KR20170029742A - Movement sensing device for users and auto power supply apparatus - Google Patents

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KR20170029742A
KR20170029742A KR1020150126697A KR20150126697A KR20170029742A KR 20170029742 A KR20170029742 A KR 20170029742A KR 1020150126697 A KR1020150126697 A KR 1020150126697A KR 20150126697 A KR20150126697 A KR 20150126697A KR 20170029742 A KR20170029742 A KR 20170029742A
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송찬혁
김정무
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Abstract

According to one aspect of the present invention, an automatic power supply power strip consists of a power strip to which a detecting pad consisting of a piezoelectric film plate, a piezoelectric signal detecting device and a power supply device are attached. The automatic power supply power strip detects a voltage signal of a low frequency generated by a movement pattern when a user is on the detecting pad for a certain period of time, supplies power to a terminal for a plug when the detected signal is greater than a certain voltage, and blocks the power supplied to the terminal for a plug when a signal which is greater than a certain voltage is not inputted for the certain period of time.

Description

사용자의 움직임 감지장치 및 이를 이용한 자동 전원공급장치{Movement sensing device for users and auto power supply apparatus}Technical Field [0001] The present invention relates to a motion sensing device, and more particularly,

본 발명은사용자의 움직임을 감지하는 사용자의 움직임 감지장치 및 이를 이용한 자동 전원공급장치에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a motion detection apparatus for a user who senses movement of a user and an automatic power supply apparatus using the same.

가정은 물론 근래에는 캠핑장에도 상용전원이 공급이 되어 텐트안에서도많은 가전제품을 사용하게 된다.Commercial power is supplied to the campus as well as home, and many household appliances are used in the tent.

여러 종류의 전기제품을 사용하는 경우 멀티탭을 사용하게 되며멀티탭은 1구, 2구로부터 여러 개의 삽입구가 구비된 콘센트로 구성이 된다.If you use several kinds of electric appliances, you will use multi tap. Multi tap will be composed of one or two sockets and a socket with several inserting holes.

전기장판, 전기난로, 선풍기등의 가전제품을 멀티탭에 연결하여 사용을 하다가 사용을 중지하거나 외출을 할 때에는 가전제품의 전원스위치를 꺼야 하지만 간혹 깜빡 잊고 끄지 않는 경우 계속 전원 공급이 되어 과열로 인하여 화재가 발생하고 불필요한 전력낭비가 발생하게 된다.If you turn off the power switch of home appliances when you stop using the appliances such as electric stove, electric stove, electric fan, etc., while you are using the appliance, you may need to turn off the appliance. And unnecessary power waste occurs.

사용자가 전기제품을 사용하는 동안만 전원공급이 되어 정상적인 동작을 하고 사용하지 않은 상태에서는 이를 감지하여 전원공급을 중단시킴으로써 화재를 방지하고 전력낭비를 막을 수 있는 전원장치의 필요성이 제기된다.There is a need for a power supply device capable of preventing a fire and preventing a power wastage by stopping the power supply when the user operates the electric appliance only while the electric appliance is being used.

이 분야의 배경기술은 대한민국 특허청 등록번호 20-0349225(인체감지센서를 이용한 절전형 멀티 탭)에 게시되어 있다.BACKGROUND ART [0002] The background art of this field is disclosed in Korea Patent Office Registration No. 20-0349225 (power saving multi tap using human body sensor).

대한민국 특허청 등록번호 20-0349225(인체감지센서를 이용한 절전형 멀티 탭),Korea Patent Office Registration No. 20-0349225 (power saving multi tap using human body sensor),

본 발명의 목적은 사용자의 움직임을 감지하는 사용자의 움직임 감지장치와 이를 이용하여 사용자가 사용공간 내에서 움직임이 감지 되지 않는 경우에는 전원공급을 자동으로 차단하여주는 자동 전원공급장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a user's motion sensing device for sensing a movement of a user and an automatic power supply device for automatically shutting off a power supply when a user is not sensed motion in a use space using the motion sensing device.

본 발명의 일 측면에 따르면 압전필름판으로 구성된 감지패드와 압전신호감지 및 전원공급장치가 부착된 멀티탭으로 이루어진 자동 전원공급 멀티탭은 감지패드 위에서 사용자의 거주시 움직임 패턴에 의하여 발생되는 저주파의 전압신호를 일정시간 동안 감지하고 상기 감지신호가 일정전압 이상인 경우 사용자의 움직임 동작임을 감지하여 인체 동작 감지 신호를 출력하는 사용자의 움직임 감지장치가 제공된다According to an aspect of the present invention, an automatic power supply multi-tap including a sensing pad constituted by a piezoelectric film plate and a multi-tap having a piezoelectric signal sensing and power supply device is provided with a low frequency voltage signal Is detected for a predetermined time, and when the detection signal is equal to or higher than a predetermined voltage, it is detected that the motion of the user is a motion and a human motion detection signal is outputted

또한, 상기 사용자의 움직임 감지장치를 이용하여 상기 인체 동작 감지 신호가 발생하지 않은 경우 전원공급을 자동으로 차단하여 주는 자동 전원공급장치가 제공된다.Also, there is provided an automatic power supply apparatus for automatically shutting off power supply when the human body motion detection signal is not generated using the motion detection apparatus of the user.

본 발명의 일 실시예에 의하면 가정이나 야외 캠핑장텐트내에서 가전제품을 사용하는 경우 전원스위치를 끄는 것을 깜빡 잊고 외출을 하더라도 자동으로 이를 감지하여 꺼지게 되므로 과열로 인한 화재를 방지할 수가 있으며 불필요한 전력낭비가 발생되지 않는다.According to the embodiment of the present invention, when the home appliance is used in a home or an outdoor camping tent, even if the user goes out and forgets to turn off the power switch, it is automatically detected and turned off so that a fire due to overheating can be prevented. Waste is not generated.

외출후 사용자가 다시 감지패드 위에 거주를 하게 되면 자동으로 이를 감지하여 다시 자동 전원공급장치에서 전원공급이 시작된다.When you go out again and you reside on the sensing pad, it will automatically detect it and start supplying power again from the automatic power supply.

