KR20110031578A - 전자기기에서 모드 변경 감지 장치 및 방법 - Google Patents

전자기기에서 모드 변경 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기기에서 모드 변경 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 공통 단자와 복수의 모드에 대응되는 복수의 접점으로 이루어진 회전식 스위치와, 상기 공통 단자의 전압과 기준 전압을 비교하여 결과 신호를 출력하는 비교기와, 상기 비교기의 결과 신호에 따라 상기 공통 단자의 전압을 측정하는 측정기와, 상기 측정된 전압을 이용하여 변경된 모드를 확인하는 마이크로 컨트롤러(MCU)를 포함하여, 상기 비교기를 통해 회전식 스위치의 스위칭 동작에 따라 발생되는 사점 구간을 인식한 후, 인터럽트를 발생시켜 모드 변경을 감지함으로써, MCU의 입력 포트 사용 수를 줄일 수 있으며, 상기 인터럽트 발생시에만 상기 공통 단자의 전압 값을 확인하기 때문에 전류 소모를 감소시킬 수 있다.
회전식 스위치, 모드 다이얼, 모드 변경, 비교기

Description

전자기기에서 모드 변경 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING MODE CHANGE IN ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자기기에서 모드 변경 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 회전식 스위치의 동작에 따른 모드 변경을 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날, 회전식 스위치(Rotary switch)를 사용하는 전자 기기가 다양하게 출품되고 있다. 예를 들어, 가정에서 사용되는 전자 레인지, 실험실에서 사용되는 DMM(Digital Multi-Meter), 그리고 최근 들어 널리 사용되고 있는 카메라에서 회전식 스위치가 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 전자기기에서 회전식 스위치의 일반적인 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 회전식 스위치는 공통 단자(common)와 복수의 모드에 따른 복수의 접점으로 구성되어, 사용자가 상기 회전식 스위치의 손잡이를 회전시켜 특정 모드를 선택할 수 있도록 한다. 이때, 상기 전자기기는 제어 부(마이크로 컨트롤러(MCU:Micro Control Unit) 혹은 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)를 통해 어느 접점이 상기 공통 단자와 연결되었는지 확인함으로써, 사용자가 선택한 모드로 동작할 수 있다.
종래에는 상기 회전식 스위치의 공통 단자가 어느 접점과 연결되었는지 확인하기 위한 다양한 기법들이 제공되고 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 모든 접점을 MCU의 풀 다운(Pull-down)된 입력 포트에 연결하는 방식이 제공되고 있다. 상기 모든 접점을 MCU의 입력 포트에 연결한 상태에서 공통 단자(common)에 전압을 가하면, 공통 단자와 연결된 접점쪽으로만 전류가 흐르기 때문에, 상기 MCU의 입력 포트를 순차적으로 확인하거나 각 입력포트에 인터럽트 조건을 부여하여 상기 공통 단자와 연결된 접점을 확인할 수 있게 된다. 하지만, 이러한 방법은 상기 MCU의 입력 단자가 상기 접점의 개수만큼 필요하다는 단점이 있다.
