KR200196255Y1 - 적외선 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수신감도의 자동 교정이 가능하여 방범 경보의 동작 신뢰성을 높일 수 있도록 된 적외선 감지 시스템을 제공한다.

본 고안은, 적외선 광신호를 발생하는 송신부(10)와, 상기 송신부(10)에서 발생한 적외선 광신호를 수신하는 수신부(20)를 구비하는 적외선 감지 시스템에 있어서, 사용자 조작에 따라 교정모드와 사용모드를 절환하는 모드절환부(30), 상기 수신부(20)의 수신신호를 증폭하는 수신신호 증폭부(40), 상기 수신신호 증폭부(40)의 출력신호를 입력하여 입력전압에 따른 펄스신호로 변환하여 출력하는 전압 펄스 변환부(50), 상기 모드 절환부(30)의 조작에 따른 교정모드에서 상기 전압 펄스 변환부(50)에서 입력된 펄스신호를 기저장된 데이터와 비교 처리하여 수 비트의 코드신호를 출력하는 제어부(60), 및 상기 제어부(60)의 코드신호에 따른 전압 레벨의 신호로 변환하여 상기 수신부(20)로 인가하여 상기 수신부(20)로부터 출력되는 감지신호의 전압 레벨을 조절하는 디지털 아나로그 변환부(70)를 갖춘 구성으로 이루어진다.

Description

적외선 감지 시스템 {INFARED RAYS SENSING SYSTEM}

본 고안은 방범용으로 사용되는 적외선 감지 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 수신감도의 자동 교정이 가능하여 방범 경보에 대한 동작 신뢰성을 높일 수 있도록 된 적외선 감지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 적외선 감지 시스템은 송신부의 송광소자(적외선 다이오드)에서 발생한 적외선 영역의 광 신호를 수신부의 수광소자(포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터)에서 수신하도록 된 장치로서, 광 신호의 변화에 따라 침입자 발생 등의 상황을 감지하도록 구성된다.

광 신호의 변화는 애완 동물이나 설치류 동물 등에 의해서도 이루어지므로, 통상의 방범 경보 기능을 구현하는데 오류를 발생하게 된다.

따라서, 수신 감도의 적정한 조정에 의해 사람의 인체와 작은 동물과의 구분이 이루어져야 한다. 즉, 수신 감도가 너무 높게 되면 인체 뿐 아니라 작은 동물까지도 감지하게 되고, 수신 감도를 너무 낮아지게 되면 인체를 제대로 감지하지 못하게 된다.

그런데, 태양광에도 적외선이 포함되어 있기 때문에 수신부의 설치 위치에 따라서는 일조량의 변화가 커서 수신부의 적외선 수광량도 변동되어지는 바, 일조량 변화시에도 인체는 적정의 거리 범위까지 매번 오류없이 감지되게 하고 동물은 감지하지 않는 정도로 수신 감도의 조정이 이루어져야 한다.

그런데, 종래의 적외선 감지 시스템은 수신감도의 조정에 있어서 수회 반복된 감도 조정과 인체를 감지시키는 실험을 통하여 인위적으로 판단하여 적정한 수신 감도로 접근해 가는 교정을 행하는 것이었으므로, 수신 감도에 영향을 끼치는 주변 환경의 변화의 요인을 감안한 조건 하에서 수신부의 감도를 정확히 조정하기 어려워 감지 오류가 자주 발생되고, 감도 교정에 많은 시간과 숙달된 기술자의 노고가 필요하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 시스템 자체에서 반복적인 센싱 동작 및 감도 조정을 자동으로 행하는 자기학습적 반복 교정에 의해 최적의 수신 감도로 자동 조정하는 자동 교정모드를 갖도록 함으로써 사용모드에서 주변환경의 변동 요인에 의해서도 감지 오류를 최대한 방지할 수 있는 적외선 감지 시스템을 제공하려는데 목적을 두고 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은

적외선 광신호를 발생하는 송신부와, 상기 송신부에서 발생한 적외선 광신호를 수신하는 수신부를 구비하는 적외선 감지 시스템에 있어서,

사용자 조작에 따라 교정모드와 사용모드를 절환하는 모드 절환부;

상기 수신부의 수신신호를 증폭하는 수신신호 증폭부;

상기 수신신호 증폭부의 출력신호를 입력하여 입력전압에 따른 펄스신호로 변환하여 출력하는 전압 펄스 변환부;

상기 모드 절환부의 조작에 따른 교정모드에서 상기 전압 펄스 변환부에서 인가된 펄스신호를 기저장된 데이터와 비교 처리하여 수 비트의 코드신호를 출력하는 제어부;

및 상기 제어부의 코드신호에 따른 전압 레벨의 신호로 변환하여 상기 수신부로 인가하여 상기 수신부로부터 출력되는 감지신호의 전압 레벨을 조절하는 디지털 아나로그 변환부를 갖춘 구성으로 된 것을 특징으로 하는 적외선 감지 시스템을 제공한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 적외선 감지 시스템의 구성을 보인 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 송신부 12 - 발진회로

14a,14b - 송광소자 20 - 수신부

22a,22b - 수광소자 30 - 모드절환부

SW1 - 조작스위치 40 - 수신신호 증폭부

50 - 전압 펄스 변환부 60 - 제어부

62 - 마이컴 70 - 디지털 아나로그 변환부

80 - 릴레이 접속부 LED1 - 표시램프

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조한 바람직한 실시예로서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 적외선 감지 시스템의 구성을 보인 회로도이다.

