WO2015199401A1 - 물리값 입력을 통해 동작 기준을 설정할 수 있는 센서모듈 및 그 센서모듈의 제어 방법 - Google Patents

물리값 입력을 통해 동작 기준을 설정할 수 있는 센서모듈 및 그 센서모듈의 제어 방법 Download PDF

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sensor module
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memory
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김종태
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김종태
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a sensor module, and more particularly, to a technology for resetting operation standards by simple operation even without specialized programming knowledge or hardware operation technology.
  • a sensor is a device that measures various physical states such as temperature, distance, sound pressure, quantity of light, and environmental elements around it, and outputs the measured bars as electrical signals. These sensors are also used to measure the physical state itself, but are typically used in conjunction with other devices or systems to achieve specific actions based on measured values.
  • the air conditioning system can be operated by measuring the temperature of the room using a temperature sensor, a warning sound is generated when the vehicle is retracted after detecting an object through the distance sensor, or the lighting system is operated after measuring the brightness through the illumination sensor. will be.
  • every device that performs a specific operation by using the sensor compares the value measured by the sensor with a preset reference value so that a later operation occurs.
  • the reference temperature is set to 26 degrees and the air conditioner is activated when the room temperature exceeds 26 degrees through the temperature sensor, or when the object approaches within 1m through the distance sensor, the vehicle makes a warning sound.
  • the reference information for comparing with the value measured by the sensor is generally fixed to a preset value when the product is released. Therefore, in order to change the operation standard, expertise such as changing the programming itself or adjusting the variable resistor must be mobilized, so that it is difficult for general users to reset the operation standard.
  • Korean Patent Publication No. 10-2002-0022959 is a conventional technology for resetting the operation standard.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by inputting a physical value to set the operation criteria, even ordinary users without professional knowledge easily and accurately reflects the user's will It is an object of the present invention to provide a sensor module that can change the operating standard of a device or system.
  • the sensor unit for measuring a physical value;
  • a reference input switch configured to receive a user command;
  • a memory for storing reference information;
  • a controller for comparing a physical value measured by the sensor unit with reference information stored in the memory and outputting a control signal.
  • the controller is configured to read the physical value measured by the sensor unit.
  • the reference information is updated by storing in a memory.
  • the sensor unit may include one or more sensors of a distance sensor, an illuminance sensor, a pressure sensor, a sound pressure sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, a tilt sensor, a speed sensor, and an acceleration sensor.
  • the control method of the sensor module for achieving the above object the step of checking whether the reference input switch is activated in the control unit; If the controller determines that the reference input switch is inactivated, outputting a control signal by comparing a physical value measured by a sensor unit with reference information previously stored in a memory; And when the controller determines that the reference input switch is activated, storing the physical value measured by the sensor unit in a memory and updating the reference information.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a sensor module to which a distance sensor is applied as an example of the sensor module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method of a sensor module according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor module 1 is a block diagram illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor module 1 may include a sensor unit 11, a reference input switch 12, an operation setting switch 13, a controller 14, and a memory 18. Include.
  • the sensor unit 11 is configured to measure a physical value, convert the measured physical value into an electrical signal (voltage), and output the same.
  • the sensor unit 11 may include various sensors according to the use of the device or system to which the sensor module 1 according to the present embodiment is applied.
  • the sensor unit 11 includes any one of a distance sensor, an illuminance sensor, a pressure sensor, a sound pressure sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, a tilt sensor, a speed sensor, or an acceleration sensor, or includes two or more sensors. can do.
  • the reference input switch 12 is a switch for the user to input a command for resetting the operation criteria, that is, the reference information.
  • the operation setting switch 13 is provided to receive a user's command so that the user can directly select the way in which the control signal is output based on the set reference information. For example, if the reference information is a specific value, it may be selected to output a control signal for the operation when the measured value is larger or smaller than the reference information. In addition, if the reference information is a specific range, it can be selected so that the control signal for the operation to be output after the measured value is within or outside the range of the reference information.
  • the control unit 14 stores the input value measured by the sensor unit 11 as reference information in the state in which the reference input switch 12 is activated, and the sensor in the state in which the reference input switch 12 is inactivated.
  • the measured value measured in the unit 11 is compared with the reference information, and the control signal is outputted according to the setting of the operation setting switch 13.
  • the controller 14 includes an AD converter 15, a microcomputer 16, and a connector 17.
  • the AD converter 15 is provided to digitally convert the sensor 11 by measuring a physical value and outputting a predetermined voltage corresponding thereto.
  • the microcomputer 16 checks the activation state of the reference input switch 12 and the setting state of the operation setting switch 13, and if the reference input switch 12 is activated, the microcomputer 16 is measured by the sensor unit 11 and is converted into an AD conversion unit.
  • the digitally converted information at 15 is stored in the memory 18 as reference information. If the reference input switch 12 is in an inactive state, the digitally converted information is measured through the sensor unit 11 and digitally converted by the AD converter 15. After the information is compared with the reference information stored in the memory 18, a control signal is output in accordance with the setting state of the operation setting switch 13.
  • the connector 17 is a component for connecting with other devices.
  • the memory 18 is provided for storing reference information under the control of the microcomputer 16. If there is no reference information setting process by activating the reference input switch 12, the memory 18 maintains the stored reference information set at the time of product shipment.
