리(100) 및 모터 어셈블리(100)를 제어하도록 내부에 구비되는 컨트롤 유닛(300)을 포함할 수 있다.

모터 어셈블리(100)는 모터(110), 제1샤프트(120), 제1기어박스(130), 기어커버(140), 가스캣(150), 상기 컨트롤 유닛(300)을 구비하는 컨트롤박스(160) 및 상기 기어커버(140) 일측에 구성되며, 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프의 회전 및 이탈을 방지하는 고정부(미도시)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 모터(110)는 BLDC모터 또는 DC모터(110) 둘 중 하나를 선택하여 사용될 수 있다.

참고로, BLDC모터(110)는 내부에 홀센서를 구비하며, 홀센서와 제1기어박스(130) 내부에 위치한 감속기어의 돌출부분에 형성된 자성체와 연동되어 모터의 회전속도를 검출할 수 있다.

회전속도에 따라 제1샤프트(120)에 연결되는 하우스 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프의 위치를 감지할 수 있게 된다.

이에 반해 DC모터(110)는 BLDC모터(110)와 달리 홀센서와 같이 내부에 모터(110)의 회전속도를 검출할 만한 수단이 구비되어 있지 않아 따로 위치를 감지할 수단을 구비해야 한다.

본 발명에서는 DC모터(110)에 구비된 슬롯이 있는 원판부분에 포토인터럽터(미도시)를 포함하여 위치를 감지할 수 있다.

포토인터럽터(미도시)는 수광부 및 발광부를 포함할 수 있고, 원판을 사이에 두고 구비될 수 있다.

즉, 원판이 회전하면서 수광부와 발광부가 서로 송신하고 수신하는 것을 차단 또는 통과시킴으로써 그에 따른 카운터가 발생하게 되고 파이프가 얼마나 감겼는지 위치를 감지할 수 있게 되는 것이다.

제1기어박스(130)는 모터(110) 정면부분에 연결되고 감속기어를 포함할 수 있으며, 기어커버(140)와 결합되어 감속기어를 보호하는 역할을 할 수 있다. 제1기어박스(130)와 기어커버(140)의 형태는 원통 형태로 구비되는 것이 공간을 합리적으로 사용할 수 있는 가장 일반적인 형태일 수 있으며, 재질은 내부에 구비되는 감속기어를 보호 할 수 있는 재질이면 충분하다.

기어커버(140)는 제1기어박스(130)의 정면부분에 결합되며, 일측에는 제1기어박스(130)보다 작은 크기를 가지는 제1샤프트(120)가 연결될 수 있도록 제1기어박스(130)와 결합되는 원통형상보다 작은 형상이 타단으로 형성될 수 있고 재질은 내부에 구비되는 감속기어를 보호 할 수 있는 재질이면 충분하다.

또한, 제1기어박스(130)와 기어커버(140)는 볼트와 너트를 이용하여 결합되고, 결합된 부분이 기밀할 수 있도록 가스캣(150)을 구비할 수 있다.

또한, 볼트와 너트로는 기밀되지 않은 부분에 의해 물이나 각종 유해물질이 유입되어 모터 어셈블리(100)가 오류를 발생시키는 것을 방지할 수 있게 감싸듯 가스캣(150) 끼워 구비할 수 있다.

가스캣(150)은 금속이나 그 밖의 재료가 서로 접촉할 경우 접촉면에서 가스나 물이 새지 않도록 하기 위해 끼워 넣는 패킹으로써, 고무재질 또는 고무를 입힌 천, 석면 재질, 구리 등으로 구비될 수 있다.

컨트롤박스(160)는 도 1을 참고하면, 모터(110)의 하단부에 위치하는 데 그 위치는 한정하지 않고 파이프에 결합되는 데 합리적인 위치면 충분하다.

또한, 본 발명은 CAN 통신에 의해 원격으로 동작하게 되는데, 추후 리모트 제어반의 오류를 대비하여 스위치를 구성할 수 있다.