또 다른 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, ADC(Analog Digital Convertor)와 풀 업(Pull-up) 회로 및 풀 다운(Pull-down) 회로를 구성하는 방식이 제공되고 있다. 이 방식은 공통 단자에 풀업 회로를 구성하고, 각 접점에 저항값이 다른 풀 다운 회로를 구성하여 상기 공통 단자의 전압 레벨을 ADC를 통해 확인하여 현재 공통 단자와 연결된 접점을 확인하는 방식이다. 하지만, 이러한 방식은 회전식 스위치가 언제 스위칭 되는지 알 수 없으므로, 상기 ADC를 통해 상기 공통 단자의 전압 레벨을 주기적으로 확인해야 하는 단점이 있다. 즉, 두 번째 ADC를 사용하는 방식은 상기 MCU의 입력포트와 접점을 이용하는 방식에 비해 MCU의 입력 포트를 적게 사용한다는 장점이 있으나, 소프트웨어 태스크(S/W Task) 및 유휴(Idle) 상태 에서의 전류 소모 측면에서 단점을 가진다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자기기에서 모드 변경 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자기기에서 회전식 스위치의 동작에 따른 모드 변경을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자기기에서 회전식 스위치의 동작에 따라 인터럽트를 발생시켜 모드 변경을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자기기에서 비교기를 이용하여 회전식 스위치의 동작에 따른 모드 변경을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자기기에서 회전식 스위치의 회전 동작시에 발생되는 사점 구간을 이용하여 모드가 변경됨을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 전자기기에서 모드 변경 감지 장치는, 공통 단자와 복수의 모드에 대응되는 복수의 접점으로 이루어진 회전식 스위치와, 상기 공통 단자의 전압과 기준 전압을 비교하여 결과 신호를 출력하는 비교기와, 상기 비교기의 결과 신호에 따라 상기 공통 단자의 전압을 측정하는 측정기와, 상기 측정된 전압을 이용하여 변경된 모드를 확인하는 마 이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 전자기기에서 모드 변경 감지 방법은, 회전식 스위치의 공통 단자 전압과 기준 전압을 입력으로 하는 비교기의 출력값이 변경되는지 검사하는 과정과, 상기 출력 값이 변경될 시, 상기 공통 단자의 전압 값을 측정하는 과정과, 상기 측정된 전압값으로 변경된 모드를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전자기기에서 비교기를 통해 회전식 스위치의 스위칭 동작에 따라 발생되는 사점 구간을 인식한 후, 인터럽트를 발생시켜 모드 변경을 감지함으로써, MCU의 입력 포트 사용 수를 줄일 수 있으며, 상기 인터럽트 발생시에만 ADC를 확인하기 때문에 전류 소모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명에서는 전자기기에서 회전식 스위치의 동작에 따라 인터럽트를 발생시켜 모드 변경을 감지하는 장치 및 방법에 관해 설명할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드를 판단하기 위한 회로 구성을 도시하고 있다. 여기서는 4개의 모드가 존재하여 각 모드에 대응되는 접점이 4개인 회로를 예로 들어 설명하며, 각각의 모드에 대응되는 접점 수가 다른 경우에도 동일하게 적용된다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기는 회전식 스위치의 공통 단자(Common)(431)와 복수의 모드에 대응되는 접점들(A(433), B(435), C(437), D(439)), 상기 공통 단자(431)에 연결되는 풀 업 저항 R1(407), 상기 공통 단자(431)에 연결되는 ADC(401), 상기 각 접점들(A(433), B(435), C(437), D(439))에 연결되는 풀 다운 저항(R4(421), R5(423), R6(425), R4(427)), 비교기(comparator)(411), 상기 비교기(411)에 연결된 저항 R2(409)와 R3(415), 상기 비교기(411)에 전원을 공급하는 전원(V_Batt)(405) 및 MCU(451)로 구성된다.
상기 회전식 스위치는 공통 단자(431)와 복수의 모드에 따른 복수의 접점들(A(433), B(435), C(437), D(439))로 구성되어, 사용자의 조작에 의해 상기 공통 단자(431)와 상기 복수의 접점들(A(433), B(435), C(437), D(439)) 중 특정 접점을 연결한다. 이때, 상기 공통 단자(431)는 연결된 접점에 대응되는 풀 다운 저항 값에 따라 다른 전압 값을 갖는다. 여기서, 상기 풀 다운 저항(R4(421), R5(423), R6(425), R4(427))은 어떤 일정한 지점이 평상시 플로팅 상태에 있을 경우, 해당 지점을 로우(low) 신호로 만들어 주기 위해 사용되는 저항을 의미한다. 즉, 상기 풀 다운 저항은 접지와 스위치 사이에 위치하여, 상기 스위치가 연결되지 않은 평 상시에는 해당 지점을 로우(low) 상태로 만들고, 상기 스위치가 연결된 상태에서는 해당 지점을 하이(high) 상태로 만드는 역할을 수행한다. 반대로, 상기 풀 업 저항(R1(407))은 어떤 일정한 지점이 평상시 플로팅 상태에 있을 경우, 해당 지점을 하이(high) 신호로 만들어 주기 위해 사용되는 저항을 의미한다. 즉, 상기 풀 업 저항(R1(407))은 전원과 스위치 사이에 위치하여, 상기 스위치가 연결되지 않은 평상시에는 해당 지점을 하이(high) 상태로 만들고, 상기 스위치가 연결된 상태에서는 해당 지점을 로우(low) 상태로 만드는 역할을 수행한다.
