JP2013098775A - 送信器及び受信器並びに負荷制御システム - Google Patents

送信器及び受信器並びに負荷制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】無線信号の確認作業に伴う不具合の発生を抑制する。
【解決手段】操作部23から出力される操作信号が入力されると、送信制御部20は、タイマ20Aが所定時間(送信禁止時間)のカウント(計時)中であった場合、制御コマンドを生成しない。故に、操作部23の操作間隔が所定時間(送信禁止時間)よりも短い場合、後の操作信号が送信制御部20で無効とされるので、受信器１の電圧変換部16が有するコンデンサの蓄電電力(充電電荷)が不足した状態でスイッチ要素12が開閉されることが回避できる。その結果、無線信号の確認作業において送信器２の操作部23が短時間に何度も操作されたとしても、受信器１における電力不足などの不具合の発生を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線信号を送信する送信器及び送信器から送信される無線信号を受信する受信器並びにそれら送信器と受信器を含む負荷制御システムに関する。
送信器及び受信器を含む負荷制御システムの従来例として特許文献１に記載されている無線通信システムがある。この従来例は、周囲の明るさを検出したり人体の存在を検出し、電波を媒体とする無線信号によって検出結果を送信する送信器と、無線信号を受信して取得する前記検出結果に応じて負荷(例えば、照明負荷)を制御(点滅)する受信器とを有する。受信器は、商用電源に対して照明負荷と直列に接続されたスイッチ要素を備え、検出結果に応じてスイッチ要素を開閉することで照明負荷を点滅させている。
例えば、部屋の壁に送信器及び受信器が設置され、当該部屋に人が居るときは送信器が人の存在を検出して照明負荷を点灯させるための無線信号で送信し、無線信号を受信した受信器においてスイッチ要素がオンされて照明負荷が点灯される。そして、部屋から人が居なくなると送信器が照明負荷を消灯させるための無線信号を送信し、無線信号を受信した受信器においてスイッチ要素がオフされて照明負荷が消灯される。
ここで、受信器にはスイッチ要素をオン・オフしたり、無線信号を受信する受信回路などを動作させるための電源が必要である。この動作用電源を確保する方法としては、商用電源から動作用電源を得るための専用配線を設ける方法と、専用配線を設けずに商用電源と負荷(照明負荷)に接続されている配線を介して商用電源から得る方法とがある。そして、後者の方法では、スイッチ要素がオンしている間は商用電源と受信器と照明負荷の間に形成される閉回路に流れる電流(負荷電流)から動作用電源を得ている。一方、スイッチ要素がオフしている間はスイッチ要素を迂回する経路で微少な電流(動作電流)を流し、この動作電流をコンデンサに蓄電するなどして動作用電源を得ている。ただし、前記動作電流が流れることで照明負荷から僅かに光束が放射される場合があるので、動作電流は可能な限り少ないことが好ましい。
特開２０１１−１９８６５４号公報
ところで、上記従来例のように送信器及び受信器が壁などに設置されて使用される場合、設置作業の際に送信器から送信される無線信号が受信器で受信可能であることを確認する必要がある。例えば、手動操作される操作部(押釦スイッチなど)が送信器に設けられ、操作部が操作されたときに無線信号を強制的に送信させ、当該無線信号を受信した受信器が照明負荷を点灯から消灯又は消灯から点灯に切り替えさせることで無線信号の受信を確認できるようにすればよい。
しかしながら、送信器の操作部が短時間のうちに何回も操作された場合、受信器ではスイッチ要素のオン・オフが何度も繰り返されるために電力消費が増大し、スイッチ要素や受信回路を動作させるための電源バッファ用のコンデンサの充電電荷が減少して十分な動作用電源の確保が困難となって不具合(例えば、照明負荷の不点)の生じる虞があった。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、無線信号の確認作業に伴う不具合の発生を抑制することを目的とする。
本発明の送信器は、無線信号を送信する送信手段と、所定のトリガを検知するトリガ検知手段と、操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記トリガ検知手段が前記トリガを検知したとき並びに前記操作入力受付手段で前記操作入力が受け付けられたときに前記送信手段に前記無線信号を送信させる送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、前記操作入力に応じて前記送信手段に前記無線信号を送信させた場合、前記無線信号の送信時点から所定時間を計時し且つ前記所定時間の計時中は前記送信手段に前記無線信号を送信させないことを特徴とする。
