KR20040072881A

KR20040072881A - 적외선 시리얼 변환 장치

Info

Publication number: KR20040072881A
Application number: KR1020030008539A
Authority: KR
Inventors: 안홍선
Original assignee: 엘지산전 주식회사
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-08-19

Abstract

본 발명은 적외선 시리얼 변환 장치에 관한 것으로 시리얼 통신 신호의 자체 신호를 사용하여 별도의 외부 전원 공급장치를 필요로 하지 않는 적외선 시리얼 변환 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 시리얼 커넥터의 TXD단자를 통해 감도가 조절된 송신신호를 입력받는 송신부와; 시리얼 커넥터의 RTS 또는 DTR단자의 입력전압과 일정 기준전압의 대소비교결과에 따라 일정 양전압 또는 음전압을 수신신호로 출력하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 적외선 시리얼 변환 장치의 송신부를 간단히 구성함으로써, 송신회로의 원가를 절감하는 효과와 부품 소손에 의한 제품 안정성을 높일 수 있으며, 수신회로에서 수신용 적외선 발광 다이오드 점멸에 의한 데이터 수신시 시리얼 데이터의 전압 레벨을 음전압 레벨까지 확장함으로써 데이터 수신의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

적외선 시리얼 변환 장치{INFRARED SERIAL CONVERTING APPARATUS}

본 발명은 적외선 시리얼 변환 장치에 관한 것으로, 특히 시리얼 통신 신호의 자체 신호를 사용하여 별도의 외부 전원 공급장치를 필요로 하지 않는 적외선 시리얼 변환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 RS-232시리얼 케이블은 25핀 또는 9핀의 커넥터를 사용하며 보호 계전기나 계량기와 같은 산업용 기기의 경우, 사용자가 그 기기의 데이터 설정이나 감시등을 위하여 노트북, 모니터링 혹은 설정용 단말기를 통하여 기기와 RS-232간의 시리얼 통신을 하게 된다. 일반 PC와 같이 접촉성 시리얼 케이블을 이용하여 시리얼 통신을 할 경우도 있으나 많은 산업용 기기의 경우 접촉 서지 방지, 방수 및 방진 등을 하기 위하여 RS-232 시리얼 케이블의 한쪽 단을 적외선 광 단자 등으로 신호를 변환 시켜 비접촉 근거리 통신을 하는 것으로, 이 경우 시리얼 케이블은 노트북, 감시, 설정용 단말 쪽은 일반 시리얼 9핀 혹은 25핀의 커넥터를 사용하고 다른 한쪽, 즉 기기쪽에는 적외선, 광 변환 단자를 부착하여 사용한다.

이와 같은 종래의 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 적외선 시리얼 변환 장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 시리얼 통신선으로부터 수신된 TXD를 적외선 데이터로 변환하는 송신부(11)와;

수신용 적외선 LED로부터 수신한 데이터를 시리얼 데이터로 변환하는 수신부(12)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

종래 송신부(11)와 수신부(12)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같은 내부구성으로 이루어져 있다.

도 2의 종래 적외선 시리얼 변환 장치의 송신부를 나타낸 회로도와 같이 다이오드(D11)의 입력단을 TXD에 직렬 접속하고, 저항(R12) 일측을 그 접속점과 접속시키며 다른 일측을 접지 시킨다. 이때 상기 다이오드(D41)의 출력은 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 연결하고, 저항(R11)을 이용하여 그 트랜지스터(Q1)의 베이스단과 상기 다이오드(D11)의 출력단을 접속시키고 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 다이오드(D12)의 입력을 연결하고 그 다이오드(D12)의 출력단을 트랜지스터(Q2)의 이미터 단에 연결한다. 또한 저항(R13)을 이용하여 상기 트랜지스터(Q1)의 이미터단과 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스 단을 접속시킨다.

이때 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스단과 컬렉터단은 접속 저항(R14)과 상기 송신용 적외선 발광 다이오드(D13)를 이용하여 병렬 접속시키고, 그 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 단을 접지 시켜 구성한 것으로, RS-232의 시리얼 데이터가 '1'이면 TXD는 -12V의 전압이 발생된다.

그로 인해 다이오드(D11)는 도통되지 못하고 트랜지스터(Q1, Q2)는 동작하지 않는다.

따라서, 송신용 적외선 발광 다이오드(D13)의 양단에 전압이 걸리지 않게 되어 소등상태가 된다.

한편, RS-232의 시리얼 데이터가 'O'이면 TXD의 입력에 12V가 발생하고 전류는 상기 다이오드(D11)를 통해 저항(R11)에 흐르게 된다.

이에 의해 상기 트랜지스터(Q1)에서 베이스 전압과 컬렉터 전압이 발생하므로 그 트랜지스터(Q1)는 동작하게 되고, 저항(R13, R14)에는 전류가 흐르게된다.

