KR102623396B1 - 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치 및 이를 이용한 모기퇴치방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모기가 싫어하는 주파수인 20~400Hz 구형파 저주파부와 모기 천적인 박쥐발생 주파수인 15KHz~25KHz 구형파 고주파부; 상기 저주파부와 고주파부의 구형파를 저주파부의 하이레벨에서 혼합되도록 곱하는 곱셈기; 곱셈기를 통한 혼합구형파에서 저주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 폭 조절하고, 폭 조절된 저주파 하이레벨 폭에 혼합된 고주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 폭 조절하는 PWM부; 상기 저주파 및 고주파 구형파 듀티사이클 가변이 모드별로 수행되도록 기능하는 제어부; 제어부에 작동 모드를 선택하여 입력하는 입력부; 및 입력부의 선택을 나타내는 디스플레이(108)를 포함하는 혼합주파수를 이용한 모기퇴치장치와;
20Hz~400Hz 의 저주파 구형파와 15KHz~25KHz 의 고주파 구형파를 각각 발생하는 주파수 발생과정; 저주파의 하이레벨 구간에 고주파가 혼합된 혼합구형파를 발생하도록 혼합하는 혼합과정; 및 혼합구형파의 저주파 하이레벨 폭(d1)을 설정 듀티사이클로 가변시키는 저주파출력 가변과정을 순차 반복 수행하고;
상기 가변과정은 일정 간격으로 저주파 하이레벨폭과, 이 저주파 하이레벨폭에 혼합된 고주파의 각 구형파 하이레벨폭이 동시에 연동하는 연동과정을 포함하여 수행하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치방법이다.
20Hz~400Hz 의 저주파 구형파와 15KHz~25KHz 의 고주파 구형파를 각각 발생하는 주파수 발생과정; 저주파의 하이레벨 구간에 고주파가 혼합된 혼합구형파를 발생하도록 혼합하는 혼합과정; 및 혼합구형파의 저주파 하이레벨 폭(d1)을 설정 듀티사이클로 가변시키는 저주파출력 가변과정을 순차 반복 수행하고;
상기 가변과정은 일정 간격으로 저주파 하이레벨폭과, 이 저주파 하이레벨폭에 혼합된 고주파의 각 구형파 하이레벨폭이 동시에 연동하는 연동과정을 포함하여 수행하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치방법이다.
Description
본 발명은 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치 및 이를 이용한 모기퇴치방법에 관한 것이다.
모기는 중생대 이전에 탄생하여 수많은 지구 환경의 변화에도 불구하고 지금까지 살아나온 곤충이다. 또한 과학 기술의 발달로 개발된 수많은 화학적, 생물학적 구제 방법에도 불구하고 없어지지 않고 더욱 번성해 가고 있는 실정이다. 특히 지구 온난화로 인하여 모기가 살 수 있는 지역은 더욱 넓어지고 있어서 모기로 인한 피해는 더욱 확대 될 것으로 보인다. 전 세계에 모기의 종류는 3300여 종이며 우리나라에는 약 55종의 모기가 있는 것으로 보고되고 있다. 이 중 대표적으로 문제가 되는 종류로는 흡혈모기인 빨간집모기와 지하집모기, 여름철 일본뇌염의 매개체인 작은빨간집모기, 그리고 휴전선 인근으로 말라리아의 매개체인 중국얼룩날개모기 등이다.
소리로서 모기를 유인하거나 회피할 수 있다는 것은 오래 전 부터 생물학자들 사이에 알려져 왔던 알려진 사실이다. 이 부분을 이해하기 위해서는 모기의 성장과정에 대한 설명이 필요하다.
모기가 물 위에서 알을 낳은지 약 3일 만에 부화되어 유충이 되고, 알에서 성충이 되기까지 약 13∼20일 걸리며, 성충의 수명은 1∼2개월이다. 모기는 성충으로 우화 후 2~4일 사이에 짝짓기를 한다. 숫모기는 일몰 전후의 시간에 집단으로 무리를 지어 2~3m 높이에서 집단 비행을 하게 되는데 숫모기의 비행음이 유인음이 되어 암모기가 모여 교미가 이루어진다. 흡혈은 교미가 이루어진 암컷에만 한정되고, 교미전의 암컷이나 수컷은 식물의 즙액(汁液)이나 과즙(果汁)을 빤다. 암컷은 일생에 단 한 번만의 교미를 하며 몸속에 정자를 오래도록 보존할 수 있는 수정낭(受精囊)이 있다. 그렇게 때문에 알을 낳기 전에 필요한 수만큼 정자를 내어 수정시킬 수 있다. 암컷은 흡혈을 한 번 또는 두 번 하고 4∼7일 만에 알을 낳기 시작한다.
