KR20200072776A - 정전용량 압력검출방식의 iot연동 매트형 센싱 장치 - Google Patents

정전용량 압력검출방식의 iot연동 매트형 센싱 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IOT 외부 기기와 연동할 수 있고, 외부 압력이 작용하는 위치를 정확히 검출할 수 있도록 하여 위치검출 정확도를 높이고, 검출 범위를 확장할 수 있는 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 탄성 복원가능한 재질로 이루어지는 메인 유전체층; 상기 메인 유전체층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 구비되고 탄성 재질로 이루어지며, 상기 메인 유전체층의 탄성율과 다른 탄성율을 갖고 이루어지는 서브 유전체층; 상기 메인 유전체층의 상면에 구비되는 서브 유전체층의 상면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되는 전도성 재질의 복수의 상부 전극; 상기 메인 유전체층의 하면에 구비되는 서브 유전체층의 하면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되고 상기 상부 전극과 평면적으로 직교되게 구비되는 전도성 재질의 복수의 하부 전극; 상기 상부 전극과 하부 전극이 구비된 서브 유전체층을 커버하는 플랙시블한(flexible) 재질의 커버체; 및 상기 복수의 상부 전극 각각의 커넥터와 상기 복수의 하부 전극 각각의 커넥터가 연결되고, 상기 상부 전극과 하부 전극 사이에서 발생되는 정전용량 변화에 따른 측정신호를 검출하고, IOT 외부 기기와 무선 통신하여 IOT 외부 기기를 제어하는 제어 신호를 발신하는 IOT연동 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치가 제공된다.

Description

정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치{IOT INTERWORKING MAT TYPE SENSING DEVICE OF CAPACITANCE PRESSURE DETECTING TYPE}
본 발명은 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 IOT기기와 연동할 수 있도록 하여 기능성을 향상시키고, 외부 압력이 작용하는 위치를 정확히 검출할 수 있도록 하여 위치검출 정확도를 높이고, 검출 범위를 확장할 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있는 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 관한 것이다.
일반적으로 정전용량 압력센서는 유전체에 해당하는 공간 내에 서로 평행하게 배치되는 두 개의 전극을 구비한다.
이와 같이 서로 평행한 두 개의 전극을 구비하는 정전용량 압력 센서의 경우, 외부에서 압력이 가해질 때 멤브레인(membrane)으로서의 전극이 마주하게 배치되는 전극으로 평평한 상태로 유동하는 것이 아니라 적어도 어느 일부분에서 굴곡되게 유동하기 때문에 정전 용량의 변화에 선형성을 갖는 것을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 센싱 감도 또한 충분하게 확보하지 못하고 있다.
이에, 최근에는 멤브레인으로서의 전극을 다소 큰 질량 및 체적을 갖는 하나의 덩어리로 이루어지는 메사(mesa) 구조로 구비시킴으로써 정전 용량의 변화에 대한 선형성의 향상과 함께 센싱 감도까지도 충분하게 확보하고 있다. 언급한 하나의 덩어리로 이루어지는 메사 구조를 갖는 정전 용량 압력 센서에 대한 예들은 일본 특허공개 1998-111202호 등에 개시되어 있다.
그러나 언급한 인용 문헌 1에 개시된 정전 용량 압력 센서는 메사 구조의 전극이 다소 큰 질량을 갖기 때문에 관성력에 의해 외부 충격, 진동 등에 의한 영향을 쉽게 받을 수 있고, 그 결과 정밀한 센싱이 이루어지지 못하는 단점이 있다. 또한, 언급한 정전 용량 압력 센서는 메사 구조의 전극이 다소 큰 체적을 갖기 때문에 열팽창으로 인한 변형율의 편차가 크고, 그 결과 가혹 조건 등에서 정상적인 센싱 정밀도를 유지하지 못하는 단점이 있다.
