KR20230015074A - 잠금장치의 비상 전력 충전 방법 - Google Patents

잠금장치의 비상 전력 충전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 잠금장치의 비상 전력 충전 방법은 무선전력 공유가 가능한 사용자 단말을 이용하여 잠금장치의 비상 구동하는 방법으로 사용자 단말이 홀 센서를 통해 잠금장치에 설치된 자석을 감지하여 무선전력 공유 기능을 활성화한 후, 사용자 단말이 무선전력 송신 코일을 통해 무선전력을 전송하고, 잠금장치가 무선전력 수신 코일을 통해 무선전력을 수신하여 비상 전력으로 공급한다.

Description

잠금장치의 비상 전력 충전 방법 {METHOD FOR CHARGING EMERGENCY POWER OF THE LOCK DEVICE}
본 발명은 무선전력 공유를 통해 잠금장치에 무선 전력을 공급하는 기술에 관한 것이다
키 삽입 및 회전을 통해 잠금과 해제가 이루어지는 기계식 도어락 보다 내부에 구비된 모터 등이 전기적인 구동을 하면서 잠금과 해제가 이루어지는 디지털 도어락이 일반주택, 아파트, 기업체, 연구소 등 각종 건물의 출입문에 최근 많이 사용되고 있다.
이러한 디지털 도어락은 배터리를 전원으로 사용한다. 배터리를 전원으로 사용하는 디지털 도어락은 배터리의 전력이 소모되면 작동하지 않아 출입문을 열지 못하게 되는 문제가 발생된다. 이 경우 9V 배터리를 통해 전원을 공급하거나 USB 충전 포트를 이용하여 전원을 공급하는 방식으로 비상 전력을 사용하여 디지털 도어락을 일시적으로 동작시켜 출입문을 개방할 수 있다. 따라서, 비상 전력을 공급하기 위하여 9V 배터리를 별도로 구매하거나 USB로 전력을 공급할 수 있는 장치를 휴대하고 있어야 하는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1640086호는 잠금장치에 솔라셀을 구비하고 스마트폰의 플래쉬를 비춰 도어락을 비상 충전한다. 그러나 이 경우 도어락이 솔라셀 모듈을 내장해야 하므로 비용이 발생하고 도어락 충전을 위해 사용자가 스마트폰의 플래쉬를 켜서 도어락에 일정시간 동안 갖다 대야 하는 불편함이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1640086호
본 발명은 무선전력 공유 기능을 제공하는 단말을 통해 디지털 잠금장치에 비상 전력을 공급하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선전력 공유를 통해 비상 전력을 공급하는 것과 동시에 디지털 잠금장치가 무선통신을 통해 단말을 인증하여 출입문을 개방하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 잠금장치의 비상 전력 충전 방법은 무선전력 공유가 가능한 사용자 단말의 충전된 전력을 이용하여 잠금장치의 비상 전력을 충전하는 방법으로 사용자의 입력에 따라 사용자 단말의 무선전력 공유 기능이 활성화되는 단계와, 사용자 단말의 무선전력 송신 코일을 통해 무선전력을 전송하는 단계와, 잠금장치의 무선전력 수신 코일을 통해 무선전력을 수신하여 비상 전력으로 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 무선전력 공유 기능의 활성화는 사용자 단말이 홀 센서를 통해 잠금장치에 설치된 자석을 감지하면 자동으로 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 잠금장치의 비상 전력 충전 방법의 비상 전력 공급 단계는 잠금장치가 수신한 무선전력으로 충전부를 충전하는 단계와, 잠금장치가 충전부에 충전된 전력을 비상 전력으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 잠금장치의 비상 전력 충전 방법은 잠금장치의 무선통신부를 활성화하여 사용자 단말과 페어링하는 단계를 더 포함할 수 있고, 추가적으로 사용자 단말이 무선통신을 통해 인증정보를 전송하는 단계와, 잠금장치가 인증정보를 인증하고 공급된 비상 전력을 이용하여 해정부를 해정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 무선전력 공유 기능을 제공하는 단말을 통해 디지털 잠금장치에 비상 전력을 공급할 수 있다.
