WO2014196764A1 - 체온 측정 장치 - Google Patents

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WO2014196764A1
WO2014196764A1 PCT/KR2014/004801 KR2014004801W WO2014196764A1 WO 2014196764 A1 WO2014196764 A1 WO 2014196764A1 KR 2014004801 W KR2014004801 W KR 2014004801W WO 2014196764 A1 WO2014196764 A1 WO 2014196764A1
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unit
power
electric power
converter
voltage
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PCT/KR2014/004801
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English (en)
French (fr)
Inventor
김지훈
Original Assignee
주식회사 훈
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/20—Clinical contact thermometers for use with humans or animals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts

Definitions

  • the present invention relates to a body temperature measuring apparatus, and more particularly, to a body temperature measuring apparatus capable of measuring the body temperature when the body temperature of the human body is necessary or necessary period, and transmit the measured body temperature to the smart device wirelessly.
  • the body temperature measuring device may be classified into a mercury thermometer and a digital thermometer according to the measurement method.
  • the thermometer is inserted in the lower part of the tongue, armpit, anus, etc., which is most sensitive to the body temperature, and then the body temperature is measured.
  • the body temperature can be measured by maintaining it for a certain time until it is sufficiently delivered to the thermometer.
  • the present invention is to provide a body temperature measuring device that can measure the body temperature when the body temperature of the body when necessary or necessary, and transmit the measured body temperature wirelessly to the smart device.
  • the present invention supplies power when the button input signal is applied while waiting in the power off state, and by repeating the process of re-supplying the power while waiting in the sleep state for a predetermined time during the power supply for a predetermined number of times, To provide a body temperature measurement device that can provide a low-power solution that minimizes consumption.
  • the battery unit for supplying power, the input unit for generating and applying a button input signal, and the power supply from the battery unit in accordance with the button input signal applied from the input unit on / off (a power supply on / off unit for turning on / off, a converter unit for converting the power supplied from the power supply on / off unit including a step-up converter into a proper voltage, and an appropriate voltage in the converter unit
  • a temperature sensor unit which operates according to the power converted into the voltage and converts the measured body temperature into a voltage, and operates according to the power converted into the proper voltage by the converter unit and provides a power maintenance signal to the power on / off unit.
  • a body temperature measuring device may be provided that includes an LCD driver and a wireless communication unit for transmitting the temperature value transmitted from the controller unit, including a Bluetooth module, to a paired smart device.
  • a body temperature measuring apparatus capable of measuring the body temperature when the body temperature of the human body is necessary or during a necessary period, and transmitting the measured body temperature to the smart device wirelessly.
  • the present invention supplies power when the button input signal is applied while waiting in the power off state, and by repeating the process of re-supplying the power while waiting in the sleep state for a predetermined time during the power supply for a predetermined number of times, It can provide a low power solution that minimizes consumption.
  • FIG. 1 is a block diagram of a body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a battery unit of a body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an input unit and a power on / off unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a converter unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a temperature sensor unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 6A to 6C are circuit diagrams of a controller unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the LCD driver unit of the body temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8A and 8B are circuit diagrams of a display unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a wireless communication unit of the body temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10A and 10B are circuit diagrams of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a circuit diagram of the battery unit of the body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a body temperature measurement according to an embodiment of the present invention 4 is a circuit diagram of an input unit and a power on / off unit of the apparatus
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a converter unit of a body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6A to 6C are circuit diagrams of a controller unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a circuit diagram of an LCD driver unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 9 is a circuit diagram of a display unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a wireless communication unit of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the body temperature measuring apparatus includes a battery unit 110, an input unit 120, a power on / off unit 130, a converter unit 140, and a temperature sensor unit ( 150, the controller 160, the LCD driver 170, the display 180, and the wireless communication unit 190.
  • the battery unit 110 includes a 2V-3V power supply lithium coin type battery to supply power. Specifically, as shown in FIG. 2, a surface mounting device (SMD) chip capacitor DC7 is included, and power is supplied to the power on / off unit 130 through a power connector J8 to which a lithium coin-type battery is connected. Supply (VDD).
  • SMD surface mounting device
  • VDD Supply
  • the input unit 120 includes a push button to generate and apply a button input signal when the user presses the button.
  • the SMD chip resistor R26 and the SMD button S2 may be included, and when the user presses the SMD button, the button input signal is applied to the power on / off unit 130. Do it.
  • the power on / off unit 130 may turn on / off the power supply from the battery unit 110 according to a button input signal applied from the input unit 120, and apply the applied button input signal. It can be delivered to the controller unit 160.
