KR20080090036A - 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치 및 방법 - Google Patents

휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 방법에 있어서, 상기 커넥터부의 출력 전압이 체크되면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에 장착된 것으로 판단하는 과정과, 상기 외장배터리가 장착된 것으로 판단되면 상기 커넥터부와 상기 휴대 단말기의 내장배터리를 연결하여 상기 외장배터리의 전원을 상기 내장배터리로 공급하는 과정과, 미리 설정된 주기마다 소정 시간동안 상기 연결을 해제하여 상기 커넥터부의 출력 전압을 체크하는 과정과, 상기 출력 전압이 체크되지 않으면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에서 분리된 것으로 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 휴대 단말기에 구비된 2개의 단자를 가진 커넥터를 통해 간단하게 외장배터리 탁찰 여부를 감지할 수 있으므로 단말기 내부 부품 실장 공간을 보다 확장시킬 수 있다. 또한 외장배터리와 연결되는 커넥터 단자가 위치한 부분은 대부분 인테나가 위치하는 공간이기 때문에 줄어든 1개 단자의 체적만큼 인테나의 체적이 확장될 수 있다.
외장배터리, 탁찰 감지

Description

휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SENSING ATTACHMENT OR DETACHMENT OF BATTERY IN MOBILE TERMINAL}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구성에서 스위치부의 구성을 보다 상세히 나타낸 도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 동작 과정을 나타낸 순서도.
본 발명은 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기에서 외장배터리 탈착 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 휴대 단말기에는 사용자의 다양한 욕구를 만족시키기 위해 다양한 기 능이 추가되고 있다. 특히, 휴대 단말기를 이용한 메일, 인터넷, 게임 등과 같 은 기능을 비롯하여 현재 가장 많이 이용되는 데이터 및 화상까지 전달하는 멀티 미디어 기능도 계속 추가되고 있는 상황이다.
이와 같이 휴대 단말기에 다양한 기능이 부가되는 것은 사용자에게 여러 가지 편의를 제공할 수 있으나, 단말기에서 전력량 즉, 배터리 사용량 또한 지속적으로 증가하는 면도 가지게 되었다. 따라서 증가되는 배터리 사용량에 따라 사용자들은 휴대 단말기의 배터리를 예전보다 자주 충전해야하는 실정이다.
이러한 상황에서 사용자의 필요에 따라 휴대 단말기에 연결/분리할 수 있는 탈착형 외장배터리는 사용자가 단말기의 배터리를 자주 충전해야하는 불편함을 해결할 수 있는 방안으로 활용되고 있다.
한편, 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기의 경우, 외장배터리와 단말기 본체와의 연결은 일반적으로 3개의 커넥터 단자를 통해 이루어지고 있다.
상기 3개의 커넥터 단자 중에서 2개의 단자는 충전을 위한 것이고 나머지 1개의 단자는 배터리의 탁찰 여부 즉, 배터리의 장착/분리를 감지하거나 규격배터리를 감지하는데 사용되고 있다.
상기와 같은 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기는 일반적으로 외장배터리의 탈착 여부를 감지하기 위해 단말기 커넥터의 3개 단자 중에서 충전을 위한 2개의 단자를 제외한 나머지 1개의 단자에 풀-업을 걸어서 외장배터리가 장착되었을 경우에는 전압이 나타나게 한다.
또한 외장배터리가 분리되면 외장배터리 쪽으로 그라운드(GND)되게 하여 전압이 나타나지 않게 함으로써 분리 여부를 감지하고 있다.
