터미널서버를 이용한 가전제어 시스템 구현

소개글

터미널서버를 이용한 가전제어 시스템 구현에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서 론
1.1 Home Automation system 의 개요 및 발전
1.2 이점

2. 시스템 구성

3. 터미널 서버
3.1 터미널 서버의 개요
3.2 터미널 서비스 관리자
3.3 Terminal Services 구성
3.4 Terminal Server에 클라이언트 접속

4. 하드웨어 제작
4.1 프린터 포트
4.2 프린터 포트의 하드웨어 특성
4.3 프린터 포트의 I/O 어드레스(Address)
4.4 데이터 포트(Data Port)
4.5 상태포트
4.6 제어포트:Control port>
4.7 프린터 포트 입력

5. 릴레이
5.1 릴레이 개요
5.2 릴레이 제어회로
5.3 릴레이 사용법
5.4 트랜지스터 출력

6. 기본 입출력, 릴레이 모듈
6.1 기본 입출력 모듈
6.2 릴레이 모듈

7 VB 로 구현한 가전제어 프로그램

8. 결 론

본문내용

로를 추가하면 수십 개의 입력도 가능하다.
① 5비트 입력
5비트 입력은 추가 회로 없이 입력 가능하다. 상태포트를 그대로 읽어들여 사용하면 되는데 최상위 11번 핀 (Busy)은 입력이 반전됨으로 주의하여야 한다.
그림 5. 5비트입력
회로에서 보는 바와 같이 4.7k의 풀업(Full Up)저항을 사용하여 5V를 공급하여야 하나 실험에 의하면 5V 전원을 공급하지 않아도 정확히 동작한다. 프로그램의 코드를 다음과 같이 한다.
port1=inp(&h379)\'h378번지의 상태포트의 값을 읽어들인다. 입력을00000으로 하면 port1은 10000XX로 읽혀지고, 입력을11111로 하면 port1은 01111XXX로 읽혀진다.
② bi-directional 8비트 입력
프린터포트가 bi-directional모드를 지원하여야만 사용 가능한 방법이다. 이 방법은 한번에 최대 9비트까지 입력 가능하다.
그림 6. bi-directional 8bit 입력
제어포트의 4비트는 Open Collector 입력이므로 Open Collector인버터를 사용하여 입력 신호를 받아들인다. 이와 같은 방법은 제조업체에 따라 동작되지 않는 경우도 있기 때문에 많이 사용하는 방법은 아니다. 입력 신호의 처리를 위하여 프로그램 코드는 다음과 같다.
p_val1=input(&h379) \'h378 번지의 상태 포트의 값을 읽어들인다\'
p_val2=input(&h37A) \'h37A 번지의 상태 포트의 값을 읽어드린다\'
③ 니블 모드(Nibble Mode)8비트 입력
니블 모드는 Quad 2 line to 1 line Multiplexer를 사용하여 한번에 4bit씩 두 번 읽어들인다. 이 회로는 출력한 비트를 이용하여 소프트웨어에서 이를 제어하여 두 번에 걸쳐 1바이트를 읽어들인다. 이 방법은 데이터를 읽는 시간이 느린 단점을 가지고 있으나 입력 수를 많이 늘릴 수 있으며, 일반적인 제어에 매우 적합하다.
5. 릴레이
5.1 릴레이 개요
컴퓨터 I/O로 AC220V를 제어하기 위해서는 릴레이 제어회로가 필요하다. 그래서 릴레이 제어 회로를 쓰기 위해서 TR 혹은 ULN2003을 이용하는데 본 작품에서는 TR을 써서 릴레이 제어 회로를 만들었다.
릴레이는 제어 회로를 구성하는데 매우 중요한 기기이다. 유접점 시퀀스 회로를 구성시 제어회로를 구성하는데 사용하고, 전기적으로 독립된 회로를 연동시킬 수 있어, 5V와 같은 저전압계로 구성된 회로를 이용하여 AC220V의 회로를 ON/OFF 제어하거나, 대전류를 ON/OFF 하는데 사용된다. 릴레이는 전자석, 가동철판, 고정철판으로 구성되어 있다.
