적외선 송수신을 이용한 온도 감지 에어컨-홈 유비쿼터스

소개글

적외선 송수신을 이용한 온도 감지 에어컨-홈 유비쿼터스에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목 차
1.제작동기

2.진행과정

3.H/W 구성 및 이론
3-1 적외선 송수신부
3-2 디지털 온도계

4.동작원리

5.제작후기.개선사항

6.졸업작품을 마치며

7.Reference

본문내용

가진 신호를 전송하였다.
송신부에서 쓰여지는 TC9148(Decoder)에서는 Key matrix에 의해서Serial의 2진 정보가
적외선 발광부로 나가게 된다. 여기서 2진 정보는 총 12bits 단위로 끊어져서 전송이
되는데 맨 앞의 3bit는 core bit이고다음 3bit은 switch의hold와 single shot을 결정하는 bit이며, 나머지 6bit은 key matrix에 의해 결정
되는 송신부의 key 입력 정보 bit이다.
이 12bit의 신호 bit은 38khz의 속도로 전송이 되며 이때 455khz의발진기가
clock 신호로 작용하게 되는 것이다.즉,clock의 edge마다1bit의 신호가 전송되는 것이다.이렇게 12bit 단위로 끊어진 정보 신호는 TC9148의 15번 pin에서 나와 common emmiter와 voltage follower를 거쳐서 안정된 증폭이 되며 다시 적외선 발광 다이오드를 거치면서 적외선이 발광될때는 ‘1’,그렇지 않은 경우는 ‘0’의 pulse 열로 송신되는 것이다.
우리가 직접 구현한 송신부 모습
TC9150(수신부)
송신단에서 전송된 12bit 단위의 정보 신호는 적외선 수신 모듈을 거치면서 다시
‘0’과 ‘1’의 2진 신호로 바뀌게 된다. 이때 전송되는 과정에서 신호가 약해졌기
때문에 common emmiter 로 다시 증폭을 하게 되며 이렇게증폭된 신호가
TC9150의 2번 pin으로 들어가게 된다.
우리가 직접 구현한 수신부모습
3-2. 디지털 온도계
디지털 온도계의 핵심 부품으로 Thermistor를 들 수 있다. Thermistor는
Thermally sensitive resistor를 줄인 명칭으로 Thermistor는 온도에 따라 저항값이 변화하는 소자이다. 이 소자에서의 저항값 변화에 따라 저항 양쪽에 걸리는 전압 또한 변하게 되고, 이러한 변화는 회로에서의 전류의 방향에도 영향을
미쳐 결론적으로 relay의 동작을 가능하게 한다.
- Display
디지털 온도계의 필수 요소로서 디스플레이도 없어서는 안 될 요소이다. 우리는 7 segment를 제어하는 7107를 사용함으로서 이 문제를 쉽게 해결할 수
있었다. 더욱이 datasheet에 이 칩에 대한 기본적 구동회로가 잘 나타나 있
었기에 손쉽게 센서부와 연결을 할 수 있었다.
위의 회로도에서 볼 수 있듯이, control switch가 ‘온도’쪽을 가리키고 있을 경우, 회로에서의 기본적 신호 흐름은 위와 같다.(굵은 선)
이 경우, 7 segment는 현재의 온도값을 표시하고, 현재온도값은 Thermistor로
부터의 저항값의 변화로 디스플레이에 전시된다. 또한 현재온도를 adjust를 할
수 있도록 가변저항소자가 회로에 포함되어 있다.
이번에는 control switch가 ‘set'를 가리킬 때, 설정온도를 조절할 수 있는