상기와 같이 상기 공통 단자(431)는 연결된 접점에 따라 다른 전압 값을 갖기 때문에, 상기 ADC(401)를 통해 상기 공통 단자(431)가 어느 접점과 연결되었는지 알 수 있다. 여기서, 상기 공통 단자(431)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전식 스위치가 스위칭 되는 각도에 따라 어떤 접점과도 연결되지 않는 사점 구간(501, 511, 521)을 갖게 되는데, 이때 상기 공통 단자(431)는 상기 풀업 전압과 동일한 전압을 갖게 되며, 상기 사점 구간의 전압은 상기 비교기(411)에 공급되는 기준 전압 Vref(413)보다 높은 값을 가진다. 즉, 상기 공통 단자(431)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 연결된 접점에 따라 다른 전압 값을 가지고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 사점 구간(611, 613)에서 상기 기준 전압 Vref(413)보다 높은 값을 가진다.
상기 ADC(401)는 상기 공통 단자(431)에 흐르는 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 그 전압을 측정하여 상기 MCU(451)로 제공한다. 특히, 상기 ADC(401)는 상기 공통 단자(431)의 전압을 계속 측정하는 것이 아니라, 상기 MCU(451)로부터 인터럽트 신호가 입력될 시에만 상기 공통 단자(431)의 전압을 측정한다.
상기 MCU(451)는 MCU_IO_Power(403)를 통해 상기 공통 단자(401)에 전압을 제공하고, 상기 비교기(411)의 출력 값에 따라 인터럽트를 발생시켜 상기 ADC(401)로 제공한다. 즉, 상기 MCU(451)는 비교기(411)의 출력값이 하이(high)에서 로우(low)로 변할 경우에 인터럽트를 발생시킨다. 또한, 상기 MCU(451)는 상기 인터럽트 발생 후, 상기 ADC(401)로부터 제공되는 전압 값을 이용하여 상기 공통 단자(431)가 어떤 모드에 대응되는 접점과 연결되었는지 판단한다. 즉, 상기 공통 단자(431)는 연결된 접점에 따라 다른 전압 값을 가지므로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 전압 값을 이용하여 어떤 모드에 대응되는 접점과 연결되었는지 판단할 수 있다.
상기 비교기(411)는 - 단자의 입력이 + 단자로 입력되는 기준 전압 Vref(413)보다 작으면 하이(high) 신호를 출력하고, 상기 - 단자의 입력이 상기 Vref(413)보다 크면 로우(low) 신호를 출력한다. 이때, 상기 비교기(411)는 상기 MCU_IO_Power(403)으로부터 제공되는 전압을 상기 저항 R2(409)와 R3(415)로 분압한 전압을 기준 전압 Vref(413)으로 입력받고, 상기 공통 단자(431)의 전압을 - 단자로 입력받는다.
즉, 상기 비교기(411)는 상기 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 상기 - 단자로 입력되는 공통 단자(431)의 전압이 상기 기준 전압 Vref(413)보다 작은 값을 가질 시 하이 신호를 출력하며, 상기 - 단자로 입력되는 공통 단자(431)의 전압이 상기 기준 전압 Vref(413)보다 큰 값을 가질 시 로우 신호를 출력한다. 여기서, 상기 비 교기(411)의 출력단은 상기 MCU(451)의 입력포트와 연결됨으로써, 상기 MCU(451)는 상기 비교기(411)의 출력 신호를 감지할 수 있다.