그러나 상기와 같은 외장배터리 탁찰 감지 방법은 반드시 단말기의 커넥터가 3개의 단자를 구비해야 하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기에서 간단하게 외장배터리의 탈착 여부를 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 2개의 충전 단자만을 가진 커넥터를 구비한 휴대 단말기에서 외장배터리의 탁찰 여부를 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 방법에 있어서, 상기 커넥터부의 출력 전압이 체크되면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에 장착된 것으로 판단하는 과정과, 상기 외장배터리가 장착된 것으로 판단되면 상기 커넥터부와 상기 휴대 단말기의 내장배터리를 연결하여 상기 외장배터리의 전원을 상기 내장배터리로 공급하는 과정과, 미리 설정된 주기마다 소정 시간동안 상기 연결을 해제하여 상기 커넥터부의 출력 전압을 체크하는 과정과, 상기 출력 전압이 체크되지 않으면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에서 분리된 것으로 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치에 있어서, 상기 외장배터리가 탁찰 가능하며, 상기 외장배터리 장착 시 상기 외장배터리의 전원을 출력하는 커넥터부와, 상기 커넥터부와 상기 휴대 단말기의 내장배터리를 연결 또는 해제하여 상기 외장배터리의 전원을 상기 내장배터리로 공급 또는 차단하는 스위치부와, 상기 커넥터부의 출력 전압이 체크되면 상기 외장배터리가 장착된 것으로 판단하여 상기 커넥터부와 상기 내장배터리를 연결하고, 미리 설정된 주기마다 소정 시간동안 상기 연결을 해제하여 상기 연결이 해제된 시간동안 상기 출력 전압이 체크되지 않으면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에서 분리된 것으로 판단하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 블록 구성도이다.
도시된 휴대 단말기(100)는 키입력부(110), 표시부(120), 메모리(130), 제어부(140), 오디오처리부(150), 외장배터리(160), 내장배터리(170), 커넥터부(180), 스위치부(185) 및 전원공급부(190)를 포함한다.
키입력부(110)는 문자 키, 숫자 키, 각종 기능 키 및 외부 볼륨 키 등을 구비하여 사용자가 입력하는 키에 대응하는 키 입력 신호를 제어부(140)로 출력한다.
표시부(120)는 LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 이루어질 수 있으며, 휴 대 단말기에서 발생하는 각종 표시 데이터를 출력한다. 이 때, 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 표시부(120)는 입력부로 동작할 수도 있다.
메모리(130)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리들로 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기(100)의 동작 제어를 위해 필요한 각종 정보 및 사용자에 의해 선택된 각종 정보들을 저장한다.
제어부(140)는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 본 발명의 실시 예에서 제어부(140)는 커넥터부(180)의 출력 전압을 체크하여 상기 체크된 출력 전압이 미리 설정된 기준 전압값(예컨대, 0.5V) 이상이면 커넥터부(180)에 외장배터리(160)가 장착된 것으로 판단한다.
또한 제어부(140)는 커넥터부(180)에 외장배터리(160)가 장착된 것으로 판단되면, 스위치부(185)를 온 시켜 커넥터부(180)와 내장배터리(170)를 연결하여 외장배터리(160)의 전원을 내장배터리(170)로 공급한다. 제어부(140)는 내장배터리(170)의 잔존 용량이 미리 설정된 값 이하인 상태에서 외장배터리(160)가 장착되면 스위치부(185)를 온 시켜 커넥터부(180)와 내장배터리(170)를 연결하는 것이 바람직하다. 이 경우 외장배터리(160)와 내장배터리(170)는 병렬 연결되며, 병렬 연결된 외장배터리(160)와 내장배터리(170)의 전원은 전원공급부(190)로 전달된다.
제어부(140)는 커넥터부(180)와 내장배터리(170)가 연결된 상태에서 미리 설정된 주기(예컨대, 1초)마다 소정 시간(예컨대, 20ms)동안 스위치부(185)를 오프시켜 상기 연결을 해제하고 커넥터부(180)의 출력 전압 즉, 외장배터리(160)의 전원 이 출력되는 출력 단자의 전압을 체크한다.
제어부(140)는 상기 출력 전압이 체크되지 않으면 외장배터리(160)가 커넥터부(180)에서 분리된 것으로 판단한다. 이 경우 제어부(140)는 스위치부(185)의 오프상태를 유지하여 커넥터부(180)와 내장배터리(170)의 연결 해제를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 제어부(140)가 미리 설정된 주기마다 소정시간동안 스위치부(185)를 오프시켜 커넥터부(180)의 출력 전압을 체크하는 이유를 하기 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 스위치부(185) 구성을 보다 상세히 나타낸 도이다.
