KR940007690Y1 - 습도센서의 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

습도센서의 제어회로

제 1 도는 본 고안의 구성 회로도이다.

제 2 도는 종래기술의 설명하기 위한 습도측정그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이컴 2 : 습도센서부

3 : 정류부 4 : 편차보상부

5 : 습도센서 TH : 써미스터

OUT : 출력단 AN₁, AN₂: 제 1 , 2 입력단

D_1∼D₃: 다이오드 C_1∼C₃: 캐패시터

R_1∼R₄: 저항 +Vcc : 바이어스전압

본 고안은 습도센서의 제어회로에 관한 것으로, 특히 습도센서부에 의해 감지된 습도측정값이 그 습도에 대한 설정온도값을 정확히 유지하도록 편차보상부의 써미스터를 통해 온도보상한 다음 그 온도보상된 온도편차신호를 연산증폭기에 의해 증폭하여 마이컴에 입력시킴으로써, 마이컴이 그 온도편차 만큼의 출력전압을 습도센서에 정확히 보상해 주게되므로 습도를 정밀하게 측정할 수 있도록 한 습도센서의 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 센서는 어떤 대상물이나 현상을 측정하는 계측기의 일종인데, 예를들면 습도를 측정하는 습도센서, 온도를 측정하는 써미스터 혹은 전압, 전류를 측정하는 디지털메터 등이 있다. 그리고 이러한 센서들중 써미스터, 습도센서들은 반도체소자의 특성을 이용하고 있는데, 그 반도체소자는 온도 혹은 습도가 증가하면 내부저항이 감소하고, 반대로 온도 혹은 습도가 감소하면 내부저항이 증가하는 부성저항특성이 있다.

한편, 그러한 센서들은 각종 전기장치나 전자시스템에 설치되어 이들 장비들이 설치된 주변의 상태를 측정한 다음 그 측정된 정보를 콘트롤러나 마이컴에 입력시키게 되므로 이들 장비들의 동작제어를 하는데 편리하게 사용되고 있다. 예를 들면 에어컨에는 습도센서가 장착되어 있는데, 이 습도센서는 에어컨이 설치된 주변의 습도상황을 측정한 다음 그 측정된 정보를 마이컴으로 입력시키게 되고 마이컴에서 내장된 프로그램에 따라 그 습도정보를 판단하여 에어컨시스템의 동작을 제어하도록 된다.

그러나 상기와 같은 종래 습도센서를 사용하는 방식은 상기 습도센서가 시스템이 설치된 주변장소의 습도를 정확히 측정한다 할지라도 소자특성이 반도체의 특성을 나타내므로 같은 습도하에서도 온도에 따라 내부저항이 변화하게 되고 그에 따라 전압값이 변화하게 되므로 습도센서의 습도측정값도 변이하게 된다.

예컨대, 제 2 도에 도시된 바와 같이 주변온도가 20℃이고 그때의 습도측정값이 50%일 때, 이 습도값에 대한 기준출력 전압값이 3V로 설정되어 있다고 가정하면, 습도는 50%로 일정한데 온도가 변화할 경우 즉, 20℃에서 15℃로 감소하거나 혹은 25℃로 증가하게 될 경우 이에 따라 습도센서의 측정값도 실제습도(50%로 일정)값과는 관계없이 2.5V 혹은 3.5V로 변화하게 된다. 따라서 그러한 온도편차가 발생된 부정확한 습도측정값을 근거로하여 시스템의 동작이 제어되므로 시스템의 동작이 불안정하게 되는 결점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 안출된 것으로 습도센서부에 의해 감지된 습도측정값이 그 습도에 대한 설정온도값을 정확히 유지하도록 편차보상부의 써미스터를 통해 온도보상한 다음 그 온도보상된 온도편차신호를 연산증폭기에 의해 증폭하여 마이컴에 입력시킴으로써 마이컴이 그 온도편차만큼의 출력전압을 습도센서에 정확히 보상해 주게되므로 습도를 정밀하게 측정할 수 있도록 함은 물론 일정습도에 대한 설정온도값이 변화되더라도 마이컴이 시스템을 정밀제어할 수 있도록 한 습도센서의 제어회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 에어컨시스템의 동작을 내장된 프로그램에 따라 총괄적으로 제어하는 마이컴과, 이 마이컴으로부터 동작전압을 공급받아 상기 에어컨시스템이 설치된 주변장소의 습도값을 측정하는 습도센서부와, 이 습도센서부의 습도측정값에 따른 AC출력전압을 DC전압으로 정류시키는 정류부와, 이 정류부로부터 공급받은 습도측정값에 따른 DC전압과 써미스터를 통해 감지된 온도값에 따른 측정전압을 비교한 다음 일정습도에 대한 온도편차가 발생할 경우 이를 온도 보상해주는 편차보상부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 고안은 주변장소의 습도측정을 필요로 하는 에어컨시스템 등에 설치되는 것으로, 제 1 도에 도시된 바와 같이 에어컨시스템의 동작을 내장된 프로그램에 따라 총괄적으로 제어하는 마이컴(1)과, 이 마이컴(1)으로부터 동작전압을 공급받아 상기 에어컴시스템이 설치된 주변장소의 습도값을 측정하는 습도센서부(2)와, 이 습도센서부(2)의 습도측정값에 따른 AC출력전압을 DC전압으로 정류시키는 정류부(3)와, 이 정류부(3)로부터 공급받은 습도측정값에 따른 DC전압과 써미스터(TH)를 통해 감지된 온도값에 따른 측정전압으로 비교한 다음 일정습도에 대한 온도편차가 발생할 경우 이를 온도보상한 후 그 차이값을 증폭해 주는 편차보상부(4)로 구성되어 있다.

