KR200364382Y1 - 고휘도 엘이디를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기에 관한 것으로서, 마이크로 프로세서의 제어하에 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 소비전류인 4mA 내에서 온도, 압력 센서의 측정값을 디지털 값으로 표시하는 7 세그먼트 LED를 구동시키고, 신호 전송에 사용되는 4∼20mA 전류를 사용하여 온도, 압력 센서의 측정값을 0∼100%로 표시하는 바 그래픽 LED를 구동시킨다.

따라서, 본 고안은 기존의 LCD 방식을 고휘도 LED로 대치할 수 있으며, 고휘도 LED를 이용하기 때문에 작업자가 산업현장에서 보조 전원이나 조명없이 원거리에서도 압력, 온도 센서의 측정값을 손쉽게 확인할 수 있음은 물론, 전송기의 변수를 손쉽게 변경, 저장할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

고휘도 엘이디를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기{Smart transmitter for 2 wire formula with high brightness LED}

본 고안은 스마트 전송기에 관한 것이다.

보다 상세하게는 2 와이어 방식의 스마트 전송기에 고휘도 LED를 사용하여 작업자가 산업현장에서 보조 전원이나 조명없이 압력, 온도 센서의 측정값을 원거리에서도 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기에 관한 것이다.

일반적으로 스마트 전송기는 측정하고자 하는 프로세서의 물리적인 량(온도, 압력 등)을 센서와 A/D 변환(Analog to Digital Conversion) 기능을 갖는 센서입력부를 통하여 디지털값으로 입력받고, 입력된 디지털값을 4∼20mA의 전류값으로 수치적으로 변환한 후 D/A 변환(Digital to Analog Conversion) 기능을 갖는 출력회로부를 통하여 4∼20mA의 전류값으로 출력하며, 또한 프로세스값을 디지털 통신으로 외부의 제어장치 등에 전송하는 장비이다.

즉, 스마트 전송기는 내장된 마이크로 프로세서를 중심으로 하며, 센서의 신호를 디지털로 입력하여 프로세스값으로 변환하는 기능, 프로세스값을 4∼20mA로출력하기 위해 수치적으로 변환하는 기능, 수치적으로 변환된 값을 실제적으로 4∼20mA의 아날로그값으로 출력하는 정전류의 출력기능 등을 수행하는 것이다.

이와 같은 종래의 스마트 전송기는 대부분 2 와이어 방식을 사용하고 있고, 스마트 전송기 내부에서 사용되는 최대 소비전류는 4mA이고, 4∼20mA의 전류는 센서를 통해 측정한 값의 신호전송에 이용되며, 압력, 온도 센서를 통해 측정된 데이터를 표시할 때 전류의 소비를 최소화하기 위하여 LCD 디스플레이 방식을 적용하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 2 와이어 방식의 스마트 전송기는, 압력, 온도 센서의 측정값을 LCD를 통해 표시하기 때문에 주변이 어두운 경우 산업현장의 작업자가 압력, 온도 센서의 측정값을 확인할 수 없기 때문에 별도의 조명시설을 갖추어야 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 2 와이어 방식의 스마트 전송기는, 4∼20mA의 전류를 신호전송에만 사용하였을 뿐, 4∼20mA의 전류를 스마트 전송기 내에서 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 2 와이어 방식의 스마트 전송기에 고휘도 LED를 사용하여 작업자가 산업현장에서 보조 전원이나 조명없이 압력, 온도 센서의 측정값을 원거리에서도 손쉽게 확인하고, 전송기의 변수를 손쉽게 변경, 저장할 수 있도록 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은, 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 소비전류 내에서 온도, 압력 센서의 측정값을 디지털 값으로 표시하는 7 세그먼트 LED를 구동시키고, 신호 전송에 사용되는 전류를 사용하여 온도, 압력 센서의 측정값을 0∼100%로 표시하는 바 그래픽 LED를 구동시키도록 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기를 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 고휘도 LED의 잔광시간을 이용하여 구동시킴으로써, 소비전류를 최소화하도록 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기를 나타낸 도면,