스위치(미도시)는 토글 스위치를 사용하는 것이 바람직하며, 외부에 노출되는 모터 어셈블리(100)에 구비되는 것을 고려하면, 방수 패킹을 통해 빗물이나 유해 물질의 유입을 방지할 수 있도록 한다.

다음으로 도 2 및 3을 참조하여 컨트롤 유닛(300)의 구성과 내부에 구비된 알림부(380)의 구성을 설명하도록 한다.

우선, 도 2를 참조하면, 컨트롤 유닛(300)은 PCB(310), MCU(Micro Controller Unit)(320), CAN통신 인터페이스(330), 스위치 인터페이스(340), BLDC모터 또는 DC모터 전원변환기(350), ADC(360), 저장매체(370) 및 알림부(380)를 포함할 수 있다.

MCU(320)에서 발생하는 모터 구동용 PWM신호가 수신되어 증폭시켜 모터가 구동될 수 있도록 하는 회로인 모터 드라이버 회로는 일반적인 것이므로 설명에서 생략하도록 한다.

각 구성에 대해 구체적으로 살펴보면, PCB(310)는 일반적으로 회로부품을 접속하는 전기배선을 배선 도형으로 표현, 이에 합당한 방법을 통하여 절연물 상에 전기도체를 재현할 수 있고, 또한, 전기부품을 탑재하며 이들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성하여 놓은 회로판을 일컫는다.

즉, PCB(310)는 컨트롤 유닛(300)을 구성하는 데 있어서 가장 기본적인 것이며, 이후에 설명하는 각 구성은 기본적으로 PCB(310)에 실장 되어 있다는 가정하에 설명하도록 한다.

MCU(Micro Controller Unit)(320)는 컨트롤 유닛(300)에 구비되는 각 구성들 간의 전반적인 제어를 하는 것으로 통상적으로 알려진 기술이다.

최근에는 초소형 컴퓨터의 역할을 할 수 있어 '원칩 컴퓨터 또는 마이콤'이라고 불리 운다.

또한, MCU(Micro Controller Unit)(320)는 기존에는 디지털 신호를 고속으로 처리하기 위하여 반복 연산을 고속으로 처리할 수 있는 회로를 채용하고 있는 DSP의 역할이 내재되어 있지 않아 따로 구성을 했어야 했지만, 최근에는 기술의 발달로 디지털 신호처리도 MCU(Micro Controller Unit)(320)에서 할 수 있다.

또한, 본 발명의 MCU(Micro Controller Unit)(320)는 32Bit로 구성될 수 있다.

CAN통신 인터페이스(330)는 CAN 통신을 통해 원격 상태 모니터링 및 모터(110)를 CW/CCW제어 하고, CAN ID를 설정하는 CAN ID세팅 인터페이스를 포함할 수 있다.

CAN 통신이란, 차량에 주로 쓰이는 것으로 내부에서 호스트 컴퓨터 없이 MCU(Micro Controller Unit)(320)나 장치들이 서로 통신 하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다.

따라서, CAN통신 인터페이스(330)는 복수 개로 구성되는 CAN 디바이스가 서로 통신할 수 있도록 해준다.

본 발명에서 CAN 디바이스는 핸디로더, 서버 또는 리모트 제어반일 수 있고, 내부에 CAN 컨트롤러 칩이 구비될 수 있다.

이에 따라, 컨트롤 유닛(300)의 원격 상태와 원격으로 CW/CCW제어를 입력 받아 MCU(320)로 전달해주는 역할을 한다.

스위치 인터페이스(340)는 리모트 제어반의 오류시 사용자가 직접 모터 어셈블리(100)에 복수개로 형성되는 스위치를 조작하면, 스위치 조작에 따른 입력을 MCU(Micro Controller Unit)(320)로 전송되도록 하는 구성이며, 각 모터 어셈블리(100)에 속하는 구성들을 스위치에 의해 각각 제어되어 개별적으로 동작할 수 있도록 한다.

BLDC모터 전원변환기(350)는 본 발명에서 24V을 인가 받아 MCU(Micro Controller Unit)(320)를 구동하기 위한 3.3V전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 홀센서 및 CAN통신 인터페이스(330)를 구동하기 위한 5V 전원으로 분리 변환하는 것이다.

여기서, BLDC모터 또는 DC모터 전원변환기(350)는 일반적인 레귤레이터의 역할을 하므로 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.

ADC(360)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 역할을 하는 변환기로써, BLDC모터에 설치되어 있는 엔코더를 통해 회전속도를 입력 받아 구동전류를 검출한 후 MCU(320)에 전송한다.

구체적으로, 엔코더 및 홀센서는 BLDC모터(110)에 구성되어 있는 것이며, 엔코더는 홀센서가 BLDC모터(110)에 종속된 기어의 움직임에 따라 투과되는 빛을 감지하게 되면 펄스를 생성하여 회전속도, 회전 수 및 회전방향 등을 검출하여 위치를 감지하는 역할을 할 수 있다.

저장매체(370)는 컨트롤 유닛(300)의 동작이나 각 정보를 보조적으로 저장하는 역할을 하는 것으로, 내용을 변경할 수 있는 RAM, 내용이 고정된 ROM, 그리고 프로그램이 가능한 PROM으로 구분되어 사용될 수 있다.

알림부(380)는 도 3을 참조하여 각 구성에 대해 설명하면, 온도센서 인터페이스(381), 과전류검출모듈(382), LED(383)를 포함할 수 있다.

또한, 알림부(380)는 컨트롤 유닛(300) 내부의 상태를 인식하여 서버 또는 리모트 제어반으로 실시간으로 전송하여 사용자에게 알려줄 수 있다.

구체적으로, PCB(310) 온도를 감지하는 NTC센서를 포함하는 온도센서 인터페이스(381)는, PCB(310)의 온도가 -40도 내지 125도 범위를 벗어나는 것을 감지하여 MCU(320)로 수신되고 CAN통신 인터페이스(330)에 의해 서버 또는 리모트 제어반에 경고 메시지를 전송한다.

또한, 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류검출모듈(382)은 기존에 설정했던 과전류 입력값의 120% 내지 160% 범위를 벗어는 것을 감지하면, 상기 NTC와 같은 방법으로 사용자에게 알릴 수 있다.

또한, 모터 어셈블리(100)의 작동상태를 알려주는 LED(383)는 일반적으로 동작(Green), 정지(Red), 대기(Blue)를 나타내는 것으로 컨트롤 유닛(300)의 상태에 따라 색이 변하며 사용자에게 알릴 수 있다.

즉, 상기 NTC센서가 -40도 내지 125도 범위를 벗어나는 것을 감지한 경우, 상기 과전류검출모듈(382)에서 과전류 입력값의 120% 내지 160% 범위를 벗어는 것을 감지한 경우 상기 CAN통신 인터페이스(330)를 통해 서버 또는 리모트 제어반으로 전송하여 사용자가 인지하도록 하여 추후 수리나 대비를 신속하게 이루어 질 수 있도록 한다.

앞서 설명한 컨트롤 유닛(300)이 구성되는 모터 어셈블리(100)의 모터(110) 종류는 BLDC모터(110)에 관한 것으로, 이하에서 DC모터(110)의 컨트롤 유닛(300)에 대해 설명하도록 한다.

컨트롤 유닛(300)의 구성은 BLDC 모터(110), DC모터(110) 서로 동일하지만, BLDC모터 전원변환기(350)와 ADC(360)의 구체적인 설명에 있어서 차이가 있다.

