KR19990011737A

KR19990011737A - 수위센서의 에러감지 장치

Info

Publication number: KR19990011737A
Application number: KR1019970034945A
Authority: KR
Inventors: 최씨철
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-18

Abstract

본 발명은 수위센서의 에러감지 장치에 관한 것으로, 압력의 변화에 따라 가변 전압신호를 발생시키는 반도체형 수위센서(11)를 구비한 장치에 있어서, 특정 레벨의 전압신호를 공급하기 위한 전원공급수단으로서의 풀-업(Pull-up)저항(R2) 또는 풀-다운(Pull-down)저항(R3)과; 상기 전원공급수단으로부터의 전압신호 및 상기 수위센서(11)로부터의 가변 전압신호를 디지탈신호로 변환하여 입력받고, 상기 전원공급수단으로부터의 전압신호에 해당하는 디지탈신호를 일정한 시간동안 입력받을 경우 상기 수위센서(11)의 에러발생을 감지하는 마이콤;을 구비한다.

본 발명은 수위센서(11)로부터의 수위감지신호에 에러가 발생되었음을 감지하면, 이를 시각적 또는 청각적으로 표시하여 사용자에게 알리고 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중단시켜 세탁기의 오동작을 방지할 수 있고, 급수시 수위감지 에러로 인하여 세탁기 외부로 물이 흘러넘치는 것을 방지할 수 있다.

Description

수위센서의 에러감지 장치

본 발명은 수위센서의 에러감지 장치에 관한 것으로, 특히 세탁기에 급수되는 수위를 감지하기 위한 반도체형 수위센서와 세탁기를 제어하기 위한 마이콤사이에 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항을 연결하여, 수위감지신호에 에러가 발생되었음을 감지함으로써, 수위감지 불량으로 인한 세탁기의 오동작을 방지할 수 있는 수위센서의 에러감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기에는 수조에 공급되는 물의 수위를 감지하기 위한 반도체형 수위센서가 구비된다. 반도체형 수위센서는 수위의 변화에 따라 가변 전압신호를 출력하는 반도체 압력센서를 이용한 것으로서, 가변 저항값을 갖는 저항을 포함하는데, 이러한 저항은 수위의 변화에 따른 압력의 변화에 의하여 가변되는 저항값을 갖게 된다. 반도체 압력센서의 구조를 좀더 상세히 설명하면, 먼저 실리콘 기판의 이면을 습식식각하여 다이아프램(Diaphragm)을 형성하고, 형성된 다이아프램의 가장자리 부분에는 다이아프램에 가해지는 응력변화에 따른 가변 저항값을 갖는 저항을 형성한다. 상기 저항은 통상적으로 단결정 반도체에 불순물을 확산하여 형성되는데, 이와 같이 형성된 저항에 응력변형을 가하면 가변저항의 성질을 갖게된다.

상기와 같은 반도체 압력센서의 등가회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 다이아프램의 가장자리에 형성된 P형 실리콘층으로서 브릿지형태로 서로 연결된 복수개의 저항(R1-R4)으로 구성된다. 저항(R1),(R2) 및 저항(R3),(R4)의 일측에는 전원전압(Vcc)이 공급되고, 그 타측은 출력단과 연결된다. 상기 저항(R1-R4)은 동일한 저항값을 가지도록 설계되는데, 압력변화에 따른 저항(R1),(R3)의 저항값 변화량을 +ΔR이라 하면 저항(R2),(R4)의 저항값 변화량을 -ΔR이 된다. 이때, 출력단의 출력전압(Vo)은 하기와 같은 식으로 표현될 수 있다.

+ΔR

Vo = --------- × Vcc ---------(식)

-ΔR

상기와 같은 반도체형 수위센서가 구비된 일반적인 세탁기에 있어서 세탁기 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 세탁기의 동작을 제어하는 마이콤(10)과, 수조에 공급되는 물에 의한 압력변화에 따라 가변 전압신호를 발생시키는 수위센서(11)와, 그 수위센서(11) 및 상기 마이콤(10)을 연결시키기 위한 하우징(housing)(12)을 포함한다.

상기 수위센서(11)는 압력의 변화에 따라 가변되는 저항값을 갖는 저항(R1'),(R2')을 포함하고, 저항(R1'),(R2')은 도 1의 저항(R1-R4)을 등가적으로 표시한 것이다.

또한, 상기 수위센서(11)는 하우징(12)을 통하여 상기 마이콤(10)과 연결되지 않고, 상기 마이콤(10) 회로가 형성된 PCB(Printed Circuit Board)상에 삽입되어 연결될 수도 있다.