특히 가전제품의 조작법에 서툰 어린이나 노약자의 경우에 자동 전원공급장치에 연결되어 사용하는 전기제품의 스위치를 일일이 끄지 않더라도 안전하게 전원을 관리할 수 있다.Especially, in case of children or elderly people who are struggling with the operation of household appliances, it is possible to safely manage the power without turning off the switch of the electric appliance connected to the automatic power supply.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 움직임 감지장치 및 이를 이용한 자동 전원공급장치의 예를 도시한 것이다.
도 2는본 발명의 일 실시예에 따른 감지패드의 구조도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 움직임 감지장치와 이를 이용한 자동전원공급장치의 회로도를 간략하게 도시한 것이다.1 illustrates an example of a user's motion detection apparatus and an automatic power supply apparatus using the same according to an embodiment of the present invention.
2 is a structural view of a sensing pad according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a user's motion detection apparatus and an automatic power supply apparatus using the same according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 자동 전원공급장치는 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The automatic power supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding elements throughout. .

사용자가 사용공간 내에 거주하는 지에 대한 감지를 하기 위해서는 감지센서를 멀티탭 몸체에 설치하는 방법과 멀티탭 몸체와 떨어진 외부에 설치하여 서로 연결하는 방법이 있다.In order to detect whether a user resides in the use space, there is a method of installing the detection sensor on the multi-tap body and a method of connecting the detection sensor to the outside of the multi-tap body.

종래에는 사용자의 감지를 위하여 적외선 센서를 설치하여 감지하는 방법이 연구되어 왔다. 그러나 적외선을 이용하는 방법은 벽에 고정된 콘센트가 아니고 휴대용 멀티탭의 경우에는 고정된 상태가 아니므로 멀티탭 주위를 모두 감지하기 위해서 적외선 센서를 각 방향마다 여러 개를 설치해야 하며 멀티탭의 설치장소가 책상밑이나 구석에 위치를 하면 감지가 어려워질 수 있다.Conventionally, a method of installing and detecting an infrared sensor for user detection has been studied. However, since infrared is not a wall-mounted outlet, it is not fixed in the case of a portable multi-tap. In order to detect all around the multi-tap, it is necessary to install several infrared sensors in each direction. Positioning in the corner may make detection difficult.

본 발명은 가정집의 방안이나 야외의 텐트 내부등 일정 공간내에서멀티탭을 사용하는 사용자의 거주 여부를 감지하는 것으로 감지장치는 멀티탭몸체와 떨어진 외부에 설치를 하게 되며 사용자가 멀티탭 주위를 벗어나면 이를 감지한 후 전원을 차단하여 화재를 방지하고 불필요한 전력낭비를 줄일 수 있도록 고안된 것이다.The present invention detects the presence of a user who uses a multi-tap in a certain space such as a room of a house or an outdoor tent. The sensing device is installed outside the multi-tap body, and when the user leaves the multi- It is designed to prevent the fire by cutting off the power supply and to reduce unnecessary power waste.

전기제품 사용공간 내에 사용자 거주여부를 감지하기 위한 방법으로는 깔판, 패드, 돗자리등의 내부에 본 발명의 일 실시 예에 따른 감지패드를 설치하는 방법이 적용될 수 있다.As a method for detecting the presence of a user in an electrical product use space, a method of installing a sensing pad according to an embodiment of the present invention may be applied to a pallet, a pad, a mat or the like.

이러한 감지를 하기 위한 것으로 무게 감지센서가 있으나 무게 감지센서는 정적인 에너지에 의하여 무게감지 신호가 발생을 하게 되므로 무거운 물체가 올려져 있는 경우는 감지신호로 인지하는 오류가 발생할 수가 있다.In order to perform such sensing, there is a weight detecting sensor. However, since the weight detecting sensor generates the weight detecting signal by the static energy, if the heavy object is raised, an error may be recognized as the sensing signal.

진동센서의 경우는 약한 진동에도 반응을 하게 되므로 실제로 사용하지 않아도 주위의 약한 충격에 동작을 하며 캠핑장의 텐트내에 감지장치가 설치되어 있어도 텐트 바깥의 약한 진동에도 오동작이 발생될 수 있다.In case of vibration sensor, it reacts to weak vibration. Therefore, even if it is not actually used, it operates on weak impact around. Even if the sensing device is installed in the camping tent, it may cause a malfunction even in weak vibration outside the tent.

본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 움직임 감지장치는 무거운 물체가 올려져 있거나 사람의 움직임 패턴과 다른 진동에는 반응을 하지 않으며, 감지패드가 설치된 장소에서 멀티탭을 이용하여 전기제품을 사용하는 동안만 사용자의 움직임을 감지하여 지속적인 전원공급을 하고, 전원을 끄지 않고 외출을 하더라도 자동으로 이를 감지할 수 있다.The user's motion detection apparatus according to an embodiment of the present invention does not react to vibrations other than a heavy object or vibration of a movement pattern of a person, It detects the movement of the user and continuously supplies power, and can detect it automatically even if it goes out without turning off the power.

또는 이를 이용하여 사용자의 움직임이 감지되지 않을 경우에는 전원공급이 중단되도록 할 수 있다.Or if the user's movement is not detected using the power supply, the power supply can be stopped.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 움직임 감지장치 및 이를 이용한 자동 전원공급장치의 예를 도시한 것이다1 illustrates an example of a user's motion detection apparatus and an automatic power supply apparatus using the same according to an embodiment of the present invention

사용자의 움직임 감지장치는 감지패드 및 압전신호 감지장치를 포함한다.The user's motion sensing device includes a sensing pad and a piezoelectric signal sensing device.

자동 전원공급장치는 상기 사용자의 움직임 감지장치를 포함하며 상기 압전신호 감지장치를 내장한 콘센트, 아룰렛, 멀티탭, 전기공급용 스위치로 적용될 수 있다.The automatic power supply device may be applied to an outlet, an arulet, a multi-tap, and an electricity supply switch that includes the motion sensing device of the user and the piezoelectric signal sensing device.

사용자의 움직임 감지장치는 감지패드와 상기 감지패드와 접속코드선으로 연결되는 압전신호감지장치로 구성이 되며 감지패드는카페트, 캠핑용 돗자리, 대나무 돗자리, 단열패드등의 내부에 설치가 가능하다.The user's motion sensing device is composed of a sensing pad and a piezoelectric signal sensing device connected to the sensing pad by a connection code line. The sensing pad can be installed inside a carpet, a camping mat, a bamboo mat, or a heat insulating pad.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감지패드의 구조도를 도시한 것이다.2 is a structural view of a sensing pad according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 감지패드는 가로100cm 세로100cm 두께5mm 이내로 제작하였으며 방수가 가능하고 유연성이 있는 폴리우레탄 깔판형태로 만들어서 기존의 제품인 일반 카페트, 캠핑용 돗자리등의 바닥에 깔아서 사용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sensing pad is formed in a width of 100 cm, a width of 100 cm and a thickness of 5 mm or less, and is formed into a waterproof and flexible polyurethane pallet form so that it can be used on a floor of a conventional carpet, camping mat, have.

감지센서가 내장된 감지패드의 크기나 두께는다양한 종류로도 제작이 가능하며 기존의 돗자리, 패드내에 설치할 수 있다.The sensing pad with built-in sensor can be manufactured in various sizes and thicknesses, and can be installed in the existing mat or pad.

이렇게 제작된 감지패드(100)는 기존의 전기장판 밑에 깔아서 사용하거나, 야외용 텐트, 전기장판, 전기난로등 여러 전기제품에 사용될 수 있다.The sensing pad 100 thus fabricated can be laid out under an existing electric plate or used in various electric appliances such as outdoor tents, electric plates, electric stoves, and the like.

전기제품을 사용하는 사용자가 감지패드 위에 거주하는 지를 감지하기 위하여 감지패드 내부에는 압전센서를설치하게 된다.A piezoelectric sensor is installed inside the sensing pad to sense whether a user of the appliance resides on the sensing pad.

압전센서는원형이나 사각형태의 압전박막형세라믹소자, 압전케이블, 압전필름등 다양한 압전소자로 만든 제품이 있다.Piezoelectric sensors include products made of various piezoelectric elements such as circular or square piezoelectric thin film ceramic elements, piezoelectric cables, and piezoelectric films.

압전센서는알려진 바와 같이 압력의 변화에 따라 전기적신호를 발생하거나 역으로 전기적인 신호가 인가가 될 때 압전센서는 기계적인 변화를 일으키게 된다.As is known, a piezoelectric sensor generates an electrical signal in response to a change in pressure or, conversely, a piezoelectric sensor causes a mechanical change when an electrical signal is applied.

압전박막형 세라믹 소자의 경우 기계적 강도가 크고 반드시 보호 케이스가 필요하기 때문에 두께가 얇은 곳에서는 설치가 어려우며 압전케이블의 경우 역시 기계적 강도가 커서 돗자리나 카페트 밑에 깔고 사용하는 경우 압력이 분산되어 압전신호의발생이 어렵게 된다.In the case of a piezoelectric thin film type ceramic device, since the mechanical strength is large and the protective case is necessarily required, it is difficult to install the piezoelectric thin film in a thin thickness. Also, when the piezoelectric cable is laid under a mat or carpet, This becomes difficult.

성인의 경우 직접 밟아서 압력을 가할때는 감지가 가능하지만 전기장판, 카페트, 돗자리등의 밑에 압전케이블이 내장된 감지패드를 깔아서사용하는 경우 무게가 분산되어 압력의 변화를 감지할 수 없는 경우가 발생될 수 있다.In case of adult, it is possible to detect when pressure is applied directly. However, when using a sensing pad with a built-in piezoelectric cable under an electric plate, carpet, matting pad, etc., .

본 발명의 일실시 예에서는 압전필름으로 만든 압전필름판을 사용하게 되는데압전필름은압전박막형 세라믹 소자나 압전케이블에 비하여 많은 장점이 있다.In an embodiment of the present invention, a piezoelectric film plate made of a piezoelectric film is used. The piezoelectric film has many advantages over a piezoelectric film type ceramic element or a piezoelectric cable.

압전필름의 두께는 0.02mm~0.2mm가 현재 개발되어있으며The thickness of the piezoelectric film is currently 0.02 mm to 0.2 mm

감도가 높고 기계성능 강도도 높으며 유연성이 높고넓은 면적으로 설치가 가능하므로미약한 압력이나 움직임에도 필름의 굴곡등 변형이 발생하기가 쉽다.It has high sensitivity, high mechanical strength, flexibility, and can be installed in a large area, so that it is easy to cause deformation such as bending of the film even with slight pressure or movement.

압력이넓게 분산되어가해지더라도 압전필름판에서는 신호발생이 가능하며압전박막형 세라믹 소자나 압전케이블에 비하여 가공이 편리하므로 필요한 모양으로 잘라서 사용할 수가 있어 제품에 적용하기가 쉽게 된다.Even when the pressure is dispersed widely, the signal can be generated in the piezoelectric film plate. Since it is easier to process than the piezoelectric thin film type ceramic element or the piezoelectric cable, it can be cut into a desired shape and used easily.

압전필름은주파수 영역이 아주 넓으며 높은 감도를 갖고있다.Piezoelectric films have a very wide frequency range and high sensitivity.

다양한 실험 및 테스트 결과, 압전패드(100) 위에서 인체가 통상적인 거주 형태에서 움직임을 가지는 주파수 패턴은거의 0.5HZ~5Hz의 범위 대역인 것으로 실험되었다.As a result of various experiments and tests, it has been experimentally found that the frequency pattern in which the human body has movement in a typical residence mode on the piezoelectric pad 100 is in the range of approximately 0.5 Hz to 5 Hz.

사람이 거주하는 동안 서있거나 누워있거나 하는 상태에서 움직임에 의한 속도는 매우 느리며 어린이가 뛰어 논다고 해도 5Hz/sec를 넘지 않게 측정되었다.The speed of movement is very slow when standing or lying while a person is inhabited, and is measured not to exceed 5 Hz / sec even if the child leans.

압전필름은 파손을 방지하기 위하여 필름외부는 인장력이 강한 보호테이프, 단열테이프, 쿠션재등을패드에 부착하여 사용할 수있다.In order to prevent breakage of the piezoelectric film, a protective tape, a heat insulating tape, a cushioning material or the like having a strong tensile force can be attached to the pad outside the film.

본 발명의 일 실시 예에 따른감지패드를 사용한 경우 사용자가 어린이로부터 어른까지 몸무게가 다양하고 움직임의 속도도 다양하며 감지신호의 크기가 달라지는 것으로 실험되었다.In the case of using the sensing pad according to an embodiment of the present invention, it has been experimentally demonstrated that the user varies in weight from child to adult, the speed of movement varies, and the magnitude of the sensing signal varies.

실내에 거주하는 사람은 어린이로부터 어른까지 몸무게의 차이가 있으며 서있거나 앉아있거나, 뛰어 놀거나, 누워있거나, 잠을 자거나하는 여러가지형태로 나타나게 되는데실험결과 가장 움직임의 횟수가 적은 수면상태라도 30분 동안에는 수회이상 움직임이 발생되는 것으로 나타난다.People who live indoors are different in weight from child to adult and appear in various forms such as standing, sitting, leaning, lying down, or sleeping. Even though sleeping with the smallest number of movements It appears that several times more movement occurs.

본 발명의 일실시 예에서는 상기와 같은 실험을 바탕으로 다양한 사람들의 움직임에 의한 압전신호의 크기와 주파수 및 전원 공급 유지시간을 설정하였다.In one embodiment of the present invention, the magnitude, frequency, and power supply retention time of the piezoelectric signal due to the movement of various people are set based on the experiment.

몸무게 10kg를 기준하여 연산증폭기의 증폭율을 정하게 되는데 이때 감지패드에서 발생하는 신호의 설정전압은 0.5mV이상이며 0.5HZ~5Hz 대역의 매우 낮은 주파수 대역으로 설정한다.The amplification rate of the operational amplifier is determined based on the weight of 10 kg. At this time, the setting voltage of the signal generated from the sensing pad is set to 0.5 mV or more and a very low frequency band of 0.5 Hz to 5 Hz.

사용자가 어린이나 어른의 경우에는 발생되는 신호의 크기는 약간의 차이가 있으며 적용 제품에 따라서는 사용자의 연령대에 따라 가감하여 맞춰증폭율을 적용할 수 있다.In the case of a child or an adult, there is a slight difference in the magnitude of the generated signal. Depending on the applied product, the amplification factor can be applied according to the age range of the user.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 움직임 감지장치 및 이를 이용한 자동 전원공급장치의 예로 멀티탭 내에 압전신호 감지장치를 내장한 예를 적용한 것이다.1 is an example of a user's motion detection apparatus and an automatic power supply apparatus using the same according to an embodiment of the present invention, in which a piezoelectric signal sensing device is incorporated in a multi-tap.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 감지패드(100)안에 설치된 압전필름판(104)에 기준 전압 2V를 가한 상태에서 거주자의 동적인 움직임에 의한 압력의 변화시 발생되는 전압 신호는 2V를 기준으로 플러스(+)측이나 마이너스(-)방향으로 발생된다According to an embodiment of the present invention, when a reference voltage of 2 V is applied to a piezoelectric film plate 104 provided in the sensing pad 100, a voltage signal generated when a pressure due to a dynamic movement of the occupant changes, (+) Or minus (-) direction

압력이 가해진 상태에서는2V를 기준하여 플러스(+) 전압신호가 발생 후 기준전압 2V로 돌아가고 그 지점을 벗어나서 압력이 약해진 상태에서는 마이너스(-) 전압신호가 발생한 후 다시 기준전압 2V로 돌아가게 된다.When the pressure is applied, a positive (+) voltage signal is generated based on 2V, then the reference voltage is returned to 2V, and when the pressure is out of that point, a negative voltage signal is generated and then the reference voltage is returned to 2V again.

기준전압에서 설정된 전압을 벗어난 신호는 멀티탭(200) 내부의 연산증폭기 OP1에 입력되고OP2에서증폭되어마이컴(260)으로 전달되고 다시 마이컴에서는거주자가 있음을 인지하게 된다.A signal out of the set voltage at the reference voltage is input to the operational amplifier OP1 in the multi-tap 200, amplified in the OP2, and transmitted to the microcomputer 260, and the microcomputer recognizes that there is a resident.

마이컴(260)에서는 설정된 시간내에압전신호가 들어오지 않으면 거주자가 없는 것으로 인지하여플러그용 단자(250)로공급되는 전원을 차단하고 대기상태로 돌아가게 된다.If the microcomputer 260 does not receive the piezoelectric signal within the set time, the microcomputer 260 recognizes that there is no occupant and cuts off the power supplied to the plug terminal 250 and returns to the standby state.

도 1을 참조하면 자동 전원공급장치인 멀티탭은 감지패드(100)와 압전신호 감지장치를 내장한 멀티탭(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a multi-tap, which is an automatic power supply, includes a sensing pad 100 and a multi-tap 200 having a built-in piezoelectric signal sensing device.

감지패드(100)로부터 출력된 연결선에 부착된 플러그(110)는 멀티탭 몸체 일측에 부착된 연결잭(220)과 탈 부착이 가능하다.The plug 110 attached to the connection line output from the sensing pad 100 is detachable from the connection jack 220 attached to one side of the multi-tap body.

플러그(110)을 꼽으면 압전신호 감지장치에 의하여 전원공급 및 차단장치가 동작을 시작하게되며 플러그(110)을 빼면 감지회로와 무관하게 지속적으로플러그용 단자(250)로 전원공급이 되는 구조로 설계된다.When the plug 110 is inserted, the power supply and cutoff device starts operating by the piezoelectric signal sensing device. When the plug 110 is removed, the power is supplied to the plug terminal 250 continuously regardless of the sensing circuit do.

도 2는 감지패드(100)의 구조도를 도시한 것이다.2 is a structural view of the sensing pad 100. As shown in FIG.

상판(101)-실드용 도전체(102)-절연체(103)-압전필름(104)-절연체(105)-실드용 도전체(106)-하판(107)의 구조로 이루어지며The upper plate 101, the shielding conductor 102, the insulator 103, the piezoelectric film 104, the insulator 105, the shield conductor 106 and the lower plate 107

상판(101) 및 하판(107)은 쿠션감이 있는 단열재질을 사용할 수가 있다.The upper plate (101) and the lower plate (107) can be made of a heat insulating material having a cushioning feel.

감지패드(100)은 상판(101) 및 하판(107) 중 어느 하나를 도전체로 하여 실드용도전체로 사용될 수 있다. 이 경우 실드용도전체(106)은 생략될 수 있다.The sensing pad 100 may be used as a whole for the shielding purpose by using any one of the upper plate 101 and the lower plate 107 as a conductor. In this case, the entire shield application 106 may be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자의 움직임 감지장치와 이를 이용한 자동전원공급장치의 회로도를 간략하게 도시한 것이다3 schematically shows a circuit diagram of a user's motion detection apparatus and an automatic power supply apparatus using the same according to an embodiment of the present invention

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동전원공급장치는 멀티탭(200) 내부에 압전신호 감지장치 내장한 형태로 적용될 수 있다.Referring to FIG. 3, the automatic power supply apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may be applied to a form having a built-in piezoelectric signal sensing device in the multi-tap 200.

본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티탭(200)일측에는 표시램프(230) LED1이 설치되어 있으며 표시 램프는 전원공급상태 및 압전신호 입력상태를 표시하게된다.A display lamp 230 is provided on one side of the multi-tap 200 according to an embodiment of the present invention, and the display lamp displays a power supply state and a piezoelectric signal input state.

멀티탭의접속구는 1구로부터 다수의 접속구로 된 여러 종류가 있으며 감지장치 및 전원공급 장치는 모든 접속구의 전원차단 및 공급도 가능하고 개별로 각 접속구 마다 설치도가능하다.There are many kinds of connection ports of a multi-tap from one to many, and the sensing device and the power supply can be powered off and supplied to all the connection ports, and can be installed individually for each connection port.

각 접속구마다 감지장치 및 전원공급장치가 설치되는 경우에는 표시램프(230)를 접속구 옆에 설치하여 전원공급 및 감지상태를 표시하게 된다.When a sensing device and a power supply device are provided for each connection port, a display lamp 230 is provided beside the connection port to display power supply and sensing status.

본 발명의 일 실시 예에서는 4구 멀티탭을사용하며 감지 및 전원공급장치는 한 개를 사용하여 4개의 플러그용 단자로 공급되는 전원을 동시에 제어하게 된다.In an embodiment of the present invention, a four-way multi-tap is used, and one of the sensing and power supply devices controls the power supplied to the terminals for four plugs simultaneously.

감지패드는 가로100cm 세로100cm 두께5mm 이내의 방수가 가능하고 유연성이 있는 폴리우레탄 깔판 형태로 만들었으며 전기장판이나 일반 돗자리 밑에 깔아서 사용을 하게된다.The sensing pad is 100 cm in width, 100 cm in thickness and 5 mm in thickness and can be waterproofed. It is made in the form of a flexible polyurethane pallet. It is laid under the electric mats and general mats.

도3을 참조하여 설명한다.Will be described with reference to FIG.

압전필름판(104)의 양쪽 단지에 접속된 2선의 출력선은접속 플러그(110)에 접속되며멀티탭에 부착된 연결잭(220)에 꼽아서 사용하게 된다.Two output lines connected to both sides of the piezoelectric film plate 104 are connected to the connection plug 110 and used by being connected to a connection jack 220 attached to the multi-tap.

본 발명의 일 실시 예에 따른 감지패드(100)는 기존의 전기장판 밑에 깔아서 사용할 수 있다.The sensing pad 100 according to an embodiment of the present invention can be laid under an existing electric plate.

이 경우 전기장판에 부착된 온도조절기의 전원코드를 멀티탭에 꼽아 사용될 수 있다.In this case, the power cord of the temperature controller attached to the electric plate can be used by plugging it into a multi-tap.

멀티탭의 메인 전원(210)을 켜면 동작전원부(240)의 동작전원 5V가 마이컴(260)에 공급되고 마이컴출력(A)은설정된 시간인 30분간 온(ON)신호를 TR1에공급하여 릴레이 (R)를 동작시키고 접점 RS를 통하여 4개의 접속구(250)로 전원공급을 하게된다.When the main power supply 210 of the multi-tap is turned on, the operation power source 5V of the operation power source 240 is supplied to the microcomputer 260 and the microcomputer A supplies an ON signal for a predetermined time of 30 minutes to TR1, And supplies power to the four connection ports 250 through the contact RS.

본 발명의 일 실시 예에서는 설정시간을 30분으로 하였으나 10분, 1시간등 프로그램에 의하여 변경이 가능하다.In the embodiment of the present invention, the set time is set to 30 minutes, but it can be changed by a program such as 10 minutes or 1 hour.

전기장판의 사용자는 온도조절기를 동작시켜 사용을 하게된다.The user of the electric plate operates the temperature controller.

전기장판을 사용하는 사용자는 수면을 하는 경우에도 30분 동안에 수회이상 움직임이 발생을 하게되며 수면을 하지 않는 경우에는 더 많은 움직임이 발생된다.Users who use the electric board will experience movement several times during 30 minutes even if they sleep, and more movement will occur if they do not sleep.

움직임이 발생되는 순간 무게가 이동을 하게되고 전기장판 밑에 설치된 감지패드(100)내부의 압전필름판(104)에서는 압력의 변화에 의하여 감지신호가 발생을 하게된다.The weight is moved instantaneously when the motion is generated and a sensing signal is generated in the piezoelectric film plate 104 inside the sensing pad 100 installed under the electric plate due to a change in pressure.

다양한 실험을 통하여 장판의 사용자가 몸무게가 10kg이상인 어린이의 경우 움직일 때 발생되는 전압신호는 0.5mV~2mV가 발생하였으며 성인인 경우는 1mV~5mV가 측정되었다.Through various experiments, the voltage signal generated when the user of the plate was weighing more than 10kg occurred 0.5mV ~ 2mV, and when it was adult, 1mV ~ 5mV was measured.

본 발명의 일 실시 예에서는In one embodiment of the present invention

입력되는 압전신호의 크기는 0.5mV이상을 감지신호로 결정을 하게 되며The magnitude of the input piezoelectric signal is determined as a detection signal of more than 0.5 mV

0.5mV이하의 신호는 주위의 잡음이나 반려동물의 움직임으로 판단하여 불필요한 오동작을 방지하게 된다.A signal of 0.5 mV or less is judged by surrounding noise or movement of the companion animal, thereby preventing an unnecessary malfunction.

이러한 설정 전압은 제품의 종류에 따라서 변경이 가능하다.The set voltage can be changed according to the type of product.

압전필름판(104)에서는 사용자의 움직임이 감지되어 0.5mV 이상의압전신호가 발생을 하게되는데 압전필름판은 도전성이 있고 면적이 크기 때문에 주위의 전기제품에서 발생되는 전자파의 영향을 받게된다.In the piezoelectric film plate 104, a user's motion is sensed and a piezoelectric signal of 0.5 mV or more is generated. Since the piezoelectric film plate is conductive and has a large area, it is affected by electromagnetic waves generated in the surrounding electrical product.

압전신호는 수mV이하인데 전기장판에서 발생되는 전자파에 의한 교류 전기장 신호는 수V~수십V/m가 발생될 수가 있어 압전신호와 함께 섞이게 되면 압전신호인지 잡음신호인지 판별하기가 어려워지고 오동작의 원인이 된다.The piezoelectric signal is less than several mV. The alternating electric field signal generated by the electromagnetic wave generated from the electric plate may generate several V to several tens V / m. When mixed with the piezoelectric signal, it becomes difficult to discriminate the piezoelectric signal or the noise signal. It causes.

본 발명의 일 실시 예에서는In one embodiment of the present invention

압전필름판(104)은 도전체로실드를 한 후 동작전원부의 마이너스(-)측과 공통접지(COM)를 하여(미도시) 잡음을 차단시키게된다.After the piezoelectric film plate 104 is shielded with a conductor, noise is blocked by making a common ground (COM) with the minus (-) side of the operating power source part (not shown).

압전필름판(104)으로 부터의 연결선 2가닥중 1선은실드선을 사용하여연결선 주위에서 발생되는 잡음을 차단하게 되며 실드측은 동작전원부의 공통접지(COM)와 연결되고 다른 1가닥의 선은 압전신호선(Z)으로 사용되어잭(220)을 거쳐 보호저항 R9를통하여 연산증폭기 (OP1)에 입력된다.One of the two connecting lines from the piezoelectric film plate 104 uses a shield wire to block noise generated around the connecting wire. The shield side is connected to the common ground (COM) of the operating power source, and the other one Is used as the piezoelectric signal line (Z) and is input to the operational amplifier (OP1) through the protection resistor (R9) via the jack (220).

전기장판의 사용자가 몸을 뒤척일 때 마다 발생되는 0.5Hz~5Hz, 0.5mV 이상의 압전신호를 보다 효율적으로 사용하기 위하여 기준전압 2V를 압전신호선에공급해주게 된다.In order to more efficiently use the piezoelectric signal of 0.5 Hz to 5 Hz, 0.5 mV or more generated every time the user of the electric plate turns around, a reference voltage of 2 V is supplied to the piezoelectric signal line.

압전패드(100)에 가해지는 압력의 방향에 따라 플러스(+)신호나(+) Signal or a positive (+) signal depending on the direction of the pressure applied to the piezoelectric pad 100

마이너스(-)신호가 발생을 하게 되므로 기준전압 2V가 공급된 상태에서 2V±0.5mV이상의 전압신호를 모두 이용하게 된다.A minus (-) signal is generated, so that the voltage signal of 2V ± 0.5mV or more is used in a state where the reference voltage of 2V is supplied.

압전필름판(104)에서 발생된 신호는 멀티탭의일측에 고정된 잭(220)을 통하여 연산증폭기 OP1 에 입력된다.The signal generated from the piezoelectric film plate 104 is input to the operational amplifier OP1 through the jack 220 fixed to one side of the multi-tap.

입력된 신호는 보호저항 R9를 거쳐 노이즈 및 고주파 신호는 콘덴서 C2에서 걸러진 상태에서 연산증폭기 OP1 에입력된다.The input signal passes through the protection resistor R9, and the noise and the high-frequency signal are input to the operational amplifier OP1 in a state of being filtered by the capacitor C2.

OP1 에 입력된 압전신호는연산증폭기 OP1, OP2에서 증폭되고 증폭된 신호(B)는 마이컴(260)으로 입력된다.The piezoelectric signal input to the OP1 is amplified by the operational amplifiers OP1 and OP2, and the amplified signal B is input to the microcomputer 260. [

압전필름에 압력이 가해질때는 2V를 기준으로 플러스측(+)의 전압신호가 발생했다가 다시 2V가 되고 반대방향으로 압력이 가해질때는 2V를 기준으로 마이너스측(-)의 전압신호가 발생했다가 2V가 된다.When a pressure is applied to the piezoelectric film, a voltage signal on the positive side (+) is generated based on 2V and then 2V again. When a voltage is applied in the opposite direction, a negative voltage signal is generated on the basis of 2V 2V.

본발명의 일 실시 예에서는 기준전압을 2V로 정했는데 이러한 기준전압은R2, R3와R6, R7의 저항값을 변화시켜 변경이 가능하다.In an embodiment of the present invention, the reference voltage is set to 2V, and the reference voltage can be changed by changing the resistance values of R2, R3, R6, and R7.

증폭율은 R1, R2와 R5, R8의 저항값에 의하여 정해지게 되며 이러한 동작은 연산증폭기의 일반적인 공지된 회로이므로 상세한 설명을 생략한다.The amplification factor is determined by the resistance values of R1, R2, R5, and R8, and this operation is a well-known circuit of the operational amplifier, and a detailed description thereof will be omitted.

증폭된 연산증폭기의 출력 전압신호(B)는 마이컴(260)으로 가해지는데 기준전압 2V를 중심으로2V±0.5V 를 넘어가면 사용중인 신호로 인지하도록 프로그램한다.The output voltage signal B of the amplified operational amplifier is applied to the microcomputer 260 and is programmed so that it is recognized as a signal in use when the voltage exceeds 2 V ± 0.5 V with the reference voltage 2 V as the center.

전기장판을 사용하는 사용자의 움직임은 불규칙하게 발생되며 기준전압을 중심으로 플러스측(+)이나 마이너스측(-)의 신호가 발생을 하게 된다.The user who uses the electric plate generates irregular movement, and the positive (+) or negative (-) signal is generated around the reference voltage.

이 신호는 연산증폭기 OP1, OP2에서 증폭되고 신호가 입력될 때마다 출력노드(B)에는기준전압 2V±0.5V이상의 신호가 출력되며 이를 감지한 마이컴(260)의 출력 (A)에서는 신호가 입력된 시점으로부터 설정된 시간 30분동안 온(ON) 신호를 TR1으로 출력하게 된다.This signal is amplified by the operational amplifiers OP1 and OP2 and a signal having a reference voltage of 2V ± 0.5V or higher is outputted to the output node B every time a signal is inputted. In the output (A) of the microcomputer 260, And outputs an ON signal to TR1 for a set time of 30 minutes from the point of time when it is turned on.

TR1에서는 릴레이(R)를 동작시켜 접속구(250)로 전원을 공급하게되며 마이컴(260)에 입력되는 압전신호는 30분동안 수회씩 발생을 하게되므로 전기장판의 사용하는 동안은 전원공급이 지속된다.In TR1, the relay R is operated to supply power to the connection port 250. Since the piezoelectric signal inputted to the microcomputer 260 is generated several times for 30 minutes, power supply is continued during use of the electric laminate .

이때 표시램프 LED1은 점등되어 전원이 공급되고 있음을 알게된다.At this time, the display lamp LED1 is turned on, indicating that power is being supplied.

전기장판의 사용자가 온도조절기나 멀티탭의 전원스위치(210)를 끄지않고 외출을 하는 경우,설정시간인 30분 이상 사용자가 없는 상태가 지속이 되면, 연산증폭기로 입력되는 압전신호가일정전압이상 형성되지않는다.When the user of the electric plate goes out without turning off the power switch 210 of the temperature controller or the multi-tap, if the state where the user is absent for 30 minutes or more is continued, the piezoelectric signal inputted to the operational amplifier It does not.

이렇게 30분동안 일정전압 신호가 형성되지 않는 경우는 마이컴(260)에서 오프(OFF) 출력신호를 발생하게된다. 이마이컴의 오프출력신호에 따라 릴레이는 오프되어 전원공급은 중단되고표시램프 LED1은 꺼짐으로써 대기 상태로 된다.When the constant voltage signal is not formed for 30 minutes, the microcomputer 260 generates an OFF output signal. The relay is turned off according to the off-output signal of the ignition, so that the power supply is interrupted and the display lamp LED 1 is turned off to stand by.

이때 사용자가 다시 감지판위에 위치하면 상기와 같은 과정을 거쳐 압전신호가 발생되고 마이컴(260)에서는 이를 감지하여 출력신호(A)을 온 시키고 릴레이는 온(ON) 되어 플러그용 단자(250)으로 전원공급을 하게 된다.At this time, if the user is located on the sensing plate again, a piezoelectric signal is generated as described above, and the microcomputer 260 senses the piezoelectric signal, turns on the output signal A, turns on the relay, Power supply is performed.

압전필름판에서 발생되는 전압의 크기는 상기한 바와같이 매우 작은 신호이다.The magnitude of the voltage generated in the piezoelectric film plate is a very small signal as described above.

본 발명의 실시 예에서는 제1 연산증폭기OP1에서 20배, 제2연산증폭기OP2에서 50배로 약 1000배를 증폭하게된다.In the embodiment of the present invention, the first operational amplifier OP1 amplifies about 20 times, and the second operational amplifier OP2 amplifies about 1000 times about 50 times.

증폭율이수십배 정도라면 큰 문제가 없으나 증폭율을 크게하면 압전신호만 커지는 것이 아니라 주위의 잡음도 함께 증폭이 되므로 사요자의 움직임 감지신호만 걸러내기가 어렵게 된다.If the amplification factor is several tens of times, there is no big problem. However, if the amplification factor is increased, not only the piezoelectric signal but also ambient noise are amplified together, so that it is difficult to filter the motion detection signal of the user.

본 발명의 일 실시예에서는 이러한 주위의 잡음을 줄이기 위하여 압전필름판(104)의 주위를 도전체(102, 106)로 감싸고 도전체를공통접지단자(COM)에 접속하여(미도시)노이즈를 차단하게된다.In an embodiment of the present invention, in order to reduce such ambient noise, the periphery of the piezoelectric film plate 104 is surrounded by the conductors 102 and 106, and the conductor is connected to the common ground terminal COM (not shown) .

도전체인 실드선과압전필름판의두가닥중 1가닥과는 공통접지에 연결되고 압전필름판의 다른 한가닥(Z)는 신호선으로 사용을 하게 되는 것이다.One of the two strands of the conductive shield plate and the piezoelectric film plate is connected to the common ground and the other one of the piezoelectric film plates Z is used as the signal line.

이러한 상태에서는 순수하게 압전신호만입력노드 B로 입력이 되는데 일부 함께 입력되는 고주파 잡음 신호는 콘덴서 C2에서 걸러지고 극 저주파대의 신호만 통과 시키게 된다.In this state, only the piezoelectric signal is input to the input node B, but the high frequency noise signal, which is inputted together, is filtered by the capacitor C2 and passes only the signal of the extremely low frequency band.

사용자가 플러그(110)을 꼽으면잭(220) 내부의 COM단자와 M단자의 접점이 떨어지게 되어 저항(R10)에 의하여 마이컴 입력신호(G)는 +5V가 가해지고 플러그(110)을 빼면 잭(220) 내부의 접점이 붙게 되어 마이컴 입력신호(G)는 접지전위가 된다.When the user inserts the plug 110, the contact between the COM terminal and the M terminal inside the jack 220 is disconnected and the microcomputer input signal G is applied by +5 V by the resistor R10. When the plug 110 is removed, 220), so that the microcomputer input signal (G) becomes the ground potential.

마이컴에서는 입력신호(G)가 +5V일 때는 압전신호 감지장치가 동작을 하고 입력신호(G)가 0V인 접지전위일 때는 출력신호(A)는 계속 온(ON)이 되어 보통 콘센트로 동작을 할 수 있도록 프로그램한다.In the microcomputer, when the input signal G is at + 5V, the piezoelectric signal sensing device operates, and when the input signal G is at the ground potential of 0V, the output signal A is kept ON, Program.

본 발명의 일 실시예에 따르면,According to an embodiment of the present invention,

사용자의 움직임이 발생되면 마이컴에서감지신호로 인지하고 LED1 이 깜박거리게 하여 사용자가 움직일 때 감지장치가 동작하고 있음을 표시하게 하였다.When the user's motion occurs, the microcomputer recognizes it as a detection signal and causes the LED 1 to blink to indicate that the sensing device is operating when the user moves.

100: 감지패드
104: 압전필름판
110: 연결플러그
200: 멀티탭
220: 잭
250: 플러그용 단자100: detection pad
104: Piezoelectric film plate
110: Connection plug
200:
220: Jack
250: Terminal for plug

Claims (7)

사용자의 거주 및 부재시를 감지하기위하여압전신호가 발생되는압전필름판이 내장된 감지패드와 전원공급 및 차단장치가 내장된 멀티탭으로 구성되며상기 감지패드로부터 사용자의움직임에 따라 발생되는 압전신호가설정시간 이내에 일정 전압 이상인 경우 플러그용 단자로 전원을 공급하고 상기 설정된 시간 이내에 일정 전압 이상의 신호가 입력되지 않으면 상기 플러그용 단자로 공급되는 전원을 차단하는 자동전원공급장치.A sensing pad having a built-in piezoelectric film plate on which a piezoelectric signal is generated to detect a user's dwelling and absence, and a multi-tap having a built-in power supply and cutoff device. The piezoelectric signal generated by the user's movement For supplying power to the plug-use terminal when the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, and for shutting off the power supplied to the plug-use terminal if a signal of a predetermined voltage or higher is not inputted within the set time. 제 1항에 있어서
압전필름판에서 발생되는 저주파 교류신호는 0.5Hz~5Hz의 대역인 것을 특징으로 하는 자동 전원공급장치The method of claim 1, wherein
Characterized in that the low frequency AC signal generated in the piezoelectric film plate is in the range of 0.5 Hz to 5 Hz. 제 1항에 있어서
압전필름판의 구조는사각형, 또는 원형으로 이루어지고 감지판으로부터 출력되는 연결선은실드선을 사용하되 상기 연결선은 플러그 형태로 이루어지며 상기 플러그와 상기 멀티탭에 부착된 잭(JACK)과 탈부착이 가능하도록 이루어진 자동전원공급장치.The method of claim 1, wherein
The structure of the piezoelectric film plate is formed in a rectangular shape or a circular shape, and the connecting line output from the sensing plate uses a shield wire, and the connecting wire is in the form of a plug, and the jack and the jack attached to the multi- Made automatic power supply. 제 1항에 있어서
압전필름판의 외곽은 실드된도전체(102)또는 실드용도전체(102,106)로 차폐되고 차폐선은 공통접지단자에 접속되며상기압전필름판으로부터의 출력선 두선중 1선은 공통접지단자에 연결되고상기 압전필름판으로부터의 다른 한선은압전신호로 이용하는 것을 특징으로 하는자동전원공급장치.The method of claim 1, wherein
The outline of the piezoelectric film plate is shielded by the shielded conductor 102 or the entire shield application 102 and 106, the shielding line is connected to the common ground terminal, and one of the two output lines from the piezoelectric film plate is connected to the common ground terminal And another one line from the piezoelectric film plate is used as a piezoelectric signal. 제 1항에 있어서
압전필름판으로부터의 출력선 두선중 1선은 공통접지단자에 연결되고 상기 압전필름판으로부터의 다른 한선은압전신호로 이용하되 직류기준전압이 공급된 상태에서 접속하여 기준 전압을 기준으로설정된 전압보다 높거나 낮은 압전신호를이용하여 플러그용 단자로 전원을 공급 및 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 전원공급장치.The method of claim 1, wherein
One of the output line lines from the piezoelectric film plate is connected to a common ground terminal and the other line from the piezoelectric film plate is used as a piezoelectric signal and is connected in a state in which a DC reference voltage is supplied, Characterized in that power is supplied to and disconnected from the terminals for plugs using high or low piezoelectric signals. 제 1항에 있어서
멀티탭의 외부일측에는 표시 LED를 설치하여 플러그용 단자로 공급되는 전원 공급 상태 및 사용자의 움직임 상태를 나타내는 자동전원공급장치.The method of claim 1, wherein
An automatic power supply unit that displays LEDs on one side of the multi-tap to indicate the power supply state and the user's movement state supplied to the plug terminals. 제 1항에 있어서
플러그용 단자로 전원공급, 차단을 하는 스위칭 소자는 무접점스위치또는 릴레이를 사용하는것을 특징으로 하는 자동전원공급장치.The method of claim 1, wherein
Characterized in that a switching element which supplies or cuts off power to the plug terminal uses a solid state switch or a relay.
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KR200349225Y1 (en) 2004-02-20 2004-05-03 김종원 Energy Saving Receptacle Using Pyroelectric IR Sensor

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