KR101326037B1 - Water circulation device using sunlight - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 물 순환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 전력원으로 사용하여 얻어진 전원을 이용하여 용수원 호수나 연못 등의 물을 순환시켜 상기 물이 정화되도록 하는 태양광 물 순환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar water circulator, and more particularly, a solar water circulator for circulating water such as a lake, a pond, or the like by using a power source obtained by using sunlight as a power source. It is about.
국내에는 약 18000개소의 용수원 호수가 있으며, 제방고 10m 이하, 담수량 100만㎥ 이하의 호수가 전체의 약 80%인 14500여 개소에 이르고 있다. 또한 이들 호수 대부분은 강우시 유출수의 영향으로 토사 및 이물질에 노출되어 도시 내 또는 인근에 위치한 호소에서는 수질이 더욱 악화되는 경향이 있다, 또한 오염 하천수의 유입에 따라 이들 대부분의 호소는 부영양화가 가속화되고 있으며, 탁질과 녹조현상으로 몸살을 앓고 있는 실정이다. 그리고 도시에 인공적으로 조성한 호수를 비롯하여 과거 농업 용수로 사용하던 저수지가 신도시의 개발 또는 도시 지역의 확대와 더불어 농업 용수원으로써의 활용도가 낮아진 저수지를 친수용 호수로 전환하면서 새롭게 친수용 호수로 조성되고 있다. 이들 친수용 호수는 수심이 낮기 때문에 특별한 유입 오염원이 없는 상태에서도 대기로부터 공급되는 먼지에 의해 녹조가 심화되는 경향이 있으며, 호수의 저면 상태에 따라 탁질에 의한 심미적 영향을 받고 있다, 이들 호수의 공통적인 문제점인 미세부유물질과 녹조현상을 제어할 수 있는 수질개선 기술의 적용이 필수적이다.In Korea, there are about 18,000 water source lakes, with 14,500 lakes with less than 10m of levee height and less than 1 million cubic meters of fresh water. In addition, most of these lakes are exposed to soil and debris due to runoff during rainfall, and water quality tends to worsen in lakes located in or near cities.In addition, most of these lakes are accelerating eutrophication due to the inflow of contaminated river water. The situation is suffering from turbidity and green algae. In addition, the lakes artificially created in the city, as well as the reservoirs used for agricultural water in the past, are being converted into hydrophilic lakes by converting reservoirs, which have become less used as agricultural water sources, with the development of new cities or the expansion of urban areas. These hydrophilic lakes have a low depth and tend to deepen green algae due to dust supplied from the atmosphere even in the absence of special influent pollutants, and are affected by turbidity depending on the bottom state of the lake. It is essential to apply water quality improvement technology that can control the micro suspended solids and green algae phenomenon.
정체수역의 물을 순환 및 산소를 공급하기 위한 국내외 관련기술은 여러 가지가 있으나, 주로 산기관을 이용한 다공관식 연속포기 방식, 심층포기방식 그리고 물 순환장치 등이다. 실질적으로 국내에서는 주로 다공관식 연속포기의 방법이 주로 사용되고 있으나, 이는 수체 하부에 배관을 설치하는 번거러움과 경제성, 유지 관리면에서 애로점을 내포하고 있음이 보고되고 있다. 설치단계에서부터 심층 바닦에 위치해야하는 점으로 인해 큰 비용의 토목공사비가 소요되고 고장이 발생할 경우, 수리 후 재설치하는 과정에서 상당한 비용이 소모된다. 또한 육전을 사용하여 작동하는 만큼 사용시간 대비 전력비 발생이 누적되며 이는 관리하는 입장에서 크게 부담으로 작용한다. 또한 경제적 운전을 위해 간헐적 작동을 할 경우 수체 내의 침전물로 인해 산기관의 공극이 폐쇄되며 심할 경우 산기관 자체가 바닥에 매몰된다. 또한 심층포기장치를 이용한 수체 내의 산소 공급은 효과적이나 그 영향 범위가 국소적이며 동력에 필요한 전력을 지속적으로 공급하여야 하므로 유지관리비가 많이 소모되는 단점이 있다.There are many domestic and foreign related technologies for circulating water and supplying oxygen in stagnant water bodies, but mainly the multi-pipe continuous aeration method, deep aeration method and water circulation system using an acid pipe. Actually, the method of perforated continuous aeration is mainly used in Korea, but it has been reported that it has difficulties in terms of the trouble of installing pipes in the lower part of the water body, economy, and maintenance. Due to the fact that it must be located in-depth from the installation stage, a large civil engineering cost is required, and if a failure occurs, a considerable cost is required during the re-installation after repair. In addition, as the operation by using the land electric power, the generation of power cost to the use time accumulates, which is a burden on the management side. In addition, intermittent operation for economical operation causes the diffuser's voids to close due to sediment in the body, and in severe cases, the diffuser itself is buried at the bottom. In addition, the oxygen supply in the water body using the deep aeration device is effective, but the effect range is local and the maintenance cost is consumed because it is necessary to continuously supply the power required for power.
한편, 태양력을 이용한 물 순환장치는 수체를 지속적으로 순환시키는 기술이며, 태양력을 이용하므로 외부 전력을 소모치 않아 경제적이며 수체 내에 직접 설치되므로 별도의 부지비용, 공사비용이 발생하지 않으며, 수체 표면에 부유하도록 설치하므로 유지관리가 편리하다는 장점이 있다.On the other hand, the water circulation system using solar power is a technology that continuously circulates the water body, and because it uses the solar power, it is economical because it does not consume external power and is directly installed in the water body, so no separate site cost and construction cost are incurred. There is an advantage that the maintenance is convenient because it is installed to float.
그러나, 종래에 개발된 물 순환장치는 분당 38톤의 물을 순환시키는 대형으로 미국 등의 외국 또는 국내의 대규모 댐을 제외하고는 적용대상이 많지 않은 현실이며, 이러한 대형설비의 경우, 초기설치 및 유지관리의 과다한 경비와 비효율성으로 인해 국내의 생태하천이나 공원 연못, 골프장 연못 등 소형 호수의 적용과 하폐수처리장 정수장 등에 적용하기엔 부적합하다. 더욱이 종래의 물 순환장치는 구조적으로 호수 댐 등의 정체수역에 적용되도록 설계되어 풍속이 빠르거나 파도가 높은 곳엔 사용이 불가하다. However, the conventionally developed water circulation system is a large size that circulates 38 tons of water per minute, and is not applicable to a large number of dams, such as the US or other large-scale dams. Due to the excessive cost and inefficiency of maintenance, it is not suitable for small lakes such as ecological rivers, park ponds, golf course ponds, and sewage treatment plants. Moreover, the conventional water circulation system is structurally designed to be applied to a stagnant body of water such as a lake dam, and thus cannot be used at high wind speeds or high waves.
상기한 종래의 문제점을 해결하고자 대한민국 등록특허 제10-1207955호 '내파성 향상된 태양광 물 순환장치'가 제안된 바 있으며, 도1에 도시된 바와 같은 구성을 가진다. 도1에 도시된 바에 따르면, 태양광을 이용하여 전력을 충전할 수 있는 태양전지판이 설치되며, 태양전지판에 의해 충전된 전력을 이용하여 구동되는 모터를 갖는 태양광 물 순환장치로서, 상기 모터를 안치하기 위한 상부받침대(30), 상기 상부받침대의 하단에 샤프트(14)에 의해 상기 모터와 연결된 임펠러(12), 상기 임펠러에 의해 유입구(24)로 유입된 물이 상부에서 사방으로 퍼지게 하는 분배접시(20), 상기 상부받침대와 연결된 연장지지대(40), 상기 연장지지대의 끝단에 연결되어 부력재와 연결되는 연결부(42), 및 상기 연결부와 연결되는 부력재(44)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성의 내파성 향상된 태양광 물 순환장치에 의하면, 약품 투입 및 별도의 구조물을 설치할 필요가 없으며, 수계에 직접 설치하여 운영하므로 부지매입비 및 구조물 설치비가 들지 않아 경제적이다. In order to solve the above problems, Korean Patent Registration No. 10-1207955, 'Improved Solar Water Circulation Device', has been proposed and has a configuration as shown in FIG. As shown in FIG. 1, a solar cell circulator having a solar cell panel capable of charging electric power using solar light and having a motor driven using electric power charged by the solar panel is provided. The
그러나, 상기한 종래의 태양광 물 순환장치에 장착된 모터는 축전지의 충전량과 관계없이 분당 회전수를 일정하게 유지하면서 작동되기 때문에 해가 저물고 나면 조기에 작동이 멈추어버리게 되는 문제점이 있다. 한편, 태양광에 의한 전력 충전이 장시간 지속되어 축적지가 과충전되면 부품들의 수명이 저하되거나 소손되는 문제점이 있다.However, since the motor mounted in the conventional solar water circulation device is operated while maintaining a constant revolutions per minute irrespective of the amount of charge of the battery, there is a problem that the operation stops early after sunset. On the other hand, when the charge of the solar light is prolonged for a long time and the accumulator is overcharged, there is a problem that the life of the parts are reduced or burned out.
또한, 상기한 종래의 태양광 물 순환장치는 정체수역의 가운데에 대부분 위치하기 때문에 원거리에서 작동상태의 유무를 정확히 파악하기 힘든 문제점이 있다. 특히, 야간이나 우기에 상기 물 순환장치의 작동이 멈춘 경우, 충전된 전력이 모두 방전되어 작동이 멈춘 것인지, 아니면 고장이 발생해 작동이 멈춘 것인지를 정확히 판단하기 힘든 문제점이 있다. In addition, since the conventional solar water circulation device is located in the middle of the stagnant body of water, there is a problem that it is difficult to accurately determine the presence or absence of the operating state at a long distance. In particular, when the operation of the water circulation device is stopped at night or during the rainy season, there is a problem that it is difficult to accurately determine whether the charged power is discharged and the operation is stopped, or the operation is stopped due to a failure.
앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 축전지의 충전 상태에 따라 모터의 분당 회전수를 제어하여 태양광에너지에 의해 전력이 충전되지 않는 야간에도 장시간 작동이 유지될 수 있도록 하고, 축전지가 과충전되지 않도록 하여 부품의 소손을 방지하고 수명을 향상시킬 수 있도록 하는 태양광 물 순환장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the problems derived from the prior art, by controlling the number of revolutions of the motor in accordance with the state of charge of the battery so that long-term operation can be maintained even at night when the power is not charged by solar energy And, it is to provide a solar water circulation device to prevent the battery is not overcharged to prevent damage to the parts and to improve the life.
본 발명의 다른 목적은, 주야간에 상관없이 원거리에서도 장치의 작동상태를 정확하게 파악할 수 있도록 하는 태양광 물 순환장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a solar water circulation device which can accurately grasp the operating state of the device even at a distance regardless of day or night.
상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 태양광에너지를 전력으로 변환하는 태양전지판과, 상기 태양전지판에 의해 변환된 전력을 충전하는 축전지와, 상기 전력에 의해 구동되는 모터와, 상기 모터가 안치되는 받침대와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 상기 받침대 하부의 수중 공간에서 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러에 의해 펌핑된 물을 방사상으로 오버플로우(over flow)되도록 하는 분배접시와, 상기 받침대와 연결되어 상기 받침대를 수면 위에 부유시키는 부력재를 포함하는 태양광 물 순환장치에 있어서, 상기 받침대의 일측에 설치되어 상기 축전지의 충방전 및 상기 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 태양전지판의 발전량에 따른 상기 축전지의 충전량에 비례하여 상기 모터의 분당 회전수를 제어하는 비례제어부; 및 상기 모터의 고장을 판단하는 기준 토크값을 설정하고, 일정 시간 내에 상기 모터에 걸리는 토크값이 상기 기준 값을 소정 횟수 초과하면 경고신호를 발생하며, 상기 경고신호가 발생하지 않으면 일정 간격으로 정상신호를 발생하는 상태알림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 물 순환장치에 의해 달성된다.The above object is, according to an embodiment of the present invention, a solar panel for converting solar energy into electric power, a storage battery for charging the power converted by the solar panel, a motor driven by the electric power, and the motor A dispensing plate connected to a rotation shaft of the motor, an impeller rotating in an underwater space below the pedestal, and a distribution plate for radially overflowing the water pumped by the impeller; A solar water circulation device including a buoyancy material connected to float the pedestal on the surface of the water, comprising: a controller installed on one side of the pedestal to control the charge and discharge of the battery and the driving of the motor, the controller is And controlling the revolutions per minute of the motor in proportion to the amount of charge of the storage battery according to the amount of power generation of the solar panel. Proportional control unit; And a reference torque value for determining a failure of the motor, and generates a warning signal when the torque value applied to the motor exceeds a predetermined number of times within a predetermined time period, and generates a warning signal at a predetermined interval if the warning signal does not occur. It is achieved by a solar water circulation device comprising a; state notification unit for generating a signal.
바람직하게는, 상기 축전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 복수개의 램프를 가지는 발광수단을 더 포함하며, 상기 발광수단은 상기 상태알림부의 경고신호 또는 정상신호 중 어느 하나의 신호에 따라 소정 색상의 램프를 점멸시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the apparatus further includes a light emitting means having a plurality of lamps emitting light by receiving power from the battery, wherein the light emitting means emits a lamp of a predetermined color according to any one of a warning signal or a normal signal of the status notification unit. It is characterized by flashing.
바람직하게는, 상기 컨트롤러는, 상기 축전지의 충전전력량 및 소비전력량을 소정 신호로 변환하여 데이터 파일로 저장하는 백업부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller further comprises a backup unit for converting the amount of charging power and power consumption of the storage battery to a predetermined signal to store as a data file.
바람직하게는, 상기 컨트롤러는, 상기 백업부에 저장된 데이터를 태양광 물 순환장치를 기준으로 일정 범위 내에 위치한 외부 단말기로 전송하는 근거리통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller further comprises a short-range communication unit for transmitting data stored in the backup unit to an external terminal located within a predetermined range based on the solar water circulation device.
바람직하게는, 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결된 상태에서 일정 깊이의 수중 공간에 배치되어 수중에 녹아 있는 물질의 화학량을 전기신호로 변환하여 상기 백업부로 전송하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensor unit may further include a sensor unit disposed in an underwater space having a predetermined depth while being electrically connected to the controller to convert a chemical amount of a substance dissolved in the water into an electrical signal and transmit the converted electrical signal to the backup unit.
상기한 바에 따른 태양광 물 순환장치에 의하면, 컨트롤러의 비례제어부를 통해 충전량에 따라 모터의 분당 회전수를 제어할 수 있게 되므로 전력이 충전되지 않는 야간에도 장시간 작동이 유지될 수 있도록 하고, 축전지가 과충전되지 않도록 하여 부품의 소손을 방지하고 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the solar water circulation device according to the above, it is possible to control the number of revolutions of the motor in accordance with the charge amount through the proportional control unit of the controller so that the operation can be maintained for a long time even at night when the power is not charged, By preventing overcharging, there is an effect to prevent burnout of components and to improve their lifespan.
또한, 컨트롤러의 상태알림부를 통해 주야간에 상관없이 원거리에서도 장치의 작동상태를 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can accurately determine the operating state of the device at a long distance regardless of the day and night through the status notification unit of the controller.
도1은 종래의 태양광 물 순환장치를 도시하는 사시도이고,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 물 순환장치의 컨트롤러를 설명하기 위한 블록도이고,
도3 내지 도12는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 내부 회로를 도시하는 회로도이다.1 is a perspective view showing a conventional solar water circulation device,
2 is a block diagram illustrating a controller of a solar water circulation device according to an embodiment of the present invention;
3 to 12 are circuit diagrams showing an internal circuit of the controller according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Brief Description of Drawings FIG. 1 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 물 순환장치는, 태양광에너지를 전력으로 변환하는 태양전지판과, 상기 태양전지판에 의해 변환된 전력을 충전하는 축전지와, 상기 전력에 의해 구동되는 모터와, 상기 모터가 안치되는 받침대와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 상기 받침대 하부의 수중 공간에서 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러에 의해 펌핑된 물을 방사상으로 오버플로우(over flow)되도록 하는 분배접시와, 상기 받침대와 연결되어 상기 받침대를 수면 위에 부유시키는 부력재를 포함하는 것을 전제로 한다. 이러한 전제 구성은 본 출원인에 의해 2012년 12월04일자로 출원된 '내파성이 향상된 태양광 물 순환장치'와 동일 또는 극히 유사한 구성을 모두 포함하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Solar water circulation device according to an embodiment of the present invention, a solar cell panel for converting the solar energy into electric power, a storage battery for charging the power converted by the solar panel, a motor driven by the electric power, and A pedestal in which the motor is placed, an impeller rotating in an underwater space below the pedestal, and a distribution plate for radially overflowing the water pumped by the impeller; It is assumed that it includes a buoyancy material connected to and floating the pedestal on the water surface. Since this premise configuration includes all of the same or extremely similar configuration as the 'improved solar water circulation device filed December 04, 2012 by the applicant, detailed description thereof will be omitted.
상기한 전제 구성을 가지는 본 발명의 태양광 물 순환장치는 축전지의 충방전 및 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 이러한 컨트롤러는 모터가 안치되는 받침대의 일측에 설치될 수 있다.Photovoltaic water circulation device of the present invention having the above-described configuration further includes a controller for controlling the charge and discharge of the battery and the driving of the motor, such a controller may be installed on one side of the base on which the motor is placed.
상기 컨트롤러는, 도2에 도시된 바와 같이, 모터의 분당 회전수를 제어하는 비례제어부와, 모터의 구동 상태를 신호로 발생하는 상태알림부와, 태양광 물 순환장치를 이루는 부품의 작동 상태를 데이터 파일로 저장하는 백업부와, 상기 백업부에 저장된 파일을 외부 단말기로 전송하는 근거리통신부를 포함한다.The controller, as shown in Figure 2, the proportional control unit for controlling the number of revolutions per minute of the motor, the status notification unit for generating a driving state of the motor as a signal, the operating state of the components constituting the solar water circulation device And a backup unit for storing the data file and a short-range communication unit for transmitting the file stored in the backup unit to an external terminal.
먼저, 비례제어부는 태양전지판의 발전량에 따른 축전지의 충전량에 비례하여 모터의 분당 회전수를 제어한다. 이러한 비례제어부는 축전지의 충전량이 어느 시점 이상 또는 이하가 되면 작동되며, 상기 충전량에 따라 비례하여 상기 모터의 분당 회전수(RPM)가 상승 또는 저하된다. 즉, 충전량이 적으면 모터의 분당 회전수를 저하시켜 전기에너지 소모를 줄이고, 충전량이 급상승하여 축전지의 과충전 위험이 발생하게 되면 모터의 분당 회전수를 상승시켜 전기에너지 소모를 크게 함으로써 과충전 상태를 사전에 예방할 수 있다. 이에 따라, 전력이 충전되지 않는 야간에도 장시간 작동이 유지될 수 있도록 하고, 축전지가 과충전되지 않도록 하여 부품의 소손을 방지하고 수명을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.First, the proportional control unit controls the revolutions per minute of the motor in proportion to the amount of charge of the battery according to the amount of power generation of the solar panel. The proportional control unit is operated when the amount of charge of the battery is above or below a certain point of time, and the RPM per minute of the motor increases or decreases in proportion to the amount of charge. In other words, if the amount of charge is small, the number of revolutions per minute of the motor is reduced to reduce the electric energy consumption. If the amount of charge increases rapidly and the risk of overcharge of the battery occurs, the number of revolutions of the motor is increased to increase the electric energy consumption to increase the amount of electric energy beforehand. Can be prevented. Accordingly, it is possible to maintain the operation for a long time even at night when the power is not charged, and to prevent the battery from being overcharged so as to prevent burnout of components and to improve the lifespan.
다음으로, 상태알림부는 모터의 고장을 판단하는 기준 토크값을 설정하고, 일정 시간 내에 상기 모터에 걸리는 토크값이 상기 기준 값을 소정 횟수 초과하면 경고신호를 발생하며, 상기 경고신호가 발생하지 않으면 일정 간격으로 정상신호를 발생한다.Next, the state notification unit sets a reference torque value for determining the failure of the motor, and generates a warning signal when the torque value applied to the motor exceeds a predetermined number of times within a predetermined time, and if the warning signal does not occur Normal signal is generated at regular intervals.
한편, 본 발명의 태양광 물 순환장치는 상기 축전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 복수개의 램프를 가지는 발광수단을 더 포함하며, 상기 발광수단은 상기 상태알림부의 경고신호 또는 정상신호 중 어느 하나의 신호에 따라 소정 색상의 램프를 점멸시킨다. 예를 들어, 상태알림부에서 1시간 내에 3회 이상 경고신호가 발생하면 시스템 고장으로 간주하여 적색램프를 10초마다 점멸시키고, 정상신호가 발생하면 10초마다 녹색램프를 점멸시켜 주야간에 상관없이 원거리에서도 태양광 물순환장치의 작동상태를 정확하게 파악할 수 있도록 한다. 그리고, 경고신호 또는 정상신호를 나타내기 위한 방식은 앞서 설명한 발광수단 뿐만 아니라 사운드출력 등 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the solar water circulation device of the present invention further comprises a light emitting means having a plurality of lamps to emit light by receiving power from the battery, the light emitting means is any one of the warning signal or the normal signal of the status notification unit Flashes a lamp of a predetermined color. For example, if a warning signal occurs three times or more within an hour, the status lamp will be regarded as a system failure and the red lamp will blink every 10 seconds. If a normal signal occurs, the green lamp will blink every 10 seconds regardless of the day or night. It is possible to accurately grasp the operation state of the solar water circulation system from a long distance. In addition, various methods such as sound output as well as the above-described light emitting means may be applied to the method for indicating the warning signal or the normal signal.
다음으로, 백업부는 상기 축전지의 충전전력량 및 소비전력량을 소정 신호로 변환하여 데이터 파일로 저장한다. 이러한 백업부는 충전전력량 및 소지전력량을 일정 시간 간격을 두고 저장하여 후술할 근거리통신부를 통해 외부 단말기로 실시간 전송될 수 있도록 함으로써 시스템의 전체적인 운용현황을 파악할 수 있도록 한다.Next, the backup unit converts the amount of charging power and power consumption of the battery into a predetermined signal and stores the data as a data file. The backup unit stores the charging power amount and the power consumption at a predetermined time interval so that the entire operation state of the system can be grasped by being transmitted to an external terminal in real time through a short-range communication unit which will be described later.
다음으로, 근거리통신부는 상기 백업부에 저장된 데이터를 태양광 물 순환장치를 기준으로 일정 범위 내에 위치한 외부 단말기로 전송한다. 여기서 외부 단말기는 관리자가 사용하는 스마트폰이나 컴퓨터 등이 될 수 있다. 근거리통신 방식으로는 캔통신, 블루투스, NFC, 와이파이 등이 사용될 수 있으며, 태양광 물 순환장치가 설치되는 장소에 적합한 통신 방식이라면 어떠한 것이라도 무방하다.Next, the local area communication unit transmits the data stored in the backup unit to an external terminal located within a predetermined range based on the solar water circulation device. Here, the external terminal may be a smartphone or a computer used by an administrator. Can communication, Bluetooth, NFC, Wi-Fi, etc. may be used as a short-range communication method, any communication method suitable for the place where the solar water circulation device is installed.
한편, 컨트롤러와 전기적으로 연결된 상태에서 일정 깊이의 수중 공간에 배치되어 수중에 녹아 있는 물질의 화학량을 전기신호로 변환하는 센서부를 더 포함할 수 있다. 상기 센서부는 다양한 종류의 센서를 포함하며, 특히 수중의 용존산소량을 검출하는 센서, 수중의 농도를 측정하여 탁도를 검출하는 센서가 포함될 수 있다. 이러한 센서부에서 검출된 화학량은 전기신호로 변환되어 상기한 백업부로 전송되어 근거리통신부를 통해 외부 단말기로 전달될 수 있다. 따라서, 외부 단말기를 관리하는 관리자가 항시 수질 상태를 점검할 수 있게 되고, 점검 결과에 따른 조치를 신속히 취할 수 있도록 한다.The sensor unit may further include a sensor unit disposed in the underwater space having a predetermined depth while being electrically connected to the controller to convert the chemical amount of the substance dissolved in the water into an electrical signal. The sensor unit may include various types of sensors, and in particular, may include a sensor that detects dissolved oxygen in water, and a sensor that detects turbidity by measuring a concentration of water. The stoichiometry detected by the sensor unit may be converted into an electrical signal, transmitted to the backup unit, and transferred to an external terminal through a short range communication unit. Therefore, it is possible for the administrator who manages the external terminal to check the water quality at all times, and to quickly take action according to the inspection result.
이하, 도3 내지 도12에 도시된 회로도를 참조하여 본 발명의 컨트롤러를 이루는 회로 구성에 대해 간략히 설명하도록 한다.Hereinafter, a circuit configuration of the controller of the present invention will be briefly described with reference to the circuit diagrams shown in FIGS. 3 to 12.
도3은 본 발명의 컨트롤러를 구성하는 중추 유닛인 CPU 회로를 나타내고 있으며, 기본적으로 클럭발생회로, 리셋회로, 외부A/D채널회로 등으로 구성된다. CPU는 최대 16Mh의 시스템 클럭을 발생시키며, 리셋회로는 파워 온(ON)을 리셋한다. R1과 C2 소자의 시정수를 이용하여 리셋타임을 조절할 수 있다. R6과 R11의 저항을 축전지의 전압값을 CPU가 직접 읽을 수 있으며, 내부 AD 레퍼런스(reference) 전압은 2.56V를 사용한다.Fig. 3 shows a CPU circuit which is a central unit constituting the controller of the present invention, and is basically composed of a clock generation circuit, a reset circuit, an external A / D channel circuit, and the like. The CPU generates a system clock of up to 16Mh, and the reset circuit resets the power on. The reset time can be adjusted using the time constants of the R1 and C2 devices. The resistance of R6 and R11 can be directly read by the CPU voltage of the battery, and the internal AD reference voltage is 2.56V.