상기 마이콤(10)은 아날로그/디지탈 변환기를 내장하고, 그 아날로그/디지탈 변환기는 포트(A/D)를 통하여 상기 하우징(12)과 연결된다.

또한, 도 2의 세탁기 제어장치는 상기 마이콤(10) 및 각부에 직류전원을 공급하는 직류전원부(13)와, 사용자가 선택한 각종 기능에 해당하는 키신호를 발생시키는 세탁모터 구동부(14)와, 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 급수밸브를 구동하는 급수밸브구동부(15)와, 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 배수모터를 구동시켜 배수밸브를 제어하는 배수밸브구동부(16)와, 상기 마이콤(10)의 제어에 따라 세탁기의 현재 동작상태 및 각종 정보를 표시하는 표시부(17)를 포함한다.

이와 같이 구성된 세탁기 제어장치에 있어서, 급수과정에서 수조로의 급수량에 따라 수위센서(11)의 저항(R1'),(R2')에 가해지는 압력이 변화되어, 수위센서(11)는 가변 전압신호를 하우징(12)을 통하여 마이콤(10)의 포트(A/D)에 인가한다.

마이콤(10)은 수위센서(11)로부터의 가변 전압신호를 하우징(12)을 통하여 입력받아 내장된 아날로그/디지탈변환기를 이용하여 디지탈신호로 변환하는데, 예를 들어 0V∼ 5V의 가변 전압신호를 0∼256의 십진수로 변환하여 입력받는다.

현재 수위가 설정수위에 이르면, 마이콤(10)은 급수밸브구동부(15)를 제어하여 급수밸브의 작동을 조절한다.

배수과정에서도 상기와 같은 방식으로, 마이콤(10)은 수위센서(11)로부터 인가되는 가변 전압신호에 따라 배수수위를 인식하여 배수모터의 구동을 중단시키고 배수밸브를 닫게된다.

그런데, 도 2와 같이 수위센서(11)와 마이콤(10)이 동일한 기판에 형성되어 있지 않고 하우징에 의하여 연결될 경우, 하우징(12)의 연결상태에 결함이 발생되면 마이콤(10)의 포트(A/D)는 하이 임피던스가 되어 마이콤(10)은 엉뚱한 수위값을 입력받을 수 있다. 이에 따라 마이콤(10)은 세탁기의 수위를 잘못인식함으로써 세탁시 세탁기의 외부로 물이 넘쳐흐르거나 세탁기의 오동작을 유발하는 문제점이 있다.

마찬가지로, 수위센서(11)내의 회로패턴이 단선되거나 단락되어도 상기와 같이 잘못된 수위감지신호가 마이콤(10)에 인가될 수 있고 이에 따라 세탁기가 오동작될 수 있다.

한편, 마이콤(10) 회로가 형성된 PCB상에 수위센서(11) 회로가 삽입될 경우, 수위센서(11) 회로와 마이콤(10) 회로를 연결하는 패턴이 단선되면 상기와 마찬가지로 마이콤(10)의 포트(A/D)에는 엉뚱한 신호가 입력될 수 있고, 이에 따라 세탁기가 오동작 될 수 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 세탁기에 급수되는 수위를 감지하기 위한 반도체형 수위센서와 세탁기를 제어하기 위한 마이콤사이에 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항을 연결하고, 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항에 의한 특정 레벨의 전압신호를 인지하여 에러발생을 감지하도록 함으로써, 수위감지 불량으로 인한 세탁기의 오동작을 방지할 수 있는 수위센서의 에러감지 장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수위센서로부터의 수위감지신호에 에러가 발생되었음을 감지하면, 이를 시각적 또는 청각적으로 표시하여 사용자에게 알리고 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중단시켜 세탁기의 오동작으로 인한 피해를 방지할 수 있는 수위센서의 에러감지 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압력의 변화에 따라 가변 전압신호를 발생시키는 반도체형 수위센서를 구비한 장치에 있어서, 특정 레벨의 전압신호를 공급하기 위한 전원공급수단과; 그 전원공급수단으로부터의 전압신호 및 상기 수위센서로부터의 가변 전압신호를 디지탈신호로 변환하여 입력받고, 상기 전원공급수단으로부터의 전압신호에 해당하는 디지탈신호를 일정한 시간동안 입력받을 경우 상기 수위센서의 에러발생을 감지하는 마이콤;으로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 반도체 압력센서에 대한 등가회로도.