그리고 상기 습도센서부(2)에는 에어컨시스템이 설치된 주변의 습도를 측정하는 습도센서(5)가 평활 캐패시터(C₁)를 매개로 상기 마이컴(1)의 출력단(OUT)에 연결되고, 상기 정류부(3)에는 연산증폭기(OP₁)의 반전단자에 저항(R₁)이 연결된 다이오드(D₁)와 이에 병렬연결된 다이오드(D₂)가 연결되며, 또한 상기 습도센서(5)의 일단이 연산증폭기(OP₁)의 반전단자에 연결되고, 다이오드(D₂)와 다이오드(D₃)사이에는 연산증폭기(OP₁)의 출력단이 연결되며, 평활작용을 하는 캐패시터(C₂)가 상기 다이오드(D₃)에 연결되어 있다.

한편, 편차보상부(4)는 정류부(3)의 출력단이 저항(R₂)를 통해 연산증폭기(OP₂)의 반전단자에 연결되며, 바이어스전압(+Vcc)이 저항(R₃)을 통해 연산증폭기(OP₂)의 비반전단자에 연결되는 동시에 병렬연결된 써미스터(TH)와 캐패시터(C₃)에 연결되고, 상기 써미스터(TH)의 일단이 마이컴(1)의 제 1 입력단(AN₁)에 연결되며, 상기 연산증폭기(OP₂)의 출력단이 저항(R₄)를 통해 반전단자에 연결되는 동시에 마이컴(1)의 제 2 입력단(AN₂)에 연결되어 있다.

다음에는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안 실시예의 작용 및 효과를 설명한다.

본 고안의 동작은 에어컨시스템이 가동되면 동작되는데, 먼저, 마이컴(1)이 출력단(OUT)을 통해 구형파를 습도센서부(2)의 캐패시터(C₁)에 인가하면 그에 따라 캐패시터(C₁)가 상기 구형파의 전압을 미분하여 습도센서(5)에 인가한다.

이때 상기 캐패시터(C₁)의 출력전압은 구형파의 전압이 미분된 상태이므로 AC전압파형을 나타내게 된다. 그리고 에어컨시스템이 설치된 주변의 습도를 습도센서(5)에서 측정한 다음 그 측정된 습도값에 대한 비례출력전압 즉 AC파형의 전압은 정류부(3)로 인가된다. 그러면 상기 습도센서(5)의 출력 AC전압이 다이오드(D₁)와 저항(R₁)을 통해 캐패시터(C₂)에서 충전되어 연산증폭기(OP₁)의 기준전압으로 작용하게 된다. 즉 습도센서(5)의 출력전압이 상기 캐패시터(C₂)의 충전전압 보다 크면 (+반주기)은 연산증폭기(OP₁)의 출력이 (-)전압으로 출력되어 다이오드(D₃)를 통해 정류되고, 습도센서(5)의 출력전압이 상기 캐패시터(C₂)의 충전전압 보다 작으면(-반주기) 연산증폭기(OP₁)의 출력이 (+)전압으로 출력되어 다이오드(D₂)와 다이오드(D₁)통해 정류된다.

