KR20210086201A - 자가 발전 센서 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치는 마찰대전 발전기, 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한 센서부 및 상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한 출력부를 포함하고, 상기 마찰대전 발전기는, 제1 대전체를 포함하는 고정부, 상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내는 제2 대전체를 포함하는 회전부 및 상기 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력을 발생시키기 위해 상기 회전부를 동작 시키는 동작부를 포함하고, 상기 센서부 및 출력부는 상기 발전기로부터 전력을 공급받을 수 있다.

Description

자가 발전 센서 장치 및 그 동작 방법{SELF-POWERED SENSOR DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 개시(disclosure)는 자가 발전 센서 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전하 펌프 기반의 에너지 하베스팅(energy harvesting) 발전기를 포함하는 장치는, 예를 들어 외부의 물리적인 힘이 제공되는, 이상적인 환경 조건에서의 발전기 출력을 이용하여 센서 등 장치 내 구성을 구동할 수 있다. 이러한 장치는 외부 환경의 불규칙한 조건, 예를 들어, 외부의 물리적인 힘이 지속적으로 제공될 수 없는, 제한된 환경 하에서 발전기가 일정하고 지속적인 출력을 제공할 수 없는 문제점을 가질 수 있다.

따라서, 인체 부위별 인풋 에너지 조건을 고려한 인체공학적 디자인을 통해 자가 발전이 가능한 발전기를 포함하는 발전기-센서 일체형 센서 플랫폼이 요구된다. 이러한 플랫폼은 자가 발전 가능한 에너지 하베스팅 장치와 센서, 그리고 센싱 데이터를 처리하고 전송할 수 있는 회로, 및 출력부(예: Bluetooth 장치, e-paper, e-book 등)를 일체화시킴으로써, 인체 공학 디자인을 통해 헬스 케어 및 산업 현장에서 필요한 에너지 자립을 실현할 수 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는 인체공학적 디자인을 통해 사용자 움직임 등에 기반하여 자가 발전 가능한 발전기를 포함하는 자가 발전 센서 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.

본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치는 마찰대전 발전기, 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한 센서부 및 상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한 출력부를 포함하고, 상기 마찰대전 발전기는, 제1 대전체를 포함하는 고정부, 상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내는 제2 대전체를 포함하는 회전부 및 상기 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력을 발생시키기 위해 상기 회전부를 동작 시키는 동작부를 포함하고, 상기 센서부 및 출력부는 상기 발전기로부터 전력을 공급받을 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법은, 제2 대전체를 포함하는 마찰대전 발전기의 회전부가 동작하는 과정과, 상기 회전부가 동작함에 따라, 마찰대전 발전기의 고정부가 포함하는 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력 발전을 수행하는 과정과, 상기 제2 대전체는 상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내고, 상기 전력을 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한 센서부 및 상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한 출력부에 전달하는 과정을 포함할 수 있다.

본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들에 따른 방법 및 그 전자 장치는, 환경의 불규칙한 조건, 예를 들어, 외부의 물리적인 힘이 지속적으로 제공될 수 없는, 제한된 환경 하에서 발전기가 일정하고 지속적인 출력을 제공할 수 있는 발전기-센서 일체적 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 발전기-센서 일체형 플랫폼을 포함하는 자가 발전 센서 장치 일 예 및 자가 발전 센서 장치의 사용 일 예를 도시한다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 구성들의 회로도를 도시한다.
도 3은 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치의 구성의 일 예를 도시한다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기의 일 예를 도시한다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기가 포함하는 구성의 일 예를 도시한다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기의 동작 방법의 일 예를 도시한다.

본 개시(disclosure)는 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하의 실시 예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. 이하의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시 예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시 예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명의 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

이하 설명에서 사용되는 데이터의 표시에 관련된 변수(예: 파라미터(parameter), 값)을 지칭하는 용어, 발명의 동작을 수행하는데 사용되는 객체(예: 전자 장치, 표시 장치, 디스플레이 장치 등)를 지칭하는 용어, 장치의 구성요소를 지칭하는 용어(예: 회로, 모듈, 컨트롤러, 프로세서, 수집부, 예측부, 추론부, 지원부, 처리부, 표시부, 센서 등) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.

본 개시에서 설명되는, 발전기-센서 일체형 플랫폼을 포함하는 자가 발전 센서 장치는, 마찰 대전 발전기(triboelectric nanogenerator, TENG)를 포함할 수 있다. 마찰 대전 발전기는 구동을 위해 기계 에너지를 이용하여 전기 에너지로 변환시키는 에너지 하베스팅 소자이다. 마찰 대전 발전기는, 일반적으로 마찰력을 제공받기 위해서는 외부의 물리적인 힘이 필요하다. 그러나, 외부의 물리적인 힘을 제공받을 수 없는 특정한 환경에서 에너지 하베스팅이 필요한 경우, 센서 장치의 구동에 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 본 개시는 센서(예: 헬스케어 센서 등)가 부착된 인체 부위의 인풋 조건을 이용하여 자가 발전 가능한 발전기를 포함하는 자가 발전 센서 장치를 제공함으로써, 마찰을 통한 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 센서의 에너지 자립을 실현하기 위한 기술을 제공할 수 있다. 예를 들어, 자가 발전 센서 장치는 인체공학적 디자인을 통해 사용자 움직임 등을 이용하여 자가 발전 가능한 발전기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기술을 통해 센서 등의 소자, 장치시스템, 회로설계, 응용으로 이루어진 상용 플랫폼이 사용될 수 있다.

본 개시의 자가 발전 센서 장치가 포함하는 자가 발전 가능한 발전기는, 센서 그리고 센싱 데이터를 처리하고 전송할 수 있는 MCU 및 출력부를 일체화시킨 에너지 자립형 발전기-센서 일체형 장치 등 에너지 하베스팅이 요구되는 임의의 장치에 사용될 수 있다. 자가 발전 가능한 발전기는 발전기 출력을 최적의 전력으로 전달 저장할 수 있는 전력 관리 회로와 연결되어 구성될 수 있으며, 인쇄회로기판(PCB)기판에 실장될 수 있다.

도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 발전기-센서 일체형 플랫폼을 포함하는 자가 발전 센서 장치 일 예 및 자가 발전 센서 장치의 사용 일 예를 도시한다. 도 1의, 발전기-센서 일체형 플랫폼을 포함하는 자가 발전 센서 장치 일 예 및 자가 발전 센서 장치의 사용 일 예(100)를 참고하면, 자가 발전이 가능한 발전기를 포함하는 자가 발전 센서 장치(120)와 자가 발전 센서 장치(120)를 포함하는 스마트 워치(110)가 도시된다. 자가 발전 센서 장치(120)를 포함하는 스마트 워치(110)는 자가 발전 센서 장치(120)를 포함하는 다양한 장치 중 일 예로서 설명되며, 자가 발전 센서 장치(120)는 센서가 필요한 다양한 장치에 발전기-센서 일체형 플랫폼으로써 포함될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 자가 발전 센서 장치(120)를 포함하는 스마트 워치(110)는 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 마찰 대전 발전기를 포함함으로써, 외부의 외력 또는 외부의 전력 공급 없이 전력을 자가 발전하여 동작할 수 있다. 일반적으로, 스마트 워치 류의 장치는 인체에 부착되어 사용되고, 이에 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 마찰 대전 발전기는 인체 부위별 인풋 에너지 조건을 고려하여 자가 발전할 수 있다. 예를 들어, 스마트 워치(110)가 포함하는 자가 발전 센서 장치(120)는 회전 관성 운동 기구(예: whirligig)의 원리를 이용하여 자가 발전하는 마찰 대전 발전기를 포함함으로써, 자가 발전하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 마찰 대전 발전기는 스마트 워치(110)가 장착된 인체의 손목의 회전 움직임을 전기 에너지로 전환하여 자가 발전할 수 있다. 회전 움직임을 전기 에너지로 전환하는 마찰 대전 발전기는 발전기 내 회전 스프링을 포함하고, 대전체를 각각 포함하는 고정부와 회전부의 회전에 따라, 대전체 간 정전기 유도 현상을 이용하여 발전할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 자가 발전 센서 장치(120)는 마찰 대전 발전기 외에도 인체 부위별 인풋 에너지 조건을 고려하여 자가 발전할 수 있는 에너지 하베스팅 장치를 포함할 수 있다.

도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 구성들의 회로도를 도시한다. 도 2의, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 구성들의 회로도를 참고하면, 자가 발전 센서 장치(120)는 마찰 대전 발전기(121), 전력 관리 회로부(123), 마이크로 컨트롤러(125), 센서부(127) 및 출력부(129)를 포함할 수 있다. 도 2의 마찰 대전 발전기(121)는 인체 부위별 인풋 에너지 조건을 고려하여 자가 발전할 수 있는 에너지 하베스팅 장치로 대체될 수 있다. 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 구성들은 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)기판에 실장될 수 있다.

마찰 대전 발전기(121)는, 마찰 대전을 이용하여 기계 에너지는 전기 에너지로 변환시키는 에너지 하베스팅 동작을 수행함으로써 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 마찰 대전 발전기(121)는 자가 발전 센서 장치(120)가 장착되는 인체 부위별 인풋 에너지 조건을 고려하여 자가 발전할 수 있다. 마찰 대전 발전기(121)가 자가 발전을 통해 생성한 전력은, 자가 발전 센서 장치(120)의 다른 구성에 공급될 수 있다. 예를 들어, 마찰 대전 발전기(121)가 자가 발전을 통해 생성한 전력은, 전력 관리 회로부(123), 마이크로 컨트롤러(125), 센서부(127) 및 출력부(129)에 전달될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 마찰 대전 발전기(121)는 대전체를 각각 포함하는 고정부 및 회전부를 포함하고, 회전부의 움직임에 따라 각 대전체가 마찰함으로써, 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 마찰 대전 발전기(121)의 회전부는 사용자의 움직임에 따라 회전하는 구성일 수 있고, 회전부의 회전에 따라 고정부가 포함하는 대전체와 회전체가 포함하는 대전체가 마찰하여 정전기 유도 현상이 발생함으로써, 전력이 생성될 수 있다. 이 때, 고정부가 포함하는 대전체가 양전하 대전체일 경우 회전부가 포함하는 대전체를 음전하 대전체이고, 고정부가 포함하는 대전체가 음전하 대전체일 경우 회전부가 포함하는 대전체를 양전하 대전체일 수 있다. 즉, 고정부가 포함하는 대전체와 회전부가 포함하는 대전체는 반대 전하를 띌 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 마찰 대전 발전기(121)의 고정부가 포함하는 대전체는 회전부가 포함하는 대전체와 접촉하면서, 정전기 유도에 의해 일방향으로 전류가 흐를 수 있고, 분리되면서 정전기 유도에 의해 다른 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 이처럼, 마찰 대전 발전기(121)는 대전체의 전류 흐름을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 마찰 대전 발전기(121)는 고정부가 포함하는 대전체의 양방향으로 반복하여 흐르는 전류를 이용하여 교류 전기를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 동일한 방식으로, 마찰 대전 발전기(121)의 회전부가 포함하는 대전체가 고정부가 포함하는 대전체와 접촉하면서, 회전부가 포함하는 대전체에 전류의 흐름을 생성하고, 이를 이용하여 전력을 발생시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 마찰 대전 발전기(121)의 고정부는 그라운드와 연결된 발전 유닛과 연결될 수 있다. 예를 들어, 마찰 대전 발전기(121)의 고정부가 포함하는 대전체가, 그라운드와 연결된 발전 유닛과 연결될 수 있다. 발전 유닛은 고정부가 포함하는 대전체의 일방향 및 다른 방향으로 흐르는 전류의 흐름을 이용하여 발전할 수 있는 발전 유닛일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 동일한 방식으로 마찰 대전 발전기(121)의 회전부가 그라운드와 연결된 발전 유닛과 연결될 수 있다. 따라서, 마찰 대전 발전기(121)가 포함하는 대전체들 중 서로 다른 극성을 띄는 대전체의 한 곳에만 발전 유닛이 연결될 수 있고, 이 경우, 마찰 대전 발전기(121) 는 단일 전극 모드(single-electrode mode)로 동작할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 마찰 대전 발전기(121)가 포함하는 고정부는, 고정부의 대전체화 결합된 전극층을 포함할 수 있다. 전극층은 내의 대전체로 전류가 흘러 들어가거나 나오게 하는 층을 의미할 수 있다. 전극층을 통해, 고정부의 대전체를 전하를 띄는 양전하 대전체 또는 음전하 대전체로 사용될 수 있다. 또는 마찰 대전 발전기(121)가 포함하는 회전부는, 회전부의 대전체화 결합된 전극층을 포함함으로써, 전하를 띄는 대전체로 사용될 수 있다.

마찰 대전 발전기(121)의 구체적인 일 실시 예는, 도 4 내지 도 6에서 더 설명될 수 있다.

전력 관리 회로부(123)는, 마찰 대전 발전기(121)가 생성한 전력의 출력을 최적의 전력으로 전달하거나, 저장할 수 있다. 전력 관리 회로부(123)는, 마찰 대전 발전기(121)가 생성한 전력을 저장하고 전달함으로써, 센서부(127), 센싱 데이터 분석 및 처리 명령을 위한 마이크로 컨트롤러(125), 출력부(129)(예: 블루투스(bluetooth) 통신부, e-paper 등)을 구동시킬 수 있다. 자가 발전 센서 장치(120)는 외부로부터 전력을 공급받지 않고, 마찰 대전 발전기(121)를 통해 자가 발전을 수행할 수 있으므로, 자가 발전 센서 장치(120)의 각 구성에 전력을 효율적으로 전달할 필요가 있다. 따라서, 전력 관리 회로부(123)는 마찰 대전 발전기(121)가 생성한 전력을 저장하고, 저장된 전력 중 일부만을 다른 구성에 공급함으로써, 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로부(123)는, 전력 관리 회로부(123)와 병렬로 연결된 마이크로 컨트롤러(125), 센서부(127) 및 출력부(129) 등의 다른 구성들 사이에, 병렬로 연결된 캐패시터를 사용하여 전력을 저장하고, 각 구성에 전달하는 전력의 양을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 회로부(123)는, 전력 관리 회로부(123)와 병렬로 연결된 마이크로 컨트롤러(125), 센서부(127) 및 출력부(129) 등의 다른 구성들 사이에, 전압 측정기를 사용하여, 각 구성에 걸린 전압을 모니터링함으로써, 각 구성의 정격전압에 맞는 전압을 공급하여 전력을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전력 관리 회로부(123)는, 전력 관리 회로부(123)와 병렬로 연결된 마이크로 컨트롤러(125), 센서부(127) 및 출력부(129) 등의 다른 구성들 사이에, 마찰 대전 발전기(121)의 전력 변환을 위한 3-Stage 전력 변환 시스템을 이용하여 전력 공급을 제어할 수 있다. 3-Stage 전력 변환 시스템은 AC/DC 정류기, LC 충전회로, DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 전력 관리 회로부(123)는, 마찰 대전 발전기(121)가 생성한 전력을 AC/DC 정류기를 이용하여 DC 전력으로 변환하고, LC 충전회로를 이용하여 변환된 DC 전력을 저장하고, DC/DC 컨버터를 이용하여 각 구성에 전력을 전달하는 과정을 제어함으로써, 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 각 구성에 최적의 전력을 공급할 수 있다.

전력 관리 회로부(123)는 자가 발전 센서 장치(120)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 회로부(123)는, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

마이크로 컨트롤러(125)의 마찰 대전 발전기(121), 전력 관리 회로부(123), 센서부(127) 또는 출력부(129)의 동작을 제어하거나, 직접 수행할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 컨트롤러(125)는, 마찰 대전 발전기(121)가 전력을 생성하거나, 전력 관리 회로부(123) 생성된 전력의 출력을 최적의 전력으로 저장 및 전달하거나, 센서부(127)가 센싱 데이터를 검출하거나, 출력부(129)가 센싱 데이터를 출력하기 위한 명령을 각 구성에 전달할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(125)는, 센싱 데이터를 분석할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 컨트롤러(125)는, 센서부(127)가 검출한, 자가 발전 센서 장치(120)를 착용한 사용자의 신체의 정보를 나타내는 데이터 분석할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 컨트롤러(125)는, 센서부가 검출한 사용자의 심박 주기를 기반으로 분당 심박수를 계산하거나, 사용자 수면 정보를 기반으로 사용자의 일평균 수면 시간을 계산하거나, 걸음 수 정보를 기반으로 걸음 속도, 이동 거리, 소모 칼로리를 계산하는 등 신체의 정보를 나타내는 센싱 데이터를 계산하여 출력부(129)에 출력하기 위한 분석 정보를 생성할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(125)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 실행하여 마이크로 컨트롤러(125)에 연결된 자가 발전 센서 장치(120)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예 에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 마이크로 컨트롤러(125)는 다른 구성요소(예: 마찰 대전 발전기(121), 전력 관리 회로부(123), 센서부(127) 또는 출력부(129))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하고, 휘발성 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로 컨트롤러(125)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서는 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 마이크로 컨트롤러(125)는 적어도 하나 이상의 프로세서로 구성될 수 있다.

센서부(127)는, 센싱 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서부(127)는 자가 발전 센서 장치(120)를 착용한 사용자의 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서부(127)는 신체의 정보를 검출하기 위한 센서들(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)을 포함하고, 센서들을 통해 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서부(127)는 심박 모니터링 정보, 수면 측정 정보, 걸음 수 정보, 소모 칼로리 정보, 오래 앉음 경고 정보, 신체 활동 시간 정보, 신체 스트레스 정보, 산소 포화도 측정 정보, 자외선 지수 정보 또는 온도 측정 정보 등, 자가 발전 센서 장치(120)를 착용한 사용자의 신체의 정보를 검출할 수 있다. 센서부(127)는 자가 발전 센서 장치(120)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 센서부(127)는, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

센서부(127)는, 자가 발전 센서 장치(120)의 에너지 자립을 위해, 마찰 대전 발전기(121)가 생성한 전력을 전달받아 구동될 수 있다.

출력부(129)는, 센싱 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어 출력부(129)는, 센서부(127)로부터 센싱 데이터를 전달 받고, 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(129)는 센싱 데이터를 기반으로 출력부(129)가 출력할 수 있는 형식으로 가공된 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(129)는 센서부(127)가 검출한 센싱 데이터를 기반으로 마이크로 컨트롤러(125)가 계산하여 생성한 신체의 정보를 나타내는 분석 정보를 출력할 수 다.

일 실시 예에 따르면, 출력부(129)는 센싱 데이터를 가시화하기 위한 표시 장치를 포함할 수 있다. 표시 장치는 자가 발전 센서 장치(120)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예 에 따르면, 표시 장치는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(129)가 포함하는 표시 장치는 상기 검출된 데이터를 표시하는 e-book 또는 e-paper 일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 출력부(129)는 센싱 데이터를 음성으로 변환하여 표시하기 위한 오디오 장치를 포함할 수 있다. 오디오 장치는 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 장치는, 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 센서부(127) 또는 다른 입력 장치를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치, 또는 자가 발전 센서 장치(120)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 출력부(129)는 센싱 데이터를 송수신하기 위한 통신 장치를 포함할 수 있다. 통신 장치는 자가 발전 센서 장치(120)와 외부 전자 장치(예: 다른 전자 장치, 또는 서버)간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 장치는 마이크로 컨트롤러(125)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 장치는 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(#98)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈은 가입자 식별 모듈에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(#98) 또는 제 2 네트워크와 같은 통신 네트워크 내에서 자가 발전 센서 장치(120)를 확인 및 인증할 수 있다. 출력부(129)가 센싱 데이터를 송수신하기 위한 통신 장치는 안테나 모듈을 포함할 수 있고, 안테나 모듈은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크 또는 제 2 네트워크와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈의 일부로 형성될 수 있다. 예를 들어, 출력부(129)가 포함하는 통신 장치는 상기 검출된 데이터를 표시하는 블루투스 송수신부일 수 있다.

출력부(129)는, 자가 발전 센서 장치(120)의 에너지 자립을 위해, 마찰 대전 발전기(121)가 생성한 전력을 전달받아 구동될 수 있다.

도 3은 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치의 구성의 일 예를 도시한다. 도 3의 자가 발전 센서 장치의 구성의 일 예을 참고하면, 자가 발전 센서 장치(120)는 자가 발전 센서 장치(120)의 구성을 포함하는 인쇄회로기판(313) 및 마찰 대전 발전기(121)를 포함할 수 있고, 마찰 대전 발전기(121)는 고정부(301), 회전부(303), 및 동작부(305)를 포함할 수 있다.

자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 인쇄회로기판(313)은, 인쇄 배선판에 임의의 부품을 배치하고 부품간 구리 배선으로 연결해 전자 회로를 구성할 수 있다. 따라서, 인쇄회로기판(313)이 포함할 수 있는 구성은 제한되지 않으며, 필요에 따라 프로세서, 메모리, 입력 장치, 음향 출력 장치, 표시 장치, 오디오 모듈, 센서 모듈, 인터페이스, 햅틱 모듈, 카메라 모듈, 전력 관리 모듈, 배터리, 통신 모듈, 가입자 식별 모듈, 또는 안테나 모듈 등 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(313)은, 전력 관리 회로부(123), 마이크로 컨트롤러(125), 센서부(127) 및 출력부(129)를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(313)은 마찰 대전 발전기(121)로부터 전력을 공급받고, 인쇄회로기판(313)이 포함하는 각 구성에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인쇄회로기판(313)이 포함하는 전력 관리 회로부(123)가 전력을 전달 받고, 자가 발전 센서 장치(120)의 에너지 자립을 위해 인쇄회로기판(313)의 다른 구성에 공급할 최적의 전력을 계산하고 전달할 수 있다.

자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 마찰 대전 발전기(121)는, 자가 발전 센서 장치(120)가 포함하는 다른 구성에 전력을 전달하기 위해 인쇄회로기판(313)에 결합될 수 있다. 마찰 대전 발전기(121)는 고정부(301), 회전부(303), 및 동작부(305)가 순서대로 결합하여 구성될 수 있다. 고정부(301), 회전부(303), 및 동작부(305)는 각 원형으로 도시되었지만, 다른 형태로 결합되어 마찰 대전 발전기(121)를 구성할 수 있다.

자가 발전 센서 장치(120)는 필요에 따라 다양한 구성을 포함할 수 있는 인쇄회로기판(313)과, 상기 다양한 구성에 전력을 공급할 수 있는 자가 발전이 가능한 마찰 대전 발전기(121)를 포함할 수 있으므로, 다른 장치에 자가 발전을 위한 발전기-센서 일체형 센서 플랫폼으로써 포함될 수 있다. 따라서, 자가 발전 센서 장치(120)는, 도 1에서 자가 발전 센서 장치(120)의 사용 일 예로서 설명된 자가 발전 센서 장치(120)를 포함하는 스마트 워치(110) 외에도, 에너지 자립이 필요한 다른 장치에 구비됨으로써, 에너지 자립을 위한 장치로 사용될 수 있다.

도 4는 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기의 일 예를 도시한다. 도 4의 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기의 일 예(400)를 참고하면, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기는 마찰 대전 발전기(121)일 수 있고, 마찰 대전 발전기(121)는 고정부(301), 회전부(303), 및 동작부(305)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 고정부(301), 회전부(303), 및 동작부(305)는 원형 형태일 수 있다.

고정부(301)는, 전력을 생산하기 위해 고정부(301)와 인접하게 배치된 회전부(303)와 마찰할 수 있다. 예를 들어, 고정부(301)는 동작부(305)에 고정적으로 결합되고, 고정부(301)와 동작부(305) 사이에 움직일 수 있는 회전부(303)가 배치될 수 있다. 따라서, 회전부(303)는 고정부(301)와 동작부(305) 사이에 배치됨으로써, 고정부(301)와 회전부(303)는 인접하게 배치될 수 있다.

고정부(301)는 대전체를 포함할 수 있고, 고정부(301)가 포함하는 대전체는 회전부(303)의 대전체와 마찰함으로써, 전력을 생산할 수 있다. 고정부(301)가 포함하는 대전체는 고정부(301)가 회전부(303)와 인접한 면에 배치됨으로써, 회전부(303)의 대전체와 마찰할 수 있다. 이 경우, 고정부(301)가 포함하는 대전체가 양전하 대전체일 경우 회전부(303)가 포함하는 대전체는 음전하 대전체 이고, 고정부(301)가 포함하는 대전체가 음전하 대전체 일 경우, 회전부(303)가 포함하는 대전체는 양전하 대전체 일수 있다. 즉, 마찰 대전 발전기를 구성하기 위해 고정부(301)가 포함하는 대전체와 회전부(303)가 포함하는 대전체는 반대 전하를 띄는 대전체일 수 있다.

고정부(301)가 포함하는 대전체는 회전부(303)가 포함하는 대전체와 접촉하면서 정전기 유도에 의해 일방향으로 전류가 흐를 수 있고, 회전부(303)가 포함하는 대전체와 분리되면서 정전기 유도에 의해 다른 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 이처럼, 고정부(301)는 대전체의 전류 흐름을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 고정부(301)는, 고정부(301)가 포함하는 대전체의 양방향으로 반복하여 흐르는 전류를 이용하여 교류 전력를 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 고정부(301)는, 전극층을 포함할 수 있다. 전극층은 고정부(301)의 대전체로 전류가 흘러 들어가거나 나오게 하는 층을 의미할 수 있다. 전극층은 고정부(301)가 포함하는 대전체와 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 고정부(301)는 그라운드와 연결된 발전 유닛과 연결될 수 있다. 예를 들어, 고정부(301)가 포함하는 대전체가, 그라운드와 연결된 발전 유닛과 연결될 수 있다. 발전 유닛은 고정부(301)가 포함하는 대전체의 상기 일방향 및 다른 방향으로 흐르는 전류의 흐름을 이용하여 발전할 수 있는 발전기 일 수 있다. 이 경우, 발전 유닛이 생성하는 전력을 교류 전력일 수 있다.

발전기 유닛은 단일 전극 모드(single-electrode mode)로 동작할 수 있으므로, 고정부(301)의 대전체와 반대 전하를 띄는 회전부(303)의 대전체와 발전 유닛이 연결된 경우에는 고정부(301)는 발전 유닛과 연결되지 않고, 회전부(303)의 대전체와 반대 전하를 띄는 고정부(301)의 대전체와 발전 유닛이 연결된 경우에는 회전부(303)는 발전 유닛과 연결되지 않을 수 있다. 즉, 발전기 유닛은 서로 다른 극성을 띄는 대전체의 한 곳에만 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 고정부(301)가 포함하는 대전체는, 고정부(301)의 일면에 일정 간격으로 분리되어 배치된 복수의 대전체일 수 있다. 이 경우, 회전부(303)가 동작하면서, 회전부(303)의 대전체와 고정부(301)의 각 대전체들이 접촉 및 분리하면서 전력을 생산할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 고정부(301)가 포함하는 일정 간격으로 분리되어 배치된 복수의 대전체 각각의 사이에 일정 간격으로 배치된 절연체들이 배치될 수 있다. 일정 간격으로 배치된 절연체들이 존재하는 경우에도, 회전부(303)가 동작하면서, 회전부(303)의 대전체와 고정부(301)의 각 대전체들이 반복적으로 접촉 및 분리하면서 전력을 생산할 수 있다. 일정 간격으로 배치된 복수의 대전체 사이에 절연체가 위치할 경우, 고정부(301)가 대전체를 포함하는 일면의 표면이 평평하므로, 마찰 대전 발전기(121)는 더 높은 내구성을 갖출 수 있다.

회전부(303)는, 전력을 생산하기 위해 회전부(303)와 인접하게 배치된 고정부(301)와 마찰할 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)는 동작부(305)와 연결되고, 고정부(301)와 동작부(305) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 회전부(303)는 고정부(301)와 동작부(305) 사이에 배치됨으로써, 고정부(301)와 회전부(303)는 인접하게 배치될 수 있고, 회전부(303)의 각 일면은 고정부(301) 또는 동작부(305)의 각 일면과 인접하게 배치될 수 있다.

회전부(303)는, 회전부(303)를 동작시키기 위한 동작부(305)에 의해 움직일 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)는 동작부(305)가 포함하는 회전 스프링과 연결되고, 회전 스프링의 움직임에 대응하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)와 연결된 회전 스프링은, 자가 발전 센서 장치(120)를 착용한 사용자의 움직임에 따라 감기거나 풀리면서 회전하고, 회전 스프링에 연결된 회전부(303)는 상기 회전 스프링의 움직임에 대응하여 회전할 수 있다.

회전부(303)는 대전체를 포함할 수 있고, 회전부(303)가 포함하는 대전체는 고정부(301)의 대전체와 마찰함으로써, 전력을 생산할 수 있다. 회전부(303)가 포함하는 대전체는 회전부(303)가 고정부(301)와 인접한 면에 배치됨으로써, 고정부(301)의 대전체와 마찰할 수 있다. 이 경우, 고정부(301)가 포함하는 대전체와 회전부(303)가 포함하는 대전체는 반대 전하를 띄는 대전체일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 회전부(303)가 포함하는 대전체는 고정부(301)가 포함하는 대전체와 접촉하면서 정전기 유도에 의해 일방향으로 전류가 흐를 수 있고, 고정부(301)가 포함하는 대전체와 분리되면서 정전기 유도에 의해 다른 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 이처럼, 회전부(303)는 대전체의 전류 흐름을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)는, 회전부(303)가 포함하는 대전체의 양방향으로 반복하여 흐르는 전류를 이용하여 교류 전력를 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 회전부(303)는, 전극층을 포함할 수 있다. 전극층은 회전부(303)의 대전체로 전류가 흘러 들어가거나 나오게 하는 층을 의미할 수 있다. 전극층은 회전부(303)가 포함하는 대전체와 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 그라운드와 연결된 발전 유닛은 회전부(303)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)가 포함하는 대전체가, 그라운드와 연결된 발전 유닛과 연결될 수 있다. 발전 유닛은 회전부(303)가 포함하는 대전체의 상기 일방향 및 다른 방향으로 흐르는 전류의 흐름을 이용하여 발전할 수 있는 발전기 일 수 있다. 이 경우, 발전 유닛이 생성하는 전력을 교류 전력일 수 있다. 다만,

발전기 유닛은 단일 전극 모드(single-electrode mode)로 동작할 수 있으므로, 회전부(303)의 대전체와 반대 전하를 띄는 고정부(301)의 대전체와 발전 유닛이 연결된 경우에는 회전부(303)는 발전 유닛과 연결되지 않고, 고정부(301)의 대전체와 반대 전하를 띄는 회전부(303)의 대전체와 발전 유닛이 연결된 경우, 고정부(301)는 발전 유닛과 연결되지 않을 수 있다. 즉, 발전기 유닛은 서로 다른 극성을 띄는 대전체의 한 곳에만 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 회전부(303)가 포함하는 대전체는, 회전부(303)의 일면에 일정 간격으로 분리되어 배치된 복수의 대전체일 수 있다. 이 경우, 회전부(303)가 동작하면서, 회전부(303)의 대전체와 고정부(301)의 각 대전체들이 접촉 및 분리하면서 전력을 생산할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 회전부(303)가 포함하는 일정 간격으로 분리되어 배치된 복수의 대전체 각각의 사이에 일정 간격으로 배치된 절연체들이 배치될 수 있다. 일정 간격으로 배치된 절연체들이 존재하는 경우에도, 회전부(303)가 동작하면서, 회전부(303)의 대전체와 고정부(301)의 각 대전체들이 반복적으로 접촉 및 분리하면서 전력을 생산할 수 있다. 일정 간격으로 배치된 복수의 대전체 사이에 절연체가 위치할 경우, 회전부(303)가 대전체를 포함하는 일면의 표면이 평평하므로, 마찰 대전 발전기(121)는 더 높은 내구성을 갖출 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 회전부(303)가 포함하는 일정 간격으로 분리되어 배치된 복수의 대전체 각각의 사이에 일정 간격으로 배치된 절연체들이 배치되고, 고정부(301)가 포함하는 일정 간격으로 분리되어 배치된 복수의 대전체 각각의 사이에 일정 간격으로 배치된 절연체들이 배치됨으로써, 회전부(303)가 대전체를 포함하는 일면의 표면과 고정부(301)가 대전체를 포함하는 일면의 표면이 모두 평평한 형태일 수 있다.

동작부(305)는, 회전부(303)와 연결되어 회전부(303)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 동작부(305)는 고정부(301)와 고정적으로 결합되고, 동작부(305)와 고정부(301) 사이에 배치된 회전부(303)와 연결되어 회전부(303)를 동작시킬 수 있다. 동작부(305)는, 회전부(303)를 동작시킴으로써, 전력을 발생시키기 위해 고정부(301)와 회전부(303)를 마찰시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 동작부(305)를 회전부(303)를 동작시키기 위한 회전 스프링을 포함할 수 있다. 회전 스프링은 회전부(303)와 연결되어, 회전부(303)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)와 연결된 회전 스프링은, 자가 발전 센서 장치(120)를 착용한 사용자의 움직임에 따라 감기거나 풀리면서 회전하고, 회전 스프링에 연결된 회전부(303)는 상기 회전 스프링의 움직임에 대응하여 회전할 수 있다. 회전부(303)는 회전하면서, 회전부(303)와 인접하게 배치된 고정부(301)와 마찰함으로써, 마찬 대전 발전이 수행될 수 있다.

마찰 대전 발전기(121)는 고정부(301)와 회전부(303)가 마찰함으로써, 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)가 음전하 대전체를 포함하고, 고정부(301)가 발전 유닛과 연결된 양전하 대전체를 포함하는 경우를 가정할 때, 회전부(303)가 음전하 대전체가 양전하 대전체와 분리되는 방향으로 동작하면, 정전기 유도 현상에 의해 전하는 그라운드에서 고정부(301) 쪽으로 이동할 수 있다. 이 때, 발전 유닛에 고정부(301)에서 그라운드 방향으로 전류가 발생할 수 있다. 이후 회전부(303)가 동작하면서 고정부(301)의 대전체와 회전부(303)의 대전체가 완전히 분리되면, 양전하를 띄던 고정부(301)의 대전체는, 음전하 대전체와 접촉하지 않으므로 대전되지 않고, 그라운드로부터 전하를 전달받아 전하 띄지 않을 수 있다. 이후 회전부(303)가 고정부(301)의 대전체와 회전부(303)의 대전체가 접촉하는 방향으로 동작하면, 정전기 유도 현상에 의해 전하는 고정부(301)에서 그라운드 쪽으로 이동할 수 있다. 이 때 발전 유닛에 그라운드 에서 고정부(301) 방향으로 전류가 발생할 수 있다. 따라서, 발전 유닛에 회전부(303)의 움직임에 따라 서로 다른 방향으로 반복적인 전류가 발생하게 되고, 전류의 흐름으로 인해 전력을 생성할 수 있다. 이 때, 발전 유닛은 교류 전력을 생성할 수 있다.

도 5는 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기가 포함하는 구성의 일 예를 도시한다. 도 5의 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기가 포함하는 구성의 일 예(500)를 참고하면, 고정부(301)는 고정부의 대전체(307) 및 전극층(309)을 포함할 수 있고, 회전부(303)는 회전부의 대전체(311)를 포함할 수 있다. 고정부(301) 및 회전부(303)는 원형 형태로, 대전체 또는 전극층과 결합된 형태로 도시되었으나, 도시된 형태에 제한되지 않을 수 있다.

도 5를 참고하면, 예를 들어, 고정부(301)는 기판 일면에 고정부의 대전체(307) 및 전극층(309)이 겹쳐서 배치된 형태일 수 있다. 이 때, 고정부의 대전체(307)가 회전부의 대전체(311)와 마찰하기 위해, 기판, 전극층(309), 고정부의 대전체(307) 순서로 결합하여 고정부(301)를 구성할 수 있다.

고정부의 대전체(307)는, 일정 간격으로 배치된 복수의 대전체일 수 있다. 도 5에서 고정부의 대전체(307)는 4방향으로 원형 형태의 고정부(301)에 일정 간격으로 배치된 것으로 도시되었으나, 더 좁거나 넓은 간격으로 배치될 수 있고, 더 적거나 많은 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 고정부의 대전체(307)는 고정부(301) 일면에 8방향으로 일정 간격 배치된 복수의 대전체일 수 있다.

동일한 방식으로, 도 5를 참고하면, 예를 들어, 회전부(303)는 기판 일면에 회전부의 대전체(311)가 겹쳐서 배치된 형태일 수 있다. 이 때, 회전부의 대전체(311)가 고정부의 대전체(307)와 마찰하기 위해, 회전부(303)에서 고정부(301)를 바라보는 방향으로 회전부(303)의 일면에 회전부의 대전체(311)가 결합될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전극층(309)은, 도시된 것과 달리 고정부(301)에 배치되지 않고, 회전부(303)에 배치될 수 있다. 이 때, 회전부의 대전체(311)가 고정부의 대전체(307)와 마찰하기 위해, 기판, 전극층(309), 회전부의 대전체(311) 순서로 결합하여 회전부(303)를 구성할 수 있다.

회전부의 대전체(311)는, 일정 간격으로 배치된 복수의 대전체일 수 있다. 도 5에서 회전부의 대전체(311)는 4방향으로 원형 형태의 회전부(303)에 일정 간격으로 배치된 것으로 도시되었으나, 더 좁거나 넓은 간격으로 배치될 수 있고, 더 적거나 많은 방향으로 배치될 수 있다.

도 5에서 도시된 고정부(301)와 회전부(303)를 포함하는 마찰 대전 발전기(121)는, 고정부의 대전체(307)와 회전부의 대전체(311)가 마찰함으로써, 전력을 생성할 수 있다. 고정부의 대전체(307)와 회전부의 대전체(311)는 각 일정 간격을 두고 배치된 복수의 대전체를 포함하고, 고정부의 대전체(307)와 회전부의 대전체(311)는 반대 전하를 가질 수 있다. 따라서, 회전부(303)가 회전하는 경우, 고정부의 일정 간격으로 배치된 복수의 대전체와 회전부의 일정 간격으로 배치된 복수의 대전체 각각이 반복적으로 접촉 및 분리됨으로써, 전력이 생성될 수 있다.

도 6은 다양한 실시 예들에 따른, 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기의 동작 방법의 일 예를 도시한다. 도 6의 자가 발전 센서 장치가 포함하는 발전기의 동작 방법의 일 예(600)를 참고하면, (a) 동작부(305)의 스프링이 감긴 상태 및 (b) 동작부(305)의 스프링이 풀린 상태에서 회전부(303)가 동작하는 일 예가 도시된다.

동작부(305)는 자가 발전 센서 장치(120)를 착용한 사용자의 움직임에 따라 감기거나 풀리면서 회전할 수 있는 회전 스프링을 포함할 수 있다. 회전 스프링은 사용자의 회전 움직임에 따라 감기거나 풀릴 수 있다. 예를 들어, 사용자가 회전 스프링이 감기는 방향으로 움직이면, 회전 스프링은 감길 수 있고, 사용자가 회전 스프링이 풀리는 방향으로 움직이면, 회전 스프링은 풀릴 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 회전 스프링은 탄성을 가질 수 있다. 탄성을 가지는 회전 스프링은 사용자 움직임에 기반해 감기는 방향으로 동작할 경우, 감기는 동작 후 탄성력에 의해 스스로 풀리는 방향으로 동작할 수 있다. 또한, 회전 스프링이 사용자 움직임에 기반해 풀리는 방향으로 동작할 경우, 풀리는 동작 후 탄성력에 의해 스스로 감기는 방향으로 동작할 수 있다. 회전부(303)는 회전 스프링과 연결되어 회전 스프링이 감기거나 풀리는 방향으로 동작할 경우, 감기거나 풀리는 방향에 대응하여 회전할 수 있다.

동작부(305)는 고정부(301)와 고정적으로 결합할 수 있고, 동작부(305)와 고정부(301) 사이에 배치된 회전부(303)는 동작부(305)의 회전 스프링과 연결될 수 있다. 회전부(303)는 회전 스프링의 움직임에 대응하여 회전할 수 있다. 따라서, 회전부(303)는 고정된 동작부(305)와 고정부(301)사이에서 회전함으로써, 고정부(301)와 마찰하여 전력을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 회전부(303)가 포함하는 대전체와 고정부(301)가 포함하는 대전체가 마찰함으로써, 마찰 대전 발전이 수행되어 전력이 생성될 수 있다.

회전 스프링은 사용자 움직임 또는 탄성에 의해 감기거나 풀리면서 회전부(303)를 회전시킬 수 있다. 도 5를 참고하면, 예를 들어, (a) 동작부(305)의 스프링이 감긴 상태는, 사용자 움직임에 따라 회전 스프링이 감기는 동작 후의 마찰 대전 발전기(121)의 상태를 나타낼 수 있다. 회전 스프링이 감기는 방향이 고정부(301)에서 동작부(305)를 내려다봤을 때, 반 시계 방향인 경우, 회전 스프링이 감기면서 회전 스프링과 연결된 회전부(303)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 동작부(305)의 스프링이 감긴 상태 이후 회전 스프링이 탄성력에 의해 풀리는 방향으로 동작할 수 있고, 회전 스프링이 풀리는 방향이 고정부(301)에서 동작부(305)를 내려다봤을 때, 시계 방향인 경우, 회전 스프링이 탄성력에 의해 풀리면서 회전 스프링과 연결된 회전부(303)는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 회전 스프링은 사용자 움직임에 따라 풀리는 방향으로 동작할 뿐 아니라, 감긴 후 탄성력에 의해 풀리는 방향으로 동작할 수 있고, 회전부(303)를 회전시킬 수 있다.

(b) 동작부(305)의 스프링이 풀린 상태는, 사용자 움직임에 따라 회전 스프링이 풀리는 동작 후의 마찰 대전 발전기(121)의 상태를 나타낼 수 있다. 회전 스프링이 풀리는 방향이 고정부(301)에서 동작부(305)를 내려다봤을 때, 시계 방향인 경우, 회전 스프링이 풀리면서 회전 스프링과 연결된 회전부(303)는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 동작부(305)의 스프링이 풀린 상태 이후 회전 스프링이 탄성력에 의해 감기는 방향으로 동작할 수 있고, 회전 스프링이 감기는 방향이 고정부(301)에서 동작부(305)를 내려다봤을 때, 반 시계 방향인 경우, 회전 스프링이 탄성력에 의해 감기면서 회전 스프링과 연결된 회전부(303)는 반 시계 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 회전 스프링은 사용자 움직임에 따라 감기는 방향으로 동작할 뿐 아니라, 풀린 후 탄성력에 의해 감기는 방향으로 동작할 수 있고, 회전부(303)를 회전시킬 수 있다.

자가 발전 센서 장치(120)를 사용자가 착용할 경우, 동작부(305)가 포함하는 회전 스프링은 사용자 움직임 또는 회전 스프링 자체가 포함하는 탄성력에 의해, 회전부(303)를 지속적으로 회전시킬 수 있고, 자가 발전 센서 장치(120)는 마찰 대전 발전기(121)를 통해 지속적으로 전력을 생성할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치는, 마찰대전 발전기, 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한 센서부 및 상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한 출력부를 포함하고, 상기 마찰대전 발전기는, 제1 대전체를 포함하는 고정부, 상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내는 제2 대전체를 포함하는 회전부 및 상기 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력을 발생시키기 위해 상기 회전부를 동작 시키는 동작부를 포함하고, 상기 센서부 및 출력부는 상기 발전기로부터 전력을 공급받을 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 고정부는, 상기 제1 대전체 및 그라운드와 연결된 발전 유닛을 더 포함하고, 상기 발전 유닛은, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 접촉하면서 상기 제1 대전체에 제1 방향으로 전류가 발생하고, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 분리되면서 상기 제1 대전체에 제2 방향으로 전류가 발생하는 정전기 유도에 의해 전력을 발생시킬 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 고정부는, 원형 형태이고, 상기 고정부가 포함하는 제1 대전체는, 일정 간격으로 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 상기 고정부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성되고, 상기 회전부는, 원형 형태이고, 상기 회전부가 포함하는 제2 대전체는, 일정 간격으로 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 상기 회전부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 동작부는, 상기 회전부를 동작시킴으로써 상기 회전부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들 각각이 상기 고정부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들 각각과 반복적으로 접촉 및 분리되면서 마찰하여 전력을 발생시킬 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 동작부는, 상기 일체형 장치의 움직임에 따라 감기거나 풀릴 수 있는 회전 스프링을 더 포함하고, 상기 회전부는, 상기 회전 스프링과 연결되어, 상기 회전 스프링이 감기거나 풀리면서 회전할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 제1 대전체는 음전하 대전체이고, 상기 제2 대전체는 양전하 대전체일 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 제1 대전체는 양전하 대전체이고, 상기 제2 대전체는 음전하 대전체일 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 동작부는, 상기 제2 대전체와 결합한 전극층을 더 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 고정부는, 상기 제1 대전체와 결합한 전극층을 더 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 센서부가 검출하는 상기 데이터는 심박 모니터링 정보, 수면 측정 정보, 걸음 수 정보, 소모 칼로리 정보, 오래 앉음 경고 정보, 신체 활동 시간 정보, 신체 스트레스 정보, 산소 포화도 측정 정보, 자외선 지수 정보 또는 온도 측정 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 출력부는, 상기 검출된 데이터를 송수신하는 블루투스(bluetooth) 안테나일 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서, 상기 출력부는, 상기 검출된 데이터를 표시하는 e-book일 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법은, 제2 대전체를 포함하는 마찰대전 발전기의 회전부가 동작하는 과정과, 상기 회전부가 동작함에 따라, 마찰대전 발전기의 고정부가 포함하는 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력 발전을 수행하는 과정과, 상기 제2 대전체는 상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내고, 상기 전력을 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한 센서부 및 상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한 출력부에 전달하는 과정을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 전력 발전을 수행하는 과정은, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 접촉하면서 상기 제1 대전체에 제1 방향으로 전류가 발생하고, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 분리되면서 상기 제1 대전체에 제2 방향으로 전류가 발생하는 정전기 유도에 의해 전력을 발생시키는 과정을 포함하고, 상기 고정부는, 상기 제1 대전체 및 그라운드와 연결된, 전력을 발생시키는 발전 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 고정부는, 원형 형태이고, 상기 고정부가 포함하는 제1 대전체는, 일정 간격으로 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 상기 고정부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성되고, 상기 회전부는, 원형 형태이고, 상기 회전부가 포함하는 제2 대전체는, 일정 간격으로 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 상기 회전부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 전력 발전을 수행하는 과정은, 상기 회전부를 동작시킴으로써 상기 회전부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들 각각이 상기 고정부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들 각각과 반복적으로 접촉 및 분리되면서 마찰하여 전력을 발생시키는 과정을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 회전부가 동작하는 과정은, 상기 회전부와 연결된 회전 스프링이 감기거나 풀리면서 상기 회전부가 회전하는 동작을 포함하고, 상기 회전 스프링은 상기 일체형 장치의 움직임에 따라 감기거나 풀릴 수 있다.

본 개시에 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트 폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 개시의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 개시에서 사용된 용어 "모듈" 또는 “-부”는 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

1. 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치에 있어서,
   마찰대전 발전기;
   상기 마찰대전 발전기는,
   제1 대전체를 포함하는 고정부;
   상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내는 제2 대전체를 포함하는 회전부; 및
   상기 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력을 발생시키기 위해 상기 회전부를 동작 시키는 동작부;를 포함하고,
   신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한, 상기 발전기로부터 전력을 공급받는 센서부; 및
   상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한, 상기 발전기로부터 전력을 공급받는 출력부를 포함하는 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정부는, 상기 제1 대전체 및 그라운드와 연결된 발전 유닛을 더 포함하고,
   상기 발전 유닛은, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 접촉하면서 상기 제1 대전체에 제1 방향으로 전류가 발생하고, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 분리되면서 상기 제1 대전체에 제2 방향으로 전류가 발생하는 정전기 유도에 의해 전력을 발생시키는 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고정부는, 원형 형태이고,
   상기 고정부가 포함하는 제1 대전체는, 일정 간격으로 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 상기 고정부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성되고,
   상기 회전부는, 원형 형태이고,
   상기 회전부가 포함하는 제2 대전체는, 일정 간격으로 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 상기 회전부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성된 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 대전체는 음전하 대전체이고,
   상기 제2 대전체는 양전하 대전체인 장치.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 대전체는 양전하 대전체이고,
   상기 제2 대전체는 음전하 대전체인 장치.
   
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 동작부는, 상기 제2 대전체와 결합한 전극층을 더 포함하는 장치.
   
7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 고정부는, 상기 제1 대전체와 결합한 전극층을 더 포함하는 장치.
   
8. 청구항 3에 있어서,
   상기 데이터는 심박 모니터링 정보, 수면 측정 정보, 걸음 수 정보, 소모 칼로리 정보, 오래 앉음 경고 정보, 신체 활동 시간 정보, 신체 스트레스 정보, 산소 포화도 측정 정보, 자외선 지수 정보 또는 온도 측정 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 장치.
   
9. 청구항 3에 있어서,
   상기 출력부는, 상기 검출된 데이터를 송수신하는 블루투스(bluetooth) 안테나인 장치.
   
10. 청구항 3에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 검출된 데이터를 표시하는 e-book인 장치.
    
11. 자가 발전이 가능한 발전기를 사용하는 자가 발전 센서 장치의 동작 방법에 있어서,
    제2 대전체를 포함하는 마찰대전 발전기의 회전부가 동작하는 과정과,
    상기 회전부가 동작함에 따라, 마찰대전 발전기의 고정부가 포함하는 제1 대전체와 상기 제2 대전체가 마찰하여 전력 발전을 수행하는 과정과, 상기 제2 대전체는 상기 제1 대전체와 반대 전하를 나타내고,
    상기 전력을, 신체의 정보를 나타내는 데이터를 검출하기 위한 센서부 및 상기 데이터를 전달 받아 출력하기 위한 출력부에 전달하는 과정을 포함하는 방법.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전력 발전을 수행하는 과정은,
    상기 제1 대전체가 제2 대전체와 접촉하면서 상기 제1 대전체에 제1 방향으로 전류가 발생하고, 상기 제1 대전체가 제2 대전체와 분리되면서 상기 제1 대전체에 제2 방향으로 전류가 발생하는 정전기 유도에 의해 전력을 발생시키는 과정을 포함하고,
    상기 고정부는, 상기 제1 대전체 및 그라운드와 연결된, 전력을 발생시키는 발전 유닛을 더 포함하는 방법.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 고정부는, 원형 형태이고,
    상기 고정부가 포함하는 제1 대전체는, 일정 간격으로 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 상기 고정부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성되고,
    상기 회전부는, 원형 형태이고,
    상기 회전부가 포함하는 제2 대전체는, 일정 간격으로 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 상기 회전부에 배치된 적어도 하나 이상의 대전체들로 구성된 방법,
    

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