KR20060024009A

KR20060024009A - 다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템

Info

Publication number: KR20060024009A
Application number: KR1020060012918A
Authority: KR
Inventors: 김진국
Original assignee: 하가전자 주식회사
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2006-03-15
Also published as: KR20060017552A

Abstract

다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템에 대하여 개시한다. 개시된 본 발명은 보일러 등과 같이, 주된 제어장치[본체 M₁]와 본체 [본체 M₁]에 유선으로 연결되어 사용되는 다수의 단말기 [S₂ ∼ S_n] 사이를 전원공급선 2선만으로 연결하여 본체를 포함한 다수의 단말기 상호간에 쌍방향 통신이 가능하도록 하는 쌍방향 통신 씨스템에 관한 것이다. 통상 본체 [본체 M₁]가 단말기[S₂ ∼ S_n] 에 전원을 공급하면서 다자간 통신이 가능하도록 하기 위해서는 전원공급선 (+), (-), 그리고 Rx, Tx 선 총 4 선이 필요하다. 본 발명은 2 선만으로 전원공급과 다자간 쌍방향 통신이 가능하게 함으로써 본체와 단말기들 사이의 결선을 위한 옥내.외 배선공사가 용이하도록 하고 결선의 편리성을 제공하여 결과적으로 다자간 쌍방향 통신을 필요로 하는 제품의 가격경쟁력을 상승시키는 효과를 제공하게 된다.

Description

다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템{Cross Communication possible non-polarized 2 line multi communication system.}

도 1 은 종래의 방식으로 쌍방향 통신을 하는 씨스템에 대한 회로구성예를 나타내는 도면.

도 2 는 종래의 통신방식으로 본체와 단말기가 아닌, 단말기 상호통신이 불가능한 통신방식.

도 3 는 본 발명에 따른 "다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"의 일 실시예에 대한 회로구성도

도 4 은 본 발명의 바람직한 실시예에 있어 주된 제어장치와 단말기 [부된 제어기]가 쌍방향 통신을 할 때의 각 부에 나타난 데이터 파형도.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

M₁ ; 주된 제어장치의 회로블럭

S₂ ; 제 1 단말기의 회로블럭

S₃ ; 제 2 단말기의 회로블럭

11 ; 주된 제어장치의 송신 데이터 펄스 드라이버

12 ; 주된 제어장치의 수신 데이터 축출기

13 ; 주된 제어장치의 구동전원 회로부

14 ; 주된 제어장치의 중앙 제어부

15 ; 입력전압 변환 및 브릿지 정류 회로부

21 ; 단말기 [부된 제어기]의 송신 데이터 펄스 드라이버

22 ; 단말기 [부된 제어기]의 수신 데이터 축출기

23 ; 단말기 [부된 제어기]의 구동전원 회로부

24 ; 단말기 [부된 제어기]의 중앙 제어부

T₁₁ ; 주된 제어장치의 다운 트랜스

F ; 휴즈

D₁₁∼D₁₅ ; 주된 제어장치의 제 1 ∼ 제 5 다이오드

C₁₁, C₁₂ ; 주된 제어장치의 제 1 및 제 2 콘덴서

Z₁₁ ; 주된 제어장치의 선로 부하 [Line Impedance]