도 2에 도시된 스위치부(185)는 일반적으로 사용되는 P-채널 MOSFET로 구현된 것으로, 이 경우 상기 P-채널 MOSFET의 소스 측 단자(S1)는 내장배터리(170)가 연결되어 있고, 드레인 측 단자(D1)는 외장배터리(160)가 장착된 커넥터부(180) 측과 연결되어 있다.
제어부(140)의 제어에 의해 스위치부(185)가 온 되면 P-채널 MOSFET은 채널이 전도되어 외장배터리(160)의 전원이 소스 측 단자(S1)를 통해 내장배터리(170)로 공급된다.
이와 같이 외장배터리(160)의 전원이 내장배터리(170)로 공급될 경우, 사용자가 외장배터리(160)를 커넥터부(180)로부터 분리시켜 드레인 측 단자(D1)의 전압 이 0V로 떨어지더라도 이미 전도된 채널에는 아무런 변화도 발생하지 않기 때문에 소스 측 단자(S1)와 연결되어 있는 내장배터리(170)의 전압이 드레인 측 단자(D1)에 유기되어 나타나게 된다.
때문에 제어부(140)는 실제적으로는 외장배터리(160)가 커넥터부(180)로부터 분리되었음에도 불구하고, 드레인 측 단자(D1)으로 유기된 내장배터리(170)의 전압을 외장배터리(160)의 출력 전압으로 인식하게 되어 외장배터리(160)의 분리 여부를 감지하지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 제어부(140)는 스위치부(185)의 게이트 측 단자(G1)에 HIGH의 전압신호를 인가하여 스위치부(185)의 턴-오프 조건인 게이트-소스전압(Vgs) < 0 을 만족시킴으로써 스위치부(185)를 잠시 오프시켰다가 온 시키게 한다.
이는 스위치부(185)가 오프되면 P-채널 MOSFET의 전도된 채널은 닫히게 되고 드레인 측 단자(D1)에 소스 측 단자(S1)의 전압 즉, 내장배터리(170)의 전압이 나타나는 현상이 사라지게 되기 때문이다.
이 때 제어부(140)는 드레인 측 단자(D1)의 전압을 체크하여 출력 전압 즉, 외장배터리(160)의 출력 전압이 체크되지 않으면 외장배터리(160)가 분리된 것으로 판단하고, 출력 전압이 체크되면 외장배터리(160)가 분리되지 않은 것으로 판단할 수 있게 된다.
한편, 스위치부(185)는 일반적인 스위치로 구현될 수도 있는데, 예컨대, 도 2의 드레인 측 단자(D1)와 소스 측 단자(S1)를 스위치로 연결할 수 있다.
이 경우 스위치가 온 되어 외장배터리(160)의 전원이 내장배터리(170)로 공급되면, 제어부(140)는 외장배터리(160)가 커넥터부(180)로부터 분리되더라도 스위치를 통해 드레인 측 단자(D1) 쪽으로 전달되는 내장배터리(170)의 전압을 외장배터리(160)의 출력 전압으로 인식하게 되어 외장배터리(160)의 분리 여부를 감지하지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 제어부(140)는 스위치부(185)에 주기적으로 인터럽트 신호를 인가하여 스위치를 잠시 오프시켰다가 온 시키게 한다.
이는 스위치가 오프되면 커넥터부(180)와 연결되는 드레인 측 단자(D1)쪽에 에 내장배터리(170)의 전압이 나타나는 현상이 사라지게 되기 때문이다.
이 때 제어부(140)는 스위치가 오프된 시간동안 드레인 측 단자(D1)의 전압을 체크하여 출력 전압 즉, 외장배터리(160)의 출력 전압이 체크되지 않으면 외장배터리(160)가 분리된 것으로 판단하고, 출력 전압이 체크되면 외장배터리(160)가 분리되지 않은 것으로 판단할 수 있게 된다.
오디오처리부(150)는 마이크(Microphone)로부터 입력된 전기신호를 변조하여 음성 데이터로 변환하고, 무선송수신부(미도시)로부터 입력된 부호화된 음성 데이터를 전기신호로 복조하여 스피커(Speaker)로 출력한다.