도 1에 도시된 도면부호 10은 적외선 광신호를 발생하는 송신부로서, 발진회로(12)에서 출력된 신호에 따라 전력증폭용으로 접속된 두 트랜지스터(Q1,Q2)의 스위칭 작용에 의해 적외선 광을 발하는 송광소자(14a,14b)를 구동시켜 적외선 광을 발생시키게 된다. 트랜지스터(Q3)는 송광소자(14a,14b) 구동용 트랜지스터(Q2)에 과전류가 흐르는 경우 트랜지스터(Q1)를 턴오프시켜 트랜지스터(Q2)의 과전류 흐름을 차단하기 위해 구비된 것이다.

상기 송신부(10)의 적외선 광신호를 수신하는 수신부(20)는 수광소자(22a,22b)를 구비하고, 상기 수광소자(22a,22b)의 전류 흐름에 따라 전원전압(Vcc)의 전류를 턴온하는 트랜지스터(Q4)를 구비한다. 트랜지스터(Q4)에 궤환 접속된 트랜지스터(Q5)는 수광소자의 애노드측에 접속된 트랜지스터(Q4)의 베이스 전압을 조절하도록 회로 구성된다.

상기 송신부(10)와 수신부(20)는 통상적인 적외선 감지 시스템에도 구비되는 부분으로서, 본 고안의 기술적 특징은 본 고안의 적외선 감지 시스템이 교정모드와 사용모드에서 동작하는 두 가지 동작모드를 갖도록 하고, 교정모드에서 상기 트랜지스터(Q4)의 에미터 전압을 자동 조절하여 인체 감지에 최적의 수신 감도로 수신신호의 전압레벨을 조절하는 구성에 있다.

본 고안은 사용자 조작에 따라 교정모드와 사용모드를 절환하는 모드절환부(30), 상기 수신부(20)의 수신신호를 증폭하는 수신신호 증폭부(40), 상기 수신신호 증폭부(40)의 출력신호를 입력하여 입력전압에 따른 펄스신호로 변환하여 출력하는 전압 펄스 변환부(50), 상기 모드 절환부(30)의 조작에 따른 교정모드에서 상기 전압 펄스 변환부(50)에서 입력된 펄스신호를 기저장된 데이터와 비교 처리하여 수 비트의 코드신호를 출력하는 제어부(60), 및 상기 제어부(60)의 코드신호에 따른 전압 레벨의 신호로 변환하여 상기 수신부(20)로 인가하여 상기 수신부(20)로부터 출력되는 감지신호의 전압 레벨을 조절하는 디지털 아나로그 변환부(70)를 갖춘 구성으로 이루어진다.

상기 제어부(60)의 출력신호가 출력되는 출력단(DT6)은 릴레이접속부(80)로 연결되어, 본 시스템의 인체감지 여부에 따라 외부출력단자(CT1,CT2) 간을 온 또는 오프시키도록 구성되고, 상기 제어부(60)에는 인체 감지 여부를 표시하는 표시램프(LED1)가 연결된다.

이하, 상술한 본 고안의 구성에 따른 특징적인 동작에 대하여 본 고안을 구성하는 실시예의 구성 설명과 연계하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 모드절환부(30)는 조작스위치(SW1)의 일측이 접지되고 조작스위치(SW1)의 타측이 저항(R5)을 통해 전원전압(Vcc)을 공급받도록 되고, 상기 저항(R5)과 조작스위치(SW1)의 접속점에서 분지되어 제어부(60)를 이루는 마이컴(62)의 일 입력단자(DA1)로 모드조작 신호를 인가하도록 구성되어, 조작스위치(SW1)가 온(on)조작된 교정모드에서 마이컴(62)의 일 입력단자(DA1)를 접지함으로써 마이컴(62)에서 교정모드를 수행하게 한다.

상기 수신신호 증폭부(40)는 다수의 저항(R6∼R12) 및 콘덴서(C1∼C4)의 수동소자에 접속된 능동소자를 내부로 갖는 증폭용 집적소자(IC1,IC2)를 사용한 통상적인 2단 증폭회로로 이루어지며, 수신부(20)의 출력 신호를 일정한 이득으로 증폭하여 출력한다.

상기 전압 펄스 변환부(50)는 상기 수신신호 증폭부에서 출력된 신호를 전압레벨에 따른 펄스신호로 변환하도록 저항(R15∼R17), 콘덴서(C5) 및 집적소자(IC4)로 회로구성된 적분회로를 포함하고 있어, 상기 수신신호 증폭부(40)로부터 입력된 전압레벨에 비례한 폭크기를 갖는 펄스 신호를 출력하게 된다.