  • FIG. 2 is an example of the sensor module 1 shown in FIG. 1, and is a circuit diagram of the sensor module 1 to which a distance sensor is applied. That is, in the sensor module 1 of FIG. 2, the sensor unit 11 includes a light transmitting unit D2 and a light receiving unit Q2. That is, when light (infrared ray) is generated at D2 and reflected on an object and enters the light receiving unit Q2, a predetermined voltage is output according to the received light amount, which is inputted to the control unit 14 U1 and digitally converted and then built-in memory. It is stored in (18) or used as a comparison target value for control signal output.
  • the sensor unit 11 includes a light transmitting unit D2 and a light receiving unit Q2. That is, when light (infrared ray) is generated at D2 and reflected on an object and enters the light receiving unit Q2, a predetermined voltage is output according to the received light amount, which is inputted to the control unit 14 U1 and digitally converted and then built-in memory. It is stored in (18
  • SW1 is the reference input switch 12
  • SW4 is the operation setting switch 13
  • J2 is the connector 17.
  • FIG. When used in the connector 17, it is possible to implement various connection methods such as synchronous communication using two wires, Low / High according to GPIO, and UART.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method of a sensor module according to an embodiment of the present invention.
  • 'Physical value' refers to actual physical state information input through the sensor unit 11. For example, light quantity, pressure, volume, temperature, humidity, gas concentration, slope, speed, acceleration and the like.
  • 'Input value' and 'measured value' refer to a predetermined voltage value which is output as an electrical signal by measuring a physical state in the sensor unit 11. Although it is the same as the predetermined voltage value measured and output by the sensor unit 11, the 'input value' means that it is measured by the sensor unit 11 while the reference input switch 12 is activated, and the 'measurement' 'Value' means measured by the sensor unit 11 in the state that the reference input switch 12 is inactive.
  • 'Reference information' refers to information that the input value is digitally converted by the AD converter 15 and stored in the memory 18.
  • 'Measurement information' refers to information in which the measured value is digitally converted through the AD converter 15. Such measurement information may be stored in the memory 18 or a separate storage device for recording or monitoring, but in the present embodiment, it is regarded as one-time information that is discarded after being calculated in real time for comparison with reference information.
  • the 'control signal' refers to a signal that is output according to the setting state of the operation setting switch 13 after comparing the measurement information and the reference information in the microcomputer (16). Such a control signal may be output from the microcomputer 16 itself to drive a specific device or system, or may drive another device or system through the connector 17.
  • the microcomputer 16 of the control unit 14 is referred to as a reference.
  • the sensor unit 11 measures the physical value in real time or at a predetermined time interval and outputs the measured value. Thereafter, the microcomputer 16 compares the measurement information digitally converted by the AD converter 15 with the reference information stored in the memory 18 and generates a control signal that causes a specific operation according to the setting state of the operation setting switch 13. Output ⁇ S330>.
  • the reference information stored in the memory 18 is information that is updated from time to time according to the user's willingness to set up. If the sensor module 1 is used, the reference information is activated by activating the reference input switch 12. If not performed, the reference information stored in the memory 18 may be information that is initially set and maintained at the time of product shipment.
  • the reference input switch 12 is in an active state (S310)
  • the input value measured by the sensor unit 11 is digitally converted by the AD converter 15 to extract reference information ⁇ S315>, and the microcomputer ( 16 stores this reference information in the memory 18 (S320).
  • the existing reference information stored in the memory 18 is deleted and the new reference information is updated.
  • the process of measuring the physical value in the sensor unit 11 is set at a predetermined time interval, when the reference input switch 12 is activated, the operation of measuring the physical value is performed immediately regardless of the set time interval. .
  • the sensor module (1) When the reference input switch 12 is activated (S305), the input value measured by the sensor unit 11 is converted to AD ⁇ S315> and the update process of storing the reference information in the memory 18 ⁇ S320> is completed, the sensor module (1) again performs the usual measurement procedure. That is, when the physical value is measured through the sensor unit 11 in real time or at a predetermined time interval, and the measured value is converted into AD by the AD converter 15 to extract the measured information ⁇ S325>, the microcomputer 16 measures the measured information and the like. The reference information stored in the memory 18 is compared to output a control signal for causing a specific operation according to the setting state of the operation setting switch 13.
  • the sensor unit 11 of the sensor module 1 will include a distance sensor. That is, when the vehicle transmission is placed in the reverse state while the reference information of 1 m is stored in the memory 18 of the sensor module 1 when the vehicle is shipped (a digital value corresponding to 1 m is stored, of course), the sensor unit 11 (distance) Sensor) measures the distance of the object detected in the rear in real time, and if the microcomputer 16 confirms that the measured distance of the object is within 1m, which is the reference information stored in the memory 18, a control signal for outputting a warning sound Outputs This control signal is transmitted to a separate warning sound generator to generate a warning sound.
  • the warning sound may be implemented to occur in multiple stages according to the distance of the object. That is, if the distance to the object is between 30cm and 1m, the control signal is output to generate the first warning sound, and if it is within 30cm, the control signal is output to generate the second warning sound.