추가적으로, 본 발명에 의하면 무선전력 공유를 통해 비상 전력을 공급하는 것과 동시에 디지털 잠금장치가 무선통신을 통해 단말을 인증하여 출입문을 개방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비상 충전 방법을 사용할 수 있는 사용자 단말과 잠금장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 비상 충전 방법을 지원하는 잠금장치의 코일 등의 예시적 배치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 비상 충전 방법의 절차도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 비상 충전 방법의 절차도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블록도의 각 블록은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또 다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블록 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블록들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
일부 스마트폰은 해당 기기의 충전된 배터리 전력을 무선으로 공유하는 기능을 구비하고 있다. 이 기능은 스마트워치 등의 웨어러블 기기나 무선 이어폰 등 무선충전이 가능한 주변기기를 충전하는 용도로 사용된다. 즉, 스마트폰의 충전된 배터리 전력을 무선전력 전송 기능을 이용하여 다른 기기에 무선으로 전송하여 공유한다.
무선전력 전송 기술은 선을 연결하지 않고 전기에너지를 자기장 혹은 전자기파 형태로 변형하여 전달하는 기술이다. 무선전력 전송 기술은 크게 자기유도 방식, 자기공진 방식, 전자기파 방식으로 구분되며, 스마트폰 등의 휴대 단말은 전송거리가 수 mm 내외로 짧지만 인체에 무해하며 소형화가 용이한 자기유도 방식을 주로 사용한다. 자기유도 방식은 근접한 코인에 유도되는 자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식을 사용한다.
도 1은 본 발명의 비상 충전 방법을 사용할 수 있는 사용자 단말과 잠금장치의 블록도이고 도 2는 본 발명의 비상 충전 방법을 지원하는 잠금장치의 코일 등의 예시적 배치를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 사용자 단말(200)은 스마트폰과 같은 휴대용 단말 또는 보조 배터리일 수 있다. 사용자 단말(200)은 무선전력 공유 기능 외에 다른 기능을 제공하는 것이 일반적이나 도 1에 도시된 블록도는 무선전력 공유 기능과 관련된 구성만 도시하고 있다.
사용자 단말의 제어부(210)는 무선전력 공유 기능을 설정하는 앱이 로드되어 실행되는 프로세서를 포함하며, 해당 프로세서에서 실행되는 앱을 포함한다. 따라서, 제어부(210)가 무선전력 공유 기능을 이용하여 잠금장치(100)를 충전할 수 있도록 앱을 실행시켜 설정한다.
사용자 단말의 전원부(220)는 배터리를 포함하여 사용자 단말(200)의 각 기능부에 전원을 공급하며, 타 장치로 무선 전송할 전력을 제공한다. 즉, 사용자 단말(200)의 충전된 배터리 전력이 무선으로 전송된다.
사용자 단말의 홀 센서(230)는 홀 효과를 감지하는 센서로 전류가 흐르는 전기 전도체에 수직하게 자기장이 걸릴 때 전류와 자기장 방향에 수직인 방향으로 발생되는 홀 전압을 감지한다. 사용자 단말의 홀 센서(230)는 잠금장치의 자석(110)을 감지하여 제어부(210)가 무선공유 기능을 설정하는 앱을 실행시켜 무선공유 기능을 설정하도록 한다.
사용자 단말의 무선통신부(240)는 저전력 무선통신으로 잠금장치의 무선통신부(120)와 페어링 및 데이터 통신을 수행한다. 이때 저전력 무선통신은 BLE 또는 NFC 통신일 수 있으며, 발명의 양상에 따라서는 둘 다 포함될 수 있다. 일반적으로 디지털 잠금장치(100)는 전면의 키패드에 비밀번호를 입력하여 잠금장치(100)를 해정하나, 사용자가 비밀번호를 입력하지 않아도 무선통신을 이용하여 인증정보를 전달하여 인증 후 잠금장치(100)를 해정하게 할 수도 있다.
사용자 단말의 무선전력 송신 코일(250)은 단말의 후면에 동심원 형태로 형성된 코일을 통해 자기장을 발생시켜 잠금장치(100)에 설치된 코일에 자기유도 현상을 일으켜 무선으로 전력을 송신한다.
도 1에 도시된 잠금장치(100)는 무선전력 공유 기능을 통해 전력을 공급 받아 사용하거나 충전할 수 있도록 구성을 포함하고 있다. 잠금장치(100)는 도어락, 여행용 가방 잠금장치 등을 포함하며 배터리를 내장하여 평상시에는 이 배터리를 주전원으로 하여 동작한다.
잠금장치의 자석(110)은 도 2에 도시된 것과 같이 잠금장치의 키패드 하부에 위치한 코일 동심원 내부에 설치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 코일 주변에 어떠한 위치에도 설치될 수 있다. 잠금장치의 자석(110)은 사용자 단말의 홀 센서(230)에 의해 감지되어 사용자 단말(200)이 잠금장치(100)에 근접 또는 접촉되었음을 인지하게 하고, 잠금장치의 자석(110)을 감지한 사용자 단말(200)은 무선전력 공유 기능을 시작할 수 있다.