  • the power on / off unit 130 includes SMD chip resistors R17, R18, R19, and R20, a P-channel transistor Q8, an N-channel transistor Q11, and a diode D3. And an electrolytic SMD capacitor C6 and the like, and supply (VDD_IN) the power VDD supplied from the battery unit 110 to the converter 140 according to a button input signal applied from the input unit 120.
  • the controller 200 may provide the controller 160 with a driving signal BUTTON_INPUT instructing the driving of the controller 160 according to the applied button input signal.
  • the controller unit 160 started driving while the on / off unit 130 turns on the power supply to the on / off unit 130.
  • the power on / off unit 130 may be maintained in a driving state by transmitting a power maintenance signal.
  • the switching function of the input unit 120 and the power on / off unit 130 will be described.
  • the switching unit 120 extends from the base end of the P-channel transistor Q8 to be connected to the input unit 120. The point becomes GND (0V).
  • VDD and VDD_IN are connected, and VDD_IN becomes VDD (2-3V).
  • the 160 operates and raises the POWER_ON signal to 3.3V, and the base terminal of the N-channel transistor Q11 becomes 3.3V, the base terminal of the P-channel transistor Q8 is changed to 0V, thereby performing an electrical switching function. can do.
  • the converter 140 includes a step-up converter to convert the power supplied to a proper voltage.
  • the converter unit 140 may convert a voltage of 2V-3V supplied from the battery unit 110 into 3.3V required by each circuit and provide the same.
  • the converter 140 includes an inductor L1, an N-channel transistor Q10, an SMD chip resistor R22, SMD chip capacitors C5 and DC6, and a chip tantalum capacitor C17 as illustrated in FIG. 4. And an electrolytic SMD capacitor (C7), an SMD diode (D5), a step-up converter (U5), and the like.
  • VDD_IN the power supply
  • the temperature sensor unit 150, the controller unit 160, the LCD driver unit 170, the wireless communication unit 190, etc. can be supplied (VCC).
  • VCC the SMD chip capacitor C5 and the electrolytic SMD capacitor C7 are charged with a predetermined amount of power to supply the self, thereby maintaining the converter 140 in a driving state.
  • VDD_IN should convert VCC to 3.3V when a power supply of 2-3V is applied, and the step-up converter U5 is N according to the amount of current consumed by VCC.
  • the amount of the channel transistor Q10 may be controlled by repeatedly turning on / off the power of the channel transistor Q10 at a predetermined frequency (that is, increasing the time to turn on the power when a large amount of current is required in the VCC). When this switching is repeated, a square wave signal is generated, which is kept at a constant voltage by the inductor L1, the SMD diode D5 and the electrolytic SMD capacitor C7, and the chip tantalum capacitor C17 and the SMD chip.
  • Capacitor DC6 performs a function of reducing noise of VDD_IN (power supply).
  • the temperature sensor unit 150 operates according to the power supply converted from the converter unit 140 to an appropriate voltage, and converts the measured body temperature into a voltage using a resistance value changed according to temperature to provide the voltage.
  • the temperature sensor unit 150 may include an SMD chip resistor R2 and a SMD chip resistor R3 as a temperature sensor.
  • the temperature sensor may be an NTC thermistor. Coefficient thermistor), and the resistance value is changed according to the temperature, and when this resistance value is converted, the voltage value transmitted to the controller unit 160 is changed, and the controller unit 160 uses the voltage value to use the temperature value. It can be seen. That is, the AVCC is 3.3V, and the SMD chip resistor R3, which is a temperature sensor, changes according to the temperature. When this value is changed, the voltage value THER is changed by the voltage divider circuit including the SMD chip resistor R2. Then, the voltage value can be transmitted to the controller unit 160.
  • the controller unit 160 operates according to the power supply converted into the appropriate voltage in the converter unit 140, converts the analog voltage value provided from the temperature sensor unit 150 into a digital voltage value, and converts the converted digital voltage value.
  • the temperature value is transmitted to the LCD driver unit 170 as a temperature value expressed in degrees Celsius, and the wireless communication unit 190 to be transmitted as a temperature value expressed in degrees Fahrenheit.
  • the controller unit 160 provides a power maintenance signal to the power on / off unit 130 when operating in accordance with the power supply converted into the appropriate voltage in the converter unit 140, and the conversion and transfer as described above. Is completed, it is kept in the sleep state for a preset time (approximately 3 seconds), and then returned to the power-on state. After repeating this process for a preset number of times (approximately 20 times), the power maintenance signal can be released. do.
  • the controller 160 may include SMD chip capacitors C1, C3, DC1, DC2, DC3, and DC15, a chip tantalum capacitor C18, a CPU clock Y1, and SMD, as shown in FIGS. 6A to 6C.
