KR960007980B1 - Apparatus and method for sensing human body position of air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 초전체 센서의 온도에 따라 전하상태도,1 is a charge state diagram according to the temperature of the pyroelectric sensor,
제2도는 본 발명의 초전형 적외선 센서의 구조도,2 is a structural diagram of the pyroelectric infrared sensor of the present invention,
제3도는 본 발명의 센서판넬의 사시도,3 is a perspective view of a sensor panel of the present invention,
제4도는 본 발명의 인체감지방법을 설명하기 위한 예시도,4 is an exemplary view for explaining a human body detecting method of the present invention,
제5도는 본 발명의 실시예로서 센서의 감지영역을 나타내는 도면,5 is a view showing a sensing area of a sensor as an embodiment of the present invention;
제6도는 본 발명의 적용시킨 에어콘의 인체위치 감지장치의 상세회로도,6 is a detailed circuit diagram of an apparatus for detecting a human body position of an air conditioner according to the present invention;
제7도는 본 발명의 인체위치 감지방법을 보인 신호흐름도,7 is a signal flow diagram showing a human body position detection method of the present invention,
제8도는 본 발명의 인체위치 감지제어방법을 보인 신호흐름도.8 is a signal flow diagram showing a human body position detection control method of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
2 : 신호차단막 10 : 마이콤2: signal blocking film 10: micom
30 : 스위칭부 50 : 필터부30: switching unit 50: filter unit
60 : 비교부 S1~S6: 센서60: comparison unit S 1 ~ S 6 : sensor
본 발명은 인체의 위치와 움직임을 정확하게 감지하여 그에 따란 공조기가 최적상태로 운전되도록 하는 공조기의 인체위치 감지장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a human body position detection apparatus and a control method of the air conditioner to accurately detect the position and movement of the human body to operate the air conditioner according to the optimum state.
일반적으로 인체의 유무를 감지할 때에는 주로 초전형 적외선 센서를 사용하는데, 초전형 적외선 센서는 물체의 온도에 따라 나오는 방사에너지를 검출하는 소자로서, 자동문이나 침입 경보기, 자공스위치등에서 유용하게 사용되고 있다.In general, a pyroelectric infrared sensor is mainly used to detect the presence or absence of a human body, and a pyroelectric infrared sensor is a device for detecting radiation energy according to an object's temperature.
그 원리를 보면, 초전체가 ToK일 경우에는 전하의 상태가 제1도의 (a)에 도시된 바와같이 안정되어 있지만, 초전체에 (T+△T)oK만큼의 온도변화가 일어나면 전하의 분극작용으로 초전현상이 발생되므로 센서양단의 전류량이 변화하여 두 전극사이에 부하를 접속하게 되면 전압의 변화로 인체의 유무를 감지할 수 있게 된다.In the principle, and second the entire T o K days, but the state of charge is stabilized, as illustrated in FIG. 1 (a), occurs a temperature change of as much as (T + △ T) o K throughout the second charge if Since the pyroelectric phenomenon occurs due to the polarization action of the sensor, the amount of current at both ends of the sensor changes, and when the load is connected between the two electrodes, the presence of the human body can be detected by the change of voltage.
그러나, 이러한 방식은 단순하게 인체의 유무만을 감지하므로 인체의 정확한 위치나 이동상태 등은 감지할 수 없는 문제점이 있었다.However, this method simply detects the presence or absence of the human body, so there is a problem in that the exact position or movement state of the human body cannot be detected.
또, 현재 전자동 에어콘과 같은 공조기에서는 인체의 위치를 감지하기 위한 센서로서 복수개의 포토다이오드를 사용하고 있는데, 이 센서들은 각각의 감지범위를 제한하기 위해 윈도우(Window)를 설정한 상태에서 리모콘에서 발사된 적외선신호를 감지하게 되고, 마이콤에서는 적외선 신호를 감지한 센서를 확인하여 그 센서의 감지범위로 바람이 가도록 풍방향을 조정하게 된다.In addition, air conditioners such as fully automatic air conditioners use a plurality of photodiodes as sensors for detecting the position of the human body, which are fired from the remote control with a window set to limit each detection range. The infrared signal is detected, and the microcomputer checks the sensor detecting the infrared signal and adjusts the wind direction so that the wind goes to the detection range of the sensor.