R₁₁∼R₁₅ ; 주된 제어장치의 제 1 ∼ 제 5 저항

Q₁₁∼Q₁₃ ; 주된 제어장치의 제 1 ∼ 제 3 트랜지스터

U₁₁ ; 주된 제어장치의 제어마이콤

U₁₂ ; 주된 제어장치의 레귤레이터

Rx₁ ; 주된 제어장치의 제어마이콤의 수신 데이터 입력단자

Tx₁ ; 주된 제어장치의 제어마이콤의 송신 데이터 출력단자

O₁ ; 주된 제어장치의 제어마이콤의 제어 출력단자

D₂₀, D₂₁, D₂₂, D₂₃, D₂₄, D₂₅ ; 단말기 [부된 제어기]의 제 1 ∼ 제 6 다이오드

C₂₁, C₂₂, C₂₄, ; 단말기 [부된 제어기]의 제 1 ∼ 제 3 콘덴서

R₂₁∼R₂₆ ; 단말기 [부된 제어기]의 제 1 ∼ 제 6 저항

Q₂₁∼Q₂₃ ; 단말기 [부된 제어기]의 제 1 ∼ 제 3 트랜지스터

U₂₁ ; 제 1 단말기 [부된 제어기]의 제어마이콤

U₂₂ ; 제 1 단말기 [부된 제어기]의 레귤레이터

Rx₂ ; 단말기 [부된 제어기]의 제어마이콤의 수신 데이터 입력단자

Tx₂ ; 단말기 [부된 제어기]의 제어마이콤의 송신 데이터 출력단자

I₂ ; 단말기 [부된 제어기]의 키 입력단자

SW₁ ; 단말기 [부된 제어기]의 입력키 스위치

U₃₁ ; 제 2 단말기의 제어마이콤

Rx₃ ; 제 2 단말기의 제어마이콤의 수신 데이터 입력단자

Tx₃ ; 제 2 단말기의 제어마이콤의 송신 데이터 출력단자

본 발명은 "다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"에 관한 것으로서 보일러 등과 같이 주된 제어장치[M₁]와 연결되어 사용되는 단말기 [예 ; 각방에 설치된 부된 제어기[S₂ ∼ S_n]] 사이에 직류 전원 공급선 2 선만을 사용하여 주된 제어장치와 단말기, 또 단말기와 단말기 간에 서로 쌍방향 통신이 가능하면서 극성없이 사용이 가능하도록 함으로써 주된 제어장치와 단말기 사이를 연결하기 위한 옥내외 배선공사를 용이하도록 하고 또 그 결선의 편리성을 제고하여 결과적으로 쌍방향 통신을 필요로 하는 제품의 가격 경쟁력을 상승시키는 효과를 제공하는 것에 관한 것이다. 도 1 과 같이 구성된 종래의 쌍방향 통신 씨스템에 있어서는 주된 제어장치 측에서 단말기 측으로의 직류 전원 공급선 2 선과 쌍방향 통신을 위한 2 선이 필요하여 총 4 선을 사용하기 때문에 주된 제어장치와 단말기를 연결하기 위한 옥내·외 배선에 어려움이 많고 또 제어장치와 제어기 양쪽에 대응하는 4 단자가 있어 대응하는 각선과 각단자를 구분하여 연결해야 하기 때문에 결선에 어려움이 많았고 또 각선과 단자를 잘못 연결한 경우 단말기의 제어마이콤이 파괴되는 문제점도 있었다. 또, 도 2 와 같이 구성된 무극성 2 선식 쌍방향 통신시스템은 다자간 [단말기 상호간] 통신이 불가능하였다.

따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 쌍방 향 통신을 필요로 하는 주된 제어장치와 단말기간에 직류전원 공급선 2 선만으로 결선하여 이 2 선을 이용하여 주된 제어장치 측으로 부터 단말기 측으로 직류전원을 공급하면서 동시에 양측이 쌍방향 통신을 할 수 있도록 함은 물론 단말기 상호간에도 쌍방향통신이 가능하도록 하면서 극성 부분 없이 사용할 수 있도록 하는 2 선식 쌍방향 통신 씨스템을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"의 특징은 주된 제어장치 측에서 단말기 측으로 선로 부하를 통하여 직류전원을 공급하면서 이 선로 부하에 데이타에 대응하는 펄스 전류를 흘리는 방식으로 단말기 측으로 데이터를 송신하는 단계와 단말기 측에서는 주된 제어장치로부터 직류 전원을 공급 받으면서 전원을 공급받는 2 선에 실려있는 데이터를 축출하는 단계, 단말기 측으로 부터의 직류전원 공급선 2 선을 이용하여 주된 제어장치 및 다른 단말기측으로의 데이터를 송신하는 단계 및 주된 제어장치 측에서 단말기 측으로 부터의 데이터를 축출하는 단계를 포함한다. 이하, 본 발명에 따른 "다자간 쌍방향 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1 은 종래의 방식으로 쌍방향 통신을 하는 씨스템에 대한 회로구성예를 나타내는 도면으로 직류 전원 공급선 2 선 [(+), (-)]과 쌍방향 통신을 위한 데이터 통신선 2 선 [Rx, Tx], 총 4 선이 필요하다. 또 주된 제어장치 [1] 측으로 부터의 전원 공급선 [(+), (-)]을 단말기 [2]측의 통신단자 [Rx, Tx]에 잘못 연결하면 단말기 [2] 측의 제어마이 콤 [U₂₁]이 파괴되는 문제점이 있어 결선작업에 각별한 주의가 요망된다. 도 2 와 같이 구성된 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템은 본체와 단말기만 쌍방향 통신이 가능하고 단말기 상호간에는 통신이 되지 않는다. 도 3 의 실시예에서와 같이 본 발명에 따른 "다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"에 있어서는 전원 공급선 2 선 [(+), (-)]을 통신선으로 겸용하여 사용하고 있고 또, 극성 부분없이 사용하기 때문에 선로 결선 잘못으로 인한 오동작이나 고장은 없다. 주된 제어기 [1]는 상용 교류 입력 [AC 110/220V]을 입력받아 트랜스 [T₁₁]로 전압을 다운하여 브릿지 정류회로 [D₁₁ ∼ D₁₄]에서 정류한 후 평활용 콘덴서 [C₁₁]로 평활하여 약 12V_DC 정도의 직류전원 [V_CC]을 얻어 레귤레이터 [U₁₂]로 5V 정전압 [V_DD]을 만들어 구동전원으로 사용한다. 또 12V 정도의 직류전원 [V_CC]은 주된 제어장치의 선로 부하 [Z₁₁]를 통하여 각 단말기 [부된 제어기]의 전원으로 공급된다. 단말기 [S₂]에서는 주된 제어기 [M₁]로 부터 공급받은 전원을 다이오드 [D₂₀ 또는 D₂₁]와 콘덴서 [C₂₁]로 정류 및 평활한 후 레귤레이터 [U₂₂]로 5V 정전압을 만들어 단말기의 구동전원으로 사용한다. 단말기 구동용 전류의 흐름은,