또한, 정전용량 방식의 압력센서는 다양한 분야의 제품에 채용되고 있으며, 특히 저비용이면서 대면적에서의 센싱(sensing)에 대한 신뢰성 있는 검출이 가능한 압력 감지 매트에 관한 기술에 대하여 관심이 높아지고 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1394316(2014.09.23. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2012-0115636(2012.10.19. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2017-0130114(2017.11.28. 공개) 일본국 특개평 10-111202 (1998.04.28. 공개)
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 외부 IOT기기와 연동할 수 있도록 하여 기능성을 향상시키고, 외부 압력이 작용하는 위치를 정확히 검출할 수 있도록 하여 위치검출 정확도를 높이고, 검출 범위를 확장할 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있는 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 적용 제품의 신뢰성을 향상시키고, 적용 제품의 수명을 연장시킬 수 있는 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 탄성 복원가능한 재질로 이루어지는 메인 유전체층; 상기 메인 유전체층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 구비되고 탄성 재질로 이루어지며, 상기 메인 유전체층의 탄성율과 다른 탄성율을 갖고 이루어지는 서브 유전체층; 상기 메인 유전체층의 상면에 구비되는 서브 유전체층의 상면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되는 전도성 재질의 복수의 상부 전극; 상기 메인 유전체층의 하면에 구비되는 서브 유전체층의 하면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되고 상기 상부 전극과 평면적으로 직교되게 구비되는 전도성 재질의 복수의 하부 전극; 상기 상부 전극과 하부 전극이 구비된 서브 유전체층을 커버하는 플랙시블한(flexible) 재질의 커버체; 및 상기 복수의 상부 전극 각각의 커넥터와 상기 복수의 하부 전극 각각의 커넥터가 연결되고, 상기 상부 전극과 하부 전극 사이에서 발생되는 정전용량 변화에 따른 측정신호를 검출하고, IOT 외부 기기와 무선 통신하여 IOT 외부 기기를 제어하는 제어 신호를 발신하는 IOT연동 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 메인 유전체층의 상면에 구비되는 서브 유전체층은 상기 메인 유전체층의 탄성율보다 작은 탄성율을 갖는 소정 두께의 상부 유전체층으로 이루어지고, 상기 메인 유전체층의 하면에 구비되는 서브 유전체층은 상기 메인 유전체층의 탄성율보다 탄성율이 크고, 상기 상부 유전체층의 탄성율보다 탄성율이 작은 소정 두께의 하부 유전체층으로 이루어지고, 상기 상부 유전체층은 상기 메인 유전체층의 유전율과 동일하거나 그보다 작은 유전율을 가지며, 두께가 다른 하나 이상의 유전체층으로 이루어지며, 상기 하부 유전체층은 상기 메인 유전체층의 유전율과 동일하거나 그보다 큰 유전율을 가지며, 두께가 다른 하나 이상의 유전체층으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 서브 유전체층은 유전율, 탄성율 및 두께에서 상기 메인 유전체층과 다르게 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 서브 유전체층은 상기 IOT연동 매트형 센싱 장치가 적용되는 제품에 따라 유전율, 탄성율 및 두께 중 적어도 하나가 다른 유전체층으로 적용되어 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 IOT연동 제어모듈은 상기 상부 전극과 하부 전극이 교차하는 지점에 압력이 가해져 그 교차 지점에서의 정전용량의 변화량을 입력받는 정전변화량 검출부; 상기 정전변화량 검출부에서 검출된 정전변화량이 미리 설정된 설계검출 정전용량에 도달하는 경우, 해당 센싱 위치에 대한 좌표 신호를 생성하는 좌표신호 생성부; 하나 이상의 좌표 신호를 입력하고, 입력된 좌표신호에 따라 연동할 IOT 외부기기를 셋팅하도록 구성되는 좌표신호 셋팅부; 상기 IOT 외부 기기와 페어링되도록 구성되는 페어링 모듈부; 및 상기 좌표신호 생성부에서 생성된 좌표신호와 상기 좌표신호 셋팅부에서 셋팅된 좌표신호를 비교하여, 해당 셋팅된 좌표신호와 매칭되는 IOT 외부기기를 온/오프 제어하기 위한 제어신호를 상기 페어링 모듈부를 통해 송신하는 IOT기기 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 의하면, IOT 기기와 근거리 통신하여 IOT기기를 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 대면적 제품에서의 센싱을 신뢰성 있게 실행할 수 있고, 외부 압력이 작용하는 위치를 정확히 검출할 수 있도록 하여 위치검출 정확도를 높일 수 있고, 내구성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 적용 제품의 신뢰성을 향상시키고, 적용 제품의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 시제작품을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 내부 구성을 분해하여 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 포함되는 탄성 절연층의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치를 구성하는 IOT연동 제어모듈의 구성을 블록화하여 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 정전용량 검출모듈을 통해 해당 좌표에서 정전용량 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하는 경우에 좌표 신호를 생성 출력하는 예시를 나타내는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 시제작품을 나타낸 사진이고, 도 2는 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 측면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 내부 구성을 분해하여 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 포함되는 탄성 절연층의 구성을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치를 구성하는 IOT연동 제어모듈의 구성을 블록화하여 나타내는 도면이다. 도 2에서 상부 전극(310)의 상면에 나타낸 숫자는 본 발명의 센싱 장치의 예시에서의 채널 좌표 신호를 나타낸다.
본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치는, 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 탄성 복원가능한 재질로 이루어지는 메인 유전체층(100); 상기 메인 유전체층(100)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 구비되고 탄성 재질로 이루어지며, 상기 메인 유전체층(100)의 탄성율과 다른 탄성율을 갖고 이루어지는 서브 유전체층(210, 220); 상기 메인 유전체층(100)의 상면 또는 상기 메인 유전체층(100)의 상면에 구비되는 서브 유전체층(210)의 상면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되는 전도성 재질의 복수의 상부 전극(310); 상기 메인 유전체층(100)의 하면 또는 상기 메인 유전체층(100)의 하면에 구비되는 서브 유전체층(220)의 하면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되고 상기 상부 전극(310)과 평면적으로 직교되게 구비되는 전도성 재질의 복수의 하부 전극(320); 상기 상부 전극(310)과 하부 전극(320)이 구비된 서브 유전체층(210, 220)을 커버하는 플랙시블한(flexible) 재질의 커버체(101); 및 상기 복수의 상부 전극(310) 각각의 커넥터(입력 핀)와 상기 복수의 하부 전극(320) 각각의 커넥터(출력 핀)이 연결되고, 상기 상부 전극(310)과 하부 전극(320) 사이에서 발생되는 정전용량 변화에 따른 측정신호를 검출하고, 검출된 측정신호를 기초로 IOT 외부 기기와 무선 통신하여 IOT 외부 기기를 제어하는 제어 신호를 발신하는 IOT연동 제어모듈(400);을 포함한다.
상기 메인 유전체층(100)은 소정 유전율과 탄성율을 갖는 소프트한 재질로 이루어지는 것으로, 예를 들면 상기 메인 유전체층(100)은 포론(phorone)으로 이루어지거나 3D 메쉬 소재지로 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 서브 유전체층(210, 220)은 상기 메인 유전체층(100)의 상면에 구비되고, 상기 메인 유전체층(100)의 탄성율보다 상대적으로 탄성율이 작은, 즉 상기 메인 유전체층(100)보다 상대적으로 딱딱한(hard) 탄성 재질로 이루어지는 소정 두께의 상부 유전체층(210), 및 상기 메인 유전체층(100)의 하면에 구비되고, 상기 메인 유전체층(100)의 탄성율보다 탄성율이 크고, 상기 상부 유전체층(210)의 탄성율보다 탄성율이 작은 소정 두께의 하부 유전체층(220)을 포함한다.
또한, 상기 서브 유전체층(210, 220)에서 상부 유전체층(210)은 상기 메인 유전체층(100)의 유전율과 동일하거나 상대적으로 그보다 작은 유전율을 갖도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 서브 유전체층(210, 220)에서 하부 유전체층(220)은 상기 메인 유전체층(100)의 유전율과 동일하거나 상대적으로 그보다 큰 유전율을 가지며, 두께가 다른 것으로 이루어질 수 있다.
여기에서, 상기 하부 유전체층(220)은 유전율, 탄성율 및 두께에서 이들의 조합이 다른 둘 이상의 층으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 발명은 상기 메인 유전체층(100)과 서브 유전체층(210, 220)을 구성 시, 메인 유전체층(100) 및 그의 상면과 하면 또는 어느 일면에 보조적인 유전체층으로 구성됨에 있어 어느 하나의 구성요소에 대하여 유전율, 탄성율 및/또는 두께를 달리하여 선택 채용함으로써, 적용하고자 하는 제품에 대하여 미리 설계된 설계검출 정전용량에 대한 센싱 정도가 조정될 수 있도록 하여 적용 제품에 대한 범용성과 제작성 그리고 생산성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게, 본 발명은 메인 유전체층(100)과 상면 유전체층(210)을 통해 기준 범위의 설계검출 정전용량을 갖도록 하여 내구성과 검출 확장성을 확보한 상태에서, 그 메인 유전체층(100)의 하면에 구비되는 하부 유전체층(220)의 탄성율, 유전율 및/또는 두께를 달리하여 적용함으로써 다른 제품이더라도 유전체층을 구성하는 생산 라인을 동일 생산 라인으로 하여 생산할 수 있게 된다.
계속해서, 상부 전극(310) 및 하부 전극(320)은 전도성 재질의 스트립 전극판으로 이루어지는 것으로, 전도성 테이프 또는 전도성 물질이 유전체층에 도포되어 이루어질 수 있다.
상기 커버체(101)는 예를 들면 방석이나 자동차 시트 등 제품의 경우 부직포나 천, 인조가죽과 같이 외부 작용 압력을 상부 전극(310) 측으로 원할하게 전달할 수 있는 소프트(soft)한 재질이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 IOT연동 제어모듈(400)은 상기 상부 전극(310)과 하부 전극(320)이 교차하는 지점에 압력이 가해져 그 해당 센싱 위치(검출 채널)의 정전용량의 변화량을 입력받는 정전변화량 검출부(410)와, 상기 정전변화량 검출부(410)에서 검출된 정전변화량이 미리 설정된 설계검출 정전용량에 도달하는 경우, 해당 센싱 위치에 대한 좌표 신호를 생성하는 좌표신호 생성부(420)와, 하나 이상의 좌표 신호를 입력하고, 입력된 좌표신호에 따라 연동할 IOT 외부기기를 셋팅하도록 구성되는 좌표신호 셋팅부(430)와, IOT 외부 기기와 페어링되도록 구성되는 페어링 모듈부(440), 상기 좌표신호 생성부(420)에서 생성된 좌표신호와 상기 좌표신호 셋팅부(430)에서 셋팅된 좌표신호를 비교하여, 해당 셋팅된 좌표신호와 매칭되는 IOT 외부기기를 온/오프 제어하기 위한 제어신호를 상기 페어링 모듈부(440)를 통해 송신하는 IOT기기 제어부(440), 및 상기 각 구성부를 커버하는 모듈 케이스(450)를 포함한다.
상기 IOT연동 제어모듈(400)의 동작을 도 7 및 도 8을 더 참조하여 상세히 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, 도 8은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치의 정전용량 검출모듈을 통해 해당 좌표에서 정전용량 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하는 경우에 좌표 신호를 생성 출력하는 예시를 나타내는 도면이다.
상기 IOT연동 제어모듈(400)의 정전변화량 검출부(410)에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이 상부 전극(310)과 하부 전극(320)이 교차하는 지점에 압력이 가해져 그 해당 센싱 위치(검출 채널)의 정전용량의 변화량을 입력받는다.
그리고 상기 좌표신호 생성부(420)는 상기 정전변화량 검출부(410)에서 검출된 정전용량 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하는 경우(도 7의 (B)), 해당 센싱 위치에 대한 좌표 신호를 생성하고, 생성된 신호는 IOT기기 제어부(440)로 전달된다.
여기에서, 상기 좌표신호 생성부(420)에서는 도 7의 (A)에서는 압력이 가해지는 센싱 위치에서의 정전용량의 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하지 않은 경우를 나타내는 것으로, 이 경우 좌표 신호를 생성하지 않으며 IOT 외부 기기를 제어하기 위한 신호 출력을 실행하지 않게 된다.
상기 좌표신호 생성부(420)에서는 상부 전극(310)과 하부 전극(320) 간에 교차되는 지점을 각각의 채널 좌표 신호(좌표 신호)로 하여 해당 센싱 위치 각각에서의 정전용량의 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하는 경우에 해당 좌표 신호를 생성하여 출력하게 된다.
다시 말해서, 사용자가 소정 위치를 가압하게 되면, 가압된 검출 위치(센싱 포인트)의 상부 전극(30)과 하부극판(40) 사이의 거리(d)가 가변(줄어들게) 되고, 이런 거리(d)의 변화에 따라 C=μA/d의 공식(여기에서 C는 정전용량, μ는 유전율, A는 면적, d는 극판 사이의 거리)에 해당하는 정전용량변화가 발생하고, 이때 정전용량의 변화량은 가압 위치와 압력의 크기에 따라 다르게 나타나게 되며, 좌표신호 생성부(420)는 이러한 정전용량의 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하는 경우에 해당 위치(채널)에서 좌표 신호를 생성하게 된다. 도 8은 해당 좌표에서 정전용량 변화량이 설계검출 정전용량에 도달하는 경우에 좌표 신호를 생성 출력하는 예시를 나타내는 도면이다.
이에 따라 각 해당 지점의 좌표에서 설계검출 정전용량에 만족하는 경우에만 해당 좌표 신호 각각을 생성함으로써 검출위치의 정확도 및 복수 위치에서의 검출을 실행할 수 있게 된다. 도면에 나타낸 예시에서는 이러한 복수의 상부 및 하부 전극에 의해 형성된 검출 지점이 4×4의 검출 채널로 이루어지는 경우를 나타내고 있다.
상기 좌표신호 셋팅부(430)는 모듈 케이스(450)에 외면에 설정 버튼이 구비되고, 페어링 모듈부(400)를 통해 IOT 외부기기와 페어링 시킨 상태에서 2~3초 동안 설정 버튼을 누른 후, 좌표 신호(검출 채널)를 설정한 다음(즉, 온/오프 각각에 대한 좌표 신호), 해당 온/오프 좌표 신호에 의해 IOT 외부 기기가 온/오프 제어되도록 설정되게 된다. 상기 좌표신호 셋팅부(430)는 소정 IOT외부 기기와 설정되게 되는 과정에서 비프음 및/또는 LED를 점멸하여 IOT외부 기기와의 설정 여부를 청각적 및/또는 청각적으로 고지할 수 있도록 이루어질 수 있다.
이후 IOT 외부 기기와 페어링 된 상태에서, 상기 IOT기기 제어부(450)에서는 해당 좌표 신호가 입력되게 되면, IOT 외부 기기는 온(ON) 또는 오프 되게 된다.