상기 제어부(60)를 구성하는 마이컴(62)의 일 입력단자(DA2)로는 상기 전압 펄스 변환부(50)의 출력 신호가 인가되며, 상기 마이컴(62)은 펄스 신호에 대한 기준치 데이터를 미리 저장하고 있어 입력된 펄스 폭의 데이터를 비교하여 상기 수신부(20)에서 출력되는 수신신호의 전압 레벨에 기인한 수신 감도의 적정 여부를 판단하게 되고, 판단된 감도 레벨의 오차만큼 수신 감도를 교정하기 위한 신호를 출력단(DB1∼DB4)을 통해 4비트 데이터 신호로서 출력하게 된다.

상기 마이컴(60)에서 출력된 4비트 데이터 신호는 디지털 아나로그 변환부(70)의 저항(R18,R19,R20,R21)들로 인가되는데, 상기 저항(R18,R19,R20,R21)들은 그 저항값이 8:4:2:1의 비율로 설정되어 있어, 상기 디지털 아나로그 변환부(70)는 상기 마이컴(62)에서 일정 전압으로 출력되는 '0000'∼'1111'까지의 2진화 10진 코드(Binary Coded Decimal) 신호를 16진의 전압레벨로 변환하게 되는 것이고, 이렇게 전압레벨로 변환된 신호는 증폭기(IC4)를 통해 일정이득으로 증폭된 후 수신부(20)의 트랜지스터(Q4)의 에미터에 인가됨으로써, 수신부(20)의 트랜지스터(Q4)가 턴온(turn on)되었을 때에 트랜지스터(Q4)의 에미터 전압, 즉 수신부의 출력신호 레벨을 조절하게 되는 것이다.

이렇게 전압 레벨 조절된 수신부(20)의 수광감지 신호가 수신신호 증폭부(40)로 인가되면 다시 일정레벨로 증폭된 후 전압 펄스 변환부(50)에서 펄스신호로 변환되어 제어부(60)로 입력되고, 제어부(60)는 이 펄스신호를 처리하여 적정한 수신감도 레벨을 갖도록 수신부(20) 출력신호 레벨이 조절되었는지를 판단하고 판단결과에 따른 오차값을 교정하는 값으로서 2진화 10진 코드 신호를 디지털 아나로그 변환부(70)로 출력하는 과정을 반복 수행하게 됨으로써, 수신 감도 레벨을 최적의 레벨로 교정해 나가게 되는 것이다. 이러한 교정 과정에서 릴레이접속부(80)의 릴레이(K1)는 인체가 감지될 때와 비감지될 때에 접점의 접속상태가 변동되고, 상기 마이컴(62)의 출력단(DB6)에 접속된 표시램프(LED1)는 인체가 감지될 때에 점등하게 됨으로써, 교정을 행하는 작업자가 확인할 수 있게 된다.

이러한 과정으로 일정시간이 지나 교정이 완료되면, 사용자가 모드조작부(30)의 조작스위치(SW1)를 사용모드로 절환하여 방범 기능을 수행하는 평소의 상태로 되돌리면, 방범 경보에 대한 오류 감지가 최소화된 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 시스템 자체에서 반복적인 센싱 동작 및 감도 조정을 자동으로 행하는 자기학습적 반복 교정에 의해 최적의 수신 감도로 자동 조정하는 자동 교정모드를 갖는 것이므로, 수신감도의 교정시간이 단축되고, 종래에 인위적인 판단으로 교정하던 때에 비해 숙달된 기술자가 아니더라도 더욱 정확한 수신감도 교정이 가능하게 되며, 따라서 사용모드에서 일조량 등 주변 환경이 변화되더라도 감지 오류를 최대한 방지할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 적외선 광신호를 발생하는 송신부(10)와, 상기 송신부(20)에서 발생한 적외선 광신호를 수신하는 수신부(20)를 구비하는 적외선 감지 시스템에 있어서,

   사용자 조작에 따라 교정모드와 사용모드를 절환하는 모드절환부(30), 상기 수신부(20)의 수신신호를 증폭하는 수신신호 증폭부(40), 상기 수신신호 증폭부(40)의 출력신호를 입력하여 입력전압에 따른 펄스신호로 변환하여 출력하는 전압 펄스 변환부(50), 상기 모드 절환부(30)의 조작에 따른 교정모드에서 상기 전압 펄스 변환부(50)에서 입력된 펄스신호를 기저장된 데이터와 비교 처리하여 수 비트의 코드신호를 출력하는 제어부(60), 및 상기 제어부(60)의 코드신호에 따른 전압 레벨의 신호로 변환하여 상기 수신부(20)로 인가하여 상기 수신부(20)로부터 출력되는 감지신호의 전압 레벨을 조절하는 디지털 아나로그 변환부(70)를 갖춘 구성으로 된 것을 특징으로 하는 적외선 감지 시스템.