WO2022080811A1 - 센서 장치 및 센서 장치로부터 정보를 획득하는 전자 장치 - Google Patents

센서 장치 및 센서 장치로부터 정보를 획득하는 전자 장치 Download PDF

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고태동
김대현
이진봉
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Definitions

  • a sensor device and an electronic device for acquiring information from the sensor device and more particularly, a sensor device for detecting a sensed value related to an operation of the electronic device, and a sensor device for detecting a sensed value related to an operation of the electronic device It relates to an electronic device obtained from
  • the washing machine may include a door sensor for confirming that the door is closed before the washing machine starts operation, and a water level sensor for detecting the level of water in order to maintain an appropriate water level for washing.
  • the dryer having a built-in humidity sensor may check whether the laundry is sufficiently dried based on the humidity value obtained from the humidity sensor.
  • the sensor device In a conventional sensor device for acquiring a sensing value related to an operation of an electronic device, the sensor device is embedded in the electronic device as a part of the electronic device and is integrally coupled with the electronic device. Accordingly, the conventional sensor device cannot acquire a sensed value at a location away from the surface of the electronic device. For example, in the case of a dryer with a built-in humidity sensor, even if the humidity sensor is placed closest to the laundry, the humidity sensor is located on the inner surface of the dryer. does not exist. Accordingly, there is a problem in that a sensing value detected by the sensor device is different from a sensing value actually required in the existing sensor device.
  • the sensor device may be a device that is not built into the electronic device and is separate from the electronic device.
  • the sensor device may generate electrical energy through the energy harvester, obtain a sensed value through the sensor, and transmit the sensed value to another electronic device.
  • a sensor device includes an energy harvester configured to generate electrical energy, an energy storage circuit configured to store the generated electrical energy, a monitoring circuit, a sensor, a communication circuit, and at least one processor, and , wherein the at least one processor, via the monitoring circuit, ascertains a voltage of the energy storage circuit, and in response to determining that the voltage is below a threshold, operates in a first mode, wherein the voltage is In response to it being confirmed to exceed It may be configured to obtain a value and control the communication circuit to transmit the voltage and the sensed value to another electronic device according to a communication method corresponding to any one of the first mode or the second mode.
  • an electronic device includes a communication circuit, an actuator, and at least one processor, wherein the at least one processor, via the communication circuit, an energy harvester, a sensor, and a sensor including an energy storage circuit Receives, from the device, a signal representing a voltage of the energy storage circuit and a sensed value obtained through the sensor, and stores electrical energy generated through the energy harvester in the energy storage circuit, and among the voltage and the sensed value based on at least one, it may be configured to control the actuator for handling laundry.
  • a method performed in a sensor device includes generating and storing electrical energy in an energy storage circuit, determining a voltage in the energy storage circuit, in response to determining that the voltage is below a threshold , setting the operation mode to the first mode, in response to confirming that the voltage exceeds the threshold value, setting the operation mode to a second mode in which power consumption is higher than that of the first mode; According to an operation of acquiring a sensed value through a sensor according to a sensing method corresponding to any one of the first mode or the second mode, and according to a communication method corresponding to any one of the first mode or the second mode, the and transmitting the voltage and the sensed value to another electronic device.
  • a sensor device and an electronic device for obtaining information from the sensor device are provided.
  • the sensor device is a separate device from the electronic device that is not built into the electronic device, generates electrical energy through the energy harvester, stores it in the energy storage circuit, and transmits the voltage and the sensed value of the energy storage circuit electronically. can be sent to the device.
  • the sensor device may detect a sensed value at a position where sensing is actually required rather than on the surface of the electronic device.
  • the electronic device may obtain a sensed value more accurate than a sensed value obtained from the surface of the electronic device.
  • by transmitting the voltage of the energy storage circuit to the electronic device it may be possible to check the weight or volume of the laundry based on the voltage of the energy storage circuit in the electronic device.
  • the sensor device may perform switching between modes in which power consumption varies according to the voltage of the energy storage circuit.
  • the voltage of the energy storage circuit increases, the accuracy of checking the weight or volume of the laundry decreases. Therefore, the sensor device may make it possible to check the weight or volume of the laundry with high accuracy by keeping the voltage of the energy storage circuit low.
  • FIG. 1 illustrates a situation in which an electronic device and a sensor device according to various embodiments are utilized.
  • FIG. 2 is a block diagram of a sensor device according to various embodiments.
  • 3A and 3B illustrate a magnetic field induction method harvester according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an energy harvester including a magnetic field induction harvester and a triboelectric harvester according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of an energy harvester including a magnetic field induction harvester and a piezoelectric harvester according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of some components of a sensor device in accordance with various embodiments.
  • FIG. 7A and 7B illustrate an operation of a hysteresis switch according to various embodiments.
  • Fig. 9 shows the cumulative average of the instantaneous voltage of the energy storage circuit for various masses of laundry.
  • FIG. 10 illustrates operations performed by a sensor device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates a cumulative average of instantaneous voltages of an energy storage circuit according to various masses of laundry when operations performed by a sensor device according to various embodiments are performed.
  • FIG. 13 illustrates a first parameter over time, according to various embodiments.
  • FIG. 14 illustrates a second parameter over time, according to various embodiments.
  • 15 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 110 may be a washing machine or a dryer.
  • the electronic device 110 may accommodate the laundry 120 and the sensor device 130 therein.
  • the sensor device 130 may be positioned between the laundry 120 .
  • the sensor device 130 may acquire a sensed value among the laundry 120 .
  • the sensor device 130 may generate electrical energy by converting energy generated according to the operation of the electronic device 110 into electrical energy, and store the generated electrical energy in an energy storage circuit. For example, as the actuator of the electronic device 110 is driven, the sensor device 130 may move inside the electronic device 110 .
  • the magnet inside the electronic device 110 may move, and an induced electromotive force may be generated according to the movement of the magnet.
  • the sensor device 130 may convert various types of energy (kinetic energy, thermal energy, light energy) resulting from the electronic device 110 or the external environment as described above into electrical energy.
  • the sensor device 130 may check the voltage of the energy storage circuit and operate in either the first mode or the second mode according to the voltage of the energy storage circuit.
  • the sensor device 130 includes a sensor driven by energy stored in an energy storage circuit, and senses through the sensor according to a sensing method corresponding to any one of the first mode or the second mode. value can be obtained.
  • the sensor device 130 may transmit the voltage and the sensed value of the energy storage circuit to the electronic device 110 according to a sensing method corresponding to any one of the first mode and the second mode. .
  • the electronic device 110 may check the weight or volume of the laundry 120 based on the voltage of the energy storage circuit.
  • the electronic device 110 may control the actuator based on at least one of the weight of the laundry 120 , the volume of the laundry 120 , and a sensing value.
  • the sensor device 200 includes an energy harvester 210 , a rectifier circuit 220 , an energy storage circuit 230 , a switch 240 , a protection circuit 250 , a DC/DC converter 260 , It may include a processor 270 , a monitoring circuit 280 , a sensor 290 , and a communication circuit 280 .
  • the energy harvester 210 may convert energy other than electrical energy into electrical energy.
  • the energy harvester 210 may include a magnetic field induction harvester.
  • the energy harvester 210 may further include at least one of a piezoelectric harvester, a thermoelectric harvester, a triboelectric harvester, a photoelectric harvester, an RF harvester, and a vibrational energy harvester.
  • the structure of the magnetic field induction harvester will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B .
  • the piezoelectric harvester includes a piezoelectric element, and when an external mechanical force acts on the piezoelectric element, electrical energy may be generated.
  • the thermoelectric harvester includes a thermoelectric element, and the thermoelectric element may convert thermal energy into electrical energy.
  • the triboelectric harvester may include electrodes for absorbing electricity generated by friction.
  • the photoelectric harvester may include a photoelectric element, and the photoelectric element may convert light energy into electrical energy.
  • the photoelectric element may be disposed on the outer surface of the sensor device 200 .
  • the RF harvester may include a wire for collecting electromagnetic waves.
  • the vibration energy harvester may convert mechanical energy generated by vibration and/or rotational motion into electrical energy.
  • the magnetic field induction harvester, the piezoelectric harvester, the thermoelectric harvester, the triboelectric harvester, the RF harvester, and the vibration energy harvester may generate electric energy in the form of alternating current, and the photoelectric harvester may generate electric energy in the form of direct current.
  • the rectifier circuit 220 may convert the electrical energy in the AC form output from the energy harvester 210 into the DC form. Depending on the implementation, the rectifier circuit 220 may adjust the voltage and/or current of the rectified electrical energy to output it.
  • the sensor device 200 may include an energy storage circuit 230 .
  • the energy storage circuit 230 may be connected to the output terminal of the rectifier circuit 220 to store electric energy in the form of direct current.
  • the energy storage circuit 230 may include at least one of a battery, a capacitor, and a supercapacitor.
  • the energy storage circuit 230 when the energy storage circuit 230 includes a battery, the energy storage circuit 230 may further include a capacitor for rectifying a current input to the battery.
  • the energy storage circuit 230 when the energy storage circuit 230 includes a battery, the energy storage circuit 230 may further include an integrated circuit (IC) or a power management integrated circuit (PMIC) for charging the battery.
  • IC integrated circuit
  • PMIC power management integrated circuit
  • the switch 240 may be a hysteresis switch, which will be described later with reference to FIGS. 7A and 7B .
  • the switch 240 may be a general switch that has one reference voltage, does not output a voltage when the input voltage is less than the reference voltage, and outputs a voltage when the input voltage is greater than or equal to the reference voltage.
  • the switch 240 may transmit or block the energy stored in the energy storage circuit 230 to the processor 270 through the protection circuit 250 and the DC/DC converter 260 .
  • the switch 240 stops the supply of power to the processor 270 when an abnormal situation occurs or when electrical energy of a magnitude not sufficient for the operation of the processor 270 or the sensor 290 is generated. can be blocked
  • the protection circuit 250 may be connected to an input terminal of the switch 240 or an output terminal of the switch 240 .
  • the protection circuit 250b may include a Zener diode.
  • the DC/DC converter 260 may convert a voltage of power transmitted through the switch 240 and the protection circuit 250 into a voltage to be used by the processor 270 .
  • the sensor device 200 may include a processor 270 .
  • the processor 270 may be a single processor or a plurality of processors.
  • the processor 270 may, for example, execute software to control at least one other component (eg, a hardware or software component) of the sensor device 200, and may perform various data processing or calculations. there is.
  • processor 270 loads commands or data received from other components (eg, sensor 290 or communication circuitry 295) into volatile memory; The command or data stored in the volatile memory may be processed, and the resultant data may be stored in the non-volatile memory.
  • the processor 270 includes a main processor (eg, a central processing unit or an application processor), and a coprocessor (eg, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or communication processor). Additionally or alternatively, the auxiliary processor may be configured to use less power than the main processor or to specialize in a designated function.
  • a main processor eg, a central processing unit or an application processor
  • a coprocessor eg, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or communication processor.
  • the auxiliary processor may be configured to use less power than the main processor or to specialize in a designated function.
  • the monitoring circuit 280 may include a voltmeter and check the voltage of the energy storage circuit 230 .
  • the monitoring circuit 280 may include an analog to digital converter (ADC) circuit.
  • ADC analog to digital converter
  • the monitoring circuit 280 may be connected to the processor 270 to transmit the detected value to the processor 270 .
  • the sensor 290 may detect an external environmental state of the sensor device 200 and generate an electrical signal or data value corresponding to the sensed state.
  • the sensor 290 may include, for example, at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a detergent amount sensor, and a turbidity sensor.
  • the detergent amount sensor may include a pair of electrodes for measuring the electrical conductivity in the wash water, and may detect the detergent amount through the electrical conductivity of the wash water that varies according to the amount of detergent dissolved therein.
  • the turbidity sensor can detect turbidity by measuring light transmittance and scattering that change according to the amount of particles dissolved in water.
  • the sensor 290 may include at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, an acceleration sensor, and a gyro sensor to generate a sensed value related to the operation of the dryer.
  • the sensor 290 is one of a temperature sensor, a humidity sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a detergent amount sensor, a pH sensor, an odor sensor, a pollution level sensor, or a turbidity sensor to generate a sensed value related to the operation of the washing machine. It may include at least one.
  • the senor 290 includes at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, an acceleration sensor, and a gyro sensor, and a detergent amount sensor, a pH sensor, and a pollution level sensor to generate a sensed value related to the operation of the dryer and washing machine. , or may or may not include at least one of a turbidity sensor.
  • the communication circuit 295 transmits a signal representing the voltage of the energy storage circuit 230 obtained through the sensing value obtained through the sensor 290 and the monitoring circuit 280 to the electronic device (eg, , may be used to transmit to the electronic device 110 .
  • the communication circuit 295 may perform Bluetooth low energy (BLE), Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, and infrared (IR) communication.
  • the communication circuit 295 may be implemented with the same chip as the processor 270 .
  • the communication circuit 295 may support establishment of a wireless communication channel between the sensor device 200 and an external electronic device (eg, the electronic device 110 ) and performing communication through the established communication channel.
  • the communication circuit 295 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 270 (eg, an application processor) and support wireless communication.
  • communication circuitry 295 may include wireless communication circuitry (eg, cellular communication circuitry, short-range wireless communication circuitry, or global navigation satellite system (GNSS) communication circuitry).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding one of these communication circuits may be a first network (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (eg, a cellular network, the Internet, or a computer network (eg, LAN) Alternatively, it may communicate with an external electronic device through a telecommunication network (such as a WAN).
