KR20140094738A - 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템 및 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법 - Google Patents
상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템 및 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140094738A KR20140094738A KR1020130006816A KR20130006816A KR20140094738A KR 20140094738 A KR20140094738 A KR 20140094738A KR 1020130006816 A KR1020130006816 A KR 1020130006816A KR 20130006816 A KR20130006816 A KR 20130006816A KR 20140094738 A KR20140094738 A KR 20140094738A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- kimchi
- receiving
- resonator
- mutual resonance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 124
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 235000021109 kimchi Nutrition 0.000 claims description 157
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 53
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 25
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005070 ripening Effects 0.000 claims description 7
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 78
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 36
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000010753 BS 2869 Class E Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
- D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
- D06F34/10—Power supply arrangements, e.g. stand-by circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D23/00—General constructional features
- F25D23/02—Doors; Covers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/73—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for taking measurements, e.g. using sensing coils
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
- D06F33/00—Control of operations performed in washing machines or washer-dryers
- D06F33/30—Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
- D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
- D06F34/04—Signal transfer or data transmission arrangements
- D06F34/05—Signal transfer or data transmission arrangements for wireless communication between components, e.g. for remote monitoring or control
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
- D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
- D06F34/28—Arrangements for program selection, e.g. control panels therefor; Arrangements for indicating program parameters, e.g. the selected program or its progress
- D06F34/30—Arrangements for program selection, e.g. control panels therefor; Arrangements for indicating program parameters, e.g. the selected program or its progress characterised by mechanical features, e.g. buttons or rotary dials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
- F25D2400/36—Visual displays
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
- F25D2700/08—Sensors using Radio Frequency Identification [RFID]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
상호 공진을 이용하여 무선으로 전력과 데이터를 함께 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 수신 노드는 타겟 공진기에 의하여, 소스 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 수신하고, 상기 수신한 전력에 의해 제어부는 웨이크 업 되어, 상기 웨이크 업 되는 시점을 다른 노드들과의 동기 시점으로 결정하고, 데이터 패킷을 생성하며, 센싱부는 상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 정보를 센싱할 수 있다.
Description
아래의 실시 예들은 상호 공진을 이용하여 무선으로 전력과 데이터를 함께 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 전력전송에 대한 연구는 전기 자동차(electric vehicle) 및 휴대기기를 포함한 다양한 전기기기의 폭발적 증가로 인한 유선전력공급의 불편함 증가 및 기존 battery 용량의 한계 봉착 등을 극복하기 위해 시작되었다. 무선 전력 전송 기술들 중 하나는 RF 소자들의 공진(resonance) 특성을 이용한다. 공진 특성을 이용하는 무선 전력 전송 시스템은 전력을 공급하는 소스와 전력을 공급받는 타겟을 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 수신 노드는 소스 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 수신하는 타겟 공진기, 상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 상기 웨이크 업 되는 시점을 다른 노드들과의 동기 시점으로 결정하고, 데이터 패킷을 생성하는 제어부 및 상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 정보를 센싱하는 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 패킷은 노드의 식별정보, 센싱 정보, 노드들 간의 데이터 전송 상의 충돌을 방지하기 위해 설정된 데이터 전송 대기시간 정보 및 상기 데이터 패킷의 전송에 소요되는 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 수신 노드는 상기 데이터 패킷을 로드 모듈레이션(load modulation) 방식으로 변조하는 변조부를 더 포함하고, 상기 타겟 공진기는 상기 상호 공진을 통하여 상기 변조된 데이터 패킷을 상기 소스 공진기로 전달할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 수신 노드는 상기 타겟 공진기에서 수신하는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부 및 상기 직류 전력의 전압 레벨을 상기 제어부의 정격 전압 레벨로 변환하고, 상기 직류 전력의 전압 레벨을 상기 센싱부의 정격 전압 레벨로 변환하는 직류-직류 변환부를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱부는 상기 수신한 전력에 의해 충전되는 배터리를 포함하고, 상기 배터리에 충전된 전력량이 센싱 동작을 수행하는데 필요한 최소 전력량 이상이면, 상기 제어부에서 센싱 요청을 수신하면 상기 정보를 센싱할 수 있다.
상기 소스 공진기는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 타겟 공진기, 상기 제어부 및 상기 센싱부는 상기 김치 냉장고의 김치 용기에 탑재되며, 상기 센싱부는 상기 김치 용기에 담긴 김치의 산성도를 센싱하며, 상기 김치 용기 내부의 온도를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 상기 김치의 숙성 상태를 결정할 수 있다.
상기 소스 공진기는 세탁기의 문에 탑재되고, 상기 타겟 공진기, 상기 제어부 및 상기 센싱부는 상기 세탁기의 세탁 용기에 탑재되며, 상기 센싱부는 상기 세탁 용기에 담긴 세탁물의 무게, 상기 세탁 용기에 유입되는 물의 압력, 상기 세탁 용기 내부의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 세탁물의 세탁 상태를 결정할 수 있다.
일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 송신 노드는 적어도 하나의 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 전송하는 소스 공진기, 상기 소스 공진기에 인가되는 신호의 파형의 변화에 기초하여 적어도 하나의 수신 노드에 의하여 로드 모듈레이션 된 적어도 하나의 데이터 패킷을 복조하는 복조부 및 상기 복조한 데이터 패킷의 내용에 기초하여 획득한 정보를 디스플레이 창으로 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 적어도 하나의 수신 노드에 포함된 제어부와 센싱부가 웨이크 업 될 수 있는 전력 레벨로 상기 소스 공진기에서 전송될 전력량을 결정할 수 있다.
상기 제어부는 모든 수신 노드로부터 데이터 패킷의 수신을 완료하면, 상기 소스 공진기를 통한 전력의 전송을 중단시키고, 일정시간이 경과한 후에 다시 상기 전력의 전송을 시작할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 송신 노드는 상기 소스 공진기와 상기 적어도 하나의 타겟 공진기 간에 상호 공진을 발생시키는 공진 주파수를 생성하는 주파수 생성부 및 상기 제어부의 제어에 기초하여, 상기 주파수 생성부에서 생성된 공진 주파수의 신호를 증폭하는 증폭부를 더 포함할 수 있다.
상기 소스 공진기, 상기 복조부 및 상기 제어부는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 적어도 하나의 수신 노드는 김치 용기에 탑재되며, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터 패킷에 기초하여 상기 김치 용기에 담긴 김치의 숙성정보를 획득하고, 상기 김치의 숙성정보를 상기 디스플레이 창으로 출력할 수 있다.
상기 소스 공진기, 상기 복조부 및 상기 제어부는 세탁기의 문에 탑재되고, 상기 적어도 하나의 수신 노드는 세탁 용기에 탑재되며, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터에 기초하여 상기 세탁 용기에 담긴 세탁물의 세탁정보를 획득하고, 상기 세탁물의 세탁정보를 상기 디스플레이 창으로 출력할 수 있다.
일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템은 동일한 공진 주파수에서 상호 공진하는 소스 공진기를 이용하여 복수의 타겟 공진기들로 전력을 전송하는 송신 노드 및 복수의 수신 노드들을 포함하고, 상기 복수의 수신 노드들 각각은 상기 소스 공진기로부터 상기 상호 공진을 통하여 상기 전력을 수신하는 상기 타겟 공진기, 상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 상기 웨이크 업 되는 시점을 다른 수신 노드들과의 동기 시점으로 결정하고, 데이터 패킷을 생성하는 제어부 및 상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 정보를 센싱하는 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 송신 노드는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 복수의 수신 노드들은 김치 용기 마다 탑재되며, 상기 복수의 수신 노드들 각각은 상기 센싱부에 의하여 상기 김치 용기에 담긴 김치의 산성도 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 센싱하고, 상기 제어부에 의하여 상기 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 상기 김치의 숙성 상태를 결정하고, 상기 제어부에 의하여 상기 복수의 수신 노드 별 식별 정보, 상기 김치 용기 내부의 온도, 상기 김치의 산성도, 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보, 상기 복수의 수신 노드 별로 설정된 데이터 패킷 전송 대기 시간, 및 데이터 패킷 전송 소요 시간을 포함하는 데이터 패킷을 생성하며, 상기 송신 노드는 상기 복수의 수신 노드들로부터 상기 상호 공진을 통해 수신하는 상기 데이터 패킷의 정보로부터 상기 김치 용기 별로 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보를 획득하여, 상기 김치의 숙성정보 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 상기 김치 냉장고의 디스플레이 창에 출력할 수 있다.
상기 송신 노드는 상기 소스 공진기, 상기 소스 공진기에 인가되는 신호의 파형의 변화에 기초하여 상기 복수의 수신 노드들 각각에 의하여 로드 모듈레이션 된 복수의 데이터 패킷들을 복조하는 복조부 및 상기 복조한 데이터 패킷들의 내용에 기초하여 획득한 정보를 디스플레이 창으로 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법은 송신 노드의 소스 공진기에서 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 전송하는 단계, 복수의 수신 노드들 각각에서 상기 타겟 공진기를 통하여 상기 전력을 수신하고, 상기 수신한 전력을 정류하는 단계, 상기 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 제어부와 센서가 웨이크 업 되는 단계, 상기 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 상기 센서에서 정보를 센싱하는 단계, 상기 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 상기 제어부에서 상기 복수의 수신 노드들 별로 설정된 전송 대기 시간이 경과한 후에 데이터 패킷을 로드 모듈레이션 방식으로 변조하는 단계, 상기 송신 노드에서 상기 소스 공진기에 인가된 신호의 파형의 변화에 기초하여 복수의 수신 노드들 각각으로부터 수신한 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계, 상기 복조한 데이터 패킷에 포함된 정보를 디스플레이 창으로 출력하는 단계 및 상기 송신 노드에서 상기 전력의 전송을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 송신 노드는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 복수의 수신 노드들은 김치 용기 마다 탑재되며, 상기 센싱하는 단계는 상기 센서에서 상기 김치 용기에 담긴 김치의 산성도 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 센싱하는 단계 및 상기 제어부에 의하여 상기 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 상기 김치의 숙성 상태를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법은 상기 제어부에 의하여 상기 복수의 수신 노드 별 식별 정보, 상기 김치 용기 내부의 온도, 상기 김치의 산성도, 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보, 상기 복수의 수신 노드 별로 설정된 데이터 패킷 전송 대기 시간, 및 데이터 패킷 전송 소요 시간을 포함하는 데이터 패킷을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 출력하는 단계는 상기 복조한 데이터 패킷의 정보로부터 상기 김치 용기 별로 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보를 획득하는 단계 및 상기 김치 용기 별로 상기 김치의 숙성정보 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 상기 김치 냉장고의 디스플레이 창에 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드가 탑재되는 어플리케이션의 예를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템이 탑재되는 어플리케이션의 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드들이 사용하는 데이터 패킷의 전송 예를 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드에서 디스플레이 창에 출력하는 정보를 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템이 탑재되는 어플리케이션의 다른 예를 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법의 흐름도이다.
도 10a는 다른 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법의 흐름도이다.
도 10b는 도 10a의 단계들 중 특정 단계에서, 상호 공진을 이용하는 송신 노드에서 측정된 전력량을 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 공진기 및 피더에서 자기장의 분포를 나타낸다.
도 12는 일 실시예에 따른 공진기 및 피더의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 피더의 피딩에 따른 공진기의 내부에서 자기장의 분포를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드가 탑재되는 어플리케이션의 예를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템이 탑재되는 어플리케이션의 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드들이 사용하는 데이터 패킷의 전송 예를 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드에서 디스플레이 창에 출력하는 정보를 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템이 탑재되는 어플리케이션의 다른 예를 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법의 흐름도이다.
도 10a는 다른 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법의 흐름도이다.
도 10b는 도 10a의 단계들 중 특정 단계에서, 상호 공진을 이용하는 송신 노드에서 측정된 전력량을 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 공진기 및 피더에서 자기장의 분포를 나타낸다.
도 12는 일 실시예에 따른 공진기 및 피더의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 피더의 피딩에 따른 공진기의 내부에서 자기장의 분포를 나타낸 도면이다.