도4는 직렬 통신 방식의 커넥터를 나타내고 있으며, 플래시 메모리에 사용자 프로그램을 직접 다운로드 할 수 있도록 한다.Fig. 4 shows a serial communication connector, which allows a user program to be downloaded directly to a flash memory.
도5는 LCD 모듈의 인터페이스와 LED 드라이버 회로를 나타내고 있으며, 문자형 16자 2라인 표준 LCD를 사용하고, 버튼 조작이 없을 시 LED 백라이트를 자동으로 오프(OFF)하여 전력 소비를 절감할 수 있도록 한다.5 shows the interface of the LCD module and the LED driver circuit, using a character type 16-character 2-line standard LCD, and automatically turns off the LED backlight when there is no button operation to reduce the power consumption.
도6은 버튼 입력 회로를 나타내고 있으며, 4개의 틱 스위치를 사용하여 LCD의 화면정보를 선택하며 일부 시스템의 파라미터를 수정하는 역할을 한다. 4개의 스위치는 모두 평상시에는 풀업되어 있으며, 키눌림이 발생하면 로우(low) 신호가 CPU의 포트로 입력된다.6 shows a button input circuit, which uses four tick switches to select screen information of the LCD and to modify parameters of some systems. All four switches are pulled up normally, and when a key press occurs, a low signal is input to the CPU port.
도7은 딥 스위치 입력 회로를 나타내고 있으며, 스위치의 조작에 따라 모터 회전수 가변 설정 모드를 선택할 있고 모터의 회전 방향도 설정할 수 있다.Fig. 7 shows a dip switch input circuit, in which the motor speed variable setting mode can be selected and the rotation direction of the motor can be set according to the operation of the switch.
도8은 SD 메모리 인터페이스 회로를 나타내고 있으며, SD COM5 모델을 사용하며, 인터페이스는 시리얼 방식이고, CPU의 UARTO와 연결된다.Fig. 8 shows the SD memory interface circuit, which uses the SD COM5 model, and the interface is serial and connected to the UARTO of the CPU.
도9는 CAN 인터페이스 회로를 나타내고 있으며, 5V 표준 CAN 트랜시버를 사용하고, 노이즈 방지를 위해 공통모드 노이즈 필터를 사용한다. 외부의 과도한 서지나 순간 과전압에 보호될 수 있도록 6.8V 서지업소버를 사용한다. 표준 CAN D89를 추가 설계하여 외부 인터페이스가 가능하며, LAMP 2개 출력단자와 겸용으로 포트를 사용한다.Figure 9 shows a CAN interface circuit, using a 5V standard CAN transceiver, and using a common mode noise filter for noise protection. A 6.8V surge absorber is used to protect against external excessive surges or transient overvoltages. The additional design of the standard CAN D89 enables an external interface, and the port is used interchangeably with two LAMP outputs.
도10은 전원회로를 나타내고 있으며, 내부 배터리를 통해서 컨트롤러 전원인 5V를 생성한다. 스위칭 레귤레이션 방식을 이용하여 효율을 높여서 배터리의 소모를 최소화한다.10 shows a power supply circuit, which generates 5V of controller power through an internal battery. The switching regulation method improves efficiency to minimize battery consumption.
도11은 리얼타임클럭(RTC) 회로를 나타내고 있으며, 충전가능한 RTC 회로를 사용한다. 기본적으로 시스템의 시간정보를 얻기 위해 사용하며, 외부 크리스탈로는 32.768khz를 사용하여 시간정보의 정확성을 높일 수 있도록 한다. 시스템 전원 오프시에도 외부 3.6V 충전지에 의해 시간정보는 유지된다.11 shows a real time clock (RTC) circuit, which uses a chargeable RTC circuit. Basically, it is used to get the time information of the system and 32.768khz is used as the external crystal to improve the accuracy of the time information. Even when the system is powered off, time information is maintained by an external 3.6V rechargeable battery.