  • the reference input switch installed in the vehicle ( 12) You can easily reset the operation criteria (reference information) by bringing objects to the distance where you will hear a beep while pressing (activated). For example, the primary warning sound is set to be generated when an object is within 50 cm, and the secondary warning sound is generated when it is within 20 cm.
  • the sensor unit 11 of the sensor module 1 may include an illuminance sensor.
  • the reference information of 500 lux is stored (digital value corresponding to 500 lux). If the measured value is 500 lux or less, the control signal is output from the microcomputer 16 so that the lamp is automatically turned on. However, the user may feel that the lamp works at 500 lux because it is lit too bright.
  • the user activates the reference input switch 12 when the user feels that it is time to turn on the lamp while illuminating the actual vehicle, and the input value of the sensor unit 11 measured at that time is reset to reference information. And stored in the memory 18. For example, 350 lux of reference information may be stored in the memory 18. Thereafter, the lamp is automatically turned on within 350 lux while driving the vehicle, thereby increasing the user's satisfaction.
  • the user does not need to know how much illuminance (350 lux) the desired information is to be reset.
  • the driver feels that the darkness needs to operate the lamp, the physical value of the surrounding environment can be input as it is without knowing how dark the illumination is. Therefore, the user's will can be reflected more accurately than setting reference information through a separate operation switch.
  • the sensor unit 11 of the sensor module 1 is a temperature sensor Will include.
  • the heating device is operated below a certain temperature
  • the cooling device is operated above a certain temperature.
  • a specific temperature is stored in the memory 18 as reference information in order to determine the start time of the heating or cooling device.
  • the user can set the desired temperature through a separate control unit, but the user merely sets the desired temperature arbitrarily, and does not know and operate the temperature that actually feels cold or hot.
  • the user may feel the heat in the summer (the user does not need to know the temperature at that time) by using the reference input switch 12 provided on the separate control unit. Press to allow the room temperature, for example, 25.4 degrees, to be stored in the memory 18 as reference information.
  • the air conditioning system then turns on the cooling system when the room temperature rises above 25.4 degrees, and shuts down the cooling system when it is below.
  • setting in units of 1 degree was possible, but precise setting such as 25.4 degrees was not possible.
  • the distance sensor, the illumination sensor, and the temperature sensor have been described as an example of the sensor unit 11.
  • the pressure sensor, the sound pressure sensor, the humidity sensor, the gas sensor, the tilt sensor, the speed sensor, or the acceleration sensor are described. Applicable to devices or systems with
  • the control signal of a specific operation is output or larger than the reference information. In this case, it is also possible to select a control signal of a specific operation to be output.
  • the reference information stored as a digital value does not necessarily need to store any one specific value.
  • the reference input switch 12 is only activated for a very short time (for example, 0.2 seconds), since the change in the physical state is not large during that short time, it can be stored at any one specific value. That is, the temperature of 25.4 degrees is stored as reference information.
  • the operation reference may be set in various ways according to the implementation.
  • the input value at any one of the start value and the end value during the time that the reference input switch 12 is activated may be used as reference information, or both the start value and the end value may be set as reference information.
  • the start value is 70cm and the end value is 20cm in the distance sensor, both are stored and used as the reference for the first beep and the second beep.
  • either the minimum value or the maximum value of the input value measured during the time that the reference input switch 12 is activated may be used as reference information, or both the minimum value and the maximum value may be set as reference information.
  • the temperature sensor uses the lowest value as a reference value for heating operation and the maximum value as a reference value for cooling operation.
  • the operation reference is set from the lowest value to the maximum value of the input value measured during the time that the reference input switch 12 is activated as an operation reference range, and then the measured value measured by the sensor unit 11 is set as reference information. It is also possible to output the control signal if it is within the range, and not to output the control signal if it is outside the operation reference range. Of course, according to the implementation, it is possible to design the control signal to be output outside the operation reference range set as the reference information, and to block the output of the control signal if it is within the operation reference range.
  • the arithmetic mean value or the median value of the minimum and maximum values measured during the time that the reference input switch 12 is activated may be set as reference information.
  • the initial measured value at which the reference input switch 12 is activated may be discarded, and the average of the last input value or the last input value may be set as reference information.
  • the output volume of the audio system is set to be the same as the input sound volume by directly inputting the sound volume through a sound pressure sensor, the volume of the input sound may be unclear at first and may be desired at a later time. Is to take advantage of the sound volume.
  • the value held for the longest time among the values measured during the time that the reference input switch 12 is activated may be determined as the user's will to set the value maintained for the longest time as reference information.
  • the pattern itself of the value measured during the time that the reference input switch 12 is activated may be set as the reference information. For example, when it is confirmed that a change in the tilt of a specific pattern occurs through the tilt sensor, it is recognized that a shock occurs only when the pattern occurs as it is and utilized to output a control signal for follow-up.
  • the operation criteria can be set accurately according to the installation environment or user preference.

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Abstract

본 발명은 물리값 입력을 통해 동작 기준을 설정할 수 있는 센서모듈 및 그 센서모듈의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 전문적인 프로그래밍 지식이나 하드웨어 조작 기술이 없는 일반 사용자라 하더라도, 사용자 본인의 의지에 따라 실제 물리값을 입력하여 동작 기준을 손쉽게 설정할 수 있기 때문에, 센서를 활용하는 모든 장치가 설치되는 환경이나 사용자 취향에 따라 동작 기준을 정확하게 설정할 수가 있다.