이하, 일측에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
무선 공진 방식으로 전력을 송수신하는 시스템에서, 전력을 제공하는 장치는 소스로 정의될 수 있고, 전력을 제공받는 장치는 타겟으로 정의될 수 있다. 상황에 따라, 소스로 동작하던 장치는 타겟으로 동작할 수도 있고, 타겟으로 동작하던 장치는 소스로 동작할 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템은 소스(110) 및 타겟(120)을 포함한다. 소스(110)는 무선 전력을 공급하는 디바이스를 의미하며, 디바이스에는 패드, 단말, TV, 의료기기, 전기 자동차(electric vehicle) 등 전력을 공급할 수 있는 모든 전자기기가 포함될 수 있다. 타겟(120)은 무선 전력을 공급받는 디바이스를 의미하며, 전력을 필요로 하는 모든 전자기기가 포함될 수 있다. 이때, 전자기기에는 패드, 단말, 태블릿, 의료기기, 전기 자동차(electric vehicle) 등이 포함될 수 있다.
소스(110)는 가변 SMPS(Variable SMPS)(111), 파워 증폭기(Power Amplifier)(112), 매칭 네트워크(113), 송신 제어부(114) 및 통신부(115)를 포함할 수 있다.
가변 SMPS(Variable SMPS, Variable Switching Mode Power Supply)(111)는 파워 공급기(Power Supply)로부터 출력되는 수십 Hz 대역의 AC 전압을 스위칭하여 DC 전압을 생성한다. 가변 SMPS(Variable SMPS)(111)는 일정한 레벨의 DC 전압을 출력하거나 송신 제어부(Tx Control Logic)(114)의 제어에 따라 DC 전압의 출력 레벨을 조정할 수 있다.
가변 SMPS(111)는 Class-E 타입의 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)가 항상 효율이 높은 포화 영역에서 동작할 수 있도록, 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)의 출력 전력 레벨에 따라 공급 전압을 제어하여, 모든 출력 레벨에서 최대효율을 유지하게 할 수 있다.
가변 SMPS(111) 대신에 일반적으로 사용되는 상용 SMPS를 사용하는 경우에는, 추가적으로 가변 DC/DC(Variable DC/DC) 변환기를 사용해야 한다. 상용 SMPS와 가변 DC/DC(Variable DC/DC)변환기는 Class-E 타입의 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)가 항상 효율이 높은 포화 영역에서 동작할 수 있도록, 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)의 출력 전력 레벨에 따라 공급 전압을 제어하여, 모든 출력 레벨에서 최대효율을 유지하게 할 수 있다.
파워 검출기(Power Detector)(116)는 가변 SMPS(Variable SMPS)(111)의 출력 전류 및 전압을 검출하고, 검출된 전류 및 전압에 대한 정보를 송신 제어부(114)로 전달할 수 있다. 또한, 파워 검출기(Power Detector)(116)는 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)의 입력 전류 및 전압을 검출할 수도 있다.
파워 증폭기(Power Amplifier)(112)는 수 MHz ~ 수십 MHz 대역의 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성할 수 있다. 즉, 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)는 기준 공진 주파수 FRef를 이용하여 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)에 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 복수의 타겟 디바이스들에서 사용되는 통신용 전력 또는 충전용 전력을 생성할 수 있다.
여기서, 통신용 전력은 0.1~1mWatt의 작은 전력을 의미하고, 충전용 전력은 타겟 디바이스의 디바이스 로드에서 소비되는 1mWatt~수백Watt의 큰 전력을 의미한다. 본 명세서에서, "충전"이라는 용어는 전력을 충전하는 유닛(unit) 또는 요소(element)에 전력을 공급하는 의미로 사용될 수 있다. 또한, "충전"이라는 용어는 전력을 소비하는 유닛(unit) 또는 요소(element)에 전력을 공급하는 의미로도 사용될 수 있다. 여기서, 유닛(unit) 또는 요소(element)는 예를 들어 배터리, 디스플레이, 음성 출력 회로, 메인 프로세서, 각종 센서들을 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 "기준 공진 주파수"는 소스(110)가 기본적으로 사용하는 공진 주파수의 의미로 사용된다. 또한, "트래킹 주파수"는 기 설정된 방식에 따라 조정된 공진 주파수의 의미로 사용된다.
송신 제어부(114)는 "통신용 전력" 또는 "충전용 전력"에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 타겟 공진기(Target Resonator)(133)와 소스 공진기(Source Resonator)(131) 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출한다. 송신 제어부(114)는 반사파의 포락선(envelop)을 검출함으로써, 미스 매칭을 검출하거나 반사파의 전력량을 검출함으로써 미스매칭을 검출할 수 있다.
매칭 네트워크(113)는 송신 제어부(114)의 제어에 따라 소스 공진기(131)와 타겟 공진기(133) 간의 임피던스 미스매칭을 최적의 매칭으로 보상할 수 있다. 매칭 네트워크(113)는 캐패시터 또는 인덕터의 조합으로 송신 제어부(114)의 제어에 따라 스위치를 통해 연결될 수 있다.
송신 제어부(114)는 소스 공진기(131) 또는 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR, Voltage standing wave ratio)를 계산하고, 상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 커지면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
또한, 송신 제어부(114)는 상기 전압정재파비(VSWR)가 기 설정된 값보다 커지면 기 설정된 N개의 트래킹 주파수 각각에 대한 전력 전송 효율을 계산하고, 상기 N개의 트래킹주파수 중 전력 전송 효율이 가장 좋은 트래킹 주파수 FBest를 결정하고, 기준 공진 주파수FRef를 상기 FBest로 조정할 수 있다.
또한, 송신 제어부(114)는 스위칭 펄스 신호의 주파수를 조정할 수 있다. 송신 제어부(114)의 제어에 의하여 스위칭 펄스 신호의 주파수가 결정될 수 있다. 송신 제어부(114)는 는 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)를 제어함으로써, 타겟(120)에 전송하기 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 즉, 통신부(115)는 인-밴드 통신을 통해 타겟(120)과 다양한 데이터(140)를 전송할 수 있다. 또한, 송신 제어부(114)는 반사파를 검출하고, 반사파의 포락선을 통해 타겟(120)으로부터 수신되는 신호를 복조할 수 있다.
송신 제어부(114)는 다양한 방법을 통해, 인-밴드 통신을 수행하기 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 송신 제어부(114)는 스위칭 펄스 신호를 온/오프 함으로써, 변조신호를 생성할 수 있다. 또한, 송신 제어부(114)는 델타-시그마 변조를 수행하여, 변조신호를 생성할 수 있다. 송신 제어부(114)는 일정한 포락선을 가지는 펄스폭 변조신호를 생성할 수 있다.
송신 제어부(114)는 소스(110)의 온도변화, 타겟(120)의 배터리 상태, 수신 전력량의 변화, 또는 타겟(120)의 온도 변화를 고려하여 타겟(120)으로 전송할 초기 무선 전력을 결정할 수 있다.
소스(110)는 온도 변화를 감지하기 위한 온도 측정 센서(도시 되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 타겟(120)의 배터리 상태, 수신 전력량의 변화, 또는 타겟(120)의 온도 변화에 대한 정보는 통신을 통해 타겟(120)으로부터 수신할 수 있다.
즉, 타겟(120)의 온도 변화는 타겟(120)으로부터 수신된 데이터에 기초하여 검출될 수 있다.
이때, 송신 제어부(114)는 소스(110)의 온도의 변화에 따라 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)로 공급되는 전압의 조정 량이 저장된 룩업-테이블을 이용하여 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)로 공급되는 전압을 조정할 수 있다. 예를 들어, 소스(110)의 온도가 상승한 경우, 송신 제어부(114)는 파워 증폭기(Power Amplifier)(112)로 공급되는 전압을 낮출 수 있다.
한편, 통신부(115)는 통신 채널을 이용하는 아웃-밴드 통신을 수행할 수도 있다. 통신부(115)는 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(115)는 아웃-밴드 통신을 통해 타겟(120)과 데이터(140)를 전송할 수 있다.
소스 공진기(131)는 전자기(electromagnetic) 에너지(130)를 타겟 공진기(133)로 전달(transferring)한다. 소스 공진기(131)는 타겟 공진기(133)와의 마그네틱 커플링을 통해 "통신용 전력" 또는 "충전용 전력"을 타겟(120)으로 전달한다.
타겟(120)은 매칭 네트워크(121), 정류부(122), DC/DC 컨버터(123), 통신부(124) 및 수신 제어부(Rx Control Logic)(125)를 포함할 수 있다.
타겟 공진기(133)는 소스 공진기(131)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 즉, 타겟 공진기(133)는 소스 공진기(131)와의 마그네틱 커플링을 통해 소스(110)로부터 "통신용 전력" 또는 "충전용 전력"을 수신할 수 있다. 또한, 타겟 공진기(133)는 인-밴드 통신을 통해 소스(110)로부터 다양한 데이터(140)를 수신할 수 있다.
타겟 공진기(133)는 소스(110)의 온도변화, 타겟(120)의 배터리 상태, 수신 전력량의 변화, 또는 타겟(120)의 온도 변화를 고려하여 결정된 초기 무선 전력을 수신한다.
매칭 네트워크(121)는 소스(110) 측으로 보이는 입력 임피던스와 부하(Load)측으로 보이는 출력 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 매칭 네트워크(121)는 캐패시터와 인덕터의 조합으로 구성될 수 있다.
정류부(122)는 교류 전압을 정류함으로써, DC 전압을 생성한다. 즉, 정류부(122)는 타겟 공진기(133)에 수신된 교류 전압을 정류할 수 있다.
DC/DC 컨버터(123)는 정류부(122)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 Load에서 필요로 하는 용량에 맞게 조정한다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(123)는 정류부(122)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 3~10Volt로 조정할 수 있다.
파워 검출기(Power Detector)(127)는 DC/DC 컨버터(123)의 입력단(126)의 전압과 출력단의 전류 및 전압을 검출할 수 있다. 검출된 입력단(126)의 전압은 소스에서 전달되는 전력의 전송 효율을 계산하는데 사용될 수 있다. 검출된 출력단의 전류 및 전압은 수신 제어부(Rx Control Logic)(125)가 로드(Load)에 전달되는 전력을 계산하는데 사용될 수 있다. 소스(110)의 송신 제어부(114)는 로드(Load)의 필요전력과 로드(Load)에 전달되는 전력을 고려하여, 소스(110)에서 전송해야 할 전력을 결정할 수 있다.
통신부(124)를 통해 계산된 출력단의 전력이 소스(110)로 전달되면, 소스(110)는 전송해야 할 전력을 계산할 수 있다.
통신부(124)는 공진 주파수를 이용하여 데이터를 송수신하는 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 이때, 수신 제어부(125)는 타겟 공진기(133)과 정류부(122) 사이의 신호를 검출하여 수신 신호를 복조하거나, 정류부(122)의 출력 신호를 검출하여 수신 신호를 복조할 수 있다. 즉, 수신 제어부(125)는 인-밴드 통신을 통해 수신된 메시지를 복조할 수 있다. 또한, 수신 제어부(125)는 매칭 네트워크(121)를 통하여 타겟 공진기(133)의 임피던스를 조정함으로써, 소스(110)에 전송하는 신호를 변조할 수 있다. 간단한 예로, 수신 제어부(125)는 타겟 공진기(133)의 임피던스를 증가 시킴으로써, 소스(110)의 송신 제어부(114)에서 반사파가 검출되도록 할 수 있다. 반사파의 발생 여부에 따라, 소스(110)의 송신 제어부(114)는 제1 값(예를 들어, 이진수 "0") 또는 제2 값(예를 들어, 이진수 "1")을 검출할 수 있다.
통신부(124)는 "해당 타겟의 제품의 종류", "해당 타겟의 제조사 정보", "해당 타겟의 모델명", "해당 타겟의 배터리 유형(Battery type)", "해당 타겟의 충전 방식", "해당 타겟의 로드(Load)의 임피던스 값", "해당 타겟의 타겟 공진기의 특성에 대한 정보", "해당 타겟의 사용 주파수 대역에 대한 정보", "해당 타겟의 소요되는 전력량", "해당 타겟의 고유의 식별자" 및 "해당 타겟의 제품의 버전 또는 규격 정보"를 포함하는 응답 메시지를 소스(110)의 통신부(115)로 전송할 수 있다.