주된 제어기 V_CC 단자 → Z₁₁ → 주된제어기 (+) 단자 → 단말기의 한단자 → [D₂₀ 또는 D₂₁] → D₂₅ → C₂₁ → [D₂₂ 또는 D₂₃] → 단말기의 다른 한단자 → 주된 제어기 (-) 단자

와 같이 되어 단말기용 전원의 공급은 선로 부하 [Z₁₁]를 통하여 이루어지기 때문에 복수개의 단말기에 공급하는 총전류를 30mA 라고 할 때 선로 부하 [Z₁₁]의 저항치를 10Ω 으로 정하면 Z₁₁ 의 양단 전압은 0.3V 가 된다. 전류가 더 많으면 Z₁₁의 저항치를 낮추어 그 양단전압이 0.3V 가 되도록 하면 된다. 또, Z₁₁을 코일로 바꾸면 그 양단 전압을 0.3V 로 유지하면서 더욱 많은 전류를 복수개의 단말기 [S₂, S₃, . . .]에 공급할 수 있다. 이때 Z₁₁ 의 양단 전압을 0.3V 정도로 유지시키면 주된 제어장치의 제 2 트랜지스터 [Q₁₂]의 에미터 베이스간 전압이 도통 전압 이하가 되므로 제 2 트랜지스터 [Q₁₂]는 오프 [OFF] 상태를 유지한다. 이때 단말기 측의 제 2 트랜지스터 [Q₂₂] 도 에미터 베이스간에 역전압이 걸려있기 때문에 오프 [OFF] 상태를 유지하게 된다. 이 상태에서 Z₁₁ 의 순간 전류를 증가시켜 Z₁₁ 의 양단전압이 추가로 1.5V 이상 떨어지도록 하면 주된 제어장치의 제 2 트랜지스터 [Q₁₂]도 도통이 되어 순간 온 [ON] 상태가 되고 단말기의 제 2 트랜지스터 [Q₂₂]도 도통이 되어 순간 온 [ON] 상태가 된다.