도 2는 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,

도 3은 도 2의 상세 회로도,

도 4는 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,

도 5는 도 4의 상세 회로도,

도 6은 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 마이크로 프로세서의 동작을 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101, 201 : 설정 입력부 103, 203 : 전원 공급부

105, 205 : 센서 107, 207 : A/D 변환부

109, 209 : 마이크로 프로세서 111 : 저전류 드라이브부

113, 215 : 7 세그먼트 LED 115, 217 : 바 그래픽 LED

117, 219 : D/A 변환부 119, 221 : 전류 비교부

121, 223 : 전류 보정부 123, 225 : 전류 검출부

125 : 포화 과전류 제한부 211 : 정전류 공급부

213 : 레벨 변환부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 스마트 전송기는, 스마트 전송기의 각 구성요소로 필요 전원을 공급하는 전원 공급부와; 온도, 압력 등의 센서 측정값을 디지털 값으로 점등, 표시하는 고휘도의 7 세그먼트 LED와; 신호전송에 사용되는 전류출력단과 직, 병렬로 연결되어 있으며, 신호전송에 이용되는 전류를 사용하여 온도, 압력 등의 센서 측정값을 0∼100%로 표시하는 고휘도의 바 그래픽 LED와; 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환하고, 센서 측정값을 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 숫자로 표시하도록 7 세그먼트 LED의 점등을 제어하며, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 0∼100%로 표시하도록 바 그래픽 LED를 점등하기 위한 출력전류조절을 수행하는 마이크로 프로세서와; 마이크로 프로세서의 제어에 따라 7 세그먼트 LED와 바 그래픽 LED를 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 점등하도록 스위칭하는 저전류 드라이브부와; 마이크로 프로세서에서 바 그래픽 LED를 점등하기 위해 출력되는 4∼20mA의 전류값을 아날로그로 변환하는 D/A 변환부와; D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값을 비교하고, D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 출력하는 전류 비교부와; 전류 비교부에서 출력되는 데이터에 의해 구동되어 전원 공급부를 통해 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시켜 출력하는 전류 보정부와; 전원 공급부를 통해 스마트 전송기의 각 구성요소로 공급되는 전류의 총합을 검출하며, 검출된 전류값을 전류 비교부로 출력하는 전류 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 스마트 전송기는, 스마트 전송기의 각 구성요소로 필요 전원을 공급하는 전원 공급부와; 온도, 압력 등의 센서 측정값을 디지털 값으로 점등, 표시하는 고휘도의 7 세그먼트 LED와; 신호전송에 이용되는 전류를 사용하여 온도, 압력 등의 센서 측정값을 0∼100%로 표시하는 고휘도의 바 그래픽 LED와; 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환하고, 센서 측정값을 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED에 숫자로 표시하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하며, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 바 그래픽 LED에 0∼100%로 표시하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 마이크로 프로세서와; 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED에 숫자로 표시하기 위하여 전원 공급부로부터 입력되는 전원을 일정 전류로 변환하여 공급하며, 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 바 그래픽 LED에 0∼100%로 표시하기 위하여 전원 공급부로부터 입력되는 전원을 일정 전류로 변환하여 공급하는 정전류 공급부와; 마이크로 프로세서에서 출력되는 점등제어신호에 따라 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED와 바 그래픽 LED를 점등하기 위하여 정전류 공급부로부터 공급되는 전류의 레벨을 변환하여 7 세그먼트 LED와 바 그래픽 LED로 출력하는 레벨 변환부와; 바 그래픽 LED를 점등하기 위하여 레벨 변환부를 통해 레벨 변환된 4∼20mA의 전류값을 아날로그로 변환하는 D/A 변환부와; D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값을 비교하고, D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 출력하는 전류 비교부와; 전류 비교부에서 출력되는 데이터에 의해 구동되어 전원 공급부를 통해 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시켜 정전류 공급부로 출력하는 전류 보정부와; 전원 공급부와 정전류 공급부를 통해 스마트 전송기의 각 구성요소로 공급되는 전류의 총합을 검출하며, 검출된 전류값을 전류 비교부로 출력하는 전류 검출부를 포함하여 구성된 것을 다른 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 3은 도 2의 상세 회로도이다.