Description

물리값 입력을 통해 동작 기준을 설정할 수 있는 센서모듈 및 그 센서모듈의 제어 방법
본 발명은 센서모듈에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전문적인 프로그래밍 지식이나 하드웨어 조작 기술이 없더라도 단순한 조작만으로 동작 기준을 재설정할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
센서란 온도, 거리, 음압, 광량 등의 각종 물리적 상태나 주변의 환경적 요소를 측정하고, 측정된 바를 전기적 신호로 출력하는 장치이다. 이러한 센서는 물리적 상태 자체를 측정하기 위한 용도로도 사용되지만, 측정된 값에 따라 특정한 동작이 이루어지도록 다른 장치나 시스템과 연계 사용되는 것이 일반적이다.
예컨대 온도센서를 통해 실내 온도를 측정하여 공조시스템이 작동되도록 한다거나, 거리센서를 통해 물체를 감지한 후 차량 후진 시 경고음이 발생되도록 한다거나, 조도센서를 통해 밝기를 측정한 후 조명시스템이 작동되도록 하는 것이다.
이렇게 센서를 이용하여 특정 동작이 수행되도록 하는 모든 장치는, 센서에서 측정한 값을 미리 설정해 놓은 기준치와 비교함으로써 추후 동작이 일어나도록 한다. 즉 기준온도를 26도로 설정해 놓고 온도센서를 통해 실내 온도가 26도를 넘었을 때 냉방장치를 가동 시킨다거나, 거리센서를 통해 물체가 1m 이내에 접근하면 차량에서 경고음이 울리도록 하는 것이다.
하지만 센서에서 측정한 값과 비교하기 위한 기준정보는 제품이 출시될 때 미리 설정된 값으로 고정되어 있는 것이 일반적이다. 따라서 동작 기준을 바꾸기 위해서는 프로그래밍 자체를 변경하거나 가변저항을 조정하는 등의 전문 지식이 동원되어야 해서, 일반 사용자들이 동작 기준을 재설정하는 것은 어렵다.
물론 별도의 설정 버튼이 구비되어 사용자가 임의로 동작 기준을 바꿀 수도 있지만, 사용자가 실제 원하는 동작 기준이 어떠한 상태인지 스스로 인지하지 못한채 추정에 의해 설정 작업을 해야 하고, 더군다나 미세한 조절이 불가능하여 정확한 설정이 불가능하다는 문제가 있다.
한편 동작기준을 재설정하는 기술에 대한 종래기술로는 대한민국공개특허 제10-2002-0022959호 등이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 물리값을 입력하여 동작 기준을 설정할 수 있도록 함으로써, 전문적인 지식이 없는 일반 사용자라 하더라도 사용자 본인의 의지를 반영하여 손쉽고 정확하게 장치나 시스템의 동작 기준을 변경할 수 있도록 하는 센서모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서모듈은, 물리값을 측정하는 센서부; 사용자의 명령을 입력받는 기준입력스위치; 기준정보를 저장하는 메모리; 및 상기 센서부에서 측정된 물리값과 상기 메모리에 저장된 기준정보를 비교하여 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함하되, 상기 기준입력스위치가 활성화되면 상기 제어부는 상기 센서부에서 측정된 물리값을 상기 메모리에 저장하여 상기 기준정보를 업데이트 한다.
여기서, 상기 센서부는 거리센서, 조도센서, 압력센서, 음압센서, 온도센서, 습도센서, 가스감지센서, 기울기센서, 속도센서 및 가속도센서 중 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 센서모듈의 제어 방법은, 제어부에서 기준입력스위치가 활성화 되었는지 확인하는 단계; 상기 제어부에서 상기 기준입력스위치가 비활성화인 것을 확인하면, 센서부에서 측정된 물리값을 메모리에 기 저장되어 있는 기준정보와 비교하여 제어신호를 출력하는 단계; 및 상기 제어부에서 상기 기준입력스위치가 활성화인 것을 확인하면, 상기 센서부에서 측정된 물리값을 메모리에 저장하여 기준정보를 업데이트하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면 전문적인 프로그래밍 지식이나 하드웨어 조작 기술이 없는 일반 사용자라 하더라도, 사용자 본인의 의지에 따라 실제 물리값을 입력하여 동작 기준을 손쉽게 설정할 수 있기 때문에, 센서를 활용하는 모든 장치에서, 설치 환경이나 사용자 취향에 따라 동작 기준을 정확하게 설정할 수가 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈을 설명하기 위한 블록도.
도2는 도1에 도시된 센서모듈의 한 예시로, 거리센서가 적용된 센서모듈의 회로도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
<부호의 설명>
1 : 센서모듈
11 : 센서부
12 : 기준입력스위치
13 : 동작설정스위치
14 : 제어부
15 : AD변환부
16 : 마이컴
17 : 커넥터
18 : 메모리
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈을 설명하기 위한 블록도이다. 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(1)은 센서부(11), 기준입력스위치(12), 동작설정스위치(13), 제어부(14) 및 메모리(18)를 포함한다.