  • the chip resistors (R1, R24, R25), inductor (L3), 32-pin CPU (U1), DIP connector (J3, J7), etc., and the power source (VCC) converted to the appropriate voltage in the converter unit 140 ) Is supplied to the power on / off unit 130 according to the driving signal BUTTON_INPUT corresponding to the button input signal provided from the power on / off unit 130.
  • the DIP connector J7 is provided for inputting a program to the 32-pin CPU U1 connected to an external ISP, and the DIP connector J3 may be provided for monitoring a signal entering the wireless communication unit 190. have.
  • the controller unit 160 converts the digital voltage value to a value of 0-1023 using the ADC.
  • the ADC value decreases as the temperature increases, and the ADC values are stored in a table according to each temperature.
  • the ADC values are used as temperature values in the LCD driver 170 and the wireless communication unit 190, respectively. I can deliver it.
  • the controller unit 160 is charged by a certain amount of power from the SMD chip capacitors (C1, C3) to be supplied by itself, thereby maintaining the controller unit 160 in a driving state.
  • the LCD driver 170 may provide a digital voltage value provided from the controller 160 to be displayed on the LCD. Here, even if the controller unit 160 is in the sleep state, it is possible to provide the LCD to display the last digital voltage value transmitted.
  • the display unit 180 may display a temperature value transmitted from the LCD driver 170.
  • the LCD driver 170 includes SMD chip capacitors C2 and C3, an LCD driver clock Y2, an SMD chip resistor R4, and a 48-pin LCD driver U7.
  • the display unit 180 includes an LCD U8, a connector J9, and the like.
  • 32 of the controller unit 160 is configured. Receives data and control signals CS, RD, WR, and DATA for turning on or off a specific pixel of the LCD U8 from the pin CPU U1, and selectively turns on or off a plurality of pixels, thereby allowing the LCD U8 To be printed on.
  • the connector J9 may be provided to monitor a signal entering the LCD driver 170 from the controller 160.
  • the LCD driver unit 170 may use the power charged in the SMD chip capacitors C2 and C3 from the 32-pin CPU U1.
  • the temperature value can be output to the LCD U8 according to the last data and the control signal.
  • the wireless communication unit 190 may transmit the digital voltage value transmitted from the controller unit 160 to the paired smart device.
  • the wireless communication unit 190 includes a Bluetooth module U6 and SMD chip resistors R21 and R23 as shown in FIG. 9, and the Bluetooth module U6 includes a profile, pairing management, and power sleep.
  • UART Universal Asynchronous Receiver / ransmitter
  • UART Universal Asynchronous Receiver / ransmitter
  • a body temperature measuring device capable of measuring the body temperature when the body temperature of the human body is required or for a necessary period, and transmitting the measured body temperature wirelessly to the smart device.
  • the present invention supplies power when the button input signal is applied while waiting in the power off state, and by repeating the process of re-supplying the power while waiting in the sleep state for a predetermined time during the power supply for a predetermined number of times, It is possible to provide a low power solution that minimizes consumption.
  • FIG. 10A and 10B are circuit diagrams of a body temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, in which FIG. 10A shows a bottom arrangement of a substrate and FIG. 10B shows an upper arrangement of a substrate.
  • a 32-pin CPU U1 which is a main controller, is disposed on the left side of the substrate
  • a 48-pin LCD driver U7 which is an LCD controller, is disposed on the left side
  • a battery holder is connected to a battery on the right side. Place the power connector J8.
  • the CPU clock Y1 is disposed on one side of the 32-pin CPU U1
  • the SMD chip capacitors C1 and C3 are disposed on both sides of the CPU clock Y1
  • the SMD is surrounded by the 32-pin CPU U1.
  • the SMD chip resistors R2 and R3 and the Bluetooth module U6 are disposed on the left side of the substrate and the LCD U8, which is a display device, is disposed on the left side of the substrate.
  • the DIP connector J3 is disposed on the side surface of the panel, and the DIP connector J9 is disposed on the other side of the LCD U8.
  • circuit components of the input unit 120 including the SMD chip resistor R26 and the SMD button S2 on the upper right side of the substrate, the SMD chip resistors R17, R18, R19, and R20, and the N-channel transistor Q8.
  • Circuit components of the power supply on / off unit 130 including the P-channel transistor Q11, the diode D3, and the electrolytic SMD capacitor C6, and the inductor L1, the P-channel transistor Q10, and the SMD chip.
  • the converter unit 140 including resistors R22, SMD chip capacitors C5 and DC6, chip tantalum capacitors C17, electrolytic SMD capacitors C7, SMD diodes D5, step-up converters U5, and the like. Place and form circuit components.