  • a first network eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network eg, a cellular network, the Internet, or a computer network (eg, LAN)
  • a telecommunication network such as a WAN.
  • These various types of communication circuits may be integrated into one component (eg, a single chip) or may be implemented as a plurality of components (eg, a plurality of chips) separate from each other.
  • the wireless communication circuit may identify and authenticate the sensor device 200 within a communication
  • the magnetic field induction harvester 300a may include a guide 310a, a coil 320a wound around the guide, and a magnet 330a disposed to be movable within the guide.
  • the magnet 330a may move within the guide as the magnetic field induction harvester 300a moves, and when the magnet 330a passes a portion of the guide 310a on which the coil 320a is disposed, the coil 320a cross-section An induced electromotive force is generated in the coil 320a by a change in magnetic flux in
  • the guide 310a may have a cylindrical shape. Also, the sizes associated with the guide 310a, the coil 320a, and the magnet 330a shown in FIG. 3A are all exemplary. According to various embodiments, the magnetic field induction method harvester 300a may include a plurality of coils 320a. According to various embodiments, the magnet 330a may have an ellipsoid shape. According to various embodiments, the magnet 330a may have a size and shape that is not turned over in the guide 310a.
  • FIG. 3B is a view for explaining a structure of a housing having a magnetic field induction method harvester disposed therein according to various embodiments of the present disclosure;
  • a magnetic field induction harvester including a guide 310b, a coil 320b, and a magnet 330b may be disposed within a housing 340b of the sensor device 300b.
  • the housing 340b of the sensor device 300b may be spherical.
  • the housing 340b of the sensor device 300b may have various three-dimensional shapes, such as a hexahedron, a tetrahedron, an oval, and a rugby ball.
  • the details of the magnetic field induction method harvester shown in FIG. 3B are the same as those described with reference to FIG. 3A, and thus will not be repeated herein.
  • the sensor device 400 may include triboelectric charging electrodes 441 and 442 disposed on an outer surface of the housing 450 .
  • the triboelectric charging electrodes 441 and 442 may be included in a triboelectric charging harvester for harvesting electrical energy generated by friction between the sensor device 400 and an adjacent object.
  • the sensor device 400 includes a guide 410 in a housing 450 , a coil 420 wound around the guide 410 , and a magnet 430 movably disposed in the guide. may include As described above, the guide 410 , the coil 420 , and the magnet 430 may be included in the magnetic field induction method harvester.
  • the sensor device 500 includes a guide 510 in a housing 550 , a coil 520 wound around the guide 510 , and a magnet movably disposed within the guide 510 . 530) may be included. As described above, the guide 510 , the coil 520 , and the magnet 530 may be included in the magnetic field induction method harvester. According to various embodiments, piezoelectric elements 541 and 542 may be disposed at both ends of the guide 510 included in the sensor device 500 .
  • the piezoelectric elements 541 and 542 may be included in the piezoelectric harvester. According to various embodiments, when the magnet 530 moves according to the movement of the housing 550 of the sensor device 500 and touches the piezoelectric elements 541 and 542, the piezoelectric elements 541 and 542 generate electricity using this mechanical force. can generate energy.
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of some components of a sensor device in accordance with various embodiments.
  • FIG. 6 shows the rectifying circuit 220 , the energy storage circuit 230 , the switch 240 , and the protection circuit 250 shown in FIG. 2 .
  • the rectifier circuit 620 corresponds to the rectifier circuit 220 illustrated in FIG. 2
  • the energy storage circuit 630 corresponds to the energy storage circuit 230 illustrated in FIG. 2
  • a switch 640 corresponds to the switch 240 illustrated in FIG. 2
  • the protection circuit 650 corresponds to the protection circuit 250 illustrated in FIG. 2 .
  • the sensor device is illustrated as further including a bleeder circuit 655 between the switch 640 and the protection circuit 650 , but according to various embodiments, the sensor device includes the bleeder circuit 655 . may not include
  • the rectifying circuit 620 may include terminals 621 and 622 to be connected to the energy harvester (eg, the energy harvester 210 ).
  • the rectifier circuit 620 may include a bridge rectifier including a plurality of diodes 623 , 624 , 625 , and 626 .
  • the rectifier circuit 620 may further include a plurality of capacitors 627a, 627b, 627c, and 627d. The rectifier circuit 620 may convert AC power generated by the energy harvester into DC power.
  • the energy storage circuit 630 may include a plurality of capacitors 631 , 632 , and 633 .
  • the plurality of capacitors 631 , 632 , and 633 may store energy based on the power converted by the rectifier circuit 620 .
  • a voltage of one of the plurality of capacitors 631 , 632 , 633 may be identified as the voltage of the energy storage circuit 630 . there is.
  • the switch 640 may be a hysteresis switch as shown in FIG. 6 .
  • the switch 640 may include a plurality of resistors R10 , R11 , R12 , R13 , and R14 , two p-channel FETs 641 , and one n-channel FET 642 .
  • the source of the first p-channel FET among the two p-channel FETs 641 is an input terminal of the switch 640 and is connected between R11 and R13, and the drain of the first p-channel FET is It is an output terminal of the switch 640 , and a gate of the first p-channel FET may be connected between R13 and R12 .
  • the source of the second p-channel FET of the two p-channel FETs 641 is connected between R10 and R11, and the drain of the second p-channel FET is connected to the gate of the n-channel FET 642 and at the same time R10 and R14 , and the gate of the second p-channel FET may be connected to the drain of the n-channel FET 642 .
  • the source of n-channel FET 642 may be coupled to ground.
  • FIG. 7A and 7B illustrate an operation of a hysteresis switch according to various embodiments.
  • the output voltage is zero. If the input voltage is a value less than V L and then increases to take a value greater than V L and less than V H , the output voltage is still zero.
  • the input voltage is higher than V H , the output voltage is equal to the input voltage.
  • the input voltage has a value higher than V H and then decreases to have a value higher than V L and lower than V H , the output voltage is equal to the input voltage.
  • FIG. 7B shows the operating state of the hysteresis switch when the input voltage starts at 0 and goes up and down with time.
  • the hysteresis switch is turned on at the point where the input voltage is V H . After that, the input voltage is higher than V H and then decreases.
  • the hysteresis switch is turned off at the point where the input voltage is V L . After that, the input voltage is lower than V L and then increases.
  • the hysteresis switch is turned on at the point where the input voltage is V H .
  • V L may be set to the lowest voltage capable of driving the processor. It can be seen that the above-described hysteresis switch delays the switch-off point in a situation where the input voltage is decreasing while the hysteresis switch is on, and delays the switch-on time in a situation in which the input voltage is high in the hysteresis switch off state. . Therefore, the hysteresis switch can delay the point in time when power is not supplied to the processor when the output power of the energy harvester decreases, and when the output power of the energy harvester increases, the processor until more power is accumulated in the energy storage device. By delaying the time when power is supplied to the processor, it is possible to power the processor for a longer period of time. In addition, as the amount of harvested energy is changed, the processor and the communication circuit are prevented from being frequently turned on/off, so that a stable communication connection between the sensor device and the electronic device may be guaranteed.
  • the bleeder circuit 655 may increase power consumption when the voltage of the energy storage circuit 630 exceeds a threshold value.
  • the bleeder circuit 655 may include an LED 656 and a Zener diode 657 .
  • no current may flow in the LED 656 .
  • the voltage of the energy storage circuit 630 exceeds the Zener voltage of the Zener diode 657
  • a current flows in the LED 656 , and accordingly, the LED 656 emits light, thereby increasing power consumption.
  • the power consumption may increase when the voltage of the energy storage circuit 630 exceeds the threshold value. there is.
  • the protection circuit 650 may include a Zener diode 651 and have a structure in which the Zener diode 651 is connected to a ground terminal. According to various embodiments, the Zener voltage of the Zener diode 651 may be greater than the Zener voltage of the Zener diode 657 . The protection circuit 650 may protect the sensor device by flowing a current to the ground terminal when the voltage of the output terminal of the switch 640 is greater than the Zener voltage of the Zener diode 651 .
  • the sensor device may periodically check the instantaneous voltage of the energy storage circuit and transmit it to the dryer.
  • the period in which the at least one processor of the sensor device checks the instantaneous voltage of the energy storage circuit through the monitoring circuit may include: It may be shorter than the period of sending the signal to the dryer.
  • the distribution 810 shows the distribution of the instantaneous voltage of the energy storage circuit when the amount of laundry 130 is the maximum amount allowed by the dryer.
  • Distribution 820 shows the distribution of the instantaneous voltage of the energy storage circuit when the amount of laundry 130 is a first amount less than the maximum amount allowed by the dryer.
  • Distribution 830 shows the distribution of the instantaneous voltage of the energy storage circuit when the amount of laundry 130 is a second amount less than the first amount.
  • the sensor device 120 or the electronic device 110 may determine the amount of laundry 130 , ie, the weight or volume of the laundry 130 , based on the instantaneous voltage of the energy storage circuit.
  • Fig. 9 shows the cumulative average of the instantaneous voltage of the energy storage circuit for various masses of laundry.
  • the sensor device 120 does not include the bleeder circuit 655 shown in FIG. 6 and does not adjust the operating mode based on the voltage of the energy storage circuit as will be described later with reference to FIG. 10 .
  • the cumulative average of the instantaneous voltages of the energy storage circuit means a value obtained by cumulatively adding the instantaneous voltage values of the energy storage circuit and dividing by the number of the added instantaneous voltage values.
  • 4 kg, 8 kg, 12 kg, and 16 kg refer to the mass of the laundry 130, and 1, 2, and 3 indicate the number of three measurements made for each mass.
  • the energy harvester 210 of the sensor device 120 generates electrical energy as the electronic device 110 operates and the sensor device 120 moves. can Therefore, as shown in FIG. 9 , it can be confirmed that the cumulative average of the instantaneous voltage of the energy storage circuit tends to increase with respect to the mass of the various laundry 130 as the operation of the electronic device 110 proceeds. .
  • the distance between the curves corresponding to the mass of different laundry 130 is relatively wide, but when the cumulative average of the instantaneous voltage of the energy storage circuit is high It can be seen that the distance between the curves corresponding to the mass of different laundry 130 is narrow. When the distance between the curves is narrow, the accuracy may be limited when determining the mass of the laundry 130 based on the cumulative average of the instantaneous voltages of the energy storage circuit in the sensor device 120 or the electronic device 110 .
  • the coil of the magnetic field induction harvester included in the sensor device 120 .
  • the sensor device 120 or the electronic device In 110
  • accuracy may be limited when determining the mass of the laundry 130 based on the cumulative average of the instantaneous voltages of the energy storage circuit.
  • the magnetic field induction harvester 300a is used to prevent the processor (eg, the processor 270 ) and the sensor 290 from being stopped in the sensor device 120 . It is highly probable that a large number of turns of the coil 320a will be designed or a magnet 330a with strong magnetic force will be employed. Accordingly, when the sensor device 120 includes one magnetic field induction harvester 300a, the laundry 130 based on the cumulative average of the instantaneous voltages of the energy storage circuit in the sensor device 120 or the electronic device 110 . Accuracy may be limited when determining the mass of
  • FIG. 10 illustrates operations performed by a sensor device according to various embodiments of the present disclosure. Specifically, as described above with reference to FIG. 9, FIG. 10 shows the accuracy when determining the mass of the laundry 130 based on the cumulative average of the instantaneous voltages of the energy storage circuit in the sensor device 120 or the electronic device 110 In order to improve the limitation of , operations performed to increase power consumption when the instantaneous voltage of the energy storage circuit in the sensor device is high is shown.
  • the sensor device may generate electrical energy through the energy harvester 210 and store the generated electrical energy in the energy storage circuit 230 .
  • At least one processor eg, the processor 270 of the sensor device (eg, the sensor device 200 ) checks the voltage of the energy storage circuit 230 through the monitoring circuit 280 .
  • operation 1020 may be performed periodically.
  • At least one processor eg, processor 270 of the sensor device (eg, sensor device 200 ) may determine whether the voltage of the energy storage circuit 230 is less than or equal to a threshold value. there is.
  • the at least one processor 270 may determine whether the most recently checked voltage value of the energy storage circuit 230 is less than or equal to a threshold value. there is.
  • the at least one processor 270 acquires a sensed value through the sensor 290 according to a sensing method corresponding to the first mode, , a voltage and a sensed value may be transmitted to another electronic device through the communication circuit 295 according to a communication method corresponding to the first mode.
  • the sensed value may represent at least one of temperature, humidity, acceleration, change in orientation of the sensor device, amount of detergent, pH, pollution, turbidity, and odor.
  • the at least one processor 270 senses through the sensor 290 according to a sensing method corresponding to the second mode in operation 1040 .
  • a value may be obtained, and the voltage and the sensed value may be transmitted to another electronic device through the communication circuit 295 according to a communication method corresponding to the second mode.
  • the at least one processor 270 obtains a sensed value through the sensor 290 in the first sensing cycle, and in the sensing method corresponding to the second mode, At least one processor 270 may acquire a sensed value through the sensor 290 in a second sensing cycle.
  • the at least one processor 270 transmits the voltage and the sensed value of the energy storage circuit 230 to another electronic device (eg, an electronic device) in a first transmission period. Controls the communication circuit 295 to transmit to 110), and in a communication method corresponding to the second mode, the at least one processor 270 transmits the voltage and the sensed value of the energy storage circuit 230 in a second transmission period.
