KR20020083256A - 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 최고 및 최저 온습도가 한 표시부에 표시되는 디지털 온습도계로 온도와 습도를 측정하고 이를 근거로 보일러와 팬 등의 부하를 제어하여 온습도를 제어할 뿐만 아니라 부하의 작동시간을 저장하여 데이터로 활용할 수 있는 온습도계를 이용한 제어시스템에 관한 것이다.

본 발명은, 온습도를 측정하여 저장하고 디지털로 표시하며 설정된 온습도와 측정된 온습도를 비교연산하는 디지털 온습도계와; 상기 디지털 온습도계의 연산결과에 따라 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부와; 상기 릴레이 구동부의 구동에 의해 보일러나 팬 같은 부하를 선택적으로 작동시키는 릴레이와; 상기 부하의 작동을 감지하여 디지털 온습도계로 출력하는 작동감지 센서로; 구성된다.

본 발명에 의하면, 현재, 최고 및 최저 온습도와 부하의 작동시간이 메모리에 저장되어 이를 데이터로 활용할 수 있고, 관리자와 축사, 재배온실 등의 관리동이 상당거리를 두고 격리되어 있을 경우에도 관리자가 수시로 관리동을 찾아 다니면서 체크해야 하는 번거러움이 없다.

Description

디지털 온습도계를 이용한 제어시스템 {Control system by digital thermo-hygrometer}

본 발명은 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 최고 및 최저 온습도가 한 표시부에 표시되는 디지털 온습도계로 온도와 습도를 측정하고 이를 근거로 보일러와 팬 등의 부하를 제어하여 온습도를 제어할 뿐만 아니라 부하의 구동시간을 저장하여 데이터로 활용할 수 있는 온습도계를 이용한 제어시스템에 관한 것이다.

인간의 생활환경에서 온도나 습도가 차지하는 비율은 때때로 공기 만큼이나 절대적인 것이어서 우리 주변의 많은 환경을 지배한다.

또한 생활의 편의를 제공하는 각종 공산품의 제조과정이나 농산물의 생육이나 생산과정에도 온도나 습도의 영향은 무시할 수 없는 경우가 많다.

일반적으로, 온실재배시 온실의 온도 및 습도를 적당히 조절하여 농작물의 성장하는데 최적의 조건을 제공하는 것은 농작물의 발육에서 수확에 이르기까지 아주 중요한 요소로 대두되었다.

또한 농촌의 각 가정에서 수확한 농산물은 개인소유의 보관창고나 또는 농협등의 공동관리 및 재배실에서 보관되어 건조공정을 거치거나 혹은 출하시기를 기다리게 된다.

이러한 관리 및 재배실에 보관된 수확 농산물은 적절한 시기에 출하되기 전까지 장기간 보관되던지 혹은 건조공정을 거치던지 해야하므로 보관 관리 및 건조실 내부에는 적당한 온도와 습도가 유지되어야 하며, 만일 보관 및 건조실 내부의 온도 및 습도가 균일하지 못할 경우에는 보관된 농수산물이 변질되고, 건조실 내부의 온도 및 습도가 적절히 조정되지 못할 경우에는 과건조 및 급건조로 인한 변질로 농어촌의 수익에 막대한 손실을 가져오게 된다.

이에 대처하기 위한 종래방안으로서는 연탄불을 열원으로 이용하면서 경험에 의하여 관리 및 재배실, 건조실 및 온실내부의 온도 및 습도를 조절한 바 있으나, 균일한 온도와 습도의 유지가 어려울 뿐만 아니라 관리자의 번거로움으로 인해 실효를 거두지 못하였다.

이를 해결하기 위하여 최근에 들어서는 보다 발전적인 방안으로서 마이크로 컴퓨터 제어에 의한 온도 및 습도 자동조정 장치가 개발되었다.