한편, 통신부(124)는 통신 채널을 이용하는 아웃-밴드 통신을 수행할 수도 있다. 통신부(124)는 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(124)는 아웃-밴드 통신을 통해 소스(110)와 데이터(140)를 송수신 할 수 있다.
통신부(124)는 소스(110)로부터 웨이크-업 요청 메시지를 수신하고, 파워 검출기(Power Detector)(127)는 타겟 공진기(133)에 수신되는 전력의 양을 검출하며, 통신부(124)는 타겟 공진기(133)에 수신되는 전력의 양에 대한 정보를 소스(110)로 전송할 수 있다. 이때, 타겟 공진기(133)에 수신되는 전력의 양에 대한 정보는, "정류부(122)의 입력 전압 값 및 전류 값", "정류부(122)의 출력 전압 값 및 전류 값" 또는 "DC/DC 컨버터(123)의 출력 전압 값 및 전류 값"이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드는 타겟 공진기(210), 정류부(220), 직류-직류 변환부(230), 센싱부(240), 제어부(250) 및 변조부(260)를 포함할 수 있다.
타겟 공진기(210)는 소스 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 수신할 수 있다. 타겟 공진기(210)와 소스 공진기의 공진 주파수가 일치하면서, 소정 거리 내에 위치하면 둘 간에 상호 공진이 발생할 수 있다. 소스 공진기로 공급되는 전력은 상호 공진을 통해 타겟 공진기(210)로 전달될 수 있다.
정류부(220)는 타겟 공진기(220)에서 수신하는 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다. 정류부(220)는 교류-직류 변환기로써 동작하여, 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다. 예를 들면, 정류부(220)로는 풀 브릿지(full- bridge) 다이오드 또는 하프 브릿지(half-bridge) 다이오드 등이 사용될 수 있다.
직류-직류 변환부(230)는 정류부(220)에서 정류된 직류 전력의 전압 레벨을 제어부(250)의 정격 전압 레벨로 변환할 수 있다. 또한 직류-직류 변환부(230)는 정류부(220)에서 정류된 직류 전력의 전압 레벨을 센싱부(240)의 정격 전압 레벨로 변환할 수 있다. 타겟 공진기(210)를 통하여 수신된 전력은 제어부(250) 및 센싱부(240)로 전달될 수 있다. 그런데, 제어부(250) 및 센싱부(240)는 설계 시, 종류에 따라 정격 전압 레벨이 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 직류-직류 변환부(230)는 제어부(250)의 설정된 정격 전압 레벨로 정류부(220)에서 정류된 직류 전력의 전압 레벨을 강압(step down)할 수 있다. 또한, 직류-직류 변환부(230)는 센싱부(240)의 설정된 정격 전압 레벨로 정류부(220)에서 정류된 직류 전력의 전압 레벨을 강압할 수 있다.
센싱부(240)는 수신한 전력에 의해 웨이크 업(wake-up) 되면, 센싱부(240)의 기능에 맞게 정보를 센싱할 수 있다. 일 예로, 센싱부(240)는 별도의 배터리 탑재 없이, 직류-직류 변환부(230)를 통하여 수신하는 전력으로부터 구동 전력을 획득하고, 최소 구동 전력을 수신하면, 센싱 동작을 수행할 수 있다. 센싱부(240)는 수신하는 전력에 기초하여 실시간으로 센싱 동작을 수행할 수 있다. 전력을 수신하지 못하면, 센싱 동작은 종료될 수 있다. 센싱부(240)는 센서의 종류에 따라 온도, 산성도(pH), 습도, 압력, 가속도, 무게 등을 측정할 수 있다.
다른 일 예로, 센싱부(240)는 배터리를 탑재할 수 있다. 배터리는 직류-직류 변환부(230)에 수신한 전력에 의해 충전될 수 있다. 센싱부(240)는 배터리에 충전된 전력량이 센싱 동작을 수행하는데 필요한 최소 전력량 이상이면, 제어부(250)에서 센싱 요청을 수신하면 정보를 센싱할 수 있다.
제어부(250)는 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되면, 웨이크 업 되는 시점을 다른 수신 노드들과의 동기 시점으로 결정할 수 있다. 수신 노드 별로 제어부(250)가 탑재될 수 있는데, 수신 노드 각각의 제어부(250)는 거의 동일한 시점에 웨이크 업 될 수 있다. 수신 노드 각각의 제어부(250)는 웨이크 업 되는 시점을 동기 시점으로 결정하고, 설정된 데이터 전송 대기시간이 경과한 후에 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
제어부(250)는 데이터 패킷을 생성할 수 있다. 생성된 데이터 패킷은 변조부(260)로 전달될 수 있다.
데이터 패킷은 수신 노드의 식별정보, 수신 노드에서 센싱하는 센싱 정보, 데이터 패킷의 전송 시, 수신 노드들 간의 충돌을 방지하기 위해 설정된 데이터 전송 대기시간 정보 및 수신 노드들 별로, 데이터 패킷의 전송에 소요되는 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들면, 수신 노드의 식별정보는 수신 노드의 ID(Identification)일 수 있다. 제1 수신 노드, 제2 수신 노드, 제3 수신 노드들과 같이 각각의 수신 노드들이 구별될 수 있다. 또는 별도의 고유번호에 따라 수신 노드가 구별될 수도 있다.
센싱 정보는 센서의 종류 및 기능에 따라 다양할 수 있다.
데이터 전송 대기시간 정보는 수신 노드 별로 기 설정될 수 있다. 수신 노드는 송신 노드로 인-밴드 통신 방식으로 데이터를 전송하기 때문에, 여러 수신 노드들이 하나의 송신 노드로 데이터를 전송하는 경우에, 동시에 데이터를 전송하면 데이터의 충돌이 발생할 수 있다. 인-밴드 통신 방식은 전력의 전송에 사용되는 공진 주파수를 사용하여 데이터도 함께 송수신하는 통신 방식을 의미한다. 따라서, 수신 노드 별로 데이터를 전송하는 시간을 구별할 필요가 있고, 어느 시점을 기준으로 구별할 것인지 그 기준도 필요하다.
제어부(250)는 웨이크 업 되는 시점을 기준으로 결정할 수 있고, 수신 노드는 각각의 수신 노드 별로 설정된 데이터 전송 대기시간이 경과한 후에 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
예를 들면, 제1 수신 노드, 제2 수신 노드, 제3 수신 노드가 있는 경우에, 모든 수신 노드들은 하나의 송신 노드로부터 전력을 수신하여, 거의 동시에 웨이크 업 될 수 있다. 모든 수신 노드들은 웨이크 업 되는 시점으로부터 각각 설정된 데이터 전송 대기시간만큼 데이터 패킷의 전송을 대기할 수 있다. 또한, 각각의 수신 노드에서 데이터 패킷을 전송하는데 소요되는 시간이 고려될 수 있다.
예를 들면, 제1 수신 노드부터 제2 수신 노드, 제3 수신 노드의 순서로 데이터 패킷을 전송한다고 설정되고, 데이터 패킷을 전송하는데 소요되는 시간이 0.01초라고 설정되며, 제1 수신 노드의 데이터 전송 대기시간은 0.1초, 제2 수신 노드의 데이터 전송 대기시간은 0.2초, 제3 수신 노드의 데이터 전송 대기시간은 0.3초라고 설정될 수 있다. 데이터 전송 대기시간은 데이터 패킷의 전송에 소요되는 시간을 고려하여 설정될 수 있다. 데이터 전송 대기시간은 데이터 패킷의 전송에 소요되는 시간보다 적어도 2배 이상 긴 시간으로 설정될 수 있다.
모든 수신 노드들이 웨이크 업 된 시점으로부터 0.1초가 경과한 후에 제1 수신 노드는 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 모든 수신 노드들이 웨이크 업 된 시점으로부터 0.2초가 경과한 후에 제2 수신 노드는 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 모든 수신 노드들이 웨이크 업 된 시점으로부터 0.3초가 경과한 후에 제3 수신 노드는 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
변조부(260)는 제어부(250)에서 생성된 데이터 패킷을 로드 모듈레이션(load modulation) 방식으로 변조할 수 있다. 로드 모듈레이션 방식은 수신 노드의 임피던스를 설정된 크기로 변경함으로써, 정보를 변조하는 방식이다. 예를 들면, 데이터 패킷이 101100의 형태인 경우에, 1에 해당하는 부분에서는 임피던스를 설정된 크기로 증가시키고, 0에 해당하는 부분에서는 임피던스를 설정된 크기만큼 감소시킬 수 있다.
송신 노드는 소스 공진기에 인가되는 파형의 변화를 분석하여 수신 노드에 의하여 변경된 임피던스의 정보를 획득할 수 있고, 변경된 임피던스와 매칭되는 정보를 복조할 수 있다.
타겟 공진기(210)는 상호 공진을 통하여 변조부(260)에서 변조된 데이터 패킷을 소스 공진기로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 여러 어플리케이션들에 적용될 수 있다.
일 예로, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 김치 냉장고에 탑재될 수 있다. 보다 구체적으로 송신 노드는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 수신 노드는 김치 냉장고의 김치 용기에 탑재될 수 있다. 김치 냉장고에는 여러 개의 김치 용기가 들어갈 수 있으므로, 김치 용기 별로 수신 노드가 탑재될 수 있다.
김치 냉장고의 문에 탑재된 송신 노드는 소스 공진기로부터 각각의 김치 용기에 탑재된 타겟 공진기로 상호 공진을 통하여 전력을 전송할 수 있다.
각각의 김치 용기에 탑재된 수신 노드는 수신하는 전력에 의하여 웨이크 업 된 후, 센싱부를 이용하여 김치 용기에 담긴 김치의 산성도를 센싱할 수 있다. 센싱부는 김치에서 발생하는 가스의 산성도를 측정함으로써, 김치의 산성도를 센싱할 수 있다. 센싱부는 김치 용기 내부의 온도도 센싱할 수 있다. 수신 노드는 제어부를 이용하여 센싱부에서 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 김치의 숙성 상태를 결정할 수 있다. 김치가 점점 익을수록 산성의 성질을 띠게 되므로, 김치의 산성도 따라 김치의 숙성 상태가 구별될 수 있다. 수신 노드는 김치의 숙성 상태에 대한 정보를 송신 노드로 전송할 수 있다. 송신 노드는 김치의 숙성 상태에 대한 정보 및 김치 용기의 온도를 김치 냉장고의 디스플레이 창으로 출력할 수 있다. 사용자는 디스플레이 창에 출력된 김치의 숙성 상태를 확인하고, 김치 용기의 온도를 조절함으로써, 김치의 현재 숙성 상태를 유지시키거나, 현재 상태로부터 좀 더 빠르게 익을 수 있도록 할 수 있다.
다른 일 예로, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 세탁기에 탑재될 수 있다. 보다 구체적으로 송신 노드는 세탁기의 문에 탑재되고, 수신 노드는 세탁기의 세탁 용기에 탑재될 수 있다. 세탁기에 여러 개의 세탁 용기가 들어갈 수 있는 경우에는, 세탁 용기 별로 수신 노드가 탑재될 수도 있다.
세탁기의 문에 탑재된 송신 노드는 소스 공진기로부터 세탁 용기에 탑재된 타겟 공진기로 상호 공진을 통하여 전력을 전송할 수 있다.
세탁 용기에 탑재된 수신 노드는 수신하는 전력에 의하여 웨이크 업 된 후, 센싱부를 이용하여 세탁 용기에 담긴 세탁물의 무게, 세탁 용기에 유입되는 물의 압력, 세탁 용기 내부의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
수신 노드는 제어부를 이용하여 센싱부에서 센싱한 세탁물의 무게에 기초하여 세탁물의 세탁에 필요한 물의 용량 및 모터의 회전속도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 세탁물의 무거울수록 모터의 회전속도는 느려지도록 설정될 수 있다. 또한, 수신 노드는 제어부를 이용하여 물의 압력, 내부의 온도 및 습도 등에 기초하여 세탁물에 세탁 정도를 결정할 수 있다. 수신 노드는 세탁 용기 내부의 상태 및 세탁 정도에 대한 정보를 송신 노드로 전송할 수 있다. 송신 노드는 세탁 용기 내부의 상태 및 세탁 정도에 대한 정보를 세탁기의 디스플레이 창으로 출력할 수 있다.