  • the communication circuit 295 may be controlled to transmit to another electronic device (eg, the electronic device 110 ).
  • the at least one processor 270 transmits a signal of a first strength indicating a voltage and a sensed value of the energy storage circuit 230 to another electronic device (eg, Controls the communication circuit 295 to transmit to the electronic device 110 , and in a communication method corresponding to the second mode, the at least one processor 270 includes a first indicating voltage and a sensed value of the energy storage circuit 230 .
  • the communication circuit 295 may be controlled to transmit a signal of two strengths to another electronic device (eg, the electronic device 110 ).
  • the first sensing period in the first mode and the second sensing period in the second mode are the same, and the first transmission period in the first mode and the second transmission period in the second mode are the same and the second intensity in the second mode may be stronger than the first intensity in the first mode.
  • the first sensing period in the first mode and the second sensing period in the second mode are the same, and the first transmission period in the first mode is greater than the second transmission period in the second mode long, and the first intensity in the first mode may be equal to the second intensity in the second mode.
  • the first sensing period in the first mode is longer than the second sensing period in the second mode, and the first transmission period in the first mode is the same as the second transmission period in the second mode and the first intensity in the first mode may be the same as the second intensity in the second mode.
  • the first sensing period in the first mode and the second sensing period in the second mode are the same, and the first transmission period in the first mode is greater than the second transmission period in the second mode long, and the second intensity in the second mode may be stronger than the first intensity in the first mode.
  • the first sensing period in the first mode is longer than the second sensing period in the second mode, and the first transmission period in the first mode is the same as the second transmission period in the second mode and the second intensity in the second mode may be stronger than the first intensity in the first mode.
  • the first sensing period in the first mode is longer than the second sensing period in the second mode
  • the first transmission period in the first mode is longer than the second transmission period in the second mode
  • the first intensity in the first mode may be the same as the second intensity in the second mode.
  • the first sensing period in the first mode is longer than the second sensing period in the second mode
  • the first transmission period in the first mode is longer than the second transmission period in the second mode
  • the second intensity in the second mode may be stronger than the first intensity in the first mode
  • the other electronic device 110 may check the weight or volume of the laundry 130 based on the voltage of the energy storage circuit 230 .
  • the at least one processor 270 of the sensor device 200 determines the weight or weight of the laundry 130 based on the voltage of the energy storage circuit 230 .
  • the volume may be checked, and the sensed value and the weight or volume of the laundry 130 may be transmitted to the other electronic device 110 .
  • the memory of the sensor device 200 stores a corresponding relationship between the voltage of the energy storage circuit 230 or at least one parameter based on the voltage of the energy storage circuit 230 and the weight or volume of the laundry 130 .
  • the at least one parameter based on the voltage of the energy storage circuit 230 may be at least one of a cumulative average of instantaneous voltages of the energy storage circuit 230 , a first parameter to be described later, or a second parameter to be described later.
  • the sensor device 200 adjusts power consumption according to the voltage of the energy storage circuit 230 by controlling at least one of a sensing period, a transmission period, and the strength of a transmitted signal, but various implementations
  • the sensor device 200 may include the bleeder circuit 655 to increase power consumption when the voltage of the energy storage circuit 230 exceeds the Zener voltage of the Zener diode 657 .
  • the sensor device 200 includes the bleeder circuit 655 , at least one processor 270 of the sensor device 200 may or may not perform the operations illustrated in FIG. 10 .
  • FIG. 11 illustrates a cumulative average of instantaneous voltages of an energy storage circuit according to various masses of laundry when operations performed by a sensor device according to various embodiments are performed.
  • the operations shown in FIG. 10 are performed in the sensor device, the threshold value is 4.5V, the first sensing period in the first mode is 5 seconds, and the second sensing period in the second mode is 250 ms, the first transmission period in the first mode is 15 seconds, the second transmission period in the second mode is 250 ms, the first intensity in the first mode and the second intensity in the second mode are the same , shows the cumulative average of the instantaneous voltage of the energy storage circuit according to the various masses of laundry.
  • the sensing period for checking the sensed value through the sensor 290 in the sensor device 120 is maintained at 5 seconds regardless of the voltage of the energy storage circuit 230
  • the electronic device in the sensor device 120 is When the period for transmitting the signal to the device 110 is maintained at 5 seconds and the intensity of the signal transmitted from the sensor device 120 to the electronic device 110 is maintained constant, the instantaneous voltage of the energy storage circuit 230 and The relationship between the power consumption of the sensor device 200 is shown.
  • the sensing period for checking the sensed value through the sensor 290 in the sensor device 120 is maintained as 1 second regardless of the voltage of the energy storage circuit 230 , and the electronic device in the sensor device 120 is When the period for transmitting a signal to the device 110 is maintained at 1 second and the intensity of the signal transmitted from the sensor device 120 to the electronic device 110 is maintained constant, the instantaneous voltage of the energy storage circuit 230 and The relationship between the power consumption of the sensor device 200 is shown.
  • the threshold value described above in FIG. 10 is 4.5V
  • the first sensing period in the first mode is 5 seconds
  • the second sensing period in the second mode is 0.75 seconds
  • the first mode When the first transmission period in is 5 seconds, the second transmission period in the second mode is 0.75 seconds, and the first intensity in the first mode and the second intensity in the second mode are the same, the energy storage circuit
  • the fourth curve 1240 the threshold value described above in FIG.
  • the energy storage circuit The relationship between the instantaneous voltage of 230 and the power consumption of the sensor device 200 is shown.
  • the fifth curve 1250 the threshold value described above in FIG.
  • the energy storage circuit The relationship between the instantaneous voltage of 230 and the power consumption of the sensor device 200 is shown.
  • a sensing cycle in which the sensor device 120 checks a sensed value through the sensor 290 regardless of the voltage of the energy storage circuit 230 , a signal from the sensor device 120 to the electronic device 110 .
  • the third sensing cycle in which the sensor device 120 checks the sensed value through the sensor 290 and the cycle in which the sensor device 120 transmits a signal to the electronic device 110 vary.
  • the fourth curve 1240 , and the fifth curve 1250 it can be seen that the amount of power consumption increases discontinuously with the threshold value of 4.5V as a boundary.
  • FIG. 13 illustrates a first parameter over time, according to various embodiments. Specifically, FIG. 13 illustrates the first parameter according to time under the same conditions as in FIG. 11 .
  • the first parameter is a value obtained by dividing the sum of the voltage values of the plurality of energy storage circuits 230 collected since the start of the measurement by the dispersion of the voltage values of the plurality of energy storage circuits 230 .
  • the curves 1311 , 1312 , and 1313 represent the value of the first parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 4 kg.
  • the curves 1321 , 1322 , and 1323 represent the value of the first parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 8 kg.
  • Curves 1331 , 1332 , and 1333 represent the values of the first parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 12 kg.
  • Curves 1341 , 1342 , and 1343 represent the value of the first parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 16 kg. It can be seen that the higher the mass of the laundry 130, the smaller the slope indicated by the curves. Accordingly, the electronic device 110 or the sensor device 120 checks the value of the first parameter based on the voltage of the energy storage circuit 230 , and determines the value of the laundry 130 based on the time-dependent increase rate of the first parameter. You can check the weight or volume. At this time, the electronic device 110 or the sensor device 120 stores the first correspondence between the time-dependent increase rate of the first parameter and the weight or volume of the laundry 130 in the memory, and the stored first correspondence relationship You can check the weight or volume of the laundry 130 with reference to .
  • FIG. 14 illustrates a second parameter over time, according to various embodiments. Specifically, FIG. 14 shows the second parameter according to time under the same conditions as in FIG. 11 .
  • the second parameter divides the sum of the voltage values of the plurality of energy storage circuits 230 collected since the start of the measurement by the number of voltage values of the plurality of energy storage circuits 230 and divides this value back into the plurality of energy storage circuits. It is a value divided by the variance of the voltage value of (230).
  • Curves 1411 , 1412 , and 1413 represent the value of the second parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 4 kg.
  • Curves 1421 , 1422 , and 1423 represent the value of the second parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 8 kg.
  • Curves 1431 , 1432 , and 1433 represent the value of the second parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 12 kg.
  • Curves 1441 , 1442 , and 1443 represent the value of the second parameter with respect to time when the mass of the laundry 130 is 16 kg. It can be seen that the higher the mass of the laundry 130, the smaller the slope indicated by the curves. Accordingly, the electronic device 110 or the sensor device 120 checks the value of the second parameter based on the voltage of the energy storage circuit 230 , and the value of the laundry 130 based on the time-dependent increase rate of the second parameter. You can check the weight or volume. At this time, the electronic device 110 or the sensor device 120 stores the first correspondence between the time-dependent increase rate of the second parameter and the weight or volume of the laundry 130 in the memory, and the stored first correspondence relationship You can check the weight or volume of the laundry 130 with reference to .
  • FIG. 15 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure; Specifically, FIG. 15 is a block diagram of the electronic device 110 shown in FIG. 1 .
  • the electronic device 1500 may include a processor 1510 , a communication circuit 1520 , a memory 1530 , and an actuator 1540 .
  • the processor 1510 may be a single processor or a plurality of processors.
  • the processor 1510 may, for example, execute software to control at least one other component (eg, a hardware or software component) of the sensor device 200, and may perform various data processing or calculations. there is.
  • processor 1510 loads commands or data received from another component (eg, sensor 290 or communication circuitry 295) into volatile memory; The command or data stored in the volatile memory may be processed, and the resultant data may be stored in the non-volatile memory.
  • the processor 1510 includes a main processor (eg, a central processing unit or an application processor), and a coprocessor (eg, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a graphics processing unit, which can operate independently or in conjunction with it). communication processor). Additionally or alternatively, the auxiliary processor may be configured to use less power than the main processor or to specialize in a designated function.
  • a main processor eg, a central processing unit or an application processor
  • a coprocessor eg, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a graphics processing unit, which can operate independently or in conjunction with it.
  • communication processor e.g, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a graphics processing unit, which can operate independently or in conjunction with it.
  • the auxiliary processor may be configured to use less power than the main processor or to specialize in a designated function.
  • the communication circuit 1520 transmits a signal representing a sensing value obtained through the sensor 290 in the sensor device 200 and a voltage of the energy storage circuit 230 obtained through the monitoring circuit 280 . It can be used to receive from the sensor device 200 .
  • the communication circuit 1520 may perform Bluetooth low energy (BLE), Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, and infrared (IR) communication.
  • the communication circuit 1520 may be implemented with the same chip as the processor 1510 .
  • the communication circuit 1520 may support establishment of a wireless communication channel between the electronic device 1500 and an external electronic device (eg, the sensor device 120 ), and communication through the established communication channel.
  • the communication circuit 1520 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 1510 (eg, an application processor) and support wireless communication.
  • communication circuitry 1520 may include wireless communication circuitry (eg, cellular communication circuitry, short-range wireless communication circuitry, or global navigation satellite system (GNSS) communication circuitry).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding one of these communication circuits may be a first network (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (eg, a cellular network, the Internet, or a computer network (eg, LAN) Alternatively, it may communicate with an external electronic device through a telecommunication network (such as a WAN).
  • a first network eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network eg, a cellular network, the Internet, or a computer network (eg, LAN)
  • a telecommunication network such as a WAN.
  • These various types of communication circuits may be integrated into one component (eg, a single chip) or may be implemented as a plurality of components (eg, a plurality of chips) separate from each other.
  • the wireless communication circuit may identify and authenticate the sensor device 200 within a communication
  • the memory 1530 may store various data used by at least one component (eg, the processor 1510 ) of the electronic device 1500 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, a program) and instructions related thereto.
  • the memory 1530 may include a volatile memory or a non-volatile memory. According to various embodiments, the memory 1530 may be implemented with the same chip as the processor 1510 or the communication module 290b.
  • the memory 1530 may store a first correspondence relationship between the time-dependent increase rate of the first parameter and the weight or volume of the laundry 130 , the time-dependent increase rate of the second parameter and the laundry 130 . at least one of a second correspondence relationship between the weight or volume of .
  • the processor 1510 calculates the accumulated average of the first parameter, the second parameter, or the instantaneous voltage of the energy storage circuit 230 based on the voltage of the energy storage circuit 230 received through the communication circuit 1520 . It is possible to check the weight or volume of the laundry 130 by referring to the corresponding relation stored in the memory 1530 .
  • the processor 1510 may control the actuator based on at least one of the checked weight or volume of the laundry 130 , or a sensed value.
  • the actuator 1540 may generate a mechanical motion using an electrical signal received from the processor 1510 .
  • the electronic device 1500 may be a dryer or a washing machine, and the actuator 1540 may include a motor built into the electronic device 1500 .
  • the sensor device 200 includes an energy harvester 210 configured to generate electrical energy, an energy storage circuit 230 configured to store the generated electrical energy, a monitoring circuit 280, and a sensor. 290 , communication circuitry 295 , and at least one processor 270 , wherein the at least one processor 270 , via the monitoring circuit 280 , the voltage of the energy storage circuit 230 . , and in response to determining that the voltage is below a threshold value, operate in a first mode, and in response to determining that the voltage exceeds the threshold value, a second mode having higher power consumption than the first mode.