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Abstract

본 발명은 체온 측정 장치에 관한 것으로, 전원을 공급하는 배터리부와, 버튼 입력 신호를 발생시켜 인가하는 입력부와, 입력부로부터 인가되는 상기 버튼 입력 신호에 따라 배터리부로부터의 전원 공급을 온/오프(on/off)시키는 전원 온/오프부와, 스텝업 컨버터(step-up converter)를 포함하여 전원 온/오프부로부터 공급되는 전원을 적정 전압으로 변환하는 컨버터부와, 컨버터부에서 적정전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작하며, 측정된 체온을 전압으로 변환하여 제공하는 온도 센서부와, 컨버터부에서 적정전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작하며, 전원 유지 신호를 상기 전원 온/오프부로 제공하고, 온도 센서부로부터 제공되는 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하여 그에 대응하는 온도값을 제공한 후에 슬립 상태로 기 설정된 시간동안 유지하고, 다시 전원 온 상태로 복귀하며, 슬립 상태 및 전원 온 상태를 기 설정된 횟수만큼 반복한 후에 전원 유지 신호를 해제하는 컨트롤러부와, 컨트롤러부로부터 제공되는 온도값을 LCD에 표시하도록 제공하는 LCD 드라이버부와, 블루투스 모듈을 포함하여 컨트롤러부로부터 전달되는 온도값을 페어링된 스마트 기기로 전송하는 무선통신부를 포함할 수 있다.

Description

체온 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING BODY TEMPERATURE}
본 발명은 체온 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체의 체온을 필요한 때 또는 필요한 기간 중에 체온을 측정하고, 측정된 체온을 무선으로 스마트 기기에 전송할 수 있는 체온 측정 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 체온 측정 장치는 측정 방식에 따라 수은체온계, 디지털체온계 등으로 구분될 수 있고, 체온 측정을 위해 체온계를 신체 중 체온에 가장 민감한 혀 밑, 겨드랑이, 항문 등에 삽입한 다음 체내 온도가 체온계에 충분히 전달될 때까지 일정시간동안 유지하여 체온을 측정할 수 있다.
이와 같은 체온 측정 장치는 모두 일체형으로 되어 있으며, 체온의 측정과 체온의 인식이 모두 하나의 체온계에서 이루어지기 때문에, 필요시 본인 혹은 제삼자가 원하는 때마다 직접 대면하여 측정을 해야 하며, 지속적인 체온의 관찰이 필요한 경우에도 일정한 시간 간격을 확인하여 매번 직접 체온을 측정해야만 하는 불편함이 있다.
본 발명은 인체의 체온을 필요한 때 또는 필요한 기간 중에 체온을 측정하고, 측정된 체온을 무선으로 스마트 기기에 전송할 수 있는 체온 측정 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전원 오프 상태에서 대기하는 중에 버튼 입력 신호가 인가되면 전원을 공급하고, 전원 공급 중에 기 설정된 시간동안 슬립 상태에서 대기하다가 전원을 재공급하는 과정을 기 설정된 횟수동안 반복함으로써, 전력 소모를 최소화하는 저전력 솔루션을 제공할 수 있는 체온 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전원을 공급하는 배터리부와, 버튼 입력 신호를 발생시켜 인가하는 입력부와, 상기 입력부로부터 인가되는 상기 버튼 입력 신호에 따라 상기 배터리부로부터의 전원 공급을 온/오프(on/off)시키는 전원 온/오프부와, 스텝업 컨버터(step-up converter)를 포함하여 전원 온/오프부로부터 공급되는 상기 전원을 적정 전압으로 변환하는 컨버터부와, 상기 컨버터부에서 적정전압으로 변환된 전원에 따라 동작하며 측정된 체온을 전압으로 변환하여 제공하는 온도 센서부와, 상기 컨버터부에서 적정전압으로 변환된 전원에 따라 동작하며 전원 유지 신호를 상기 전원 온/오프부로 제공하고 상기 온도 센서부로부터 제공되는 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하여 그에 대응하는 온도값을 제공한 후에 슬립 상태로 기 설정된 시간동안 유지하고 다시 전원 온 상태로 복귀하며 상기 슬립 상태 및 전원 온 상태를 기 설정된 횟수만큼 반복한 후에 상기 전원 유지 신호를 해제하는 컨트롤러부와, 상기 컨트롤러부로부터 제공되는 상기 온도값을 LCD에 표시하도록 제공하는 LCD 드라이버부와, 블루투스 모듈을 포함하여 상기 컨트롤러부로부터 전달되는 상기 온도값을 페어링된 스마트 기기로 전송하는 무선통신부를 포함하는 체온 측정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에서는, 인체의 체온을 필요한 때 또는 필요한 기간 중에 체온을 측정하고, 측정된 체온을 무선으로 스마트 기기에 전송할 수 있는 체온 측정 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전원 오프 상태에서 대기하는 중에 버튼 입력 신호가 인가되면 전원을 공급하고, 전원 공급 중에 기 설정된 시간동안 슬립 상태에서 대기하다가 전원을 재공급하는 과정을 기 설정된 횟수동안 반복함으로써, 전력 소모를 최소화하는 저전력 솔루션을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 배터리부 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 입력부와 전원 온/오프부 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 컨버터부 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 온도 센서부 회로도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 컨트롤러부 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 LCD 드라이버부 회로도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 디스플레이부 회로도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 무선통신부 회로도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 회로 배치도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 배터리부 회로도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 입력부와 전원 온/오프부 회로도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 컨버터부 회로도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 온도 센서부 회로도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 컨트롤러부 회로도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 LCD 드라이버부 회로도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 디스플레이부 회로도이며, 도 9은 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 무선통신부 회로도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치는 배터리부(110), 입력부(120), 전원 온/오프부(130), 컨버터부(140), 온도 센서부(150), 컨트롤러부(160), LCD 드라이버부(170), 디스플레이부(180), 무선통신부(190) 등을 포함하여 형성한다.