본 발명에서 IOT 외부 기기는 페어링 가능하게 페어링 송수신 모듈이 갖는 IOT전등이나 전자 기기일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치에 의하면, IOT 기기와 근거리 통신하여 IOT기기를 제어할 수 있고, 대면적 제품에서의 센싱을 신뢰성 있게 실행할 수 있고, 외부 압력이 작용하는 위치를 정확히 검출할 수 있도록 하여 위치검출 정확도를 높일 수 있고, 내구성을 증대시킬 수 있으며, 적용 제품의 신뢰성을 향상시키고, 적용 제품의 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 메인 유전체층
101: 커버체
210: 서브 유전체층(상부 유전체층)
220: 서브 유전체층(하부 유전체층)
310: 상부 전극
320: 하부 전극
400: IOT연동 제어모듈
410: 정전변화량 검출부
420: 좌표신호 생성부
430: 좌표신호 셋팅부
440: 페어링 모듈부
450: IOT기기 제어부

Claims (5)

  1. 탄성 복원가능한 재질로 이루어지는 메인 유전체층;
    상기 메인 유전체층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 구비되고 탄성 재질로 이루어지며, 상기 메인 유전체층의 탄성율과 다른 탄성율을 갖고 이루어지는 서브 유전체층;
    상기 메인 유전체층의 상면에 구비되는 서브 유전체층의 상면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되는 전도성 재질의 복수의 상부 전극;
    상기 메인 유전체층의 하면에 구비되는 서브 유전체층의 하면에 구비되되, 일정 간격으로 배치되고 상기 상부 전극과 평면적으로 직교되게 구비되는 전도성 재질의 복수의 하부 전극;
    상기 상부 전극과 하부 전극이 구비된 서브 유전체층을 커버하는 플랙시블한(flexible) 재질의 커버체; 및
    상기 복수의 상부 전극 각각의 커넥터와 상기 복수의 하부 전극 각각의 커넥터가 연결되고, 상기 상부 전극과 하부 전극 사이에서 발생되는 정전용량 변화에 따른 측정신호를 검출하고, IOT 외부 기기와 무선 통신하여 IOT 외부 기기를 제어하는 제어 신호를 발신하는 IOT연동 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 유전체층의 상면에 구비되는 서브 유전체층은 상기 메인 유전체층의 탄성율보다 작은 탄성율을 갖는 소정 두께의 상부 유전체층으로 이루어지고,
    상기 메인 유전체층의 하면에 구비되는 서브 유전체층은 상기 메인 유전체층의 탄성율보다 탄성율이 크고, 상기 상부 유전체층의 탄성율보다 탄성율이 작은 소정 두께의 하부 유전체층으로 이루어지고,
    상기 상부 유전체층은 상기 메인 유전체층의 유전율과 동일하거나 그보다 작은 유전율을 가지며, 두께가 다른 하나 이상의 유전체층으로 이루어지며,
    상기 하부 유전체층은 상기 메인 유전체층의 유전율과 동일하거나 그보다 큰 유전율을 가지며, 두께가 다른 하나 이상의 유전체층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 유전체층은 유전율, 탄성율 및 두께에서 상기 메인 유전체층과 다르게 이루어지는
    정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 유전체층은 상기 IOT연동 매트형 센싱 장치가 적용되는 제품에 따라 유전율, 탄성율 및 두께 중 적어도 하나가 다른 유전체층으로 적용되어 구비되는
    정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IOT연동 제어모듈은
    상기 상부 전극과 하부 전극이 교차하는 지점에 압력이 가해져 그 교차 지점에서의 정전용량의 변화량을 입력받는 정전변화량 검출부;
    상기 정전변화량 검출부에서 검출된 정전변화량이 미리 설정된 설계검출 정전용량에 도달하는 경우, 해당 센싱 위치에 대한 좌표 신호를 생성하는 좌표신호 생성부;
    하나 이상의 좌표 신호를 입력하고, 입력된 좌표신호에 따라 연동할 IOT 외부기기를 셋팅하도록 구성되는 좌표신호 셋팅부;
    상기 IOT 외부 기기와 페어링되도록 구성되는 페어링 모듈부; 및
    상기 좌표신호 생성부에서 생성된 좌표신호와 상기 좌표신호 셋팅부에서 셋팅된 좌표신호를 비교하여, 해당 셋팅된 좌표신호와 매칭되는 IOT 외부기기를 온/오프 제어하기 위한 제어신호를 상기 페어링 모듈부를 통해 송신하는 IOT기기 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    정전용량 압력검출방식의 IOT연동 매트형 센싱 장치.
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