도시된 바와 같이, 설정 입력부(101)는 스마트 전송기의 전면 소정 위치에 구비되어 있으며, 작업자의 조작에 따른 데이터를 마이크로 프로세서(109)로 출력하여 스마트 전송기의 변수를 변경하거나, 저장할 수 있도록 한다.

전원 공급부(103)는 스마트 전송기의 각 구성요소로 필요 전원을 공급한다.

센서(105)는 스마트 전송기 외부의 소정 위치에 구비되어 있으며, 온도, 압력 등을 검출하고, 검출된 측정값을 A/D 변환부(107)로 출력한다.

A/D 변환부(107)는 센서(105)로부터 입력되는 아날로그의 센서 측정값을 디지털로 변환하여 마이크로 프로세서(109)로 출력한다.

마이크로 프로세서(109)는 A/D 변환부(107)를 통해 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환하고, 센서 측정값을 숫자로 표시하기 위하여 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED(113)를 점등하도록 제어하며, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 0∼100%로 표시하기 위하여 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 바 그래픽 LED(115)를 점등하도록 출력전류조절을 수행한다.

이때, 상술한 마이크로 프로세서(109)는, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된온도, 압력 등의 센서 측정값을 출력전류조절을 통해 바 그래픽 LED(115)를 점등할 경우, 항상 정해진 전류값에 미달하도록 출력전류조절을 수행하며, 전류 보정부(121)를 통해 미달되는 전류값을 보정하도록 한다.

예를 들어, 센서(105)의 측정값이 16mA의 전류값으로 수치 변환된 경우, 마이크로 프로세서(109)는 출력전류조절을 수행하여 바 그래픽 LED(115)를 구동시킬 때 수치 변환된 16mA의 전류값과 최소 소비전류 4mA의 차이인 12mA를 그대로 출력하도록 제어하지 않고 12mA보다 낮은 전류를 공급하여 미달되는 전류값을 전류 보정부(121)를 통해 보정하도록 함으로써, 바 그래픽 LED(115)의 포화에 따른 오동작을 방지하도록 한다.

저전류 드라이브부(111)는 마이크로 프로세서(109)의 제어에 따라 7 세그먼트 LED(113)와 바 그래픽 LED(115)를 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 점등하도록 스위칭한다.

7 세그먼트 LED(113)는 통상적으로 4자리로 구성되어 저전류 드라이브부(111)의 스위칭에 따라 온도, 압력 등의 센서 측정값을 디지털 값(즉, 숫자)으로 점등, 표시한다.

바 그래픽 LED(115)는 통상적으로 33개의 LED가 구비되어 있고, 신호전송에 사용되는 전류출력단과 직, 병렬로 연결되어 있으며, 저전류 드라이브부(111)의 스위칭에 따른 마이크로 프로세서(109)의 출력전류조절에 의하여 온도, 압력 등의 센서 측정값을 0∼100%로 점등, 표시한다.

D/A 변환부(117)는 마이크로 프로세서(109)에서 바 그래픽 LED(115)를 점등하기 위해 출력되는 4∼20mA의 전류값을 아날로그로 변환하여 전류 비교부(119)로 출력한다.

전류 비교부(119)는 D/A 변환부(117)를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값(즉, 전류 검출부(123)에서 검출한 전류값)을 비교하고, D/A 변환부(117)를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 전류 보정부(121)로 출력한다.

전류 보정부(121)는 트랜지스터(Q)로 구성되며, 전류 비교부(119)에서 출력되는 데이터에 의해 구동되어 전원 공급부(103)를 통해 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시켜 출력한다.

전류 검출부(123)는 전원 공급부(103)를 통해 스마트 전송기의 각 구성요소로 공급되는 전류의 총합을 검출하며, 검출된 전류값을 전류 비교부(119)로 출력한다.

포화 과전류 제한부(125)는 전원 공급부(103)와 마이크로 프로세서(109) 사이에 저항(R10)이 연결되어 있으며, 7 세그먼트 LED(113)와 바 그래픽 LED(115)로 과전류가 공급되지 않도록 제한한다.