그러면, 상술한 도 3 내지 도 6의 설명을 바탕으로 상기 전자기기에서 회전식 스위치의 동작에 따라 모드 변경을 판단하는 방식을 예를 들어 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 회전식 스위치의 공통 단자(431)가 MODE 1에 대응되는 A 접점(433)과 연결된 상태에서 사용자에 의해 회전하는 경우를 가정하면, 상기 회전식 스위치의 회전으로 상기 공통 단자(431)는 MODE 1에 대응되는 A 접점(433)과도 연결되지 않고, MODE 2에 대응되는 B 접점(435)과도 연결되지 않는 사점 구간(501)을 지나게 된다. 상기 사점 구간(501)에서 상기 공통 단자(431)의 전압 값은 상기 기준 전압 Vref(413)보다 큰 값으로 변경되어 상기 비교기(411)는 로우 신호를 출력하게 되고, 이를 인식한 상기 MCU(451)가 인터럽트를 발생시켜 상기 ADC(401)에서 상기 공통 단자(431)의 전압 값을 측정하도록 제어한다. 이후, 상기 MCU(451)가 상기 측정된 전압 값을 통해 상기 회전식 스위치가 어떤 접점과 연결되는지 판단한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드를 판단하는 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 전자기기는 701단계에서 비교기(411)의 출력값 이 하이에서 로우로 변경되는지 검사한다. 상기 비교기(411)의 출력값이 로우(411)로 변경될 시, 상기 전자기기는 703단계로 진행하여 회전식 스위치의 스위칭으로 인해 모드가 변경됨을 감지하고, 변경된 모드를 확인하기 위한 인터럽트를 발생시킨다. 이후, 상기 전자기기는 705단계에서 ADC를 통해 공통 단자의 전압 값을 측정하여 상기 회전식 스위치의 스위칭으로 인해 변경된 모드를 확인한 후, 707단계로 진행하여 상기 변경된 모드로 동작하고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 전자기기에서 회전식 스위치의 일반적인 구성을 도시하는 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드를 판단하기 위한 회로 구성을 도시하는 도면,
도 3은 종래 기술에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드를 판단하기 위한 회로 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드를 판단하기 위한 회로 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 전자기기에서 회전식 스위치의 회전에 따른 사점 구간을 도시하는 도면,
도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드에 따른 ADC값 및 비교기 입력 전압값을 도시하는 도면, 및
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기에서 회전식 스위치에 의해 선택된 모드를 판단하는 절차를 도시하는 도면.

Claims (9)

  1. 전자기기에서 모드 변경 감지 장치에 있어서,
    공통 단자와 복수의 모드에 대응되는 복수의 접점으로 이루어진 회전식 스위치와,
    상기 공통 단자의 전압과 기준 전압을 비교하여 결과 신호를 출력하는 비교기와,
    상기 비교기의 결과 신호에 따라 상기 공통 단자의 전압을 측정하는 측정기와,
    상기 측정된 전압을 이용하여 변경된 모드를 확인하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비교기는, 공통 단자로 제공되는 입력 전압을 두 개의 저항으로 분압한 전압을 상기 기준 전압으로 입력받는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비교기는, 상기 회전식 스위치의 스위칭 동작으로 상기 공통 단자가 상 기 복수의 접점들 중 어느 접점과도 연결되지 않은 상태일 때, 상기 공통 단자의 전압으로 기준 전압보다 높은 값을 입력받아 전압 측정을 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 비교기로부터 전압 측정을 위한 신호가 출력된 경우에 상기 측정기가 공통 단자의 전압을 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 단자와 전원을 연결하는 풀 업 저항과,
    상기 복수의 접점들 각각과 접지를 연결하는 풀 다운 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 전자기기에서 모드 변경 감지 방법에 있어서,
    회전식 스위치의 공통 단자 전압과 기준 전압을 입력으로 하는 비교기의 출력값이 변경되는지 검사하는 과정과,
    상기 출력 값이 변경될 시, 상기 공통 단자의 전압 값을 측정하는 과정과,
    상기 측정된 전압값으로 변경된 모드를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 공통 단자로 제공되는 입력 전압을 두 개의 저항으로 분압한 전압인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 비교기의 출력 값은, 상기 회전식 스위치의 스위칭 동작으로 상기 공통 단자가 상기 복수의 접점들 중 어느 접점과도 연결되지 않은 상태일 때 전압 측정을 위한 결과 신호가 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 공통 단자의 전압 값을 측정하는 과정은,
    상기 비교기로부터 전압 측정을 위한 신호가 출력되면, 인터럽트를 발생시켜 상기 공통 단자의 전압을 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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