위의 예들뿐만 아니라, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 다양한 가전 기기에 탑재될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드는 주파수 생성부(310), 증폭부(320), 소스 공진기(330), 복조부(340), 제어부(350) 및 디스플레이 창(360)을 포함할 수 있다.
주파수 생성부(310)는 소스 공진기(330)와 적어도 하나의 타겟 공진기 간에 상호 공진을 발생시키는 공진 주파수를 생성할 수 있다. 소스 공진기(330)와 적어도 하나의 타겟 공진기는 동일한 공진 주파수에서 공진 하도록 설계되었다. 주파수 생성부(310)는 이러한 공진 주파수의 신호를 생성할 수 있다.
증폭부(320)는 제어부(350)의 제어에 기초하여, 주파수 생성부(310)에서 생성된 공진 주파수의 신호를 증폭할 수 있다. 증폭부(320)는 공진 주파수의 신호를 수신 노드에서 필요로 하는 전력 레벨로 증폭시킬 수 있다. 수신 노드에서 필요로 하는 전력 레벨은 제어부(350)에서 결정될 수 있다.
소스 공진기(330)는 적어도 하나의 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 전송할 수 있다. 소스 공진기(330)는 적어도 하나의 타겟 공진기와 상호 공진이 가능한 거리에 위치할 수 있다. 소스 공진기(330)에 공진 주파수의 신호가 증폭되어 전달되면, 상호 공진을 통하여 증폭된 신호는 적어도 하나의 타겟 공진기로 전달될 수 있다. 증폭된 신호는 적어도 하나의 타겟 공진기에 전력으로서 제공될 수 있다.
복조부(340)는 소스 공진기(330)에 인가되는 신호의 파형의 변화에 기초하여 적어도 하나의 수신 노드에 의하여 로드 모듈레이션 된 적어도 하나의 데이터 패킷을 복조할 수 있다. 수신 노드는 하나일 수도 있고, 여러 개일 수도 있다. 수신 노드는 하나의 데이터 패킷을 전송할 수도 있고, 여러 개의 데이터 패킷들을 전송할 수도 있다. 수신 노드는 수신 노드의 임피던스를 변경시킴으로써, 데이터 패킷을 변조할 수 있다. 수신 노드의 임피던스가 변경되면, 소스 공진기(330)에 인가되는 신호의 파형에 변화가 발생한다. 복조부(340)는 파형의 변화를 분석함으로써, 변조된 데이터 패킷을 복조할 수 있다. 예를 들면, 복조부(340)는 파형의 진폭의 변화를 분석하여 변조된 데이터 패킷을 복조할 수 있다. 또는 복조부(340)는 파형의 피크 값의 레벨을 분석하여 변조된 데이터 패킷을 복조할 수 있다. 또는 복조부(340)는 파형의 피크 값이 발생하는 시간 간격을 분석하여 변조된 데이터 패킷을 복조할 수도 있다.
데이터 패킷은 수신 노드의 식별정보, 수신 노드에서 센싱하는 센싱 정보, 데이터 패킷의 전송 시, 수신 노드들 간의 충돌을 방지하기 위해 설정된 데이터 전송 대기시간 정보 및 수신 노드들 별로, 데이터 패킷의 전송에 소요되는 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어부(350)는 복조부(340)에서 복조한 데이터 패킷의 내용에 기초하여 획득한 정보를 디스플레이 창으로 출력할 수 있다.
제어부(350)는 적어도 하나의 수신 노드에 포함된 제어부와 센싱부가 웨이크 업 될 수 있는 전력 레벨로 소스 공진기(330)에서 전송될 전력량을 결정할 수 있다. 웨이크 업 될 수 있는 전력 레벨에 대한 정보는 제어부(350)에 미리 설정될 수 있다.
제어부(350)는 모든 수신 노드로부터 데이터 패킷의 수신을 완료하면, 소스 공진기(330)를 통한 전력의 전송을 중단시킬 수 있다. 제어부(350)는 전력의 전송을 중단시키고, 일정시간이 경과한 후에 다시 전력의 전송을 시작할 수 있다.
수신 노드는 송신 노드로부터 전력을 수신하는 동안에만, 센싱 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 송신 노드로부터 전력의 공급이 중단되면, 센싱 동작을 수행하지 않는다. 수신 노드는 지속적으로 센싱 동작을 수행할 필요 없이, 송신 노드의 제어에 따라 전력을 공급 받는 경우에만 센싱 동작을 수행함으로써, 수신 노드에서 소모되는 에너지의 양을 줄일 수 있다.
디스플레이 창(360)은 제어부(350)에서 전달된 정보를 출력할 수 있다. 이때 정보에는 수신 노드에서 센싱한 정보가 포함될 수 있다. 수신 노드는 다양한 어플리케이션들에 탑재될 수 있다.
일 예로, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 김치 냉장고에 탑재될 수 있다. 보다 구체적으로 송신 노드는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 수신 노드는 김치 냉장고의 김치 용기에 탑재될 수 있다. 김치 냉장고에는 여러 개의 김치 용기가 들어갈 수 있으므로, 김치 용기 별로 수신 노드가 탑재될 수 있다.
송신 노드는 제어부(350)를 이용하여, 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터 패킷에 기초하여 김치 용기에 담긴 김치의 숙성정보를 획득하고, 김치의 숙성정보를 디스플레이 창(360)으로 출력할 수 있다. 사용자는 디스플레이 창(360)에 출력된 정보를 확인하고, 김치 냉장고의 온도를 높이거나, 유지시키거나, 낮게 할 수 있다.
다른 일 예로, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 세탁기에 탑재될 수 있다. 보다 구체적으로 송신 노드는 세탁기의 문에 탑재되고, 수신 노드는 세탁기의 세탁 용기에 탑재될 수 있다. 세탁기에 여러 개의 세탁 용기가 들어갈 수 있는 경우에는, 세탁 용기 별로 수신 노드가 탑재될 수도 있다.
송신 노드는 제어부(350)를 이용하여, 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터 패킷에 기초하여 세탁 용기에 담긴 세탁물의 세탁정보를 획득하고, 세탁물의 세탁정보를 디스플레이 창(360)으로 출력할 수 있다.
위의 예들뿐만 아니라, 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드는 다양한 가전 기기에 탑재될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드가 탑재되는 어플리케이션의 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 수신 노드(410)는 김치 용기의 덮개(420)에 탑재될 수 있다. 수신 노드(410)는 김치숙성가스 감지 센서를 포함할 수 있는데, 김치숙성가스 감지 센서는 pH센서로써, 공기 중의 산성도(pH값)를 측정함으로써, 김치의 숙성정도를 제공할 수 있다.
수신 노드(410)가 김치 용기 별로 덮개(420)에 탑재되거나, 김치 용기에 탑재되는 경우, 각 김치 용기에 담긴 김치의 산도가 독립적으로 측정될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템이 탑재되는 어플리케이션의 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 송신 노드(510)는 냉장고의 문에 탑재될 수 있다. 송신 노드(510)는 주파수 생성부(511), 전력 증폭부(512), 복조부(513), 제어부(514), 디스플레이 창(515) 및 소스 공진기(516)를 포함할 수 있다.
주파수 생성부(511)는 소스 공진기(516)를 공진시키는 공진 주파수의 신호를 생성할 수 있다. 소스 공진기(516)는 제1 수신 노드의 타겟 공진기, 제2 수신 노드의 타겟 공진기, 제3 수신 노드의 타겟 공진기와 상호 공진할 수 있다. 전력 증폭부(512)는 제1 수신 노드, 제2 수신 노드, 제3 수신 노드의 웨이크 업 및 전력 충전에 필요한 전력 레벨로, 주파수 생성부(511)에서 생성된 신호를 증폭할 수 있다.
복조부(513)는 제1 수신 노드, 제2 수신 노드, 제3 수신 노드로부터 전달된 데이터 패킷을 복조할 수 있다. 데이터 패킷은 로드 모듈레이션을 통해 변조될 수 있는데, 복조부(513)는 소스 공진기(516)에 인가되는 신호 파형의 변화를 분석하여, 변조된 데이터 패킷을 복조할 수 있다.
제어부(514)는 복조부(513)에서 복조된 정보에 기초하여 전력 증폭부(512)에서 증폭해야할 전력량을 결정할 수 있다. 제어부(514)는 복조부(513)에서 복조된 정보를 디스플레이 창(515)으로 출력할 수도 있다.
소스 공진기(516)는 김치 냉장고의 문 사이즈와 동일한 사이즈로 구성될 수도 있고, 작은 사이즈 여러 개로 구성될 수도 있다.
제1 수신노드는 제1 용기에 탑재될 수 있다. 제2 수신노드는 제2 용기에 탑재될 수 있다. 제3 수신노드는 제3 용기에 탑재될 수 있다.
제1 수신 노드, 제2 수신 노드 및 제3 수신 노드는 송신 노드(510)로부터 전력을 수신하면, 거의 동시에 웨이크 업 될 수 있다. 각 수신 노드는 제어모듈과 김치숙성가스 센서를 포함할 수 있다. 각 수신 모드는 웨이크 업 되는 시점을 기준으로 순차적으로 김치숙성가스 센서에서 측정한 김치 용기 별 김치의 숙성정보를 송신 노드(510)로 전송할 수 있다.
송신 노드(510)의 제어부(513)는 제1 수신 노드, 제2 수신 노드 및 제3 수신 노드로부터 수신한 데이터 패킷들에 기초하여 각 김치 용기에 담긴 김치의 숙성정보 및 각 김치 용기의 온도를 획득하고, 김치의 숙성정보 및 각 김치 용기의 온도를 디스플레이 창(515)으로 출력할 수 있다.
각 김치 용기마다 고유의 ID를 부여하여, 송신 노드(510)는 수신된 정보를 개별적으로 관리할 수 있다.
김치 용기에 부착되어야 하므로, 습도와 온도 등의 문제로 수신 노드는 배터리를 사용하기 어려운 점이 있다. 따라서, 무선전력전송 기술을 이용하여 수신 노드의 센서는 실시간으로 전력을 수신하할 수 있다. 각 수신 노드에서 타겟 공진기는 소스 공진기(516)로부터 전력을 수신할 수 있다. 정류기는 수신한 교류 전력을 직류 전력으로 정류하고, 직류-직류 변환기는 정류된 전력의 전압을 제어 모듈의 정격 전압 레벨, 센서의 정격 전압 레벨로 변환할 수 있다. 센서에서 측정된 데이터는 로드 모듈레이션 방식으로 변조되어, 소스 공진기(516)로 전달될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 수신 노드들이 사용하는 데이터 패킷의 전송 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 도 5의 제1 수신노드, 제2 수신노드 및 제3 수신노드는 송신 노드(510)로부터 전력을 수신하여 웨이크 업되는 시점(610)을 데이터 패킷 전송의 동기 시점으로 인식할 수 있다.
제1 수신 노드, 제2 수신 노드 및 제3 수신 노드에서 전송하는 데이터 패킷이, 송신 노드에서 충돌하지 않도록, 데이터 전송 대기시간이 수신 노드 별로 설정될 수 있다.
각 수신 노드는 고유의 식별정보와 고유의 데이터 전송 대기시간 △t를 갖도록 데이터 패킷 정보를 구성할 수 있다.
예를 들어, 각 수신 노드에서 전력이 수신되면, 각 수신 노드의 제어모듈과 센서가 웨이크 업 된다. 웨이크 업 된 후, 센서는 김치 용기 내부의 산성도 및 온도 등의 정보를 측정하여 제어 모듈로 전송할 수 있다.