센서부(11)는 물리값을 측정하고, 측정된 물리값을 전기적 신호(전압)로 변환하여 출력하는 구성이다. 이러한 센서부(11)는 본 실시예에 따른 센서모듈(1)이 적용되는 장치나 시스템의 용도에 따라 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예컨대 센서부(11)는 거리센서, 조도센서, 압력센서, 음압센서, 온도센서, 습도센서, 가스감지센서, 기울기센서, 속도센서 또는 가속도센서 중 어느 하나를 포함하거나, 2개 이상의 센서를 포함할 수 있다.
기준입력스위치(12)는 사용자가 동작 기준, 즉 기준정보를 재설정하기 위한 명령을 입력하기 위한 스위치이다.
동작설정스위치(13)는 설정된 기준정보를 기준으로 제어신호가 출력되는 방식을 사용자가 직접 선택할 수 있도록 사용자의 명령을 입력받기 위해 마련된다. 예컨대 기준정보가 특정 값이라면, 이후 측정되는 값이 기준정보보다 클때 또는 작을 때 동작을 위한 제어신호가 출력되도록 선택할 수 있다. 또한 기준정보가 특정 범위라면, 이후 측정되는 값이 기준정보의 범위 내에서 또는 범위 밖에서 동작을 위한 제어신호가 출력되도록 선택할 수 있다.
제어부(14)는 기준입력스위치(12)가 활성화된 상태에서 센서부(11)에서 측정된 입력값을 메모리(18)에 기준정보로써 저장하고, 기준입력스위치(12)가 비활성화 된 상태에서는 센서부(11)에서 측정된 측정값을 기준정보와 비교한 후 동작설정스위치(13)의 설정에 따라 제어신호가 출력되도록 한다. 이러한 제어부(14)는 AD변환부(15), 마이컴(16) 및 커넥터(17)를 포함한다.
AD변환부(15)는 센서부(11)에서 물리값을 측정한 후 이에 대응하여 소정의 전압을 출력하면 이를 디지털 변환하기 위해 마련된다.
마이컴(16)은 기준입력스위치(12)의 활성화 상태 및 동작설정스위치(13)의 설정 상태를 확인하며, 기준입력스위치(12)가 활성화 상태라면 센서부(11)를 통해 측정되어 AD변환부(15)에서 디지털 변환된 정보를 기준정보로써 메모리(18)에 저장하고, 기준입력스위치(12)가 비활성화 상태라면 센서부(11)를 통해 측정되어 AD변환부(15)에서 디지털 변환된 측정정보를 메모리(18)에 저장된 기준정보와 비교한 후, 동작설정스위치(13)의 설정 상태에 따라 제어신호를 출력한다.
커넥터(17)는 다른 장치와 연결하기 위한 구성이다.
메모리(18)는 마이컴(16)의 제어에 따라 기준정보를 저장하기 위해 마련된다. 기준입력스위치(12) 활성화를 통한 기준정보 설정 과정이 없다면 메모리(18)에는 제품 출고시 설정된 기준정보가 저장된 상태를 유지한다.
도2는 도1에 도시된 센서모듈(1)의 한 예시로, 거리센서가 적용된 센서모듈(1)의 회로도이다. 즉 도2의 센서모듈(1)에서 센서부(11)는 투광부인 D2와 수광부인 Q2로 이루어진다. 즉 D2에서 빛(적외선)이 발생한 후 물체에 반사되어 수광부인 Q2로 들어오면, 수광된 광량에 따라 소정의 전압이 출력되고, 이는 제어부(14)인 U1으로 입력되어 디지털 변환된 후 내장된 메모리(18)에 저장되거나, 제어신호 출력을 위한 비교 대상 값으로 활용된다.
한편 SW1은 기준입력스위치(12)이고, SW4는 동작설정스위치(13)이며, J2는 커넥터(17)이다. 커넥터(17)에 활용하면 두 선을 사용한 동기 통신, GPIO에 따른 Low/High, UART 등의 다양한 연결 방식을 구현할 수 있다.
도1 및 도2에 도시된 센서모듈(1)의 기능적 특징에 대해서는 이하 도3을 통해 설명하게 되는 센서모듈의 제어 방법을 통해 더욱 구체화될 것이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 설명에 앞서 이하에서 다루어지는 일부 용어들에 대하여 먼저 정의하도록 한다.
'물리값'이란 센서부(11)를 통해 입력되는 실제 물리적 상태 정보를 말한다. 예컨대 광량, 압력, 음량, 온도, 습도, 가스농도, 기울기, 속도, 가속도 등의 상태이다.
'입력값'과 '측정값'은 센서부(11)에서 물리적 상태를 측정하여 전기적 신호로 출력된 소정의 전압값을 말한다. 센서부(11)에서 측정하여 출력된 소정의 전압값이라는 점은 같지만, '입력값'은 기준입력스위치(12)가 활성화된 상태에서 센서부(11)를 통해 측정된 것을 의미하고, '측정값'이란 기준입력스위치(12)가 비활성화 된 상태에서 센서부(11)를 통해 측정된 것을 의미한다.
'기준정보'란 입력값이 AD변환부(15)를 통해 디지털변환되어 메모리(18)에 저장되는 정보를 말한다.
'측정정보'란 측정값이 AD변환부(15)를 통해 디지털변환된 정보를 말한다. 이러한 측정정보는 기록 작성 또는 모니터링을 위해 메모리(18)나 별도 저장장치에 저장될 수도 있지만, 본 실시예에서는 기준정보와 비교하기 위해 실시간으로 산출된 후 버려지는 일회성 정보라고 간주 한다.
'제어신호'란 마이컴(16)에서 측정정보와 기준정보를 비교한 후 동작설정스위치(13)의 설정 상태에 따라 출력하는 신호를 말한다. 이러한 제어신호는 마이컴(16) 자체에서 출력되어 특정 장치나 시스템을 구동시키도록 하거나, 커넥터(17)를 통해 다른 장치나 시스템을 구동시키도록 할 수도 있다.
도3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(1)의 제어 방법을 설명하기 위해 도1에 도시된 센서모듈(1)을 함께 참조하면, 제어부(14)의 마이컴(16)은 기준입력스위치(12)가 활성화 상태인지 확인<S305>한다. 만약 기준입력스위치(12)가 비활성화 상태라면<S310>, 센서부(11)를 통해 측정된 측정값을 AD변환부(15)에서 디지털 변환하여 측정정보를 추출<S325>한다. 여기서 센서부(11)는 실시간으로 또는 미리 설정된 시간 간격으로 물리값을 측정하여 측정값을 출력한다. 이후 마이컴(16)은 AD변환부(15)에서 디지털 변환된 측정정보를 메모리(18)에 저장되어 있는 기준정보와 비교하여 동작설정스위치(13)의 설정 상태에 따라 특정 동작을 일으키는 제어신호를 출력<S330>한다.
여기서 메모리(18)에 저장되어 있는 기준정보는 사용자의 설정 의지에 따라 수시로 업데이트되는 정보인데, 만약 센서모듈(1)을 사용하면서 기준입력스위치(12)를 활성화 시켜 기준정보를 업데이트 시키는 작업을 한번도 수행하지 않았다면, 메모리(18)에 저장된 기준정보는 제품 출고시 최초로 설정되어 계속 유지되고 있는 정보일 것이다.
반면 기준입력스위치(12)가 활성화 상태인 것으로 확인<S310>되었다면, 센서부(11)에서 측정된 입력값이 AD변환부(15)에서 디지털 변환되어 기준정보가 추출<S315>되고, 마이컴(16)은 이 기준정보를 메모리(18)에 저장<S320>한다. 이때 메모리(18)에 저장되어 있는 기존의 기준정보는 삭제되고 새로운 기준정보가 업데이트 된다. 또한 센서부(11)에서 물리값을 측정하는 과정이 일정 시간 간격으로 세팅되어 있다 하더라도, 기준입력스위치(12)가 활성화되면 세팅된 시간 간격에 구애받지 아니하고 즉시 물리값을 측정하는 작업이 수행된다.
기준입력스위치(12)가 활성화<S305>되어 센서부(11)에서 측정된 입력값이 AD변환<S315>된 후 메모리(18)에 기준정보가 저장<S320>되는 업데이트 과정이 끝나면, 센서모듈(1)은 다시 통상적인 측정 과정을 수행한다. 즉 실시간 또는 일정 시간 간격으로 센서부(11)를 통해 물리값을 측정하고, 측정값이 AD변환부(15)에서 AD변환되어 측정정보가 추출<S325>되면, 마이컴(16)에서 측정정보와 메모리(18)에 저장된 기준정보를 비교하여 동작설정스위치(13)의 설정 상태에 따라 특정 동작을 일으키는 제어신호를 출력<S330>한다.
센서모듈(1)이 어떤 장치나 시스템에 적용되는지에 따른 다양한 예시를 살펴보면 도3에 도시된 과정은 더욱 명확해질 것이다.
만약 도1에 도시된 센서모듈(1)이 차량 후진 시 사물이 가까이 있는지 여부를 판단하여 경고음을 발생시키는 용도로 적용된다면, 센서모듈(1)의 센서부(11)는 거리센서를 포함할 것이다. 즉 차량 출고시 센서모듈(1)의 메모리(18)에 1m라는 기준정보가 저장(물론 1m에 대응하는 디지털값이 저장)되어 있는 상태에서 차량 변속기를 후진 상태에 놓으면 센서부(11)(거리센서)는 실시간으로 후방에서 감지되는 사물의 거리를 측정한 후, 측정된 사물의 거리가 메모리(18)에 저장된 기준정보인 1m 이내인 것을 마이컴(16)에서 확인하였다면, 경고음 출력을 위한 제어신호를 출력한다. 이 제어신호는 별도의 경고음 발생장치로 전달되어 경고음이 발생된다. 여기서 경고음은 사물의 거리에 따라 다단계로 발생하도록 구현될 수도 있다. 즉 사물까지의 거리가 30cm에서 1m 사이라면 1차 경고음이 발생되도록 제어신호를 출력하고, 30cm 이내라면 2차 경고음이 발생되도록 제어신호를 출력하는 것이다.
하지만 운전에 익숙한 차주라면 1m라는 거리의 사물은 크게 신경쓰지 않을 것이고, 의도치 않게 울리는 경고음이 거슬릴 수도 있다. 따라서 이러한 경우 동작 기준(기준정보)을 바꿔줄 필요성을 느낄 것이다. 만약 종래의 센서모듈이 적용된 차량이라면 차주는 동작 기준(기준정보)의 재설정을 위해 정비소를 찾아가야만 했지만, 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(1)을 적용했다면, 차량 내에 설치된 기준입력스위치(12)를 누른 상태(활성화 시킨 상태)에서 경고음을 발생시킬 거리에 사물을 가져다 놓음으로써 손쉽게 동작 기준(기준정보)을 재설정할 수가 있는 것이다. 예컨대 1차 경고음은 사물이 50cm에 이내에 있을 때 발생되도록 설정하고, 2차 경고음은 20cm 이내에 있을 때 발생되도록 하는 것이다.
다른 예시로, 도1에 도시된 센서모듈(1)이 주변이 어두워졌을 때 자동으로 차량 램프가 작동되도록 하는 용도로 적용된다면, 센서모듈(1)의 센서부(11)는 조도센서를 포함할 것이다. 즉 차량 출고시 센서모듈(1)의 메모리(18)에 500럭스라는 기준정보가 저장(500럭스에 대응하는 디지털값이 저장)되어 있는 상태에서 주행 중 센서부(11)(조도센서)에서의 측정값이 500럭스 이하라면 자동으로 램프가 켜지도록 마이컴(16)에서 제어신호가 출력되는 것이다. 하지만 사용자가 느끼기에 500럭스에서 램프가 작동하는 것은 너무 밝은 상태에서 불이 밝혀지는 것이라 느낄 수도 있다.
이 경우 사용자는 실제 자동차를 주행하다가 차차 어둠이 몰려와 램프를 밝혀야할 시점이라 느꼈을 때 기준입력스위치(12)를 활성화 시키면, 그 시점에 측정된 센서부(11)의 입력값이 기준정보로 재설정되어 메모리(18)에 저장되는 것이다. 예컨대 350럭스의 기준정보가 메모리(18)에 저장될 수 있다. 이후에는 차량 주행 중 350럭스 이내에서 램프가 자동으로 점등됨으로써 사용자의 만족도를 높여줄 수 있다.
이때 사용자는 기준정보를 재설정하기 위해 원하는 조도가 얼마인지(350럭스인지) 알아야 할 필요가 없다. 즉 운전자 본인이 램프의 작동이 필요한 어두움이라고 느꼈다면, 그 어두움에 대한 조도가 몇인지 알 필요 없이 그 주변환경에 대한 물리값을 그대로 입력하면 되는 것이다. 따라서 별도 조작 스위치를 통해 기준정보를 설정하는 것보다 사용자의 의지를 더욱 정확하게 반영할 수가 있다.
또 다른 예시로, 도1에 도시된 센서모듈(1)이 실내 온도를 측정한 후 난방 또는 냉방이 작동되도록 하는 공조시스템에 적용된다면, 센서모듈(1)의 센서부(11)는 온도센서를 포함할 것이다. 즉 일정 온도 이하라면 난방 장치가 작동되도록 하고, 일정 온도 이상이라면 냉방 장치가 작동되도록 하는 것이다. 이 경우에도 난방 또는 냉방 장치의 가동 시점을 결정하기 위해 특정 온도가 기준정보로써 메모리(18)에 저장된다. 대부분의 공조시스템에서는 별도 조작부를 통해 사용자가 희망온도를 설정할 수 있도록 하고 있지만, 사용자는 임의적으로 희망온도를 설정할 뿐인 것이지, 실제로 춥거나 더운 것을 느끼는 온도를 정확히 알고 조작하는 것은 아니다.
따라서 본 실시예에 따른 센서모듈(1)이 적용된 공조시스템이라면, 사용자는 여름철에 더위를 느끼는 시점에서(그 시점의 온도를 사용자가 알 필요는 없음) 별도 조작부에 마련된 기준입력스위치(12)를 눌러 해당 실내온도, 예컨대 25.4도가 기준정보로써 메모리(18)에 저장되도록 할 수 있다. 이후 공조시스템은 실내 온도가 25.4도 이상으로 올라가면 냉방 시스템이 작동되도록 하고, 이하일 경우 냉방 시스템 가동을 중단시키는 것이다. 즉 사용자가 더위를 느끼는 온도인지 아닌지도 모른채 임의로 특정 온도를 설정하는 것이 아니라, 실제 더위를 느끼는 시점의 실내 온도를 기준정보로 저장하는 것이기 때문에 공조시스템을 더욱 효율적으로 가동시킬 수 있는 것이다. 더군다나 종래의 공조시스템에서는 1도 단위의 설정은 가능하였지만, 25.4도와 같은 정밀한 설정은 불가능하였다.
이상에서는 센서부(11)의 예시로 거리센서, 조도센서 및 온도센서가 적용되는 것을 설명하였지만, 실시하기에 따라 압력센서, 음압센서, 습도센서, 가스감지센서, 기울기센서, 속도센서 또는 가속도센서가 적용된 장치나 시스템에서도 충분히 응용이 가능하다. 또한 센서모듈(1)의 동작설정스위치(13)의 설정에 따라 센서부(11)에서 측정되어 디지털변환된 측정정보가 기준정보보다 작을 경우 특정 동작의 제어신호가 출력되도록 하거나, 기준정보보다 클 경우 특정 동작의 제어신호가 출력되도록 선택하는 것도 가능하다.