그러나 상기 방식은 사용자가 리모콘을 사용할 경우에만 위치감지가 가능하므로 수동으로 공조기의 기능을 선택할 경우에는 사용자의 위치를 감지하지 못하는 문제점이 있었고, 실내에 여러 사람이 있는 상태에서 리모콘을 사용하게 되면 리모콘이 있는 방향으로만 바람이 가게되므로 사람들에게 바람이 골고루 가지 않게 되는 문제점이 있었다.However, the above method can detect the location only when the user uses the remote control. Therefore, if the user selects the air conditioner function manually, the user cannot detect the user's location. There is a problem that the wind does not go evenly to people because the wind is going only in this direction.
따라서, 본 발명의 목적은 실내에 있는 사람들의 위치나 이동상태등을 정확하고 세밀하게 감지하는 공조기의 인체위치 감지장치를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus for detecting a human body position of an air conditioner that accurately and precisely detects the position or movement state of people in a room.
본 발명의 다른 목적은 센서에 의해 검출된 정보들을 이용하여 실내가 최적의 상태로 되도록 공조기의 운전을 제저하는 공조기의 인체위치 감지제어방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for detecting and controlling a human body position of an air conditioner, which suppresses the operation of the air conditioner so that the room is in an optimal state by using information detected by the sensor.
이와같은 목적을 가지는 본 발명은 감지범위가 각기 다른 복수개의 초전현 적외선 센서를 구비하게 되고, 마이콤에서는 각 센서의 출력상태를 순차적으로 체크한 후 이 값과 메모리에 기억되어 있는 실내의 각 감지영역에 따라 설정값을 비교하여 사용자의 위치를 감지하게 되며, 그에 따라 공조기의 운전상태나 팬의 속도, 풍향등을 최적상태로 제어하여 실내의 사람들에게 바람이 효율적으로 가도록 하게 된다.The present invention having the above object comprises a plurality of super-electric infrared sensors having different sensing ranges, and in the microcomputer, the output state of each sensor is sequentially checked, and then each sensing area in the room is stored in this value and memory. By comparing the set values according to the user's position is detected, according to the control of the operating condition of the air conditioner, the speed of the fan, the wind direction, etc. to the optimal state to allow the wind to go efficiently to people in the room.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에서 사용되는 초전형 적외선 센서의 구조를 도시한 것으로, 센서(1)의 주위에는 감지영역을 제한할 수 있도록 일측면이 개방된 신호차단막(2)이 설치되어 있다.2 shows the structure of the pyroelectric infrared sensor used in the present invention, and a signal blocking film 2 having one side open is provided around the sensor 1 so as to limit the sensing area.
본 실시예에서는 인체의 위치를 좀저 정확하게 감지할 수 있도록 이와같은 구조를 가지는 센서를 6개 사용하여 제3도에 도시된 바와같이 센서 판넬(Sensor Panel ; 3)에 설치하였으며, 이때 상기 센서(S1~S6)들은 설치된 위치에 따라 신호 차단막의 형태가 약간씩 달라지면서 감지영역도 달라지게 되고, 렌즈를 사용하여 센서의 감지영역을 더 세분화할 수도 있다.In this embodiment, six sensors having such a structure are installed in a sensor panel (Sensor Panel; 3) so that the position of the human body can be detected more accurately. 1 ~ S 6 ), the shape of the signal blocking layer is slightly changed depending on the installed position, the detection area is also different, and the detection area of the sensor may be further subdivided using a lens.
상기와 같이 만들어진 센서 판넬(3)은 사용하고자 하는 공조가의 전면에 부착하여 사용공간을 모두 감지할 수 있도록 한다.The sensor panel (3) made as described above is attached to the front of the air conditioner to be used to detect all the used space.
제4도는 2개의 센서를 예로 들어 인체감지방법을 설명하기 위한 도면으로서, 센서(Sa)가 감지할 수 있는 영역을 영역 1, 센서(Sb)가 감지할 수 있는 영역을 영역 2, 센서(Sa)(Sb)가 공통으로 감지할 수 있는 영역을 영역 3이라 정하면, 센서(Sa)(Sb)의 출력신호로 물체의 위치를 감지할 수 있게 된다.4 a diagram for explaining a second human body detection for sensors example way to turn, the sensor (S a) has an area that can detect the area 1, the sensor (S b) have an area that can detect the area 2, the sensor If the area that can be commonly detected by S a (S b ) is designated as area 3, the position of the object can be detected by the output signal of the sensor S a (S b ).