성숙된 교미전의 암모기는 숫모기의 비행음이 유인의 수단이 될 수 있는 반면에 암모기는 추가 교미를 피하고자 하기 때문에 숫모기의 비행음이 회피의 수단이 된다. 숫모기의 비행음을 모기의 회피수단으로 사용된 예는 다음과 같다. 흡혈을 하는 교미 후의 암모기가 숫모기의 비행음을 피한다는 원리에 따라 숫모기의 비행음을 모사한 프로그램이 무선통신 회사의 모바일 컨텐츠로 선보여서 휴대폰 이용자들에 제공되고 있다. 사람에게는 ‘삐~’소리밖에 들리지 않지만 모기 퇴치에는 효과가 있었다. 그러나 모기 퇴치의 효과이지 모기 자체를 없애거나 개체수를 줄이는 역할을 하지 못하는 한계가 있다.
주파수를 발생시켜 모기의 접근을 퇴치하는 기술로는 국내특허등록10-0704413호(다중주파수 교환출력 방식 모기퇴치장치), 국내공개특허10-2009-0014926호(다단계 음파진동 황색발광용 모기퇴치기), 국내공개특허10-2009-0109885호(피에조스피커를 구비한 해충퇴치기) 가 알려져 있다. 이러한 기술은 도 1 과 같이 쥐, 다람쥐 같은 설치류 퇴치용 30~50Hz의 제1주파수발생회로(11), 바퀴벌레, 박쥐같은 날곤충류 퇴치용 10~50KHz의 제2주파수발생회로(12), 진드기, 벼록, 개미 같은 곤충류 퇴치용 20~50KHz의 제3주파수발생회로(13)를 가지는 주파수발생부(10); 주파수발생부(10)에서 발생된 주파수를 증폭하는 증폭부(20); 증폭부(20) 출력을 받아 주파수를 출력하는 스피커부(30); 빛을 발광하는 발광부(40); 각 구성의 동작을 제어하는 제어부(60); 제어부(60) 지시에 의한 동작 상태를 표시하는 동작 포시부(50); 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원부(70)를 포함하는 것을 예시할 수 있다.
그러나 이들은 원하는 주파수를 선택하여 출력하는 것이어서 다양한 환경에 따라 서식하는 설치류,날곤충, 곤충의 침입에 효과적으로 대응하기가 어려운 실정이다.
본 발명에서는 폭변조를 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 설명하였으나 PAM(Pulse Amplitude Modulation)방식으로도 구현 가능함은 알 수 있을 것이다.
본 발명에서의 듀티사이클은 10~90%가 바람직하고, 10% 미만이면 구형파 발생의 효과를 모기가 인식하기 어렵고, 90%를 초과하면 모기가 내성이 생겨 퇴치 효과가 낮아진다.
본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 저주파와 고주파 구형파가 동시에 발생하여 다양한 해충을 동시에 퇴치 가능토록 하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치 및 이를 이용한 모기퇴치방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저주파와 고주파 구형파가 동시에 발생하면서 출력 듀티사이클이 동시에 가변되도록 하여 다양한 해충이 근접하는 효과를 극대화하여 퇴치 효율을 증대시키는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치 및 이를 이용한 모기퇴치방법을 제공하려는 것이다.
이를 위한 본원발명은 모기가 싫어하는 숫모기나 잠자리 날개짓 저주파인 20~400Hz 구형파발생 저주파부;
모기 천적인 박쥐발생 고주파인 15KHz~25KHz 구형파발생 고주파부;
상기 저주파부와 고주파부의 구형파 출력으로 저주파부의 하이레벨 구간에 고주파부의 구형파 파형이 혼합되도록 곱하는 곱셈기;
곱셈기를 통한 혼합구형파에서 저주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 폭 조절하고, 폭 조절된 저주파 하이레벨 폭 구간에 혼합된 고주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 조절하는 PWM부;
상기 각 구성을 제어하며, 상기 저주파 및 고주파 듀티사이클 가변이 모드별로 수행되도록 기능하는 프로그램을 저장한 제어부;
제어부에 작동 모드를 보턴스위치로 선택하여 입력하는 입력부; 및
입력부의 선택 작동 모드를 출력하는 디스플레이를 포함하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치를 제공하려는 것이다.