또한 디지털값으로 저장되는 기준정보는 반드시 어느 하나의 특정값을 저장해야 하는 것은 아니다.
예컨대 기준입력스위치(12)가 매우 짧은 시간(예컨대 0.2초)동안만 활성화 되었다면, 그 짧은 시간동안에는 물리적 상태 변화가 크지 않기 때문에, 어느 하나의 특정값으로 저장될 수는 있다. 즉 25.4도의 온도가 기준정보로 저장되는 것이다.
반면 기준입력스위치(12)가 소정 시간동안 길게(예컨대 2초 이상) 입력되었다면, 그 시간동안 물리적 상태 변화가 있을 수도 있기 때문에, 실시하기에 따라 다양한 방식으로 동작 기준을 설정할 수 있다.
예를 들면 기준입력스위치(12)가 활성화되고 있는 시간동안의 시작값과 종료값 중 어느 한 순간의 입력값을 기준정보로 하거나, 또는 시작값과 종료값 모두를 모두 기준정보로 설정할 수 있다. 즉 거리센서에서 시작값이 70cm이고 종료값이 20cm라면, 둘 모두를 저장한 후 1차 경고음에 대한 기준과 2차 경고음에 대한 기준으로 사용하는 것이다.
또는 기준입력스위치(12)가 활성화되고 있는 시간동안 측정된 입력값의 최저값 또는 최대값 중 어느 하나를 기준정보로 하거나, 또는 최저값과 최대값 모두 기준정보로 설정할 수 있다. 즉 온도센서에서 최저값을 난방 작동을 위한 기준값으로 사용하고, 최대값을 냉방 작동을 위한 기준값으로 사용하는 것이다.
다른 예시로 기준입력스위치(12)가 활성화되고 있는 시간동안 측정된 입력값의 최저값부터 최대값을 동작 기준 범위로써 설정하고, 이후 센서부(11)에서 측정되는 측정값이 기준정보로 설정된 동작 기준 범위 이내에 있으면 제어신호를 출력하고, 동작 기준 범위 외에 있으면 제어신호가 출력되지 않게 하는 것도 가능하다. 물론 실시하기에 따라 기준정보로 설정된 동작 기준 범위 밖에서는 제어신호가 출력되도록 하고, 동작 기준 범위 이내에 있으면 제어신호의 출력을 차단하는 설계도 가능하다.
또한 기준입력스위치(12)가 활성화되고 있는 시간동안 측정된 최저값과 최대값의 산술평균값 또는 중간값을 기준정보로 설정할 수도 있다.
또, 기준입력스위치(12)가 활성화되는 초기의 측정값은 버리고, 최후에 입력된 값이나 최후에 입력된 값의 평균을 기준정보로 설정할 수도 있다. 예컨대 음압센서를 통해 직접 소리 크기를 입력함으로써, 오디오 시스템의 출력 음량이 입력된 소리 크기와 동일하도록 설정하는 경우, 입력시키는 소리의 크기가 초기에는 불분명하고 후기에는 원하는 크기일 수 있는데, 이 경우 후기의 소리 크기를 활용하는 것이다.
또, 기준입력스위치(12)가 활성화되고 있는 시간동안 측정된 값 중 가장 오랜 시간동안 유지된 값을 정확한 사용자의 의지라 판단하여 가장 오랜 시간동안 유지된 값을 기준정보로 설정할 수도 있다.
또, 기준입력스위치(12)가 활성화되고 있는 시간동안 측정된 값의 패턴 자체를 기준정보로 설정할 수도 있다. 예컨대 기울기센서를 통해 특정 패턴의 기울기 변화가 일어나는 것이 확인되면, 그 패턴이 그대로 일어날 경우에만 충격발생으로 인지하고 후속 조치를 위한 제어신호가 출력되도록 활용하는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 전문적인 프로그래밍 지식이나 하드웨어 조작 기술이 없는 일반 사용자라 하더라도, 사용자 본인의 의지에 따라 실제 물리값을 입력하여 동작 기준을 손쉽게 설정할 수 있기 때문에, 센서를 활용하는 모든 장치에서, 설치 환경이나 사용자 취향에 따라 동작 기준을 정확하게 설정할 수가 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 물리값을 측정하는 센서부;
    사용자의 명령을 입력받는 기준입력스위치;
    기준정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 센서부에서 측정된 물리값과 상기 메모리에 저장된 기준정보를 비교하여 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함하되,
    상기 기준입력스위치가 활성화되면 상기 제어부는 상기 센서부에서 측정된 물리값을 상기 메모리에 저장하여 상기 기준정보를 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 센서모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 거리센서, 조도센서, 압력센서, 음압센서, 온도센서, 습도센서, 가스감지센서, 기울기센서, 속도센서 및 가속도센서 중 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서모듈.
  3. 제어부에서 기준입력스위치가 활성화 되었는지 확인하는 단계;
    상기 제어부에서 상기 기준입력스위치가 비활성화인 것을 확인하면, 센서부에서 측정된 물리값을 메모리에 기 저장되어 있는 기준정보와 비교하여 제어신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어부에서 상기 기준입력스위치가 활성화인 것을 확인하면, 상기 센서부에서 측정된 물리값을 메모리에 저장하여 기준정보를 업데이트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서모듈의 제어 방법.
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