도 2은 반도체형 수위센서를 구비한 일반적인 세탁기 제어장치의 블럭도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수위센서의 에러감지 장치의 구성도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수위센서의 에러감지 장치의 구성도.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 수위센서의 에러감지 장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20 : 마이콤 11 : 수위센서

12 : 하우징 14 : 세탁모터구동부

15 : 급수밸브구동부 16 : 배수밸브구동부

21, 31, 42 : 표시부 R2, R4, R6 : 풀-업 저항

R3, R5, R7 : 풀-다운 저항

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명에 있어서 종래와 동일한 부분에는 동일한 도면부호가 부여된다.

본 발명의 제1실시예에 의한 수위센서의 에러감지 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 세탁기의 수조에 공급되는 물의 양에 따라 가변 전압신호를 발생시키는 수위센서(11)와, 그 수위센서(11)로부터의 가변 전압신호를 아날로그/디지탈변환 포트(A/D)를 통하여 입력받아 디지탈신호로 변환하고 수조의 수위를 인식하여 세탁기의 동작을 제어하는 마이콤(20)과, 그 마이콤(20)의 포트(A/D)와 각각 연결된 풀-업(pull-up) 저항(R2) 및 풀-다운(pull-down) 저항(R3)을 포함한다.

상기 풀-업 저항(R2)의 일측은 전원전압(Vcc) 단자에 연결되고, 상기 풀-다운 저항(R3)의 일측은 접지된다.

하우징(12)은 상기 수위센서(11)와 풀-업 저항(R2) 및 풀-다운 저항(R3) 사이에 접속되어, 상기 수위센서(11) 및 상기 마이콤(20)의 포트(A/D)를 연결시킨다.

상기 하우징(12)와 마이콤(20)의 포트(A/D)사이에는 풀-업 저항(R2) 또는 풀-다운 저항(R3)이 선택적으로 연결될 수 있다.

상기 마이콤(20)은 풀-업 저항(R2) 및 풀-다운 저항(R3)에 의하여 분압된 전압신호에 해당하는 디지탈신호를 입력받을 경우, 상기 수위센서(11)의 에러로 판단하여 표시부(21)에 에러를 표시한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 수위센서의 에러감지 장치의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 정상동작의 경우, 급수밸브를 통하여 수조에 공급되는 물의 양이 변함에 따라, 또는 세탁수가 배수밸브를 통하여 외부로 배출됨에 따라 수조의 수위가 변하면, 수위센서(11)는 수위헤 해당하는 전압신호를 하우징(12)를 통하여 마이콤(20)의 포트(A/D)에 인가한다. 이때, 마이콤(20)의 포트(A/D)에 인가되는 신호는 0V와 전원전압(Vcc)사이의 가변 전압신호이고, 전원전압(Vcc)은 예를 들어 5V의 직류전원이다.

마이콤(20)은 입력된 전압신호를 디지탈신호로 변환하고, 수조의 수위를 인식하여 설정된 세탁행정에 따라 세탁기의 동작을 제어한다.

한편, 하우징(12)의 연결상태에 결함이 발생되면, 수위변화에 따른 압력변화에 해당하는 가변 전압신호는 수위센서(11)로부터 마이콤(20)의 포트(A/D)에 인가될 수 없게된다. 그러나, 이때 마이콤(20)의 포트(A/D)는 하이 임피던스상태로 되지 않는다.

즉, 전원전압(Vcc)이 풀-업 저항(R2) 및 풀-다운 저항(R3)에 의하여 분압되어 그 분압레벨인 특정 레벨의 전압신호가 마이콤(20)의 포트(A/D)에 인가된다. 또한, 풀-업 저항(R2)만이 마이콤(20)의 포트(A/D)에 연결되어 사용될 경우, 전원전압(Vcc)의 전위가 상기 특정 레벨에 해당되고, 풀-업 저항(R2)만이 마이콤(20)의 포트(A/D)에 연결되어 사용될 경우, 접지전위가 상기 특정 레벨에 해당된다.

상기 특정 레벨의 전압신호가 인가되면, 마이콤(20)은 입력받은 전압신호를 디지탈신호로 변환하여 입력받는데, 이러한 특정 레벨의 전압신호에 해당하는 디지탈신호를 일정한 시간동 입력받을 경우, 수위감지에 대한 에러가 발생된 것으로 간주한다. 즉, 마이콤(20)은 상기 특정 레벨의 전압신호에 관한 데이타를 저장하여 두고, 상기 특정 레벨의 전압신호에 관한 데이타를 입력받을 경우 내부의 카운트를 동작시켜, 카운트의 값이 일정치를 초과하면 수위감지에 대한 에러가 발생된 것으로 간주할 수 있다.