제1 수신 노드, 제2 수신 노드 및 제3 수신 노드는 제어모듈이 웨이크 업된 시점(610)을 제1 수신 노드, 제2 수신 노드 및 제3 수신 노드 간의 시간 동기의 기준으로 사용할 수 있다. 각 수신 노드의 제어 모듈은 고유의 △t 후에 자신의 식별정보와 측정한 데이터를 송신 노드로 전송함으로써, 각 수신 노드에서 전송하는 데이터의 충돌을 피하도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 수신 노드에서는 △t1[ms]이 설정될 수 있다. 제1 수신 노드는 동기 시점(610)으로부터 △t1[ms]이 경과한 후에 식별정보 ID1 및 측정 데이터를 포함하는 데이터 패킷(620)을 송신 노드로 전송할 수 있다. 제2 수신 노드에서는 △t2[ms] > △t1[ms] + T_Data[ms]가 되도록 설정될 수 있다. T_Data[ms]는 데이터 패킷(620)의 전송을 완료하는데 소요되는 시간을 의미할 수 있다. T_Data[ms]는 데이터 패킷(620), 데이터 패킷(630) 및 데이터 패킷(640) 별로 다르게 설정될 수도 있고, 서로 동일하게 설정될 수도 있다. 제2 수신 노드는 동기 시점(610)으로부터 △t2[ms]이 경과한 후에 식별정보 ID2 및 측정 데이터를 포함하는 데이터 패킷(630)을 송신 노드로 전송할 수 있다. 마찬가지로, 제3 수신 노드에서는 △t3[ms] > △t2[ms] + T_Data[ms]가 되도록 설정될 수 있다. 제3 수신 노드는 동기 시점(610)으로부터 △t3[ms]이 경과한 후에 식별정보 ID3 및 측정 데이터를 포함하는 데이터 패킷(640)을 송신 노드로 전송할 수 있다.
데이터 패킷(620), 데이터 패킷(630) 및 데이터 패킷(640)은 서로 다른 시간에 송신 노드로 전송되므로, 송신 노드는 데이터 패킷(620), 데이터 패킷(630) 및 데이터 패킷(640)을 구별하여 복조할 수 있다.
송신 노드는 데이터 전송 대기시간 △t1, △t2, △t3에 대한 정보를 각 수신 노드와 미리 공유할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드에서 디스플레이 창에 출력하는 정보를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 송신노드는 디스플레이 창을 통하여 각 김치 용기 별로, 온도 및 김치의 숙성상태를 출력할 수 있다. 사용자는 김치의 숙성상태를 확인하여, 김치 냉장고의 온도를 조절할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템이 탑재되는 어플리케이션의 다른 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 송신 노드(811)는 세탁기(800)의 문(810)에 탑재될 수 있다. 송신 노드(810)는 도 3의 구성과 같이 주파수 생성부, 전력 증폭부, 복조부, 제어부, 디스플레이 창 및 소스 공진기를 포함할 수 있다. 수신 노드는 세탁 용기(820)에 탑재될 수 있다.
수신 노드는 도 2의 구성과 같이 타겟 공진기, 정류부, 직류-직류 변환부, 센싱부, 제어부 및 변조부를 포함할 수 있다. 센싱부는 수신하는 전력에 의하여 웨이크 업 된 후, 세탁 용기(820)에 담긴 세탁물의 무게, 세탁 용기(820)에 유입되는 물의 압력, 세탁 용기(820) 내부의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
제어부는 센싱부에서 센싱한 세탁물의 무게에 기초하여 세탁물의 세탁에 필요한 물의 용량 및 모터의 회전속도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 세탁물의 무거울수록 모터의 회전속도는 느려지도록 설정될 수 있다. 또한, 제어부는 물의 압력, 내부의 온도 및 습도 등에 기초하여 세탁물에 세탁 정도를 결정할 수 있다. 수신 노드는 세탁 용기 내부의 상태 및 세탁 정도에 대한 정보를 송신 노드(811)로 전송할 수 있다. 송신 노드(811)는 세탁 용기 내부의 상태 및 세탁 정도에 대한 정보를 세탁기의 디스플레이 창으로 출력할 수 있다.
송신 노드(811)는 제어부(350)를 이용하여, 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터 패킷에 기초하여 세탁 용기에 담긴 세탁물의 세탁정보를 획득하고, 세탁물의 세탁정보를 디스플레이 창(360)으로 출력할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법의 흐름도이다.
910단계에서, 송신 노드는 소스 공진기에서 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 전송할 수 있다. 타겟 공진기는 수신 노드 별로 탑재될 수 있다. 송신 노드는 소스 공진기에서 타겟 공진기들로 전력을 전송할 수 있다.
920단계에서, 복수의 수신 노드들은 복수의 수신 노드들 각각에서 타겟 공진기를 통하여 전력을 수신하고, 수신한 전력을 정류할 수 있다.
930단계에서, 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 제어부와 센서는 수신한 전력에 의해 웨이크 업 될 수 있다. 송신 노드는 구동이 시작되면, 복수의 수신 노드들에 포함된 제어부들과 센서들을 웨이크 업 시킬 수 있는 전력 레벨로 전력을 전송할 수 있다.
940단계에서, 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 센서는 정보를 센싱할 수 있다. 센서는 웨이크 업 후, 센싱 동작을 수행할 수 있다.
950단계에서, 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 제어부는 설정된 전송 대기 시간이 경과한 후에 데이터 패킷을 로드 모듈레이션 방식으로 변조할 수 있다. 변조된 데이터는 상호 공진을 통하여 타겟 공진기로부터 소스 공진기로 전송될 수 있다.
960단계에서, 송신노드는 소스 공진기에 인가된 신호의 파형의 변화에 기초하여 복수의 수신 노드들 각각으로부터 수신한 변조된 데이터 패킷을 복조할 수 있다.
970단계에서, 송신노드는 복조한 데이터 패킷에 포함된 정보를 디스플레이 창으로 출력할 수 있다.
980단계에서, 송신노드는 모든 수신 노드들로부터 데이터 패킷을 수신하면, 수신 노드들로의 전력 전송을 중단할 수 있다.
도 10a는 다른 일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법의 흐름도이다.
1010단계에서, 송신 노드는 복수의 수신 노드들로 전력을 전송할 수 있다. 송신 노드는 소스 공진기를 포함하고, 수신 노드들 각각은 타겟 공진기를 포함한다. 소스 공진기와 타겟 공진기는 동일한 공진 주파수에서 상호 공진하고, 소스 공진기에 저장된 전력은 상호 공진이 발생하면, 타겟 공진기로 전달될 수 있다.
1015단계에서, 수신 노드 1, 2, 3, 4는 송신 노드로부터 전력을 수신하고, 수신하는 전력은 교류 전력이어서, 직류 전력으로 정류할 수 있다. 수신 노드 1, 2, 3, 4는 복수의 수신 노드들의 예를 나타낸다.
1020단계에서, 수신 노드 1, 2, 3, 4 각각의 제어부 및 센서는 정류된 전력이 공급되면, 웨이크 업 될 수 있다. 제어부 및 센서는 웨이크 업 전력이 공급되면, 구동을 시작할 수 있다.
1025단계에서, 수신 노드 1, 2, 3, 4의 센서는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 수신 노드 1은 제1 김치 용기, 수신 노드 2는 제2 김치 용기, 수신 노드 3은 제3 김치 용기, 수신 노드 4는 제4 김치 용기에 탑재될 수 있다. 각 수신 노드의 센서는 각 김치 용기에 담긴 김치로부터 발생하는 가스에서 산성도를 측정할 수 있다. 또한, 각 수신 노드의 센서는 각 김치 용기 내부의 온도를 측정할 수 있다.
1030단계에서, 수신 노드 1, 2, 3, 4는 각각 설정된 데이터 전송 대기시간 △t 이후에 순차적으로 데이터 패킷에 로드 모듈레이션을 수행할 수 있다. 로드 모듈레이션 된 데이터 패킷은 각 수신 노드의 타겟 공진기에서 소스 공진기로 상호 공진을 통해 전송될 수 있다.
1035단계에서, 송신 노드는 모든 수신 노드들로부터 데이터 패킷들을 수신하였는지 확인할 수 있다. 예를 들면, 수신 노드 1, 2, 3, 4로부터 데이터 패킷을 수신해야 하므로, 4개의 데이터 패킷들을 수신하였는지 확인할 수 있다.
1040단계에서, 송신 노드는 모든 수신 노드들로부터 데이터 패킷들을 수신하였으면, 전력의 전송을 중단시킬 수 있다.
1045단계에서, 송신 노드는 수신 노드들로부터 수신한 데이터 패킷에 포함된 정보를 디스플레이 창에 출력할 수 있다. 데이터 패킷에는 각 김치 용기에 담긴 김치의 산성도, 김치 용기 내부의 온도 등이 포함될 수 있다.
1050단계에서, 송신 노드는 모든 수신 노드들로의 전력 전송 및 데이터 수신의 한 사이클을 완료하고, 일정시간 타임 딜레이된 후, 다시 수신노드들로 전력의 전송을 시작할 수 있다.
일 실시예에 따른 수신 노드의 숙성가스센서는 실시간으로 데이터를 모니터링 할 필요가 없기 때문에, 에너지 절감을 위해 한 사이클(cycle) 주기로 송신 노드는 전력을 전송하고, 이에 따라 수신 노드의 센서는 정보를 측정하며, 측정결과를 송신 노드로 전송하여, 송신 노드에서 디스플레이 될 수 있다.
송신 노드는 수신 노드의 제어부와 센서가 모두 깨어날 수 있는 전력레벨로 전력을 전송한다. 송신 노드는 △t이 가장 늦은 수신 노드의 데이터 전송이 끝나는 시간까지 전력의 전송을 유지하고, 이후 전력 전송을 중단할 수 있다.
도 10b는 도 10a의 단계들 중 특정 단계에서, 상호 공진을 이용하는 송신 노드에서 측정된 전력량을 나타낸 도면이다.
1010단계에서, 시스템의 구동이 시작되면, 먼저 송신 노드에서 웨이크 업 전력을 전송할 수 있다. 웨이크 업 전력량은 수신 노드에 포함된 제어부와 센서를 모두 웨이크 업 시킬 수 있는 전력량에 해당한다.
1030단계에서, 각 수신 노드에서 센싱한 정보가 로드 모듈레이션 되면, 소스 노드의 소스 공진기에 인가되는 파형에 변화가 생길 수 있다. 송신 노드에서 인가되는 파형의 변화를 분석함으로써, 각 수신 노드에서 센싱한 정보는 복조될 수 있다.
1050단계에서, 모든 수신 노드들로부터 데이터를 수신한 후에, 송신 노드는 전력의 전송을 중단한다. 일정 시간이 경과한 후, 1010단계의 과정부터 전 과정을 다시 반복할 수 있다.
일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드 및 수신 노드를 통하여, 각 김치 용기에 담긴 김치의 산성도 및 온도를 독립적으로 측정할 수 있다. 개별 김치 용기마다 모니터링이 가능하므로, 김치 용기가 들어있는 냉장고의 칸칸 마다 냉장 상태를 체크할 수 있고, 김치 냉장고의 온도를 제어함으로써 김치를 원하는 숙성 상태로 만들고 유지하게 할 수 있다.
일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드 및 수신 노드를 통하여, 배터리를 사용하지 않는 수신 노드의 구성 및 로드 모듈레이션을 통한 인 밴드 통신 방식의 데이터 송수신 방법이 제공될 수 있다.
수신 노드들 간의 데이터 충돌을 피하기 위한 고유의 식별정보(ID)와 고유의 △t로 데이터 패킷이 전송되도록, 데이터 패킷을 구성하는 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 상호 공진을 이용하는 송신 노드 및 수신 노드를 통하여, 수신 노드의 센서는 실시간으로 데이터를 모니터링 할 필요가 없기 때문에, 에너지 절감을 위해 한 사이클 주기로 송신 노드에서 전력을 전송하는 방법을 제공할 수 있다. 일 예로 한 사이클 주기는 수 초~ 수 분에 해당할 수 있다.
도 11 내지 도 13에서 "공진기"는 소스 공진기 및 타겟 공진기를 포함한다.
도 11내지 도 13의 공진기는 도 1 내지 도 10에서 설명된 공진기에 적용될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 공진기 및 피더에서 자기장의 분포를 나타낸다.
별도의 피더를 통해 공진기가 전력을 공급받는 경우에는 피더에서 자기장이 발생하고, 공진기에서도 자기장이 발생한다.
도 11의 (a)를 참조하면, 피더(1110)에서 입력 전류가 흐름에 따라 자기장(1130)이 발생한다. 피더(1110) 내부에서 자기장의 방향(1131)과 외부에서 자기장의 방향(1133)은 서로 반대 위상을 가진다. 피더(1110)에서 발생하는 자기장(1130)에 의해 공진기(1120)에서 유도 전류가 발생한다. 이때 유도 전류의 방향은 입력 전류의 방향과 반대이다.
