KR102348297B1 - Led 신호기 모듈 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 신호기 모듈 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2선으로 2등식, 3등식 3현시 또는 4현시, 및 4등식 5현시 신호기 제어를 위해 송신 및 수신 제어신호 코드는 DTMFC 또는 FSK MODEM 을 사용하는 LED 신호기 모듈 제어 장치에 관한 것이다.

Description

LED 신호기 모듈 제어 장치{LED signal module control device}
본 발명은 LED 신호기 모듈 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2선으로 2등식, 3등식 3현시 또는4현시, 및 4등식 5현시 신호기 제어를 위해 송신 및 수신 제어신호 코드는 DTMFC(Dual Tone Multi Frequency Code) 또는 FSK(Frequency shift keying) MODEM 을 사용하는 LED 신호기 모듈 제어 장치에 관한 것이다.
기존에는 현시하고자 하는 해당 LED 신호기에 전류검지 계전기를 통하여 직접 해당 LED 신호기에 전원을 인가하고 전류를 확인하여 해당 LED 신호기의 현시상태를 감시하고 제어하였다.
이는 LED 신호기의 동작을 전류검지 계전기의 동작 조건에 따라 회로를 설계 함으로써, LED 신호기의 본래 목적에 불합리한 회로를 추가하여 LED신호기 동작을 불안정 하게 하였다.
전류검지 계전기의 전류검지 특성에 맞추려, LED의 구동에 필요한 전류에 비하여 터무니없는 전류값을 만족시킬 별도의 더미 부하 회로를 구성하여 불필요하게 전력소비를 초래하였다.
상기 LED 신호기의 기본 동작과 무관하게 LED 신호기의 발열을 발생시켜 LED 신호기의 내구성과 신뢰도에 영향을 주어, 장애 요인이 되고 있다.
또 전원공급 선로가 길어지면 선로저항에 따라서 LED 신호기에 인가되는 전압이 낮아지는데, 전류검지 계전기 동작에 필요한 만큼의 과전류가 흐르면 LED 신호기에 인가되는 전압이 더 낮아져 LED 신호기의 기동 동작에 필요한 최소 전압에도 미달되어 LED 신호기는 현시가 불안정 하거나 현시를 할 수 없게 되어 신호 장애를 초래하게 된다.
한편 종래 발명인 한국공개특허 제2015-0071991호는 이등형 5현시 LED(light emitting diode) 신호기 시스템으로서, 이등형 5현시 LED 신호기 시스템은 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 열차의 궤도 구간 이동에 따라 제1 이등형 5현시 LED 신호기가 정지 신호로 설정되고, 상기 제1 이등형 5현시 LED 신호기가 상기 정지 신호로 변경되는 경우, 제2 이등형 5현시 LED 신호기가 경계 신호, 제3 이등형 5현시 LED 신호기가 주의 신호, 제4 이등형 5현시 LED 신호기가 감속 신호, 제5 이등형 5현시 LED 신호기가 진행 신호를 가지도록 설정되도록 구현되되, 상기 이등형 5현시 LED 신호기는 제1 LED 및 제2 LED를 기반으로 구현되고 상기 제1 LED 및 상기 제2 LED는 이등형 5현시 LED 신호기의 신호에 따라 녹색, 노란색 및 붉은 색 및 오프 중 하나의 상태로 설정되는 이등형 5현시 LED 신호기의 동작 시스템을 제공한다.
그러나 상술한 구성은 적정 소비전류가 높아져서 신호기 모듈의 발열이 증가하고, 전기적으로 불안정하여 내구성이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한 한국공개특허 제2015-0071992호는 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기 시스템으로서, 상기 단등형 3현시 LED 시스템은 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 열차의 궤도 구간 이동에 따라 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 정지 신호로 설정되고, 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 상기 정지 신호로 변경되는 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기가 주의 신호, 제3 단등형 3현시 LED 신호기가 진행 신호를 가지도록 설정되도록 구현되고, 상기 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 LED를 기반으로 구현되고 상기 하나의 LED는 녹색 신호, 노란색 신호 및 붉은색 신호 중 하나의 신호로 표시되고, 상기 녹색 신호는 진행 신호, 상기 노란색 신호는 상기 주의 신호, 상기 붉은색 신호는 상기 정지 신호를 의미하는 단등형 3현시 LED 신호기 시스템을 제공한다.
