KR20130127612A - Pcb for sensing water level - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수위 레벨 센서용 PCB에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물탱크의 수위 레벨을 정밀하게 감지할 수 있는 수위 레벨 센서용 PCB에 관한 것이다. The present invention relates to a PCB for a water level sensor, and more particularly to a PCB for a water level sensor that can accurately detect the water level of the water tank.
정전용량 방식의 수위 레벨 감지 센서는 센서(Sensor) 측 정전용량(Capacitance)과 레퍼런스(Reference) 측 정전용량을 비교하여 인식 여부를 결정한다. 예를 들면, 물이 없는 경우는 레퍼런스 측 정전용량이 센서 측 정전용량보다 크고, 물이 있는 경우(물을 감지하는 경우)는 레퍼런스 측 정전용량 보다 센서 측 정전용량이 크다.The capacitive level sensor detects whether the sensor is recognized by comparing the capacitance on the sensor side and the capacitance on the reference side. For example, if there is no water, the reference side capacitance is larger than the sensor side capacitance, and if there is water (when water is detected), the sensor side capacitance is larger than the reference side capacitance.
종래의 수위 레벨 감지 PCB(인쇄 회로 기판, Printed Circuit Board)는 단순히 센서 패드와 레퍼런스 패드 간 면적의 차이를 둔 후, 각 면적이 가지는 정전용량을 상대적으로 비교하여 동작 유무를 판단한다.In a conventional level sensor PCB (Printed Circuit Board), the difference between the area of the sensor pad and the reference pad is simply determined, and then the relative capacitance of each area is compared to determine the operation.
이와 같은 종래의 수위 레벨 감지 센서의 경우, 기구에 부착 혹은 기구에 삽입하게 되는데, 물탱크의 수위가 상승할 때, 센서 패드의 정전용량뿐만 아니라 레퍼런스 패드의 정전용량도 동시에 상승하는 현상이 발생하여, 감도 설정이 용이하지 않은 문제가 있다.In the case of the conventional water level sensor, it is attached to the instrument or inserted into the instrument. When the water tank level rises, not only the capacitance of the sensor pad but also the capacitance of the reference pad occurs simultaneously. There is a problem that the sensitivity setting is not easy.
또한, 종래의 수위 레벨 감지 PCB는 전극(GND)의 면적을 최소로 설계할 수 밖에 없었는데, 그 이유는 여분의 물방울이 전극(GND)과 레퍼런스 패드 간 걸쳐서 맺히게 될 경우, 레퍼런스 패드가 가지는 정전용량은 레퍼런스 패드 바로 위에 물방울이 있을 때 보다 더욱 영향을 받아 둔감 현상이 발생하게 되어 불량으로 이어지기 때문이다. 이 경우, 협소한 전극(GND) 면적으로 인해 노이즈에 매우 취약해지며, 이에 따라 EMC(Electro Magnetic Compatibility)의 특성이 나빠져 신뢰성 해결을 위한 개발 기간이 매우 길어지게 된다.In addition, the conventional water level sensing PCB has no choice but to design the area of the electrode GND to a minimum, because the capacitance of the reference pad when extra water droplets form between the electrode GND and the reference pad. This is because the water droplets are more affected than water droplets just above the reference pad, leading to inferiority. In this case, due to the narrow area of the electrode (GND) is very vulnerable to noise, the characteristics of the electromagnetic (EM) (Electro Magnetic Compatibility) is deteriorated accordingly, the development period for solving the reliability is very long.
이와 같이 종래의 수위 레벨 감지 PCB는 감도 설정이 용이하지 않으며, 신뢰성까지 취약한 문제가 있다.As such, the conventional level sensor PCB is not easy to set sensitivity, and there is a problem of weak reliability.
본 발명은 상기의 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 센서 패드와 레퍼런스 패드를 겹치지 않게 수평으로 교차하여 배치함으로써, 상호간의 간섭을 배제할 수 있는 수위 레벨 센서용 PCB를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a PCB for a water level sensor that can eliminate the mutual interference by arranging the sensor pads and the reference pads horizontally so as not to overlap each other. There is this.