유도 전류에 의해 공진기(1120)에서 자기장(1140)이 발생한다. 자기장의 방향은 공진기(1120)의 내부에서는 동일한 방향을 가진다. 따라서, 공진기(1120)에 의해 피더(1110)의 내부에서 발생하는 자기장의 방향(1141)과 피더(1110)의 외부에서 발생하는 자기장의 방향(1143)은 동일한 위상을 가진다.
결과적으로 피더(1110)에 의해서 발생하는 자기장과 공진기(1120)에서 발생하는 자기장을 합성하면, 피더(1110)의 내부에서는 자기장의 세기가 약화되고, 피더(1110)의 외부에서는 자기장의 세기가 강화된다. 따라서, 도 11과 같은 구조의 피더(1110)를 통해 공진기(1120)에 전력을 공급하는 경우에, 공진기(1120) 중심에서 자기장의 세기가 약하고, 외곽에서 자기장의 세기가 강하다. 공진기(1120) 상에서 자기장의 분포가 균일(uniform)하지 않은 경우, 입력 임피던스가 수시로 변화하므로 임피던스 매칭을 수행하는 것이 어렵다. 또한, 자기장의 세기가 강한 부분에서는 무선 전력 전송이 잘되고, 자기장의 세기가 약한 부분에서는 무선 전력 전송이 잘 되지 않으므로, 평균적으로 전력 전송 효율이 감소한다.
(b)는 공진기(1150)와 피더(1160)가 공통의 접지를 가진 무선 전력 전송 장치의 구조를 나타낸다. 공진기(1150)는 캐패시터(1151)를 포함할 수 있다. 피더(1160)는 포트(1161)를 통하여, RF 신호를 입력 받을 수 있다. 피더(1160)에는 RF 신호가 입력되어, 입력 전류가 생성될 수 있다. 피더(1160)에 흐르는 입력 전류는 자기장을 생성하고, 상기 자기장으로부터 공진기(1150)에 유도 전류가 유도된다. 또한, 공진기(1150)를 흐르는 유도 전류로부터 자기장이 발생한다. 이때, 피더(1160)에 흐르는 입력 전류의 방향과 공진기(1150)에 흐르는 유도 전류의 방향은 서로 반대 위상을 가진다. 따라서, 공진기(1150)와 피더(1160) 사이의 영역에서, 입력 전류에 의해 발생하는 자기장의 방향(1171)과 유도 전류에 의해 발생하는 자기장의 방향(1173)은 동일한 위상을 가지므로, 자기장의 세기가 강화된다. 반면에, 피더(1160)의 내부에서는, 입력 전류에 의해 발생하는 자기장의 방향(1181)과 유도 전류에 의해 발생하는 자기장의 방향(1183)은 반대 위상을 가지므로, 자기장의 세기가 약화된다. 결과적으로 공진기(1150)의 중심에서는 자기장의 세기가 약해지고, 공진기(1150)의 외곽에서는 자기장의 세기가 강화될 수 있다.
피더(1160)는 피더(1160) 내부의 면적을 조절하여, 입력 임피던스를 결정할 수 있다. 여기서 입력 임피던스는 피더(1160)에서 공진기(1150)를 바라볼 때, 보이는 임피던스를 의미한다. 피더(1160) 내부의 면적이 커지면 입력 임피던스는 증가하고, 내부의 면적이 작아지면 입력 임피던스는 감소한다. 그런데, 입력 임피던스가 감소하는 경우에도, 공진기(1150) 내부의 자기장 분포는 일정하지 않으므로, 타겟 디바이스의 위치에 따라 입력 임피던스 값이 일정하지 않다. 따라서, 전력 증폭기의 출력 임피던스와 상기 입력 임피던스의 매칭을 위해 별도의 매칭 네트워크가 필요하다. 입력 임피던스가 증가하는 경우에는 큰 입력 임피던스를 작은 출력 임피던스에 매칭시키기 위해 별도의 매칭 네트워크가 필요할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 공진기 및 피더의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12의 (a)를 참조하면, 공진기(1210)는 캐패시터(1211)를 포함할 수 있다. 피더(1220)는 캐패시터(1211)의 양단에 전기적으로 연결될 수 있다.
(b)는 (a)의 구조를 좀 더 구체적으로 표시한 도면이다. 이때, 공진기(1210)는 제1 전송선로, 제1 도체(1241), 제2 도체(1242), 적어도 하나의 제1 캐패시터(1250)를 포함할 수 있다.
제1 캐패시터(1250)는 제1 전송 선로에서 제1 신호 도체 부분(1231)과 제2 신호 도체 부분(1232) 사이에 위치에 직렬로 삽입되며, 그에 따라 전계(electric field)는 제1 캐패시터(1250)에 갇히게 된다. 일반적으로, 전송 선로는 상부에 적어도 하나의 도체, 하부에 적어도 하나의 도체를 포함하며, 상부에 있는 도체를 통해서는 전류가 흐르며, 하부에 있는 도체는 전기적으로 그라운드 된다(grounded). 본 명세서에서는 제1 전송 선로의 상부에 있는 도체를 제1 신호 도체 부분(1231)과 제2 신호 도체 부분(1232)로 나누어 부르고, 제1 전송 선로의 하부에 있는 도체를 제1 그라운드 도체 부분(1233)으로 부르기로 한다.
(b)에 도시된 바와 같이, 공진기는 2 차원 구조의 형태를 갖는다. 제1 전송 선로는 상부에 제1 신호 도체 부분(1231) 및 제2 신호 도체 부분(1232)을 포함하고, 하부에 제1 그라운드 도체 부분(1233)을 포함한다. 제1 신호 도체 부분(1231) 및 제2 신호 도체 부분(1232)과 제1 그라운드 도체 부분(1233)은 서로 마주보게 배치된다. 전류는 제1 신호 도체 부분(1231) 및 제2 신호 도체 부분(1232)을 통하여 흐른다.
또한, (b)에 도시된 바와 같이 제1 신호 도체 부분(1231)의 한쪽 단은 제1 도체(1241)와 접지(short)되고, 다른 쪽 단은 제1 캐패시터(1250)와 연결된다. 그리고, 제2 신호 도체 부분(1232)의 한쪽 단은 제2 도체(1242)와 접지되며, 다른 쪽 단은 제1 캐패시터(1250)와 연결된다. 결국, 제1 신호 도체 부분(1231), 제2 신호 도체 부분(1232) 및 제1 그라운드 도체 부분(1233), 도체들(1241, 1242)은 서로 연결됨으로써, 공진기는 전기적으로 닫혀 있는 루프 구조를 갖는다. 여기서, '루프 구조'는 원형 구조, 사각형과 같은 다각형의 구조 등을 모두 포함하며, '루프 구조를 갖는다고 함은' 전기적으로 닫혀 있다는 것을 의미한다.
제1 캐패시터(1250)는 전송 선로의 중단부에 삽입된다. 보다 구체적으로, 제1캐패시터(1250)는 제1 신호 도체 부분(1231) 및 제2 신호 도체 부분(1232) 사이에 삽입된다. 이 때, 제1 캐패시터(1250)는 집중 소자(lumped element) 및 분산 소자(distributed element) 등의 형태를 가질 수 있다. 특히, 분산 소자의 형태를 갖는 분산된 캐패시터는 지그재그 형태의 도체 라인들과 그 도체 라인들 사이에 존재하는 높은 유전율을 갖는 유전체를 포함할 수 있다.
제1 캐패시터(1250)가 전송 선로에 삽입됨에 따라 소스 공진기는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다. 여기서, 메타물질이란 자연에서 발견될 수 없는 특별한 전기적 성질을 갖는 물질로서, 인공적으로 설계된 구조를 갖는다. 자연계에 존재하는 모든 물질들의 전자기 특성은 고유의 유전율 또는 투자율을 가지며, 대부분의 물질들은 양의 유전율 및 양의 투자율을 갖는다.
대부분의 물질들에서 전계, 자계 및 포인팅 벡터에는 오른손 법칙이 적용되므로, 이러한 물질들을 RHM(Right Handed Material)이라고 한다. 그러나, 메타물질은 자연계에 존재하지 않는 유전율 또는 투자율을 가진 물질로서, 유전율 또는 투자율의 부호에 따라 ENG(epsilon negative) 물질, MNG(mu negative) 물질, DNG(double negative) 물질, NRI(negative refractive index) 물질, LH(left-handed) 물질 등으로 분류된다.
이 때, 집중 소자로서 삽입된 제1 캐패시터(1250)의 캐패시턴스가 적절히 정해지는 경우, 소스 공진기는 메타물질의 특성을 가질 수 있다. 특히, 제1 캐패시터(1250)의 캐패시턴스를 적절히 조절함으로써, 소스 공진기는 음의 투자율을 가질 수 있으므로, 소스 공진기는 MNG 공진기로 불려질 수 있다. 제1 캐패시터(1250)의 캐패시턴스를 정하는 전제(criterion)들은 다양할 수 있다. 소스 공진기가 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있도록 하는 전제(criterion), 소스 공진기가 대상 주파수에서 음의 투자율을 갖도록 하는 전제 또는 소스 공진기가 대상 주파수에서 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 갖도록 하는 전제 등이 있을 수 있고, 상술한 전제들 중 적어도 하나의 전제 아래에서 제1 캐패시터(1250)의 캐패시턴스가 정해질 수 있다.
MNG 공진기는 전파 상수(propagation constant)가 0일 때의 주파수를 공진 주파수로 갖는 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 가질 수 있다. MNG 공진기는 영번째 공진 특성을 가질 수 있으므로, 공진 주파수는 MNG 공진기의 물리적인 사이즈에 대해 독립적일 수 있다. 즉, 아래에서 다시 설명하겠지만, MNG 공진기에서 공진 주파수를 변경하기 위해서는 제1 캐패시터(1250)를 적절히 설계하는 것으로 충분하므로, MNG 공진기의 물리적인 사이즈를 변경하지 않을 수 있다.
또한, 근접장(near field)에서 전계는 전송 선로에 삽입된 제1 캐패시터(1250)에 집중되므로, 제1 캐패시터(1250)로 인하여 근접 필드에서는 자기장(magnetic field)이 도미넌트(dominant)해진다. 그리고, MNG 공진기는 집중 소자의 제1 캐패시터(1250)를 이용하여 높은 큐-팩터(Q-Factor)를 가질 수 있으므로, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다. 참고로, 큐-팩터는 무선 전력 전송에 있어서 저항 손실(ohmic loss)의 정도 또는 저항(resistance)에 대한 리액턴스의 비를 나타내는데, 큐-팩터가 클수록 무선 전력 전송의 효율이 큰 것으로 이해될 수 있다.
또한, (b)에 도시되지 아니하였으나, MNG 공진기를 관통하는 마그네틱 코어가 더 포함될 수 있다. 이러한 마그네틱 코어는 전력 전송 거리를 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
(b)를 참조하면, 피더(1220)는 제2 전송선로, 제3 도체(1271), 제4 도체(1272), 제5 도체(1281) 및 제6 도체(1282)를 포함할 수 있다.
제2 전송 선로는 상부에 제3 신호 도체 부분(1261) 및 제4 신호 도체 부분(1262)을 포함하고, 하부에 제2 그라운드 도체 부분(1263)을 포함한다. 제3 신호 도체 부분(1261) 및 제4 신호 도체 부분(1262)과 제2 그라운드 도체 부분(1263)은 서로 마주보게 배치된다. 전류는 제3 신호 도체 부분(1261) 및 제4 신호 도체 부분(1262)을 통하여 흐른다.
또한, (b)에 도시된 바와 같이 제3 신호 도체 부분(1261)의 한쪽 단은 제3 도체(1271)와 접지(short)되고, 다른 쪽 단은 제5 도체(1281)와 연결된다. 그리고, 제4 신호 도체 부분(1262)의 한쪽 단은 제4 도체(1272)와 접지되며, 다른 쪽 단은 제6 도체(1282)와 연결된다. 제5 도체(1281)는 제1 신호 도체 부분(1231)과 연결되고, 제6 도체(1282)는 제2 신호 도체 부분(1232)과 연결된다. 제5 도체(1281)와 제6 도체(1282)는 제1 캐패시터(1250)의 양단에 병렬로 연결된다. 이때, 제5 도체(1281) 및 제6 도체(1282)는 RF신호를 입력받는 입력 포트로 사용될 수 있다.