그러나 역시 상술한 구성도 적정 소비전류가 높아져서 신호기 모듈의 발열이 증가하고, 전기적으로 불안정하여 내구성이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한 신호기의 작동상태와 장애 발생시 즉각적으로 모니터 하여 장애 발생을 수리하기 어려운 문제도 있다.
한국공개특허 제2015-0071991호 한국공개특허 제2015-0071992호 한국등록실용 제0307615호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 2선으로 2등식, 3등식 3/4현시 및 4등식 5현시 신호기 제어 가능하고, 동작전류(400~500mA)/유지전류(200~300mA) 동작이 불필요하므로, 적정 소비전류(50~100mA 이하)가 작은 LED 신호기 모듈 제어 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 상호 동작확인 기능이 있어, 기존의 전류검지 계전기에 의한 단심검지 방식 대비, 확실한 동작 및 고장 검지가 가능한 LED 신호기 모듈 제어 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 신뢰성이 검증된 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)또는FSK(Frequency shift keying) MODEM 통신 방식을 이용 신호기 현시 중에도 동시에 1) 단독(Y, R, G) 또는 복수(Y-Y1)의 신호기 ON/OFF 기능, 2) 신호기 단독 또는 복수의 신호기를 임의로 선택 점등 또는 점멸 기능, 3) 신호기 고장 및 상태(30% 또는 50%, ALL-OFF) 정보 송/수신 기능을 구현할 수 있는 LED 신호기 모듈 제어 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 LED 신호기 모듈 제어 장치에 있어서, 2선으로 2등식, 3등식 3현시 또는4현시, 및 4등식 5현시 신호기 제어를 위해 송신 및 수신 제어신호 코드는 DTMFC 또는 FSK(Frequency shift keying) MODEM 을 사용한다.
상기 신호 및 전원 결합트랜스는 1차측 600Ω/1개 권선과 2차측은 300Ω/2개의 권선으로 구성되고, 1차측 600Ω 권선은 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호의 결합에 사용됨으로 직경이 작은 코일을 사용하며, 2차측 300Ω 2개의 권선은 폐색장치 에서는 LED 신호기에 전원을 공급(Power Feeding)하고, DTMF 또는 FSK MODEM 제어 신호전류와 LED 신호기의 동작 전원의 수전을 함으로 1차측 권선 보다는 LED 신호기의 동작 전원인 DC전류를 흘릴 수 있는 1차측 600Ω 권선보다 굵은 직경의 코일을 사용한다.
상기 LED 신호기 모듈 제어 장치의 폐색장치 측 폐색 신호전원 공급 장치에서 +DC50V를 공급 받아 정류 다이오우드 D2-D1을 통하여 T1의 7번 핀으로 인가하면 C1과 연결된 T1의 8번 핀으로는 콘덴서의 특성상 DC성분은 저지됨으로 전류는 T1의 6번 7번의 300Ω 권선을 따라서 T1의 6번으로 출력되어 신호전원 +DC50V가 LED 신호기로 전송된다.