상기 배터리부(110)는 2V-3V 전원 공급형 리튬 코인형 배터리를 포함하여 전원을 공급하도록 한다. 구체적으로 도 2에 도시한 바와 같이 SMD(Suface Mounting Device) 칩 커패시터(DC7)를 포함하여 구성되며, 리튬 코인형 배터리가 연결된 전원 커넥터(J8)를 통해 전원 온/오프부(130)에 전원을 공급(VDD)하도록 한다.
상기 입력부(120)는 푸쉬 버튼을 포함하여 사용자가 버튼을 누를 경우 버튼 입력 신호를 발생시켜 인가하도록 한다. 구체적으로 도 3에 도시한 바와 같이 SMD 칩 저항(R26), SMD 버튼(S2)을 포함하여 구성될 수 있으며, 사용자가 SMD 버튼을 누를 때 버튼 입력 신호를 전원 온/오프부(130)로 인가하도록 한다.
상기 전원 온/오프부(130)는 입력부(120)로부터 인가되는 버튼 입력 신호에 따라 배터리부(110)로부터의 전원 공급을 온/오프(on/off)시킬 수 있으며, 인가된 버튼 입력 신호를 컨트롤러부(160)로 전달할 수 있도록 한다.
구체적으로 상기 전원 온/오프부(130)는 도 3에 도시한 바와 같이 SMD 칩 저항(R17, R18, R19, R20), P 채널 트랜지스터(Q8), N 채널 트랜지스터(Q11), 다이오드(D3), 전해 SMD 커패시터(C6) 등을 포함하여 구성되며, 입력부(120)로부터 인가되는 버튼 입력 신호에 따라 배터리부(110)로부터 공급되는 전원(VDD)을 컨버터부(140)로 공급(VDD_IN)할 수 있고, 인가되는 버튼 입력신호에 따라 컨트롤러부(160)의 구동을 지시하는 구동 신호(BUTTON_INPUT)를 컨트롤러부(160)로 제공할 수 있도록 한다. 이 때, 입력부(120)로부터 인가되는 버튼 입력 신호에 의해, 온/오프부(130)가 전원 공급을 온(on)시키는 동안 구동이 시작된 컨트롤러부(160)가 온/오프부(130)에 전원 유지 신호를 전달하여 전원 온/오프부(130)를 구동상태로 유지할 수 있도록 한다.
여기에서, 입력부(120)와 전원 온/오프부(130)의 스위칭 기능에 대해 설명하면, SMD 버튼(S2)을 누르게 되면 P 채널 트랜지스터(Q8)의 베이스단에서 연장되어 입력부(120)와 연결된 지점이 GND(0V)가 되며, 이에 따라 P 채널 트랜지스터(Q8)의 베이스단이 GND(0V)로 떨어지면 VDD와 VDD_IN이 연결되어 VDD_IN이 VDD(2-3V)가 됨으로써, 전원이 공급되어 컨트롤러부(160)가 동작하고, POWER_ON신호를 3.3V로 올려주며, N 채널 트랜지스터(Q11)의 베이스단이 3.3V가 되면 P 채널 트랜지스터(Q8)의 베이스단이 0V로 변경됨으로써, 전기적 스위칭 기능을 수행할 수 있다.
상기 컨버터부(140)는 스텝업 컨버터(step-up converter)를 포함하여 공급되는 전원을 적정 전압으로 변환시킬 수 있도록 한다. 여기에서, 컨버터부(140)는 배터리부(110)로부터 공급되는 2V-3V의 전압을 각 회로에서 필요로 하는 3.3V로 변환하여 제공할 수 있도록 한다.