결국, 제3 신호 도체 부분(1261), 제4 신호 도체 부분(1262) 및 제2 그라운드 도체 부분(1263), 제3 도체(1271), 제4 도체(1272), 제5 도체(1281), 제6 도체(1282) 및 공진기(1210)는 서로 연결됨으로써, 공진기(1210) 및 피더(1220)는 전기적으로 닫혀 있는 루프 구조를 갖는다. 여기서, '루프 구조'는 원형 구조, 사각형과 같은 다각형의 구조 등을 모두 포함한다. 제5 도체(1281) 또는 제6 도체(1282)를 통하여 RF 신호가 입력되면, 입력 전류는 피더(1220) 및 공진기(1210)에 흐르게 되고, 입력 전류에 의해 발생하는 자기장에 의하여, 공진기(1210)에 유도 전류가 유도 된다. 피더(1220)에서 흐르는 입력 전류의 방향과 공진기(1210)에서 흐르는 유도 전류의 방향이 동일하게 형성됨으로써, 공진기(1210)의 중앙에서는 자기장의 세기가 강화되고, 공진기(1210)의 외곽에서는 자기장의 세기가 약화된다.
공진기(1210)와 피더(1220) 사이 영역의 면적에 의해 입력 임피던스가 결정될 수 있으므로, 전력 증폭기의 출력 임피던스와 상기 입력 임피던스의 매칭을 수행하기 위해 별도의 매칭 네트워크는 필요하지 않다. 매칭 네트워크가 사용되는 경우에도, 피더(1220)의 크기를 조절함으로써, 입력 임피던스를 결정할 수 있기 때문에, 매칭 네트워크의 구조는 단순해질 수 있다. 단순한 매칭 네트워크 구조는 매칭 네트워크의 매칭 손실을 최소화한다.
제2 전송 선로, 제3 도체(1271), 제4 도체(1272), 제5 도체(1281), 제6 도체(1282) 는 공진기(1210)와 동일한 구조를 형성할 수 있다. 즉, 공진기(1210)가 루프 구조인 경우에는 피더(1220)도 루프 구조일 수 있다. 또한, 공진기(1210)가 원형 구조인 경우에는 피더(1220)도 원형 구조일 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 피더의 피딩에 따른 공진기의 내부에서 자기장의 분포를 나타낸 도면이다.
무선 전력 전송에서 피딩은, 소스 공진기에 전력을 공급하는 것을 의미한다. 또한, 무선 전력 전송에서 피딩은, 정류부에 AC 전력을 공급하는 것을 의미할 수 있다. (a)는 피더에서 흐르는 입력 전류의 방향 및 소스 공진기에서 유도되는 유도 전류의 방향을 나타낸다. 또한, (a)는 피더의 입력 전류에 의해 발생하는 자기장의 방향 및 소스 공진기의 유도 전류에 의해 발생하는 자기장의 방향을 나타낸다. (a)는 도 12의 공진기(1210) 및 피더(1220)를 좀 더 간략하게 표현한 도면이다. (b)는 피더와 공진기의 등가회로를 나타낸다.
(a)를 참조하면, 피더의 제5 도체 또는 제6 도체는 입력 포트(1310)로 사용될 수 있다. 입력 포트(1310)는 RF 신호를 입력 받는다. RF 신호는 전력 증폭기로부터 출력될 수 있다. 전력 증폭기는 타겟 디바이스의 필요에 따라 RF 신호의 진폭을 증감시킬 수 있다. 입력 포트(1310)에서 입력된 RF 신호는 피더에 흐르는 입력 전류의 형태로 표시될 수 있다. 피더를 흐르는 입력 전류는 피더의 전송선로를 따라 시계방향으로 흐른다. 그런데, 피더의 제5 도체는 공진기와 전기적으로 연결된다. 좀 더 구체적으로, 제5 도체는 공진기의 제1 신호 도체 부분과 연결된다. 따라서 입력 전류는 피더 뿐만 아니라 공진기에도 흐르게 된다. 공진기에서 입력 전류는 반시계 방향으로 흐른다. 공진기에 흐르는 입력 전류에 의하여 자기장이 발생하고, 상기 자기장에 의해 공진기에 유도 전류가 생성된다. 유도 전류는 공진기에서 시계방향으로 흐른다. 이때 유도 전류는 공진기의 캐패시터에 에너지를 전달할 수 있다. 또한, 유도 전류에 의해 자기장이 발생한다. (a)에서 피더 및 공진기에 흐르는 입력 전류는 실선으로 표시되고, 공진기에 흐르는 유도 전류는 점선으로 표시되었다.
전류에 의해 발생하는 자기장의 방향은 오른나사의 법칙을 통해 알 수 있다. 피더 내부에서, 피더에 흐르는 입력 전류에 의해 발생한 자기장의 방향(1321)과 공진기에 흐르는 유도 전류에 의해 발생한 자기장의 방향(1323)은 서로 동일하다. 따라서, 피더 내부에서 자기장의 세기가 강화된다.
또한, 피더와 공진기 사이의 영역에서, 피더에 흐르는 입력 전류에 의해 발생한 자기장의 방향(1333)과 소스 공진기에 흐르는 유도 전류에 의해 발생한 자기장의 방향(1331)은 서로 반대 위상이다. 따라서, 피더와 공진기 사이의 영역에서, 자기장의 세기는 약화된다.
루프 형태의 공진기에서는 일반적으로 공진기의 중심에서는 자기장의 세기가 약하고, 공진기의 외곽부분에서는 자기장의 세기가 강하다. 그런데 (a)를 참조하면, 피더가 공진기의 캐패시터 양단에 전기적으로 연결됨으로써 공진기의 유도 전류의 방향과 피더의 입력 전류의 방향이 동일해 진다. 공진기의 유도 전류의 방향과 피더의 입력 전류의 방향이 동일하기 때문에, 피더의 내부에서는 자기장의 세기가 강화되고, 피더의 외부에서는 자기장의 세기가 약화된다. 결과적으로 루프 형태의 공진기의 중심에서는 피더로 인하여 자기장의 세기가 강화되고, 공진기의 외곽부분에서는 자기장의 세기가 약화될 수 있다. 그러므로 공진기 내부에서는 전체적으로 자기장의 세기가 균일해질 수 있다.
한편, 소스 공진기에서 타겟 공진기로 전달되는 전력 전송의 효율은 소스 공진기에서 발생하는 자기장의 세기에 비례하므로, 소스 공진기의 중심에서 자기장의 세기가 강화됨에 따라 전력 전송 효율도 증가할 수 있다.
(b)를 참조하면, 피더(1340) 및 공진기(1350)는 등가회로로 표현될 수 있다. 피더(1340)에서 공진기 측을 바라볼 때 보이는 입력 임피던스 Zin은 다음의 수식과 같이 계산될 수 있다.
여기서, M은 피더(1340)와 공진기(1350) 사이의 상호 인덕턴스를 의미하고, ω 는 피더(1340)와 공진기(1350) 간의 공진 주파수를 의미하고, Z는 공진기(1350)에서 타겟 디바이스 측을 바라볼 때 보이는 임피던스를 의미한다. Zin은 상호 인덕턴스 M에 비례한다. 따라서, 피더(1340)와 공진기(1350) 사이에 상호 인덕턴스를 조절함으로써 Zin을 제어할 수 있다. 상호 인덕턴스 M은 피더(1340)와 공진기(1350) 사이 영역의 면적에 따라 조절될 수 있다. 피더(1340)의 크기에 따라 피더(1340)와 공진기(1350) 사이 영역의 면적이 조절될 수 있다. Zin은 피더(1340)의 크기에 따라 결정될 수 있으므로, 전력 증폭기의 출력 임피던스와 임피던스 매칭을 수행하기 위해 별도의 매칭 네트워크가 필요하지 않다.
무선 전력 수신 장치에 포함된 타겟 공진기 및 피더도 위와 같은 자기장의 분포를 가질 수 있다. 타겟 공진기는 소스 공진기로부터 마그네틱 커플링을 통하여 무선 전력을 수신한다. 이때 수신되는 무선 전력을 통하여 타겟 공진기에서는 유도 전류가 생성될 수 있다. 타겟 공진기에서 유도 전류에 의해 발생한 자기장은 피더에 다시 유도 전류를 생성할 수 있다. 이때, (a)의 구조와 같이 타겟 공진기와 피더가 연결되면, 타겟 공진기에서 흐르는 전류의 방향과 피더에서 흐르는 전류의 방향은 동일해진다. 따라서, 피더의 내부에서는 자기장의 세기가 강화되고, 피더와 타겟 공진기 사이의 영역에서는 자기장의 세기가 약화될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (20)
- 소스 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 수신하는 타겟 공진기;
상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 상기 웨이크 업 되는 시점을 다른 노드들과의 동기 시점으로 결정하고, 데이터 패킷을 생성하는 제어부; 및
상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 정보를 센싱하는 센싱부
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 제1항에 있어서,
상기 데이터 패킷은
노드의 식별정보, 센싱 정보, 노드들 간의 데이터 전송 상의 충돌을 방지하기 위해 설정된 데이터 전송 대기시간 정보 및 상기 데이터 패킷의 전송에 소요되는 시간에 대한 정보
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 제1항에 있어서,
상기 데이터 패킷을 로드 모듈레이션(load modulation) 방식으로 변조하는 변조부를 더 포함하고,
상기 타겟 공진기는 상기 상호 공진을 통하여 상기 변조된 데이터 패킷을 상기 소스 공진기로 전달하는
상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 제1항에 있어서,
상기 타겟 공진기에서 수신하는 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부; 및
상기 직류 전력의 전압 레벨을 상기 제어부의 정격 전압 레벨로 변환하고, 상기 직류 전력의 전압 레벨을 상기 센싱부의 정격 전압 레벨로 변환하는 직류-직류 변환부
를 더 포함하는 상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 제1항에 있어서,
상기 센싱부는
상기 수신한 전력에 의해 충전되는 배터리를 포함하고,
상기 배터리에 충전된 전력량이 센싱 동작을 수행하는데 필요한 최소 전력량 이상이면, 상기 제어부에서 센싱 요청을 수신하면 상기 정보를 센싱하는
상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 제1항에 있어서,
상기 소스 공진기는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 타겟 공진기, 상기 제어부 및 상기 센싱부는 상기 김치 냉장고의 김치 용기에 탑재되며, 상기 센싱부는 상기 김치 용기에 담긴 김치의 산성도를 센싱하며, 상기 김치 용기 내부의 온도를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 상기 김치의 숙성 상태를 결정하는
상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 제1항에 있어서,
상기 소스 공진기는 세탁기의 문에 탑재되고, 상기 타겟 공진기, 상기 제어부 및 상기 센싱부는 상기 세탁기의 세탁 용기에 탑재되며, 상기 센싱부는 상기 세탁 용기에 담긴 세탁물의 무게, 상기 세탁 용기에 유입되는 물의 압력, 상기 세탁 용기 내부의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 세탁물의 세탁 상태를 결정하는
상호 공진을 이용하는 수신 노드. - 적어도 하나의 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 전송하는 소스 공진기;
상기 소스 공진기에 인가되는 신호의 파형의 변화에 기초하여 적어도 하나의 수신 노드에 의하여 로드 모듈레이션 된 적어도 하나의 데이터 패킷을 복조하는 복조부; 및
상기 복조한 데이터 패킷의 내용에 기초하여 획득한 정보를 디스플레이 창으로 출력하는 제어부
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 송신 노드. - 제8항에 있어서,
상기 제어부는
상기 적어도 하나의 수신 노드에 포함된 제어부와 센싱부가 웨이크 업 될 수 있는 전력 레벨로 상기 소스 공진기에서 전송될 전력량을 결정하는
상호 공진을 이용하는 송신 노드. - 제8항에 있어서,
상기 제어부는
모든 수신 노드로부터 데이터 패킷의 수신을 완료하면, 상기 소스 공진기를 통한 전력의 전송을 중단시키고, 일정시간이 경과한 후에 다시 상기 전력의 전송을 시작하는
상호 공진을 이용하는 송신 노드. - 제8항에 있어서,
상기 소스 공진기와 상기 적어도 하나의 타겟 공진기 간에 상호 공진을 발생시키는 공진 주파수를 생성하는 주파수 생성부; 및
상기 제어부의 제어에 기초하여, 상기 주파수 생성부에서 생성된 공진 주파수의 신호를 증폭하는 증폭부
를 더 포함하는 상호 공진을 이용하는 송신 노드. - 제8항에 있어서,
상기 소스 공진기, 상기 복조부 및 상기 제어부는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 적어도 하나의 수신 노드는 김치 용기에 탑재되며, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터 패킷에 기초하여 상기 김치 용기에 담긴 김치의 숙성정보를 획득하고, 상기 김치의 숙성정보를 상기 디스플레이 창으로 출력하는
상호 공진을 이용하는 송신 노드. - 제8항에 있어서,
상기 소스 공진기, 상기 복조부 및 상기 제어부는 세탁기의 문에 탑재되고, 상기 적어도 하나의 수신 노드는 세탁 용기에 탑재되며, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 수신 노드로부터 수신한 데이터에 기초하여 상기 세탁 용기에 담긴 세탁물의 세탁정보를 획득하고, 상기 세탁물의 세탁정보를 상기 디스플레이 창으로 출력하는
상호 공진을 이용하는 송신 노드. - 동일한 공진 주파수에서 상호 공진하는 소스 공진기를 이용하여 복수의 타겟 공진기들로 전력을 전송하는 송신 노드; 및
복수의 수신 노드들을 포함하고,
상기 복수의 수신 노드들 각각은
상기 소스 공진기로부터 상기 상호 공진을 통하여 상기 전력을 수신하는 상기 타겟 공진기;
상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 상기 웨이크 업 되는 시점을 다른 수신 노드들과의 동기 시점으로 결정하고, 데이터 패킷을 생성하는 제어부; 및
상기 수신한 전력에 의해 웨이크 업 되어, 정보를 센싱하는 센싱부
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 송신 노드는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 복수의 수신 노드들은 김치 용기 마다 탑재되며,
상기 복수의 수신 노드들 각각은 상기 센싱부에 의하여 상기 김치 용기에 담긴 김치의 산성도 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 센싱하고, 상기 제어부에 의하여 상기 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 상기 김치의 숙성 상태를 결정하고, 상기 제어부에 의하여 상기 복수의 수신 노드 별 식별 정보, 상기 김치 용기 내부의 온도, 상기 김치의 산성도, 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보, 상기 복수의 수신 노드 별로 설정된 데이터 패킷 전송 대기 시간, 및 데이터 패킷 전송 소요 시간을 포함하는 데이터 패킷을 생성하며,
상기 송신 노드는 상기 복수의 수신 노드들로부터 상기 상호 공진을 통해 수신하는 상기 데이터 패킷의 정보로부터 상기 김치 용기 별로 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보를 획득하여, 상기 김치의 숙성정보 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 상기 김치 냉장고의 디스플레이 창에 출력하는
상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 송신 노드는
상기 소스 공진기;