상기 LED 신호기를 거쳐서 되돌아 온 +DC50V는 T1의 9번 핀과 8번 핀의 300Ω 권선을 통해서 폐색 신호전원 공급 장치의 -DC50V로 복귀하여 LED 신호기 동작전원의 전류 공급 루프를 구성하고, 상기 T1의 7번 핀과 8번 핀에 접속된 콘덴서 C1은 T1의 6번-7번, 8번-9번 권선의 AC적 결합을 하여 T1의 600Ω 1차와 2차 300Ω-300Ω측으로 AC성분인 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호의 상호 전송을 하고, LED 신호기 동작 전원인 DC 성분은 분리하는 역할을 하며, 상기 전원 공급 루프가 정상적으로 구성되면 T1의 1번 핀과 5번 핀의 600Ω 권선과 연결된 2개의 OP-AMP로 구성된 하이브리드 회로에 의하여 폐색장치에서 LED 신호기로 전송할 DTMF 또는 FSK MODEM 으로 구성된 LED 신호기 제어용 신호와 LED 신호기에서 응답된 상태/제어용 신호를 분리하고, 상기 T1의 1번 핀은 하이브리드 회로에 연결되고 5번 핀은 LED 신호기에 공급되는 그라운드와 분리된 제어신호용 하이브리드 회로 그라운드에 연결되며, 상기 제어 신호용 하이브리드회로는 2개의 독립된 OP-AMP로 구성되며 2, 3, 4개의 LED 신호기 모듈로 구성되는 신호기함에 1개가 실장되고, 상기 2개의 독립된 OP-AMP는 1개의 8핀 IC에 A-AMP, B-AMP로 구분 실장 되며, 상기 T1의 6번 핀과 9번 핀에 LED 신호기로 부터 수신된 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호는 T1의 1번 핀과 접지된 5번 핀의 권선에 유기되고, 1번 핀을 따라서 저항 R5와 A-AMP의 (+)입력 핀에 신호가 전달되면, 저항 R5의 다른 쪽은 B-AMP의 출력 핀의 신호는 소거되고, A-AMP의 출력 핀에 특정 신호가 출력된다.
상기 정류 다이오우드 D2-D1는 +DC 50V가 LED 신호기를 통과하여 정상적으로 전류가 흐르면 직렬 접속된 D2의 애노우드와 D1의 캐소드에 일정 전압 드롭되고 그 전압이 포토커플러 PC1의 LED 동작 전압이 되면 포토커플러 PC1의 트랜지스터를 턴-온 시켜서 LED 신호기와 폐색장치가 전기적으로 연결되었음을 확인한다.
상기 특정 신호는 DC 성분을 저지하고 AC 신호를 DTMF-디코더 또는 FSK MODEM IC로 디코딩하여 폐색신호 제어기 MPU에 전달하고, 상기 폐색신호 제어기 MPU에서는 DTMF-디코더 IC 또는 FSK MODEM 에서 입력된 신호를 분석하여 LED 신호기
모듈의 상태정보를 파악하여 LED 신호기 모듈을 제어한다.
상기 폐색신호 제어기 MPU에서 BCD코드로 생성된 DATA를 DTMF 제네레이터 IC또는 FSK MODEM 에서 듀얼-톤 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호가 생성된다.
상기 DC 성분이 저지된 듀얼-톤 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호를 B-AMP의 (+)입력 핀에 입력하면 GND와 (+)입력 핀 그리고 출력 핀에 연결한 저항값으로 설정된 만큼 증폭 되며, 저항 R5(600Ω)를 거쳐서 T1의 1번 핀에 인가하면 T1의 6번 핀과 9번 핀에 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호가 AC성분의 신호로 전송된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 2선으로 2등식, 3등식 3/4현시 및 4등식 5현시 신호기 제어가능하고, 동작전류(400~500mA)/유지전류(200~300mA) 동작이 불필요하므로, 적정 소비전류(50~100mA 이하)가 작아서 신호기 모듈의 발열이 감소하고, 전기적으로 안정되고 내구성이 향상되어 다양한 장애 요인이 감소된다.
또한 본 발명에 따른 FSK(Frequency shift keying) MODEM의 제어신호는 별도의 지정된 코드가 없으며 차후에 LED 신호기 모듈 제어용 신호(프로토콜)로 자유롭게 설계가 가능 하다.
도 1은 본 발명에 따른 DTMFC 제어신호 표를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 신호기 모듈 제어 장치에 따른 유선전화기의 DTMF 다이얼 Key-Pad 배치도를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 신호기 모듈 제어 장치의 전체적인 회로를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐색장치 측 회로 동작 설명을 위한 회로 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호기함, 제어신호 및 전원 정합 회로 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 LED 신호기 모듈 제어 장치의 제어신호 및 전원 공급(Power Feeding) 회로를 설명한다.
본 발명은 폐색장치에서 신호기로 보내는 신호( 시작신호 A→신호기 번호→신호기 ON 또는 신호기 OFF →종료신호 B)와 신호기에서 폐색장치로 보내는 신호(시작신호 C→신호기 번호→신호기 상태정보→종료신호 D)로 나누어 볼 수 있다.