따라서, 상기 저항(R13, R14)의 저항값에 의해 상기 송신용 적외선 발광 다이오드(D13)에는 정방향 전압이 인가됨으로써 점등된다.

이와는 반대로 도 3은 종래 적외선 시리얼 변환 장치의 수신부를 나타낸 회로도로서, DTR을 다이오드(D21) 일측에 직렬 접속시키고 다른 일측을 트랜지스터(Q3)의 베이스 단과 입력 단이 직렬로 접속된 상기 수신용 적외선 발광 다이오드(D22)의 출력측과 직렬 접속한다.

RTS는 다이오드(D23)의 입력측과 접속되어 상기 트랜지스터(Q3)의 이미터 단과 그 다이오드(D23) 출력측과 접속된다.

또한, 상기 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 단은 저항(R15) 일측과 직렬 접속되고, 그 접속점에 콘덴서(C1)의 일측을 접속시키며 상기 저항(R15)의 다른 일측을 접지 시켜 구성한 것으로, 수신단에서 RS-232 시리얼이 초기화되면, DTR과 RTS는 12V로 된다.

따라서, 상기 수신용 적외선 발광 다이오드(D22)는 적외선 신호를 받지 않으면 도통하지 않으므로 트랜지스터(Q3)의 베이스에는 전압이 인가되지 않게 되고, 이에 의해 RXD에도 데이터가 인가되지 않는다.

한편, 상기 수신용 적외선 발광 다이오드(D22)에 적외선 신호가 수신되면 그 수신용 적외선 발광 다이오드(D22)는 도통상태가 되어, RXD측으로 송신하고자 하는 신호는 도 4의 (a)와 같은 파형의 DTR 전압이 그대로 상기 트랜지스터(Q3)에 인가되어 저항(R5) 양단에 걸리는 전압은 도 4의 (b)와 같으며, 그 트랜지스터(Q3)의 이미터는 항상 RTS로부터 12V를 인가 받게된다.

이에 의해, 상기 RTS와 DTR 사이에는 전압차가 발생하지 않기 때문에 DTR로부터 상기 RTS측으로 신호가 인가되지 않는다.

즉, 상기 수신용 적외선 발광 다이오드(D22)가 점등되면 상기 트랜지스터(Q3)는 도통 상태가 됨과 아울러 그 트랜지스터(Q3)의 이미터단과 동전압이 되므로 컬렉터단의 콘덴서(C1)를 통해 상기 DTR의 12V를 RXD측으로 송신하게 되고, 이때, RXD측으로 송신되는 파형은 도 4의 (c)와 같다.

그러나, 종래 적외선 시리얼 변환장치의 수신부는 수신용 적외선 발광 다이오드의 점멸에 의하여 저항에 걸리는 전압으로 양전압(0~12V)만 발생하므로 콘덴서를 통해 DC전압을 AC로 변경할경우, 파형의 형태가 많이 회손 및 변화되므로 데이터의 통신 속도가 고속이거나 노이즈가 많은 환경에서는 오동작의 소지가 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, DC/DC 컨버터를 사용하여 음전원을 만들어 안정적인 시리얼 통신용 전원 전위를 만들어 주고, 비교기(OP AMP)를 사용하여 시리얼 수신 단자인 RXD에 걸리는 전압을 안정되도록 출력하는 적외선 시리얼 변환 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 시리얼 신호 변환장치를 보인 예시도.

도 2는 도 1의 송신부를 보인 예시도.

도 3은 도 1의 수신부를 보인 예시도.

도 4는 도 3의 수신신호를 보인 파형도.

도 5는 본 발명 시리얼 변환 장치의 변환부의 송신부를 나타낸 회로도.

도 6은 본 발명 시리얼 변환장치의 변환부의 수신부를 나타낸 회로도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

51: 송신부 D51, D61, D63, D64: 다이오드

D52: 송신용 적외선 발광 다이오드 C11~C14: 콘덴서

R51, R61: 저항 D62: 수신용 적외선 발광 다이오드

61: 수신부 62: 시리얼 커넥터

63: DC/DC 컨버터 U1: 오피 엠프

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시리얼 커넥터의 TXD단자를 통해 감도가 조절된 송신신호를 입력받는 송신부와; 시리얼 커넥터의 RTS 또는 DTR단자의 입력전압과 일정 기준전압의 대소비교결과에 따라 일정 양전압 또는 음전압을 수신신호로 출력하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5, 도 6은 본 발명 시리얼 변환장치의 변환부의 송신부 및 수신부를 나타낸 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 시리얼 커넥터의 TXD단자를 통해 감도가 조절된 송신신호를 입력받는 송신부(51)와; 시리얼 커넥터의 RTS 또는 DTR단자의 입력전압과 일정 기준전압의 대소비교결과에 따라 일정 양전압 또는 음전압을 수신신호로 출력하는 수신부(61)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 적외선 시리얼 변환기의 송신부를 설명한다.

송신부(51)는 TXD의 신호가 들어오면 다이오드(D51)와 송신용 적외선 발광 다이오드(D52)에 걸리는 전압은 -12V에서 +12V로 변화한다.

따라서, 다이오드(D51)가 도통되며 저항(R51)을 통하여 송신용 적외선 발광 다이오드(D52)로 전류가 흐르게 되고, 그 송신용 적외선 발광 다이오드(D52)는 점등된다.

이때, 저항(R51)에 의하여 상기 송신용 적외선 발광 다이오드(D52)에 흐르는 전류가 제한되며 그 송신용 적외선 발광 다이오드(D52)의 송신 거리가 조정된다.

신호가 +12V에서 -12V로 변화하면 전류가 흐르지 않게 되고, 송신용 적외선 발광 다이오드(D52)는 꺼지게 된다.

상기한 송신부(51)와는 별개로 동작하는 수신부(61)는 시리얼 커넥터(62)의 RXD단으로 데이터를 전송함에 있어, DC/DC 컨버터(63)는 RTS 또는 DTR단을 통해 입력되는 +12V의 전압을 -12V로 변환하고, 그 변환된 -12V는 비교기인 오피 엠프(U1)의 음의 구동전원 입력단 및 그 오피 엠프(U1)의 입력전압단으로 입력된다.

또한, 상기 오피 엠프(U1)의 양의 구동전원으로 RTS와 DTR단중 적어도 하나의 신호가 입력된다.

이때, 수신용 적외선 발광다이오드(D62)가 적외선 신호를 수신하면 그 수신용 적외선 발광 다이오드(D62)는 도통상태가 되어 상기 RTS와 DTR단의 출력 전압(+12V)이 오피 엠프(U1)의 양의 구동전원 입력단 및 입력전압단으로 입력된다.

그러나, 상기 수신용 적외선 발광 다이오드(D62)가 오프되면 상기 오피 엠프(U1)는 가변 저항(R61)에 의해 수신감도가 제어된 DC/DC 컨버터(63)의 음전압(-12V)을 입력전원으로 입력받는다.

이에 의해, 오피엠프(U1)는 입력전압(+12V 또는 -12V)과 기준전압(OV)의 대소를 비교하여 비교결과, 입력전압(+12V)이 기준전압(OV)보다 크면 음의 전원전압(-12V)을 시리얼 커넥터(62)의 RXD단으로 출력하고, 입력전압(-12V)이 기준전압(0V)보다 작으면 양의 전원전압(+12V)을 시리얼 커넥터(62)의 RXD단으로 도 4 (a)와 같은 파형을 출력한다.

본 발명의 적외선 시리얼 변환 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 적외선 시리얼 변환 장치의 송신부를 간단히 구성함으로써, 송신회로의 원가를 절감하는 효과와 부품 소손에 의한 제품안정성을 높일 수 있으며, 수신회로에서 수신용 적외선 발광 다이오드 점멸에 의한 데이터 수신시 시리얼 데이터의 전압 레벨을 음전압 레벨까지 확장함으로써 데이터 수신의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

시리얼 커넥터의 TXD단자를 통해 감도가 조절된 송신신호를 입력받는 송신부와; 시리얼 커넥터의 RTS 또는 DTR단자의 입력전압과 일정 기준전압의 대소비교결과에 따라 일정 양전압 또는 음전압을 수신신호로 출력하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 시리얼 변환 장치.
제1 항에 있어서, 상기 송신부는 시리얼 커넥터의 TXD단자를 통해 입력되는 송신신호를 다이오드의 애노드와 연결하고 그 다이오드의 캐소드와 송신용 적외선 발광다이오드와 직렬연결된 송신감도 조절 저항이 직렬된 것을 특징으로 하는 적외선 시리얼 변환 장치.
제1 항에 있어서, 상기 수신부는 DTR과 RTS단자로 역류되는 전류를 차단하는 다이오드부와;

상기 다이오드부의 출력전압을 컨버팅하여 일정 음전압으로 변환출력하는 DC/DC 컨버터와;

상기 음전압의 전압 레벨을 가변하여 수신감도를 조절하는 수신감도 조절부와;

적외선 신호 수신여부에 따라 도통상태가 되어 DTR 또는 RTS단의 출력전압이 출력되는 수신용 적외선 다이오드와;

상기 수신용 적외선 다이오드의 도통상태에 따라 상기 DTR 또는 RTS단의 출력전압 또는 상기 수신감도 조절부의 음전압을 입력받아 일정 기준전압과 비교하여 양전압 또는 음전압을 시리얼 커넥터로 출력하는 비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 시리얼 변환 장치.