이하에서 구체적으로 설명하면, DC모터 전원변환기(350)는 본 발명에서 24V을 인가 받아 MCU(320)를 구동하기 위한 3.3V전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 포토인터럽터(미도시) 및 CAN통신 인터페이스(330)를 구동하기 위한 5V 전원으로 분리 변환하는 것이다.

ADC(360)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 역할을 하는 변환기로써, DC모터(110)에 설치되어 있는 엔코더를 통해 회전속도를 입력 받아 구동전류를 검출한 후 MCU(320)에 전송한다.

구체적으로, 엔코더 및 포토인터럽터(미도시)는 DC모터(110)에 구성될 수 있는 것이며, BLDC모터(110)와 달리 홀센서와 같은 위치를 감지하는 구성이 없는 DC모터(110)에는 홀센서와 같은 방식으로 위치를 감지하는 기능을 하는 포토인터럽터(미도시)를 구성하는 것이 바람직하다.

엔코더는 포토인터럽터(110)가 DC모터(110)에 종속된 감속기어의 움직임에 따라 투과되는 빛을 감지하면 펄스를 생성하여 회전속도, 회전 수 및 회전방향 등을 검출하여 위치를 감지하는 역할을 할 수 있다.

다음으로, 도 4는 컨트롤 유닛(300)에 센서부(390)의 구성을 더 포함하여 나타낸 블록도이며, 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.

센서부(390)는 하우스 내부에 구성되는 센서들의 신호를 수신 받는 것으로, 하우스 내부의 온도, 습도 및 일조량을 측정하여 하우스에서 재배되는 작물의 상태를 수시로 확인할 수 있다.

즉, 하우스 내부에 구성되는 센서로는 온도센서, 습도센서, 조도센서를 포함할 수 있다.

또한, 작물에게 공급되는 배양액 또는 배지의 온도관리를 위한 것으로 쓰이는 액온센서와 pH센서, 풍속에 의한 작물의 피해를 막기 위한 풍속센서, 토양 관리를 위한 지진감지센서를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 센서로부터 측정된 값을 입력 받아 저장 또는 알림부(380)와 같이 서버 또는 리모트 제어반으로 경고 메시지를 전송하여 사용자가 모니터링 할 수 있도록 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터(100)에 대한 구성을 나타낸 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

도 5는 모터 어셈블리(100)에 구성되는 수동조작부의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터의 손잡이부를 분리했을 경우를 나타낸 도면이다.

도 5를 보면, 수동조작부는 제1샤프트(120)와 결합되는 제1기어(125) 및 제1기어(125)와 메인기어(173) 및 조동기어(175)가 구비되는 제2기어박스(170), 메인기어(173)에 탈착되는 손잡이부(200) 및 조동기어(175)와 결합되는 제2샤프트(178)와 메인기어(173)가 지지되고, 회전할 수 있도록 하는 제3샤프트(171)를 포함할 수 있다.

수동조작부는 모터(110)의 고장 시 사용자가 직접 수동으로 조작해야 될 때 유용하게 사용할 수 있다.

메인기어(173)는 제1샤프트(120) 하단부에 구성될 수 있으며, 정방향, 역방향제어가 가능하도록 기어면 충분하다.

여기서 제1샤프트(120)에는 모터(110) 정상 동작 시 메인기어(173)와 맞물려 제2샤프트(178)를 동작 시킬 수 있도록 하는 제1기어(125)가 제2기어박스(170)에 내부에 구비될 수 있다.

조동기어(175)는 상기 메인기어(173)의 회전에 따라 맞물려 같이 회전되도록 형성 된다.

제3샤프트(171)는 상기 메인기어(173)가 지지되고, 회전할 수 있도록 제2기어박스(170)의 일 측면을 관통하여 구비될 수 있다.

여기서, 조동기어(175)에 결합된 제2샤프트(178)에 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프를 연결하여 회전시킴으로써 모터(110)에 의해 개폐하는 것을 대신할 수 있는 기능을 가진다.