즉, 센서(Sa)의 출력이 1, 센서(Sb)의 출력이 0이면 물체는 영역 1에 있고, 센서(Sa)의 출력이 0, 센서(Sb) 출력이 1이라면 영역 2에 있으며, 센서(Sa)(Sb)의 출력이 모두 1이면 영역 3에 있는 것이다.That is, if the output of the sensor S a is 1 and the output of the sensor S b is 0, the object is in area 1, and if the output of sensor S a is 0 and the output of sensor S b is 1, area 2 in which, when both the output of the sensor (S a) (S b) 1 to 3 in the area.
본 실시예에서는 6개의 센서(S1~S6)가 감지할 수 있는 영역을 제5도에서와 같이 분할하여 설정하였으며, 6개의 센서(S1~S6)는 각기 고유한 감지영역과 다른 센서와의 중첩된 영역을 가지게 되고, 이론적으로는 25=32개의 서로 다른 감지영역을 가질수 있으나 본 실시예에서는 27개의 구별될 수 있는 영역으로 나누었다.In this embodiment, the area that can be detected by the six sensors (S 1 ~ S 6 ) is divided and set as shown in Figure 5, each of the six sensors (S 1 ~ S 6 ) is different from the unique detection area It has an overlapping area with the sensor, and in theory, it may have 2 5 = 32 different sensing areas, but in this embodiment, it is divided into 27 distinguishable areas.
아래의 표 1은 상기 분할영역과 센서(S1~S6)의 출력값과의 관계를 나타내는 룩업 테이플(Look-up Table)로서, 이 테이블은 마이콤의 내부 메모리에 기억되어지고, 마이콤은 (S1~S6)의 출력값이 입력되면 이 값을 상기 테이블의 설정값과 비교하여 인체가 위치한 영역을 인식하게 된다.Table 1 below is a look-up table showing the relationship between the partitions and the output values of the sensors S 1 to S 6 , which are stored in the internal memory of the microcomputer, and the microcomputer ( When the output value of S 1 ~ S 6 ) is input, this value is compared with the setting value of the table to recognize the area where the human body is located.
제6도는 본 발명을 적용시킨 에어콘의 인체위치 감지장치의 상세회로 구성도이다.6 is a detailed circuit diagram of an apparatus for detecting a human body position of an air conditioner to which the present invention is applied.
여기서, 부호 10은 공조기의 전체 동작을 제어하는 마이콤이고, 부호 20은 인체의 위치를 감지하는 센서부로서, 감지범위가 각기 다르게 설정된 복수개의 초전형 적외선 센서로 이루어지며, 본 실시예에서는 6개의 센서(S~S)와 그에 각각 접속된 저항(R~R)으로 구성되어 있다.Here, reference numeral 10 denotes a microcomputer for controlling the overall operation of the air conditioner, and reference numeral 20 denotes a sensor unit for detecting a position of a human body, and includes a plurality of pyroelectric infrared sensors having different sensing ranges. It consists of sensors S-S and resistors R-R respectively connected to it.
스위칭부(30)에서는 마이콤(10)의 단자(C~C)로부터 인가되어진 제어신호에 따라 단자(S~S)를 통해 입력된 센서(S~S)의 출력신호중에서 하나를 선택하여 출력하게 된다.The switching unit 30 selects and outputs one of the output signals of the sensors S to S input through the terminals S to S according to a control signal applied from the terminals C to C of the microcomputer 10. do.
부호 40은 선택된 센서의 출력신호를 증폭하는 증폭부로서, 센서(S~S)의 출력신호는 극히 미소하므로 이 신호를 사용가능한 적정레벨로 증폭시키게 되며, 이러한 증폭부(40)는 스위칭부(30)의 출력단에 접속된 연산증폭기(OP)와 상기 연산증폭기(OP)에 접속된 저항(R~R) 및 콘덴서(C~C)로 구성되어 있다.Reference numeral 40 denotes an amplifying unit for amplifying the output signal of the selected sensor. Since the output signals of the sensors S to S are extremely small, the amplifying unit 40 amplifies the signal to an appropriate level which can be used. The operational amplifier OP is connected to the output terminal 30, and the resistors R to R and the capacitors C to C are connected to the operational amplifier OP.
