JP4981489B2 - Air switching system - Google Patents
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Description
本発明は、交流配線上の負荷を無線により制御するエアスイッチングシステムに関する。 The present invention relates to an air switching system that wirelessly controls a load on an AC wiring.
一般的な交流配線は、図5(a)に示すように、一方の配電線路L1が交流電源51から負荷52に直接接続され、他方の配電線路L2が交流電源51から機械的な手動スイッチ53を介して負荷52に接続されている。このため、手動スイッチ53には交流電源51のどちらか一極しか通電されていない。この種の交流配線Lを利用して、負荷52を無線で制御する場合、手動スイッチ53にかえ、図5(b)に示すように、リレーやトライアック等の電動スイッチ54を負荷52と直列に設ける必要がある。しかし、この場合、電動スイッチ54やその制御回路を動作させるための電力を既設の交流配線Lから取得することができない。
As shown in FIG. 5A, in the general AC wiring, one distribution line L1 is directly connected to the
そこで、従来、既設配線を使用しないで、負荷を無線でON/OFF制御するスイッチングシステムが提案されている。例えば、特許文献1には図6に示すようなスイッチングシステム61が記載されている。このシステム61は、ブレーカ62と負荷52との間に電源ラインPLを配線し、電源ラインPL上の制御ユニット63に電動スイッチ54を制御する受信制御部64を設け、壁面に取り付けた操作ユニット65に電池と無線送信部を内蔵し、操作ユニット65からの無線信号により電動スイッチ54をON/OFFして、負荷52を制御できるように構成されている。
ところが、従来のスイッチングシステム61によると、操作ユニット65の電池を定期的に交換する面倒があるうえ、制御ユニット63の電源を確保するために、新たに電源ラインPLを引き回す必要があった。また、従来、壁面に既設の手動スイッチとリモコンとを併用し、負荷に付設した電動スイッチをON/OFFするシステムも知られているが、これによると、既設配線上の手動スイッチがOFFになっているとき、電動スイッチを動作させることができず、例えば、複数の部屋の照明を遠隔地から集中制御するような場合に、一部の部屋で照明を制御できなくなるという問題点があった。
However, according to the
本発明の目的は、上記課題を解決し、既設配線をそのまま利用した簡単かつ経済的な設備で、負荷を無線により集中的に遠隔制御できる新規なエアスイッチングシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a novel air switching system capable of centrally and remotely controlling a load with a simple and economical facility using existing wiring as it is.
上記の課題を解決するために、本発明のエアスイッチングシステムは、交流配線上の負荷を無線により制御するシステムにおいて、負荷と同じ交流配線上に、手動スイッチを備えた操作ユニットと、電動スイッチにより負荷を制御する制御ユニットとを備える。操作ユニットには、手動スイッチの操作に応じた無線信号を出力する制御部と、制御部を動作させるための電力を交流配線から取り出す電源部とが設けられる。制御ユニットには、操作ユニットから受信した無線信号に基づいて電動スイッチを制御する制御部と、制御部を動作させるための電力を交流配線から取り出す電源部とが設けられる。 In order to solve the above problems, an air switching system according to the present invention is a system that wirelessly controls a load on an AC wiring, and includes an operation unit having a manual switch on the same AC wiring as the load, and an electric switch. And a control unit for controlling the load. The operation unit is provided with a control unit that outputs a radio signal according to the operation of the manual switch, and a power supply unit that extracts electric power for operating the control unit from the AC wiring. The control unit is provided with a control unit that controls the electric switch based on a radio signal received from the operation unit, and a power source unit that extracts power for operating the control unit from the AC wiring.
また、本発明のエアスイッチングシステムでは、操作ユニットまたは制御ユニットの電源部に、複数のダイオードを配列したダイオード回路が設けられ、ダイオード回路の両端が交流配線における一本の配電線路上の二つの端子に接続される。操作ユニットおよび制御ユニットは、それぞれの制御部に無線回路を備え、双方間で負荷を制御するための無線信号を交信する。無線信号には電波、赤外線、超音波を利用できる。制御ユニットの電動スイッチとしては、リレーやトライアック等の各種スイッチング素子を使用できる。なお、交流配線には単相二線式または単相三線式、どちらの屋内配線も使用可能である。 In the air switching system of the present invention, the power supply unit of the operation unit or the control unit is provided with a diode circuit in which a plurality of diodes are arranged, and both ends of the diode circuit are two terminals on one distribution line in the AC wiring. Connected to. Each of the operation unit and the control unit includes a wireless circuit in each control unit, and communicates a wireless signal for controlling the load between the two. Radio signals can use radio waves, infrared rays, and ultrasonic waves. Various switching elements such as relays and triacs can be used as the electric switch of the control unit. Note that either single-phase two-wire or single-phase three-wire indoor wiring can be used for AC wiring.
本発明のエアスイッチングシステムは、特定の用途に限定されず、例えば、照明器具、空調機器、警報装置、音響機器など、各種電気機器のON/OFF制御または出力調整に使用できる。特に、負荷を無線で制御する点で、住宅や事業所の複数の部屋に分散して設備された負荷の集中制御または遠隔制御に好ましく適用できる。集中または遠隔制御にあたり、特定の部屋の交流配線上に設けた操作ユニットを他の部屋の負荷を制御するための遠隔制御ユニットとして機能させることができる。また、共通の遠隔制御ユニットを用いて、すべての部屋の負荷を集中制御するシステムを構築することも可能である。 The air switching system of the present invention is not limited to a specific application, and can be used for ON / OFF control or output adjustment of various electric devices such as lighting equipment, air conditioning equipment, alarm devices, and acoustic equipment. In particular, it can be preferably applied to centralized control or remote control of a load that is distributed and installed in a plurality of rooms of a house or a business in that the load is controlled wirelessly. For centralized or remote control, an operation unit provided on an AC wiring in a specific room can function as a remote control unit for controlling the load in another room. It is also possible to construct a system that centrally controls the load of all rooms using a common remote control unit.
本発明のエアスイッチングシステムによれば、操作ユニットの電源部が交流配線から取り出した電力を制御部に供給し、制御部が手動スイッチの操作に応じた無線信号を制御ユニットに出力する。制御ユニットの電源部は交流配線から取り出した電力を制御部に供給し、制御部が操作ユニットから受信した無線信号に基づいて電動スイッチを制御する。従って、操作ユニットに電池を設ける必要がなく、制御ユニットに新たな電源ラインを引き回す必要もなく、既設の交流配線をそのまま利用した簡単かつ経済的な設備で負荷を遠隔制御または集中制御できるという優れた効果を奏する。 According to the air switching system of the present invention, the power supply unit of the operation unit supplies power taken out from the AC wiring to the control unit, and the control unit outputs a radio signal corresponding to the operation of the manual switch to the control unit. The power supply unit of the control unit supplies power extracted from the AC wiring to the control unit, and the control unit controls the electric switch based on the radio signal received from the operation unit. Therefore, there is no need to install a battery in the operation unit, no need to route a new power line to the control unit, and the load can be controlled remotely or centrally with simple and economical equipment using the existing AC wiring as it is. Has an effect.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は複数の部屋に設備された照明器具を無線で集中的に遠隔制御するエアスイッチングシステムを示す。図2は図1のエアスイッチングシステムにおいて、一つの部屋の交流配線上に設けられた操作ユニットと制御ユニットを概念的に示す。図3は図2の操作ユニットと制御ユニットの構成をより詳細に示す。図4は図1のエアスイッチングシステムにおいて、複数の部屋の照明器具を遠隔制御する集中スイッチユニットおよびパソコンの構成を概念的に示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an air switching system for centrally and remotely controlling lighting fixtures installed in a plurality of rooms. FIG. 2 conceptually shows an operation unit and a control unit provided on an AC wiring in one room in the air switching system of FIG. FIG. 3 shows the configuration of the operation unit and control unit of FIG. 2 in more detail. FIG. 4 conceptually shows the configuration of a centralized switch unit and a personal computer for remotely controlling lighting fixtures in a plurality of rooms in the air switching system of FIG.
図1に示すように、この実施形態のエアスイッチングシステム1は、住宅や事業所等の各部屋2に設備された一台または複数台の照明器具3を近距離無線によって集中的に遠隔制御するように構成されている。各部屋2には交流配線Lが交流電源4と照明器具3との間を延びるように施工され、照明器具3と同じ交流配線L上に操作ユニット11と制御ユニット21とが配設されている。そして、特定の部屋または管理室5に遠隔制御ユニットとしての集合スイッチユニット31とパソコン41とが設置されている。
As shown in FIG. 1, the air switching system 1 of this embodiment centrally and remotely controls one or a plurality of
図2に示すように、操作ユニット11は、既存の手動スイッチに替えて部屋2の壁面に取り付けられ、居住者が操作する手動スイッチ12と、手動スイッチ12の操作に応じた無線信号を出力する制御部13と、制御部13を動作させるための電力を交流配線Lから取り出す電源部14と、照明器具3の点灯または消灯を表示するパイロットランプ15とを備えている。制御ユニット21は、照明器具3近くの天井面に設けられ、照明器具3をON/OFFするリレー22と、操作ユニット11から受信した無線信号に基づいてリレー22を制御する制御部23と、制御部23を動作させるための電力を交流配線Lから取り出す電源部24とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、操作ユニット11の制御部13には、マイクロプロセッサーを備えた制御回路131と無線回路132とが設けられ、制御回路131に手動スイッチ12とパイロットランプ15とが接続されている。そして、居住者が手動スイッチ12をONしたときに、その操作信号に応答して制御回路131が無線回路132を制御し、無線回路132の送信部133がリレー22をON/OFF制御するための無線信号を制御ユニット21に送信する。また、無線回路132の受信部134は照明器具3の状態信号を制御ユニット21から受信し、制御回路131が照明器具3の点灯/消灯に同期してパイロットランプ15への通電を制御するようになっている。
As shown in FIG. 3, the
操作ユニット11の電源部14は、ダイオード回路141と整流器142と電解コンデンサ143と昇圧回路144とを備えている。ダイオード回路141は複数のダイオード145を二列に接続して構成され、各列の両端が交流配線Lにおける一本の配電線路L2上の二つの端子Ta,Tbに接続されている。そして、電源部14は、ダイオード回路141の両端間の電位差に相当する交流電圧を交流配線Lから取り出し、整流器142で直流に整流し、昇圧回路144で所要電圧値に昇圧し、制御回路131および無線回路132の動作電力として制御部13に供給する。この構成によれば、ダイオード回路141における電圧降下がごく僅かとなるので、照明器具3の動作電圧に影響を与えるおそれがなく、しかも、電源部14の発熱を最小限に抑えることができる。
The
制御ユニット21の制御部23には、マイクロプロセッサーを備えた制御回路231と無線回路232とが設けられている。無線回路232は、リレー22をON/OFF制御するための無線信号を操作ユニット11、集中スイッチユニット31またはパソコン41から受信する受信部233と、照明器具3の状態信号を各ユニット11,31,41に送信する送信部234とを備えている。そして、受信部233が点灯指令を含む無線信号を受信したときに、制御回路231がリレー22をONして照明器具3を点灯させるとともに、受信部233が消灯指令を含む無線信号を受信したときに、制御回路231がリレー22をOFFして照明器具3を消灯させるようになっている。
The
制御ユニット21の電源部24は、照明器具3側にコンデンサ241と抵抗器242と整流器243と電解コンデンサ244と定電圧回路245とを備え、操作ユニット11側にコンデンサ246と抵抗器247とを備えている。そして、電源部24はコンデンサ241、抵抗器242、整流器243、ダイオード回路141からなる回路において、交流配線Lから直流電圧を取り出し、その電圧値を定電圧回路245で調整し、制御回路231および無線回路232の動作電力として制御部23に供給するようになっている。なお、操作ユニット11の電源部14はダイオード回路141、コンデンサ246、抵抗器247からなる回路において、交流配線Lから交流電圧を取り出している。
The
図4(a)に示すように、遠隔制御ユニットとしての集合スイッチユニット31は、制御回路32と無線回路33と押しボタンスイッチ34と複数のインジケータランプ35とを備え、スイッチ34の操作に応答し、該当する部屋2の照明器具3を遠隔制御するための無線信号を制御ユニット21に送信するとともに、照明器具3の状態信号を制御ユニット21から受信して、対応するインジケータランプ35を制御し、各部屋2の点灯/消灯状態を遠隔地で確認できるように構成されている。図4(b)に示すように、パソコン41は、CPU42と無線通信機器43と記録装置44とを備え、照明器具3を遠隔制御するための無線信号を制御ユニット21に送信し、照明器具3の状態信号を制御ユニット21から受信して、記録装置44に記録できるように構成されている。
As shown in FIG. 4A, the
上記構成のエアスイッチングシステム1によれば、操作ユニット11において、電源部14が交流配線Lから取り出した電力を制御部13に供給しているので、制御部13はリレー22をON/OFF制御するための無線信号を何時でも制御ユニット21に送信することができる。一方、制御ユニット21では、電源部24が交流配線Lから取り出した電力を制御部23に供給しているので、制御部23は操作ユニット11からの無線信号を何時でも受信でき、かつ照明器具3の状態信号を操作ユニット11に返信することができる。従って、操作ユニット11の電池交換が不要になり、制御ユニット21に別途の電源ラインを引き回す工事を省くことができ、既設配線Lをそのまま利用した簡単かつ経済的な構成で照明器具3の点灯または消灯を制御することができる。
According to the air switching system 1 configured as described above, in the
操作ユニット11と制御ユニット21はリレー22をON/OFFするための信号を無線で交信しているので、無線回路132,232を利用して遠隔地の集中スイッチシステム31またはパソコン41から各部屋2の照明器具3を制御できる。また、手動スイッチ12がOFFになっている部屋のリレー22を無線でONすることもでき、全室一斉点灯または一斉消灯等の集中制御を簡単なシステムで実現できる。さらに、この遠隔制御機能を特定の部屋の操作ユニット11に与えることで、同一交流配線上にない別の部屋の照明器具3を制御でき、別の部屋2から状態信号を受信することもでき、各部屋2の既設配線をそのまま利用して、多様なスイッチングシステムを構築することも可能である。
Since the
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、次に例示するように、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
(1)図1に示すエアスイッチングシステム1において、集中スイッチユニット31またはパソコン41のどちらか一方のみを使用すること。
(2)図1に示すエアスイッチングシステム1において、各部屋2に設備された空調機器を既設の交流配線を利用して集中的に遠隔制御すること。
(3)図2に示す操作ユニット11において、制御部13に照明器具3の出力を調整する調光器を接続し、照明器具3のON/OFFと調光の両方を集中的に遠隔制御できるように構成すること。
(4)図3に示す操作ユニット11の電源部14において、ダイオード回路141のダイオード145の数を制御部13の使用電力に合わせて適宜に増減すること。
(5)ダイオード回路141を制御ユニット21側の電源部24に設けること。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the configuration of each part without departing from the spirit of the invention, as exemplified below.
(1) In the air switching system 1 shown in FIG. 1, only one of the
(2) In the air switching system 1 shown in FIG. 1, air conditioning equipment installed in each
(3) In the
(4) In the
(5) The
1 エアスイッチングシステム
3 照明器具
11 操作ユニット
12 手動スイッチ
13 制御部
14 電源部
21 制御ユニット
22 リレー
23 制御部
24 電源部
31 集合スイッチユニット
41 パソコン
141 ダイオード回路
L 交流配線
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