또한 오디오처리부(150)는 상기 무선송수신부로 수신되는 디지털 오디오 신 호를 아날로그 신호로 변환하여 재생하거나 마이크로부터 발생되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오신호로 변환하기 위해 코덱(Codec)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 코덱은 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱으로 구성되며 상기 코덱들은 별도로 구비하거나 제어부(140)에 포함될 수도 있다.
외장배터리(160) 및 내장배터리(170)는 제어부(140)의 제어에 의해 전원공급부(190)로 전원을 인가하며, 외장배터리(160)는 커넥터부(180)에 탈착 가능하다.
커넥터부(180)는 본 발명의 실시 예에서 2개의 충전 단자 즉, (+) 단자와 그라운드(GND) 단자만을 구비하며, 제어부(140)가 출력 전압을 체크할 수 있도록 포트(Port)가 제어부(140)와 연결되어 있는 것으로 가정한다. 또한 커넥터부(180)는 외장배터리(160)가 장착되면 그 전원을 출력하여 스위치부(185)로 인가한다.
스위치부(185)는 본 발명의 실시 예에서는 P-채널 MOSFET으로 구현하였으나, 일반적인 스위치로도 구현 가능하다.
스위치부(185)는 제어부(140)의 온/오프 제어신호에 따라 커넥터부(180)와 내장배터리(170)를 연결 또는 해제하여 외장배터리(160)의 전원을 내장배터리(170)로 공급하거나 차단한다.
상기와 같이 스위치부(185)를 통해 커넥터부(180)와 내장배터리(170)가 연결되어 외장배터리(160)와 내장배터리(170)가 병렬 연결되면, 외장배터리(160)의 전원은 스위치부(185)를 통해 내장배터리(170)로 전달되어 내장배터리(170)를 충전하는데 사용되고, 병렬 연결된 외장배터리(160) 및 내장배터리(170)의 전원은 전원공 급부(190)에 전달된다. 이 때 스위치부(185)는 내장배터리(160) 또는 외장배터리(170)의 전원 중 어느 하나를 제어부(140)의 제어에 따라 스위칭하여 전원공급부(190)에 전달할 수도 있다.
전원공급부(190)는 스위치부(185)를 통해 전달되는 전원을 적정한 레벨로 조정한 후 직류전압으로 휴대 단말기(100)의 각 구성부에 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제어부(140)는 외장배터리(160)가 탈착 가능한 커넥터부(180)의 출력 전압을 체크한다(S110). 즉, 제어부(140)는 커넥터부(180)의 출력 단자쪽으로 외장배터리(160)의 전압이 나타나는지 체크한다.
제어부(140)는 상기 전압이 체크되면 상기 체크된 커넥터부(180)의 출력 전압 값이 미리 설정된 기준 전압 값 이상인지 체크한다(S120). 상기 기준 전압 값은 제어부(140)가 커넥터부(180)의 출력 전압 값의 아날로그-디지털 변환할 때의 오차를 고려하여 0.5V 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
제어부(140)는 상기 체크된 출력 전압 값이 상기 기준 값 이상이면 커넥터부(180)에 외장배터리(160)가 장착된 것으로 판단한다(S130).
제어부(140)는 커넥터부(180)에 외장배터리(160)가 장착된 것으로 판단되면 스위치부(185)를 온 시켜 커넥터부(180)와 내장배터리(170)를 연결하여 외장배터리(160)의 전원을 내장배터리(170)로 공급한다(S140). 통상 제어부(140)가 외장배터리(160)의 전원을 내장배터리(170)로 공급하도록 제어하는 경우는 내장배터 리(170)의 잔존 용량이 미리 설정된 값 이하인 상태이므로, 상기 외장배터리(160)의 전원은 내장배터리(170)를 충전하는데 사용되며, 외장배터리(160)와 내장배터리(170)는 병렬 연결된다.