부호 50은 증폭부(40)의 출력신호를 필터링(Filtering)하여 노이즈를 제거하는 필터부로서, 연산증폭기(OP)에 접속된 저항(R)(R) 및 콘덴서(C~C)로 구성되어 있다.Reference numeral 50 is a filter unit for filtering out the output signal of the amplifier 40 to remove noise, and is composed of a resistor (R) (R) and a capacitor (C ~ C) connected to the operational amplifier (OP) have.
여기서, 사람의 움직임은 보통 10Hz 이하인 저주파신호로 감지되므로 상기 필터부(50)의 차단주파수를 낮게 설정하면 노이즈를 제거하고 필요한 신호만을 얻을 수 있게 된다.In this case, since the human motion is usually detected as a low frequency signal of 10 Hz or less, if the cutoff frequency of the filter unit 50 is set low, noise can be removed and only necessary signals can be obtained.
부호 60은 필터부(50)에서 출력된 감지전압을 기준전압과 비교하여 그 센서의 감지영역에 인체가 있으면 1이, 인체가 없으면 0이 마이콤(10)에 인가되게 하는 비교부로서, 상기 비교부(60)는 비교기(COMP)(COMP)와, 기준전압 설정용 저항(R~R)과, 비교기(COMP)(COMP)의 출력단과 마이콤(10) 사이에 접속된 저항(R~R) 및 트랜지스터(TR)로 구성되어 있다.Reference numeral 60 is a comparison unit for comparing the sensed voltage output from the filter unit 50 with a reference voltage so that 1 is present in the sensing region of the sensor and 0 is applied to the microcomputer 10 if there is no human body. The unit 60 includes a comparator COMP and a reference voltage setting resistor R to R, and a resistor R to R connected between the output terminal of the comparator COMP and the microcomputer 10. And a transistor TR.
제7도는 본 발명의 인체위치 감지방법을 보인 신호흐름도이다.7 is a signal flow diagram showing a human body position detection method of the present invention.
먼저, 마이콤(10)은 단계(101)에서 스위칭부(30)로 제어신호를 출력하여 몇번째 센서의 출력신호를 선택할 것인지를 지정하게 되고(i값 지정), 단계(102)에서 해당 센서의 출력신호를 받아들여 단계(103)에서 레지스터(RGT)에 기억시킨다.First, the microcomputer 10 outputs the control signal to the switching unit 30 in step 101 to specify the output signal of the sensor (i value designation), and in step 102 The output signal is received and stored in the register RGT in step 103.
단계(104)에서 i값이 설정값, 즉 센서의 갯수와 같은지를 판별하고, 다를 경우에는 단계(105)에서 i값을 하나 증가시킨 후 단계(102)부터 반복수행하여 i값이 센서의 갯수와 같아질때까지 센서의 출력값을 순차적으로 읽어들인다.In step 104, it is determined whether the i value is equal to the set value, i.e., the number of sensors. If different, in step 105, the i value is increased by one, and then repeated from step 102 so that the i value is the number of sensors. The sensor output is read in sequence until it is equal to.
i값이 센서의 갯수와 같아지면, 단계(106)에서 레지스터(RGT)에 기억된 내용을 다른 레지스터(RGT)에 기억되도록 하고, 단계(1007)에서 j값을 지정한 후, 단계(108)에서 레지스터(RGT)의 내용과, 미리 기억된 표 1의 테이블에서 j값에 의해 지정된 영역의 센서값이 같은지를 판별하며, 다를 경우에는 단계(109)에서 j값을 하나 증가시킨 후 단계(108)를 수행하고, 레지스터(RGT)의 내용과 지정된 영역의 센서값이 같은 경우에는 단계(110)에서 지정된 영역(Aj)에 인체가 위치하고 있는 것으로 판단하게 된다.If the value of i equals the number of sensors, in step 106 the contents stored in the register RTG are stored in another register RGT, the value j is designated in step 1007, and then in step 108 It is determined whether the contents of the register RTG and the sensor value of the area specified by the j value in the table of Table 1 previously stored are the same, and if it is different, the j value is increased by one in step 109, and then step 108 is performed. If the content of the register RGT is the same as the sensor value of the designated region, it is determined that the human body is located in the region Aj designated in step 110.