먼저 폐색장치 측 회로와 LED 신호기 측의 제어 신호 및 전원 결합회로의 구성은 동일하며 전류의 방향이 다르다고 정의한다.
상기 LED 신호기 모듈의 동작 전원(직류)의 공급과 제어신호(교류-Audio Frequency)의 분리와 결합(중첩)에 사용된다.
본 발명에 따른 DTMFC를 LED신호기 모듈의 제어신호로 사용 하는 경우에는 예를 들어 2현시, 3현시, 4현시, 및 5현시 등 각각의 신호기함에 1개로 대응되고, 타 신호기 함과는 전기적으로 절연(분리)되어야 한다.
본 발명에 따른 FSK MODEM을 LED신호기 모듈의 제어신호로 사용 하는 경우에는 예를 들어 2현시, 3현시, 4현시, 및 5현시 등 각각의 신호기함을 병렬로 접속하여 동시에 복수의 신호기를 2선으로 제어 및 운용이 가능 하다.
즉 본 발명에서 사용하는 FSK MODEM 신호방식으로는 2선으로 제어 가능한 신호기 함이 1개에서 ~ 수개로 증가한다.
신호 및 전원 결합트랜스는 1차측 600Ω/1개 권선과 2차측은 300Ω/2개의 권선으로 구성된다.
1차측 600Ω 권선은 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호의 결합에 사용됨으로 직경이 작은 코일을 사용한다.
2차측 300Ω 2개의 권선은 폐색장치에서는 LED 신호기에 전원을 공급(Power Feeding)하고, DTMF 또는 FSK MODEM 제어 신호전류와 LED 신호기의 동작 전원의 수전을 함으로 1차측 권선 보다는 LED 신호기의 동작 전원인 DC전류를 흘릴 수 있는 1차측 600Ω 권선보다 굵은 직경의 코일을 사용한다.
폐색장치에서 신호기구 함으로 연결되는 배선은 2선(2 Wire)으로 2등(2현시), 3등(4현시) 4등(4, 5현시)용을 모두 제어한다.
이러한 구성과 효과를 이루기 위해 폐색 신호전원 공급 장치에서 일정 전압을 공급 받아 정류 다이오우드를 통하여 변압기의 7번 핀으로 인가하면 C1과 연결된 변압기의 8번 핀으로는 콘덴서의 특성상 DC성분은 저지됨으로 전류는 변압기의 권선을 따라서 출력되어 신호전원이 LED 신호기로 전송된다.
상기 정류 다이오우드의 용도는 +DC V가 LED 신호기를 통과하여 정상적으로 전류가 흐르면 직렬 접속된 애노우드와 캐소드에 일정 전압 드롭되고 그 전압이 포토커플러의 LED 동작 전압이 되면 포토커플러의 트랜지스터를 턴-온 시켜서 LED 신호기와 폐색장치가 전기적으로 연결되었음을 확인한다.
또는 정류 다이오드와 포토커플러를 사용한 전류검지 회로를 정밀한 전류 검지회로를 적용하면 각 LED 신호기 모듈의 동작을 AF(Audio Frequency)신호와 전류 변화를 감시하여 LED신호기를 이중으로 감시 할 수 있다.
상기 LED 신호기를 거쳐서 되돌아 온 DC는 변압기의 권선을 통해서 폐색 신호전원 공급 장치의 -DC로 복귀하여 LED 신호기 동작전원의 전류 공급 루프를 구성한다.
상기 변압기에 접속된 저항 RA 및 RB는 과전류제한 저항이다. 상기 변압기에 접속된 콘덴서는 변압기의 특정 권선의 AC적 결합을 하여 변압기의 1차와 2차 측으로 AC성분인 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호의 상호 전송을 하고, LED 신호기 동작 전원인 DC 성분은 분리하는 역할을 한다.
상기 전원 공급 루프가 정상적으로 구성되면 변압기의 권선과 연결된 2개의 OP-AMP로 구성된 하이브리드 회로에 의하여 폐색장치에서 LED 신호기로 전송할 DTMF 또는 FSK MODEM 신호 로 구성된 LED 신호기 제어용 신호와 LED 신호기에서 응답된 상태/제어용 신호를 분리한다.