  • the mode acquires a sensed value through the sensor 290 according to a sensing method corresponding to any one of the first mode or the second mode, and either the first mode or the second mode It may be set to control the communication circuit 295 to transmit the voltage and the sensed value to another electronic device according to a communication method corresponding to .
  • the at least one processor 270 acquires the sensed value through the sensor 290 in a first sensing cycle, and corresponds to the second mode
  • the at least one processor 270 may be configured to acquire the sensed value through the sensor 290 with a second sensing period shorter than the first sensing period.
  • the at least one processor 270 transmits the voltage and the sensed value to the other electronic device in a first transmission period. and, in a communication method corresponding to the second mode, the at least one processor 270 transmits the voltage and the sensed value to the other electronic device in a second transmission period shorter than the first transmission period. It may be configured to control the communication circuit 295 .
  • the at least one processor 270 transmits a signal of a first strength indicating the voltage and the sensed value to the other electronic device. Controls the circuit 295, and in a communication method corresponding to the second mode, the at least one processor 270 represents the voltage and the sensed value, and transmits a signal having a second intensity greater than the first intensity. It may be configured to control the communication circuit 295 to transmit to the other electronic device.
  • the sensor device 200 may further include a bleeder circuit including an LED and a Zener diode, and the LED may be set to emit light when the voltage exceeds the threshold.
  • the energy harvester 210 includes a magnetic field induction harvester, wherein the magnetic field induction harvester includes a guide disposed in a housing of the sensor device 200 , in the guide according to movement of the housing.
  • a magnet disposed movably and a coil wound around the guide, wherein the coil may include one portion wound on the guide, or may include two or more portions wound spaced apart on the guide. .
  • the guide may be disposed in a straight direction, and the magnetic field induction method harvester may include one guide.
  • the energy harvester 210 may include a piezoelectric harvester, a thermoelectric harvester, a triboelectric harvester, a photoelectric harvester, an RF harvester, a vibrational energy harvester 210 , a rotational energy harvester 210 , or a kinetic energy harvester 210 . ) may further include at least one of.
  • the sensor 290 includes a temperature sensor 290 , a humidity sensor 290 , an acceleration sensor 290 , a gyro sensor 290 , a detergent amount sensor 290 , a pH sensor 290 , and a degree of pollution. At least one of a sensor 290 , a turbidity sensor 290 , and an odor sensor 290 may be included.
  • the electronic device 1500 includes a communication circuit 1520, an actuator 1540, and at least one processor 1510, wherein the at least one processor 1510 includes the communication circuit ( 1520 , from a sensor device 200 comprising an energy harvester 210 , a sensor 290 , and an energy storage circuit 230 , via the voltage of the energy storage circuit 230 and the sensor 290 .
  • Receives a signal indicating the acquired sensed value and stores the electrical energy generated through the energy harvester 210 in the energy storage circuit 230, and performs laundry based on at least one of the voltage and the sensed value. may be configured to control the actuator 1540 for processing.
  • the signal representing the voltage and the sensed value represents the sensed value obtained in a first sensing period
  • the voltage and the signal representing the sensed value may represent the sensed value obtained with a second sensing period shorter than the first sensing period
  • the at least one processor 1510 transmits the signal representing the voltage and the sensed value from the sensor device 200 to the communication circuit ( 1520), and when the voltage exceeds a threshold value, the signal representing the voltage and the sensed value is transmitted from the sensor device 200 to the communication circuit ( 1520) may be set to receive.
  • the at least one processor 1510 transmits the signal of a first intensity representing the voltage and the sensed value from the sensor device 200 to the communication circuit ( 1520), and when the voltage exceeds a threshold, the signal representing the voltage and the sensed value and having a second intensity greater than the first intensity is received from the sensor device 200 through the communication circuit ( 1520) may be set to receive.
  • the sensed value may represent at least one of temperature, humidity, acceleration, change in orientation of the sensor device 200 , detergent amount, pH, pollution, turbidity, and odor.
  • the at least one processor 1510 checks the weight or volume of the laundry based on the voltage, Based on it, it may be configured to control the actuator 1540 for processing laundry.
  • the electronic device 1500 further includes a memory 1530 , and the memory 1530 includes an increase rate of the first parameter obtained by dividing the accumulated value of the voltage by the variance of the voltage over time and and store a first correspondence relationship between the weight or volume of the laundry, wherein the at least one processor (1510) checks a value of the first parameter, and the first correspondence relationship stored in the memory (1530) And based on the distribution of the value of the first parameter over time, it may be configured to determine the weight or volume of the laundry.
  • the electronic device 1500 further includes a memory 1530 , and the memory 1530 increases with time of a second parameter obtained by dividing an average of the accumulated voltages by the variance of the voltages. and store a second correspondence relationship between speed and a weight or volume of the laundry, wherein the at least one processor (1510) checks a value of the second parameter, and the second corresponding relationship is stored in the memory (1530). and determine the weight or volume of the laundry based on the correspondence relationship and the distribution of the values of the second parameter over time.
  • the method performed by the sensor device 200 includes an operation of generating electrical energy and storing it in the energy storage circuit 230 , an operation of checking a voltage of the energy storage circuit 230 , and the voltage setting the operation mode to the first mode in response to being identified as being less than or equal to the threshold value
  • An operation of setting the second mode an operation of acquiring a sensed value through the sensor 290 according to a sensing method corresponding to any one of the first mode or the second mode, and the first mode or the second mode
  • the method may include transmitting the voltage and the sensed value to another electronic device according to a communication method corresponding to any one of them.
  • the operation of acquiring the sensed value through the sensor 290 includes, when the operation mode is the first mode, the operation of acquiring the sensed value at a first sensing period, and the operation mode is In the second mode, the method may include acquiring the sensed value with a second sensing period shorter than the first sensing period.
  • the transmitting of the voltage and the sensed value to the other electronic device may include transmitting the voltage and the sensed value to the other electronic device in a first transmission period when the operation mode is the first mode. transmitting, and transmitting the voltage and the sensed value to the other electronic device in a second transmission period shorter than the first transmission period when the operation mode is the second mode.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish an element from other elements in question, and may refer elements to other aspects (e.g., importance or order) is not limited. that one (eg first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component with or without the terms “functionally” or “communicatively” When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may be implemented as software including one or more instructions stored in a storage medium readable by a machine.
  • the processor of the device may call at least one of the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This makes it possible for the device to be operated to perform at least one function according to the called at least one command.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play StoreTM) or on two user devices (eg, It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly or online between smartphones (eg: smartphones).
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.

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Abstract

다양한 실시예에 따라서, 센서 장치는, 전기 에너지를 생성하도록 구성되는 에너지 하베스터, 상기 생성된 전기 에너지를 저장하도록 구성되는 에너지 저장 회로, 모니터링 회로, 센서, 통신 회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 모니터링 회로를 통하여, 상기 에너지 저장 회로의 전압을 확인하고, 상기 전압이 임계값 이하라고 확인되는 것에 응답하여, 제1 모드에서 동작하고, 상기 전압이 상기 임계값을 초과한다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 모드보다 소모전력이 높은 제2 모드에서 동작하고, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 상기 센서를 통하여 센싱값을 획득하고, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 통신 방식에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정될 수 있다. 그 밖의 다양한 실시예가 가능하다.

Description

센서 장치 및 센서 장치로부터 정보를 획득하는 전자 장치
다양한 실시예는 센서 장치 및 센서 장치로부터 정보를 획득하는 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 장치의 작동과 관련된 센싱값을 검출하는 센서 장치와, 전자 장치의 작동과 관련된 센싱값을 센서 장치로부터 획득하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치의 작동과 관련된 센싱값을 획득하는 센서 장치가 널리 보급되어 있다. 예를 들어, 세탁기는 세탁기가 작동을 시작하기 전에 도어가 닫혀 있다는 것을 확인하기 위한 도어 센서 및 세탁을 위한 적절한 수위를 유지하기 위하여 물의 높이를 검출할 수 있는 수위 센서를 포함할 수 있다. 또한, 습도 센서가 내장된 건조기는 습도 센서로부터 획득한 습도 값에 기초하여 세탁물이 충분히 건조되었는지 여부를 확인할 수 있다.
전자 장치의 작동과 관련된 센싱값을 획득하는 기존의 센서 장치에서, 센서 장치는 전자 장치의 일부로서 전자 장치에 내장되어, 전자 장치와 일체로서 결합되어 있다. 따라서, 기존의 센서 장치는 전자 장치의 표면과 떨어져 있는 곳의 센싱값은 획득할 수 없다. 예를 들어, 습도 센서가 내장된 건조기의 경우, 습도 센서를 세탁물과 가장 가까이 배치하여도 습도 센서는 건조기의 안쪽 표면에 위치하므로, 건조기의 안쪽 표면과 떨어져 있는 세탁물 사이의 습도 값을 획득할 수 없다. 따라서, 기존의 센서 장치에서, 센서 장치가 검출하는 센싱값이 실제로 요구되는 센싱값과 차이가 나는 문제가 있다.
다양한 실시예에 따른 센서 장치 및 센서 장치로부터 정보를 획득하는 전자 장치에 따르면, 센서 장치는 전자 장치에 내장되지 않는, 전자 장치와 별개의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치는 에너지 하베스터를 통하여 전기 에너지를 생성하고, 센서를 통하여 센싱값을 획득하고, 센싱값을 다른 전자 장치에 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치는, 전기 에너지를 생성하도록 구성되는 에너지 하베스터, 상기 생성된 전기 에너지를 저장하도록 구성되는 에너지 저장 회로, 모니터링 회로, 센서, 통신 회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 모니터링 회로를 통하여, 상기 에너지 저장 회로의 전압을 확인하고, 상기 전압이 임계값 이하라고 확인되는 것에 응답하여, 제1 모드에서 동작하고, 상기 전압이 상기 임계값을 초과한다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 모드보다 소모전력이 높은 제2 모드에서 동작하고, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 상기 센서를 통하여 센싱값을 획득하고, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 통신 방식에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전자 장치는, 통신 회로, 액츄에이터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 회로를 통하여, 에너지 하베스터, 센서, 및 에너지 저장 회로를 포함하는 센서 장치로부터, 상기 에너지 저장 회로의 전압 및 상기 센서를 통하여 획득된 센싱값을 나타내는 신호를 수신하고, 상기 에너지 저장 회로에는 상기 에너지 하베스터를 통하여 생성된 전기 에너지가 저장되고, 상기 전압 및 상기 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여, 세탁물을 처리하기 위한 상기 액츄에이터를 제어하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치에서 수행되는 방법은, 전기 에너지를 생성하여 에너지 저장 회로에 저장하는 동작, 상기 에너지 저장 회로의 전압을 확인하는 동작, 상기 전압이 임계값 이하라고 확인되는 것에 응답하여, 동작 모드를 제1 모드로 설정하는 동작, 상기 전압이 상기 임계값을 초과한다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 동작 모드를 상기 제1 모드보다 소모전력이 높은 제2 모드로 설정하는 동작, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 센서를 통하여 센싱값을 획득하는 동작, 및 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 통신 방식에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 다른 전자 장치에 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치 및 센서 장치로부터 정보를 획득하는 전자 장치가 제공된다. 이에 따라, 센서 장치는 센서 장치는 전자 장치에 내장되지 않는, 전자 장치와 별개의 장치로서, 에너지 하베스터를 통하여 전기 에너지를 생성하여 에너지 저장 회로에 저장하고, 에너지 저장 회로의 전압 및 센싱값을 전자 장치에 송신할 수 있다. 센서 장치가 전자 장치와 별개의 장치이므로, 센서 장치는 전자 장치의 표면이 아니라 실제로 센싱이 요구되는 위치에서의 센싱값을 검출할 수 있다. 따라서, 전자 장치는 전자 장치의 표면에서 획득한 센싱값보다 정확한 센싱값을 획득할 수 있다. 또한, 전자 장치에 에너지 저장 회로의 전압을 송신함으로써 전자 장치에서 에너지 저장 회로의 전압에 기초하여 세탁물의 무게 또는 부피를 확인하는 것을 가능하게 할 수 있다.
또한, 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치는 에너지 저장 회로의 전압에 따라 소모 전력을 달리하는 모드들 간에 스위칭을 수행할 수 있다. 에너지 저장 회로의 전압이 높아지면 세탁물의 무게 또는 부피를 확인하는 정확도가 떨어지므로, 센서 장치는 에너지 저장 회로의 전압을 낮게 유지함으로써 세탁물의 무게 또는 부피를 높은 정확도로 확인하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 전자 장치 및 센서 장치가 활용되는 상황을 도시한다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 센서 장치의 블록도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 다양한 실시예에 따른 자계 유도 방식 하베스터를 도시한다.
도 4는 다양한 실시예에 따른, 자계 유도 방식 하베스터와 마찰 대전 하베스터를 포함하는 에너지 하베스터의 구조를 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 5는 다양한 실시예에 따른, 자계 유도 방식 하베스터와 압전 하베스터를 포함하는 에너지 하베스터의 구조를 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 센서 장치의 몇몇 구성요소의 회로도를 도시한다.
도 7a 및 7b는 다양한 실시예에 따른 히스테리시스 스위치의 동작을 도시한다.
도 8는 세탁물의 다양한 무게 또는 부피에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 분포를 도시한다.
도 9는 세탁물의 다양한 질량에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균을 도시한다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 센서 장치에서 수행되는 동작들을 도시한다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 센서 장치에서 수행되는 동작들이 수행되었을 때, 세탁물의 다양한 질량에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균을 도시한다.
