WO2017119699A1 - 도어벨 장치 및 그의 전원 공급 방법 - Google Patents

도어벨 장치 및 그의 전원 공급 방법 Download PDF

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WO2017119699A1
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doorbell
switching circuit
unit
current
power
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PCT/KR2017/000052
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전기경
배정영
최민용
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엘지이노텍 주식회사
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    • G10K1/062—Devices in which sound is produced by striking a resonating body, e.g. bells, chimes or gongs the resonating devices having the shape of a bell, plate, rod, or tube electrically operated
    • G10K1/063—Devices in which sound is produced by striking a resonating body, e.g. bells, chimes or gongs the resonating devices having the shape of a bell, plate, rod, or tube electrically operated the sounding member being a bell
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    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/04—Sound-producing devices

Definitions

  • the present invention relates to a doorbell device and a power supply method thereof.
  • the transformer converts the AC voltage to a level suitable for driving the doorbell.
  • the doorbell is a device that outputs sound using electromagnetic or electricity, and may be mixed with a bell, a buzzer, a chime, and the like.
  • the doorbell switch is a switch normally open, and when the doorbell switch is pressed, the doorbell system is activated. For example, when a person presses the doorbell switch, a closed loop for the doorbell is formed. Accordingly, the doorbell may output a sound.
  • the present invention is to provide a doorbell system including an interface device.
  • Doorbell device is connected to the power input unit, the interface unit, the battery unit for supplying power to the interface unit, the doorbell switch according to the On Off state of the doorbell switch
  • the battery unit controls to supply power to the interface unit.
  • the path of the current may be a path output to the controller or a path flowing to the doorbell switch.
  • the switching circuit includes a triac element, and when the doorbell switch is turned on, the triac element may block a current output toward the control unit and flow to the doorbell switch.
  • the switching circuit may further include a gate device, and the gate device may transmit a driving signal to the interface unit.
  • the gate element may be connected to the triac element and operate based on a current flowing through the doorbell switch.
  • the gate device may include an optocoupler.
  • the switching circuit may further include a rectifier, and the rectifier may rectify an AC current, which is a current received from the power input unit, into a DC current and supply the rectified current to the controller.
  • the interface unit may include at least one of an audio module, an image module, a communication module, and a sensor module.
  • the control unit may include a converter and a battery charging chip.
  • the switching circuit is supplied with power from the power input unit, the switching circuit path of the current supplied from the power input unit according to the on-off state of the doorbell switch
  • the step of changing the control unit to charge the battery unit by using the current output from the switching circuit, the control unit to control the battery unit to supply power to the interface unit when the current output from the switching circuit is cut off And supplying the charged power to the interface unit.
  • the doorbell device can stably supply power to the interface device even when a closed circuit for the doorbell is formed.
  • the doorbell device according to an embodiment of the present invention can continuously charge the battery for supplying power to the interface device.
  • FIG. 1 is a view showing a doorbell system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a doorbell device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of an interface unit included in a doorbell device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a power supply method of a doorbell device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram included in the doorbell device according to an embodiment of the present invention.
  • ordinal numbers such as second and first
  • first and second components may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • FIG. 1 is a view showing a doorbell system according to an embodiment of the present invention.
  • a doorbell system 10 includes a transformer 100, a doorbell 200, a doorbell switch 300, and a doorbell device 400.
  • the transformer 100 may include a primary coil and a secondary coil.
  • the primary coil may be connected to an indoor AC power source (not shown), and the secondary coil may be connected in series to the door bell 200, the door bell switch 300, and the door bell device 400.
  • the transformer 100 converts an AC voltage to a level suitable for driving the doorbell 200.
  • the doorbell 200 is a device that outputs sound using electromagnetic or electricity, and may be mixed with a bell, a buzzer, a chime, and the like.
  • the doorbell switch 300 is a switch normally open, and when the doorbell switch 300 is pressed, the doorbell 200 is activated to output a sound.
  • the doorbell device 400 includes various interface devices, and may be connected to a conventional doorbell system, that is, a transformer 100, a doorbell 200, and a doorbell switch 300. Can be. According to an embodiment of the present invention, regardless of the on-off state of the doorbell switch 300, it is intended to stably supply power to various interface devices included in the doorbell device 400.
  • FIG. 2 is a block diagram of a doorbell device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a block diagram of an interface unit included in the doorbell device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an embodiment of the present invention It is a flowchart which shows the power supply method of the doorbell apparatus which concerns on an example.
  • the doorbell device 400 includes a power input unit 410, an interface unit 420, a battery unit 430, a switching circuit 440, and a controller 450.