잠금장치의 무선통신부(120)는 저전력 무선통신으로 사용자 단말의 무선통신부(240)와 페어링 및 데이터 통신을 수행한다. 이때 저전력 무선통신은 BLE 또는 NFC 통신일 수 있으며, 발명의 양상에 따라서는 둘 다 포함될 수 있다. 일반적으로 디지털 잠금장치(100)는 전면의 키패드에 비밀번호를 입력하여 잠금장치(100)를 해정하나, 사용자가 비밀번호를 입력하지 않아도 무선통신을 이용하여 인증정보를 사용자 단말(200)로부터 수신하여 인증 후 잠금장치(100)를 해정할 수도 있다. 도 2에 도시된 예는 무선통신부가 NFC 무선 통신을 수행하는 것을 도시한 것으로 코일 외에 NFC 통신을 위한 NFC 안테나(121)가 설치되어 있다.
잠금장치의 무선전력 수신 코일(130)은 도 2에 도시된 것과 같이 키패드 후면에 동심원 형태로 형성되며, 코일을 통해 사용자 단말(200)이 발생시킨 자기장으로 인해 자기유도 현상이 일어나 무선으로 전력을 수신한다.
잠금장치의 전원부(170)는 배터리로부터 전력을 공급받아 장치에 전력을 공급하고, 충전부(160)는 무선전력 수신 코일(130)을 통해 수신한 공유된 무선전력을 충전한다. 충전부(160)는 슈퍼 커패시터(super capacitor)로 구성될 수 있다. 도시되지는 않았지만 무선전력 수신 코일(130)을 통해 유도된 전력을 충전 가능한 전압으로 조정하는 회로가 포함된다.
잠금장치의 제어부(150)는 프로세서를 포함하며 무선통신부(120)를 통해 수신된 인증정보를 인증하고 그 결과에 따라 해정부(140)를 해정 제어하며, 사용자가 키패드를 통해 입력한 비밀번호를 확인하여 그 결과에 따라 해정부(140)를 해정 제어한다.
잠금장치의 해정부(140)는 출입문을 개폐하는 수단으로 제어부(150)의 제어에 따라 출입문을 잠그거나 열 수 있다. 잠금장치의 해정부(140)는 모터를 포함하며 일반적으로 배터리 즉, 전원부(170)로부터 전원을 공급받아 동작하나 배터리가 소모되어 전원이 공급되지 않는 경우 충전부(160)로부터 일시적으로 공급되는 전력으로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 잠금장치(100)의 비상 전력 충전 방법은 무선전력 공유가 가능한 사용자 단말(200)의 충전된 전력을 이용하여 잠금장치(100)의 비상 전력을 충전하는 방법으로 사용자 단말(200)의 무선전력 공유 기능 활성화 단계와, 사용자 단말(200)의 무선전력 전송 단계와, 잠금장치(100)의 비상 전력 공급 단계를 포함한다.
사용자 단말(200)의 무선전력 공유 기능 활성화 단계는 사용자가 배터리가 방전되어 동작하지 않는 잠금장치(100)를 비상 구동하기 위하여 무선전력 공유 기능을 구비한 사용자 단말(200)을 잠금장치(100)에 접촉 또는 근접시키되 사용자의 입력에 따라 무선전력 공유 기능이 활성화된 상태에서 사용자 단말(200)을 잠금장치(100)에 접촉 또는 근접시킨다. 즉, 사용자가 사용자 단말(200)의 무선전력 공유 기능을 설정하는 앱을 실행시켜 무선전력 공유 기능을 설정한 후 잠금잠치에 접촉시키면 해당 기능을 통해 잠금장치(100)에 무선으로 전력을 공급하는 절차가 개시된다.
사용자 단말(200)의 무선전력 전송 단계는 사용자 단말(200)의 배터리 전력을 잠금장치(100)에 전달하는 것으로, 사용자 단말의 무선전력 송신 코일(250)을 통해 무선전력을 전송하는 단계이다. 즉, 사용자 단말의 제어부(210)는 무선전력 송신 코일(250)이 자기장을 발생시키도록 제어한다.
잠금장치(100)의 비상 전력 공급 단계는 잠금장치의 무선전력 수신 코일(130)을 통해 무선전력을 수신하여 비상 전력으로 공급하는 단계이다. 즉, 잠금장치의 무선전력 수신 코일(130)은 사용자 단말(200)에서 발생된 자기장에 의해 자기유도 현상이 일어나 전달된 전력을 장치의 비상 전력으로 공급하여 사용한다. 비상 전력의 공급으로 잠금장치(100)가 일시적으로 사용 가능하게 되므로 사용자는 키패드에 바로 비밀번호를 입력하여 출입문의 잠금을 해정할 수 있다.
또한, 사용자 단말(200)의 무선전력 공유 기능 활성화 단계는 사용자가 배터리가 방전되어 동작하지 않는 잠금장치(100)를 비상 구동하기 위하여 무선전력 공유 기능을 구비한 사용자 단말(200)은 잠금장치(100)에 접촉 또는 근접시켜, 사용자 단말(200)이 홀 센서(230)를 통해 잠금장치(100)에 설치된 자석(110)을 감지하여 무선전력 공유 기능을 활성화하는 단계일 수 있다. 사용자 단말의 홀 센서(230)가 잠금장치의 자석(110)을 감지하면 제어부(210)로 인터럽트를 발생시켜 제어부(210)가 무선전력 공유 기능을 설정하는 앱을 자동으로 실행시켜 무선전력 공유 기능을 설정하고 해당 기능을 통해 잠금장치(100)에 무선으로 전력을 공급하는 절차가 개시되도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 잠금장치(100)의 비상 전력 충전 방법의 비상 전력 공급 단계는 잠금장치(100)가 수신한 무선전력으로 충전부(160)를 충전하는 단계와, 잠금장치(100)가 충전부(160)에 충전된 전력을 비상 전력으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
잠금장치(100)가 수신한 무선전력으로 충전부(160)를 충전하는 단계는 무선전력 수신 코일(130)에서 자기유도 현상으로 발생된 전력을 슈퍼 커패시터로 구성되는 충전부(160)에 공급하여 전력을 충전하는 단계이다.
잠금장치(100)가 충전부(160)에 충전된 전력을 비상 전력으로 공급하는 단계는 충전부(160)에 충전된 전력을 일정시간 즉, 충전부(160)가 방전될 때까지 장치의 전원부(170)를 대신하여 장치에 전력을 공급하는 단계이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 잠금장치(100)의 비상 전력 충전 방법은 잠금장치의 무선통신부(120)를 활성화하여 사용자 단말(200)과 페어링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
사용자 단말(200)과 잠금장치(100)는 무선통신을 수행하기 위하여 상호간 페어링하는 단계를 수행한다. 사용자 단말(200)과 잠금장치(100)의 최초 페어링은 다소 시간이 걸릴 수도 있고, 사용자의 입력 또는 선택이 요구될 수도 있어 비상시 페어링이 빠르게 수행될 수 있도록 사전에 미리 최초 페어링을 수행시키는 것이 바람직하다.
또한, 잠금장치(100)의 비상 전력 충전 방법은 페어링이 완료되면 추가적으로 사용자 단말(200)이 무선통신을 통해 인증정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 사용자 단말(200)을 통해 비상 전력을 충전한 잠금장치의 키패드에 사용자가 비밀번호를 직접 입력할 수도 있지만 사용자의 개입 없이 출입문의 잠금장치(100)를 해정하도록 무선통신을 통해 사용자 단말(200)에 저장되거나 사용자 단말(200)에 의해 생성된 인증정보를 잠금장치(100)에 전송할 수 있다. 잠금장치(100)의 비상 전력 충전 방법은 잠금장치(100)가 인증정보를 인증하고 공급된 비상 전력을 이용하여 해정부(140)를 해정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 잠금장치의 제어부(150)는 사용자 단말(200)로부터 수신된 인증정보를 인증하여 인증이 완료되며 해정부(140)를 제어하여 잠금을 해정한다.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 비상 충전 방법의 절차도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 사용자가 배터리가 방전되어 동작하지 않는 잠금장치(100)를 비상 구동하기 위하여 무선전력 공유 기능을 구비한 사용자 단말(200)을 잠금장치(100)에 접촉 또는 근접시키되 사용자의 입력에 따라 무선전력 공유 기능이 활성화된 상태에서 사용자 단말(200)을 잠금장치(100)에 접촉 또는 근접시킨다. 즉, 사용자가 사용자 단말(200)의 무선전력 공유 기능을 설정하는 앱을 실행시켜 무선전력 공유 기능을 설정(S3000)한 후 잠금잠치에 접촉시키면(S3010) 해당 기능을 통해 잠금장치(100)에 무선으로 전력을 공급하는 절차가 개시된다(S3020).