상기 변압기의 권선과 연결된 저항과 직병렬로 연결된 ZD1과 ZD2는 이상신호 전압의 제한 및 잡음과 기타의 서지신호, 유도신호를 제한하기 위한 회로 부품이다.
상기 변압기의 1번 핀은 하이브리드 회로에 연결되고 5번 핀은 LED 신호기에 공급되는 그라운드와 분리된 제어신호용 하이브리드 회로 그라운드에 연결된다.
상기 제어 신호용 하이브리드회로는 2개의 독립된 OP-AMP로 구성되며 2, 3, 4개의 LED 신호기 모듈로 구성되는 신호기함에 1개가 실장된다.
상기 변압기에 LED 신호기로 부터 수신된 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호는 변압기에 유기되고, 저항과 A-AMP의 (+)입력 핀에 신호가 전달되면, 저항의 다른 쪽은 B-AMP의 출력 핀의 신호는 소거되고, A-AMP의 출력 핀에 신호가 출력된다.
상기 신호는 DC 성분은 저지하고 AC 신호를 DTMF-디코더 또는 FSK MODEM IC 로 디코딩하여 폐색신호 제어기 MPU에 전달한다.
상기 폐색신호 제어기 MPU에서는 DTMF-디코더 또는 FSK MODEM IC에서 입력된 신호를 분석하여 LED 신호기 모듈의 상태정보를 파악하여 LED 신호기 모듈을 제어한다.
상기 폐색신호 제어기 MPU에서 BCD코드로 생성된 DATA를 DTMF 제네레이터 IC또는 FSK MODEM 에서 듀얼-톤 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호가 생성된다.
상기 DC 성분이 저지된 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호를 B-AMP의 (+)입력 핀에 입력하면 GND와 (+)입력 핀 그리고 출력 핀에 연결한 저항값으로 설정된 만큼 증폭되며, 특정 저항을 거쳐서 변압기에 인가하면 변압기에 DTMF 또는 FSK MODEM 제어 신호가 AC성분의 신호로 전송된다.
여기에서 제너 다이오드는 선로 잡음 및 전원 노이즈 기타 서지 전압 제한용이다.
일실시예에 따른 폐색장치 측 회로 설명
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 폐색 신호전원 공급 장치에서 +DC50V를 공급 받아 정류 다이오우드 D2-D1을 통하여 T1의 7번 핀으로 인가하면 C1과 연결된 T1의 8번 핀으로는 콘덴서의 특성상 DC성분은 저지됨으로 전류는 T1의 6번 7번의 300Ω 권선을 따라서 T1의 6번으로 출력되어 신호전원 +DC 50V가 LED 신호기로 전송된다.
상기 정류 다이오우드 D2-D1의 용도는 +DC 50V가 LED 신호기를 통과하여 정상적으로 전류가 흐르면 직렬 접속된 D2의 애노우드와 D1의 캐소드에 일정 전압 드롭되고 그 전압이 포토커플러 PC1의 LED 동작 전압이 되면 포토커플러 PC1의 트랜지스터를 턴-온 시켜서 LED 신호기와 폐색장치가 전기적으로 연결되었음을 확인한다.
상기 포토커플러 PC1의 LED에 연결된 저항은 포토커플러 PC1의 LED 과전류 보호용이다.
상기 LED 신호기를 거쳐서 되돌아 온 +DC50V는 T1의 9번 핀과 8번 핀의 300Ω 권선을 통해서 폐색 신호전원 공급 장치의 -DC50V로 복귀하여 LED 신호기 동작전원의 전류 공급 루프를 구성한다.
상기 T1의 7번 핀과 8번 핀에 접속된 저항 RA 및 RB는 과전류제한 저항이다.
상기 T1의 7번 핀과 8번 핀에 접속된 콘덴서 C1은 T1의 6번-7번, 8번-9번 권선의 AC적 결합을 하여 T1의 600Ω 1차와 2차 300Ω-300Ω 측으로 AC성분인 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호의 상호 전송을 하고, LED 신호기 동작 전원인 DC 성분은 분리하는 역할을 한다.
