KR20080010536A

KR20080010536A - 무선 디지털 로드셀

Info

Publication number: KR20080010536A
Application number: KR1020060070624A
Authority: KR
Inventors: 송창곤
Original assignee: 송창곤
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-01-31

Abstract

본 발명은 기존 아날로그 방식의 로드셀을 무선 디지털화 하는 발명으로써, 종래의 아날로그 로드셀을 대체하고자한 발명으로써, 블루투스 기술을 이용한 무선 디지털 로드셀이다.

아날로그식 로드셀 내·외부에 디지털 회로와 무선시스템을 탑재하여 이루어진다. 본 발명은 블루투스 및 RF 통신을 모두 포함한다. 기본적으로 아날로그 로드셀 내부에 신호 증폭부와 아날로그 디지털 컨버터와 메인 CPU, 무선 통신 모듈로 이루어져 있으며, 외장형 배터리와 내장형 배터리형으로 구분된다. 로드셀 내부 무선 통신모듈에서 안테나를 이용하여 송신 신호를 보내고 외부 무선 통신 모듈에서 수신 신호를 받아서 표시하게 된다. 또한, 수신 모듈을 컴퓨터에 직접 연결할 수도 있다. 본 발명은 무선 디지털 로드셀에 한한다.

무선모듈, 로드셀, 무선 디지털 로드셀, 블루투스 무선 모듈

Description

무선 디지털 로드셀{wireless digital loadcell}

도 1은 아날로그 로드셀 내부에 장착되는 개략도이다.

도 2는 기본적인 무선 디지털 회로 구성도이다.

도 3은 다양한 형태의 아날로그 로드셀에 무선 디지털 모듈이 장착된 그림이다.

도 4는 무선 디지털 모듈을 탑재한 로드셀에서 외부 표시기로 송수신 되는 개략도이다.

도 5는 기존 로드셀에 무선 디지털 모듈을 부착하여 외부 표시기와 송수신 되는 개략도이다.

본 발명은 무선 디지털 로드셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아날로그 방식의 로드셀을 이용하여, 무선 디지털 모듈을 탑재하여 신호를 전송하는 것에 관련된 것이다.

종래의 로드셀은 아날로그 방식으로 인디케이트나 기타 지시계를 부착하여 로드셀의 신호를 읽고 표시하게 되어 있다. 종래의 방식은 기본적으로 유선을 가지고 있으며, 유선에 의한 설치 제약을 받을 수 있으며, 또한 유선을 사용함에 따라 발생하는 신호 레벨 저하를 피할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 가공되지 않은 로드셀의 신호를 외부 기기에서 받는 경우 온도의 영향과 주의의 잡음, 진동에 민감하게 작동하게 되어 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 로드셀 내부에 무선 모듈과 디지털 회로를 탑재함으로써 유선에서 발생하는 문제점과 주의에서 발생하는 잡신호를 차폐할 수 있는 장점을 가지게 된다.

또한 종래의 방식은 전자 회로 기판의 크기의 제약으로 인하여 센서 내부에 탑재되지 못하였으나, 점진적인 전자 회로 기술의 발전으로 아날로그 센서 내부에 쉽게 탑재할 수 있게 되었다. 이에 본 발명은 아날로그 센서 내부 탑재형으로써, 기본적인 로드셀의 신호 증폭과 디지털화하여 송신하는 것으로 한다.

