KR200474232Y1 - 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치에 관한 것으로서, 활선검지 및 경보 기능을 휴대폰과 일체화하여 전선에서 활선 또는 비활선 상태를 휴대폰으로 경보하거나 경광을 발생시키도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 고안은, 충전 단자를 갖는 휴대폰, 휴대폰의 충전 단자와 연결되며, 외부 통신 모듈을 통해 활선 상태를 검지하는 활선 검지기를 포함하며, 휴대폰과 활선 검지기는 일체화 형태로 형성되어 활선 상태를 휴대폰을 통해 출력하고, 상기 활선 검지기는 상기 휴대폰의 전원을 이용하여 동작하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치{Sensing and Warning Apparatus of Electric Power Line Using a Mobile Phone}

본 고안은 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치에 관한 것으로서, 특히 활선 검지 및 경보 기능을 휴대폰과 일체화하여, 전선의 활선 또는 비활선 상태를 휴대폰을 통해 경보하거나 경광을 발생시키는 기술에 관한 것이다.

오늘날 전기는 가정과 산업 현장에서 없어서는 안 될 필수적인 에너지원이 되어 있다. 만일 전기가 없다면 현대인들은 정상적인 생활을 영위할 수가 없게 될 것이다.

이렇게 전기는 인간에게 매우 소중한 것이지만, 주의를 기울이지 않을 경우 사람에게 치명적인 상해를 입히기도 한다.

즉, 작업자가 산업현장에서 각종 전기설비를 작동시키거나 유지 보수 업무를 수행할 때, 고압 선로와의 접촉에 의해 감전 재해가 발생하거나 화상을 입는 사고가 발생할 수 있다.

따라서, 고압의 송배전 선로의 활선 상태에서 점검 및 보수 작업을 할 경우에는, 작업자가 활선 선로와 일정한 거리를 유지하여야 할 것이 요구되고 있다.

그러나 작업자의 착각 또는 오판으로 인하여, 작업자는 활선 상태의 송배전 선로나 기기와 일정한 거리를 유지하지 않게 되는 경우가 있다. 이 경우, 인체에 치명적인 사고가 발생하거나 설비의 고장을 일으키게 된다.

근로자 재해 통계에 의하면, 국내 산업 현장에서는 2000년까지 매년 100명 이상의 감전 사망자가 발생한 것으로 보고되어 있다. 2000년 이후 종합적인 전기재해 예방대책의 수립 및 시행으로 감전 사망자가 60명대 까지 감소하였으나, 최근에는 다시 증가 추세를 보이고 있다.

우리나라의 감전 사망율은 미국, 일본 등에 비해 수십 배 높은 것이어서 근본적인 대책 마련이 시급한 실정에 있다.

감전 사고를 예방하기 위한 방안으로서, 활선 상태의 선로에 근접하는 작업자에게 감전의 위험을 경고해주는 활선 접근 경보기를 사용하는 방법이 있다.

상기한 활선 경보기는, 손으로 휴대하거나, 안전모, 손목, 또는 팔뚝에 부착하여 사용하며, 활선 선로와의 거리가 일정 범위 이내이면 경보가 울리도록 되어 있다.

상기한 종래의 활선 경보기는, 산업 현장, 건설 현장의 전기공사, 보수, 점검시에 활선 또는 비활선 상태를 확인하는데 사용되고 있다.

그러나 종래의 활선 경보기는, 개인이 별도로 휴대하거나 안전모, 손목 또는 팔뚝에 부착해야 하므로 사용이 불편하다는 문제점이 있다.

특히, 종래의 활선 경보기는 적용 전압이 높을수록 그 손잡이의 길이가 길어지고 무거워지기 때문에, 휴대 및 착용이 불편하다는 문제점이 있다.

또한, 작업자가 활선 경보기를 휴대하면서 사용할 경우 분실의 우려가 높고 전지가 쉽게 소모된다는 문제점이 있다.