제8도는 본 발명을 적용시킨 에어콘의 인체위치 감지제어방법을 보인 신호흐름도이다.8 is a signal flow diagram showing a human body position detection control method of the air conditioner to which the present invention is applied.
마이콤(10)은 단계(201)에서 풍향자동조절키가 눌러졌는지를 판별하고, 눌러졌으면 단계(202)에서 타이머(TIME)를 동작시켜 시간을 카운트하며, 전술된 것과 동일하게 단계(203)에서 i값을 지정하고, 단계(204)에서 해당 센서의 출력신호를 받아들여 단계(205)에서 레지스터(RGT)에 기억시키며, 단계(206)(207)에서 i값이 센서의 갯수가 같아질때까지 i값을 하나씩 증가시키면서 센서의 출력값을 읽어들인다.The microcomputer 10 determines whether the wind direction automatic adjustment key is pressed in step 201, and if it is pressed, operates the timer (TIME) in step 202 to count the time, and in step 203 in the same manner as described above. Specify the value of i, accept the output signal of the sensor in step 204, store it in the register RGT in step 205, and in step 206, 207 until the value of i equals the number of sensors, The output value of the sensor is read while increasing the value of i one by one.
i값이 센서의 갯수와 같아지면, 단계(208)에서 센서(S~S)의 출력값이 모두 0인지를 판별하고, 모두 0일경우에는 단계(209)에서 일정시간, 예를들어 10분 이상의 경과되었은지를 판별하며, 그 이상 경과되었을 경우에는 실내에 사람이 없거나 수면중인 것으로 인식하여 단계(210)에서 에어콘의 운전상태나 팬의 속도를 수면운전상태로 하게 된다.If the value of i is equal to the number of sensors, it is determined in step 208 whether the output values of the sensors S to S are all zero, and if all are zero, in step 209 for a predetermined time, for example, 10 minutes or more. If the elapsed time is exceeded, it is recognized that there is no person or sleeping in the room, and the driving state of the air conditioner or the speed of the fan is put into the sleep operation state in step 210.
센서(S~S)의 출력값중에서 어느 하나라도 1일 경우에는 단계(211)에서 이 값과 미리 기억시켜 놓은 테이블값을 비교하여 인체의 위치를 찾고 단계(212)에서 그 위치가 바로 전의 위치와 같은지를 판별하며, 같은 경우에는 단계(213)에서 인체의 움직임이 없는 것으로 인식하여 이전의 풍향을 그대로 유지하고, 단계(214)에서 타임(TIME)를 리세트시킨다.If any one of the output values of the sensors S to S is 1, this value is compared with the table value memorized in step 211 to find the position of the human body, and in step 212 the position is the same as the previous position. In the same case, it is recognized that there is no movement of the human body in step 213, and maintains the previous wind direction as it is, and resets the time in step 214.
현재 감지된 인체의 위치가 바로 전의 위치와 다를 경우에는 단계(215)에서 풍향의 감지된 위치로 향해지도록 조정하고, 단계(214)에서 타이머(TIME)를 리세트시킨 후 단계(203)부터 반복수행한다.If the current position of the human body is different from the previous position, it is adjusted to be directed to the detected position of the wind direction in step 215, and the timer repeats from step 203 after the timer is reset in step 214. Perform.
이상에서와 같이 본 발명은 여러개의 센서를 사용해 인체의 위치나 움직임을 정확하게 감지한 후 그 정보에 따라 자동으로 공조기의 운전을 최적상태로 제어하므로 실내에 있는 사람들에게 바람이 효율적으로 가게되어 쾌적함을 느낄 수 있고, 특히 저용량의 에어콘에 적용하게 되면 효과적이다.As described above, the present invention accurately detects the position or movement of the human body using a plurality of sensors, and automatically controls the operation of the air conditioner according to the information, so that the wind is efficiently flowed to the people in the room. It can be felt, especially when applied to low volume air conditioners.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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1991
- 1991-07-24 KR KR1019910012660A patent/KR960007980B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7185504B2 (en) | 2001-12-28 | 2007-03-06 | Daikin Industries Ltd. | Air conditioner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR930002756A (en) | 1993-02-23 |
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| J2X1 | Appeal (before the patent court) |
Free format text: APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL |
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| B701 | Decision to grant | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090529 Year of fee payment: 14 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |