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정전용량 센서와 아날로그 멀티플렉서를 이용한 엘리베이터용 비접촉 버튼

Touchless Buttons for Elevators using a Capacitance Sensor and Analog Multiplexers

  • 이지영 ;
  • 정광현 ;
  • 김주성 ;
  • 이동호
  • Ji-Young Lee (Dept. of Mobile Convergence Engineering, Hanbat National University) ;
  • Gwanghyeon Jeong (Dept. of Semiconductor Systems Engineering, Hanbat National University) ;
  • Jusung Kim (Dept. of Electronic Engineering, Hanbat National University) ;
  • Dong-Ho Lee (Dept. of Mobile Convergence Engineering, Hanbat National University)
  • 투고 : 2024.06.17
  • 심사 : 2024.06.26
  • 발행 : 2024.06.30

초록

근래의 코로나 시대로 인해 접촉에 의한 감염을 방지하기 위해 다양한 방법들을 강구하고 있다. 그중 생활 속에서 많은 접촉이 일어나고 있는 엘리베이터에서의 감염 방지를 위해 비접촉 버튼을 개발하였다. 본 연구에서는 능동 차폐(active shield) 방식의 정전용량(capacitance) 센서를 이용하여 손가락이 접근했을 때의 커패시턴스 변화를 감지한다. 정전 전력 소모(static power consumption)가 없으며, 아날로그 멀티플렉서를 사용하여 일정 시간마다 돌아가면서 버튼을 센싱 하는 방식을 사용하여 상대적으로 가격이 비싼 센서칩을 하나만 사용하였다. 엘리베이터 버튼뿐만 아니라 터치 버튼, 자동문 등 일상에서 많은 사람들이 접촉하는 버튼을 높은 비용 추가 없이 대체 가능하다.

Due to the recent COVID-19 pandemic, various methods have been devised to prevent infections caused by physical contact. Among them, a non-contact button was developed to prevent infections in elevators, where many contacts occur in daily life. In this study, an active shield type capacitance sensor is used to detect changes in capacitance when a finger approaches. There is no static power consumption, and the relatively expensive ADC and MCU are reduced to one by sensing buttons every time using analog switches. In addition to the elevator buttons, this technology is expected to replace push-type buttons that many people contact in everyday life.

키워드

참고문헌

  1. Hyundai Elevator, "Clean Moving Solutions," https://www.hyundaielevator.co.kr/ko/technology/smart/clean-moving 
  2. G. W. Bang, "The Contactless Elevator Button using the Electrostatic Capacity," Journal of Industrial Convergence, vol.19, no.6, pp.67-72, 2021. DOI: 10.22678/JIC.2021.19.6.067 
  3. Texas Instruments, "FDC1004 4-Channel Capacitance-to-Digital Converter for Capacitive Sensing Solutions," https:/www.ti.com 
  4. F. Reverter, X. Li and G. C. M. Meijer, "Stability and Accuracy of Active Shielding for Grounded Capacitive Sensors," Measurement Science and Technology, vol.17, pp.2884-2890, 2006. DOI: 10.1088/0957-0233/17/11/004 
  5. Analog Devices, "ADG706 16-Channel Mutiplexer," https://www.analog.com 
  6. Analog Devices, "ADG1207 16-Channel Mutiplexer," https://www.analog.com 
  7. Texas Instruments, "TMUX4051 8-Channel Mutiplexer," https://www.analog.com 
  8. Arduino, "Arduino Due," https://store.arduino.cc/products/arduino-due