도 12은 비교예 및 다양한 실시예에 따른 소모 전력을 도시한다.
도 13은 다양한 실시예에 따른, 시간에 따른 제1 파라미터를 도시한다.
도 14은 다양한 실시예에 따른, 시간에 따른 제2 파라미터를 도시한다.
도 15는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 전자 장치 및 센서 장치가 활용되는 상황을 도시한다. 도 1에서, 전자 장치(110)는 세탁기 또는 건조기일 수 있다. 전자 장치(110)는 내부에 세탁물(120) 및 센서 장치(130)를 수용할 수 있다. 센서 장치(130)는 세탁물(120) 사이에 위치할 수 있다. 후술할 바와 같이, 다양한 실시예에 따라서, 전자 장치(110)의 작동이 시작된 후, 센서 장치(130)는 세탁물(120) 사이에서 센싱값을 획득할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(130)는 전자 장치(110)의 작동에 따라 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환함으로써 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 에너지 저장 회로에 저장할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(110)의 액츄에이터가 구동됨에 따라, 센서 장치(130)는 전자 장치(110)의 내부에서 이동될 수 있다. 이 경우, 전자 장치(110)의 내부의 자석이 이동될 수 있으며, 자석의 이동에 따른 유도 기전력을 생성할 수 있다. 센서 장치(130)는, 상술한 바와 같은 전자 장치(110) 또는 외부 환경에 기인한 다양한 종류의 에너지(운동 에너지, 열 에너지, 빛 에너지)를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(130)는 에너지 저장 회로의 전압을 확인하고, 에너지 저장 회로의 전압에 따라서 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에서 동작할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(130)는 에너지 저장 회로에 저장된 에너지에 의하여 구동되는 센서를 포함하고, 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 센서를 통하여 센싱값을 획득할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(130)는 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 에너지 저장 회로의 전압 및 센싱값을 전자 장치(110)에 송신할 수 있다. 전자 장치(110)는 에너지 저장 회로의 전압에 기초하여 세탁물(120)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전자 장치(110)는 세탁물(120)의 무게, 세탁물(120)의 부피, 및 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여, 액츄에이터를 제어할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 센서 장치의 블록도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 센서 장치(200)는 에너지 하베스터(210), 정류 회로(220), 에너지 저장 회로(230), 스위치(240), 보호 회로(250), DC/DC 컨버터(260), 프로세서(270), 모니터링 회로(280), 센서(290), 및 통신 회로(280)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 에너지 하베스터(210)는 전기 에너지 이외의 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 에너지 하베스터(210)는 자계 유도 방식 하베스터를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 에너지 하베스터(210)는, 압전 하베스터, 열전 하베스터, 마찰 대전 하베스터, 광전 하베스터, RF 하베스터, 또는 진동 에너지 하베스터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 자계 유도 방식 하베스터의 구조에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 후술한다. 압전 하베스터는 압전 소자를 포함하고, 압전 소자에 외부의 기계적 힘이 작용하면 전기 에너지를 생성할 수 있다. 열전 하베스터는 열전 소자를 포함하고, 열전 소자는 열 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 마찰 대전 하베스터는 마찰로 인하여 일어난 전기를 흡수하기 위한 전극을 포함할 수 있다. 광전 하베스터는 광전 소자를 포함할 수 있으며, 광전 소자는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 광전 소자는 센서 장치(200)의 외표면에 배치될 수 있다. RF 하베스터는 전자파를 포집하기 위한 전선을 포함할 수 있다. 진동 에너지 하베스터는 진동 및/또는 회전 운동에 의하여 발생하는 역학적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 자계 유도 방식 하베스터, 압전 하베스터, 열전 하베스터, 마찰 대전 하베스터, RF 하베스터, 및 진동 에너지 하베스터는 교류 형태의 전기 에너지를 발생시키고, 광전 하베스터는 직류 형태의 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(220)는 에너지 하베스터(210)에서 출력되는 교류 형태의 전기 에너지를 직류 형태로 변환할 수 있다. 구현에 따라서, 정류 회로(220)는, 정류된 전기 에너지의 전압 및/또는 전류를 조정하여 출력할 수도 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(200)는 에너지 저장 회로(230)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 회로(230)는 정류 회로(220)의 출력단에 연결되어, 직류 형태의 전기 에너지를 저장할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 에너지 저장 회로(230)는 배터리, 커패시터, 또는 슈퍼커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 에너지 저장 회로(230)가 배터리를 포함하는 경우, 에너지 저장 회로(230)는 배터리에 입력되는 전류의 정류를 위한 커패시터를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 에너지 저장 회로(230)가 배터리를 포함하는 경우, 에너지 저장 회로(230)는 배터리 충전을 위한 IC(integrated circuit) 또는 PMIC(power management integrated circuit)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 스위치(240)는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술할 히스테리시스 스위치일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 스위치(240)는 하나의 기준 전압을 가지고, 입력 전압이 기준 전압 미만인 경우에는 전압을 출력하지 않고, 입력 전압이 기준 전압 이상인 경우에는 전압을 출력하는 일반 스위치일 수 있다. 스위치(240)는 에너지 저장 회로(230)에 저장된 에너지를 보호 회로(250) 및 DC/DC 컨버터(260)를 거쳐서 프로세서(270)에 전달하거나 차단할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 스위치(240)는 이상 상황이 발생하는 경우 또는 프로세서(270) 또는 센서(290)의 동작에 충분하지 않은 크기의 전기 에너지가 발생한 경우, 프로세서(270)에 대한 전력 공급을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 보호 회로(250)는 스위치(240)의 입력단 또는 스위치(240)의 출력단에 연결될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 보호 회로(250b)는 제너 다이오드를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, DC/DC 컨버터(260)는 스위치(240) 및 보호 회로(250)를 통하여 전달되는 전력의 전압을 프로세서(270)에서 사용되기 위한 전압으로 변환할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(200)는 프로세서(270)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 프로세서(270)는 단일의 프로세서일 수도 있고, 복수의 프로세서일 수도 있다. 프로세서(270)는, 예를 들면, 소프트웨어를 실행하여 센서 장치(200)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(270)는 다른 구성요소(예: 센서(290) 또는 통신 회로(295))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하고, 휘발성 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(270)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서은 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 모니터링 회로(280)는 전압계를 포함하고, 에너지 저장 회로(230)의 전압을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 모니터링 회로(280)는 ADC(analog to digital converter) 회로를 포함할 수 있다. 모니터링 회로(280)는 프로세서(270)에 연결되어, 프로세서(270)에 검출된 값을 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서(290)는 센서 장치(200) 외부의 환경 상태를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서(290)는, 예를 들면, 온도 센서, 습도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 세제량 센서, 또는 탁도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세제량 센서는 세탁수 내의 전기 전도도를 측정하기 위한 한 쌍의 전극을 포함하며, 세제의 용해량에 따라 달라지는 세탁수의 전기 전도도를 통해서 세제량을 검출할 수 있다. 예를 들어, 탁도 센서는 물에 용해된 입자들의 양에 따라 변화하는 빛 투과율 및 산란율을 측정함으로써 탁도를 검출할 수 있다.
예를 들어, 센서(290)는 건조기의 작동과 관련된 센싱값을 생성하기 위하여, 온도 센서, 습도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서(290)는 세탁기의 작동과 관련된 센싱값을 생성하기 위하여, 온도 센서, 습도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 세제량 센서, pH 센서, 냄새 센서, 오염도 센서, 또는 탁도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서(290)는 건조기 및 세탁기의 작동과 관련된 센싱값을 생성하기 위하여, 온도 센서, 습도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 세제량 센서, pH 센서, 오염도 센서, 또는 탁도 센서 중 적어도 하나를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(295)는 센서(290)를 통하여 획득된 센싱값 및 모니터링 회로(280)를 통하여 획득된 에너지 저장 회로(230)의 전압을 나타내는 신호를 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(110))에 송신하는 데 이용될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(295)는 BLE(bluetooth low energy), 블루투스, Zigbee, Wi-Fi, IR(infra-red) 통신을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(295)는 프로세서(270)와 동일한 칩으로 구현될 수 있다.
통신 회로(295)는 센서 장치(200)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(110))간의 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 회로(295)는 프로세서(270)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 회로(295)는 무선 통신 회로(예: 셀룰러 통신 회로, 근거리 무선 통신 회로, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 회로)을 포함할 수 있다. 이들 통신 회로 중 해당하는 통신 회로는 제 1 네트워크(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 회로들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 회로는 가입자 식별 모듈에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크 또는 제 2 네트워크와 같은 통신 네트워크 내에서 센서 장치(200)를 확인 및 인증할 수 있다.
도 3a는 다양한 실시예에 따른 자계 유도 방식 하베스터의 구조를 설명하기 위한 도면을 도시한다. 다양한 실시예에 따른 자계 유도 방식 하베스터(300a)는 가이드(310a), 가이드를 중심으로 권선되는 코일(320a), 및 가이드 내에서 이동 가능하도록 배치되는 자석(330a)을 포함할 수 있다. 자석(330a)은 자계 유도 방식 하베스터(300a)가 움직임에 따라 가이드 내에서 이동할 수 있고, 자석(330a)이 코일(320a)이 배치된 가이드(310a)의 일부분을 지날 때, 코일(320a) 단면에서의 자속의 변화에 의하여 코일(320a)에는 유도 기전력이 발생한다.
도 3a에 도시된 예시에서, 가이드(310a)는 원통 모양일 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 가이드(310a), 코일(320a), 및 자석(330a)과 관련된 크기들은 모두 예시적이다. 다양한 실시예에 따라서, 자계 유도 방식 하베스터(300a)는 복수 개의 코일(320a)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 자석(330a)은 타원체 모양일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 자석(330a) 가이드(310a) 내에서 뒤집어지지 않는 크기와 모양을 가질 수 있다.
도 3b는 다양한 실시예에 따른 자계 유도 방식 하베스터가 내부에 배치된 하우징의 구조를 설명하기 위한 도면을 도시한다. 도 3b에 예시된 센서 장치(300b)에서, 가이드(310b), 코일(320b), 및 자석(330b)을 포함하는 자계 유도 방식 하베스터가 센서 장치(300b)의 하우징(340b) 내에 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(300b)의 하우징(340b)은 구형일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(300b)의 하우징(340b)은 육면체, 사면체, 타원구, 럭비공형 등 다양한 입체 형상을 가질 수 있다. 도 3b에 도시된 자계 유도 방식 하베스터의 세부 사항은 도 3a를 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 여기에서 중복하여 설명하지 않는다.
도 4는 다양한 실시예에 따른, 자계 유도 방식 하베스터와 마찰 대전 하베스터를 포함하는 에너지 하베스터의 구조를 설명하기 위한 도면을 도시한다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(400)는 하우징(450)의 외표면에 배치된 마찰 대전 전극(441, 442)을 포함할 수 있다. 마찰 대전 전극(441, 442)은 센서 장치(400)와 인접한 물체 간의 마찰에 의하여 발생하는 전기 에너지를 하베스팅하는 마찰 대전 하베스터에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(400)는 하우징(450) 내에 가이드(410), 가이드(410)를 중심으로 권선된 코일(420), 및 가이드 내에서 이동 가능하도록 배치되는 자석(430)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 가이드(410), 코일(420), 및 자석(430)은 자계 유도 방식 하베스터에 포함될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예에 따른, 자계 유도 방식 하베스터와 압전 하베스터를 포함하는 에너지 하베스터의 구조를 설명하기 위한 도면을 도시한다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(500)는 하우징(550) 내에 가이드(510), 가이드(510)를 중심으로 권선된 코일(520), 및 가이드(510) 내에서 이동 가능하도록 배치되는 자석(530)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 가이드(510), 코일(520), 및 자석(530)은 자계 유도 방식 하베스터에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(500)에 포함되는 가이드(510)의 양끝에는 압전 소자(541, 542)가 배치될 수 있다. 압전 소자(541, 542)는 압전 하베스터에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(500)의 하우징(550)의 움직임에 따라 자석(530)이 움직여 압전 소자(541, 542) 닿으면 압전 소자(541, 542)는 이 기계적 힘을 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 센서 장치의 몇몇 구성요소의 회로도를 도시한다. 구체적으로, 도 6은 도 2에 도시된 정류 회로(220), 에너지 저장 회로(230), 스위치(240), 및 보호 회로(250)를 도시한다. 도 6을 참조하면, 정류 회로(620)는 도 2에 도시된 정류 회로(220)에 대응되고, 에너지 저장 회로(630)는 도 2에 도시된 에너지 저장 회로(230)에 대응되고, 스위치(640)는 도 2에 도시된 스위치(240)에 대응되고, 보호 회로(650)는 도 2에 도시된 보호 회로(250)에 대응된다. 도 6의 예시에서, 센서 장치가 스위치(640)와 보호 회로(650) 사이에 블리더 회로(655)를 더 포함하는 것으로 도시되었으나, 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치는 블리더 회로(655)를 포함하지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(620)는 에너지 하베스터(예를 들어, 에너지 하베스터(210))에 연결되기 위한 단자들(621, 622)을 포함할 수 있다. 정류 회로(620)는 복수의 다이오드(623, 624, 625, 626)를 포함하는 브릿지 정류기를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(620)는 복수의 커패시터(627a, 627b, 627c, 627d)를 더 포함할 수 있다. 정류 회로(620)는 에너지 하베스터에서 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 에너지 저장 회로(630)는 복수의 커패시터(631, 632, 633)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 복수의 커패시터(631, 632, 633)는 정류 회로(620)에서 변환된 전력에 기초하여 에너지를 저장할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 복수의 커패시터(631, 632, 633)가 병렬로 연결되어 있으므로, 복수의 커패시터(631, 632, 633) 중 하나의 전압이 에너지 저장 회로(630)의 전압으로서 확인될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 스위치(640)는 도 6에 도시된 바와 같이 히스테리시스 스위치일 수 있다. 스위치(640)는 복수의 저항(R10, R11, R12, R13, R14), 두 개의 p-채널 FET(641), 및 하나의 n-채널 FET(642)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 두 개의 p-채널 FET(641) 중 제1 p-채널 FET의 소스는 스위치(640)의 입력단으로서, R11과 R13 사이에 연결되고, 제1 p-채널 FET의 드레인은 스위치(640)의 출력단이고, 제1 p-채널 FET의 게이트는 R13과 R12 사이에 연결될 수 있다. 두 개의 p-채널 FET(641) 중 제2 p-채널 FET의 소스는 R10과 R11 사이에 연결되고, 제2 p-채널 FET의 드레인은 n-채널 FET(642)의 게이트에 연결되고 동시에 R10과 R14 사이에 연결되고, 제2 p-채널 FET의 게이트는 n-채널 FET(642)의 드레인에 연결될 수 있다. n-채널 FET(642)의 소스는 접지에 연결될 수 있다.