이상과 같이 본원발명은 저주파와 고주파의 구형파가 동시에 발생하여 다양한 해충을 동시에 퇴치 가능토록 하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치 및 이를 이용한 모기퇴치방법을 제공한다.
본 발명은 저주파와 고주파의 구형파가 동시에 발생하면서 동시에 듀티사이클이 가변되도록하여 다양한 해충이 근접하는 효과를 극대화하여 퇴치 효율을 증대시키는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치 및 이를 이용한 모기퇴치방법을 제공한다.
도 1은 주파수를 발생시켜 모기의 접근을 퇴치하는 일반적인 구성도,
도 2는 동물의 가청 주파수 대역,
도 3은 본 발명의 블럭 구성도,
도 4는 본 발명의 다른 예를 보인 블럭 구성도,
도 5는 본 발명의 저주파 구형파에 고주파 구형파를 합성한 예를 보인 파형도,
도 6은 본 발명의 저주파 구형파에 고주파 구형파를 합성상태로 듀티사이클 조절예를 보인 파형도,
도 7은 본 발명의 흐름도,
도 8은 본 발명의 저주파 폭변조 듀티사이클을 예시한 파형도,
도 9는 본 발명의 구형파 발생 예시도,
도 10은 도 9의 SN7413의 슈미트트리거회로 이다.
도 2는 동물의 가청 주파수 대역,
도 3은 본 발명의 블럭 구성도,
도 4는 본 발명의 다른 예를 보인 블럭 구성도,
도 5는 본 발명의 저주파 구형파에 고주파 구형파를 합성한 예를 보인 파형도,
도 6은 본 발명의 저주파 구형파에 고주파 구형파를 합성상태로 듀티사이클 조절예를 보인 파형도,
도 7은 본 발명의 흐름도,
도 8은 본 발명의 저주파 폭변조 듀티사이클을 예시한 파형도,
도 9는 본 발명의 구형파 발생 예시도,
도 10은 도 9의 SN7413의 슈미트트리거회로 이다.
이하 본원발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본원발명은 도 3 , 도 5 및 도 6과 같이, 모기가 싫어하는 숫모기나 잠자리 날개짓 저주파인 20~400Hz 구형파 발생 저주파부(101);
모기 천적인 박쥐발생 고주파인 15KHz~25KHz 구형파 발생 고주파부(102);
상기 저주파부와 고주파부의 구형파 출력으로 저주파부(101)의 하이레벨 구간에 고주파부의 구형파 파형이 혼합되도록 곱하는 곱셈기(103);
곱셈기(103)를 통한 혼합구형파에서 저주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 폭 조절하고, 폭 조절된 저주파 하이레벨 폭 구간에 혼합된 고주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 조절하는 PWM부(105);
상기 각 구성을 제어하며, 상기 저주파 및 고주파 듀티사이클 가변이 모드별로 수행되도록 기능하는 프로그램을 저장한 제어부(106);
제어부(106)에 작동 모드를 보턴스위치로 선택하여 입력하는 입력부(107); 및
입력부(107)의 선택 작동 모드를 출력하는 디스플레이(108)를 포함하여 구성한다.
본 발명에서의 저주파부(101) 및 고주파부(102)는 자체 주파수를 발생하는 주파수 발생부와 이를 디지탈 파형으로 변환하는 정류기 및 노이즈제거용 콘덴서를 사용하는 공지의 구형파 발생수단을 이용하거나, 도 9 및 도 10 과 같이 쌍안정 멀티바이브레이터인 슈미트트리거회로를 이용하여 구형파를 발생시키는 것을 예시할 수 있다. 구형파의 듀티사이클 조정은 도 8과 같이 구형파의 하이레벨폭을 가변시키도록, 슈미트트리거회로의 스위칭 트랜지스터(Q1, Q2)의 바이어스전압을 제공하는 바이어스 저항 및 콘덴서를 가변시키면 가변 가능하므로, 본 발명에서는 가변 수단의 구체적 도시는 생략하고 듀티사이클을 조정하는 것으로 나타낸다.