그러나 상기와 같은 마이컴 제어에 의한 농수산물 보관창고나, 건조실, 혹은 온실 재배실에 사용되는 온도 및 습도 조절장치를 사용할 경우 내부 온도와 습도장치의 안정된 동작으로 설정된 범위내에 적당하게 유지될 수 있으나, 보관 창고 및 재배실과 농가, 건조실과 농가 또는 온실재배실과 농가등이 멀리 격리되어 있을 경우 관련자는 마이컴으로 동작되는 온도 및 습도제어 장치의 표시부에 디스플레이되는 온도, 습도상태를 수시로 체크하여야 하는 번거로움과 특히 관리하고자 하는 동이 다수개인 경우에 다수의 관리동을 찾아 다니면서 체크해야 되어 정밀한 관리가 어렵게 되는 문제점이 발생하게 된다.

또한 상기 온도 및 습도제어 장치의 동작여부를 감지하지 못하고 또 이를 감지하더라도 작동시간이 저장되지 않아 이를 최고 온습도 등의 데이터와 연계하여 활용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 관리자와 축사, 재배온실 등의 관리동이 다수개 이고 상당거리를 두고 격리되어 있을 경우에도 지정된 장소에서 온도, 습도 등의 상황을 인지할 수 있도록 하고, 온도의 급격한 상승 및 이상 발생시 육안 및 청각으로 확인 가능하게 하여 관리자가 수시로 관리동을 찾아 다니면서 체크해야 하는 번거러움을 해소할 수 있도록 하는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 또한, 최고 및 최저 온습도가 저장되고 표시되는 디지털 온습도계와 디지털 온습도계의 메모리에 온도 및 습도제어 장치의 동작 신호를 보내어 저장된 작동시간을 데이터로 활용할 수 있는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 제어시스템의 블록도이다.

도 2는 도 1에서 디지털 온습도계의 일예를 나타낸 블록도이다.

도 3은 도 2에서 표시부의 일예를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 디지털 온습도계10 : 온도센서

12,22 : 증폭부20 : 습도센서

30 : A/D 변환기40 : 원칩 프로세서

52 : 경보 구동부54 : 경보기

62 : 표시 구동부64 : 표시부

70 : 키 입력부80 : RS-232 통신모듈

82 : 컴퓨터84 : RS-485 통신모듈

86 : 중앙 표시창90 : 메모리

92 : 배터리백업 RAM94 : EEPROM

100 : 릴레이 구동부102 : 릴레이

104 : 부하106 : 작동감지 센서

110 : 리얼타임 클록

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어시스템은, 온습도를 측정하여 저장하고 디지털로 표시하며 설정된 온습도와 측정된 온습도를 비교연산하는 디지털 온습도계와, 상기 디지털 온습도계의 연산결과에 따라 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부와, 상기 릴레이 구동부의 구동에 의해 보일러나 팬 같은 부하를 선택적으로 작동시키는 릴레이와, 상기 부하의 작동을 감지하여 디지털 온습도계로 출력하는 작동감지 센서로 구성됨을 특징으로 하는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 상기 측정된 온습도 데이터를 송신하고 수신하는 비동기식 직렬통신포트의 RS-485 통신모듈과, 상기 RS-485 통신모듈로 수신한 온습도 데이터를 디지털로 표시하는 중앙 표시창이 더 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 다른 제어시스템의 블록도이다.

디지털 온습도계(1)는 축사, 재배온실과 같은 관리동의 온도와 습도를 측정하여 일정시간 간격으로 저장하고 온습도를 디지털의 숫자로 디스플레이한다.

또한 외부의 입력수단에 의해 입력된 설정 온습도와 측정된 온습도를 비교연산을 행하여 그 결과를 릴레이 구동부(100)로 출력한다.

이러한 디지털 온습도계의 일예로 블록도가 도 2에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 온도센서(10)와 습도센서(20)는 축사, 비닐하우스, 재배온실, 공장 등의 관리동의 온도와 습도를 측정한다.

증폭부(12,22)는 상기 온도센서(10)와 습도센서(20)에서 측정한 미약한 아날로그 신호를 증폭한다.

A/D 변환기(30)는 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 원칩 프로세서(40)로 출력한다.

상기 원칩 프로세서(40)는 입력된 디지털 신호를 비교 연산처리하여 표시 구동부(62)로 출력하고 표시 구동부(62)는 이 데이터 신호에 의해 측정된 온도나 습도를 디지털로 나타내도록 구동한다.