잠금장치(100)는 무선전력 수신 코일(130)을 통해 무선전력을 수신하여(S3030) 충전부(160)를 충전하고 충전된 전력을 비상 전력으로 공급한다(S3040). 비상 전력의 공급으로 잠금장치(100)는 일시적으로 사용 가능하게 된다.
잠금장치(100)는 공급된 비상 전력으로 무선통신부(120)를 활성화하여(S3050) 사용자 단말(200)과 페어링한다(S3060). 사용자 단말(200)은 무선통신을 통해 인증정보를 전송하고(S3070), 잠금장치(100)는 수신한 인증정보를 인증하고 공급된 비상 전력을 이용하여 해정부(140)를 해정한다(S3080).
도 4는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 비상 충전 방법의 절차도이다. 도 3에 도시된 절차와 달리 도 4에 도시된 절차에 의하면, 사용자 단말의 홀 센서(230)가 잠금장치의 자석(110)을 감지하면 무선전력 공유 절차를 개시하도록 발생된 인터럽트에 의해 제어부(210)가 무선전력을 공유하는 절차를 개시한다.
사용자가 배터리가 방전되어 동작하지 않는 잠금장치(100)를 비상 구동하기 위하여 무선전력 공유 기능을 갖는 충전된 사용자 단말(200)을 잠금장치(100)에 접촉 또는 근접(S4000)시키면 사용자 단말의 홀 센서(230)에 의해 잠금장치(100)에 설치된 자석(110)이 감지(S4010)되고, 홀 센서(230)에 의한 자석(110)의 감지로 인해 발생된 인터럽트에 의해 무선전력 공유 기능을 설정하는 앱이 자동으로 실행되어 무선전력 공유 기능이 활성화된다(S4020). 이후 사용자 단말(200)은 배터리 전력을 잠금장치(100)에 무선으로 전송한다(S4030).
잠금장치(100)는 무선전력 수신 코일(130)을 통해 무선전력을 수신하여(S4040) 충전부(160)를 충전하고 충전된 전력을 비상 전력으로 공급한다(S4050). 비상 전력의 공급으로 잠금장치(100)는 일시적으로 사용 가능하게 된다.
잠금장치(100)는 공급된 비상 전력으로 무선통신부(120)를 활성화하여(S4060) 사용자 단말(200)과 페어링한다(S4070). 사용자 단말(200)은 무선통신을 통해 인증정보를 전송하고(S4080), 잠금장치(100)는 수신한 인증정보를 인증하고 공급된 비상 전력을 이용하여 해정부(140)를 해정한다(S4090).
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시 예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형 예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형 예들을 포괄하도록 의도되었다.
100 : 잠금장치
110 : 자석 120 : 무선통신부
130 : 무선전력 수신 코일
140 : 해정부 150 : 제어부
160 : 충전부 170 : 전원부
200 : 사용자 단말
210 : 제어부 220 : 전원부
230 : 홀 센서 240 : 무선통신부
250 : 무선전력 송신 코일

Claims (5)

  1. 무선전력 공유가 가능한 사용자 단말의 충전된 전력을 이용하여 잠금장치의 비상 전력을 충전하는 방법에 있어서,
    사용자의 입력에 따라 사용자 단말의 무선전력 공유 기능이 활성화되는 단계;
    사용자 단말의 무선전력 송신 코일을 통해 무선전력을 전송하는 단계; 및
    잠금장치의 무선전력 수신 코일을 통해 무선전력을 수신하여 비상 전력으로 공급하는 단계;
    를 포함하는 잠금장치의 비상 전력 충전 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    무선전력 공유 기능의 활성화는 사용자 단말이 홀 센서를 통해 잠금장치에 설치된 자석을 감지하면 자동으로 설정되는 잠금장치의 비상 전력 충전 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 비상 전력으로 공급하는 단계는 :
    잠금장치가 수신한 무선전력으로 충전부를 충전하는 단계와, 잠금장치가 충전부에 충전된 전력을 비상 전력으로 공급하는 단계를 포함하는 잠금장치의 비상 전력 충전 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    잠금장치의 무선통신부를 활성화하여 사용자 단말과 페어링하는 단계;
    를 더 포함하는 잠금장치의 비상 전력 충전 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    사용자 단말이 무선통신을 통해 인증정보를 전송하는 단계; 및
    잠금장치가 인증정보를 인증하고 해정부를 해정하는 단계;
    를 더 포함하는 잠금장치의 비상 전력 충전 방법.
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