KR20220146539A

KR20220146539A - 손목 밴드 전압 검출기

Info

Publication number: KR20220146539A
Application number: KR1020227032748A
Authority: KR
Inventors: 그랜트 에드워드 스테이플스
Original assignee: 그랜트 에드워드 스테이플스
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-11-01
Also published as: CA3169023C; CA3169023A1; AU2021226164A1; JP7307516B2; WO2021171199A1; EP4111215A4; AU2021226164B2; KR102537728B1; JP2023509227A; US11762002B2; EP4111215A1; US20220341980A1

Abstract

본 발명의 손목 밴드 전압 검출기는 작업 활동과의 간섭 없이 AC 전압의 존재를 검출하기 위한 웨어러블 디바이스를 제공한다. 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예는 손목 밴드의 각각의 측면에 위치된 모노폴 에어리얼을 포함한다. 얇은 가요성 유전체 층이 에어리얼 사이와 손목 밴드의 내부에 안착하여, 에어리얼과 사용자의 손목 사이에 전기 장벽으로서 작용할 수도 있다. 에어리얼은 손목 밴드의 상부측에 위치된 회로 기판 상의 종래의 전압 검출기 회로에 연결된다. 회로 기판은 사용자의 손목에 접지되는데, 이는 안전 거리에서 인접 AC 전압의 존재를 검출하는 회로의 능력을 향상시킨다.

Description

손목 밴드 전압 검출기

관련 출원

본 출원은 미국 가출원 번호 62981147의 이점을 주장한다.

교류(AC)의 상업적 사용은 1세기 초과 동안 세계를 변화시켜 왔으며 세계의 모든 현대적 성장의 주요 견인차이다. 주택, 사무실 건물, 공장 및 해군 선박은 모두 AC를 사용하지만, AC는 오감에 의해 즉시 검출될 수 있는 존재를 갖지 않기 때문에, AC는 노출된 AC 소스와 무의식적으로 접촉하게 될 수도 있는 이들 환경에서의 작업자들에게 부상 및 심지어 사망의 위험을 제기한다. 예를 들어, 전력 분배 패널에서 작업하는 전기 기술자가 전원이 턴오프되었다는 말을 들었을 수도 있더라도, 다른 작업자가 이후에 패널을 재전원 공급(reenergized)했을 수도 있다. 다른 예로서, 전력선이 폭풍우에 의해 다운되었을 수도 있고, 최초 응답자는 전력선이 "활선(live)" 상태로 남아 있는지 여부를 알지 못할 것이다. 다른 예로서, 파손된 구리 파이프를 수리하는 배관공은 건물 내의 다른 곳에서 노출된 와이어가 동일한 구리 파이프의 먼 쪽 단부와 접촉했다는 사실을 모를 수도 있다. 매년, 직업 환경에서 수천 건의 우발적 감전사가 발생하여, 전기 부상이 작업장 관련 외상성 사망의 제4 주요 원인이 된다.

AC의 존재를 검출하기 위해, 작업자는 AC 운반 전도체 주위의 변화하는 전기장 및 자기장을 검출하는 비접촉 AC 전압 검출기를 사용할 수도 있다. 비접촉 AC 전압 검출 배후의 기술은 널리 알려져 있으며 상업용 휴대용 검출기는 시장에서 즉시 입수 가능하다. 그러나, 상업적으로 입수 가능한 휴대용 검출기는, 사용자가 공구 상자 또는 포켓으로부터 검출기를 제거하고, 검출기 프로브(들)를 전도성 재료 부근으로 가져오고, 이어서 검출기를 공구 상자 또는 포켓에 다시 넣는 것을 필요로 한다는 점에서 불편하다. 이러한 불편함은 우발적인 감전사의 실제 위험으로 전환될 수도 있다. 예를 들어, 작업의 시작시에, 전기 기술자는 휴대용 검출기를 사용하여, 회로 상자가 전원 공급되지 않은 것을 확인할 수도 있다. 그러나, 회로 상자에 대한 작업의 과정 중에, 누군가 회로 상자에 전원을 재연결할 수도 있는 위험이 있다. 모범 사례는 전기 기술자가 활선 전압의 존재를 주기적으로 점검할 것을 필요로 할 수도 있지만, 실제로는 전기 기술자가 모범 사례를 따르지 않기로 선택할 수도 있거나 또는 단순히 필요한 만큼 빈번히 활선 전압의 존재를 점검할 것을 잊어버릴 수도 있다.

별도로 휴대되는 디바이스를 사용하는 대신에, 작업자가 작업 수행 과정의 일부로서 휴대하거나 착용할 것인 무언가에 비접촉 AC 전압 검출기가 통합될 수 있다. 하나의 선택은 작업자가 작업의 중단 없이 정기적으로 활선 전압을 모니터링할 수 있도록, 작업자가 손이나 손목에 착용할 수도 있는 무언가 일 수도 있다. 예를 들어, 계류 중인 출원 PCT/IB2019/001379는 완전 기능성 장갑 및 완전 기능성 전압 검출기가 되도록 장갑에 통합된 전압 검출기를 개시하고 있다. 그러나, 몇몇 작업 환경에서, 장갑을 착용하는 것이 불편하거나 번거로울 수도 있고, 웨어러블 전압 검출기의 장점에도 불구하고, 작업자는 안전에 비해 편안함과 사용의 용이성을 선택할 수도 있다. 장갑 기반 전압 검출기의 대안으로서, 손목에 착용될 수 있는 전압 검출기는 안전을 희생하지 않고 더 큰 편안함 및 편의성을 제공할 수도 있다. 미국 특허 공개 제20080024265호, 미국 특허 공개 제20040080320호, 및 미국 특허 제4983954호와 같은 종래 기술의 개시내용은 손목에 착용되는 전압 검출기의 개념을 개시하고 있지만, 종래 기술의 이들 및 다른 디바이스는 인간 신체가 검출된 신호의 품질 및 강도에 미칠 임의의 영향을 고려하지 못한다.

따라서, 손목에 착용될 수 있고 인간 신체가 검출된 신호의 품질 및 강도에 미칠 영향을 고려하는 전압 검출기가 요구된다.

본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예는 AC 전압의 검출에 대한 인간 신체의 영향을 고려하면서 AC 전압 검출기를 웨어러블 디바이스에 통합하는 문제를 해결한다. 더 구체적으로, 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예는 손목 밴드를 통해 연장되는 얇은 경량의 모노폴 에어리얼을 사용한다. 에어리얼은 전기 장벽으로서 작용하는 유전 재료의 얇은 층으로 사용자의 손목으로부터 분리된다. 이는 안전 거리로부터, 임의의 인접 AC 전압까지 적합한 감도를 제공하고, 사용자가 전도성 재료에 대해 특정 각도로 검출기를 파지할 것을 필요로 하지 않는다.

또한, 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예는 에어리얼에 연결된 AC 전압 검출 및 경보 회로를 포함한다. 이 회로는 최소한 AC 전압의 존재를 검출하고, 배경 노이즈를 제거하며, 위험한 AC 전압의 존재를 사용자에게 경고하는 기능을 제공한다. 그러나, 종래 기술과는 달리, 이 회로는 사용자의 신체와 물리적으로 접촉하여, 검출 회로가 AC 전압의 존재에 더 민감하게 하는 접지 연결부를 포함한다. 이 증가된 감도는 사용자의 손목으로부터 에어리얼을 분리하는 더 얇은 유전체 층의 사용을 허용한다.

또한, 몇몇 실시예에서, 검출 회로는 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서, 비휘발성 메모리, 가속도계, GPS 수신기, 모션 전원 충전기, 시각, 오디오 및/또는 햅틱 경보 구성요소, 및 유선 또는 무선 통신 인터페이스, 워치, 사용자 디스플레이, 및/또는 활동 추적기를 포함할 수도 있다. 이러한 부가의 구성요소는 AC 전압의 검출에 필요하지 않지만, 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기에 부가의 유익한 편의성 및 동작 특징을 제공한다.

이어지는 도면 및 상세한 설명의 검토시에, 통상의 기술자는 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 다른 대안 실시예를 인식할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예의 측면의 절결도이다.
도 2는 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예의 상부의 절결도이다.
도 3은 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예에서 회로 기판의 논리적 레이아웃의 도면이다.
도 4는 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 실시예에서 회로 기판의 구성요소에 의해 수행되는 기능의 블록도이다.

본 발명의 손목 밴드 전압 검출기는 통상의 기술자가 광범위한 실험 없이 본 발명을 만들고 사용하는 것을 가능하게 하기 위해 충분한 상세를 제공하는 이하의 제1 실시예, 뿐만 아니라 특정 용례 및 구성에 유익한 것으로 입증될 수도 있는 이 제1 실시예의 변형예를 포함하여, 다양한 실시예에서 구현될 수도 있다.

제1 실시예

도 1에 도시되어 있는 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 제1 실시예에서, 검출기(100)는 외부 손목 밴드 층(110a, 110b), 모노폴 에어리얼(120a, 120b), 유전체 층(130a, 130b), 내부 손목 밴드 층(140a, 140b), 회로 기판 조립체(150), 접지 버튼(160), 및 버클(170)을 포함한다.

외부 손목 밴드 층(110a, 110b)은 가요성 플라스틱을 포함하고 검출기(100)에 구조적 형상을 제공하고 에어리얼(120a, 120b)의 물리적 보호를 제공한다.

에어리얼(120a, 120b)은 폴리이미드 또는 폴리에스터와 같은 단일 또는 다층 가요성 유전체 기판 상의 전도성 인쇄 회로를 포함한다. 전도성 인쇄 회로는 도 2에 의해 제안된 바와 같은 사행형 패턴으로 배열된다. 에어리얼(120a, 120b)의 전도성 인쇄 회로는 각각 에어리얼 커넥터(152)(도 3)에 전기적으로 연결된다. 에어리얼(120a, 120b)은 그 말단 단부에서는 연결되지 않는다.

유전체 층(130a, 130b)은 에어리얼(120a, 120b)에 의해 검출된 임의의 AC 전압이 사용자의 손목으로 누설되는 것을 방지하는 3 mm 네오프렌을 포함한다.

내부 손목 밴드 층(140a, 140b)은 가요성 플라스틱을 포함하고 검출기(100)에 구조적 형상을 제공한다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 회로 기판 조립체(150)는 인쇄 회로 기판(151), 에어리얼 커넥터(152), 접지 커넥터(153), AC 전압 검출 구성요소(154)(도 4에 도시되어 있는 블록도(180)에 설명된 기능을 수행하기 위해 요구되는 바와 같이, 다양한 저항기, 커패시터, 트랜지스터, 트레이스 등을 포함함), 표면 실장 버저(155) 및 표면 실장 코인 셀 홀더(156)(회로 기판(151)에 전력을 제공하는 CR2032 3v 코인 셀 배터리를 유지하는 데 적합함)를 포함한다. 회로 기판(151)의 구성요소는 회로 기판 레이아웃을 설계하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이 최적의 성능을 제공하도록 물리적으로 배열된다. 회로 기판 조립체(150)는 보호 케이스(도시되어 있지 않음) 및 보호 케이스를 외부 손목 밴드 층(110a, 110b) 및 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)에 물리적으로 부착하기 위한 적합한 메커니즘(도시되어 있지 않음)을 더 포함한다.

접지 버튼(160)은 전도성 재료를 포함하고, 착용될 때 사용자의 손목에서 사용자의 손의 피부와 접촉하도록 의도된다. 접지 버튼(160)은 접지 커넥터(153)에 전기적으로 연결된다.

버클(170)은 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 손목 밴드의 2개의 측면을 서로 부착 및 탈착하기 위한 적합한 메커니즘을 제공한다.

도 4에 도시되어 있는 블록도(180)는 신호가 에어리얼 커넥터(152)에서 에어리얼(120a, 120b)로부터 도달할 때 회로 기판(151)의 구성요소의 기능을 설명한다. 전기 신호는 먼저 대역 통과 필터(181)를 통과하는데, 이는 매우 낮은 주파수 및 매우 높은 주파수 신호, 예를 들어 스위치 모드 전원 공급 장치에 의해 야기되는 저주파 정적 필드 및 고주파 필드를 제거한다. 대역 통과 필터(181)로부터 출력된 신호는 이어서 필터링된 신호를 기준 신호와 비교하는 주파수 비교기(182)를 통과한다. 필터링된 신호가 기준 신호보다 더 높은 주파수를 가질 때, 비교기(182)의 출력은 낮고, 필터링된 신호가 기준 신호보다 더 낮은 주파수를 가질 때, 비교기(182)의 출력은 높다. 따라서, 충분히 강한 AC 전압의 존재시에, 비교기(182)로부터 출력된 신호는 에어리얼(120a, 120b)에 의해 수신된 전기 신호의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 구형파이다. 이 신호는 비교기(182)로부터의 신호의 피크 값과 동일한 DC 전압을 출력하는 피크 검출기(183)에 공급된다. 피크 검출기(183)의 출력은 충분한 신호를 수신할 때 버저(155)가 가청 경보를 방출하게 하는 오디오 신호 표시기 회로(184)의 회로를 구동한다. 따라서, 에어리얼(120a, 120b)이 AC 전압에 근접할 때, 검출된 전압은 버저(155)로부터 가청 경보를 생성하고, 에어리얼(120a, 120b)이 AC 전압에 근접하지 않을 때, 버저(155)는 무음으로 유지될 것이다.

대안 및 부가의 실시예

전술된 실시예에서 설명된 바와 같은 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기는, (a) 에어리얼(120a, 120b)이 사용자의 손으로부터 전기적으로 절연되고 (b) 접지 버튼(160)은 사용자의 손과의 접촉을 유지하는 한, 본 발명의 전압 검출기의 사상으로부터 벗어나지 않고 통상의 기술자에 의해 수정되고 그리고/또는 확장될 수도 있다. 이들 수정 및 확장 중 몇몇의 선택은 특정 용례에 사용될 때 성능의 견지에서 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 일반적인 동작의 품질에 영향을 미칠 수도 있다. 다른 수정 및 확장의 선택은 제조 비용, 재료의 가용성, 물리적 제약 및 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 일반적인 동작에 독립적일 수도 있는 다른 요인에 의해 주도될 수도 있다. 이하의 변형예는 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 일반적인 기능에 영향을 미치지 않고 필요에 따라 그리고 기술적으로 실현 가능할 때 혼합 및 정합될 수도 있는 다른 실시예의 예의 비배타적인 설명을 나타낸다.

몇몇 실시예에서, 유전체 층(130a, 130b)의 절연 기능은 에어리얼(120a, 120b)에 사용되는 유전체 가요성 인쇄 회로 기판에 의해 제공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 유전체 층(130a, 130b)의 절연 기능은 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)에 의해 제공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 유전체 층(130a, 130b) 및 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)이 모두 존재할 수도 있고, 모두 사용자의 손목으로부터 에어리얼(120a, 120b)의 전기적 절연의 일부 측정을 제공할 수도 있다. 다른 실시예에서, 유전체 층(130a, 130b)은 네오프렌 이외의 가요성 절연 재료를 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 유전체 층(130a, 130b)은 0.25 mm 내지 3 mm의 두께의 범위일 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 외부 손목 밴드 층(110a, 110b), 에어리얼(120a, 120b), 유전체 층(130a, 130b), 및 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)은 단일 중실 구성요소를 형성하도록 함께 적층될 수도 있다. 다른 실시예에서, 각각은 개별 구성요소일 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 에어리얼(120a, 120b)은 회로 기판 조립체(150)와 버클(170) 사이의 전장에 걸쳐 연장한다. 다른 실시예에서, 에어리얼(120a, 120b)은 단지 회로 기판 조립체(150)와 버클(170) 사이의 전장의 일부만에 걸쳐 연장한다.

몇몇 실시예에서, 에어리얼(120a, 120b)은 외부 손목 밴드 층(110a, 110b)과 유전체 층(130a, 130b) 사이에 평탄하게 놓이는 코일 내에 배열된 40-게이지 폴리우레탄 절연 구리 Litz 와이어를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 외부 손목 밴드 층(110a, 110b) 및 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)은 탄성 재료를 포함할 수도 있어 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기가 버클(170)의 필요 없이 사용자의 손목에 꼭 맞게 끼워지게 한다. 다른 실시예에서, 외부 손목 밴드 층(110a, 110b) 및/또는 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)은 손목 스트랩을 부착, 탈착 및 조정하는 데 통상적으로 사용되는 벨크로(Velcro®) 또는 다른 메커니즘을 더 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 접지 버튼(160)은 회로 기판 조립체(150) 바로 아래보다 본 발명의 손목 밴드 전압 검출기의 다른 곳에 위치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서 다중 접지 버튼이 있을 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 접지 버튼(160)은 버클(170)에 통합될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 회로 기판 조립체(150)는, 예를 들어 "안전" 및 "위험" 조건을 나타내는 디스플레이 스크린을 더 포함할 수도 있다. 또한, 디스플레이 스크린은 시간, 텍스트 메시지, 타이머의 만료, 만보계 및/또는 사용자의 맥박수와 같은 편의 기능을 포함할 수 있다. 또한, 버저(155)는, 신호 표시기 회로(184)가 AC 전압의 근접도 및/또는 강도에 비례하여 피치 또는 볼륨을 변경하는 경보를 스피커가 방출하게 할 수 있도록 표면 실장 마이크로 스피커로 대체될 수 있고; 마이크로 스피커는 또한 음성 경보를 방출하는 데 사용될 수 있다. 또한, 회로 기판 조립체(150)는 위험한 AC 전압이 검출될 때 진동하는 햅틱 표시기를 포함할 수도 있고; 이러한 표시기는 시끄러운 환경에서 유용한 것으로 입증될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 인쇄 회로 기판(151)의 개별 구성요소 중 일부 또는 모두에 의해 제공되는 기능은 주문형 집적 회로(ASIC)에 의해 수행될 수 있다. ASIC의 사용은 인쇄 회로 기판(151) 상에 장착된 회로의 설치 공간을 감소시킬 수 있고 따라서 인쇄 회로 기판(151)의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있다.

몇몇 실시예에서, 인쇄 회로 기판(151)의 개별 구성요소 중 일부 또는 모두에 의해 제공되는 기능은 저전력 마이크로제어기에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 가능한 마이크로제어기의 사용은 거짓 양성을 감소시키기 위해 검출된 신호의 더 양호한 분석을 제공할 수 있고, 특정 동작 환경에 대해 검출기(100)를 최적화하는 것, 강도, 주파수, 고조파 왜곡과 같은 검출된 신호에 대한 부가의 정보를 추출하는 것, 및 이후의 액세스를 위해 마이크로제어기의 비휘발성 메모리에 중요한 이벤트의 로깅과 같은 큰 정도의 맞춤화 가능한 특징을 제공할 수 있다. 중요한 이벤트에는 예를 들어, 위험 전압의 검출, 전원 온/오프, 구성 변경, 재교정 등을 포함할 수도 있다. 또한, 회로 기판(151)에 GPS 수신기의 추가는 중요한 이벤트에 대해 로깅된 정보에 위치를 제공할 수 있다. 또한, 프로그램 가능한 마이크로제어기의 존재는 이하의 단락에서 설명되는 바와 같이 외부 연결을 단순화할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 회로 기판(151)은 검출기(100)를 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 또는 컴퓨터 네트워크와 같은 외부 디바이스에 연결하기 위한 통신 하드웨어를 더 포함한다. 통신 하드웨어는 USB 또는 라이트닝 포트와 같은 유선 커넥터를 포함할 수도 있고, 또는 Bluetooth, ZigBee, IEEE 802.11x 또는 다른 무선 프로토콜과 함께 사용하기에 적합한 무선 라디오 송수신기를 포함할 수도 있다. 회로 기판(151) 상에 존재하는 회로의 일부로서 마이크로제어기의 존재는, 이러한 마이크로제어기가 통합 송수신기 및 임베디드 프로토콜 스택을 포함할 수도 있기 때문에 외부 통신을 단순화한다. 검출기(100)는 예를 들어, 작업자의 감독자에게 즉각적인 보고를 제공하기 위해 실시간으로, 또는 예를 들어, 검출기(100)가 재충전을 위해 외부 디바이스에 플러깅될 때, 예를 들어 일과의 종료시에, 비실시간으로 중요한 이벤트의 발생을 외부 디바이스에 전송할 수도 있다. 또한, 외부 디바이스는 외부 디바이스 상에서 실행되는 애플리케이션 소프트웨어를 통해 마이크로프로세서에 구성, 소프트웨어 업데이트 및 다른 동작 정보를 송신할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 회로 기판(151)을 위한 전원은, 무선 충전 패드에 근접하게 검출기(100)를 배치함으로써, 검출기(100)에 통합된 운동 에너지 충전기에 의해, 또는 검출기(100)가 검출하도록 설계된 전기장에 의해, 예를 들어 USB 케이블을 통해 전원으로의 검출기(100)의 물리적 연결에 의해 재충전될 수 있는 재충전 가능 배터리를 포함할 수도 있다. 후자의 실시예에서, 에너지 저장 회로가 전기장에 의해 수집된 소량의 에너지를 저장하기 위해 요구될 것이다.

몇몇 실시예에서, 회로 기판(151)에서 에어리얼(120a, 120b)을 통해 수신된 신호는 대역 통과 필터(181)를 통과하기 전에 조절될 수 있다. 예로서, 이러한 조절은 AC 전압의 부재시를 제외하고 대역 통과 필터(181)에 대한 입력이 낮게 유지되는 것을 보장하기 위해 접지에 연결된 대형 저항기의 사용을 포함할 수도 있다. 회로 기판(151)은 또한 대역 통과 필터(181)에 의해 수신된 신호를 최대화하기 위해 에어리얼(120a, 120b)의 임피던스를 정합하는 구성요소를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 에어리얼(120a, 120b)을 통해 수신된 신호는 개별적으로 처리 및 분석될 수 있는데; 이러한 개별 신호 처리는 예를 들어, 에어리얼(120a, 120b)에 대한 AC 전압의 물리적 위치에 대한 부가의 정보를 제공할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 회로 기판(151)의 구성요소의 기능은 수동으로 또는 동적으로 구성 가능할 수도 있다. 예를 들어, 미국에서는 AC 전압이 60 Hz이고, 반면 호주에서는 AC 전압이 50 Hz이다. 검출기(100) 상의 수동 스위치는 회로를 하나의 주파수로부터 다른 주파수로 변경할 수 있거나, 또는 대안적으로, 회로는 활성 AC 전압 전도체 부근에 검출기(100)를 유지함으로써 적절한 주파수로 자동으로 구성될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 저전압 검출 회로는 회로 기판(151)의 구성요소에 통합될 수 있다. 이는 전원(예를 들어, 내장 배터리)이 적절한 동작을 위해서는 너무 약하다고 사용자에게 경고할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 가속도계와 같은 모션 검출기가 검출기(100)가 사용 중이 아닐 때를 감지하고 회로 기판(151)의 구성요소를 저전력 슬립 모드로 둘 수 있고; 모션 검출기는 또한 검출기(100)가 사용 중일 때를 감지하여, 회로 기판(151)의 구성요소를 정상 동작 모드로 되돌릴 수 있다. 다른 실시예에서, 검출기(100)는 사용자가 회로 기판(151)에 대한 전원을 턴온 및 턴오프할 수 있게 하는 전원 스위치를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 에어리얼(120a, 120b)은 2개의 모노폴 안테나보다는 루프 안테나를 형성하기 위해 그의 말단 단부에서 연결될 수 있다. 이러한 구성은 버클(170)의 사용을 제거할 것이지만, (a) 접지 버튼(160)과 사용자의 피부 사이의 예측 가능한 접촉을 보장하기 위해 손목 밴드의 탄성 및 (b) 예를 들어 아코디언 스타일의 가요성 회로 기판, 에어리얼(120a, 120b)을 연결하는 코일형 Litz 와이어, 또는 다른 적합한 메커니즘을 사용함으로써 길이방향으로 신장할 수 있는 가요성 회로 기판을 포함하는 에어리얼(120a, 120ba)용 기판의 사용을 필요로 할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 회로 기판(150)은 에어리얼(120a, 120b)의 구리 회로가 부착되는 동일한 가요성 인쇄 회로의 부분일 수 있어, 에어리얼 커넥터(152) 또는 접지 커넥터(153)에 대한 필요성을 제거한다. 다른 실시예에서, 회로 기판(150)은 에어리얼(120a, 120b)의 구리 회로가 부착되는 가요성 인쇄 회로로부터 분리될 수도 있고; 이러한 실시예에서, 회로 기판(150)은 가요성 또는 강성 회로 기판 재료를 이용할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 외부 손목 밴드 층(110a, 110b) 및 내부 손목 밴드 층(140a, 140b)은 오버몰딩된 플라스틱 인클로저의 부분으로서 형성될 수도 있다. 몇몇 관련된 실시예에서, 인클로저는 또한 회로 기판(150)을 봉입할 수도 있다. 특히, 에어리얼(120a, 120b)의 회로가 회로 기판(150)과 동일한 가요성 인쇄 회로 상에 있는 이러한 구성은 제조를 단순화하고 비용을 낮출 수도 있지만, 검출기(100)가 LED, 시계 문자판 또는 비디오 디스플레이와 같은 임의의 시각적 인터페이스 요소를 포함하는 경우 오버몰딩 프로세스가 다소 복잡할 수도 있다. 다른 실시예에서, 탈착 가능한 스트랩을 갖는 것은 파손된 부품의 더 간단한 수리 및 교체를 허용할 것이기 때문에 더 유리할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 전압 검출 구성요소(154), 표면 실장 버저(155), 표면 실장 코인 셀 홀더(156), 및 에어리얼(120a, 120b)의 전도성 인쇄 회로는 모두 단일 가요성 회로 기판 상에 장착될 수 있고, 내구성 탄성 재료, 및 전압 검출 구성요소(154), 표면 실장 버저(155), 표면 실장 코인 셀 홀더(156) 주위에 배치된 보호 인클로저를 포함하는 중공 손목 밴드의 내부 내에 가요성 회로 기판이 삽입될 수 있다. 이러한 실시예는 아마도 덜 내구성 및/또는 효과적이기는 하지만, 다른 실시예보다 비용이 덜 들 수도 있다.

Claims

웨어러블 AC 전압 검출기이며,
유전체 기판 및 유전체 기판에 장착된 복수의 전자 구성요소를 포함하는 회로 기판 조립체로서, 복수의 전자 구성요소는 전압 검출 구성요소, 전원 공급 장치, 및 신호 표시기를 포함하는, 회로 기판 조립체;
제1 세그먼트 및 제2 세그먼트를 포함하는 손목 밴드로서, 각각의 세그먼트는 외부 층, 유전체 기판 상에 인쇄된 모노폴 에어리얼을 포함하는 가요성 회로 기판, 유전체 층, 내부 층, 및 손목 밴드 세그먼트 커넥터를 포함하고, 각각의 세그먼트는 기단 단부 및 말단 단부를 갖는, 손목 밴드; 및
접지 버튼을 포함하고,
각각의 세그먼트의 기단 단부는 회로 기판 조립체에 물리적으로 연결되고,
각각의 세그먼트의 말단 단부는 손목 밴드 세그먼트 커넥터에 물리적으로 연결되고,
각각의 세그먼트의 에어리얼은 전압 검출 구성요소에 전기적으로 연결되고,
접지 버튼은 전압 검출 구성요소에 전기적으로 연결되고,
각각의 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터는, 전압 검출기가 사용자의 손목 주위에 착용될 때 접지 버튼이 사용자의 피부와 접촉하여 유지되도록 제1 세그먼트의 말단 단부를 제2 세그먼트의 말단 단부에 부착하도록 구성되고,
복수의 전자 구성요소 및 에어리얼은 사용자에게 AC 전압의 근접도를 경고하기 위해 협력하여 작동하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
제1 세그먼트의 유전체 기판, 제2 세그먼트의 유전체 기판, 및 회로 기판 조립체의 유전체 기판은 개별 기판을 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
제1 세그먼트의 유전체 기판, 제2 세그먼트의 유전체 기판, 및 회로 기판 조립체의 유전체 기판은 단일 연속 기판을 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 에어리얼은 사행형 패턴으로 세그먼트의 유전체 기판 상에 인쇄된 전도성 재료를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 에어리얼은 각각의 세그먼트의 외부 층과 유전체 층 사이에 평탄하게 놓여 있는 코일에 배열된 Litz 와이어를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
접지 버튼은 회로 기판 조립체 아래에 위치되는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
접지 버튼은 세그먼트 중 하나의 내부 층 상에 위치되는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
제1 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터는 버클이고
제2 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터는 버클과 정합하도록 구성된 복수의 구멍인, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
제1 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터는 벨크로 후크이고 제2 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터는 벨크로 루프인, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 내부 층 및 외부 층은 탄성 재료를 포함하고,
제1 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터는 제2 세그먼트의 손목 밴드 세그먼트 커넥터에 직접 연결되는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
전압 검출 구성요소는 주문형 집적 회로 상에 구현된 대역 통과 필터, 주파수 비교기, 피크 검출기 및 신호 표시기 드라이버 회로를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
전압 검출 구성요소는 개별 구성요소로서 구현된 대역 통과 필터, 주파수 비교기, 피크 검출기 및 신호 표시기 드라이버 회로를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
복수의 전자 구성요소는 프로세서 및 비휘발성 메모리를 갖는 마이크로제어기를 더 포함하고,
비휘발성 메모리는 전압 검출 구성요소의 기능을 구현하기 위한 작업을 수행하기 위한 명령을 저장하는, 전압 검출기.
제13항에 있어서,
비휘발성 메모리는 외부 기준 전압의 주파수에 따라 AC 전압의 검출을 구성하기 위한 명령을 더 포함하는, 전압 검출기.
제13항에 있어서,
마이크로제어기는 송수신기를 더 포함하고,
비휘발성 메모리는 송수신기를 사용하여 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 명령을 더 포함하는, 전압 검출기.
제15항에 있어서,
통신을 수행하기 위한 명령은 에어리얼에 대한 AC 전압의 근접도의 검출에 대한 정보를 송신하기 위한 명령을 더 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 유전체 층은 약 3 mm 두께의 네오프렌을 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 유전체 층은 유전 재료로 코팅된 가요성 재료를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 유전체 층은 각각의 세그먼트의 유전체 기판을 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
전원 공급 장치는 비충전식 배터리를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
전원 공급 장치는 재충전 가능 배터리를 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
신호 표시기는 AC 전압의 근접도를 사용자에게 경고하는 소리를 방출하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
신호 표시기는 AC 전압의 근접도를 사용자에게 경고하는 시각적 표시기를 디스플레이하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
신호 표시기는 AC 전압의 근접도를 사용자에게 경고하는 햅틱 표시기를 제공하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
복수의 전자 구성요소는, 움직임의 검출 없이 연장된 기간 후에 정상 전력 모드로부터 저전력 모드로 다른 전자 구성요소를 전환하도록 구성되고 움직임의 검출시에 저전력 모드로부터 정상 전력 모드로 다른 전자 구성요소를 전환하도록 구성된 모션 검출기를 더 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
사용자가 전원 공급 장치를 턴온 및 턴오프할 수 있게 하도록 구성된 스위치를 더 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
사용자가 검출을 위해 AC 전압 주파수를 선택할 수 있게 하도록 구성된 스위치를 더 포함하는, 전압 검출기.
제1항에 있어서,
각각의 세그먼트의 외부 층 및 내부 층은 오버몰딩된 가요성 플라스틱 인클로저로서 형성되는, 전압 검출기.
제28항에 있어서,
오버몰딩된 가요성 플라스틱 인클로저는 또한 회로 기판 조립체의 부분을 봉입하는, 전압 검출기.
전압 검출기이며,
유전체 기판, 유전체 기판에 장착된 복수의 전자 구성요소로서, 복수의 전자 구성요소는 전압 검출 구성요소, 전원 공급 장치, 신호 표시기를 포함하는, 복수의 전자 구성요소, 및 유전체 기판 상에 인쇄된 사행형 모노폴 에어리얼을 포함하는 가요성 회로 기판;
전압 검출 구성요소에 전기적으로 연결된 접지 버튼;
가요성 회로 기판을 둘러싸는 가요성 오버몰딩된 플라스틱 인클로저; 및
플라스틱 인클로저의 일 단부에 위치되고 플라스틱 인클로저의 다른 단부에 있는 복수의 구멍 중 하나에 부착되어 웨어러블 손목 밴드를 형성하도록 구성된 버클을 포함하고,
접지 버튼은 사용자에 의해 손목 밴드가 착용될 때 접지 버튼이 사용자의 피부에 직접 물리적으로 접촉하여 유지되도록 위치되고,
복수의 전자 구성요소는 사용자에게 AC 전압의 근접도를 경고하기 위해 협력하여 작동하는, 전압 검출기.
제30항에 있어서,
유전체 층과 플라스틱 인클로저 사이의 네오프렌의 층을 더 포함하고, 네오프렌의 층은 또한 사용자의 피부로부터 에어리얼을 전기적으로 절연하는, 전압 검출기.
전압 검출기이며,
전압 검출 회로, 전원 공급 장치, 신호 표시기 및 회로 기판에 인쇄된 사행형 모노폴 에어리얼을 포함하는 가요성 회로 기판;
전압 검출 구성요소, 전원 공급 장치 및 신호 표시기를 둘러싸는 보호 인클로저;
보호 인클로저에 물리적으로 연결되고 에어리얼을 둘러싸는 손목 밴드; 및
손목 밴드의 내부에 위치된 접지 버튼을 포함하고,
에어리얼은 전압 검출 구성요소에 전기적으로 연결되고,
접지 버튼은 전압 검출 구성요소에 전기적으로 연결되고,
손목 밴드는 사용자에 의해 전압 검출기가 착용될 때, 버튼이 사용자의 피부와 직접 물리적 접촉하여 유지되도록 유전체 탄성 재료를 포함하고,
전압 검출기는 사용자에게 AC 전압의 근접도를 경고하는, 전압 검출기.