본 발명은 기존의 아날로그 필터 회로와 A/D 평균화 값만 내장한 표시기와 다르게 로드셀 내부에 무선 디지털 회로를 내장하여 외부 표시기로 신호를 전달하는 데 있다. 이와 함께 무선디지털 회로 내의 메인 CPU에 디지털 필터를 내장하고 있다. 신호 처리에 이용된 디지털 필터는 IIR 선형 시스템이다. 본 발명의 신호처리 시스템은 아날로그 필터를 이용하여 1차 신호 처리 후 디지털 필터를 이용하여 신호 안정화를 하였으며, 정확한 신호 지시를 위하여 디지털 필터 후 신호에 대하여 이동 평균 방식과 중간값의 정의를 사용하여 신호를 처리 후 신호를 송신하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출한 것으로서, 그 목적은, 아날로그 방식의 로드셀을 이용하여 무선디지털 시스템을 탑재함으로써, 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 무선으로 수신기에 송신하기 위함이다. 아날로그 로드셀에서 발생하였든 선로 상에서 발생하는 문제점을 없애고, 아날로그 신호의 흔들림을 최소화하며, 로드셀에 지속적인 진동 발생시에도 안정적으로 신호를 받아서 수백m~수Km까지 신호를 전송하는 무선디지털 로드셀을 제공함에 있다. 또한, 기존 아날로그 로드셀의 디지털화로의 고급화로 이루어질 수 있고, 아날로그 신호 처리에 있어서 한단계 높은 신호 처리를 이루며, 기존 아날로그식 표시기에도 무선 모듈을 탑재할 수 있도록 발명되었다

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 디지털 로드셀의 특징은, 아날로그 신호를 증폭 및 제어하는 부분과 송신기 부분으로 나누어진다. 증폭 및 제어부분은 기본적으로 온도와 로드셀의 신호를 동시에 측정하여 디지털화시킨 후 로드셀의 용량에 따라 정확히 calibration 된다. 이후 아날로그 로드셀에 가해지는 무게만큼의 신호를 정확히 디지털화하여 블루투스나 RF 모듈을 통하여 송신 하게 되어 있다. 본 발명은 기본적으로 회로 내에서 calibration를 하며, 로드셀 신호를 디지털 중량 무게로 변환하여 블루투스나 RF 모듈을 이용하여 다시 디지털 신호를 전송하게 되어 있다. 회로 내에 CPU에는 디지털 필터(IIR)와 진동 발생시 감쇠할 수 있는 프로그램 알고리즘이 있으며, 전체 무게비율에 따른 진동 비율 감도를 줄 수 있게 구성된다. 이와 함께 외부 프로그램을 이용하여 캘리브레이션 값 과 진동에 대한 신호의 안정성과 정확성을 확보하기 위한 조정 프로그램으로 구성된다.

필요에 따라서 무선 모듈을 블루투스로 이용할 경우 무선 디지털 로드셀은 일대일과 일대 다중의 연결을 지원할 수 있다. 즉 다시 말해서 여러 개의 피코넷들이 함께 조직되고 연결될 수 있으며, 각각의 피코넷들은 서로 다른 주파스 호핑 순서에 의해 구분된다.

상기에 기술된 바와 같이 기존 아날로그 로드셀은 기본적으로 유선에 의하여 측정되어진다. 본 발명은 유선을 무선 시스템으로 변화시키고, 또한 아날로그 로드셀을 디지털화함에 따라 아날로그 로드셀이 가질 수 있는 신호의 왜곡 현상을 최소화 시킬 수 있을 뿐 아니라, 기존 외부 디스플레이를 이용할 경우 Calibration이라는 작업과 영점 조정 등 기본적인 작업이 필요하였으나, 무선 디지털 로드셀화 됨에 따라 메인 cpu에서 자체적으로 무게에 대한 calibration값을 가지게 됨에 따라, 사용상의 편이성과 간편성이 높아졌다.

또한, 기존의 아날로그 로드셀은 하나의 로드셀에 하나의 디스플레이가 있어야 되기 때문에 무선 디지털 로드셀은 비용적인 면에서도 많은 이득이 발생할 것이다. 이와 함께 유선이 가지고 있는 단점을 극복하고 일대 다중으로 송수신을 할 수 있으므로, 다양한 형태의 무선디지털 로드셀 사용이 예상되고 있으며, 기술적인 우위에 점할 것이다.

기존 무게를 측정하기 위하여 로드셀 옆에 디스플레이와 기타 시스템을 설치 하여야 하나, 본 발명은 수m에서 수Km까지 송수신이 되는 연유로 하여 기본적인 비용 절감이 예상이 된다.

Claims

블루투스를 이용한 무선 디지털 로드셀로써, 디지털 로드셀과 내부 신호 처리 기술 방법.