본 발명은 또한 도 5 및 도 6에 보인 구형파 파형을 도 9 및 도 10과 같이 발생하거나, 주파수별 저주파 구형파나 고주파 구형파를 저장한 것을 제어부에서 제공하는 형태로 구현 가능하므로 단순히 저주파부(101) 및 고주파부(102)로 해당 구형파 발생수단을 명기하고 제어부(106)의 출력단(O1, O2)을 통한 하이레벨의 제어신호를 받아 출력하는 것으로 나타낸다.
본 발명에서의 곱셈기(103)는 제어부(106)의 출력단(O3)을 통한 하이레벨 제어신호에 의하여 저주파부(101)의 도 5 와 같은 구형파 하이레벨 구간에 고주파부(102)의 구형파 파형이 더하여지도록 혼합시킨다. 곱셈기(103)는 저주파의 구형파 하이레벨 구간에 해당하는 시간 동안 발생하는 고주파부(102) 의 구형파 출력이 혼합되도록 기능하는 것이다. 물론 이를 위하여는 고주파 구형파를 저주파 구형파 하이레벨에 맞도록 레벨을 필요시 증폭하는 수단이 동반되어야 하고, 이러한 증폭기능은 알려진 기술이기에 단순히 혼합되는 것으로 명기한다.
상기 곱셈기(103) 입력단에는 도 4, 도 5 및 도 6과 같이 병렬로 연결되어 저주파부(101) 구형파 출력이나 고주파부(102) 구형파 출력을 선택하는 제1스위치(104)가 더 부가되고. 곱셈기(103) 출력과 제1스위치(104)의 스위칭 출력을 선택하여 PWM부(105)에 인가하는 제2스위치(109)가 더 부가된 것을 예시할 수 있다. 이는 제 1스위치(104) 및 제 2스위치(109)를 사용하지 않으면 도 3 과 동일하게 수행하고, 필요시 제 1스위치(104) 및 제 2스위치(109)를 사용하여 개별적으로 사용토록 할 수 있음을 의미한다.
본원발명의 모기퇴치방법은 도 7 과 같이,
20Hz~400Hz 의 저주파 구형파와 15KHz~25KHz 의 고주파 구형파를 도 3 에 보인 저주파부(101)와 고주파부(102)에서 각각 발생하도록 제어부(106)에서 출력단(O1, O2)을 통하여 지시하여 수행되는 주파수 발생과정(S10);
제어부(106)에서는 출력단(O1, O2)을 통하여 지시할 때 저주파의 구형파 해당(자동으로 선택토록 할 수도 있고, 모드에 따라 선태학 수도 있음은 알 수 있을 것이다) 듀티사이클 하이레벨 구간만 그 구간에 상응하는 고주파 구형파가 혼합된 혼합주파수를 발생하도록 저주파의 하이레벨 구간과 동기를 맞추어 고주파를 혼합하도록 출력단(O3)을 통하여 혼합을 수행하도록 하는 혼합과정(S20); 및
제어부(106)에서 출력단(O1, O2)을 통하여 제공하는 저주파부(101)와 고주파부(102)의 펄스발생 듀티사이클을 가변 가능하고, 필요시 가변되는 구형파의 듀티사이클을 제어부(106)의 저장 목록에서 선택하여 출력토록 할 수도 있음은 알 수 있을 것이다. 이렇게 저주파 구형파의 하이레벨 폭(d1)을 가변하여 설정 듀티사이클을 가변시키는(예를들어 도 5 에서 도 6으로 가변) 저주파 출력 가변과정(S30)을 순차 반복 수행하고;
상기 가변과정(S30)은 일정 간격으로 저주파 하이레벨폭과, 이 저주파 하이레벨폭에 혼합된 고주파의 각 고주파 하이레벨폭이 도 5 에 보인 저주파 로레벨 폭(d2)에 대한 하이레벨 폭(d1)의 설정 듀티사이클로 도 8과 같이 가변될 수 있도록 도 6 과 같이 동시에 연동하는 연동과정(S40)을 포함하여 수행한다.
상기 주파수발생과정(S10)에서 저주파 구형파 발생과정은 20Hz에서 400Hz로 증가했다가 감소하는 것을 반복하여 수행하는 것이 좋다.