또한, 도 4는 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 5는 도 4의 상세 회로도로서, 온도, 압력 등을 검출하는 센서에서 사용되는 구동전류가 1mA를 초과하는 경우에 한하여 사용되는 스마트 전송기의 실시예이다.

즉, 센서의 구동전류가 1mA를 초과하는 경우 마이크로 프로세서에서 LED의 점등을 위한 전류제어를 수행하는 단전원 방식의 전술한 실시예로는 고휘도 LED의 포화가 발생될 수 있으므로 여기에서는 2단전원 방식의 실시예를 적용하여 마이크로 프로세서에서는 신호전달만 수행하고 전류제어는 정전류 공급부를 통해 수행하여 고휘도 LED의 포화가 발생되는 것을 방지하도록 한 것이다. 이에 따라 본 실시예에서는 전술한 실시예의 포화 과전류 제한부(125)가 사용되지 않는다.

여기에서, 설정 입력부(201), 전원 공급부(203), 센서(205), A/D 변환부(207)의 동작은 전술한 실시예에서의 설명과 동일하므로 여기에서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

마이크로 프로세서(209)는 A/D 변환부(207)를 통해 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환하고, 센서 측정값을 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED(215)에 숫자로 표시하기 위한 제어신호를 생성하여 레벨 변환부(213)로 출력하며, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 바 그래픽 LED(217)에 0∼100%로 표시하기 위한 제어신호를 생성하여 레벨 변환부(213)로 출력한다. 즉, 마이크로 프로세서(209)는 전술한 실시예에서와 같이 출력전류조절을 수행하지 않고 신호의 전달 기능만을 수행한다.

정전류 공급부(211)는 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED(215)에 숫자로 표시하기 위하여 전원 공급부(203)로부터 입력되는 전원을 일정 전류로 변환하여 레벨 변환부(213)로 공급하며, 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 바 그래픽 LED(217)에 0∼100%로 표시하기 위하여 전원 공급부(203)로부터 입력되는 전원을 일정 전류로 변환하여 레벨 변환부(213)로 공급한다.

레벨 변환부(213)는 마이크로 프로세서(209)에서 출력되는 점등제어신호에 따라 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED(215)와 바 그래픽 LED(217)를 점등하기 위하여 정전류 공급부(211)로부터 공급되는 전류의 레벨을 변환하여 7 세그먼트 LED(215)와 바 그래픽 LED(217)로 출력한다.

7 세그먼트 LED(215)는 통상적으로 4자리로 구성되어 레벨 변환부(213)로부터 입력되는 전류에 따라 온도, 압력 등의 센서 측정값을 디지털 값(즉, 숫자)으로 점등, 표시한다.

바 그래픽 LED(217)는 통상적으로 33개의 LED가 구비되어 있고, 레벨 변환부(213)로부터 입력되는 전류에 따라 온도, 압력 등의 센서 측정값을 0∼100%로 점등, 표시한다.

D/A 변환부(219)는 바 그래픽 LED(217)를 점등하기 위하여 레벨 변환부(213)를 통해 레벨 변환된 4∼20mA의 전류값을 아날로그로 변환하여 전류 비교부(221)로 출력한다.

전류 비교부(221)는 D/A 변환부(219)를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값(즉, 전류 검출부(225)에서 검출한 전류값)을 비교하고, D/A 변환부(219)를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 전류 보정부(223)로 출력한다.

전류 보정부(223)는 전류 비교부(221)에서 출력되는 데이터에 의해 구동되어 전원 공급부(203)를 통해 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시켜 정전류 공급부(211)로 출력한다.

전류 검출부(225)는 전원 공급부(203)와 정전류 공급부(211)를 통해 스마트 전송기의 각 구성요소로 공급되는 전류의 총합을 검출하며, 검출된 전류값을 전류 비교부(221)로 출력한다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 동작과정을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 고안에 따른 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기의 마이크로 프로세서의 동작을 나타낸 순서도이다.

우선, 스마트 전송기에 전원이 인가되어 구동을 시작하면(S100), 스마트 전송기는 입/출력, 통신포트, 메모리, A/D, D/A, 고휘도의 7 세그먼트 LED 및 바 그래픽 LED를 초기화한다(S200).

이후, 센서를 통해 검출된 측정값을 A/D 변환기를 통해 디지털로 변환된 데이터를 입력받은 스마트 전송기의 마이크로 프로세서에서는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환을 위한 연산을 수행한다(S300).

그리고, 마이크로 프로세서에서는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 숫자로 표시하기 위하여 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 7 세그먼트 LED를 점등하도록 제어한다(S400).

이후, 마이크로 프로세서에서는 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 온도, 압력 등의 센서 측정값이 4mA를 초과하는지를 판단한다(S500). 즉, 센서 측정값을 외부의 제어장치로 전달하여야 하는지를 판단하는 것이다.

판단 결과 전류 출력값이 4mA를 초과하면, 마이크로 프로세서에서는 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 0∼100%로 표시하기 위하여 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 바 그래픽 LED를 점등하도록 제어하여 센서 측정값에 해당하는 바 그래픽 LED를 점등하도록 한다(S600).

그리고, 바 그래픽 LED를 점등하기 위해 출력되는 4∼20mA의 전류값을 D/A 변환부를 통해 아날로그로 변환하고, D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값(전류 검출부에서 검출한 전류값)을 비교하며, 비교 결과 D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 전류 보정부로 출력하여 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시킴으로써, 센서 측정값에 따른 바 그래픽 LED의 점등, 표시가 정확하게 이루어지도록 한다(S700). 즉, 바 그래픽 LED의 0∼100% 점등에 따라 외부의 제어장치에서는 스마트 전송기를 통한 온도, 압력 등의 센서 측정값을 확인할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안의 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기에 따르면, 2 와이어 방식의 스마트 전송기에 고휘도 LED를 사용함으로써, 고휘도 LED 전류제어에 필요한 마이크로 프로세서와 전원을 추가적으로 사용하지 않고 일체형으로 구성하여 기존의 LCD 방식을 고휘도 LED로 대치할 수 있으며, 고휘도 LED를 이용하기 때문에 작업자가 산업현장에서 보조 전원이나 조명없이 원거리에서도 압력, 온도 센서의 측정값을 손쉽게 확인할 수 있음은 물론, 전송기의 변수를 손쉽게 변경, 저장할 수 있으므로 매우 경제적인 효과가 있다.

여기에서, 상술한 본 고안에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 센서에서 측정된 온도, 압력 등에 대한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하며, 변환된 디지털 데이터를 화면상에 디스플레이함과 동시에 4∼20mA의 전류값으로 변환하여 디지털 통신으로 외부의 제어장치에 전송하는 스마트 전송기에 있어서,

   상기 스마트 전송기의 각 구성요소로 필요 전원을 공급하는 전원 공급부;

   온도, 압력 등의 센서 측정값을 디지털 값으로 점등, 표시하는 고휘도의 7 세그먼트 LED;

   신호전송에 사용되는 전류출력단과 직, 병렬로 연결되어 있으며, 신호전송에 이용되는 전류를 사용하여 온도, 압력 등의 센서 측정값을 0∼100%로 표시하는 고휘도의 바 그래픽 LED;

   디지털 데이터로 변환되어 입력되는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환하고, 센서 측정값을 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 숫자로 표시하도록 상기 7 세그먼트 LED의 점등을 제어하며, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 0∼100%로 표시하도록 상기 바 그래픽 LED를 점등하기 위한 출력전류조절을 수행하는 마이크로 프로세서;

   상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 상기 7 세그먼트 LED와 상기 바 그래픽 LED를 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 점등하도록 스위칭하는 저전류 드라이브부;

   상기 마이크로 프로세서에서 상기 바 그래픽 LED를 점등하기 위해 출력되는 4∼20mA의 전류값을 아날로그로 변환하는 D/A 변환부;

   상기 D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 상기 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값을 비교하고, 상기 D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 상기 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 출력하는 전류 비교부;

   상기 전류 비교부에서 출력되는 데이터에 의해 구동되어 상기 전원 공급부를 통해 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시켜 출력하는 전류 보정부; 및

   상기 전원 공급부를 통해 상기 스마트 전송기의 각 구성요소로 공급되는 전류의 총합을 검출하며, 검출된 전류값을 상기 전류 비교부로 출력하는 전류 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원 공급부와 상기 마이크로 프로세서 사이에 연결되며, 상기 7 세그먼트 LED와 상기 바 그래픽 LED로 과전류가 공급되지 않도록 제한하는 포화 과전류 제한부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는,

   4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 온도, 압력 등의 센서 측정값을 출력전류조절을 통해 상기 바 그래픽 LED를 점등할 경우, 항상 정해진 전류값에 미달하도록 출력전류조절을 수행하며,

   상기 전류 보정부를 통해 미달되는 전류값을 보정하도록 함을 특징으로 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기.
4. 센서에서 측정된 온도, 압력 등에 대한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하며, 변환된 디지털 데이터를 화면상에 디스플레이함과 동시에 4∼20mA의 전류값으로 변환하여 디지털 통신으로 외부의 제어장치에 전송하는 스마트 전송기에 있어서,

   상기 스마트 전송기의 각 구성요소로 필요 전원을 공급하는 전원 공급부;

   온도, 압력 등의 센서 측정값을 디지털 값으로 점등, 표시하는 고휘도의 7 세그먼트 LED;

   신호전송에 이용되는 전류를 사용하여 온도, 압력 등의 센서 측정값을 0∼100%로 표시하는 고휘도의 바 그래픽 LED;

   디지털 데이터로 변환되어 입력되는 온도, 압력 등의 센서 측정값을 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환하고, 센서 측정값을 스마트 전송기의 최소 소비전류 내에서 고휘도 LED의 잔광시간을 이용한 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 상기 7 세그먼트 LED에 숫자로 표시하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하며, 4∼20mA의 전류값으로 수치 변환된 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 상기 바 그래픽 LED에 0∼100%로 표시하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 마이크로 프로세서;

   센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 상기 7 세그먼트 LED에 숫자로 표시하기 위하여 상기 전원 공급부로부터 입력되는 전원을 일정 전류로 변환하여 공급하며, 센서 측정값을 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 상기 바 그래픽 LED에 0∼100%로 표시하기 위하여 상기 전원 공급부로부터 입력되는 전원을 일정 전류로 변환하여 공급하는 정전류 공급부;

   상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 점등제어신호에 따라 다이나믹 스캔방식(시분할)을 통해 상기 7 세그먼트 LED와 상기 바 그래픽 LED를 점등하기 위하여 상기 정전류 공급부로부터 공급되는 전류의 레벨을 변환하여 상기 7 세그먼트 LED와 상기 바 그래픽 LED로 출력하는 레벨 변환부;

   상기 바 그래픽 LED를 점등하기 위하여 상기 레벨 변환부를 통해 레벨 변환된 4∼20mA의 전류값을 아날로그로 변환하는 D/A 변환부;

   상기 D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값과 현재 상기 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값을 비교하고, 상기 D/A 변환부를 통해 변환된 아날로그 전류값이 현재 상기 스마트 전송기 내에서 사용되는 전류값보다 적은 경우 전류 증폭을 위한 데이터를 출력하는 전류 비교부;

   상기 전류 비교부에서 출력되는 데이터에 의해 구동되어 상기 전원 공급부를 통해 현재 공급중인 전류를 미세하게 증폭시켜 상기 정전류 공급부로 출력하는 전류 보정부; 및

   상기 전원 공급부와 상기 정전류 공급부를 통해 상기 스마트 전송기의 각 구성요소로 공급되는 전류의 총합을 검출하며, 검출된 전류값을 상기 전류 비교부로 출력하는 전류 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스마트 전송기는,

   온도, 압력 등을 검출하는 상기 센서에서 사용되는 구동전류가 1mA를 초과하는 경우에 한하여 사용됨을 특징으로 하는 고휘도 LED를 적용한 2 와이어 방식의 스마트 전송기.