또한 종래의 활선 경보기는, 감전의 위험이 예상되는 지역에서 상급자의 지시에 의해서 작업자가 수동적으로 사용하고 있다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휴대폰과 활선 검지 및 경보 장치를 일체화하여, 전선의 활선 또는 비활선 상태를 휴대폰을 통해 경보하거나 경광을 발생시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 활선 검지 및 경보 장치의 전원을 휴대폰 전원으로 대체하여 별도의 전원 공급장치가 필요하지 않도록 하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 활선 검지 및 경보를 위한 휴대폰용 어플리케이션을 이용하여 휴대폰 이용자의 활용성을 높일 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치는, 충전 단자를 갖는 휴대폰; 휴대폰의 충전 단자와 연결되며, 외부 통신 모듈을 통해 활선 상태를 검지하는 활선 검지기를 포함하며, 휴대폰과 활선 검지기는 일체화 형태로 형성되어 활선 상태를 휴대폰을 통해 출력하고, 상기 활선 검지기는 상기 휴대폰의 전원을 이용하여 동작하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 휴대폰은 상기 활선 검지기로부터 인가되는 활선 상태를 휴대폰의 화면 또는 스피커를 통해 경보 또는 경광 신호로 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 휴대폰은 활선 상태가 인가되면 어플리케이션이 실행되어 활선 상태를 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 휴대폰과 상기 활선 검지기가 일체화되어 탑재되는 외장 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 활선 검지 및 경보 장치는, 상기 휴대폰과 연결되는 마이크로 USB 연결단자; 충전용으로 사용되는 마이크로 USB 연결단자; 내부 회로에 전원을 공급하는 전원용 레귤레이터; USB 통신 모듈을 통해 외부 기기와의 통신을 제어하고 검지 신호를 신호 처리하는 마이크로 컨트롤러; 상기 휴대폰과 상기 마이크로 컨트롤러 간의 통신을 수행하기 위해 데이터를 변환하는 통신 변환 모듈; 및 상기 활선 검지기와 연결되는 검지기 연결단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 내부 회로에 전원을 선택적으로 공급하는 전원 스위치; 및 상기 휴대폰과 상기 활선 검지기 사이의 통신을 수행하는 통신 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통신 변환 모듈은 UART to USB 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 기존의 휴대폰을 변형시키지 않고 그대로 활용하여 활선 검지 및 경보 기능을 수행할 수 있도록 함으로써, 휴대가 간편하고 보다 편리하게 활선 또는 비활선 상태를 경보하거나 경광을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 활선 검지기와 경보기의 전원을 휴대폰 전원으로 대체하여 별도의 전원 공급기가 불필요하도록 함으로써, 검지기의 활용도를 높이고 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 활선 검지 및 경보를 위한 휴대폰용 어플리케이션에 의해 간편한 방법으로 검지 및 경보 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 활선 검지 및 경보기를 휴대폰에서 쉽게 착탈이 가능하므로 휴대폰 이용자의 활용성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 건설현장의 작업자, 안전관리자, 공사반장 등에게 지급하여 감전 재해를 효율적으로 예방하고, 전기로 인한 중대재해를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 감전 재해를 예방하기 위한 기술과 IT 기술과의 접목을 통해 근로자를 감전 재해로부터 미리 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 건설현장의 미지의 전선으로부터 활선 여부를 쉽게 확인하여 사전 조치함으로써, 전기로 인한 감전 및 화재 사고를 효과적으로 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 외형 사진을 나타낸 도면.
도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 휴대폰과 활선 검지기의 기초 실험 사진을 나타낸 도면.
도 4는 본 고안의 휴대폰과 활선 검지기를 수납하기 위한 외장 케이스의 외관을 나타낸 도면.
도 5는 본 고안의 휴대폰을 외장 케이스에 탑재한 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 고안의 휴대폰과 활선 검지기를 외장 케이스에 탑재하기 위한 준비 도면.
도 7은 본 고안에서 검지 및 경보 기능을 수행하기 위한 각 구성의 연결 관계를 나타낸 도면.
도 8은 본 고안에 따른 휴대폰 화면에서 어플리케이션이 실행되는 화면의 예시를 나타낸 도면.
도 9는 본 고안의 활선 검지기에 대한 내부 회로도.
도 10은 본 고안의 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치의 내부 회로도.
도 11은 본 고안의 장치와 휴대폰을 분리한 사진을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 도면이다.

본 고안은 휴대폰(100)과 활선 검지기(200)가 일체화되어 구성된다. 여기서, 상기 휴대폰(100)은 스마트 폰 등의 무선 단말기로 이루어질 수도 있다.

그리고, 활선 검지기(200)는 휴대폰(100)의 충전 단자를 통해 연결되어 활선 검지 기능을 탑재하고, 휴대폰(100)의 본체에서 경보 및 경광을 발생할 수 있도록 구성된다.