상기 전원 공급 루프가 정상적으로 구성되면 T1의 1번 핀과 5번 핀의 600Ω 권선과 연결된 2개의 OP-AMP로 구성된 하이브리드 회로에 의하여 폐색장치에서 LED 신호기로 전송할 DTMFC 또는 FSK MODEM 신호 로 구성된 LED 신호기 제어용 신호와 LED 신호기에서 응답된 상태/제어용 신호를 분리한다.
상기 T1의 1번 핀과 5번 핀의 600Ω 권선과 연결된 저항과 VR1은 선로에서 유기되는 제어신호 전압의 제한 및 잡음과 유도신호를 제한하기 위한 회로이다.
상기 T1의 1번 핀은 하이브리드 회로에 연결되고 5번 핀은 LED 신호기에 공급되는 그라운드와 분리된 제어신호용 하이브리드 회로 그라운드에 연결된다.
상기 제어 신호용 하이브리드회로는 2개의 독립된 OP-AMP로 구성되며 2, 3, 4개의 LED 신호기 모듈로 구성되는 신호기함에 1개가 실장된다.
상기 2개의 독립된 OP-AMP는 1개의 8핀 IC에 A-AMP, B-AMP로 구분 실장 되어 있다.
상기 T1의 6번 핀과 9번 핀에 LED 신호기로 부터 수신된 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호는 T1의 1번 핀과 접지된 5번 핀의 권선에 유기되고, 1번 핀을 따라서 저항 R5와 A-AMP의 (+)입력 핀에 신호가 전달되면, 저항 R5의 다른 쪽은 B-AMP의 출력 핀의 신호는 소거되고, A-AMP의 출력 핀에 신호가 출력된다.
상기 신호는 DC 성분은 저지하고 AC 신호를 DTMF-디코더 또는 FSK MODEM IC로 디코딩하여 폐색신호 제어기 MPU에 전달한다.
상기 폐색신호 제어기 MPU에서는 DTMF-디코더 또는 FSK MODEM IC에서 입력된 신호를 분석하여 LED 신호기 모듈의 상태정보를 파악하여 LED 신호기 모듈을 제어한다.
상기 폐색신호 제어기 MPU에서 BCD코드로 생성된 DATA를 DTMF 제네레이터 IC또는 FSK MODEM 에서 듀얼-톤 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호가 생성된다.
상기 DC 성분이 저지된 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호를 B-AMP의 (+)입력 핀에 입력하면 GND와 (+)입력 핀 그리고 출력 핀에 연결한 저항값으로 설정된 만큼 증폭 되며, 저항 R5(600Ω)를 거쳐서 T1의 1번 핀에 인가하면 T1의 6번 핀과 9번 핀에 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호가 AC성분의 신호로 전송된다. 상기 저항 R5(600Ω)는 T1과의 임피던스 매칭용 저항이다.
여기에서 제너 다이오드 ZD1, ZD2는 선로 잡음 및 전원 노이즈 기타 서지 전압 제한용이며 3V 정도 된다.
한편 다른 실시예로서 본 발명은 2선으로 2등식, 3등식 3현시 또는 4현시, 및 4등식 5현시 신호기 제어를 위해 DTMFC 또는 FSK MODEM 을 사용한 송신 및 수신 제어 신호 코드 발생부를 이용하여 제조할 수도 있다.
예를 들어 고성능 DSP를 사용하여 DTMFC 톤 송수신기 또는 FSK MODEM을 실시간 구현하여 대용량 VoIP (Voice over Internet Protocol) 게이트웨이 시스템에 적용할 수 있다.
이 때 수신기는 Goertzel 필터를，송출기는 고조파 공명 필터를 이용한다. DMA (Direct Memory Access)와 McBSP(Multi Channel Buffered Serial Port)를 사용한 효과적인 PCM 입출력，HPI (Host Port Interface)를 통한 MPU (Main Processing Unit)와의 메시지 통신 등 Texas Instruments TMS320C62x DSP를 이용할 수 있다.
이 때 고성능 DSP(Digital Signal Processor)를 사용하여 R2MFC/DTMF 톤 송수신기 또는 FSK MODEM 을 구현하여 대용량 (32 El/Tl) VoIP게이트웨이 시스템에 적용할 수 있다.
또는 본 발명은 LED를 구동하기 위한 LED 구동장치에 있어서, 입력전원과 연결되며 입출력 신호의 전자기 잡음을 제거하기 위한 EMI 필터, 상기 EMI 필터의 출력단에 연결되며, 입력전류의 형태를 제어하는 역률보상회로(PFC), 상기 역률보상회로의 출력전압을 변압시키기 위한 DC-DC 컨버터, 센서신호를 입력받기 위한 센서입력부, 통신신호를 송수신하기 위한 송수신부 및 상기 LED의 순방향 전압에 맞도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하고, 상기 센서입력부에서 입력된 센서 신호 또는 상기 송수신부에서 입력된 통신 신호에 따라 조도를 제어하는 또 다른 DSP를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 통신선에 접속하여 외부로부터 DTMF 신호를 전송받는 통신부; 상기 DTMF 또는 FSK MODEM 신호를 전력 스위칭 제어명령으로 해석하는 DTMF 또는 FSK MODEM 디코더를 구비하고 상기 디코더에 의해 해석된 제어 명령에 따른 LED 전력 스위칭을 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DTMF 또는 FSK MODEM Audio 신호를 생성하는 프로세서는 온 칩 메모리, 메모리 제어부, 마스터 IP들, 버스 등을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 프로세서는 애플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)일 수 있다.
상기 프로세서는 도시된 바와 같이, 시스템 온 칩(SoC: System on Chip)으로 다양한 마스터 IP들을 포함할수 있다.
예를 들면, 상기 마스터 IP들은 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 그래픽 처리장치(GPU: Graphic processing Unit), MFC(Multi Format Codec), DSP(Digital Signal Processor), Display, Audio, eMMC(embedded Multi Media Card) 제어부, UFS(Universal Flash Storage) 제어부 등을 포함할 수 있다.
상기 온 칩 메모리는 특수 기능 레지스터(SFR: Special Function Register), 트랜잭션 디코더(Transaction Decoder), 버퍼/캐시 선택기(Buffer/Cache selector), 캐시 할당기(Cache allocator), 버퍼 제어부(Buffer Controller), 캐시 제어부(Cache Controller) 및 메모리 공간 등을 포함할 수 있다.
상기 SFR은 특수 기능 레지스터 영역으로, 프로세서의 다양한 기능들을 제어하고 모니터링할 수 있다. 프로세서의 구성에 따라 I/O 및 주변 장치 제어부, 타이머, 스택 포인터(stack pointer), 스택 제한(stack limit), 프로그램 카운터(program counter), 서브루틴 리턴 주소(subroutine return address), 프로세서 상태(processor status), 상태 코드(condition codes) 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.

Claims (8)

  1. LED 신호기 모듈 제어 장치에 있어서,
    2선으로 2등식, 3등식 3현시 또는 4현시, 및 4등식 5현시 신호기 제어를 위해 송신 및 수신 제어 신호 코드는 DTMFC 또는 FSK MODEM을 사용하되,
    상기 송신 및 수신 제어 신호 코드를 발생시키는 코드 발생부는 1차측 600Ω/1개 권선과 2차측은 300Ω/2개의 권선으로 구성되고, 1차측 600Ω 권선은 DTMF 또는 FSK MODEM Audio 제어신호의 결합에 사용됨으로 직경이 작은 코일을 사용하며, 2차측 300Ω 2개의 권선은 폐색장치 에서는 LED 신호기에 전원을 공급(Power Feeding)하고, DTMF 또는 FSK MODEM Audio 제어 신호전류와 LED 신호기의 동작 전원의 수전을 함으로 1차측 권선 보다는 LED 신호기의 동작 전원인 DC전류를 흘릴 수 있는 1차측 600Ω 권선보다 굵은 직경의 코일을 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LED 신호기 모듈 제어 장치의 폐색장치 측 폐색 신호전원 공급 장치에서 +DC50V를 공급 받아 정류 다이오우드 D2-D1을 통하여 T1의 7번 핀으로 인가하면 C1과 연결된 T1의 8번 핀으로는 콘덴서의 특성상 DC성분은 저지됨으로 전류는 T1의 6번 7번의 300Ω 권선을 따라서 T1의 6번으로 출력되어 신호전원 +DC50V가 LED 신호기로 전송되는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 신호기를 거쳐서 되돌아 온 +DC50V는 T1의 9번 핀과 8번 핀의 300Ω 권선을 통해서 폐색 신호전원 공급 장치의 -DC50V로 복귀하여 LED 신호기 동작전원의 전류 공급 루프를 구성하고,
    상기 T1의 7번 핀과 8번 핀에 접속된 콘덴서 C1은 T1의 6번-7번, 8번-9번 권선의 AC적 결합을 하여 T1의 600Ω 1차와 2차 300Ω-300Ω측으로 AC성분인 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호의 상호 전송을 하고, LED 신호기 동작 전원인 DC 성분은 분리하는 역할을 하며,
    상기 전류 공급 루프가 정상적으로 구성되면 T1의 1번 핀과 5번 핀의 600Ω 권선과 연결된 2개의 OP-AMP로 구성된 하이브리드 회로에 의하여 폐색장치에서 LED 신호기로 전송할 DTMF 또는 FSK MODEM 으로 구성된 LED 신호기 제어용 신호와 LED 신호기에서 응답된 상태/제어용 신호를 분리하고,
    상기 T1의 1번 핀은 하이브리드 회로에 연결되고 5번 핀은 LED 신호기에 공급되는 그라운드와 분리된 제어신호용 하이브리드 회로 그라운드에 연결되며,
    상기 제어 신호용 하이브리드회로는 2개의 독립된 OP-AMP로 구성되며 2, 3, 4개의 LED 신호기 모듈로 구성되는 신호기함에 1개가 실장되고,
    상기 2개의 독립된 OP-AMP는 1개의 8핀 IC에 A-AMP, B-AMP로 구분 실장 되며,
    상기 T1의 6번 핀과 9번 핀에 LED 신호기로 부터 수신된 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호는 T1의 1번 핀과 접지된 5번 핀의 권선에 유기되고, 1번 핀을 따라서 저항 R5와 A-AMP의 (+)입력 핀에 신호가 전달되면, 저항 R5의 다른 쪽은 B-AMP의 출력 핀의 신호는 소거되고, A-AMP의 출력 핀에 특정 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 정류 다이오우드 D2-D1는 +DC 50V가 LED 신호기를 통과하여 정상적으로 전류가 흐르면 직렬 접속된 D2의 애노우드와 D1의 캐소드에 일정 전압 드롭되고 그 전압이 포토커플러 PC1의 LED 동작 전압이 되면 포토커플러 PC1의 트랜지스터를 턴-온 시켜서 LED 신호기와 폐색장치가 전기적으로 연결되었음을 확인하는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 특정 신호는 DC 성분을 저지하고 AC 신호를 DTMF-디코더 IC 또는 FSK MODEM 신호로 디코딩하여 폐색신호 제어기 MPU에 전달하고,
    상기 폐색신호 제어기 MPU에서는 DTMF-디코더 IC 또는 FSK MODEM 에서 입력된 신호를 분석하여 LED 신호기 모듈의 상태정보를 파악하여 LED 신호기 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 폐색신호 제어기 MPU에서 BCD코드로 생성된 DATA를 DTMF 제네레이터 IC 또는 FSK MODEM 에서 듀얼-톤 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 DC 성분이 저지된 듀얼-톤 DTMF Audio 또는 FSK MODEM Audio 신호를 B-AMP의 (+)입력 핀에 입력하면 GND와 (+)입력 핀 그리고 출력 핀에 연결한 저항값으로 설정된 만큼 증폭 되며, 저항 R5를 거쳐서 T1의 1번 핀에 인가하면 T1의 6번 핀과 9번 핀에 DTMF 또는 FSK MODEM 제어신호가 AC성분의 신호로 전송되는 것을 특징으로 하는 LED 신호기 모듈 제어 장치.
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