상기 소스 공진기에 인가되는 신호의 파형의 변화에 기초하여 상기 복수의 수신 노드들 각각에 의하여 로드 모듈레이션 된 복수의 데이터 패킷들을 복조하는 복조부; 및
상기 복조한 데이터 패킷들의 내용에 기초하여 획득한 정보를 디스플레이 창으로 출력하는 제어부
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템. - 송신 노드의 소스 공진기에서 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 전력을 전송하는 단계;
복수의 수신 노드들 각각에서 상기 타겟 공진기를 통하여 상기 전력을 수신하고, 상기 수신한 전력을 정류하는 단계;
상기 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 제어부와 센서가 웨이크 업 되는 단계;
상기 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 상기 센서에서 정보를 센싱하는 단계;
상기 복수의 수신 노드들 각각에 포함된 상기 제어부에서 상기 복수의 수신 노드들 별로 설정된 전송 대기 시간이 경과한 후에 데이터 패킷을 로드 모듈레이션 방식으로 변조하는 단계;
상기 송신 노드에서 상기 소스 공진기에 인가된 신호의 파형의 변화에 기초하여 복수의 수신 노드들 각각으로부터 수신한 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계;
상기 복조한 데이터 패킷에 포함된 정보를 디스플레이 창으로 출력하는 단계; 및
상기 송신 노드에서 상기 전력의 전송을 중단하는 단계
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법. - 제17항에 있어서,
상기 송신 노드는 김치 냉장고의 문에 탑재되고, 상기 복수의 수신 노드들은 김치 용기 마다 탑재되며,
상기 센싱하는 단계는 상기 센서에서 상기 김치 용기에 담긴 김치의 산성도 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 센싱하는 단계; 및
상기 제어부에 의하여 상기 센싱한 김치의 산성도에 기초하여 상기 김치의 숙성 상태를 결정하는 단계
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법. - 제18항에 있어서,
상기 제어부에 의하여 상기 복수의 수신 노드 별 식별 정보, 상기 김치 용기 내부의 온도, 상기 김치의 산성도, 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보, 상기 복수의 수신 노드 별로 설정된 데이터 패킷 전송 대기 시간, 및 데이터 패킷 전송 소요 시간을 포함하는 데이터 패킷을 생성하는 단계
를 더 포함하는 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법. - 제19항에 있어서,
상기 출력하는 단계는
상기 복조한 데이터 패킷의 정보로부터 상기 김치 용기 별로 상기 김치의 숙성 상태에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
상기 김치 용기 별로 상기 김치의 숙성정보 및 상기 김치 용기 내부의 온도를 상기 김치 냉장고의 디스플레이 창에 출력하는 단계
를 포함하는 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130006816A KR102060337B1 (ko) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템 및 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법 |
| US14/155,850 US9347168B2 (en) | 2013-01-22 | 2014-01-15 | Reception node and transmission node using mutual resonance, power and data transceiving system using mutual resonance, and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130006816A KR102060337B1 (ko) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템 및 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140094738A true KR20140094738A (ko) | 2014-07-31 |
| KR102060337B1 KR102060337B1 (ko) | 2019-12-31 |
Family
ID=51207624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130006816A KR102060337B1 (ko) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템 및 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9347168B2 (ko) |
| KR (1) | KR102060337B1 (ko) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9391461B2 (en) * | 2011-05-31 | 2016-07-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power transmission and charging system, and power control method of wireless power transmission and charging system |
| JP6598435B2 (ja) * | 2014-07-18 | 2019-10-30 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 冷蔵庫 |
| US10000133B2 (en) * | 2016-04-20 | 2018-06-19 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for identifying an ideal operation frequency for wireless power transfer |
| US10648728B2 (en) * | 2017-09-29 | 2020-05-12 | Nxp Usa, Inc. | Multifunctional radio frequency systems and methods for UV sterilization, air purification, and defrost operations |
| US11005531B1 (en) * | 2020-04-13 | 2021-05-11 | Nxp B.V. | System and method for communicating over a single-wire transmission line |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5798694A (en) * | 1996-12-19 | 1998-08-25 | Motorola, Inc. | Food storage apparatus and methods and systems for monitoring a food item |
| US7155264B2 (en) * | 2000-12-22 | 2006-12-26 | Terahop Networks, Inc. | Systems and methods having LPRF device wake up using wireless tag |
| KR100535328B1 (ko) | 2003-02-24 | 2005-12-08 | 위니아만도 주식회사 | 김치저장고용 숙성감지 센서 |
| US7982601B2 (en) * | 2004-03-22 | 2011-07-19 | Innovation Law Group, Ltd. | Multi-modal active RFID tag with biometric sensors, systems and methods of ITV tracking |
| US7680691B2 (en) * | 2004-04-29 | 2010-03-16 | S.C. Johnson & Son, Inc. | Inventory management system using RFID |
| JP2006214644A (ja) | 2005-01-07 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 保存庫 |
| JP2007113858A (ja) | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Hitachi Appliances Inc | 冷凍冷蔵庫 |
| US8242911B2 (en) * | 2006-12-11 | 2012-08-14 | Tego Inc. | Composite multiple RFID tag facility |
| KR100755143B1 (ko) | 2006-06-02 | 2007-09-04 | 엘지전자 주식회사 | 식품 저장상태 감지용 센서에 무선으로 에너지를 공급하는냉장고 |
| KR101263029B1 (ko) | 2007-02-14 | 2013-05-09 | 엘지전자 주식회사 | 식품 저장상태 감지용 센서에 무선으로 에너지를 공급하는냉장고 |
| KR100788159B1 (ko) | 2007-02-23 | 2007-12-21 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고용 식품 저장상태 측정장치 |
| KR100878822B1 (ko) | 2007-07-12 | 2009-01-14 | 엘지전자 주식회사 | 김치냉장고 |
| JP4869209B2 (ja) | 2007-11-16 | 2012-02-08 | 三菱電機株式会社 | 入出力装置、入出力装置の制御方法並びに誘導加熱調理器、加熱調理器、冷蔵庫、洗濯機及びジャー炊飯器 |
| GB2473257B (en) * | 2009-09-07 | 2016-11-02 | Broadcom Innovision Ltd | NFC communicators and NFC communications enabled devices |
| US20110148650A1 (en) | 2009-12-21 | 2011-06-23 | Whirlpool Corporation | Mechanical Proximity Sensor Enabled Electromagnetic Service Connector System |
| JP5670869B2 (ja) * | 2010-12-22 | 2015-02-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 無線電力伝送システム |
-
2013
- 2013-01-22 KR KR1020130006816A patent/KR102060337B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-01-15 US US14/155,850 patent/US9347168B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102060337B1 (ko) | 2019-12-31 |
| US9347168B2 (en) | 2016-05-24 |
| US20140204860A1 (en) | 2014-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101947980B1 (ko) | 무선 전력 전송 장치 및 방법, 무선 전력 수신 장치 | |
| KR101882273B1 (ko) | 무선 전력 수신 장치 및 방법, 무선 전력 전송 장치 및 방법 | |
| KR101813125B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템 및 검출 파라미터에 기초한 무선 전력 전송 시스템의 전력 제어 방법 | |
| KR102042662B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템에서의 통신 전력 전송 방법 및 장치 | |
| KR101813264B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템, 무선 전력 전송 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치 | |
| KR102122394B1 (ko) | 효율적인 전력 분배를 위한 무선 전력 전송 방법 및 장치 | |
| KR101930805B1 (ko) | 무선 전력 수신 장치 및 방법 | |
| KR102083563B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템에서의 간섭 제어 방법 및 장치 | |
| EP3011660B1 (en) | Wireless power transmission apparatus and method | |
| KR101775234B1 (ko) | 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법. | |
| KR102098647B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템의 멀티 타겟에 대한 임피던스 매칭 제어 방법 및 이를 채용한 무선 전력 전송 시스템 | |
| KR20140008020A (ko) | 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 릴레이 장치 및 무선 전력 수신 장치 | |
| KR102110824B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템에서의 네트워크 통신 방법 및 장치 | |
| KR20150010029A (ko) | 커플링 영역 검출 방법 및 장치 | |
| EP3343732B1 (en) | Wireless power transmission system and driving method therefor | |
| KR102122514B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템에서 전력 전송 유닛 및 전력 수신 유닛과 그 통신 방법 | |
| US20180241223A1 (en) | Wireless power transfer system and driving method therefor | |
| KR20150000028A (ko) | 충전 환경 판별이 가능한 무선 전력 전송 시스템 | |
| KR20140114487A (ko) | 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 수신 장치 | |
| KR102099940B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템에서의 동기 제어 방법 및 장치 | |
| KR102060337B1 (ko) | 상호 공진을 이용하는 수신 노드 및 송신 노드, 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 시스템 및 상호 공진을 이용하는 전력 및 데이터 송수신 방법 | |
| KR20170102454A (ko) | 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법. | |
| KR20140036953A (ko) | 무선 전력 수신 장치 및 방법, 무선 전력 전송 장치 및 방법, 무선 전력 전송 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |