KR20170069201A - 전기 장치에 전기 접점을 구성하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

전기 장치에 전기 접점을 구성하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

일차 장치(400) 및 이차 장치(100)를 포함하고 있는 시스템이 제공되어 있으며, 일차 장치는 이차 장치 상의 전기 접점(302, 304, 306, 308, 310)과 체결하여 일차 장치와 이차 장치 사이의 전력 및 데이터 교환을 가능하게 하도록 구성되어 있는 전기 접촉 핀(402, 404, 406)을 가지며, 여기서 일차 장치는 n 개의 전기 접촉 핀을 가지며, 이때 n은 2보다 큰 양의 정수이고, 여기서 일차 장치 및 이차 장치는 일차 장치의 전기 접촉 핀이 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향으로 이차 장치의 전기 접점과 체결할 수 있도록 구성되어 있고, 복수의 허용된 상대적인 배향은 m 개의 별개의 전기적 배향을 포함하고, 여기서 m은 n보다 작은 양의 정수이고, 여기서 일차 장치는 이차 장치 상의 적어도 m 개의 서로 다른 전기 접점 쌍들 사이에서 측정된 전압을 일차 장치의 메모리에 저장된 전압 기록과 비교하여, 이차 장치가 일차 장치와 m 개의 전기 배향들 중 어느 것에 관련하는지를 결정하도록 구성되어 있다.

Description

전기 장치에 전기 접점을 구성하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONFIGURING ELECTRICAL CONTACTS IN ELECTRICAL DEVICE}
본 발명은 일차 장치에 전기적으로 연결된 이차 장치의 배향을 검출하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 여기서 이차 장치는 복수의 배향으로 일차 장치에 연결될 수 있다. 본 발명은 특히 일차 장치로부터 이차 장치를 충전하는 것과, 복수의 상이한 배향으로 충전 장치와 결합할 수 있는 대칭적으로 배치된 복수의 전기 접점으로 장치를 충전하는 것에 관한 것이다.
휴대용 전자 장치는 종종 재충전하기 위해서와, 소프트웨어 업데이트 또는 사용 데이터와 같이 데이터를 교환하기 위해 다른 전기 장치에 전기적으로 연결할 필요가 있다. 일반적으로 데이터는 한 세트의 전기 접점을 넘어 전달되고 전력은 다른 세트의 전기 접점을 넘어 전달된다.
올바른 전기 연결이 이루어져서 한 장치 상의 데이터 접점이 다른 장치 상의 데이터 접점과 접촉하고, 마찬가지로 한 장치 상의 전력 접점이 다른 장치 상의 전력 접점과 접촉하도록 보장하기 위해, 이전 시스템들은 부정확한 연결을 방지하기 위해 기계적 수단에 의존해 왔다. 이는 장치들이 단지 한 방향으로만 연결할 수 있다는 것을 의미하는데, 이는 최종 사용자에게 어려움을 줄 수 있으며 자극을 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 2개의 장치를 하나의 특정 배향으로 서로에 대해 강제하는 기계적 수단을 필요로 하지 않고 2개의 장치 상의 전력 및 데이터 접점이 정확하게 함께 짝을 이룰 수 있게 하는 것이다.
제1 측면에서는 일차 장치 및 이차 장치를 포함하고 있는 시스템이 제공되어 있으며, 상기 일차 장치는 이차 장치 상의 전기 접점과 체결하여 일차 장치와 이차 장치 사이의 전력 및 데이터 교환을 가능하게 하도록 구성되어 있는 전기 접촉 핀을 가지며, 여기서 상기 일차 장치는 n 개의 전기 접촉 핀을 가지며, 이때 n은 2보다 큰 양의 정수이고, 여기서 일차 장치 및 이차 장치는 일차 장치의 전기 접촉 핀이 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향으로 이차 장치의 전기 접점과 체결할 수 있도록 구성되어 있고, 복수의 허용된 상대적인 배향은 m 개의 별개의 전기적 배향을 포함하고, 여기서 m은 n보다 작은 양의 정수이고, 여기서 상기 일차 장치는 상기 이차 장치 상의 적어도 m 개의 서로 다른 전기 접점 쌍들 사이에서 측정된 전압을 일차 장치의 메모리에 저장된 전압 기록과 비교하여, 상기 이차 장치가 상기 일차 장치와 상기 m 개의 전기 배향들 중 어느 것에 관련하는지를 결정하도록 구성되어 있다.