또한, 레퍼런스 패드가 부착된 면의 반대면을 전극(GND)으로 채움으로써, 수위가 상승하더라도 레퍼런스 측의 정전용량이 변화하지 않아, 감도의 변화가 발생하지 않는 수위 레벨 센서용 PCB를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.Also, by filling the opposite side of the surface where the reference pad is attached with the electrode GND, the capacitance of the reference side does not change even when the water level rises, thereby providing a PCB for the water level sensor that does not change the sensitivity. There is an object of the invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수위 레벨 센서용 PCB는, 수위 레벨 센서용 PCB에 있어서, 상기 PCB의 일면에 수직으로 부착되어 수위의 상승을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서 패드를 포함하는 센서 패드부; 및 상기 PCB의 타면에 수직으로 부착되는 적어도 하나 이상의 레퍼런스 패드를 포함하는 레퍼런스 패드부를 포함하되, 상기 센서 패드와 레퍼런스 패드는 서로 겹치지 않도록 수평으로 교차하여 배치될 수 있다.PCB for a water level sensor of the present invention for achieving the above object, in the water level sensor PCB, the sensor pad unit including at least one sensor pad attached to one surface of the PCB perpendicularly to detect the rise of the water level ; And a reference pad part including at least one reference pad attached perpendicularly to the other surface of the PCB, wherein the sensor pad and the reference pad may be horizontally intersected so as not to overlap each other.
또한, 상기 레퍼런스 패드의 대향면은 전극이 위치하는 전극부를 포함하고, 상기 전극부와 상기 센서 패드부는 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.In addition, the opposing surface of the reference pad may include an electrode part on which an electrode is located, and the electrode part and the sensor pad part may be disposed so as not to overlap each other.
또한, 상기 전극부는 상기 센서 패드부의 근접 위치에 배치되고, PCB 기판의 길이를 따라 상부에서 하부까지 전극으로 채워질 수 있다.In addition, the electrode unit may be disposed in a proximal position of the sensor pad unit, and may be filled with an electrode from an upper side to a lower side along the length of the PCB substrate.
또한, 상기 센서 패드는 물의 접촉에 따른 정전용량의 변화를 감지할 수 있다.In addition, the sensor pad may detect a change in capacitance due to contact of water.
또한, 상기 레퍼런스 패드 각각의 근접 위치에는 IC칩이 배치되고, 상기 IC칩은 상기 센서 패드와 상기 레퍼런스 패드의 정전용량의 차이를 감지하여, 수위의 상승을 판단할 수 있다.In addition, an IC chip is disposed near each of the reference pads, and the IC chip detects a difference between capacitances of the sensor pad and the reference pad to determine an increase in the water level.
본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB에 의하면, 수위가 상승하여 센서 패드의 정전용량이 변화하여도 레퍼런스 패드는 전극(GND)에 의해 수위의 영향을 받지 않아 정전용량의 변화가 없다. 다시 말해서, 기준이 변하지 않으므로, 감도의 변화가 발생하지 않는 효과가 있다.According to the PCB for a water level sensor according to the present invention, even when the water level rises and the capacitance of the sensor pad changes, the reference pad is not affected by the water level by the electrode GND, and thus there is no change in capacitance. In other words, since the reference does not change, there is an effect that a change in sensitivity does not occur.
또한, 레퍼런스 패드와 센서 패드를 서로 반대면에 수평으로 교차하여 배치함으로써, 상호간의 간섭을 배제할 수 있는 효과가 있다.In addition, by arranging the reference pad and the sensor pad horizontally opposite to each other on the opposite side, there is an effect that can eliminate the mutual interference.
또한, 전극(GND)의 면적이 넓어짐에 따라 회로가 안정되어 노이즈(Noise)에 강해지므로, EMC 시험 시 노이즈가 유입되더라도 오동작이 없어지며, 방사 노이즈도 현저히 줄어드는 효과가 있다.In addition, as the area of the electrode GND is increased, the circuit is stabilized and resistant to noise. Thus, even when noise is introduced during EMC testing, malfunction is eliminated, and radiation noise is remarkably reduced.
도 1은 본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB의 사시도.
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB의 전면도.
도 2의 (b)는 본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB의 후면도.1 is a perspective view of a PCB for a water level sensor according to the present invention.
Figure 2 (a) is a front view of a PCB for a water level sensor according to the present invention.
Figure 2 (b) is a rear view of the PCB for a water level sensor according to the present invention.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 일 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB의 사시도이다.1 is a perspective view of a PCB for a water level sensor according to the present invention.
도 1을 참조하면, 수위 레벨 센서용 PCB(1)는 레퍼런스 패드부(10), 센서 패드부(20), 전극부(40) 및 IC칩(31~34)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the water
센서 패드부(20)는 수위 레벨 센서용 PCB(1)의 일면에 수직으로 부착되어 수위의 상승을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서 패드(21~24)를 포함한다.The
레퍼런스 패드부(10)는 센서 패드부(20)가 부착된 면에 대향하는 면에 수직으로 부착되는 적어도 하나 이상의 레퍼런스 패드(11~14)를 포함한다.The
또한, 센서 패드(21~24)와 레퍼런스 패드(11~14)는 서로 겹치지 않도록 수평으로 교차하여 배치된다. 도 1을 보면, 레퍼런스 패드(11~14)가 수위 레벨 센서용 PCB(1)의 전면의 왼쪽에 수직으로 네 개가 배치된 것을 볼 수 있다. 센서 패드(21~24)는 수위 레벨 센서용 PCB(1)의 후면에 배치되고, 레퍼런스 패드(11~14)와 겹치지 않으면서 나란히 배치되고, 네 개가 배치된 것을 볼 수 있다. 센서 패드(21~24)는 도 1에서는 점선으로 표시하였다. 상기의 실시 예에서는 센서 패드(21~24)와 레퍼런스 패드(11~14)가 네 개씩 배치된 것을 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정하지 않으며 더 많은 개수의 센서 패드와 레퍼런스 패드를 포함할 수 있다. 이와 같이 센서 패드(21~24)와 레퍼런스 패드(11~14)를 서로 겹치지 않게 수평으로 배치함으로써, 상호간의 간섭을 배제할 수 있다.In addition, the sensor pads 21 to 24 and the
레퍼런스 패드(11~14)의 대향면은 전극이 위치하는 전극부(40)를 포함하고, 전극부(40)와 센서 패드부(20)는 서로 겹치지 않도록 배치한다. 도 1에서 전극부(40)는 점선으로 표시되고, 레퍼런스 패드(11~14)가 부착된 면의 바로 뒷면에 위치한다. The opposing surfaces of the
센서 패드부(20)와 레퍼런스 패드부(10)는 정전용량의 변화를 감지하는 센서로 구성되고, 물의 접촉에 따른 정전용량의 변화를 감지할 수 있다.
The
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB의 전면도이고, 도 2의 (b)는 본 발명에 따른 수위 레벨 센서용 PCB의 후면도이다.Figure 2 (a) is a front view of a water level level sensor PCB according to the present invention, Figure 2 (b) is a rear view of a water level level sensor PCB according to the present invention.
도 2의 (a)를 참조하면, 수위 레벨 센서용 PCB(1)의 전면을 나타낸다. 전면에는 레퍼런스 패드(11~14)가 수직으로 복수 개가 배치되고, 레퍼런스 패드(11~14) 각각의 근접 위치에는 IC칩(31~34)이 배치된다. IC칩(31~34)은 센서 패드(21~24)와 레퍼런스 패드(11~14)의 정전용량의 차이를 감지하여, 수위의 상승을 판단한다. 예를 들면, 물이 센서 패드(23)의 위치까지 올라오는 경우, IC칩(34)은 센서 패드(24)의 정전용량이 레퍼런스 패드(14)의 정전용량 보다 커지는 것을 감지하고, IC칩(33)은 센서 패드(23)의 정전용량이 레퍼런스 패드(13)의 정전용량 보다 커지는 것을 감지함으로써, 수위가 센서 패드(23)의 높이까지 올라온 것을 감지하게 되는 것이다.Referring to FIG. 2A, the front surface of the
도 2의 (b)를 참조하면, 수위 레벨 센서용 PCB(1)의 후면을 나타낸다. 후면에는 센서 패드(21~24)가 수직으로 복수 개가 배치된다. 전극부(40)는 센서 패드(21~24)의 근접 위치에 배치되고, PCB 기판의 길이를 따라 상부에서 하부까지 전극으로 채워진다. 이와 같이 전극부(40)의 면적이 넓어짐에 따라 회로가 안정화되어 노이즈에 강해질 수 있다.