도 7a 및 7b는 다양한 실시예에 따른 히스테리시스 스위치의 동작을 도시한다. 도 7a를 참조하면, 입력 전압이 VL보다 낮을 때, 출력 전압은 0이다. 입력 전압이 VL보다 낮은 값이었다가, 그 후 증가하여, VL보다 높고 VH보다 낮은 값을 갖는 경우, 출력 전압은 여전히 0이다. 입력 전압이 VH보다 높을 때, 출력 전압은 입력 전압과 동일하다. 입력 전압이 VH보다 높은 값이었다가, 그 후 감소하여, VL보다 높고 VH보다 낮은 값을 갖는 경우, 출력 전압은 입력 전압과 동일하다.
도 7b에는 입력 전압이 0에서 시작하여 시간에 따라 오르락내리락하는 경우에서 히스테리시스 스위치의 작동 상태를 나타내고 있다. 입력 전압이 0에서 시작하여 증가하는 구간에서, 히스테리시스 스위치는 입력 전압이 VH인 지점에서 켜진다. 그 후, 입력 전압은 VH보다 높은 값이었다가 감소한다. 입력 전압이 VH보다 높은 값이었다가 감소하는 구간에서, 히스테리시스 스위치는 입력 전압이 VL인 지점에서 꺼진다. 그 후, 입력 전압은 VL보다 낮은 값이었다가 증가한다. 입력 전압이 VL보다 낮은 값이었다가 증가하는 구간에서, 히스테리시스 스위치는 입력 전압이 VH인 지점에서 켜진다.
다양한 실시예에 따라서, VL은 프로세서를 구동시킬 수 있는 최저 전압으로 설정될 수 있다. 상술한 히스테리시스 스위치는 히스테리시스 스위치가 켜진 상태에서 입력 전압이 낮아지고 있는 상황에서는 스위치가 꺼지는 시점을 늦추고, 히스테리시스 스위치 꺼진 상태에서 입력 전압이 높아지고 있는 상황에서는 스위치가 켜지는 시점을 늦춘다는 것을 알 수 있다. 따라서, 히스테리시스 스위치는 에너지 하베스터의 출력 전력이 감소하는 상황에서 프로세서에 전력이 공급되지 않는 시점을 늦출 수 있고, 에너지 하베스터의 출력 전력이 증가하는 상황에서 전력이 에너지 저장 장치에 더 축적될 때까지 프로세서에 전력을 공급하는 시점을 늦춤으로써 더 오랜 시간 동안 프로세서에 전력을 공급할 수 있도록 한다. 아울러, 하베스팅된 에너지의 크기가 변경됨에 따라서, 프로세서 및 통신 회로가 자주 턴 온/턴 오프되는 것이 방지됨에 따라서, 센서 장치와 전자 장치 사이의 안정적인 통신 연결이 보장될 수도 있다.
다양한 실시예에 따라서, 블리더 회로(655)는, 에너지 저장 회로(630)의 전압이 임계값을 초과할 때 소모 전력을 증가시킬 수 있다. 블리더 회로(655)는 LED(656) 및 제너 다이오드(657)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 회로(630)의 전압이 제너 다이오드(657)의 제너 전압 이하일 때, LED(656)에는 전류가 흐르지 않을 수 있다. 에너지 저장 회로(630)의 전압이 제너 다이오드(657)의 제너 전압을 초과할 때, LED(656)에 전류가 흐르고, 그에 따라 LED(656)는 발광함으로써 소모 전력을 증가시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 소모 전력을 증가시키고자 하는 임계값을 제너 전압으로 갖는 제너 다이오드(657)를 차용함으로써, 에너지 저장 회로(630)의 전압이 임계값을 초과할 때 소모 전력이 증가할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 보호 회로(650)는 제너 다이오드(651)를 포함하고, 제너 다이오드(651)가 접지단에 연결되는 구조를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제너 다이오드(651)의 제너 전압은 제너 다이오드(657)의 제너 전압보다 클 수 있다. 보호 회로(650)는 스위치(640)의 출력단의 전압이 제너 다이오드(651)의 제너 전압보다 클 때 전류를 접지단으로 흘려보냄으로써 센서 장치를 보호할 수 있다.
도 8는 세탁물의 다양한 무게 또는 부피에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 분포를 도시한다. 구체적으로, 세탁물(예를 들어, 세탁물(130)) 및 센서 장치(예를 들어, 센서 장치(120))를 포함한 상태로 건조기(예를 들어, 전자 장치(110))에서 건조가 진행되는 동안, 센서 장치는 에너지 저장 회로의 순간 전압을 주기적으로 확인하고, 건조기에 송신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치의 적어도 하나의 프로세서에서 모니터링 회로를 통하여 에너지 저장 회로의 순간 전압을 확인하는 주기는, 센서 장치의 적어도 하나의 프로세서에서 통신 회로를 통하여 에너지 저장 회로의 순간 전압을 나타내는 신호를 건조기에 송신하는 주기보다 짧을 수 있다. 도 8은 건조가 시작될 때부터 완료될 때까지 센서 장치에서 확인되고 건조기에 송신된 에너지 저장 회로의 순간 전압의 모든 데이터의 분포를 도시한다. 구체적으로, 분포(810)는 세탁물(130)의 양이 건조기가 허용하는 최대 양일 때 에너지 저장 회로의 순간 전압의 분포를 도시한다. 분포(820)는 세탁물(130)의 양이 건조기가 허용하는 최대 양보다 적은 제1 양일 때 에너지 저장 회로의 순간 전압의 분포를 도시한다. 분포(830)는 세탁물(130)의 양이 제1 양보다 적은 제2 양일 때 에너지 저장 회로의 순간 전압의 분포를 도시한다.
도 8을 참조하면, 세탁물(130)의 양이 많을수록 에너지 저장 회로의 순간 전압이 전체적으로 낮은 전압 값에 분포한다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 센서 장치(120) 또는 전자 장치(110)는 에너지 저장 회로의 순간 전압에 기초하여 세탁물(130)의 양, 즉, 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다.
도 9는 세탁물의 다양한 질량에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균을 도시한다. 구체적으로 도 9는 센서 장치(120)가 도 6에 도시된 블리더 회로(655)를 포함하지 않고, 도 10을 참조하여 후술할 바와 같이 에너지 저장 회로의 전압에 기초하여 작동 모드를 조절하지 않을 때, 세탁물의 다양한 질량에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균을 도시한다. 여기서, 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균이란, 에너지 저장 회로의 순간 전압 값을 누적적으로 더하고, 더해진 순간 전압 값의 개수로 나눈 값을 의미한다. 도 9의 범례에서, 4kg, 8kg, 12kg, 및 16kg은 세탁물(130)의 질량을 의미하며, 1, 2, 및 3은 각 질량에 대하여 이루어진 세 번의 측정 중 몇 번째 측정인지를 나타낸다.
도 2, 도 3a, 도 3b를 참조하여 상술한 바와 같이, 센서 장치(120)의 에너지 하베스터(210)는 전자 장치(110)가 작동하고 센서 장치(120)가 움직임에 따라 전기 에너지를 생성할 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 세탁물(130)의 질량에 대하여, 전자 장치(110)의 동작이 진행됨에 따라 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균이 증가하는 추세에 있음을 확인할 수 있다.
도 9를 참조하면, 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균이 낮을 때에는 상이한 세탁물(130)의 질량에 대응하는 곡선들 사이의 거리가 비교적 넓지만, 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균이 높을 때에는 상이한 세탁물(130)의 질량에 대응하는 곡선들 사이의 거리가 좁은 것을 확인할 수 있다. 곡선들 사이의 거리가 좁은 경우 센서 장치(120) 또는 전자 장치(110)에서 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균에 기초하여 세탁물(130)의 질량을 확인할 때 정확도가 제한될 수 있다. 특히, 에너지 저장 회로의 순간 전압이 높으면 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균도 높아지므로, 센서 장치(120)에 포함된 자계 유도 방식 하베스터(예를 들어, 자계 유도 방식 하베스터(300a))의 코일(예를 들어, 코일(320a))의 권선수가 많거나, 자계 유도 방식 하베스터(300a)의 자석(예를 들어, 자석(330a))의 자기력이 강한 경우, 센서 장치(120) 또는 전자 장치(110)에서 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균에 기초하여 세탁물(130)의 질량을 확인할 때 정확도가 제한될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 센서 장치(120)가 하나의 자계 유도 방식 하베스터(300a)를 포함하는 경우, 전자 장치(110)가 작동되는 전체 시간 중, 센서 장치(120)의 운동 방향에 따라 전기 에너지가 생산되지 않는 기간이 생길 수 있으므로, 센서 장치(120)의 프로세서(예를 들어, 프로세서(270)) 및 센서(290)의 작동이 정지되는 것을 방지하기 위하여 자계 유도 방식 하베스터(300a)의 코일(320a)의 권선수를 크게 설계하거나, 자기력이 강한 자석(330a)을 채용할 개연성이 높다. 따라서, 센서 장치(120)가 하나의 자계 유도 방식 하베스터(300a)를 포함하는 경우, 센서 장치(120) 또는 전자 장치(110)에서 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균에 기초하여 세탁물(130)의 질량을 확인할 때 정확도가 제한될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 센서 장치에서 수행되는 동작들을 도시한다. 구체적으로, 도 10은 도 9를 참조하여 상술한 바와 같이, 센서 장치(120) 또는 전자 장치(110)에서 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균에 기초하여 세탁물(130)의 질량을 확인할 때 정확도가 제한되는 문제를 개선하기 위하여, 센서 장치에서 에너지 저장 회로의 순간 전압이 높을 때 소모 전력을 높이기 위하여 수행하는 동작들을 도시한다.
1010 동작에서, 센서 장치(예를 들어, 센서 장치(200))는 에너지 하베스터(210)를 통하여 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 에너지 저장 회로(230)에 저장할 수 있다.
1020 동작에서, 센서 장치(예를 들어, 센서 장치(200))의 적어도 하나의 프로세서(예를 들어, 프로세서(270))는 모니터링 회로(280)를 통하여 에너지 저장 회로(230)의 전압을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 1020 동작은 주기적으로 수행될 수 있다.
1030 동작에서, 센서 장치(예를 들어, 센서 장치(200))의 적어도 하나의 프로세서(예를 들어, 프로세서(270))는 에너지 저장 회로(230)의 전압이 임계값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 1020 동작이 주기적으로 수행되는 경우, 1030 동작에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 가장 최근에 확인된 에너지 저장 회로(230)의 전압값이 임계값 이하인지 여부를 확인할 수 있다.
1030 동작에서 에너지 저장 회로(230)의 전압이 임계값 이하라고 확인되는 경우, 적어도 하나의 프로세서(270)는 제1 모드에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 센서(290)를 통하여 센싱값을 획득하고, 제1 모드에 대응하는 통신 방식에 따라서, 통신 회로(295)를 통하여 전압 및 센싱값을 다른 전자 장치에 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센싱값은 온도, 습도, 가속도, 상기 센서 장치의 방위 변화, 세제량, pH, 오염도, 탁도, 또는 냄새 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
1030 동작에서 에너지 저장 회로(230)의 전압이 임계값을 초과한다고 확인되는 경우, 적어도 하나의 프로세서(270)는 1040 동작에서 제2 모드에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 센서(290)를 통하여 센싱값을 획득하고, 제2 모드에 대응하는 통신 방식에 따라서, 통신 회로(295)를 통하여 전압 및 센싱값을 다른 전자 장치에 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에 대응하는 센싱 방식에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 제1 센싱 주기로 센서(290)를 통하여 센싱값을 획득하고, 제2 모드에 대응하는 센싱 방식에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 제2 센싱 주기로 센서(290)를 통하여 센싱값을 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에 대응하는 통신 방식에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 제1 전송 주기로 에너지 저장 회로(230)의 전압 및 센싱값을 다른 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(110))에 송신하도록 통신 회로(295)를 제어하고, 제2 모드에 대응하는 통신 방식에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 제2 전송 주기로 에너지 저장 회로(230)의 전압 및 센싱값을 다른 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(110))에 송신하도록 통신 회로(295)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에 대응하는 통신 방식에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 에너지 저장 회로(230)의 전압 및 센싱값 나타내는 제1 세기의 신호를 다른 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(110))에 송신하도록 통신 회로(295)를 제어하고, 제2 모드에 대응하는 통신 방식에서, 적어도 하나의 프로세서(270)는 에너지 저장 회로(230)의 전압 및 센싱값을 나타내는 제2 세기의 신호를 다른 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(110))에 송신하도록 통신 회로(295)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기와 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 동일하고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기와 제2 모드에서의 제2 전송 주기는 동일하고, 제1 모드에서의 제1 세기보다 제2 모드에서의 제2 세기가 강할 수 있다. 다른 다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기와 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 동일하고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 제2 모드에서의 제2 전송 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 세기는 제2 모드에서의 제2 세기와 동일할 수 있다. 다른 다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 제2 모드에서의 제2 센싱 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 제2 모드에서의 제2 전송 주기와 동일하고, 제1 모드에서의 제1 세기는 제2 모드에서의 제2 세기와 동일할 수 있다.
다른 다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기와 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 동일하고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 제2 모드에서의 제2 전송 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 세기보다 제2 모드에서의 제2 세기가 강할 수 있다. 다른 다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 제2 모드에서의 제2 센싱 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 제2 모드에서의 제2 전송 주기와 동일하고, 제1 모드에서의 제1 세기보다 제2 모드에서의 제2 세기가 강할 수 있다. 다른 다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 제2 모드에서의 제2 센싱 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 제2 모드에서의 제2 전송 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 세기는 제2 모드에서의 제2 세기와 동일할 수 있다.
다른 다양한 실시예에 따라서, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 제2 모드에서의 제2 센싱 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 제2 모드에서의 제2 전송 주기보다 길고, 제1 모드에서의 제1 세기보다 제2 모드에서의 제2 세기가 강할 수 있다.
도 10의 1030 동작 및 1040 동작에서 설명한 바와 같이, 에너지 저장 회로(230)의 전압 및 센싱값이 다른 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(110))에 송신된 후, 다른 전자 장치(110)는 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다. 또는, 도 10에는 도시되지 않았으나, 1030 동작 및 1040 동작과는 달리, 센서 장치(200)의 적어도 하나의 프로세서(270)는 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인하고, 다른 전자 장치(110)에 센싱값 및 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 송신할 수 있다. 이 경우, 센서 장치(200)의 메모리에는 에너지 저장 회로(230)의 전압 또는 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초한 적어도 하나의 파라미터와 세탁물(130)의 무게 또는 부피 사이의 대응 관계가 저장될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초한 적어도 하나의 파라미터는 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압의 누적 평균, 후술할 제1 파라미터, 또는 후술할 제2 파라미터 중 적어도 하나일 수 있다.
도 10은 센서 장치(200)가 센싱 주기, 전송 주기, 또는 전송되는 신호의 세기 중 적어도 하나를 제어함으로써 에너지 저장 회로(230)의 전압에 따라 소모전력을 조절하는 예시가 도시되어 있으나, 다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(200)는 블리더 회로(655)를 포함함으로써 에너지 저장 회로(230)의 전압이 제너 다이오드(657)의 제너 전압을 초과할 때 소모 전력을 증가시킬 수 있다. 센서 장치(200)가 블리더 회로(655)를 포함하는 경우, 센서 장치(200)의 적어도 하나의 프로세서(270)는 도 10에 도시된 동작들을 수행할 수도 있고, 수행하지 않을 수도 있다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 센서 장치에서 수행되는 동작들이 수행되었을 때, 세탁물의 다양한 질량에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균을 도시한다. 구체적으로, 도 11은 센서 장치에서 도 10에 도시된 동작들이 수행되고, 임계값은 4.5V이고, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 250ms 이고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 15초이고, 제2 모드에서의 제2 전송 주기는 250ms이고, 제1 모드에서의 제1 세기와 제2 모드에서의 제2 세기는 동일할 때, 세탁물의 다양한 질량에 따른 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균을 도시한다.
도 9와 비교하여, 도 11에서는 상이한 세탁물(130)의 질량에 대응하는 곡선들 사이의 거리가 넓은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 10에 도시된 동작들을 수행할 때, 센서 장치(120) 또는 전자 장치(110)에서 에너지 저장 회로의 순간 전압의 누적 평균에 기초하여 세탁물(130)의 질량을 확인할 때 정확도가 제한될 수 있다.
도 12은 비교예 및 다양한 실시예에 따른 소모 전력을 도시한다. 제1 곡선(1210)은 에너지 저장 회로(230)의 전압에 관계없이 센서 장치(120)에서 센서(290)를 통하여 센싱값을 확인하는 센싱 주기가 5초로 유지되고, 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 신호를 전송하는 주기가 5초로 유지되고, 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 전송하는 신호의 세기가 일정하게 유지될 때, 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압과 센서 장치(200)의 소모 전력 사이의 관계를 도시한다. 제2 곡선(1220)은 에너지 저장 회로(230)의 전압에 관계없이 센서 장치(120)에서 센서(290)를 통하여 센싱값을 확인하는 센싱 주기가 1초로 유지되고, 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 신호를 전송하는 주기가 1초로 유지되고, 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 전송하는 신호의 세기가 일정하게 유지될 때, 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압과 센서 장치(200)의 소모 전력 사이의 관계를 도시한다.
제3 곡선(1230)은 도 10에서 상술한 임계값이 4.5V이고, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 0.75초이고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 전송 주기는 0.75초이고, 제1 모드에서의 제1 세기와 제2 모드에서의 제2 세기는 동일할 때, 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압과 센서 장치(200)의 소모 전력 사이의 관계를 도시한다. 제4 곡선(1240)은 도 10에서 상술한 임계값이 4.5V이고, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 0.5초이고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 전송 주기는 0.5초이고, 제1 모드에서의 제1 세기와 제2 모드에서의 제2 세기는 동일할 때, 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압과 센서 장치(200)의 소모 전력 사이의 관계를 도시한다. 제5 곡선(1250)은 도 10에서 상술한 임계값이 4.5V이고, 제1 모드에서의 제1 센싱 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 센싱 주기는 0.25초이고, 제1 모드에서의 제1 전송 주기는 5초이고, 제2 모드에서의 제2 전송 주기는 0.25초이고, 제1 모드에서의 제1 세기와 제2 모드에서의 제2 세기는 동일할 때, 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압과 센서 장치(200)의 소모 전력 사이의 관계를 도시한다.
도 12를 참조하면, 에너지 저장 회로(230)의 전압에 관계없이 센서 장치(120)에서 센서(290)를 통하여 센싱값을 확인하는 센싱 주기, 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 신호를 전송하는 주기, 및 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 전송하는 신호의 세기가 일정하게 유지되는 제1 곡선(1210) 및 제2 곡선(1220)에서는 에너지 저장 회로(230)의 전압이 4.5V가 되는 지점에서 소모 전력의 크기가 불연속적으로 증가하지 않는 것을 확인할 수 있다. 반면, 4.5V의 임계값을 전후로 센서 장치(120)에서 센서(290)를 통하여 센싱값을 확인하는 센싱 주기 및 센서 장치(120)에서 전자 장치(110)에 신호를 전송하는 주기가 달라지는 제3 곡선(1230), 제4 곡선(1240), 및 제5 곡선(1250)에서는 4.5V의 임계값을 경계로 소모 전력의 크기가 불연속적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 13은 다양한 실시예에 따른, 시간에 따른 제1 파라미터를 도시한다. 구체적으로, 도 13은 도 11과 같은 조건에서, 시간에 따른 제1 파라미터를 도시한 것이다. 제1 파라미터는 측정이 시작된 이후로 수집된 복수의 에너지 저장 회로(230)의 전압값의 합을 복수의 에너지 저장 회로(230)의 전압값의 분산으로 나눈 값이다. 곡선들(1311, 1312, 1313)은 세탁물(130)의 질량이 4kg일 때 시간에 대한 제1 파라미터 값을 나타낸다. 곡선들(1321, 1322, 1323)은 세탁물(130)의 질량이 8kg일 때 시간에 대한 제1 파라미터 값을 나타낸다. 곡선들(1331, 1332, 1333)은 세탁물(130)의 질량이 12kg일 때 시간에 대한 제1 파라미터 값을 나타낸다. 곡선들(1341, 1342, 1343)은 세탁물(130)의 질량이 16kg일 때 시간에 대한 제1 파라미터 값을 나타낸다. 세탁물(130)의 질량이 높을수록 곡선들이 나타내는 기울기가 작은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 전자 장치(110) 또는 센서 장치(120)는 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초하여 제1 파라미터 값을 확인하고, 제1 파라미터의 시간에 따른 증가 속도에 기초하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다. 이 때, 전자 장치(110) 또는 센서 장치(120)는 메모리에 제1 파라미터의 시간에 따른 증가 속도와 세탁물(130)의 무게 또는 부피 사이의 제1 대응 관계를 저장하고, 저장된 제1 대응 관계를 참조하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다.
도 14은 다양한 실시예에 따른, 시간에 따른 제2 파라미터를 도시한다. 구체적으로, 도 14는 도 11과 같은 조건에서, 시간에 따른 제2 파라미터를 도시한 것이다. 제2 파라미터는 측정이 시작된 이후로 수집된 복수의 에너지 저장 회로(230)의 전압값의 합을 복수의 에너지 저장 회로(230)의 전압값의 개수로 나누고, 이 값을 다시 복수의 에너지 저장 회로(230)의 전압값의 분산으로 나눈 값이다. 곡선들(1411, 1412, 1413)은 세탁물(130)의 질량이 4kg일 때 시간에 대한 제2 파라미터 값을 나타낸다. 곡선들(1421, 1422, 1423)은 세탁물(130)의 질량이 8kg일 때 시간에 대한 제2 파라미터 값을 나타낸다. 곡선들(1431, 1432, 1433)은 세탁물(130)의 질량이 12kg일 때 시간에 대한 제2 파라미터 값을 나타낸다. 곡선들(1441, 1442, 1443)은 세탁물(130)의 질량이 16kg일 때 시간에 대한 제2 파라미터 값을 나타낸다. 세탁물(130)의 질량이 높을수록 곡선들이 나타내는 기울기가 작은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 전자 장치(110) 또는 센서 장치(120)는 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초하여 제2 파라미터 값을 확인하고, 제2 파라미터의 시간에 따른 증가 속도에 기초하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다. 이 때, 전자 장치(110) 또는 센서 장치(120)는 메모리에 제2 파라미터의 시간에 따른 증가 속도와 세탁물(130)의 무게 또는 부피 사이의 제1 대응 관계를 저장하고, 저장된 제1 대응 관계를 참조하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다.
도 15는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다. 구체적으로, 도 15는 도 1에 도시된 전자 장치(110)의 블록도를 도시한다. 전자 장치(1500)는 프로세서(1510), 통신 회로(1520), 메모리(1530), 및 액츄에이터(1540)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 프로세서(1510)는 단일의 프로세서일 수도 있고, 복수의 프로세서일 수도 있다. 프로세서(1510)는, 예를 들면, 소프트웨어를 실행하여 센서 장치(200)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1510)는 다른 구성요소(예: 센서(290) 또는 통신 회로(295))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하고, 휘발성 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1510)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서은 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(1520)는 센서 장치(200)에서 센서(290)를 통하여 획득된 센싱값 및 모니터링 회로(280)를 통하여 획득된 에너지 저장 회로(230)의 전압을 나타내는 신호를 센서 장치(200)로부터 수신하는 데 이용될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(1520)는 BLE(bluetooth low energy), 블루투스, Zigbee, Wi-Fi, IR(infra-red) 통신을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(1520)는 프로세서(1510)와 동일한 칩으로 구현될 수 있다.
통신 회로(1520)는 전자 장치(1500)와 외부 전자 장치(예: 센서 장치(120))간의 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 회로(1520)는 프로세서(1510)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 회로(1520)는 무선 통신 회로(예: 셀룰러 통신 회로, 근거리 무선 통신 회로, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 회로)을 포함할 수 있다. 이들 통신 회로 중 해당하는 통신 회로는 제 1 네트워크(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 회로들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 회로는 가입자 식별 모듈에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크 또는 제 2 네트워크와 같은 통신 네트워크 내에서 센서 장치(200)를 확인 및 인증할 수 있다.