손잡이부(200)는 모터 어셈블리(100)를 손상시키지 않는 수준의 형태로 구비되는 것이 바람 직 하며, 상세하게는, 메인기어(173)의 중심축에 일직선으로 연결되는 제1직선부(210), 상기 제1직선부(210)와 수직하게 연결되는 제2직선부(220), 상기 제1직선부(210)와 평행하고, 상기 제2직선부(220)에 연결되는 제3직선부(230)를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 하우스 개폐모터의 손잡이부를 분리했을 경우를 나타낸 도면 6을 참조하면, 제1직선부(210)는 일단이 상기 제3샤프트(171)의 내경과 상응되도록 형성되며, 상기 제3샤프트(171)의 내경은 하나이상의 걸림부(미도시)가 구비되고, 모터(110) 고장 시에 상기 손잡이부(200)를 상기 제3샤프트(171)에 결합시켜 사용할 수 있다.

여기서, 손잡이부(200)는 모터(110)가 정상 동작할 경우에는 분리 될 수 있다. 제3샤프트(171)에 형성되는 걸림부(미도시)에 결합되는 제1직선부(210)의 일단의 형태는 육각형을 나타내고 있지마, 이는 설명하기 쉽도록 하기 위해 도시한 것이므로, 한정하는 것이 아니다.

즉, 제1직선부(210)의 일단의 형태는 톱니 형태로 구성되거나 물결형태로 구성하여 제1직선부(210)의 일단에 구성된 부분과 맞물리게 되어 탈부착 할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 손잡이부(200)는 모터(110)가 정상동작을 할 때에는 제3샤프트(171)로부터 분리할 수 있으며, 모터(110) 고장 시에는 상기 손잡이부(200)를 제3샤프트(171)에 결합시켜 메인기어(173)를 회전시킴으로써 개폐가 용이하도록 할 수 있다.

또한, 제2기어박스(170)를 관통하며 형성되는 제1샤프트(120), 제3샤프트(171), 제2샤프트(178)와 접촉되는 면에 베어링을 구성하여 회전될 때 제2기어박스(170)의 접촉면이 마모되지 않도록 하여 스마트 하우스 개폐모터의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 모터 어셈블리(100)는, 하우스 외부를 촬영하여 하우스의 외부를 관찰할 수 있는 적외선 카메라(미도시)를 더 포함할 수 있다.

적외선 카메라(미도시)는 외부에서 출입하는 짐승 또는 사람을 감지하여 하우스 또는 하우스 내부의 작물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

100 : 모터 어셈블리(스마트 하우스 개폐모터)
110 : BLDC모터 또는 DC모터
120 : 제1샤프트
125 : 제1기어
130 : 제1기어박스
140 : 기어커버
150 : 가스캣
160 : 컨트롤박스
170 : 제2기어박스
171 : 제3샤프트
173 : 메인기어
175 : 조동기어
178 : 제2샤프트
200 : 손잡이부
210 : 제1직선부
220 : 제2직선부
230 : 제3직선부
300 : 컨트롤 유닛
310 : PCB
320 : MCU(Micro Controller Unit)
330 : CAN통신 인터페이스
340 : 스위치 인터페이스
350 : BLDC모터 또는 DC모터 전원변환기
360 : ADC
370 : 저장매체
380 : 알림부
381 : 온도센서 인터페이스
382 : 과전류검출모듈
383 : LED
390 : 센서부