수위감지에 대한 에러발생을 감지하면, 마이콤(20)은 수위센서(11)의 에러발생을 시각적 또는 청각적으로 표시부(21)에 표시하여 사용자가 이를 알수 있도록 한다. 표시부(21)는 LCD 또는 LED와 경보용 부저등을 구비하여 시각적 및 청각적 표시기능을 수행한다. 또한, 에러발생시 마이콤(20)은 세탁기의 급수밸브의 구동을 중단시켜 세탁기 외부로 물이 흘러넘지는 것을 방지할 수 있고, 배수행정시 수위감지에 대한 에러가 발생되면 배수밸브의 구동을 중단시킬 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면 본 발명의 제2실시예는 마이콤(30) 회로가 형성된 PCB상에 수위센서(11) 회로가 삽입될 경우에 해당된다. 수위센서(11)의 출력단과 마이콤(30)의 포트(A/D)는 풀-업 저항(R4) 및 풀-다운 저항(R5)을 통하여 연결되고, 마이콤(30)은 에러를 표시하기 위한 표시부(31)와 연결된다.

상기 제1실시예와 마찬가지로, 마이콤(30)의 포트(A/D)에는 풀-업 저항(R4) 또는 풀-다운 저항(R5)이 선택적으로 연결될 수 있다.

그러므로, 수위센서(11) 회로와 마이콤(30) 회로를 연결하는 패턴이 단선되더라도, 마이콤(30)의 포트(A/D)는 하이 임피던스로 되지 않고, 풀-업 저항(R4) 또는 풀-다운 저항(R5)에 의한 특정 레벨의 전압신호가 마이콤(30)의 포트(A/D)에 인가된다.

마이콤(30)은 포트(A/D)에 인가된 특정 레벨의 전압신호를 디지탈신호로 변환하여 입력받아, 상기 본 발명의 제1실시예에서 설명한 방식으로 수위감지에 대한 에러가 발생한 것을 감지할 수 있다.

한편 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 있어서 수위센서(41)는 풀-업 저항(R6) 및 풀-다운 저항(R7)을 내부에 포함하고, 풀-업 저항(R6) 및 풀-다운 저항(R7)의 일측은 마이콤(40)의 포트(A/D)에 각각 연결된다. 또한, 마이콤(40)은 에러를 표시하기 위한 표시부(42)와 연결된다.

마찬가지로, 마이콤(30)의 포트(A/D)에는 풀-업 저항(R4) 또는 풀-다운 저항(R5)이 선택적으로 연결될 수 있다.

이와 같이 풀-업 저항(R6) 및 풀-다운 저항(R7)을 수위센서(41) 내부에 포함시키면, 풀-업 저항(R6) 및 풀-다운 저항(R7)에 의하여 발생되는 특정 레벨의 전압신호로써 상기와 같이 수위센서(41)에 대한 에러를 감지하여, 수위센서(41)와 마이콤(40) 사이의 단선에 따른 수위감지에 대한 에러를 감소시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명은 수위센서와 세탁기를 제어용 마이콤사이에 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항을 연결하고, 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항에 의한 특정 레벨의 전압신호를 인지하여 에러발생을 감지하도록 함으로써, 수위감지 불량으로 인한 세탁기의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 수위센서로부터의 수위감지신호에 에러가 발생되었음을 감지하면, 이를 시각적 또는 청각적으로 표시하여 사용자에게 알리고 급수밸브 또는 배수밸브의 작동을 중단시켜 세탁기의 오동작으로 인한 피해를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

압력의 변화에 따라 가변 전압신호를 발생시키는 반도체형 수위센서를 구비한 장치에 있어서,

특정 레벨의 전압신호를 공급하기 위한 전원공급수단과;

그 전원공급수단으로부터의 전압신호 및 상기 수위센서로부터의 가변 전압신호를 디지탈신호로 변환하여 입력받고, 상기 전원공급수단으로부터의 전압신호에 해당하는 디지탈신호를 일정한 시간동안 입력받을 경우 상기 수위센서의 에러발생을 감지하는 마이콤;을 구비한 수위센서의 에러감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 전원공급수단은

상기 수위센서의 출력단과 상기 마이콤의 아날로그/디지탈 변환을 위한 포트사이에 각각 연결되는 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항인 것을 특징으로 하는 수위센서의 에러감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 전원공급수단은

상기 수위센서 내부에 포함되어 상기 마이콤의 아날로그/디지탈 변환을 위한 포트에 각각 연결되는 풀-업 저항 또는 풀-다운 저항인 것을 특징으로 하는 수위센서의 에러감지 장치.