제어부(140)는 커넥터부(180)와 내장배터리(170)가 연결되면 미리 설정된 주기(예컨대, 1초)마다 소정 시간(예컨대, 20ms)동안 스위치부(185)를 오프시켜 커넥터부(180)와 내장배터리(170)의 연결을 해제한다(S150).
제어부(140)는 커넥터부(180)와 내장배터리(170)의 연결이 해제된 시간동안 커넥터부(180)의 출력 전압 즉, 외장배터리(160)의 전원이 출력되는 단자 쪽의 전압을 체크한다(S160).
제어부(140)는 커넥터부(180)의 출력 전압이 체크되는지 확인한다(S170).
제어부(140)는 상기 출력 전압이 체크되지 않으면 외장배터리(160)가 커넥터부(180)에서 분리된 것으로 판단한다(S180).
제어부(140)는 외장배터리(160)가 분리된 것으로 판단되면 스위치부(185)의 오프상태를 유지하여 커넥터부(180)와 내장배터리(170)의 연결 해제를 유지하도록 한다(S190).
한편, 제어부(140)는 상기 S170 과정에서 확인결과, 상기 출력 전압이 체크되면 S140과정으로 리턴한다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 뿐만 아니라 특허 청구범위와 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 휴대 단말기에 구비된 2개의 단자를 가진 커넥터를 통해 간단하게 외장배터리 탁찰 여부를 감지할 수 있으므로 단말기 내부 부품 실장 공간을 보다 확장시킬 수 있다.
또한 외장배터리와 연결되는 커넥터 단자가 위치한 부분은 대부분 인테나가 위치하는 공간이기 때문에 줄어든 1개 단자의 체적만큼 인테나의 체적이 확장될 수 있다.

Claims (7)

  1. 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 방법에 있어서,
    상기 커넥터부의 출력 전압이 체크되면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에 장착된 것으로 판단하는 과정과,
    상기 외장배터리가 장착된 것으로 판단되면 상기 커넥터부와 상기 휴대 단말기의 내장배터리를 연결하여 상기 외장배터리의 전원을 상기 내장배터리로 공급하는 과정과,
    미리 설정된 주기마다 소정 시간동안 상기 연결을 해제하여 상기 커넥터부의 출력 전압을 체크하는 과정과,
    상기 출력 전압이 체크되지 않으면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에서 분리된 것으로 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서, 외장배터리가 상기 커넥터부에 장착된 것으로 판단하는 과정은
    상기 커넥터부의 출력 전압 값이 미리 설정된 기준 전압값 이상이면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에 장착된 것으로 판단함을 특징으로 하는 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외장배터리가 분리된 것으로 판단하는 과정은
    상기 외장배터리가 분리된 것으로 판단되면 상기 커넥터부와 상기 내장배터리의 연결 해제를 유지하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 외장배터리가 탈착 가능한 커넥터부를 구비한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 방법.
  4. 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치에 있어서,
    상기 외장배터리가 탁찰 가능하며, 상기 외장배터리 장착 시 상기 외장배터리의 전원을 출력하는 커넥터부와,
    상기 커넥터부와 상기 휴대 단말기의 내장배터리를 연결 또는 해제하여 상기 외장배터리의 전원을 상기 내장배터리로 공급 또는 차단하는 스위치부와,
    상기 커넥터부의 출력 전압이 체크되면 상기 외장배터리가 장착된 것으로 판단하여 상기 커넥터부와 상기 내장배터리를 연결하고, 미리 설정된 주기마다 소정 시간동안 상기 연결을 해제하여 상기 연결이 해제된 시간동안 상기 출력 전압이 체크되지 않으면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에서 분리된 것으로 판단하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커넥터부는 2개의 충전 단자만을 구비함을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 커넥터부의 출력 전압 값이 미리 설정된 기준 전압값 이상이면 상기 외장배터리가 상기 커넥터부에 장착된 것으로 판단함을 특징으로 하는 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 외장배터리가 분리된 것으로 판단되면 상기 스위치부를 오프시켜 상기 커넥터부와 상기 내장배터리의 연결 해제를 유지하도록 제어함을 특징으로 하는 외장배터리가 탈착 가능한 휴대 단말기의 배터리 탈착 감지 장치.
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