상기 주파수발생과정(S10)에서 고주파 구형파 발생과정은 15KHz에서 25KHz로 증가했다가 감소하는 것을 반복하여 수행하는 것이 좋다. 물론 일정 주파수의 저주파와 고주파 구형파를 사용할 수도 있다.
상기 연동과정(S40)은 저주파 하이레벨폭(d1)과 이에 혼합된 고주파 하이레벨폭이 점차 커지는 증가과정과, 증가과정 후 초기 상태로 복귀하는 복귀과정을 반복 수행한다. 이는 소리에 비유하면 소리가 근접하듯이 커졌다가, 감소하여 멀리가거나 사라졌다가, 다시 접근하였다가 사라지는 것을 반복하는 느낌을 모기에게 제공하여 모기 퇴치 효과를 높이도록 하기 위함이다.
101;저주파부 102;고주파부 103;곱셈기 104;제1스위치 105;PWM부 106;제어부 107;입력부 108;디스플레이 109;제2스위치
Claims (6)
- 모기가 싫어하는 숫모기나 잠자리 날개짓 저주파인 20~400Hz 구형파 발생 저주파부(101);
모기 천적인 박쥐발생 고주파인 15KHz~25KHz 구형파 발생 고주파부(102);
상기 저주파부와 고주파부의 구형파 출력으로 저주파부(101)의 하이레벨 구간에 고주파부의 구형파 파형이 혼합되도록 곱하는 곱셈기(103);
곱셈기(103)를 통한 혼합구형파에서 저주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 폭 조절하고, 폭 조절된 저주파 하이레벨 폭 구간에 혼합된 고주파 하이레벨 폭을 PWM 방식으로 조절하는 PWM부(105);
상기 각 구성을 제어하며, 상기 저주파 및 고주파 듀티사이클 가변이 모드별로 수행되도록 기능하는 프로그램을 저장한 제어부(106);
제어부(106)에 작동 모드를 보턴스위치로 선택하여 입력하는 입력부(107); 및
입력부(107)의 선택 작동 모드를 출력하는 디스플레이(108)를 포함하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치.
- 제 1 항에 있어서, 곱셈기(103) 입력단에는 병렬로 연결되어 저주파부(101) 구형파 출력이나 고주파부(102) 구형파 출력을 선택하는 제1스위치(104)가 더 부가되고. 곱셈기(103) 출력과 제1스위치(104)의 스위칭 출력을 선택하여 PWM부(105)에 인가하는 제2스위치(109)가 더 부가된 것을 특징으로 하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치장치.
- 20Hz~400Hz 의 저주파 구형파와 15KHz~25KHz 의 고주파 구형파를 각각 발생하는 주파수 발생과정(S10);
저주파의 구형파 해당 듀티사이클을 이루는 하이레벨 구간만 그 구간에 상응하는 고주파 구형파가 혼합된 혼합구형파를 발생하도록 혼합하는 혼합과정(S20); 및
혼합구형파의 저주파 하이레벨 폭(d1)을 가변하여 설정 듀티사이클로 가변시키는 저주파출력 가변과정(S30)을 순차 반복 수행하고;
상기 가변과정(S30)은 일정 간격으로 저주파 구형파의 하이레벨폭과, 이 저주파 구형파 하이레벨폭에 혼합된 고주파 구형파의 하이레벨폭이 동시에 설정 듀티사이클로 연동하는 연동과정(S40)을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치방법.
- 제 3항에 있어서, 주파수발생과정(S10)에서 저주파 구형파 발생과정은 20Hz 구형파에서 400Hz 구형파로 증가했다가 감소하는 것을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치방법.
- 제 3항에 있어서, 주파수발생과정(S10)에서 고주파 구형파 발생과정은 15KHz구형파에서 25KHz구형파로 증가했다가 감소하는 것을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 혼합구형파를 이용한 모기퇴치방법.
- 제 3항에 있어서, 연동과정(S40)은 저주파 하이레벨폭에 연동하여 고주파 하이레벨폭의 듀티사이클을 이루도록 저주파 하이레벨 구간과 이에 혼합된 고주파 하이레벨폭이 점차 커지는 증가과정과, 증가과정후 초기 상태로 복귀하는 복귀과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 혼합주파수를 이용한 모기퇴치방법.
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