구체적으로 상기 컨버터부(140)는 도 4에 도시한 바와 같이 인덕터(L1), N 채널 트랜지스터(Q10), SMD 칩 저항(R22), SMD 칩 커패시터(C5, DC6), 칩탄탈 커패시터(C17), 전해 SMD 커패시터(C7), SMD 다이오드(D5), 스텝업 컨버터(U5) 등을 포함하여 구성되며, 전원 온/오프부(130)로부터 전원(VDD_IN)이 공급되면 각 회로에서 필요로 하는 3.3V로 변환하여 온도 센서부(150), 컨트롤러부(160), LCD 드라이버부(170), 무선통신부(190) 등으로 공급(VCC)할 수 있도록 한다. 이 때, SMD 칩 커패시터(C5) 및 전해 SMD 커패시터(C7)에서 일정량의 전력이 충전되어 자체 공급됨으로써, 컨버터부(140)를 구동 상태로 유지할 수 있도록 한다.
여기에서, 컨버터부(140)의 전원 변환에 대해 설명하면, VDD_IN은 2-3V의 전원이 들어오면 VCC을 3.3V로 변환해야 하는데, VCC가 소모하는 전류량에 따라 스텝업 컨버터(U5)는 N 채널 트랜지스터(Q10)의 전원을 일정 주파수로 온/오프를 반복시키면서(즉, VCC에서 전류가 많이 필요하면 전원을 온시키는 시간을 늘려주게 됨) 그 양을 조절할 수 있다. 이러한 스위칭을 반복하면, 사각파의 신호가 발생하는데, 이 신호를 인덕터(L1), SMD 다이오드(D5) 및 전해 SMD 커패시터(C7)가 일정한 전압으로 유지시키고, 칩탄탈 커패시터(C17)와 SMD 칩 커패시터(DC6)가 VDD_IN(전원 공급)의 노이즈(noise)를 감소시키는 기능을 수행한다.
상기 온도 센서부(150)는 컨버터부(140)에서 적정전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작하며, 온도에 따라 바뀌는 저항값을 이용하여 측정된 체온을 전압으로 변환하여 제공할 수 있도록 한다.
구체적으로 상기 온도 센서부(150)는 도 5에 도시한 바와 같이 SMD 칩 저항(R2), 온도센서인 SMD 칩 저항(R3) 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 온도센서는 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient thermistor)를 이용하고, 온도에 따라 저항값이 변하며, 이 저항값이 변환되면 컨트롤러부(160)로 전달되는 전압값이 변화하게 되고, 컨트롤러부(160)에서는 이러한 전압값을 이용하여 온도값을 알 수 있다. 즉, AVCC는 3.3V이고, 온도에 따라 온도센서인 SMD 칩 저항(R3)이 변화하며, 이 값이 변화되면 SMD 칩 저항(R2)을 포함하는 분압회로에 의해 전압값(THER)이 변화하게 되고, 이러한 전압값을 컨트롤러부(160)로 전달할 수 있도록 한다.
상기 컨트롤러부(160)는 컨버터부(140)에서 적정전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작하며, 온도 센서부(150)로부터 제공되는 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하고, 변환된 디지털 전압값에 대응하는 온도값을 후술하는 LCD 드라이버부(170) 및 무선통신부(190)에 각각 전달할 수 있도록 한다. 여기에서, 온도값은 LCD 드라이버부(170)에는 섭씨로 표현된 온도값으로 전달하고, 무선통신부(190)에는 화씨로 표현된 온도값으로 전달할 수 있도록 한다.
또한, 상기 컨트롤러부(160)는 컨버터부(140)에서 적정전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작할 때 전원 유지 신호를 전원 온/오프부(130)로 제공하고, 상술한 바와 같은 변환 및 전달이 완료되면 슬립 상태로 기 설정된 시간(대략 3초)동안 유지한 후, 다시 전원 온 상태로 복귀하며, 이러한 과정을 기 설정된 횟수(대략 20회)만큼 반복한 후에 전원 유지 신호를 해제할 수 있도록 한다.
구체적으로 상기 컨트롤러부(160)는 도 6a 내지 도 6c에 도시한 바와 같이 SMD 칩 커패시터(C1, C3, DC1, DC2, DC3, DC15), 칩탄탈 커패시터(C18), CPU 클럭(Y1), SMD 칩 저항(R1, R24, R25), 인덕터(L3), 32핀 CPU(U1), DIP 커넥터(J3, J7) 등을 포함하여 구성되며, 컨버터부(140)에서 적정전압으로 변환된 전원(VCC)이 공급되면, 전원 온/오프부(130)로부터 제공되는 버튼 입력 신호에 대응하는 구동 신호(BUTTON_INPUT)에 따라 전원 유지 신호(POWER_ON)를 전원 온/오프부(130)로 제공하도록 한다.