Referring to FIG. 2B, the rear surface of the
본 발명에 의하면, 수위가 상승하여 센서 패드의 정전용량이 변화하여도 레퍼런스 패드는 전극(GND)에 의해 수위의 영향을 받지 않아 정전용량의 변화가 없다. 다시 말해서, 기준이 변하지 않으므로, 감도의 변화가 발생하지 않는 효과가 있다.According to the present invention, even when the water level rises and the capacitance of the sensor pad changes, the reference pad is not affected by the water level by the electrode GND, and thus there is no change in capacitance. In other words, since the reference does not change, there is an effect that a change in sensitivity does not occur.
또한, 레퍼런스 패드와 센서 패드를 서로 반대면에 수평으로 교차하여 배치함으로써, 상호간의 간섭을 배제할 수 있는 효과가 있다.In addition, by arranging the reference pad and the sensor pad horizontally opposite to each other on the opposite side, there is an effect that can eliminate the mutual interference.
또한, 전극(GND)의 면적이 넓어짐에 따라 회로가 안정되어 노이즈(Noise)에 강해지므로, EMC 시험 시 노이즈가 유입되더라도 오동작이 없어지며, 방사 노이즈도 현저히 줄어드는 효과가 있다.In addition, as the area of the electrode GND is increased, the circuit is stabilized and resistant to noise. Thus, even when noise is introduced during EMC testing, malfunction is eliminated, and radiation noise is remarkably reduced.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것임은 자명하다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Obviously, such modifications are intended to be within the scope of the claims.
1: 수위 레벨 센서용 PCB 10: 레퍼런스 패드부
11~14: 레퍼런스 패드 20: 센서 패드부
21~24: 센서 패드 31~34: IC칩
40: 전극부1: PCB for water level sensor 10: reference pad section
11 to 14: reference pad 20: sensor pad portion
21 ~ 24:
40: electrode part
Claims (5)
상기 PCB의 일면에 수직으로 부착되어 수위의 상승을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서 패드를 포함하는 센서 패드부; 및
상기 PCB의 타면에 수직으로 부착되는 적어도 하나 이상의 레퍼런스 패드를 포함하는 레퍼런스 패드부를 포함하되,
상기 센서 패드와 레퍼런스 패드는 서로 겹치지 않도록 수평으로 교차하여 배치되는 것을 특징으로 하는 수위 레벨 센서용 PCB.PCB for water level sensor,
A sensor pad unit attached to one surface of the PCB and including at least one sensor pad detecting a rise in water level; And
It includes a reference pad unit including at least one reference pad attached to the other surface of the PCB perpendicularly,
And the sensor pads and the reference pads are disposed to cross each other horizontally so as not to overlap each other.
상기 레퍼런스 패드의 대향면은 전극이 위치하는 전극부를 포함하고,
상기 전극부와 상기 센서 패드부는 서로 겹치지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수위 레벨 센서용 PCB.The method of claim 1,
Opposite surfaces of the reference pads include electrode portions on which electrodes are located,
PCB for the water level sensor, characterized in that the electrode portion and the sensor pad portion is disposed so as not to overlap each other.
상기 전극부는 상기 센서 패드부의 근접 위치에 배치되고, PCB 기판의 길이를 따라 상부에서 하부까지 전극으로 채워진 것을 특징으로 하는 수위 레벨 센서용 PCB.3. The method of claim 2,
The electrode portion is disposed in the proximity of the sensor pad portion, the PCB for a water level sensor, characterized in that filled with the electrode from the top to the bottom along the length of the PCB substrate.
상기 센서 패드는 물의 접촉에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 수위 레벨 센서용 PCB.The method of claim 1,
The sensor pad is a PCB for a water level sensor, characterized in that for detecting a change in capacitance according to the contact of water.
상기 레퍼런스 패드 각각의 근접 위치에는 IC칩이 배치되고,
상기 IC칩은 상기 센서 패드와 상기 레퍼런스 패드의 정전용량의 차이를 감지하여, 수위의 상승을 판단하는 것을 특징으로 하는 수위 레벨 센서용 PCB.The method of claim 1,
IC chips are disposed in proximity to each of the reference pads,
And the IC chip detects a difference between capacitances of the sensor pad and the reference pad to determine an increase in the water level.
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