Claims

스마트 하우스 개폐모터에 있어서,
동력을 전달하는 모터 어셈블리 및
상기 모터 어셈블리를 제어하도록 내부에 구비되는 컨트롤 유닛을 포함하며,
상기 컨트롤 유닛은,
PCB;
상기 PCB에 실장 되며, 고속으로 연산이 가능 MCU(Micro Controller Unit);
CAN 통신을 통해 원격 상태 모니터링 및 CW/CCW제어를 하여 상기 MCU로 전달하고, CAN ID를 설정하는 CAN ID세팅 인터페이스를 포함하는 CAN통신 인터페이스;
리모트 제어반 고장 시 수동으로 온/오프 동작을 구현 시킬 수 있는 스위치 인터페이스;
모터에 설치되어 있는 엔코더를 통해 회전속도를 입력 받아 구동전류를 검출한 후 MCU에 전송하는 ADC;
보조적으로 각 정보를 저장하는 저장매체;
상기 컨트롤 유닛의 상태를 실시간으로 감지하는 알림부 및
상기 스마트 하우스 내부의 온도, 습도 및 일조량을 측정하는 센서부를 포함하고,
상기 모터 어셈블리는,
BLDC 모터 또는 DC 모터를 포함하며,
상기 BLDC 모터 구비 시 컨트롤 유닛은,
전원을 인가 받아 MCU를 구동하기 위한 전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 홀센서 및 CAN통신 인터페이스를 구동하기 위한 전원으로 분리 변환하는 BLDC모터 전원변환기를 더 포함하며,
상기 DC 모터 구비 시 컨트롤 유닛은,
전원을 인가 받아 MCU를 구동하기 위한 전원과 이 외에 엔코더와 위치를 감지하는 포토인터럽터 및 CAN통신 인터페이스를 구동하기 위한 전원으로 분리 변환하는 DC모터 전원변환기를 더 포함하며,
상기 알림부는,
PCB 온도를 감지하는 NTC센서를 포함하는 온도센서 인터페이스;
과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류검출모듈 및
스마트 하우스 개폐모터의 작동상태를 알려주는 LED를 포함하고,
상기 알림부는 상기 NTC센서가 -40도 내지 125도 범위를 벗어나는 것을 감지한 경우, 상기 과전류검출모듈에서 과전류 입력값의 120% 내지 160% 범위를 벗어는 것을 감지한 경우 상기 CAN통신 인터페이스를 통해 서버 또는 리모트 제어반으로 경고 메시지를 전송하고,
상기 센서부는 상기 CAN통신 인터페이스를 통해 측정한 값을 저장 또는 상기 리모트 제어반으로 경고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 하우스 개폐모터.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 모터 어셈블리는,
하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프와 연결되는 제1샤프트;
상기 제1샤프트를 감속시키기 위한 감속 기어를 포함하는 제1기어박스;
상기 제1샤프트의 일측에 형성되며, 상기 제1기어박스와 결합되는 기어커버;
상기 기어커버 및 상기 제1기어박스 사이에서 기밀하도록 형성되는 가스캣;
상기 기어커버 일측에 구성되며, 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프의 회전 및 이탈을 방지하는 고정부;
상기 컨트롤 유닛을 포함하는 컨트롤박스 및
일측에 구비되고, 리모트 제어반 오류 시 수동으로 온/오프 동작을 구현 시킬 수 있는 복수개로 형성되는 스위치를 더 포함하고,
상기 스위치는 방수패킹 하는 것을 특징으로 하는 스마트 하우스 개폐모터.
제 3 항에 있어서,
상기 모터 어셈블리는,
상기 BLDC모터 또는 DC모터 고장 시 수동으로 개폐할 수 있는 수동조작부를 더 포함하고,
상기 수동조작부는,
상기 제1샤프트에 결합되는 제1기어;
상기 제1기어와 메인기어 및 조동기어가 구비되는 제2기어박스;
상기 메인기어에 탈착되는 손잡이부;
상기 조동기어와 결합되는 제2샤프트 및
상기 메인기어가 지지되고, 회전할 수 있도록 제2기어박스의 일 측면을 관통하여 구비되는 제3샤프트를 포함하고,
상기 제2샤프트에 하우스용 비닐 또는 덮개가 감아져 있는 파이프를 연결하는 것을 특징으로 하는 스마트 하우스 개폐모터.