この送信器において、音又は光で報知する報知手段を備え、前記送信制御手段は、前記操作入力受付手段で前記操作入力が受け付けられた場合に、前記所定時間の計時中か否かを前記報知手段に報知させることが好ましい。
この送信器において、前記報知手段はブザーを鳴動させて報知することが好ましい。
この送信器において、前記報知手段は発光素子を発光させて報知することが好ましい。
本発明の受信器は、無線信号を受信する受信手段と、外部電源から負荷への給電路に挿入されて前記給電路を開閉するスイッチ要素と、前記受信手段で受信する無線信号に応じて前記スイッチ要素を制御する受信制御手段と、前記スイッチ要素が閉じているときに前記給電路に流れる電流から前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第１電源供給手段と、前記スイッチ要素が開いているときに前記給電路から電流を取り込んで前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第２電源供給手段とを備え、前記受信制御手段は、前記受信手段で受信する前記無線信号に応じて前記スイッチ要素を開成又は閉成した場合、前記スイッチ要素を開成又は閉成した時点から所定時間を計時し且つ前記所定時間の計時中は前記受信手段が前記無線信号を受信しても前記スイッチ要素を開閉しないことを特徴とする。
この受信器において、前記受信制御手段は、前記所定時間の計時中は前記受信手段の動作を停止させることが好ましい。
本発明の負荷制御システムは、前記何れかの送信器と、前記送信器から送信される無線信号を受信する受信器とを有し、前記受信器は、前記無線信号を受信する受信手段と、外部電源から負荷への給電路に挿入されて前記給電路を開閉するスイッチ要素と、前記受信手段で受信する無線信号に応じて前記スイッチ要素を制御する受信制御手段と、前記スイッチ要素が閉じているときに前記給電路に流れる電流から前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第１電源供給手段と、前記スイッチ要素が開いているときに前記給電路から電流を取り込んで前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第２電源供給手段とを備えることを特徴とする。
本発明の負荷制御システムは、送信器と、前記何れかの受信器とを有し、前記送信器は、無線信号を送信する送信手段と、所定のトリガを検知するトリガ検知手段と、操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記トリガ検知手段が前記トリガを検知したとき並びに前記操作入力受付手段で前記操作入力が受け付けられたときに前記送信手段に前記無線信号を送信させる送信制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明の送信器及び受信器並びに負荷制御システムは、無線信号の確認作業に伴う不具合の発生を抑制することができるという効果がある。
本発明に係る送信器及び負荷制御システムの実施形態１を示すブロック図である。 同上における送信器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る受信器及び負荷制御システムの実施形態２を示すブロック図である。 同上における受信器の動作を説明するためのフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明に係る送信器、受信器、負荷制御システムの実施形態を詳細に説明する。ただし、負荷制御システムの実施形態では、外部電源を商用交流電源とし、負荷を照明負荷としているが、外部電源及び負荷はそれぞれ商用交流電源や照明負荷に限定されるものではない。
(実施形態１)
本実施形態の負荷制御システムは、図１に示すように送信器２と受信器１で構成される。受信器１は、無線受信部10、受信制御部11、スイッチ要素12、電流変成器13、２つの整流器14，15、電圧変換部16、一対の接続端子17，18などを備える。無線受信部10は、例えば、電波法に規定される特定小電力無線局との間で無線通信を行う無線通信回路とアンテナを有し、電波を媒体とする無線信号を受信するものである。ただし、このような無線受信部10は従来周知の無線通信技術を用いて実現可能であるから詳細な説明は省略する。