메모리(1530)는, 전자 장치(1500)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1510))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1530)는, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 메모리(1530)는 프로세서(1510) 또는 통신 모듈(290b)과 동일한 칩으로 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 메모리(1530)는 제1 파라미터의 시간에 따른 증가 속도와 세탁물(130)의 무게 또는 부피 사이의 제1 대응 관계, 제2 파라미터의 시간에 따른 증가 속도와 세탁물(130)의 무게 또는 부피 사이의 제2 대응 관계, 또는 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압의 누적 평균의 시간에 따른 증가 속도와 세탁물(130)의 무게 또는 부피 사이의 대응 관계 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 이 경우, 프로세서(1510)는 통신 회로(1520)를 통하여 수신한 에너지 저장 회로(230)의 전압에 기초하여 제1 파라미터, 제2 파라미터, 또는 에너지 저장 회로(230)의 순간 전압의 누적 평균을 확인하고, 메모리(1530)에 저장된 대응 관계를 참조하여 세탁물(130)의 무게 또는 부피를 확인할 수 있다. 또한, 프로세서(1510)는 확인된 세탁물(130)의 무게 또는 부피, 또는 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여 액츄에이터를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 액츄에이터(1540)는 프로세서(1510)로부터 전달받은 전기적 신호를 이용하여 역학적 움직임을 일으킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전자 장치(1500)는 건조기 또는 세탁기이고, 액츄에이터(1540)는 전자 장치(1500)에 내장된 모터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(200)는, 전기 에너지를 생성하도록 구성되는 에너지 하베스터(210), 상기 생성된 전기 에너지를 저장하도록 구성되는 에너지 저장 회로(230), 모니터링 회로(280), 센서(290), 통신 회로(295), 및 적어도 하나의 프로세서(270)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는, 상기 모니터링 회로(280)를 통하여, 상기 에너지 저장 회로(230)의 전압을 확인하고, 상기 전압이 임계값 이하라고 확인되는 것에 응답하여, 제1 모드에서 동작하고, 상기 전압이 상기 임계값을 초과한다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 모드보다 소모전력이 높은 제2 모드에서 동작하고, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 상기 센서(290)를 통하여 센싱값을 획득하고, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 통신 방식에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로(295)를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제1 모드에 대응하는 센싱 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는 제1 센싱 주기로 상기 센서(290)를 통하여 상기 센싱값을 획득하고, 상기 제2 모드에 대응하는 센싱 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는 상기 제1 센싱 주기보다 짧은 제2 센싱 주기로 상기 센서(290)를 통하여 상기 센싱값을 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제1 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는 제1 전송 주기로 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로(295)를 제어하고, 상기 제2 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는 상기 제1 전송 주기보다 짧은 제2 전송 주기로 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로(295)를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제1 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는, 제1 세기의 신호를 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로(295)를 제어하고, 상기 제2 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서(270)는 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내고, 상기 제1 세기보다 큰 제2 세기를 갖는 신호를 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로(295)를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 센서 장치(200)는 LED 및 제너 다이오드를 포함하는 블리더 회로를 더 포함하고, 상기 LED는 상기 전압이 상기 임계값을 초과할 때 발광하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 에너지 하베스터(210)는 자계 유도 방식 하베스터를 포함하고, 상기 자계 유도 방식 하베스터는, 상기 센서 장치(200)의 하우징 내에 배치되는 가이드, 상기 하우징의 움직임에 따라 상기 가이드 안에서 이동 가능하도록 배치되는 자석, 상기 가이드를 중심으로 권선되는 코일을 포함하고, 상기 코일은 상기 가이드 상에서 권선되는 하나의 부분을 포함하거나, 상기 가이드 상에서 이격되어 권선되는 두 개 이상의 부분을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 가이드는 직선 방향으로 배치되고, 상기 자계 유도 방식 하베스터는 하나의 상기 가이드를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 에너지 하베스터(210)는, 압전 하베스터, 열전 하베스터, 마찰 대전 하베스터, 광전 하베스터, RF 하베스터, 진동 에너지 하베스터(210), 회전 에너지 하베스터(210), 또는 운동 에너지 하베스터(210) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 센서(290)는, 온도 센서(290), 습도 센서(290), 가속도 센서(290), 자이로 센서(290), 세제량 센서(290), pH센서(290), 오염도 센서(290), 탁도 센서(290), 또는 냄새 센서(290) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전자 장치(1500)는, 통신 회로(1520), 액츄에이터(1540), 및 적어도 하나의 프로세서(1510)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(1510)는, 상기 통신 회로(1520)를 통하여, 에너지 하베스터(210), 센서(290), 및 에너지 저장 회로(230)를 포함하는 센서 장치(200)로부터, 상기 에너지 저장 회로(230)의 전압 및 상기 센서(290)를 통하여 획득된 센싱값을 나타내는 신호를 수신하고, 상기 에너지 저장 회로(230)에는 상기 에너지 하베스터(210)를 통하여 생성된 전기 에너지가 저장되고, 상기 전압 및 상기 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여, 세탁물을 처리하기 위한 상기 액츄에이터(1540)를 제어하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전압이 임계값 이하일 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호는, 제1 센싱 주기로 획득된 상기 센싱값을 나타내고, 상기 전압이 임계값을 초과할 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호는, 상기 제1 센싱 주기보다 짧은 제2 센싱 주기로 획득된 상기 센싱값을 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 프로세서(1510)는, 상기 전압이 임계값 이하일 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호를 제1 전송 주기로 상기 센서 장치(200)로부터 상기 통신 회로(1520)를 통하여 수신하고, 상기 전압이 임계값을 초과할 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호를 상기 제1 전송 주기보다 짧은 제2 전송 주기로 상기 센서 장치(200)로부터 상기 통신 회로(1520)를 통하여 수신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 프로세서(1510)는, 상기 전압이 임계값 이하일 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 제1 세기의 상기 신호를 상기 센서 장치(200)로부터 상기 통신 회로(1520)를 통하여 수신하고, 상기 전압이 임계값을 초과할 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내고 상기 제1 세기보다 큰 제2 세기를 갖는 상기 신호를 상기 센서 장치(200)로부터 상기 통신 회로(1520)를 통하여 수신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 센싱값은, 온도, 습도, 가속도, 상기 센서 장치(200)의 방위 변화, 세제량, pH, 오염도, 탁도, 또는 냄새 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 프로세서(1510)는, 상기 전압에 기초하여, 상기 세탁물의 무게 또는 부피를 확인하고, 상기 세탁물의 무게, 상기 세탁물의 부피, 및 상기 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여, 세탁물을 처리하기 위한 상기 액츄에이터(1540)를 제어하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전자 장치(1500)는 메모리(1530)를 더 포함하고, 상기 메모리(1530)는 상기 전압의 누적값을 상기 전압의 분산으로 나눈 제1 파라미터의 시간에 따른 증가 속도와 상기 세탁물의 무게 또는 부피 사이의 제1 대응 관계를 저장하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 프로세서(1510)는, 상기 제1 파라미터의 값을 확인하고, 상기 메모리(1530)에 저장된 상기 제1 대응 관계 및 시간에 따른 상기 제1 파라미터의 값의 분포에 기초하여, 상기 세탁물의 무게 또는 부피를 확인하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전자 장치(1500)는 메모리(1530)를 더 포함하고, 상기 메모리(1530)는 상기 전압의 누적값의 평균을 상기 전압의 분산으로 나눈 제2 파라미터의 시간에 따른 증가 속도와 상기 세탁물의 무게 또는 부피 사이의 제2 대응 관계를 저장하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 프로세서(1510)는, 상기 제2 파라미터의 값을 확인하고, 상기 메모리(1530)에 저장된 상기 제2 대응 관계 및 시간에 따른 상기 제2 파라미터의 값의 분포에 기초하여, 상기 세탁물의 무게 또는 부피를 확인하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 센서 장치(200)에서 수행되는 방법은, 전기 에너지를 생성하여 에너지 저장 회로(230)에 저장하는 동작, 상기 에너지 저장 회로(230)의 전압을 확인하는 동작, 상기 전압이 임계값 이하라고 확인되는 것에 응답하여, 동작 모드를 제1 모드로 설정하는 동작, 상기 전압이 상기 임계값을 초과한다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 동작 모드를 상기 제1 모드보다 소모전력이 높은 제2 모드로 설정하는 동작, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 센서(290)를 통하여 센싱값을 획득하는 동작, 및 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 통신 방식에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 다른 전자 장치에 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 센서(290)를 통하여 상기 센싱값을 획득하는 동작은, 상기 동작 모드가 상기 제1 모드일 때, 제1 센싱 주기로 상기 센싱값을 획득하는 동작, 및 상기 동작 모드가 상기 제2 모드일 때, 상기 제1 센싱 주기보다 짧은 제2 센싱 주기로 상기 센싱값을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하는 동작은, 상기 동작 모드가 상기 제1 모드일 때, 제1 전송 주기로 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하는 동작, 및 상기 동작 모드가 상기 제2 모드일 때, 상기 제1 전송 주기보다 짧은 제2 전송 주기로 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 센서 장치에 있어서,
    전기 에너지를 생성하도록 구성되는 에너지 하베스터,
    상기 생성된 전기 에너지를 저장하도록 구성되는 에너지 저장 회로,
    모니터링 회로,
    센서,
    통신 회로, 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 모니터링 회로를 통하여, 상기 에너지 저장 회로의 전압을 확인하고,
    상기 전압이 임계값 이하라고 확인되는 것에 응답하여, 제1 모드에서 동작하고,
    상기 전압이 상기 임계값을 초과한다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 모드보다 소모전력이 높은 제2 모드에서 동작하고,
    상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 센싱 방식에 따라서, 상기 센서를 통하여 센싱값을 획득하고,
    상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드 중 어느 하나에 대응하는 통신 방식에 따라서, 상기 전압 및 상기 센싱값을 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정되는, 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모드에 대응하는 센싱 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 제1 센싱 주기로 상기 센서를 통하여 상기 센싱값을 획득하고,
    상기 제2 모드에 대응하는 센싱 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 제1 센싱 주기보다 짧은 제2 센싱 주기로 상기 센서를 통하여 상기 센싱값을 획득하도록 설정되는, 센서 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 제1 전송 주기로 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하고,
    상기 제2 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 제1 전송 주기보다 짧은 제2 전송 주기로 상기 전압 및 상기 센싱값을 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정되는, 센서 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는, 제1 세기의 신호를 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하고,
    상기 제2 모드에 대응하는 통신 방식에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내고, 상기 제1 세기보다 큰 제2 세기를 갖는 신호를 상기 다른 전자 장치에 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정되는, 센서 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서 장치는 LED 및 제너 다이오드를 포함하는 블리더 회로를 더 포함하고,
    상기 LED는 상기 전압이 상기 임계값을 초과할 때 발광하도록 설정되는, 센서 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 에너지 하베스터는 자계 유도 방식 하베스터를 포함하고,
    상기 자계 유도 방식 하베스터는,
    상기 센서 장치의 하우징 내에 배치되는 가이드,
    상기 하우징의 움직임에 따라 상기 가이드 안에서 이동 가능하도록 배치되는 자석,
    상기 가이드를 중심으로 권선되는 코일을 포함하고,
    상기 코일은 상기 가이드 상에서 권선되는 하나의 부분을 포함하거나, 상기 가이드 상에서 이격되어 권선되는 두 개 이상의 부분을 포함하는, 센서 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드는 직선 방향으로 배치되고,
    상기 자계 유도 방식 하베스터는 하나의 상기 가이드를 포함하는, 센서 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 에너지 하베스터는,
    압전 하베스터, 열전 하베스터, 마찰 대전 하베스터, 광전 하베스터, RF 하베스터, 진동 에너지 하베스터, 회전 에너지 하베스터, 또는 운동 에너지 하베스터 중 적어도 하나를 더 포함하는, 센서 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 온도 센서, 습도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 세제량 센서, pH센서, 오염도 센서, 탁도 센서, 또는 냄새 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 센서 장치.
  10. 전자 장치에 있어서,
    통신 회로,
    액츄에이터, 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 에너지 하베스터, 센서, 및 에너지 저장 회로를 포함하는 센서 장치로부터, 상기 에너지 저장 회로의 전압 및 상기 센서를 통하여 획득된 센싱값을 나타내는 신호를 수신하고, 상기 에너지 저장 회로에는 상기 에너지 하베스터를 통하여 생성된 전기 에너지가 저장되고,
    상기 전압 및 상기 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여, 세탁물을 처리하기 위한 상기 액츄에이터를 제어하도록 구성되는, 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전압이 임계값 이하일 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호는, 제1 센싱 주기로 획득된 상기 센싱값을 나타내고,
    상기 전압이 임계값을 초과할 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호는, 상기 제1 센싱 주기보다 짧은 제2 센싱 주기로 획득된 상기 센싱값을 나타내는, 전자 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전압이 임계값 이하일 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호를 제1 전송 주기로 상기 센서 장치로부터 상기 통신 회로를 통하여 수신하고,
    상기 전압이 임계값을 초과할 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 상기 신호를 상기 제1 전송 주기보다 짧은 제2 전송 주기로 상기 센서 장치로부터 상기 통신 회로를 통하여 수신하도록 설정되는, 전자 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전압이 임계값 이하일 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내는 제1 세기의 상기 신호를 상기 센서 장치로부터 상기 통신 회로를 통하여 수신하고,
    상기 전압이 임계값을 초과할 때, 상기 전압 및 상기 센싱값을 나타내고 상기 제1 세기보다 큰 제2 세기를 갖는 상기 신호를 상기 센서 장치로부터 상기 통신 회로를 통하여 수신하도록 설정되는, 전자 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 센싱값은, 온도, 습도, 가속도, 상기 센서 장치의 방위 변화, 세제량, pH, 오염도, 탁도, 또는 냄새 중 적어도 하나를 나타내는, 전자 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전압에 기초하여, 상기 세탁물의 무게 또는 부피를 확인하고,
    상기 세탁물의 무게, 상기 세탁물의 부피, 및 상기 센싱값 중 적어도 하나에 기초하여, 세탁물을 처리하기 위한 상기 액츄에이터를 제어하도록 구성되는, 전자 장치.
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