  • the power input unit 410 supplies power to the doorbell device 400.
  • the power supplied by the power input unit 410 may be an AC voltage received from the AC power in the home.
  • the power input unit 410 is illustrated as being included in the doorbell device 400, it is not necessarily limited thereto.
  • the power input unit 410 may be an external configuration of the doorbell device 400.
  • the switching circuit 440 is connected to the doorbell switch 300 to change the path of the current supplied from the power input unit 410 according to the on off state of the doorbell switch 300.
  • the controller 450 charges the battery unit 430 using the current output from the switching circuit 440. In addition, the controller 450 controls power supply to the interface unit 420.
  • the battery unit 430 supplies power to the interface unit 420.
  • the interface unit 420 may include a System on Chip (SoC) 421, an image module 422, a sensor module 423, an audio module 424, and a communication module 425.
  • SoC System on Chip
  • the interface unit 420 may include more components or fewer components than these components.
  • the SoC 421 is connected to the image module 422, the sensor module 423, the audio module 424, and the communication module 425, and may control the interface unit 420 as a whole.
  • the image module 422 may be mixed with the camera module.
  • the image module 422 may include a lens and an image sensor.
  • the lens includes at least one of a convex lens, a concave lens, a cylinder lens, a Fresnel lens, and a wide-angle lens, and photographs a range of objects from an installed position.
  • the image sensor converts an optical signal incident through the lens module into an image signal.
  • the image sensor corresponds to a configuration generally used in a digital camera, and converts light, that is, photographed image information, input through a camera lens into digital information, which is an electrical signal.
  • the sensor module 423 detects an object around it.
  • the sensor module 423 may include, for example, at least one of a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, an altimeter, a gyro sensor, and an infrared sensor.
  • the infrared sensor may be a passive infrared ray (PIR) sensor.
  • PIR passive infrared ray
  • the PIR sensor can detect the temperature change of the object. Accordingly, when a person moves, the sensor module 423 may detect the presence of a person by using a temperature change.
  • the sensor module 423 may be installed around the image module 422, and a plurality of sensor modules 423 may be installed.
  • the SoC 421 receives an image signal through the image module 422, receives a detection signal of an object through the sensor module 423, and processes the signal. For example, the SoC 421 may correct the image signal received through the image module 422 using the detection signal of the object received through the sensor module 423.
  • the audio module 424 may include a microphone and a speaker.
  • the microphone may receive an audio signal
  • the speaker may output an audio signal.
  • the SoC 421 may process an audio signal input through a microphone.
  • the communication module 425 includes a wired or wireless communication module and transmits an image signal processed through the SoC 421 to a display device (not shown), or transmits an audio signal processed through the SoC 421 to a speaker. Can be.
  • the interface unit 420 may operate in a sleep mode or an operation mode. Power consumption when the interface unit 420 operates in the operation mode is larger than power consumption when the interface unit 420 operates in the sleep mode.
  • the interface unit 420 may transition from the sleep mode to the operation mode by a driving signal transmitted based on the current flowing toward the doorbell switch 300 when the doorbell switch 300 is in the on state.
  • the switching circuit 440 receives power from the power input unit 410 (S400).
  • the power input unit 410 may supply the AC voltage received from the home AC power to the doorbell device 400.
  • the power input unit 410 since the power input unit 410 supplies power to the doorbell device 400, it may be referred to as a power supply unit.
  • the switching circuit 440 is connected to the doorbell switch 300 and changes the path of the current supplied from the power input unit 410 according to the on / off state of the doorbell switch 300.
  • the switching circuit 440 may control the current path to the battery unit 430 through the controller 450 (S410). Accordingly, the current is output toward the controller 450 (S420), flows to the battery unit 430 (S430), and is charged in the battery unit 430 (S440).
  • the switching circuit 440 controls the current path to the doorbell 200 and the doorbell switch 300 (S450).
  • the driving signal may be transmitted to the interface unit 420 based on the current flowing through the doorbell switch 300 (S460).
  • the controller 450 may control the battery unit 430 to supply power to the interface unit 420 (S470). Accordingly, the battery unit 430 may supply the charged power to the interface unit 420 (S480).
  • the interface unit 420 may be stably supplied with power.
  • FIG. 5 is a circuit diagram included in the doorbell device according to an embodiment of the present invention.
  • AC power is supplied to the doorbell device 400 through the power input unit 410.
  • the switching circuit 440 is connected to the doorbell switch 300 and includes a triac element 442.
  • the triac element 442 is a semiconductor control component in which bidirectional current control is performed, and includes two main electrodes E1 and E2 and one gate electrode G. When no gate signal is applied to the gate electrode G, the triac element 442 is turned off, and when there is a gate signal applied to the gate electrode G, the triac element 442 is the main electrode E1. , E2) can be turned on in both directions regardless of polarity.