一対の接続端子17，18には電線を介して外部電源(商用交流電源)３と照明負荷４がそれぞれ接続される。スイッチ要素12は、例えば、ラッチング式のメカニカルリレーからなり、一対の接続端子17，18を介して外部電源３から照明負荷４への給電路に挿入されて当該給電路を開閉(開成＜オフ＞・閉成＜オン＞)する。電流変成器13は１次巻線が前記給電路に挿入され、２次巻線に整流器14が接続されている。整流器14は、スイッチ要素12がオンしているときに電流変成器13の２次巻線に誘起される交流電圧(交流電流)を整流して電圧変換部16に出力する。また、整流器15は、スイッチ要素12がオフしているときにスイッチ要素12の両端に印加される交流電圧を整流して電圧変換部16に出力する。ただし、整流器15で整流される電流は、照明負荷４から放射される光束が無視できる程度の微少な値に制限されている。
電圧変換部16は、図示しない蓄電用のコンデンサ(電解コンデンサ)と電源回路を有し、整流器14で整流されて前記コンデンサで平滑された直流電圧を無線受信部10及び受信制御部11の動作電源電圧に変換している。さらに電圧変換部16は、スイッチ要素12がオフしているときは整流器15で整流されて前記コンデンサで平滑された直流電圧を無線受信部10及び受信制御部11の動作電源電圧に変換している。すなわち、本実施形態では電流変成器13と整流器14と電圧変換部16とで第１電源供給手段が構成され、整流器15と電圧変換部16とで第２電源供給手段が構成されている。ただし、スイッチ要素12を開閉する際の駆動電流(励磁電流)も前記コンデンサから供給される。
受信制御部11は、マイクロコントローラなどで構成され、後述するように無線受信部10で受信する無線信号に含まれる制御コマンドに応じてスイッチ要素12を開閉(オン・オフ)する。
一方、送信器２は、送信制御部20、検知部21、無線送信部22、操作部23、報知部24などを備える。無線送信部22は、例えば、電波法に規定される特定小電力無線局の規格に適合する無線通信回路とアンテナを有し、電波を媒体とする無線信号を送信する。ただし、このような無線送信部22は従来周知の無線通信技術を用いて実現可能であるから詳細な説明は省略する。
検知部21は所定のトリガを検知するトリガ検知手段に相当し、例えば、人体から放射される熱線を検出することで人の存在を検知する人体検知センサや、周囲の明るさ(周囲照度)を検出する明るさセンサなどを有する。すなわち、検知部21は、人の存在や所定値以下の周囲照度をトリガとし、当該トリガを検知したときにトリガ信号を送信制御部20に出力する。
操作部23は、例えば、図示しない押釦スイッチを有し、当該押釦スイッチが押操作されたときに操作入力を受け付けて操作信号を送信制御部20に出力する。また報知部24は、ブザー又は発光ダイオードなどの発光素子の少なくとも何れか一方を有し、送信制御部20に制御されてブザーを鳴動させ、あるいは発光素子を発光させることで音又は光による報知を行う。
送信制御部20は、タイマ20Aを有するマイクロコントローラなどで構成され、検知部21から出力されるトリガ信号並びに操作部23から出力される操作信号に基づく制御コマンド(照明負荷４を点灯させる制御コマンド)を生成して無線送信部22に渡す。なお、送信制御部20は、トリガ信号に基づく制御コマンドに点灯保持時間の情報を付加する。無線送信部22は、送信制御部20から渡された制御コマンドを含む無線信号を送信する。受信器１において前記無線信号を受信すると、受信制御部11は、制御コマンドに応じてスイッチ要素12をオンし、さらに制御コマンドに付加されている点灯保持時間の計時中はスイッチ要素12をオフしない。そして、受信制御部11は、点灯保持時間の計時中に点灯保持時間が付加された制御コマンドを受け取ると点灯保持時間の計時を再スタートし、点灯保持時間の計時が終了した時点でスイッチ要素12をオフして照明負荷４を消灯させる。
ここで、図２のフローチャートを参照して送信制御部20の動作を詳細に説明する。送信制御部20は、操作部23から出力される操作信号の入力を待ち(ステップS1)、操作信号の入力待ちの間に検知部21から出力されるトリガ信号が入力されると(ステップS2)、照明負荷４を点灯(あるいは消灯)させるための制御コマンドを生成する。そして、送信制御部20は生成した制御コマンドを含む無線信号を無線送信部22から送信させる(ステップS3)。
一方、操作部23から出力される操作信号が入力されると、送信制御部20は、タイマ20Aが所定時間(送信禁止時間)のカウント(計時)中か否かを判定し(ステップS4)、カウント中でなければ、タイマ20Aに送信禁止時間のカウントを開始させる(ステップS5)。その後、送信制御部20は照明負荷４を点灯させるための制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを含む無線信号を無線送信部22から送信させ(ステップS6)、さらに報知部24にブザー音を鳴動させ、あるいは発光素子を発光させることで操作入力が有効であることを報知する(ステップS7)。
また、操作信号が入力されたときにタイマ20Aが所定時間のカウント中であった場合、送信制御部20は、制御コマンドを生成せずに操作信号の入力待ちの状態に戻る(ステップS1)。ただし、操作入力が無効であることを報知してもよいし、あるいは操作入力の有効・無効をそれぞれ別々に報知しても構わない。例えば、有効時と無効時で異なるブザー音としたり、異なる発光色の発光素子を発光させればよい。
而して、操作部23の操作間隔が所定時間(送信禁止時間)よりも短い場合、後の操作信号が送信制御部20で無効とされるので、受信器１の電圧変換部16が有するコンデンサの蓄電電力(充電電荷)が不足した状態でスイッチ要素12が開閉されることが回避できる。その結果、無線信号の確認作業において送信器２の操作部23が短時間に何度も操作されたとしても、受信器１における電力不足などの不具合の発生を抑制することができる。しかも、操作部23の操作入力が無効とされたことを報知部24で報知するので、操作部23を操作したにも関わらず照明負荷４が点灯又は消灯しなかった場合、受信器１に無線信号が届いているか否かを作業者が容易に判別できる。なお、報知部24が音(ブザー音)で報知する場合、作業者は照明負荷４の状態を目視で確認しながら報知部24の報知を同時に確認することができる。一方、報知部24が光(発光素子の発光)で報知する場合、ブザーに比べて報知部24の報知に要する電力消費が低減でき、且つ複数の作業者が同じ確認作業を行っていても報知部24の報知が誤認され難いという利点がある。なお、送信禁止時間の長さは、受信器１の電圧変換部16において、スイッチ要素12を動作させるために必要十分な電力(電荷)が整流器15からコンデンサに蓄電される程度の時間であればよい。
(実施形態２)
本実施形態の受信器１は、図３に示すように実施形態１の受信器１と共通の構成を有しており、受信制御部11の動作のみが実施形態１と異なっている。また、本実施形態の負荷制御システムは、図３に示す本実施形態の受信器１と、実施形態１の送信器２と共通の構成を有し且つ図２のフローチャートで示した動作のうちで送信禁止時間に関する動作(ステップS4，S5，S7)を行わない送信器(図示せず)とで構成される。ただし、本実施形態の受信器１と実施形態１と共通の送信器２との組み合わせで負荷制御システムを構成することも可能である。
本実施形態の受信器１は、タイマ10Aを有するマイクロコントローラなどで構成されている。以下、図４のフローチャートを参照して受信制御部10の動作を詳細に説明する。
受信制御部10は、送信器２から送信される無線信号が無線受信部10で受信されるのを待っている(ステップS1)。無線受信部10で無線信号が受信されると、受信制御部11は、タイマ10Aが所定時間(制御禁止時間)のカウント(計時)中か否かを判定する(ステップS2)。タイマ10Aが制御禁止時間のカウント中でなければ、受信制御部11は、受信された無線信号に含まれる制御コマンドに応じてスイッチ要素12を開閉(オン又はオフ)する(ステップS3)。故に、送信器２から受け取った制御コマンドに応じて受信器１が照明負荷４を点灯又は消灯する。なお、受信制御部11はスイッチ要素12の開閉後にタイマ10Aに制御禁止時間のカウントを開始させる(ステップS4)。
一方、無線受信部10で無線信号が受信されたときにタイマ10Aが制御禁止時間のカウント中であった場合、受信制御部11は、受信された無線信号に含まれる制御コマンドを無視して無線信号の受信待ち状態に戻る(ステップS1)。なお、制御禁止時間の長さは、受信器１の電圧変換部16において、スイッチ要素12を動作させるために必要十分な電力(電荷)が整流器15からコンデンサに蓄電される程度の時間であればよい。
而して、送信器２から短時間の間に何度も無線信号が送信されたとしても、制御禁止時間内に受信された無線信号に含まれる制御コマンドが受信制御部11で無効とされるので、受信器１の電圧変換部16が有するコンデンサの蓄電電力(充電電荷)が不足した状態でスイッチ要素12が開閉されることが回避できる。その結果、無線信号の確認作業において送信器２の操作部23が短時間に何度も操作されたとしても、受信器１における電力不足などの不具合の発生を抑制することができる。
なお、タイマ10Aが制御禁止時間を計時している間、受信制御部11が無線受信部10を停止させてもよい。このようにすれば、制御禁止時間内における電力消費量を削減して制御禁止時間の短縮化が図れる。
１ 受信器
２ 送信器
20 送信制御部(送信制御手段)
21 検知部(トリガ検知手段)
22 無線送信部(送信手段)
23 操作部(操作入力受付手段)

Claims (8)

  1. 無線信号を送信する送信手段と、所定のトリガを検知するトリガ検知手段と、操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記トリガ検知手段が前記トリガを検知したとき並びに前記操作入力受付手段で前記操作入力が受け付けられたときに前記送信手段に前記無線信号を送信させる送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、前記操作入力に応じて前記送信手段に前記無線信号を送信させた場合、前記無線信号の送信時点から所定時間を計時し且つ前記所定時間の計時中は前記送信手段に前記無線信号を送信させないことを特徴とする送信器。
  2. 音又は光で報知する報知手段を備え、前記送信制御手段は、前記操作入力受付手段で前記操作入力が受け付けられた場合に、前記所定時間の計時中か否かを前記報知手段に報知させることを特徴とする請求項１記載の送信器。
  3. 前記報知手段はブザーを鳴動させて報知することを特徴とする請求項２記載の送信器。
  4. 前記報知手段は発光素子を発光させて報知することを特徴とする請求項２記載の送信器。
  5. 無線信号を受信する受信手段と、外部電源から負荷への給電路に挿入されて前記給電路を開閉するスイッチ要素と、前記受信手段で受信する無線信号に応じて前記スイッチ要素を制御する受信制御手段と、前記スイッチ要素が閉じているときに前記給電路に流れる電流から前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第１電源供給手段と、前記スイッチ要素が開いているときに前記給電路から電流を取り込んで前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第２電源供給手段とを備え、前記受信制御手段は、前記受信手段で受信する前記無線信号に応じて前記スイッチ要素を開成又は閉成した場合、前記スイッチ要素を開成又は閉成した時点から所定時間を計時し且つ前記所定時間の計時中は前記受信手段が前記無線信号を受信しても前記スイッチ要素を開閉しないことを特徴とする受信器。
  6. 前記受信制御手段は、前記所定時間の計時中は前記受信手段の動作を停止させることを特徴とする請求項５記載の受信器。
  7. 請求項１〜４の何れかの送信器と、前記送信器から送信される無線信号を受信する受信器とを有し、前記受信器は、前記無線信号を受信する受信手段と、外部電源から負荷への給電路に挿入されて前記給電路を開閉するスイッチ要素と、前記受信手段で受信する無線信号に応じて前記スイッチ要素を制御する受信制御手段と、前記スイッチ要素が閉じているときに前記給電路に流れる電流から前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第１電源供給手段と、前記スイッチ要素が開いているときに前記給電路から電流を取り込んで前記受信制御手段の動作電源を作成して供給する第２電源供給手段とを備えることを特徴とする負荷制御システム。
  8. 送信器と、請求項５又は６の受信器とを有し、前記送信器は、無線信号を送信する送信手段と、所定のトリガを検知するトリガ検知手段と、操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記トリガ検知手段が前記トリガを検知したとき並びに前記操作入力受付手段で前記操作入力が受け付けられたときに前記送信手段に前記無線信号を送信させる送信制御手段とを備えることを特徴とする負荷制御システム。
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