도12는 외부 센서로부터 4mA 내지 20mA 신호를 입력받는 아날로그 신호 컨디셔닝 회로이며, 최대 3채널의 외부센서와 연결하여 정보를 저장하는 데에 이용한다.12 is an analog signal conditioning circuit that receives a 4 mA to 20 mA signal from an external sensor, and is used to store information by connecting to an external sensor of up to three channels.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims that follow may be better understood. The embodiments described above are susceptible to various modifications and changes within the technical scope of the present invention by those skilled in the art. These various modifications and changes are also within the scope of the technical idea of the present invention, and will be included in the claims of the present invention described below.
10: 구동모터 12: 임펠러
14: 샤프트 20: 분배접시
24: 유입구 30: 상부받침대
40: 연장지지대 42: 연결부
44: 부력재 50: 길이조절부
60: 다리부10: drive motor 12: impeller
14: shaft 20: distribution plate
24: inlet 30: upper support
40: extension support 42: connection portion
44: buoyancy material 50: length adjustment unit
60: leg
Claims (5)
상기 받침대의 일측에 설치되어 상기 축전지의 충방전 및 상기 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며,
상기 컨트롤러는,
상기 태양전지판의 발전량에 따른 상기 축전지의 충전량에 비례하여 상기 모터의 분당 회전수를 제어하는 비례제어부; 및
상기 모터의 고장을 판단하는 기준 토크값을 설정하고, 일정 시간 내에 상기 모터에 걸리는 토크값이 상기 기준 값을 소정 횟수 초과하면 경고신호를 발생하며, 상기 경고신호가 발생하지 않으면 일정 간격으로 정상신호를 발생하는 상태알림부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 물 순환장치.A solar panel converting solar energy into electric power, a storage battery charging the electric power converted by the solar panel, a motor driven by the electric power, a pedestal on which the motor is placed, and a rotating shaft of the motor, An impeller rotating in an underwater space below the pedestal, a distribution plate for radially overflowing the water pumped by the impeller, and a buoyant material connected to the pedestal to float the pedestal on the surface of the water; In solar water circulator,
Is installed on one side of the pedestal further comprises a controller for controlling the charge and discharge of the battery and the drive of the motor,
The controller,
A proportional controller configured to control the number of revolutions per minute of the motor in proportion to the amount of charge of the storage battery according to the amount of power generated by the solar panel; And
A reference torque value for determining a failure of the motor is set, and a warning signal is generated when the torque value applied to the motor exceeds the reference value a predetermined number of times within a predetermined time period. Status notification unit for generating;
Solar water circulator comprising a.
상기 축전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 복수개의 램프를 가지는 발광수단을 더 포함하며,
상기 발광수단은 상기 상태알림부의 경고신호 또는 정상신호 중 어느 하나의 신호에 따라 소정 색상의 램프를 점멸시키는 것을 특징으로 하는 태양광 물 순환장치.The method of claim 1,
It further comprises a light emitting means having a plurality of lamps for emitting light by receiving power from the storage battery,
The light emitting unit is a solar water circulation device, characterized in that for blinking the lamp of a predetermined color according to any one of the warning signal or the normal signal of the status notification unit.
상기 컨트롤러는,
상기 축전지의 충전전력량 및 소비전력량을 소정 신호로 변환하여 데이터 파일로 저장하는 백업부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 물 순환장치.The method of claim 1,
The controller,
And a backup unit converting the charge power consumption and the power consumption of the battery into a predetermined signal and storing the data as a data file.
상기 컨트롤러는,
상기 백업부에 저장된 데이터를 태양광 물 순환장치를 기준으로 일정 범위 내에 위치한 외부 단말기로 전송하는 근거리통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 물 순환장치.The method of claim 3,
The controller,
And a short-range communication unit for transmitting the data stored in the backup unit to an external terminal located within a predetermined range with respect to the solar water circulation device.
상기 컨트롤러와 전기적으로 연결된 상태에서 일정 깊이의 수중 공간에 배치되어 수중에 녹아 있는 물질의 화학량을 전기신호로 변환하여 상기 백업부로 전송하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 물 순환장치.The method of claim 3,
And a sensor unit disposed in an underwater space having a predetermined depth while being electrically connected to the controller to convert a chemical quantity of a substance dissolved in water into an electrical signal and transmit the converted electrical signal to the backup unit.
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| KR101240570B1 (en) | 2012-11-05 | 2013-03-11 | 장성호 | Water circulating syatem |
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- 2013-08-28 KR KR1020130102718A patent/KR101326037B1/en active IP Right Grant
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