여기에서, DIP 커넥터(J7)는 외부 ISP와 연결되어 32핀 CPU(U1)에 프로그램을 입력하기 위해 구비되고, DIP 커넥터(J3)는 무선통신부(190)에 들어가는 신호를 감시하기 위해 구비될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러부(160)는 온도 센서부(150)로부터 전압값(THER)이 전달되면, ADC를 이용하여 0-1023까지의 값인 디지털 전압값으로 변환한다. 예를 들면, 온도가 올라갈수록 ADC값은 작아지는데, 각 온도에 따라 ADC값을 테이블화하여 저장되어 있으며, 이러한 ADC값을 온도값으로 하여 LCD 드라이버부(170) 및 무선통신부(190)에 각각 전달할 수 있다. 여기에서, 상기 컨트롤러부(160)는 SMD 칩 커패시터(C1, C3)에서 일정량의 전력이 충전되어 자체 공급됨으로써, 컨트롤러부(160)를 구동 상태로 유지할 수 있도록 한다.
상기 LCD 드라이버부(170)는 컨트롤러부(160)로부터 제공되는 디지털 전압값을 LCD에 표시하도록 제공할 수 있도록 한다. 여기에서, 컨트롤러부(160)가 슬립 상태에 있더라도 마지막으로 전달되는 디지털 전압값을 LCD에 표시하도록 제공할 수 있도록 한다.
상기 디스플레이부(180)는 LCD 드라이버부(170)로부터 전달되는 온도값을 표시할 수 있도록 한다. 구체적으로 도 7에 도시한 바와 같이 LCD 드라이버부(170)는 SMD 칩 커패시터(C2, C3), LCD 드라이버 클럭(Y2), SMD 칩 저항(R4), 48핀 LCD 드라이버(U7) 등을 포함하여 구성되고, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이 디스플레이부(180)는 LCD(U8), 커넥터(J9) 등을 포함하여 구성되며, 48핀 LCD 드라이버(U7)에서는 컨트롤러부(160)의 32핀 CPU(U1)로부터 LCD(U8)의 특정 픽셀을 온 또는 오프하기 위한 데이터와 제어 신호(CS, RD, WR, DATA)를 수신하고, 복수의 픽셀을 선택적으로 온 또는 오프시켜 LCD(U8)에 출력할 수 있도록 한다.
여기에서, 커넥터(J9)는 컨트롤러부(160)에서 LCD 드라이버부(170)에 들어가는 신호를 감시하기 위해 구비될 수 있다.
이 때, 컨트롤러부(160)의 32핀 CPU(U1)가 슬립 상태에 있더라도 LCD 드라이버부(170)는 SMD 칩 커패시터(C2, C3)에 충전된 전력을 이용하여 32핀 CPU(U1)로부터의 마지막 데이터 및 제어 신호에 따라 온도값을 LCD(U8)에 출력할 수 있도록 한다.
상기 무선통신부(190)는 컨트롤러부(160)로부터 전달되는 디지털 전압값을 페어링된 스마트 기기로 전송할 수 있도록 한다.
구체적으로 상기 무선통신부(190)는 도 9에 도시한 바와 같이 블루투스 모듈(U6), SMD 칩 저항(R21, R23) 등을 포함하여 구성되며, 블루투스 모듈(U6)은 프로파일, 페어링 관리, 전원 슬립 등의 기능을 자체적으로 수행하며, 컨트롤러부(160)의 32핀 CPU(U1)와의 송수신(CPU_TX, CPU_RX)을 통해 컨트롤러부(160)로부터 온도 데이터를 포함하는 UART(Universal Asynchronous Receiver/ransmitter) 신호를 수신하면, 페어링된 스마트 기기의 블루투스 모듈로 온도 데이터를 무선으로 전송할 수 있도록 한다.
따라서, 인체의 체온을 필요한 때 또는 필요한 기간 중에 체온을 측정하고, 측정된 체온을 무선으로 스마트 기기에 전송할 수 있는 체온 측정 장치를 제공할 수 있게되는 것이다.
또한, 본 발명은 전원 오프 상태에서 대기하는 중에 버튼 입력 신호가 인가되면 전원을 공급하고, 전원 공급 중에 기 설정된 시간동안 슬립 상태에서 대기하다가 전원을 재공급하는 과정을 기 설정된 횟수동안 반복함으로써, 전력 소모를 최소화하는 저전력 솔루션을 제공할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 체온 측정 장치의 회로 배치도로서, 도 10a는 기판의 하부 배치를 나타내며, 도 10b는 기판의 상부 배치를 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 기판의 하부에는 좌측에 메인컨트롤러인 32핀 CPU(U1)을 배치하고, 중앙에 LCD 컨트롤러인 48핀 LCD 드라이버(U7)를 배치하며, 우측에 배터리가 연결되는 배터리 홀더인 전원 커넥터(J8)를 배치한다.