즉, 활선 검지기(200)에 외부 통신 모듈을 추가하여 휴대폰(100)을 이용한 활선 검지 및 경보 장치를 구현한 것이다.

본 고안에서 활선 검지 및 통신 기능을 휴대폰(100)에 추가하여도, 기존 휴대폰(100)의 고유 기능은 상실되거나 제거되지 않는다.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 외형 사진을 나타낸 것이다.

본 고안은 휴대폰(100)에 활선 검지 및 경보를 위한 프로토콜 또는 어플리케이션(Application)을 수행할 수 있도록 구현한다.

그리고 활선 검지기(200)는 휴대폰(100)의 충전 단자를 통해 연결된다.

이에 따라, 본 고안에 따른 활선 검지기(200)는 휴대폰(100)에 용이하게 탈부착 할 수 있다. 즉, 휴대폰(100)에 마련된 충전 단자에 활선 검지기(200)의 연결 단자를 연결하거나 분리하여 쉽게 탈부착할 수 있다.

근래에 들어 휴대폰(100)은, 정보를 검색하는 기능 이외에 산업현장에서 재난 정보를 알리기 위해서도 사용되고 있다.

예를 들어, 국가 재난안전센터는 ‘재난속보’어플리케이션을, 한국산업안전보건공단은‘사고포착’어플리케이션을 보급하고 있다. 등의 앱을 개발하여 산업현장에서 가정에 이르기까지 안전한 생활과 작업을 위하여 휴대폰을 널리 활용하고 있는 실정이다.

본 고안은 휴대폰(100)을 활용하여 활선 검지 및 경보 기능을 수행할 수 있도록 하는 통신 및 어플리케이션을 제공함으로써, 휴대폰(100)에 활선 검지 및 경보 장치를 구현한 것이다.

도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 휴대폰(100)과 활선 검지기(200)의 기초 실험 사진을 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 고안은 휴대폰(100)의 충전단자를 통해 활선 검지기(200)를 연결하고, 활선 검지기(200)의 내부 회로를 통해 활선 또는 비활선 상태를 검지하여 휴대폰(100)으로 전송한다.

즉, 활선 검지기(200)로부터 인지된 활선 또는 비활선 상태의 검지 신호는 휴대폰(100)으로 전송되고, 휴대폰(100)은 활선 검지 및 경보를 위한 휴대폰용 어플리케이션을 실행한다.

이에 따라, 휴대폰(100)은 활선 또는 비활선의 신호를 판별한 후 활선 상태인 경우 휴대폰(100)의 화면 또는 스피커를 통해 경보를 발생하거나 경광을 내도록 한다.

이때, 활선 검지기(200)의 내부 전자 회로를 구동하기 위한 전원은 휴대폰(100)의 전원을 이용한다. 기본적으로 휴대폰(100)에는 휴대폰 기능을 실행하기 위한 전원 회로가 미리 구비되어 있다.

본 고안의 활선 검지기(200)는 휴대폰(100)의 전원 회로를 사용하여 활선 검지 기능을 수행함으로써 별도의 전원회로를 필요로 하지 않는다.

이에 따라, 활선 검지기(200)의 활용도를 높일 수 있고, 전원회로가 불필요하므로 활선 검지기(200)의 부피를 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 4는 본 고안의 휴대폰(100)과 활선 검지기(200)를 수납하기 위한 외장 케이스(300)의 외관을 나타낸 것이고, 도 5는 휴대폰(100)을 외장 케이스(300)에 탑재한 상태를 나타내는 도면이다.

상기 외장 케이스(300)에는 휴대폰(100) 및 활선 검지기(200)가 탑재될 수 있는 공간이 마련되어 있다.

여기서, 상기 외장 케이스(300)의 재질은 절연체로 이루어질 수 있으며, 1000V의 내전압성을 지니는 것이 바람직하다. 그리고, 외장 케이스(300)는 휴대폰(100)과의 견고성을 유지하기 위해 일정한 기계적 강도를 유지할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다.

상기 외장 케이스(300)의 하단부(310)에는 USB 통신 모듈을 갖는 활선 감지기(100)가 탑재될 수 있는 공간이 마련된다.

이에 따라, 외장 케이스(300) 내에 휴대폰(100)과 일체화된 활선 검지기(200)가 탑재되어 내장되고, 이 내장 모듈은 외부로 노출되지 않는다.