릴레이의 동작원리는 코일에 전원을 공급하여 전자석으로 되었을 때 가동(움직이는) 철판을 끌어 당겨 고정철판에 붙어있는 스위치부의 접점과 닫혀 회로를 연결 (ON) 하고 코일의 전원을 제거하면 스프링에 연결된 가동철판이 복귀하여 회로를 연다(OFF)
릴레이는 기계적으로 접점을 닫거나 열기 때문에 일반적으로 고속 동작은 할 수 없으나 특수용인 고주파 릴레이는 고속 동작이 가능하다.
일반적으로 릴레이는 유접점 릴레이를 의미한다. 그러나 SSR과 같은 무접점 반도체 릴레이도 사용되지만 비용이 비싸서 사용하지 않았다.
5.2 릴레이 제어회로
릴레이 제어회로에서는 릴레이를 연결하기만 하면 된다. 아래와 같은 릴레이 제어 모듈을 기본 입출력 모듈에 연결하여 사용한다.
그림 8. 릴레이 제어 회로 및 구성 사진
5.3 릴레이 사용법
가장 많이 사용되는 릴레이는 2회로 ON/OFF가 가능한 8PIN 릴레이, 4회로 ON/OFF가 가능한 14PIN 릴레이이다. 그리고 11핀이나 여러 가지 형태의 릴레이가 있다. 프린터포트의 신호는 TTL 신호임으로 릴레이를 직접 제어 할 수는 없다. 따라서 프린트 포트의 출력을 TR 출력 회로에서 증폭하여 릴레이 코일에 전원을 0N 또는 OFF 하여 접점을 제어한다.
5.4 트랜지스터 출력
TTL 레벨의 신호를 직접 제어 장치(전등, 모터, 릴레이 등)를 제어 할 수 없다. 따라서 전류와 전압을 증폭하여 제어장치를 제어 할 수 있도록 하기 위해 TR 회로를 사용한다. TR 회로를 릴레이 제어에 사용하면, 릴레이 접점에 공급되는 전원은 교류, 직류 모두 사용 가능하며 고전압, 대 전류를 제어할 수 있다. Power TR로 할 경우 DC 모터나 제어 장치를 직접제어 할 수도 있다.
그림 9. TR 제어 회로
TR 사용방법은 프린터 포트의 출력을 제어 신호에 연결하면 릴레이를 제어 할 수 있다. 회로에서 다이오드는 서지 방지용이며 전원의 극성과 반대로 연결한다. 여러 개의 출력을 사용할 경우는 TR 어레이 IC인
ULN2003이나 ULN2803을 사용하면 프린터 포트의 출력을 IC의 제어 입력으로 직접 연결하여도 되며 서지 방지용 다이오드도 내장되어 있어 매우 편리하다.
6. 기본 입출력, 릴레이 모듈
6.1 기본 입출력 모듈
기본 입출력 모듈은 프린터 포트의 12개의 출력신호를 LED를 통하여 확인하고, 직접 5개의 푸시 버튼을 통하여 입력신호를 줄 수 있도록 하여 프린터 포트의 기본적인 입출력이 가능하도록 하였다. 또 모렉스 핀을 통하여 응용 모듈로 신호를 전달하는 기능을 가지고 있다. 기본 입출력 모듈의 전원회로는 자체의 전원으로는 사용되지 않으며 응용 모듈을 연결하여 사용 시 응용 모듈에 전원을 공급할 목적으로 설치하였다. 기본으로 제공되는 전광판 모듈과 릴레이 모듈에 전원을 공급한다. 출력용 3개의 포트와 입력용 1개 포트가 있는데, 많은 입력이 필요할 시는 1개의 입력포트와 출력포트를 이용하여 니블(Nibble:4bit)로 여러 차례 읽어들여 사용한다.
그림 10. 기본 입출력 모듈 회로
6.2 릴레이 모듈
릴레이 모듈은 DC 5V - 12V의 전원으로 성용 전원(220V)의 전기 장치를 제어한다. 릴레이 모듈은 기본 입출력 모듈에 리본 케이블로 연결되어 사용된다. 릴레이는 소형의 전자 릴레이부터 220V 30A 이상의 것도 제어할 수 있다. 전자릴레이는 PCB 에 고정하여 사용되며 일반적인 릴레이는 릴레이 소켓을 사용하여 배선을 한다.
그림 12. 릴레이 모듈 회로 및 결과 사진

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터미널서버,   하드웨어제작,   프린트 포트,   상태포트,   릴레이 모듈,   가전제어 프로그램