또한, 32핀 CPU(U1)의 일측에 CPU 클럭(Y1)을 배치하고, CPU 클럭(Y1)의 양측으로 SMD 칩 커패시터(C1, C3)를 배치하며, 32핀 CPU(U1)의 주변으로 SMD 칩 커패시터(DC1, DC2, DC3, DC15)와 SMD 칩 저항(R1, R21, R24)을 배치하고, 48핀 LCD 드라이버(U7)의 주변으로 SMD 칩 저항(R4)을 배치하며, 32핀 CPU(U1)의 타측에 DIP 커넥터(J7)를 배치하도록 한다.
도 10b를 참조하면, 기판의 상부에는 좌측에 온도 센서부의 SMD 칩 저항(R2, R3)과 블루투스 모듈(U6)을 배치하고, 중앙에 디스플레이장치인 LCD(U8)를 배치하며, 블루투스 모듈(U6)의 측면에 DIP 커넥터(J3)를 배치하고, LCD(U8)의 타측에 DIP 커넥터(J9)를 배치한다.
또한, 기판 상부 우측에 SMD 칩 저항(R26), SMD 버튼(S2) 등을 포함하는 입력부(120)의 회로 부품과, SMD 칩 저항(R17, R18, R19, R20), N 채널 트랜지스터(Q8), P 채널 트랜지스터(Q11), 다이오드(D3), 전해 SMD 커패시터(C6) 등을 포함하는 전원 온/오프부(130)의 회로 부품과, 인덕터(L1), P 채널 트랜지스터(Q10), SMD 칩 저항(R22), SMD 칩 커패시터(C5, DC6), 칩탄탈 커패시터(C17), 전해 SMD 커패시터(C7), SMD 다이오드(D5), 스텝업 컨버터(U5) 등을 포함하는 컨버터부(140)의 회로 부품을 배치하여 형성하도록 한다.
이상의 설명에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 전원을 공급하는 배터리부와,
    버튼 입력 신호를 발생시켜 인가하는 입력부와,
    상기 입력부로부터 인가되는 상기 버튼 입력 신호에 따라 상기 배터리부로부터 공급되는 전원을 온/오프(on/off)시키는 전원 온/오프부와,
    스텝업 컨버터(step-up converter)를 포함하여 전원 온/오프부로부터 공급되는 상기 전원을 적정 전압으로 변환하는 컨버터부와,
    상기 컨버터부에서 적정 전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작하며, 측정된 체온을 전압으로 변환하여 제공하는 온도 센서부와,
    상기 컨버터부에서 적정전압으로 변환된 전원 공급에 따라 동작하며, 전원 유지 신호를 상기 전원 온/오프부로 제공하고, 상기 온도 센서부로부터 제공되는 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하여 온도값을 제공한 후에 슬립 상태로 기 설정된 시간동안 유지하고, 다시 전원 온 상태로 복귀하며, 상기 슬립 상태 및 전원 온 상태를 기 설정된 횟수만큼 반복한 후에 상기 전원 유지 신호를 해제하는 컨트롤러부와,
    상기 컨트롤러부로부터 제공되는 상기 온도값을 LCD에 표시하도록 제공하는 LCD 드라이버부와,
    블루투스 모듈을 포함하여 상기 컨트롤러부로부터 전달되는 상기 온도값을 페어링된 스마트 기기로 전송하는 무선통신부를 포함하며,
    상기 전원 온/오프부는, 상기 버튼 입력 신호에 의해 상기 전원 공급을 온시키는 동안 구동이 시작된 상기 컨트롤러부로부터 전달되는 상기 전원 유지 신호에 따라 구동 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 체온 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 온/오프부는, P 채널 트랜지스터와 N 채널 트랜지스터의 스위칭을 통해 전원이 공급되어 상기 컨트롤러부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 체온 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부는, 스텝업 컨버터가 N 채널 트랜지스터의 전원을 일정 주파수로 온/오프를 반복시켜 발생된 사각파의 신호를 인덕터, SMD 다이오드 및 전해 SMD 커패시터를 통해 일정한 전압으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 체온 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부는, 칩탄탈 커패시터와 SMD 칩 커패시터를 통해 상기 전원 공급에 대한 노이즈(noise)를 감소시키는 것을 특징으로 하는 체온 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서부는, 두 개의 SMD 칩 저항으로 구성된 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient thermistor)인 것을 특징으로 하는 체온 측정 장치.
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