일차 장치 및 이차 장치는 물리적으로 허용된 상대적인 배향의 수가 m보다 크도록 구성될 수도 있다.
도 1은 예시적인 이차 장치의 사시도이며;
도 2는 도 1의 이차 장치의 개략도이며;
도 3a는 도 2의 이차 장치의 말단면 상의 전기 접점의 배치를 도시하는 도면이며;
도 3b는 도 3a의 도면에 중첩된 도 1의 일차 장치 상의 전기 접점의 배치를 도시하는 도면이며;
도 4a는 예시적인 일차 장치의 사시도이며;
도 4b는 이차 장치에 연결된 도 4a의 일차 장치의 개략도이며;
도 5는 일차 장치에 대한 이차 장치의 허용된 배향의 개략도이며;
도 6은 이차 장치의 배향을 결정하기 위한 제1 배열의 도면이며;
도 7은 이차 장치의 배향을 결정하기 위한 제2 배열의 도면이며, 그리고
도 8은 일차 장치 내의 스위치들의 배열을 도시하고 있다.
한 구현예에서, n은 5와 동일하다. 이차 장치는 5개의 전기 접점을 가질 수도 있다. 각각의 전기 접점은 이차 장치의 하우징의 두 개의 인접한 측면에 걸쳐 있을 수도 있다. 따라서 5개의 전기 접점의 경우, 이차 장치는 10개의 면으로 된 하우징을 가질 수도 있으며, 각 접점은 하우징의 두 면에 걸쳐 있다. 5개의 접점은 전력 접점, 전기 접지 접점, 데이터 전송 접점, 데이터 수신 접점 및 전기 접지부에 연결된 예비 접점을 포함할 수도 있다.
상기 이차 장치는 다각형의 적어도 한 면에 돌출부가 있는 정다각형 형상의 단면을 갖는 외부 하우징을 가질 수도 있다. 한 구현예에서, 다각형은 십각형이다.
상기 일차 장치는 소켓을 포함할 수도 있으며, 여기서 상기 전기 접촉 핀은 상기 소켓 내에 제공되고, 소켓은 상기 이차 장치가 상기 소켓 내로 상기 복수의 허용된 상대적인 배향으로 상기 전기 접촉 핀과 체결할 수 있게 하는 형상을 갖는다.
일차 장치는 소켓의 외부에 베어링 표면을 포함할 수도 있으며, 여기서 베어링 표면은 이차 장치와 체결하고 일차 장치의 핀과 이차 장치의 접점 사이의 상대적인 배향을 방지하도록 구성되어 있다. 한 구현예에서, 베어링 표면은 소켓의 절반의 형상을 갖는 소켓의 에지로부터 연장되어 있는 표면이고 소켓과 체결될 때 이차 장치를 지지하도록 구성되어 있다.
한 구현예에서, m은 3과 동일하다. 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향은 5개의 허용된 상대적 배향으로 구성될 수 있다.
일차 장치는 서로 다른 전기 접촉 핀 쌍들에 전류를 인가하도록 구성되어 있는 제어기를 포함할 수도 있고 전압 기록을 저장하는 비휘발성 메모리를 포함하고 있고 상기 제어기는 서로 다른 전기 접촉 핀 쌍들 사이에서 측정된 전압을 전압 기록과 비교하도록 구성되어 있을 수도 있다. 일차 장치의 전력원을 사용하고 일차 장치 및 이차 장치의 상대적인 배향을 결정하기 위해 복수의 접촉 핀 쌍에 걸친 전압 강하를 측정하여, 이차 장치 내부에서 아무런 전력이 필요하지 않다. 예를 들어, 이차 장치의 배터리가 완전히 방전되었기 때문에 이차 장치에 사용 가능한 전력이 없는 경우이더라도 시스템이 작동할 수 있다.
임의의 적합한 스위치들이 사용될 수도 있지만, 한 구현예에서 스위치들 각각은 트랜지스터이다.
일차 장치는 이차 장치에서 이차 배터리를 충전하도록 구성된 충전 장치일 수도 있다. 일차 장치 내의 제어기는 충전 동작 이전에 이차 장치의 결정된 배향에 응답하여 복수의 스위치를 닫도록 구성될 수도 있다. 일차 장치는 전력원과 장치 상의 전기 접점 사이의 전류 제한 스위치와 병렬로 연결된 전류 제한 저항기를 더 포함할 수도 있으며, 여기서 제어기는 배향 동작 동안 전류 제한 스위치를 열린 채로 유지하도록 구성되어 있다. 이로 인해 배향 동작 동안 단지 제한된 전류 만이 이차 장치 접점으로 전달되지만 충전 동작 동안에는 더 큰 전류가 이차 장치로 전달될 수 있도록 보장한다.
유리하게는, 상기 이차 장치는 상기 이차 장치 상의 복수의 접점 쌍들 사이에 연결된 보호 다이오드를 포함하고 있다.
이차 장치는 전기 작동식 흡연 장치일 수도 있으며 기존 궐련의 크기와 비슷한 크기로 된 것일 수도 있다. 일차 장치는 이차 장치가 추가 장치에 연결하고 추가 장치와 전력 및 데이터를 교환할 수 있게 해주는 충전기 장치 또는 어댑터일 수도 있다. 예를 들어 일차 장치는 이차 장치 용 USB 어댑터일 수도 있다.
상기 이차 장치는 전기 작동식 흡연 시스템일 수도 있다.
제2 측면에서는, 이차 장치와 체결하도록 구성되어 있는 일차 장치에 전기 접점을 구성하는 방법이 제공되어 있으며, 상기 일차 장치는 이차 장치 상의 전기 접점과 체결하여 일차 장치와 이차 장치 사이의 전력 및 데이터 교환을 가능하게 하도록 구성되어 있는 전기 접촉 핀을 가지며, 여기서 상기 일차 장치는 n 개의 전기 접촉 핀을 가지며, 이때 n은 2보다 큰 양의 정수이고, 여기서 상기 일차 장치는 서로 다른 접촉 핀들이 일차 장치 내의 측정 구성요소 및 전기 접지부에 연결될 수 있게 하는 복수의 스위치를 가지고 여기서 일차 장치 및 이차 장치는 일차 장치의 전기 접촉 핀이 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향으로 이차 장치의 전기 접점과 체결할 수 있도록 구성되어 있고, 복수의 상대적인 배향은 m 개의 별개의 전기적 배향을 포함하고, 여기서 m은 n보다 작은 양의 정수이고, 이차 장치가 일차 장치와 체결될 때, 상기 복수의 스위치로부터 서로 다른 스위치 쌍을 순차적으로 닫아서, 상기 이차 장치 상의 적어도 m 개의 서로 다른 전기 접점 쌍을 일차 장치 내의 측정 구성요소에 연결하는 단계, 및 상기 측정 구성요소에 의해 측정된 전압을 일차 장치 내의 메모리에 저장된 전압 기록과 비교하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 스위치로부터 서로 다른 스위치 쌍을 순차적으로 닫는 상기 단계는 일차 장치의 전력 공급부를 이차 장치 상의 서로 다른 접점에 연결할 수도 있다.
제어기는 결정된 이차 장치의 배향에 응답하여 복수의 스위치를 닫도록 구성되어 있을 수도 있다. 이 방법으로 일차 장치의 전기 접점의 기능은 이차 장치의 배향에 따라 이차 장치의 전기 접점의 기능과 일치하도록 구성되어 있을 수 있다.
하나의 측면에서의 임의의 특징은 임의의 적절한 조합으로 다른 측면들에 적용될 수도 있다. 특히, 방법 측면들은 장치 측면들에 적용될 수도 있고, 그 반대일 수도 있다. 또한, 하나의 측면에서의 어느 하나, 일부 또는 모든 특징은 임의의 적절한 조합으로, 임의의 다른 측면에서의 어느 하나, 일부 또는 모든 특징에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 임의의 측면들에서 설명되고 정의된 다양한 특징들의 특정 조합이 구현되거나 공급되거나 독립적으로 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.
상기 장치의 이러한 측면들과 다른 측면들은 다음의 도면들을 참조하여 설명되는 다음의 예시적인 구현예들로부터 명백해질 것이다:
도 1은 이차 장치(100)의 한 구현예의 사시도를 보여주고 있다. 이 실시예에서 이차 장치(100)는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 흡연 물품을 수용하기에 적합한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치이다. 장치(102)는 세장형이며 2개의 대향하는 다각형 말단면(102 및 104)을 각각 포함하고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 장치(100)의 외부 하우징은 결합선(108, 110 및 112)에서 각각 결합된 4개의 부분을 포함하고 있다. 4개의 부분은 각각 제1 중앙부(116)에 부착된 제1 테이퍼형(tapered) 말단부(114), 제2 중앙부(118)에 부착된 제2 테이퍼형 말단부(120)이다. 버튼(106)은 돌출부에서 하우징 상에 제공되며, 이차 장치가 일차 장치와 체결할 수 있는 가능한 배향의 수를 제한하는 핵심 특징부로서이다.
이차 장치가 도 2에 개략적으로 예시되어 있다. 이차 장치(102)는 재충전가능 배터리(126), 이차 제어 전자장치(128) 및 전기 접점(130)을 포함하고 있다. 상술한 바와 같이, 이차 장치(102)의 재충전가능 배터리(126)는, 전기 접점(130)이 일차 장치(100)의 전기 접점(110)과 접촉하고 뚜껑이 밀폐된 위치에 있을 때에 일차 배터리(106)로부터 전력 공급을 수신하도록 구성되어 있다. 이차 장치(102)는 에어로졸 발생 물품(101)을 수용하도록 구성된 공동(132)을 더 포함하고 있다. 예를 들어 블레이드 히터 형태의 히터(134)가 공동(132)의 최하부에 제공되어 있다. 사용 시, 사용자는 이차 장치(102)를 활성화시키고, 전력이 배터리(126)로부터 제어 전자장치(128)를 통해 히터(134)에 공급된다. 히터는 에어로졸 발생 물품(104)의 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기에 충분한 표준 작동 온도로 가열된다. 이차 장치(102)의 구성요소들은 하우징(136) 내부에 수용되어 있다. 또한 버튼(106)이 도 2에 예시되어 있다.
도 4a는 일차 장치(400)를 보여주고 있다. 이 실시예에서 일차 장치(400)는 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 이차 장치 용 충전 장치이다. 일차 장치(400)는 퍼스널 컴퓨터의 USB 포트에 접속하도록 구성된 USB 충전 장치이다. 일차 장치는 케이블(442)에 의해 일차 장치의 하우징(440)에 연결된 USB 커넥터(444)를 포함하고 있다. 전력은 USB 연결을 통해 일차 장치에 공급된다. 기술될 것처럼, 일차 장치는 이차 장치가 전기 접점과 연결될 때에 충전기 회로, 제어 전자장치, 및 이차 장치에 충전기 회로로부터, 전력을 제공하도록 구성되어 있는 전기 접점을 포함하고 있다.
도 4b는 이차 장치가 체결된 일차 장치의 단면도를 보여주고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 일차 장치 상의 전기 접촉 핀(402, 404, 406)은 소켓(450) 내에 제공된다. 소켓(450)은 개구(446)와 함께 이차 장치(100)를 수용하도록 구성되어 있다. 베어링 표면(452)은 이차 장치를 지지한다. 베어링 표면은 이차 장치의 표면의 절반 또는 소켓의 절반, 즉 십분의 일에 대응하도록 형상화된다. 베어링 표면의 상부 범위는 점선(454)으로 표시된다. 이차 장치가 일차 장치와 전기적으로 체결될 때, 이차 장치의 하우징의 편평한 표면은 베어링 표면(452) 상에 놓이게 된다. 그러나 일차 장치 상의 지지면(452)과 이차 장치 상의 버튼(106)의 상호작용은 이차 장치가 몇몇 배향으로 전기 접촉 핀과 체결하는 것을 방지한다.
일차 장치는 이차 장치에 전력을 공급하고, 접촉 핀을 통해 이차 장치와 데이터를 교환하도록 구성되어 있다. 데이터 연결은 사용 통계, 작동 상태 정보 등과 같은 이차 장치로부터 데이터를 다운로드하도록 구성되어 있다. 또한 데이터 연결은 작동 프로토콜과 같이 일차 장치에서 이차 장치로 데이터를 업로드하도록 구성되어 있다. 작동 프로토콜은 이차 전원 공급부에서 히터로 전력을 공급할 때 사용할 전력 공급 프로파일을 포함할 수도 있다. 데이터는 이차 장치(100)에서 일차 장치(400)로 전달되어, 예를 들어 일차 장치 내의 제어 전자장치에 저장될 수도 있다. 그런 다음 데이터는 USB 커넥터를 통해 일차 장치(400) 외부로 전달될 수도 있다. 기술될 것처럼, 일차 장치는 일차 장치의 접촉 핀이 다른 구성에서 서로 다른 기능을 수행하도록 다른 구성들 사이에서 전환될 수 있다.
도 3a는 이차 장치(100)의 다각형 말단면(102)을 보여주고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 이 구현예의 다각형은 십각형이다. 버튼(106)은 기본 십각형 형상을 넘어서 돌출한다. 도 3a는 말단면(102)이 5개의 전기 접점(302, 304, 306, 308 및 310)을 가지며, 각각이 십각형 하우징의 2개의 인접한 측면에 걸쳐 있음을 보여주고 있다. 전기 접점은 이차 장치의 중심 축을 중심으로 회전 대칭 패턴으로 배치된다. 전기 접점은 일차 충전 장치(400)의 접촉 핀과 연결되도록 되어 있다. 접점(302)은 전력 입력 접점이고, 접점(304)은 전기 접지부 접점이고, 접점(306)은 데이터 전송 접점이고, 접점(308)은 또한 전기 접지부에 연결된 여분 접점이며, 접점(310)은 데이터 수신 접점이다.
도 3b는 일차 장치의 전기 접촉 핀의 위치가 겹쳐진 이차 장치의 말단면을 보여주고 있다. 이차 장치의 5개의 전기 접점에 대응하는 5개의 핀(402, 404, 406, 408, 410)이 있다. 각 핀은 이차 장치 상의 다른 전기 접점과 접촉되어 있음을 볼 수 있다. 도 3b는 또한 실선 윤곽선으로 도시된 핀의 위치에 대해 반시계 방향으로 36도 회전된, 이차 장치의 접점 상의 핀에 대한 다른 가능한 위치를 점선 윤곽선으로 보여주고 있다. 도시된 두 위치는 기계적으로는 다르지만 전기적으로 동일하다는 것을 알 수 있다.
일차 장치는 5개의 핀의 각각이 다음 중 각각에 연결되게 할 수 있도록 구성된다: 충전 시스템으로부터의 전력 출력, 전기 접지부, 및 일차 장치에 있는 이차 장치의 배향에 좌우되는 일차 장치의 CPU의 데이터 수신 및 데이터 전송 포트. 최종 사용자는 올바른 전기 구성에 대해 걱정할 필요 없이 기계적으로 가능한 어떠한 배향으로든지 이차 장치를 일차 장치의 소켓에 삽입할 수 있다.
이 실시예에서 버튼과 베어링 표면의 상호작용에 의해 5가지 배향이 방지되기 때문에, P1, P2, P3, P4 및 P5로 라벨링된 5가지 기계적으로 허용된 배향이 있다. 도 5는 허용된 배향을 예시하고 있다. 전기 접점(302, 304, 306, 308, 310) 각각이 도시되어 있으며 선(360)은 버튼의 위치를 나타내고 있다. 이 위치들에서 베어링 표면을 간섭하기 때문에 버튼이 수평 아래에 있을 수 없다. 일차 장치 상의 접촉 핀들(402, 404, 406, 408 및 410) 각각의 위치는 각각의 구성에 대해 도시되어 있다.
5가지 기계적으로 허용된 배향은 3가지 별개의 전기적 구성 만을 포함하고 있음을 알 수 있다. 전기적으로 P1은 P2와 같고, P3은 P4와 같다. 따라서 일차 장치는 3가지 다른 전기 구성 사이를 전환할 수 있어야 한다.
일차 장치에서 핀을 올바르게 구성하기 위해, 일차 장치는 먼저 이차 장치의 배향이 3가지 가능한 전기 구성 중 어느 것에 대응하는지 결정할 수 있어야 한다. 5가지 구성 모두에서, 핀(406 또는 408) 중 하나는 접지 접점(308 또는 304) 중 하나에 연결되고 전력 접점(302)은 항상 핀(410, 402 및 404) 중 하나에 연결된다는 것을 또한 알 수 있다.
도 6은 일차 장치가 이차 장치의 배향을 결정할 수 있게 하는 제1 배열을 도시하고 있다. 이 제1 배열에서는, 이차 장치에 있는 배터리로부터의 전압이 검출된다. 도 6은 이차 장치(100) 상의 접점에 연결된 일차 장치 상의 접촉 핀(402, 404, 406, 408, 410)의 개략도이다. 이차 장치 내의 배터리에 대한 전력 입력 라인이 접속되는 접점(410, 402 및 404)은 각각 스위치(610)에 의해 전압 분배기에 연결되어 있다. 전압 분배기는 저항기(602 및 604)를 포함하고 있다. 일차 장치의 CPU(606)는 2개의 저항기 사이의 전압을 판독하도록 구성되어 있다. 접촉 핀(406 및 408)은 스위치(612)를 통해 접지부에 연결되어 있다. 이 구현예에서, 스위치(610 및 612)는 CPU(606)에 의해 제어되는 트랜지스터이다.
배향 검출 프로세스는 핀들(410, 402 및 404) 중 어느 것이 이차 장치의 배터리에 연결되는지를 결정하기 위해 진행된다. 제1 단계(S1)에서, 접촉 핀(410 및 406)과 관련된 스위치가 폐쇄되도록 이차 장치가 배향(P1 또는 P2)에 있는 것으로 가정한다. 그런 다음 전압 분배기의 전압이 기록된다. 그런 다음 S2 단계에서 P3 또는 P4가 가정되고 핀(402 및 408)과 관련된 스위치가 닫히고 전압 분배기의 전압이 기록된다. 마지막으로 S3 단계에서 P5가 가정되고 핀(404 및 406)과 관련된 스위치가 닫히고 전압 분배기의 전압이 기록된다. 기록된 전압은 임계 값과 비교되고 비교 결과 높은 값 또는 1 또는 낮은 값 0이 주어진다. 하기 표 1은 이차 장치의 실제 배향에 따른 결과 전압을 보여주고 있다.
Figure pct00001
일차 장치에 대한 이차 장치의 특정 배향 또는 배향들에 해당하는 각각의 별개의 전기 구성은 S1, S2 및 S3 단계에서 고유한 결과를 갖는 것을 볼 수 있다. CPU는 기록된 결과를 메모리에 저장된 데이터베이스와 비교해서 전기 접촉 핀의 올바른 전기 구성을 추론할 수 있다.
일차 장치가 전기 접촉 핀을 구성하는 방법을 설명하기 전에, 대체적인 배향 검출 방법을 도 7을 참조하여 설명할 것이다. 이 실시예에서는, 일차 장치가 충전기이기 때문에, 이차 장치에 아무런 전력이 없을 가능성이 있다. 따라서 검출 배향 과정이 이차 장치의 전력원이 아닌 일차 장치의 전력원을 사용해서 검출을 수행하는 경우 유리하다. 도 7에 도시된 시스템에서, 검출되는 것은 이차 장치 상의 접지 접점 위치이다.
일차 장치 내의 전압원(605)은 저항기(608)를 통해, 각각의 스위치(610)를 통해, 접촉 핀(410, 402, 404)의 각각에 연결되어 있다. 접촉 핀(406 및 408)은 각각의 스위치(612)를 통해 접지부에 연결되어 있다. 스위치(610 및 612)는 CPU(606)에 의해 제어되는 트랜지스터이다. CPU는 핀(410, 402, 404)이 전압원(605)에 접속될 때 각각의 핀(410, 402 및 404)에서 전압을 측정하도록 구성되어 있다. 다시 전압을 낮은 임계 값에 비교하여 이진 값을 산출한다. 출력 전압이 0일 때 CPU는 이차 장치 상의 접지 접점에 연결되어야 한다
앞에서와 같이 스위치 쌍이 순차적으로 닫혀서 CPU에서 기록한 전압 시퀀스를 제공한다. 기록된 전압 시퀀스는 메모리에 저장된 시퀀스 데이터와 비교되어 일차 장치에 대한 이차 장치의 배향을 추론할 수 있다.
앞에서와 같이 스위치는 S1, S2 및 S3 단계에 따라 전환된다. 표 2는 CPU에 의해 기록된 결과 값을 보여주고 있다.
Figure pct00002
재차 일차 장치 및 이차 장치 사이의 전기적으로 구별되는 상대적인 배향의 각각이 고유한 전압 시퀀스를 제공한다는 것을 알 수 있다.
일차 장치에 대한 이차 장치의 배향이 알려지면, 이어서 일차 장치는 일차 장치 내의 올바른 기능부에 연결하기 위해 핀에 접촉하도록 구성해야 한다. 도 8은 올바른 구성을 달성할 수 있게 하는 일차 장치 내의 스위치들의 배열을 도시한 단순화된 다이어그램이다.
Vcc로 표시된 전력원은 이차 장치의 배향에 따라 핀(40, 402 및 404)을 연결해야 할 수도 있다. 따라서, Vcc를 이들 핀 중 하나에 선택적으로 연결하기 위해 스위치(610)가 제공된다. 핀(402, 404, 406, 408 및 410) 전부는 이차 장치의 배향에 따라 전기 접지부에 연결할 수 있어야 할 수도 있다. 따라서, 스위치들(612)이 핀들과 전기 접지부 사이에 제공된다. Tx로 표시된 데이터 전송 라인은 핀(410, 402 또는 408)에 연결해야 할 수도 있다. 데이터 수신 라인(Rx)는 핀(404, 406 또는 408)에 연결해야 할 수도 있다. 제1 3-상태 스위치(802)는 Tx를 핀(410 또는 402)에 선택적으로 연결하거나 어느 것에도 연결하지 않기 위해 제공된다. 제2 3-상태 스위치(804)는 Rx를 핀(404 또는 406)에 연결하기 위해 제공된다. 제3 3-상태 스위치(806)는 또한 핀(408)을 Tx 또는 Rx에 연결하거나 어느 것에도 연결하지 않기 위해 제공된다.
이 실시예에서 스위치들(610 및 612) 각각은 MOSFET이다. 각 스위치의 작동은 일차 장치의 CPU에 의해 제어된다. 일차 장치는 비휘발성 메모리 내에서 이차 장치의 각각 결정된 배향에 대한 스위치(610, 612, 802, 804 및 806)의 정확한 구성을 저장할 수도 있다. 그런 다음 CPU는 단순히 메모리로부터 스위치 구성을 검색하고 이에 따라 스위치를 제어할 수 있다.
전류 제한 저항기(810)는 배향 검출 과정에서 제한된 전류만 사용되도록 보장하기 위해 또한 제공된다. 역시 트랜지스터인 단락 스위치(812)는 충전 과정 동안 전류 제한 저항기를 단락시키기 위해 제공된다. 단락 스위치는 또한 CPU에 의해 제어된다.
설명된 구현예는 본 발명을 구현할 수 있는 많은 가능한 구현예의 단지 일례이다. 당 기술분야의 숙련라면 본 명세서가 단지 예시적으로 설명된 상기 구현예들의 세부 사항에 제한되도록 의도되지 않았다는 것을 이해할 것이다. 본 발명이 흡연 장치 및 충전 장치를 포함하고 있는 전기 가열식 흡연 시스템과 관련하여 설명되었지만, 상이한 전기 접점을 통해 전력 및 데이터를 교환하는 임의의 일차 장치 및 이차 장치가 본 발명을 구현하는데 사용될 수 있다는 것이 명백해야 한다.
100: 이차 장치
102: 장치, 다각형 말단면
104: 다각형 말단면
106: 버튼
108,110,112: 결합선
114: 말단부
116: 제1 중앙부
118: 제2 중앙부
120: 말단부
126: 재충전가능 배터리
128: 이차 제어 전자장치
130: 전기 접점
132: 공동
134: 히터
136,440: 하우징
302,304,306,308,310: 전기 접점
360: 선
400: 일차 장치
402,404,406,408,410: 핀
442: 케이블
444: USB 커넥터
446: 개구
450: 소켓
452: 베어링 표면
454: 점선
602,604,810: 저항기
605: 전압원
606: CPU
608: 저항기
610,612,802,804,806,812: 스위치

Claims (15)

  1. 일차 장치 및 이차 장치를 포함하는 시스템으로, 상기 일차 장치는 상기 이차 장치 상의 전기 접점과 체결하여 상기 일차 장치와 이차 장치 사이의 전력 및 데이터 교환을 가능하게 하도록 구성되어 있는 전기 접촉 핀을 가지고, 여기서 상기 일차 장치는 n 개의 전기 접촉 핀을 가지며, 이때 n은 2보다 큰 양의 정수이고, 여기서 상기 일차 장치 및 이차 장치는 상기 일차 장치의 전기 접촉 핀이 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향으로 상기 이차 장치의 전기 접점과 체결할 수 있도록 구성되어 있되, 상기 복수의 허용된 상대적인 배향은 m 개의 별개의 전기적 배향을 포함하고, 여기서 m은 1보다 크지만 n보다 작은 양의 정수이고, 여기서 상기 일차 장치는 제어기 및 서로 다른 접촉 핀들이 상기 제어기에 연결될 수 있게 하는 복수의 스위치를 포함하고, 여기서 상기 제어기는 서로 다른 전기 접촉 핀 쌍들에 전류를 인가하도록 구성되어 있고 전압 기록을 저장하는 비휘발성 메모리를 포함하고 여기서 상기 제어기는 상기 서로 다른 전기 접촉 핀 쌍들 사이에서 측정된 전압을 상기 전압 기록과 비교하여, 상기 이차 장치가 상기 일차 장치와 상기 m 개의 전기 배향들 중 어느 것에 관련하는지를 결정하도록 구성되어 있고, 여기서 상기 제어기는 상기 이차 장치의 결정된 배향에 응답하여 복수의 상기 스위치를 닫도록 구성되어 있는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일차 장치 및 상기 이차 장치는 물리적으로 허용된 상대적인 배향의 수가 m보다 크도록 구성되어 있는, 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, n은 5와 동일한, 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차 장치는 5개의 전기 접점을 가지는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 5개의 접점은 전력 접점, 전기 접지 접점, 데이터 전송 접점, 데이터 수신 접점 및 전기 접지부에 연결된 예비 접점을 포함하는, 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차 장치는 다각형의 적어도 한 면에 돌출부가 있는 정다각형 형상의 단면을 갖는 외부 하우징을 가지는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다각형은 십각형인, 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 일차 장치는 소켓을 포함하고, 여기서 상기 전기 접촉 핀은 상기 소켓 내에 제공되고, 여기서 소켓은 상기 이차 장치가 상기 소켓 내로 상기 복수의 허용된 상대적인 배향으로 상기 전기 접촉 핀과 체결할 수 있게 하는 형상을 갖는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 일차 장치는 상기 소켓의 외부에 베어링 표면을 포함하고, 여기서 상기 베어링 표면은 상기 이차 장치와 체결하고 상기 일차 장치의 핀과 상기 이차 장치의 접점 사이의 일부 상대적인 배향을 방지하도록 구성되어 있는, 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, m은 3과 동일한, 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향은 5개의 허용된 상대적인 배향으로 구성되어 있는, 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일차 장치는 전력원과 상기 장치 상의 전기 접점 사이의 전류 제한 스위치와 병렬로 연결된 전류 제한 저항기를 포함하고, 여기서 상기 제어기는 배향 결정 동작 동안 상기 전류 제한 스위치를 열린 채로 유지하도록 구성되어 있는, 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일차 장치는 상기 이차 장치에서 이차 배터리를 충전하도록 구성된 충전 장치인, 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차 장치는 전기 작동식 흡연 시스템인, 시스템.
  15. 이차 장치와 체결하도록 구성되어 있는 일차 장치에 전기 접점을 구성하는 방법으로, 상기 일차 장치는 상기 이차 장치 상의 전기 접점과 체결하여 상기 일차 장치와 이차 장치 사이의 전력 및 데이터 교환을 가능하게 하도록 구성되어 있는 전기 접촉 핀을 가지고, 여기서 상기 일차 장치는 n 개의 전기 접촉 핀을 가지고, 이때 n은 2보다 큰 양의 정수이고, 여기서 상기 일차 장치는 서로 다른 접촉 핀들이 상기 일차 장치 내의 측정 구성요소 및 전기 접지부에 연결될 수 있게 하는 복수의 스위치를 가지고 여기서 상기 일차 장치 및 이차 장치는 상기 일차 장치의 전기 접촉 핀이 복수의 서로 다른 허용된 상대적인 배향으로 상기 이차 장치의 전기 접점과 체결할 수 있도록 구성되어 있되, 상기 복수의 상대적인 배향은 m 개의 별개의 전기적 배향을 포함하고, 여기서 m은 1보다 크지만 n보다 작은 양의 정수이고, 상기 이차 장치가 상기 일차 장치와 체결될 때, 상기 복수의 스위치로부터 서로 다른 스위치 쌍을 순차적으로 닫아서, 상기 이차 장치 상의 적어도 m 개의 서로 다른 전기 접점 쌍을 상기 일차 장치 내의 측정 구성요소에 연결하는 단계, 및 상기 측정 구성요소에 의해 측정된 전압을 상기 일차 장치 내의 메모리에 저장된 전압 기록과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
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