  • a gate signal is applied to the gate electrode G of the triac element 442, and a closed circuit is formed in the A path. That is, the path of the current is directed toward the doorbell 200 and the doorbell switch 300, and may be blocked so that the current does not flow in the B path toward the controller 450.
  • the doorbell 200 and the power input unit 410 including the same are illustrated as being included in the doorbell device 400 according to an embodiment of the present invention, but are not limited thereto.
  • the doorbell 200 and the power input unit 410 including the same may not be included in the doorbell device 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the doorbell device 400 according to an embodiment of the present invention may be used interchangeably with a doorbell 200 pre-installed in a conventional home and a power input unit 410 including the same.
  • the switching circuit 440 further includes a gate element 444.
  • the gate element 444 is connected to the triac element 442 and operates based on a current flowing to the doorbell 200 and the doorbell switch 300 when the triac element 442 is turned on.
  • the gate element 444 may transmit a driving signal to the interface unit 420 based on the current flowing through the doorbell 200 and the doorbell switch 300.
  • the gate device 444 may include an opto-coupler.
  • the optocoupler can be mixed with a photo coupler.
  • the optocoupler includes a light emitting diode (D) and a photo transistor (T). When a current is applied to the light emitting diode (D), the light emitting diode (D) emits light.
  • the phototransistor T may be in a conductive state by receiving light emitted from the light emitting diode D. Using this principle, when the doorbell switch 300 is pressed, that is, when the doorbell switch 300 is turned on, the triac element 442 is turned on, so that the gate element 444 is connected to the interface unit ( The signal driving the 420 may be transmitted to the interface unit 420.
  • the switch circuit 440 may further include a rectifier 446.
  • the rectifier 446 is connected to the control unit 450, rectifies AC current supplied from the power supply unit 410 into a DC current, and supplies the rectified current to the control unit 450.
  • the rectifier 446 may include, for example, a bridge diode. As shown in FIG. 5, the bridge diode is a bridge circuit connecting four diodes. The bridge diode rectifies and outputs an AC current as a DC current, and the voltage input to the bridge diode and the voltage output from the bridge diode are the same.
  • the controller 450 receives the DC current rectified by the rectifier 446.
  • the controller 450 may include a converter 452 and a battery charging chip 454.
  • the converter 452 may lower the DC current output through the rectifier 446 to the voltage for the battery charging chip 454.
  • the converter 452 may be a DC-DC converter.
  • the converter 452 may convert a voltage of 8 to 24V into a voltage of 5V.
  • the battery charging chip 454 is connected to the converter 452 and receives a predetermined voltage from the converter 452.
  • the battery charging chip 454 may control to supply power to the interface unit 420 or control the battery unit 430 to charge power.
  • the battery charging chip 454 may control the battery unit 430 to supply power charged in the battery unit 430 to the interface unit 420.
  • the battery charging chip 454 is controlled by the rectifier 466 and controlled so that a part of the voltage converted by the converter 452 is supplied to the interface unit 420, or the power charged in the battery unit 430 It may be controlled to be supplied to the interface unit 420.
  • a driving signal may be transmitted to the interface unit 420 through the switching circuit 440, but power may be insufficient for the interface unit 420 to continue operation. Can be. Accordingly, when the doorbell switch 300 is in the on state, when the path of the current output toward the control unit 450 is blocked, the control unit 450 receives the power charged in the battery unit 430 from the interface unit 420.
  • the battery unit 430 may be controlled to be supplied to the battery unit 430.
  • the interface unit 420 may be stably supplied with power.
  • the power charged in the battery unit 430 may be supplied to the interface unit 420 even when the doorbell switch 300 is changed from the on state to the off state, the operation quality of the interface unit 420 may be improved. have.
  • the doorbell and the doorbell switch have been described as an example that is pre-installed in the home, but is not limited thereto. At least one of the doorbell and the doorbell switch may be included in the doorbell device according to an embodiment of the present invention.

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치는 전원 입력부, 인터페이스부, 상기 인터페이스부에 전력을 공급하기 위한 배터리부, 도어벨 스위치에 연결되어 상기 도어벨 스위치의 온오프(On Off) 상태에 따라 상기 전원 입력부로부터 공급되는 전류의 경로를 변경하는 스위칭 회로, 및 상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류를 이용하여 상기 배터리부를 충전하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 스위칭 회로로부터 상기 제어부를 향하여 출력되는 전류가 차단된 경우, 상기 배터리부가 상기 인터페이스부에 전력을 공급하도록 제어한다.

Description

도어벨 장치 및 그의 전원 공급 방법
본 발명은 도어벨 장치 및 그의 전원 공급 방법에 관한 것이다.
댁내에 적용되는 종래의 도어벨 시스템은 트랜스포머(transformer), 도어벨(doorbell), 그리고 도어벨 스위치(doorbell switch)를 포함한다. 트랜스포머는 AC 전압을 도어벨 구동에 적합한 레벨로 변환한다. 도어벨은 전자기 또는 전기를 이용하여 소리를 출력하는 장치이며, 벨(bell), 부저(buzzer), 차임(chime) 등과 혼용될 수 있다. 그리고, 도어벨 스위치는 평소에는 오픈 상태인 스위치이며, 도어벨 스위치가 눌리면, 도어벨 시스템이 활성화된다. 예를 들어, 사람이 도어벨 스위치를 누르면, 도어벨에 대한 폐회로가 형성된다. 이에 따라, 도어벨은 소리를 출력할 수 있다.
한편, 사용자 편의에 대한 니즈가 증가함에 따라, 도어벨 시스템에 다양한 인터페이스 장치를 연결시키는 기술이 발전하고 있다. 이를 위하여, 종래의 도어벨 시스템으로부터 전원을 분기하여 인터페이스 장치에 전원을 공급하고자 하는 시도가 있다. 다만, 이러한 경우, 도어벨 스위치가 눌릴 때 도어벨에 대한 폐회로가 형성되므로, 인터페이스 장치에 전원이 공급되지 않는 문제가 있다. 또한, 인터페이스 장치에 전원을 공급하기 위하여 배터리를 사용하고자 하는 시도가 있으나, 배터리 방전 시 인터페이스 장치가 동작을 하지 않게 되는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인터페이스 장치를 포함하는 도어벨 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치는 전원 입력부, 인터페이스부, 상기 인터페이스부에 전력을 공급하기 위한 배터리부, 도어벨 스위치에 연결되어 상기 도어벨 스위치의 온오프(On Off) 상태에 따라 상기 전원 입력부로부터 공급되는 전류의 경로를 변경하는 스위칭 회로, 및 상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류를 이용하여 상기 배터리부를 충전하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 스위칭 회로로부터 상기 제어부를 향하여 출력되는 전류가 차단된 경우, 상기 배터리부가 상기 인터페이스부에 전력을 공급하도록 제어한다.
상기 전류의 경로는 상기 제어부를 향하여 출력되는 경로 또는 상기 도어벨 스위치로 흐르는 경로일 수 있다.
상기 스위칭 회로는 트라이악 소자를 포함하고, 상기 트라이악 소자는 상기 도어벨 스위치가 온(On)되면, 상기 제어부를 향하여 출력되는 전류를 차단하고, 상기 도어벨 스위치로 흐르게 할 수 있다.
상기 스위칭 회로는 게이트 소자를 더 포함하고, 상기 게이트 소자는 상기 인터페이스부로 구동 신호를 전송할 수 있다.
상기 게이트 소자는 상기 트라이악 소자에 연결되고, 상기 도어벨 스위치로 흐르는 전류에 기반하여 동작할 수 있다.
상기 게이트 소자는 옵토 커플러를 포함할 수 있다.
상기 스위칭 회로는 정류기를 더 포함하고, 상기 정류기는 상기 전원 입력부로부터 수신한 전류인 AC 전류를 DC 전류로 정류하여 상기 제어부로 공급할 수 있다.
상기 인터페이스부는 오디오 모듈, 이미지 모듈, 통신 모듈 및 센서 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 컨버터와 배터리 충전 칩을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치의 전원 공급 방법은 스위칭 회로는 전원 입력부로부터 전원을 공급받는 단계, 상기 스위칭 회로는 도어벨 스위치의 온오프 상태에 따라 상기 전원 입력부로부터 공급되는 전류의 경로를 변경하는 단계, 제어부는 상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류를 이용하여 배터리부를 충전하는 단계, 상기 제어부는 상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류가 차단된 경우, 상기 배터리부가 인터페이스부에 전력을 공급하도록 제어하는 단계, 그리고 상기 배터리부는 충전된 전력을 인터페이스부에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 도어벨 장치는 도어벨에 대한 폐회로가 형성된 경우에도 인터페이스 장치에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 도어벨 장치는 인터페이스 장치에 전원을 공급하기 위한 배터리를 지속적으로 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치에 포함되는 인터페이스부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치의 전원 공급 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치에 포함되는 회로도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 시스템(10)은 트랜스포머(100), 도어벨(200), 도어벨 스위치(300) 및 도어벨 장치(400)를 포함한다.
트랜스포머(100)는 1차 코일 및 2차 코일을 포함할 수 있다. 1차 코일은 댁내 AC 전원(미도시)에 연결되고, 2차 코일은 도어벨(200), 도어벨 스위치(300) 및 도어벨 장치(400)에 직렬 연결될 수 있다. 트랜스포머(100)는 AC 전압을 도어벨(200) 구동에 적합한 레벨로 변환한다. 도어벨(200)은 전자기 또는 전기를 이용하여 소리를 출력하는 장치이며, 벨(bell), 부저(buzzer), 차임(chime) 등과 혼용될 수 있다. 도어벨 스위치(300)는 평소에는 오픈된 상태인 스위치이며, 도어벨 스위치(300)가 눌리면, 도어벨(200)이 활성화되어 소리를 출력한다.
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치(400)는 다양한 인터페이스 장치를 포함하며, 종래의 도어벨 시스템, 즉 트랜스포머(100), 도어벨(200) 및 도어벨 스위치(300)에 연결될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 도어벨 스위치(300)의 온오프(On Off) 상태에 관계없이 도어벨 장치(400)에 포함되는 다양한 인터페이스 장치에 안정적으로 전원을 공급하고자 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치에 포함되는 인터페이스부의 블록도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치의 전원 공급 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 도어벨 장치(400)는 전원 입력부(410), 인터페이스부(420), 배터리부(430), 스위칭 회로(440) 및 제어부(450)를 포함한다.
전원 입력부(410)는 도어벨 장치(400)에 전원을 공급한다. 이때, 전원 입력부(410)가 공급하는 전원은 댁내 AC 전원으로부터 입력받은 AC 전압일 수 있다. 전원 입력부(410)가 도어벨 장치(400)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전원 입력부(410)는 도어벨 장치(400)의 외부 구성일 수도 있다.
스위칭 회로(440)는 도어벨 스위치(300)에 연결되어, 전원 입력부(410)로부터 공급되는 전류의 경로를 도어벨 스위치(300)의 온오프(On Off) 상태에 따라 변경한다.
제어부(450)는 스위칭 회로(440)로부터 출력되는 전류를 이용하여 배터리부(430)를 충전한다. 그리고, 제어부(450)는 인터페이스부(420)에 대한 전력 공급을 제어한다.
배터리부(430)는 인터페이스부(420)에 전력을 공급한다.
도 3을 참조하면, 인터페이스부(420)는 SoC(System on Chip, 421), 이미지 모듈(422), 센서 모듈(423), 오디오 모듈(424) 및 통신 모듈(425)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 한 실시예에 따른 인터페이스부(420)는 이들 구성보다 더 많은 구성을 포함하거나, 더 적은 구성을 포함할 수 있다.
SoC(421)는 이미지 모듈(422), 센서 모듈(423), 오디오 모듈(424) 및 통신 모듈(425)과 연결되며, 인터페이스부(420)를 전반적으로 제어할 수 있다.
이미지 모듈(422)은 카메라 모듈과 혼용될 수 있다. 이미지 모듈(422)은 렌즈 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 렌즈는 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 실린더 렌즈, 프레넬 렌즈(Fresnel Lens), 광각 렌즈 중 적어도 하나를 포함하여, 설치된 위치로부터 일정 범위의 대상물을 촬영한다. 이미지 센서는 렌즈 모듈을 통하여 입사되는 광 신호를 이미지 신호로 변환한다. 이미지 센서는 디지털 카메라 등에 일반적으로 사용되는 구성에 해당하며, 카메라 렌즈를 통하여 들어온 빛, 즉 촬영한 영상 정보를 전기적 신호인 디지털 정보로 변환해 주는 역할을 한다.
센서 모듈(423)은 주변의 대상물을 감지한다. 센서 모듈(423)은, 예를 들면 지자기 센서, 가속도 센서, 고도계, 자이로 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 적외선 센서는 PIR(Passive Infrared Ray) 센서일 수 있다. PIR 센서는 대상물의 온도 변화를 감지할 수 있다. 이에 따라, 사람이 움직이는 경우, 센서 모듈(423)은 온도 변화를 이용하여 사람이 있음을 감지할 수 있다. 센서 모듈(423)은 이미지 모듈(422) 주변에 설치되며, 복수 개 설치될 수 있다.
SoC(421)는 이미지 모듈(422)을 통하여 이미지 신호를 수신하고, 센서 모듈(423)을 통하여 대상물의 감지 신호를 수신하며, 이를 처리한다. 예를 들어, SoC(421)는 센서 모듈(423)을 통하여 수신한 대상물의 감지 신호를 이용하여 이미지 모듈(422)을 통하여 수신한 이미지 신호를 보정할 수 있다.
한편, 오디오 모듈(424)은 마이크 및 스피커를 포함할 수 있다. 마이크는 오디오 신호를 입력 받을 수 있고, 스피커는 오디오 신호를 출력할 수 있다. SoC(421)는 마이크를 통하여 입력되는 오디오 신호를 처리할 수 있다.
통신 모듈(425)은 유선 또는 무선 통신 모듈을 포함하며, SoC(421)를 통하여 처리된 이미지 신호를 디스플레이 장치(미도시)로 전송하거나, SoC(421)를 통하여 처리된 오디오 신호를 스피커로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 인터페이스부(420)는 슬립모드 또는 동작모드로 동작할 수 있다. 인터페이스부(420)가 동작모드로 동작할 때의 소비전력은 인터페이스부(420)가 슬립모드로 동작할 때의 소비전력보다 크다.
인터페이스부(420)는 도어벨 스위치(300)가 온 상태일 때 도어벨 스위치(300)를 향하여 흐르는 전류에 기반하여 전송되는 구동신호에 의하여 슬립모드로부터 동작모드로 천이할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 스위칭 회로(440)는 전원 입력부(410)로부터 전원을 공급 받는다(S400). 전원 입력부(410)는 댁내 AC 전원으로부터 입력 받은 AC 전압을 도어벨 장치(400) 내부로 공급할 수 있다. 본 명세서에서, 전원 입력부(410)는 도어벨 장치(400) 내부로 전원을 공급하므로, 전원 공급부로 지칭될 수도 있다. 스위칭 회로(440)는 도어벨 스위치(300)에 연결되며, 전원 입력부(410)로부터 공급되는 전류의 경로를 도어벨 스위치(300)의 온오프 상태에 따라 변경한다.
즉, 도어벨 스위치(300)가 오프(Off) 상태이면, 스위칭 회로(440)는 전류의 경로가 제어부(450)를 통하여 배터리부(430)로 향하도록 제어할 수 있다(S410). 이에 따라, 전류는 제어부(450)를 향하여 출력된 후(S420), 배터리부(430)로 흐르고(S430), 배터리부(430) 내에 충전된다(S440).
이에 반해, 도어벨 스위치(300)가 온(On) 상태이면, 스위칭 회로(440)는 전류의 경로가 도어벨(200) 및 도어벨 스위치(300)를 향하도록 제어한다(S450). 이때, 도어벨 스위치(300)로 흐르는 전류에 기반하여, 인터페이스부(420)로 구동 신호가 전송될 수 있다(S460).
한편, 도어벨 스위치(300)가 온 상태가 되어, 전류가 도어벨 스위치(300)로 흐르면, 제어부(450)를 향하여 전류가 흐르는 경로는 차단된다. 이때, 제어부(450)는 배터리부(430)가 인터페이스부(420)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다(S470). 이에 따라, 배터리부(430)는 충전된 전력을 인터페이스부(420)에 공급할 수 있다(S480).
이와 같이, 인터페이스부(420)에는 도어벨 스위치(300)가 온 상태인 경우에도, 안정적으로 전력이 공급될 수 있다.
이하, 회로도를 이용하여 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치를 더욱 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치에 포함되는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 전원 입력부(410)를 통하여 도어벨 장치(400)에 AC 전원이 공급된다.
스위칭 회로(440)는 도어벨 스위치(300)에 연결되며, 트라이악(triac) 소자(442)를 포함한다. 트라이악 소자(442)는 양방향성의 전류 제어가 행하여지는 반도체 제어 부품으로, 2개의 주 전극(E1, E2)과 1개의 게이트 전극(G)이 있다. 게이트 전극(G)에 인가되는 게이트 신호가 없는 경우, 트라이악 소자(442)는 턴오프되며, 게이트 전극(G)에 인가되는 게이트 신호가 있는 경우, 트라이악 소자(442)는 주 전극(E1, E2)의 극성에 관계없이 양방향으로 턴온될 수 있다.
도어벨 스위치(300)가 눌리면, 즉 도어벨 스위치(300)가 온 상태가 되면, 트라이악 소자(442)의 게이트 전극(G)에 게이트 신호가 인가되며, A 경로로 폐회로가 형성된다. 즉, 전류의 경로는 도어벨(200) 및 도어벨 스위치(300)를 향하며, 제어부(450)를 향하는 B 경로로는 전류가 흐르지 않도록 차단될 수 있다.
여기서, 도어벨(200) 및 이를 포함하는 전원 입력부(410)는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치(400)에 포함되는 구성인 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도어벨(200) 및 이를 포함하는 전원 입력부(410)는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치(400)에 포함되지 않을 수도 있다. 이에 따르면, 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치(400)는 종래 댁내에 미리 설치된 도어벨(200) 및 이를 포함하는 전원 입력부(410)와 호환되어 사용될 수도 있다.
한편, 스위칭 회로(440)는 게이트 소자(444)를 더 포함한다. 게이트 소자(444)는 트라이악 소자(442)에 연결되며, 트라이악 소자(442)가 턴온되는 경우 도어벨(200) 및 도어벨 스위치(300)로 흐르는 전류에 기반하여 동작한다. 그리고, 게이트 소자(444)는 도어벨(200) 및 도어벨 스위치(300)로 흐르는 전류에 기반하여 인터페이스부(420)에 구동 신호를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 게이트 소자(444)는 옵토 커플러(Opto-coupler)를 포함할 수 있다. 옵토 커플러는 포토 커플러(photo coupler)와 혼용될 수 있다. 옵토 커플러는 발광 다이오드(D)와 포토 트랜지스터(T)를 포함하며, 발광 다이오드(D)에 전류가 인가되면 발광 다이오드(D)는 광을 방출한다. 포토 트랜지스터(T)는 발광 다이오드(D)가 방출하는 광을 수광하여 전도 상태가 될 수 있다. 이러한 원리를 이용하여, 도어벨 스위치(300)가 눌리면, 즉 도어벨 스위치(300)가 온 상태가 되면, 트라이악 소자(442)가 턴온되며, 이에 따라, 게이트 소자(444)는 인터페이스부(420)를 구동하는 신호를 인터페이스부(420)에게 전송할 수 있다.
한편, 도어벨 스위치(300)의 눌림 상태가 해제되면, 즉 도어벨 스위치(300)가 오프 상태이면, 전류의 경로는 제어부(450)를 향하게 된다. 이를 위하여, 스위치 회로(440)는 정류기(446)를 더 포함할 수 있다. 정류기(446)는 제어부(450)에 연결되며, 전원 공급부(410)로부터 공급되는 AC 전류를 DC 전류로 정류하여 제어부(450)로 공급한다. 이때, 정류기(446)는, 예를 들면 브리지 다이오드(Bridge Diode)를 포함할 수 있다. 브리지 다이오드는 도 5에서 도시된 바와 같이, 4개의 다이오드를 연결한 브리지 회로이다. 브리지 다이오드는 AC 전류를 DC 전류로 정류하여 출력하며, 브리지 다이오드로 입력되는 전압과 브리지 다이오드로부터 출력되는 전압이 동일하다.
제어부(450)는 정류기(446)에 의하여 정류된 DC 전류를 수신한다. 제어부(450)는 컨버터(452) 및 배터리 충전 칩(454)을 포함할 수 있다. 컨버터(452)는 정류기(446)를 통하여 출력되는 DC 전류를 배터리 충전 칩(454)을 위한 전압으로 낮출 수 있다. 여기서, 컨버터(452)는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 예를 들어, 컨버터(452)는 8 내지 24V의 전압을 5V의 전압으로 변환할 수 있다.
배터리 충전 칩(454)은 컨버터(452)에 연결되며, 컨버터(452)로부터 소정 전압을 입력 받는다. 배터리 충전 칩(454)은 인터페이스부(420)에 전력을 공급하도록 제어하거나, 배터리부(430)가 전력을 충전하도록 제어할 수 있다. 배터리 충전 칩(454)은 배터리부(430)에 충전된 전력을 인터페이스부(420)에 공급하도록 배터리부(430)를 제어할 수도 있다.
예를 들어, 도어벨 스위치(300)가 오프 상태인 경우, 스위칭 회로(440)를 통하여 인터페이스부(420)로 전력이 공급될 수 없다. 이때, 배터리 충전 칩(454)은 정류기(466)에 의하여 정류된 후 컨버터(452)에 의하여 변환된 전압 중 일부가 인터페이스부(420)에 공급되도록 제어하거나, 배터리부(430)에 충전된 전력이 인터페이스부(420)로 공급되도록 제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 도어벨 스위치(300)가 온 상태인 경우, 스위칭 회로(440)를 통하여 인터페이스부(420)로 구동 신호가 전송될 수는 있으나, 인터페이스부(420)가 동작을 지속하기에는 전력이 부족할 수 있다. 이에 따라, 도어벨 스위치(300)가 온 상태인 경우, 제어부(450)를 향하여 출력되는 전류의 경로가 차단되면, 제어부(450)는 배터리부(430)에 충전된 전력을 인터페이스부(420)에 공급하도록 배터리부(430)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 도어벨 스위치(300)의 온오프 상태에 관계없이 인터페이스부(420)는 안정적으로 전력을 공급 받을 수 있다. 또한, 도어벨 스위치(300)가 온 상태에서 오프 상태로 바뀌는 순간에도 배터리부(430)에 충전된 전력이 인터페이스부(420)에 공급될 수 있으므로, 인터페이스부(420)의 동작 품질을 높일 수 있다.