표시부(64)는 상기 원칩 프로세서(40)의 제어에 의해 온도나 습도를 나타낸다.

도 3은 상기 표시부에 표시되는 내용의 일예를 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 상기 표시 구동부(62)가 제1표시 구동부(62a)와 제2표시 구동부(62b)로 이루어지고, 상기 표시부(64)는 현재온도 표시부(64a), 최고온도 표시부(64b), 최저온도 표시부(64c), 현재습도 표시부(64d)로 이루어진다.

상기 각 온도 표시부(64a,64b,64c)는 3자리 7-세그먼트 디지털로 이루어지고, 현재습도 표시부(64d)는 2자리 7-세그먼트 디지털로 이루어져, 표시부는 총 11자리 7-세그먼트 디지털로 구성된다.

여기에서, 제1표시 구동부(62a)의 구동에 의해서는 현재온도와 최고온도가 표시되고 제2표시 구동부(62b)의 구동에 의해서는 최저온도와 현재습도가 표시되나, 각 표시 구동부(62a,62b)에 따른 온습도의 표시에 있어서는 다양하게 변형할 수 있음을 물론이다.

또한 표시부에 현재, 최고 및 최저 습도와 현재 온도를 표시하도록 구성할 수도 있다.

상기 각각의 온습도를 표시하도록 하는 구동은 원칩 프로세서(40)의 비교 연산처리에 의해 이루어진 데이터의 출력에 의해서이다.

도 2에서 키 입력부(70)는 온습도와 저장간격 등을 외부에서 사용자가 설정할 수 있도록 한다.

키 입력부(70)에 의해 설정된 온습도 및 저장간격, 온도센서(10) 및 습도센서(20)에 의해 측정된 온습도는 메모리(90)에 저장되고 상기 메모리(90)는 배터리백업 RAM(92)과 EEPROM(94)으로 구성된다.

상기 배터리백업 RAM(92)과 연동되는 리얼타임 클록(110)으로 시간을 체크하여 1일단위로 최고 및 최저 온습도를 표시하고 저장할 수 있게 된다.

또한 상기 원칩 프로세서(40)는 메모리(90)에 저장된 설정 최고 및 최저 온습도를 온도센서(10) 및 습도센서(20)에 의해 측정된 온습도와 비교 연산처리하여 설정치를 벗어나면 이상신호를 경보 구동부(52)로 출력한다.

상기 입력된 이상신호에 의해 경보 구동부(52)는 경보음을 울리도록 구동하고 경보기(54)에서는 경보음을 울린다.

계속하여 도 1에서 릴레이 구동부(100)는 상기 디지털 온습도계의 연산결과에 따라 릴레이(102)를 구동시키고, 상기 릴레이(102)는 릴레이 구동부(100)의 구동에 의해 보일러나 팬 같은 부하(104)를 선택적으로 작동시킨다.

즉, 외부 입력수단인 키 입력부(70)에 의해 온도와 습도를 설정하면 이 설정치는 배터리백업 RAM(92)에 저장되어, 온도센서(10)와 습도센서(20)에 의해 측정된 현재의 온습도와 원칩 프로세서(40)에 의해 비교되고 릴레이 구동부(100)를 거쳐 릴레이(102)를 구동하게 된다.

상기 릴레이(102)의 접점은 노말 오픈(Normal open)과 노말 크로즈(Normal close) 구조를 가지고 있어서 제습기, 램프, 팬, 보일러, 에어콘 등의 부하(104)를 골라서 적용할 수 있다.

작동감지 센서(106)는 이러한 부하(104)의 작동을 감지하여 상기 디지털 온습도계(1)의 원칩 프로세서(40)로 출력한다.

상기 작동감지 센서(106)를 외부 입력신호에 설치하고 이 작동감지 센서(106)에 작동시간을 점검할 부하(104)의 전원선 중 한가닥을 연결하면, 부하(104)가 작동시 외부 입력신호의 레벨이 변하게 되고 이를 원칩 프로세서(40)에서 비교연산하여, 작동중으로 판단하면 현재까지 작동시간의 누적치에 더하여 배터리백업 RAM(92)에 저장된다.

본 발명에서 상기 작동감지 센서(106)로는 피측정 전원선에 장착하여 그 전류에 비례한 전압이 출력으로 얻어지는 CT형 전류센서가 이용된다.

여기에서 CT란 Current Transformer의 약자로서 변류기라고도 한다.

상기 디지털 온습도계(1)에는 저장된 온습도 자료를 컴퓨터(82)로 전송할 수 있게 RS-232 통신모듈(80)이 연결되고, 현재, 최고 및 최저온습도를 중앙 표시창(86)에 표시할 수 있도록 RS-485 통신모듈(84)이 연결된다.

상기 중앙 표시창(86)에는 다수의 관리동에서 RS-485 통신모듈(84)을 통해 송신한 현재, 최고 및 최저온습도가 다수개 표시된다.

즉, 원칩 프로세서(40)에서 중앙 표시창(86)으로 데이터를 보내는 전송수단은 원칩 프로세서(40) 내부의 비동기식 직렬통신포트를 이용한 RS-485 통신이며, 중앙 표시창(86)에서도 역시 비동기식 직렬통신포트를 이용한 RS-485 통신으로 수신한다.

상기 RS-485 통신은 멀티포인트(다중점) 통신회선을 위한 TIA/EIA 표준으로 통신규약은 No start bit, 8bit data, 1 stop bit로 구성된다.

이상에서와 같이 현재, 최고 및 최저 온습도와 부하의 작동시간이 상기 메모리(90)에 저장되어 이를 데이터로 활용할 수 있다.

예를 들어, 하루의 최고 온도와 최저 온도가 얼마인 경우 보일러를 몇 시간동안 가동하는 것이 데이터로 기록되고 또 그때 소비되는 기름의 소요량을 알 수 있으므로 이를 참고로 해서 최고 온도와 최저 온도를 대략적으로 알고 있으면 그때 소비되는 기름의 소요량을 예측하여 준비할 수 있는 것이다.

또한 다수의 관리동에서 측정된 온도, 습도 등의 상황이 하나의 중앙 표시창(86)에 표시되고 이를 눈으로 확인할 수 있어 관리자와 축사, 재배온실 등의 관리동이 상당거리를 두고 격리되어 있을 경우에도 관리자가 수시로 관리동을 찾아 다니면서 체크해야 하는 번거러움이 없다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 관리자와 축사, 재배온실 등의 관리동이 다수개 이고 상당거리를 두고 격리되어 있을 경우에도 지정된 장소에서 온도, 습도 등의 상황을 인지할 수 있도록 하고, 온도의 급격한 상승 및 이상 발생시 육안 및 청각으로 확인 가능하게 하여 관리자가 수시로 관리동을 찾아 다니면서 체크해야 하는 번거러움이 없어 편리하다.

또한, 최고 및 최저 온습도가 저장되고 표시되는 디지털 온습도계와 디지털 온습도계의 메모리에 온도 및 습도제어 장치의 동작 신호를 보내어 저장된 작동시간을 데이터로 활용할 수 있다.

Claims (4)

1. 온습도를 측정하여 저장하고 디지털로 표시하며 설정된 온습도와 측정된 온습도를 비교연산하는 디지털 온습도계와;

   상기 디지털 온습도계의 연산결과에 따라 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부와;

   상기 릴레이 구동부의 구동에 의해 보일러나 팬 같은 부하를 선택적으로 작동시키는 릴레이와;

   상기 부하의 작동을 감지하여 디지털 온습도계로 출력하는 작동감지 센서를;

   포함하는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템
2. 청구항 1에 있어서, 상기 측정된 온습도 데이터를 송신하고 수신하는 비동기식 직렬통신포트의 RS-485 통신모듈과, 상기 RS-485 통신모듈로 수신한 온습도 데이터를 디지털로 표시하는 중앙 표시창이 더 구성됨을 특징으로 하는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 부하가 작동중이면 작동시간이 현재까지 작동시간의 누적치에 더하여 배터리백업 RAM에 저장됨을 특징으로 하는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 작동감지 센서는 전류에 비례한 전압이 출력으로 얻어지는 CT형 전류센서인 것을 특징으로 하는 디지털 온습도계를 이용한 제어시스템.