모드로 전환됨을 의미한다. 여기서는 설정온도를 adjust할 수 있도록, 가변저
항이 동작하고 있다. 물론, 이 값은 그대도 7 segment로 전달되어 전시된다.
비교기
위의 두 모드 경우, 각각의 값을 디스플레이 하는 동시에 4번째 LM324 즉,
comparator(비교기)의 각각의 단자로 값이 전달되고, 항상 그 값들은 비교가
되게 된다. 보통의 경우, 다시 말해서, 설정온도가 현재온도가 높은 경우,디지털 온도계의 붉은 색 LED가 점등되어 있다. 하지만, 온도가 상승하여Thermist or의 값이 변화하여, 비교기의 한쪽 단자에 들어오는 값에 변화를주게 되어, 결국에는 설정온도의 값보다 높아지는 경우, 녹색 LED가 점등하면서
relay 또한 동작하도록 한다.
적외선
송신부
적외선
송신부
4. 동작원리
디지털
온도계
에어컨
(모터)
1. 디지털 온도계에서 현재온도가 상승하여 설정온도보다 높을 경우, 온도계
회로에서의(비교기) 전류방향의 변화로 relay가 동작한다. 이 relay에서의 신호가 적외선 송신부에 전달되어, 950nm의 적외선 신호를 수신부로 보내게된다.
수신부 측에선 동시에 relay가 작동하게 되고, 다시 그 신호는 모터 즉 에어컨을 동작시킨다. 당연히, 온도가 하강하여 설정온도보다 현재온도가 낮을 경우, 위의 과정의 역으로 에어컨은 꺼지게 된다.
5. 제작후기(개선사항)
보다 실용적인 측면에서 집안 구석에 여러 센서를 설치하고 그 센서들의 각각의 반응에 따라 에어컨의 방향을 제어하는 것이 가장 이상적이라고 생각한다. 처음에 언급한 것처럼 TV 리모콘의 적외선 송수신 원리를 이용하면 다른 코드를 가진 신호(2,3,5번 버튼) 또한 이용하여 에어컨의 방향도 제어할수 있다. 예를 들면, 방의 오른쪽 구석에서 2개의 신호가 에어컨으로 보내어지면, 하나의 신호는 에어컨의 ON/OFF, 다른 하나는 에어컨의방향 조절을 위한 모터의 ON/OFF를 담당할 수 있다. 또한 왼쪽 구석에서 보내진 또 다른 코드의 2개의 신호도 위에 같은 원리로 작동이 가능하다.
6. 졸업작품을 마치며
우리 졸업작품은 바로 실생활의 불편에서 얻어진 하나의 작은 아이디어에서 시작했다. 졸업작품 이라는 것이 이제껏 배운 지식을 활용한다는 측면에 초점을 둔다고 생각한다. 그리고 보다 전문적인 지식과 그에 맞는 소자를 사용하지 못한 것에 대해서는 실용적인 측면을 강조함으로서 위안을 삼아본다.
또한 제작과정에서 많은 어려움이 있었는데, 앞에서 언급했듯이 간단하게 느껴지는 회로를 성공적으로 작동하기 위해 3번씩이나 재조립한 경우 그 원인은 아주 사소한 것들, 예를 들어 납땜의 미숙으로 인한 접지 불량 등이었다.
마음만 앞서서는 해결되지 않는다는 것, 직접 실험을 통해 실패를 거듭해야 얻을 수 있다는 점을 경험을 통해 배우게 되었다.
마지막으로 개선사항에서 언급한 것을 직접 반영하지 못한 점에 대한 여러
가지 아쉬움이 있지만, 간단한 머릿속의 아이디어를 구체화해서 직접 만들어냈다는 것에 즐거움을 느꼈다.
7. Reference
1) 적외선 공간통신과 원격제어 시스템 (국제 테크노정보연구소)
2) 센서 회로 설계 및 실험 실습 (성안당)
3) 마이크로 전자회로 (OXFORD)
4) 임베디드 하드웨어 이해와 설계 (한빛미디어)

키워드

유비쿼터스,   온도 감지,   프로젝트,   졸업작품,   졸작,   팀프로젝트,   에어컨,   적외선