한편, 상기 정류부(3)를 통해 정류된 습도센서(5)의 출력전압은 저항(R₂)을 통해 편차보상부(4)의 연산증폭기(OP₂) 비반전단자에 인가되고,이 연산증폭기(OP₂)에서 상기 인가된 습도센서(5)의 출력전압과 써미스터(TH)를 통해 검출한 현재 온도값에 대한 비례전압값을 비교한 다음 그 비교된 출력전압을 상기 마이컴(1)의 제 2 입력단(AN₂)에 인가시킨다. 이때, 상기 써미스터(TH)는 연산증폭기(OP₂) 현재의 온도값을 인가함과 동시에 마이컴(1)의 제 1 입력단(AN₁)으로도 현재 온도값을 입력시키게 된다. 또한 마이컴(1)에서 편차보상부(4)의 연산증폭기(OP₂)의 출력전압값과 써미스터(TH)의 출력전압값은 내장된 프로그램에 따라 판단한 다음 그 판단결과를 근거로 에어컨시스템의 동작을 제어하게 되는데, 이때 마이컴(1)에서 습도센서(5)의 현재 습도측정값에 대한 써미스터(TH)의 현재 온도측정값이 내장된 프로그램에 미리 설정되어 있는 일정습도에 대한 온도값과 비교할 때 일치한다면 에어컨시스템을 이 습도측정 데이터를 근거로 동작시키게 된다.

한편, 상기 습도센서(5)의 현재 습도측정값에 대한 써미스터(TH)의 현재 온도측정값이 내장된 프로그램에 미리 설정되어 있는 습도에 대한 온도값과 비교할 때 일치하지 않는다면 예컨대, 습도는 50%이고 그에 설정된 기준온도값은 20℃일 때, 그 온도가 15℃로 감소하거나 25℃로 증가할 경우 습도가 일정하다 하더라도 온도가 변하고 있으므로 습도센서(5)의 측정값도 변화하게 되어 그 특성데이타가 부정확하게 되는데, 이때 바이어스전압(+Vcc)이 편차보상부(4)의 저항(R₃)과 써미스터(TH)의 내부저항에 의해 분압되고, 그 분압된 전압 즉, 온도편차만큼 온도보상된 전압이 연산증폭기(OP₂)의 비반전단자로 인가된다.

따라서 상기 연산증폭기(OP₂)에서는 그 출력단을 통해 상기 두입력 즉, 습도센서(5)의 출력값과 써미스터(TH)의 온도편차에 따른 출력값 차이를 증폭한 다음 마이컴(1)의 제2입력단(AN₂)을 통해 인가시키게 된다.

그러면 상기 마이컴(1)에서 상기 두입력 즉 써미스터(7)의 현재온도값과 온도편차를 증폭한 연산증폭기(OP₂)의 출력값을 내장된 프로그램에 따라 판단하여 그 차이값만큼 증감된 출력전압을 출력단(OUT)을 통해 습도센서(5)로 보상하게 된다.

이상 설명에서와 같이 본 고안은 습도센서부에 의해 감지된 습도측정값이 그 습도에 대한 설정온도값을 정확히 유지하도록 편차보상부의 써미스터를 통해 온도보상한 다음 그 온도보상된 온도편차신호를 연산증폭기에 의해 증폭하여 마이컴에 입력시킴으로서, 마이컴이 그 온도편차만큼의 출력전압을 습도센서에 정확히 보상해주게 되므로 습도를 정밀하게 측정할 수 있도록 함은 물론 일정습도에 대한 설정온도값이 변화되더라도 마이컴이 시스템을 정밀제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 시스템콘트롤러의 마이컴(1)와, 이 마이컴(1)으로부터 동작전압을 공급받아 시스템이 설치된 주변장소의 습도값을 측정하는 습도센서부(2)와 이 습도센서부(2)의 습도측정값에 따른 AC출력전압을 DC전압으로 정류시키는 정류부(3)와, 이 정류부(3)로부터 공급받은 습도측정값에 따른 DC전압과 써미스터(TH)를 통해 감지된 온도값에 따른 측정전압을 비교한 다음 일정습도에 대한 온도편차가 발생할 경우 이를 온도보상해 주는 편차보상부(4)로 구성된 것을 특징으로 하는 습도센서의 제어회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 편차보상부(4)는 그 반전단자가 저항(R₂)을 통해 정류부의 출력단에 연결되고, 비반전단자는 저항(R₃)을 통해서는 바이어스전압(+Vcc)에 연결되는 한편 병렬연결된 써미스터(TH) 및 캐패시터(C₃)에 의해 접지되며, 저항(R₄)을 통해 출력단이 반전단자에 연결된 연산증폭기(OP₂)로 구성된 것을 특징으로 하는 습도센서의 제어회로.