본 명세서에서, 도어벨 및 도어벨 스위치는 댁내에 미리 설치된 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도어벨 및 도어벨 스위치 중 적어도 하나는 본 발명의 한 실시예에 따른 도어벨 장치에 포함될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[부호의 설명]
400: 도어벨 장치
410: 전원 입력부
420: 인터페이스부
430: 배터리부
440: 스위칭 회로
450: 제어부

Claims (15)

  1. 전원 입력부,
    인터페이스부,
    상기 인터페이스부에 전력을 공급하기 위한 배터리부,
    도어벨 스위치에 연결되어 상기 도어벨 스위치의 온오프(On Off) 상태에 따라 상기 전원 입력부로부터 공급되는 전류의 경로를 변경하는 스위칭 회로, 및
    상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류를 이용하여 상기 배터리부를 충전하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 스위칭 회로로부터 상기 제어부를 향하여 출력되는 전류가 차단된 경우, 상기 배터리부가 상기 인터페이스부에 전력을 공급하도록 제어하는 도어벨 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류의 경로는 상기 전원 입력부로부터 상기 제어부를 향하여 출력되는 경로 또는 상기 전원 입력부로부터 상기 도어벨 스위치로 흐르는 경로인 도어벨 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 트라이악 소자를 포함하고,
    상기 트라이악 소자는 상기 도어벨 스위치가 온(On)되면, 상기 제어부를 향하여 출력되는 전류를 차단하고, 상기 도어벨 스위치로 흐르게 하는 도어벨 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 게이트 소자를 더 포함하고, 상기 게이트 소자는 상기 인터페이스부로 구동 신호를 전송하는 도어벨 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 게이트 소자는 상기 트라이악 소자에 연결되고, 상기 도어벨 스위치로 흐르는 전류에 기반하여 동작하는 도어벨 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 게이트 소자는 옵토 커플러를 포함하는 도어벨 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 정류기를 더 포함하고,
    상기 정류기는 상기 전원 입력부로부터 수신한 전류인 AC 전류를 DC 전류로 정류하여 상기 제어부로 공급하는 도어벨 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정류기는 브리지 다이오드를 포함하는 도어벨 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스부는 오디오 모듈, 이미지 모듈, 통신 모듈 및 센서 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 도어벨 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 컨버터와 배터리 충전 칩을 포함하는 도어벨 장치.
  11. 도어벨 장치의 전원 공급 방법에 있어서,
    스위칭 회로는 전원 입력부로부터 전원을 공급받는 단계,
    상기 스위칭 회로는 도어벨 스위치의 온오프 상태에 따라 상기 전원 입력부로부터 공급되는 전류의 경로를 변경하는 단계,
    제어부는 상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류를 이용하여 배터리부를 충전하는 단계,
    상기 제어부는 상기 스위칭 회로로부터 출력되는 전류가 차단된 경우, 상기 배터리부가 인터페이스부에 전력을 공급하도록 제어하는 단계, 그리고
    상기 배터리부는 충전된 전력을 인터페이스부에 공급하는 단계
    를 포함하는 전원 공급 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 변경하는 단계에서는,
    상기 도어벨 스위치가 온 상태이면 상기 전류가 상기 제어부로 출력되는 경로를 차단하고, 상기 도어벨 스위치로 흐르도록 하며, 상기 도어벨 스위치가 오프 상태이면 상기 전류가 상기 제어부로 출력되도록 하는 전원 공급 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도어벨 스위치가 온 상태이면, 상기 도어벨 스위치로 흐르는 전류에 기반하여 상기 인터페이스부로 구동 신호를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 전원 공급 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 트라이악 소자를 포함하며,
    상기 도어벨 스위치가 온 상태이면 상기 트라이악 소자의 게이트 전극에 게이트 신호가 인가되고, 상기 트라이악 소자가 턴온되는 전원 공급 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 게이트 소자를 더 포함하며,
    상기 트라이악 소자가 턴온되면, 상기 게이트 소자는 상기 인터페이스부에 상기 구동 신호를 전송하는 전원 공급 방법.
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