도 6은 본 고안의 휴대폰(100)과 활선 검지기(200)를 외장 케이스(300)에 탑재하기 위한 준비 도면을 나타낸 것이다.

상기 활선 검지기(200)는 휴대폰(100)의 충전 단자와 연결되며, 이 상태에서 휴대폰(100)은 외장 케이스(300)의 내부에 탑재된다.

도 7은 본 고안에서 검지 및 경보 기능을 수행하기 위한 각 구성의 연결 관계를 나타낸 도면이다.

본 고안에서의 검지기(S1)는 외부 환경의 활선 또는 비활선 상태를 검지한다. 그리고, 검지된 활선 또는 비활선 상태의 접점 신호는 휴대폰(100)의 충전단자를 통해 마이크로 컨트롤러(S2)에 전달된다.

상기 마이크로 컨트롤러(S2)는 검지 신호의 활선 여부를 판단하여 접점 신호가 감지되면 내부 프로그램에서 검지가 되었다는 통신 데이터를 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter, 만능 비동기 송수신기) 통신을 통해 전송한다.

이때, 통신 데이터는 휴대폰(100)과 마이크로 컨트롤러 간의 UART to USB(Universal Serial Bus) 통신 변환 모듈(S3)에 전송된다.

이어서 UART to USB 통신 변환 모듈(S3)에 전송된 UART 신호는, USB 통신 데이터로 변환된다.

그리고 UART to USB 통신 변환 모듈(S3)에서 변환된 신호는 스마트폰 연결용 마이크로 USB(S4)의 연결단자에 전달된다. 이어서, 마이크로 USB(S4)에 전달된 신호에 따라 휴대폰(100)의 어플리케이션(S5)이 실행된다.

이때 휴대폰(100)의 마이크로 USB(S4)에 전달된 데이터는, 실행된 어플리케이션과 USB 통신을 하여 상황에 맞는 화면 및 경보음 동작을 실행하도록 한다.

이를 위해 휴대폰(100)에는 USB를 이용하여 마이크로 컨트롤러와 통신을 송수신할 수 있는 통신 제어 기능을 구비한다.

도 8은 휴대폰(100) 화면에서 어플리케이션이 실행되는 화면의 예시를 나타낸다.

휴대폰(100)의 화면에서 어플리케이션이 실행되면 초기 화면에서 로고가 뜨게 된다. 이어서, 어플리케이션 프로그램을 수행하기 위한 대기 화면이 나타난다.

그리고, 휴대폰(100)이 활선 상태를 감지하게 되면 이미지 처리를 수행하여 화면에 붉은색 글씨로 “활선” 등의 경보 또는 경광 신호를 발생하거나, 스피커를 통해 경보음을 발생하도록 한다.

휴대폰(100)의 경보 출력부는 스마트폰의 화면 또는 스피커를 통해 시각적, 청각적으로 표시하도록 설정할 수 있다.

또한, 휴대폰(100)에는 활선 검지기(200)와 통신을 수행하여 활선 경보 및 경광 기능을 발생할 수 있도록 메뉴 선택 기능이 구비되어 있어, 화면상에서 원하는 메뉴를 선택할 수 있다.

이를 위해, 휴대폰(100)의 화면에는 사용자가 메뉴를 선택할 수 있는 어플리케이션 아이콘이 표시된다.

상기 활선 검지기(200)는 교류 1000V 이하 및 주파수 60Hz의 활선 상태를 검지할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 활선 검지기(200)의 검지 거리는 AC 220V 일 때 3cm 이내이어야 한다.

도 9는 본 고안의 활선 검지기(200)에 대한 내부 회로도, 도 10은 본 고안의 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치의 내부 회로도를 나타낸 것이다.

본 고안은, 마이크로 USB 연결단자(310)와, 마이크로 USB 연결단자(320)와, 전원용 레귤레이터(Regulator)(330)와, UART to USB 통신 변환 모듈(IC)(340)과, 마이크로 컨트롤러(350)와, 검지기 연결단(360)과, 전원 스위치(370) 및 통신 스위치(380)를 포함한다.

여기서, 마이크로 USB 연결단자(310)는 스마트폰 연결용으로 사용되고, 마이크로 USB 연결단자(320)는 충전용으로 사용된다.

전원용 레귤레이터(330)는 IC 3.3V에 적용될 수 있으며 전원 전압을 조정한다.

UART to USB 통신 변환 모듈(IC)(340)은, 휴대폰(또는 스마트폰)과 마이크로 컨트롤러(350) 간의 통신을 수행하기 위해 데이터를 변환한다.

마이크로 컨트롤러(350)는 USB 통신 모듈을 통해 외부 기기와의 통신을 수행하고 검지신호를 처리한다. 또한, 검지기 연결단(360)는 활선 검지기(200)와 연결된다.

전원 스위치(370)는 본 고안의 내부 회로에 전원을 선택적으로 공급하기 위한 스위치로서, 전원의 온/오프 기능을 수행한다.

만일 작업자가 전원 스위치(370)를 턴 오프(Turn Off)한 경우에는, 활선 검지 기능이 작동하지 않고 휴대폰(100)의 순수 기능만을 수행하게 된다.

그리고, 마이크로 컨트롤러(350)는, 작업자가 전원 스위치(370)를 켠 상태에서 오랫동안 본 고안의 장치를 사용하지 않은 경우, 슬립(Sleep) 모드로 전환시켜 전력 소모를 줄이도록 한다.

또한, 통신 스위치(380)는 휴대폰(100)과 활선 검지기(200) 사이의 통신을 수행하기 위한 스위치이다.

도 11은 본 고안의 장치와 휴대폰을 분리한 사진을 나타낸 도면이다.

본 고안은 도 11에서와 같이 휴대폰을 외장 케이스(300)에서 쉽게 탑재하거나 분리할 수 있으며, 외장 케이스(300)의 하단부에 활선 검지기(200)의 통신 모듈을 내장할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 고안에 의하면, 건설현장의 감독자 또는 근로자가, 현장에 존재하는 다양한 전기 공급 전선에서의 활선과 비활선 상태를 자신이 휴대하고 있는 휴대폰(100)을 활용하여 손쉽게 검지할 수 있다.

또한, 본 고안은 휴대폰(100)을 활용하여 접촉 또는 비접촉식으로 활선 전선을 검지하고 식별한 후, 휴대폰(100)을 통해 경보 또는 경광을 발생하게 된다.

이에 따라 각종 작업 현장에서 감독자 또는 근로자는 휴대폰(100)의 경보 또는 경광을 통해 위험을 인지하고 사전에 감전 방지 조치를 취할 수가 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 안드로이드용을 대상으로 설명하였으나 아이폰 등에도 적용될 수 있다.

또한 본 고안은, 활선의 검지 및 경보 뿐만 아니라, 외부의 전압, 전류, 주파수 등의 물리적 양을 휴대폰에서 측정 또는 변화시켜 표시 또는 경보할 수 있는 기술에도 적용할 수 있다.

100 : 휴대폰
200 : 활선 검지기
300 : 외장 케이스

Claims (7)

1. 충전 단자를 갖는 휴대폰;
   상기 휴대폰의 충전 단자와 연결되며, 외부 통신 모듈을 통해 활선 상태를 검지하는 활선 검지기를 포함하며,
   상기 휴대폰과 상기 활선 검지기는 일체화 형태로 형성되어 상기 활선 상태를 상기 휴대폰을 통해 출력하고,
   상기 활선 검지기는 상기 휴대폰의 전원을 이용하여 동작하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 휴대폰은 상기 활선 검지기로부터 인가되는 활선 상태를 휴대폰의 화면 또는 스피커를 통해 경보 또는 경광 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 휴대폰은 활선 상태가 인가되면 어플리케이션이 실행되어 활선 상태를 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 휴대폰과 상기 활선 검지기가 일체화되어 탑재되는 외장 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 휴대폰과 연결되는 마이크로 USB 연결단자;
   충전용으로 사용되는 마이크로 USB 연결단자;
   내부 회로에 전원을 공급하는 전원용 레귤레이터;
   USB 통신 모듈을 통해 외부 기기와의 통신을 제어하고 검지 신호를 신호 처리하는 마이크로 컨트롤러;
   상기 휴대폰과 상기 마이크로 컨트롤러 간의 통신을 수행하기 위해 데이터를 변환하는 통신 변환 모듈; 및
   상기 활선 검지기와 연결되는 검지기 연결단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   내부 회로에 전원을 선택적으로 공급하는 전원 스위치; 및
   상기 휴대폰과 상기 활선 검지기 사이의 통신을 수행하는 통신 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 통신 변환 모듈은 UART to USB 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 휴대폰을 활용한 활선 검지 및 경보 장치.

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