따라서

단말기의 통상전류 = 30mA

Z₁₁ = 10Ω

R₁₂ = 20Ω

R₂₂ = 20Ω

으로 정하여 주된 제어장치의 제어 마이콤 [U₁₁]의 송신 데이터 출력단자 [Tx₁]에서 데이터 펄스를 발생시켜 제 1 트랜지스터의 [Q₁₁]의 베이스에 가하면 제 1 트랜지스터 [Q₁₁]가 데이터 펄스형태로 온 [ON]되고 이때 단말기의 R₂₃ 과 R₂₆ 을 통하여 제 2 트랜지스터 [Q₂₂]도 데이터 펄스형태로 온 [ON]되기 때문에 제 3 트랜지스터 [Q₂₃]도 데이터 펄스형태로 온 [ON]되어 단말기의 제어마이콤 [U₂₁]의 수신 데이터 입력단자 [Rx₂]에 데이터가 전달된다. 이때 주된 제어장치의 제 2 및 제 3 트랜지스터 [Q₁₂, Q₁₃]도 데이터 펄스형태로 온 되어 주된 제어장치의 수신 데이터 입력단자 [Rx₁]에도 데이터가 전달되지만 제어마이콤 [U₁₁]에서 자기 데이터가 되돌아 오는 것은 무시한다. 한편 단말기내 제어마이콤 [U₂₁]의 송신 데이터 출력단자 [Tx₁]로부터 데이터 펄스를 발생시켜 제 1 트랜지스터 [Q₂₁]의 베이스에 가하면 제 1 트랜지스터 [Q₂₁]가 데이터 펄스형태로 온 [ON]되고 이 신호가 D₂₀ 또는 D₂₁ 을 통하여 주된 제어장치에 전달되어 주된 제어장치의 제 2 및 제 3 트랜지스터 [Q₁₂, Q₁₃]도 펄스형태로 온 되어 주된 제어장치내 제어마이콤의 수신 데이터 입력단자 [Rx₁]에 단말기로 부터의 데이터가 전달된다. 단말기의 제어마이콤 [U₂₁]에서 데이터를 송출할 때에도 자신의 수신 데이터 입력단자 [Rx₂]에도 데이터가 입력되지만 이것을 무시 처리하는 것은 주된 제어장치의 제어마이콤 [U₁₁]에서의 처리와 동일하다. 같은 원리로 이 데이터 펄스는 다른 단말기 [S₃ ∼ S_n]의 Rx 단자 [Rx₃ ∼ Rxn]에도 입력된다. 주된 제어장치와 단말기 [부된 제어기]의 Tx 용 트랜지스터 [Q₁₁, Q₂₁]의 콜렉터에 사용한 저항 [R₁₂, R₂₂]은 트랜지스터의 콜렉터 전류를 제한하여 Tx 용 트랜지스터로 소신호 트랜지스터 [Small Signal Transistor]를 사용하기 위한 것이다. 도 4 에 주된 제어장치와 단말기 [부된 제어기]간에 쌍방향 통신을 할 때의 각부에 나타나는 데이터 파형도가 나타나 있다. 도 4 의 (1)은 주된 제어장치 [1]의 제어마이콤의 송신 데이터 출력단자 [Tx₁]로 부터의 Tx 데이터 파형도, 도 4 의 (2)는 단말기[S₂] 의 제어마이콤의 송신 데이터 출력단자 [Tx₂]로 부터의 Tx 데이터 파형도, 도 4 의 (3)은 주된 제어장치와 단말기의 전원 공급선 (+) 단자에 나타나는 파형도, 도 4 의 (4)는 단말기의 제 2 트랜지스터 [Q₂₂]의 콜렉터 단자에 나타난 데이터 파형도, 도 4 의 (5)는 단말기 제어마이콤의 수신 데이터 입력단자 [Rx₂]에 나타난 파형도, 도 4 의 (6)은 주된 제어장치의 제 2 트랜지스터 [Q₁₂]의 콜렉터 단자에 나타난 데이터 파형도, 도 4 의 (7)은 주된 제어장치 제어마이콤의 수신 데이터 입력단자 [Rx₁]에 나타난 파형도이다. 이상에서 알수 있듯이 본 발명에 따른 "다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"에 있어서는 주된 제어장치에는 입력전압 변환 및 브릿지 정류 회로부 [15], 중앙 제어부 [14], 전원 공급단자 (+) (-), 선로 부하 [Z₁₁], 송신 데이터 펄스 드라이버 [11], 수신 데이터 축출기 [12]와 구동 전원 회로부 [13]를 두어 구성하고, 단말기 [부된 제어기]에는 전원 인입단자 (+) (-), 중앙 제어부 [24], 송신 데이터 펄스 드라이버 [21], 수신 데이터 축출기 [22]와 구동 전원 회로부 [23]를 두어 구성한 후 쌍방향 통신이 필요한 주된 제어장치 [M₁]와 단말기 [부된 제어기] [S₂ ∼ S_n] 의 결선은 전원 공급선 2 [(+), (-)]선 만을 극성 구분 없이 연결하여 구성하기 때문에 결선이 간단하고 결선 잘못에 의한 오동작 및 부품파손을 예방하는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 "다자간 통신이 가능한 무극성 2 선식 쌍방향 통신 씨스템"에 있어서는 쌍방향 통신이 필요한 주된 제어장치[M₁] 와 단말기 [부된 제어기] [S₂∼ S_n] 를 전원 공급선 (+) (-) 두 선만 극성 구분 없이 연결하여 작동하기 때문에 제어장치와 단말기를 연결하는 옥내외 배선이 간단하고 단말기와 배선의 오결선에 의한 오동작 또는 부품파손 등의 문제를 해결하는 효과가 있어 결과적으로 다자간 쌍방향 통신이 필요한 제품의 가치 상승효과를 제공하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 특허 청구범위에서 청구하는 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변경할 수 있는데, 그와 같은 변경은 청 구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

주된 제어장치는,

씨스템 구동에 필요한 직류전원을 공급하는 입력전압 변환 및 브릿지 정류 회로부와 ;

단말기 [부된 제어기]에 직류전원을 공급하는 (+), (-) 두 단자와 ;

상기 단말기와 데이터를 송·수신하고, 그 결과를 종합하여 상기 주된 제어장치의 지배를 받는 소자 및 기기를 제어하는 중앙 제어부 [제어마이콤[14]]와 ;

상기 브릿지 정류 회로부와 전원 공급 (+) 단자에 연결되어 상기 단말기에 전류경로를 제공하면서 전원 공급선에 송·수신 데이터 파형을 중첩시키는 선로 부하[Z₁₁]와 ;

상기 선로 부하와 상기 주된 제어장치의 중앙 제어부의 송신 데이터 출력단자 [Tx₁]에 연결되어 상기 전원 공급선에 송신 데이터 파형을 중첩시키는 데이터 펄스 드라이버 [Data Pulse Driver] [11]와 ;

상기 선로 부하와 상기 주된 제어장치의 중앙 제어부의 수신 데이터 입력단자 [Rx₁]에 연결되어 전원 공급 선로에 중첩된 데이터 파형으로부터 데이터를 축출하여 중앙 제어부의 수신 데이터 입력단자[Rx₁]에 가해주는 데이터 축출기[12]와 ;

상기 주된 제어장치의 각부에 전원을 공급하는 구동용 전원 회로부로 구성되고,

단말기 [부된 제어기][S₂∼S_n]는,

상기 주된 제어장치로부터 직류 전원을 인입하는 (+,-), (-,+) 두 단자와 ;

상기 주된 제어장치와 데이터를 송·수신하는 단말기[S₁ ∼ S_n]의 중앙 제어부 [제어마이콤] [U₂₁, U₃₁,...]와 ;

상기 전원을 인입하는 (+,-) 단자와 단말기 중앙 제어부의 송신 데이터 출력단자 [Tx₂]에 연결되어 상기 전원 인입 (+,-)선에 단말기 송신 데이터 파형을 중첩시키는 단말기 데이터 펄스 드라이버 [Sub controller Data Pulse Driver] [21,31,...]와 ;

상기 전원 인입 (+)단자와 단말기 중앙 제어부의 수신 데이터 입력단자 [Rx₂]에 연결되어 상기 전원 인입 (-) 선로에 중첩된 데이터 파형으로부터 데이터를 축출하여 단말기 중앙 제어부의 수신 데이터 입력단자[Rx₂]에 가해주는 단말기 데이터 축출기 [22, 32,...]와 ;

상기 단말기의 각 부에 전원을 공급하는 구동용 전원 회로부로 구성되어, 주된 제어장치와 다수의 단말기 [부된 제어기] [S₂ ∼ S_n]가 직류전원 공급선 (+), (-) 두 선만으로 다자간 쌍방향 통신을 하는 것을 특징으로 하는 2 선식 쌍방향 통신 씨스템.
1 항에 있어 주된제어기 [M₁]의 데이터 축출기 [12]의 구성이 D₁₅, Q₁₂, R₁₄, Q₁₃, R₁₅ 로 구성된 것을 특징으로 하는 것
1 항에 있어 단말기 [S₂, S₃, ...]의 데이터 축출기 [22, 32, ...]의 구성이 C₂₄, D₂₄, R₂₃, Q₂₂, R₂₄, Q₂₃, R₂₅, R₂₆ 으로 구성된 것을 특징으로 하는 것
1 항에 있어 단말기 [S₂, S₃, ...]의 데이터 드라이버 [21, 31, ...]의 구성이 R₂₂, Q₂₁, R₂₁ 로 구성된 것을 특징으로 하는 것