JP2016157512A - 人感スイッチ、電気システム - Google Patents
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Abstract
【課題】効率的に負荷を制御する。【解決手段】人体を検知するセンサと;負荷の動作状態を判断する判断部と;前記負荷の動作状態を切換え可能に構成されたスイッチと;所定の時間のカウントが終了するまで前記負荷が遷移状態を維持するよう前記スイッチを制御可能であり、前記センサが人体を検知したときに、前記判断部が前記負荷が待機状態であると判断した場合、第1の時間のカウントを開始し、前記判断部が前記負荷が遷移状態であると判断した場合、第2の時間のカウントを開始するタイマーと;を有することを特徴とする人感スイッチを提案する。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は人感スイッチ、電気システムに関する。
従来、人体からの放射される赤外線を検出して一つの照明器具を一定時間点灯させるスイッチ2個を3路結線する電子スイッチが知られている。
従来の3路人感スイッチでは、人体を検知するたびにタイマーがリセットされる。そのため、たとえば人体を検知すると照明装置を点灯させ、所定時間後に停止させる人感センサを経路の両端に設置した場合、人間が経路に進入する際に片方のタイマーを起動し、経路から離脱する際にもう片方のタイマーを起動するため、人間が照明範囲にいなくても所定時間点灯し続けることになる。
本実施形態の人感スイッチは、人体を検知するセンサと;負荷の動作状態を判断する判断部と;前記負荷の動作状態を切換え可能に構成されたスイッチと;所定の時間のカウントが終了するまで前記負荷が遷移状態を維持するよう前記スイッチを制御可能であり、前記センサが人体を検知したときに、前記判断部が前記負荷が待機状態であると判断した場合、第1の時間のカウントを開始し、前記判断部が前記負荷が遷移状態であると判断した場合、第2の時間のカウントを開始するタイマーと;を有することを特徴とする。
本実施形態によれば、効率的に負荷を制御することができる。
本実施形態の人感スイッチは、人体を検知するセンサと;負荷の動作状態を判断する判断部と;前記負荷の動作状態を切換え可能に構成されたスイッチと;所定の時間のカウントが終了するまで前記負荷が遷移状態を維持するよう前記スイッチを制御可能であり、前記センサが人体を検知したときに、前記判断部が前記負荷が待機状態であると判断した場合、第1の時間のカウントを開始し、前記判断部が前記負荷が遷移状態であると判断した場合、第2の時間のカウントを開始するタイマーと;を有することを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の一例として、電気システムの構成を示す。電気システム1は、2つの人感スイッチ2a、2bと、人感スイッチ2aまたは人感スイッチ2bによって制御される負荷としての照明3と、を有する。
図1は、本実施形態の一例として、電気システムの構成を示す。電気システム1は、2つの人感スイッチ2a、2bと、人感スイッチ2aまたは人感スイッチ2bによって制御される負荷としての照明3と、を有する。
電気システム1は、たとえば階段や廊下などに配置される、負荷としての照明、換気扇などを備えた電気システムであり、複数の人感スイッチ2a、2bがそれぞれ異なる場所に設置され、負荷が待機状態のときに前記人感スイッチ2a、2bのいずれか一方が人を検知した場合、前記負荷の動作状態が所定期間遷移状態に移行され、所定期間経過後に待機状態に戻る。遷移状態とは例えば負荷に電力が供給されて負荷を含む電力経路が導通している状態、待機状態は負荷に電力が供給されずまたは負荷を含む電力経路が導通していない状態をいう。ただし、待機状態は電力経路が導通し負荷の待機電力がわずかに流れる場合を含んでもよい。
本実施形態では、廊下に配置された負荷としての照明3の自動点灯システムにおいて、離間した2つの領域に検知範囲2Rが設定されている。ここでは、検知範囲2Rとして人感スイッチ2aの検知範囲2aRと人感スイッチ2bの検知範囲2bRとが設定され、人が検知範囲2aRから検知範囲2bR方向に向かって移動する場合について説明する。また、本実施形態では、人が人感スイッチ2aの検知範囲2aRから人感スイッチ2bの検知範囲2bRまでの移動経路を経路Cと称する。照明3は消灯状態を待機状態とし、人間が経路Cに進入した際に遷移状態として点灯状態に移行する。具体的には、人が検知範囲2aRから経路Cに進入したとき、人感スイッチ2aが人間を検知し、照明3を点灯する。
図2は、第1の実施形態にかかる人感スイッチ2の機能構成を示す。人感スイッチ2は、人体を検知するセンサ21と、照明3の動作状態を判断する判断部22と、センサ21および判断部22によって起動するタイマー23と、タイマー23に設定されたカウント時間が経過するまで照明3を点灯させるスイッチ24と、を有する。
センサ21は、たとえば焦電型赤外線センサである。所定の検知範囲2Rに人間が進入したとき、センサ21は人体を検知したことを示す検知信号を判断部22に送信する。また、人間が検知範囲2Rにいる期間中、センサ21は所定の間隔で人体を検知したことを示す検知信号を、判断部22に送信し続けてもよい。
判断部22は、センサ21から人体を検知したことを示す信号を受信したとき、照明3の動作状態を判断する。判断部22は、たとえば照明3を点灯させる回路が導通しているか否かで、照明3の動作状態、すなわち、照明3が待機状態または遷移状態であるかを判断する。回路の導通状態は、たとえばスイッチ24の電圧差によって判断する。なお、動作状態は、少なくとも待機状態と遷移状態を含むが、電源線が未接続の場合や電力が供給されていない場合、故障等それ以外の動作状態が存在していてもよい。
タイマー23は、センサ21が人体を検知したことによって、判断部22が照明3が待機状態であると判断した場合、第1の時間のカウントを開始し、判断部22が照明3が遷移状態であると判断した場合、第2の時間のカウントを開始する、ディップスイッチやロータリースイッチなどにより構成される。具体的には、照明3が消灯しているときにセンサ21が人体を検知した場合は第1の時間をカウントし、照明3が点灯しているときにセンサ21が人体を検知した場合は第2の時間をカウントする。
第1の時間および第2の時間は、あらかじめ設定されていてもよいし、使用者によって設定変更できるようにされてもよい。本実施形態では、センサ21aが人体を検知したことによってタイマー23がカウントしている間に、センサ21bが人体を検知したとき、すなわち人が経路Cから離脱するとき、通常より早く消灯することが好ましい。よって、第2の時間が第1の時間より短いことが好まれる。以下では、第1の時間を30秒、第2の時間を10秒として説明する。
スイッチ24は、照明3の動作状態を切換え可能に構成され、タイマー23のカウント開始およびカウント終了に合わせ、照明3の動作状態を待機状態および遷移状態間で切換えることができる。具体的には、照明3が消灯しているときにセンサ21が人体を検知した場合、タイマー23が30秒をカウント終了するまで照明3を点灯させ、照明3が点灯しているときにセンサ21が人体を検知した場合、タイマー23が10秒をカウント終了するまで照明3を点灯させる。
なお、スイッチ24は、電源から負荷にいたる回路の開閉を切換えるトライアック等の開閉手段を備えた切換スイッチであっても、制御信号を送信することで負荷の作動モードを切換える制御回路を搭載した電子制御装置であってもよい。
照明3は、スイッチ24によって少なくとも待機状態および遷移状態を切換可能である負荷としての電気機器である。本実施形態において、待機状態および遷移状態はそれぞれ消灯状態および点灯状態を指す。なお、待機状態および遷移状態は、たとえば照明機器の調光機能による常夜点灯および通常点灯など、異なるモードであってもよい。
図3は、第1の実施形態にかかる人感スイッチ2の動作フローを示す。
まず、人感スイッチ2のセンサ21が初めて人間を検知したとき、すなわち、人間が検知範囲2Rに進入したことを検知することによって開始する(S30)。センサ21から人間を検知した旨の検知信号を受信すると、判断部22が照明3の動作状態が待機状態または遷移状態であるかを判断する(S31)。具体的には、照明3に電力を供給する回路が導通しているか否かで、照明3が点灯状態であるか、消灯状態であるかを判断する。すなわち、他の人感スイッチ2のセンサ21がその時点以前に人体を検知していれば、当該人感スイッチ2によって回路が導通され、照明3が遷移状態に移行しているため、回路が導通していれば、照明3は点灯状態が維持されていることが判断される。回路の導通状態は、たとえばスイッチ24の電圧差によって判断する。
S31で回路が導通していない場合、たとえば人が初めて経路Cに進入し、人感スイッチ2aのセンサ21が検知範囲2aRにおいて人体を検知したとき、人感スイッチ2aの判断部22は照明3が消灯していると判断し、人感スイッチ2aのタイマー23に第1の時間として30秒をカウントさせる(S321)。次に、人感スイッチ2aのスイッチ24は回路を導通し、照明3を人感スイッチ2aのタイマー23がカウントしている期間中遷移状態に移行させる、すなわち30秒が経過するまで点灯状態を維持させる(S33)。
タイマー23のカウントが終了すると、スイッチ24は回路を遮断し、他の人感スイッチ2のスイッチ24によって回路が導通していなければ、照明3は消灯する(S34、S35)。
なお、自身のスイッチ24が回路を導通している間に、人体を再度検知した場合(S36)、タイマー23のカウントは更新され、第1の時間のカウントを再開する(S37、S321)。たとえば人体が検知範囲2Rから離脱していない間、センサ21から継続的に検知信号を受信するため、S37からS321の動作が繰り返され、第1の時間のカウントが再開され続ける。
S31で回路が導通している場合、たとえば人が経路Cをたどって検知範囲2aRから検知範囲2bRに移動し、人感スイッチ2aのタイマー23がカウント終了しておらず、回路が導通されているときに、人感スイッチ2bのセンサ21が人体を検知した場合、人感スイッチ2bの判断部22は、照明3がすでに点灯していると判断し、人感スイッチ2bのタイマー23に第2の時間として10秒をカウントさせる(S332)。次に、人感スイッチ2bのスイッチ24は回路を導通し、照明3を人感スイッチ2bのタイマー23がカウントしている期間中遷移状態に移行させる(S33)。すなわち10秒が経過するまで照明3の点灯状態を維持させる。
タイマー23のカウントが終了すると、スイッチ24は回路を遮断し、他の人感スイッチ2のスイッチ24によって回路が導通していなければ、照明3は消灯する(S34、S35)。
なお、自身のスイッチ24が回路を導通している間に、人体を再度検知した場合(S36)、タイマー23のカウントは更新され、第1の時間のカウントを再開する(S37、S322)。たとえば人体が検知範囲2Rbから離脱していない間、センサ21から継続的に検知信号を受信するため、S37からS322の動作が繰り返され、第2のカウントが再開され続ける。
図4および図5は、それぞれ従来の電気システム、および第1の実施形態にかかる電気システム1の動作シーケンスを示す。
図4の従来例において、人感スイッチ2aは、人体を検知すると、照明3を点灯させ、30秒のカウントを開始し、カウントが終了するまで点灯状態を維持する。このとき、人感スイッチ2bが人体を検知すると、同じく30秒のカウントを開始し、カウントが終了するまでの間照明3の点灯状態を維持する。
結果、照明3は、最後に人体を検知した人感スイッチ2bが人体を検知してから30秒後に消灯する。すなわち、人感スイッチ2bは人体が経路Cから離脱したことを検知したにもかかわらず、30秒間照明3を点灯させる。
図5において、人感スイッチ2aは、検知範囲2aRにおいて人体を検知すると、まず回路が導通しているか否かを確認し、導通していない場合、すなわち照明3が消灯状態であると判断したとき、照明3の動作状態を点灯状態に切換え、30秒のカウントを開始し、カウントが終了するまで点灯状態を維持する。
このとき、人が経路Cをたどりセンサ21bの検知範囲2bRに進入し、人感スイッチ2bが人体を検知すると、同じようにまず回路が導通しているか否かを確認する。回路は、人感スイッチ2aが人体を検知したことによって導通されているため、照明3が点灯状態であると判断する。すなわち、人が検知範囲2aRから経路Cをたどり、検知範囲2bRに入ったため、短期間内に経路Cを離脱することが想定され、人感スイッチ2bは10秒のカウントを再開し、10秒が経過するまで点灯状態を維持する。10秒のカウントが終了すると、スイッチ24は回路を遮断し、照明3は点灯状態から消灯状態に移行される。なお、図5には図示しないが、人感スイッチ2aが人体を検知したことによって導通しているときに、人感スイッチ2aが再度人体を検知した場合は第1の時間をリセットし30秒のカウントを開始するため、人感スイッチ2aのスイッチ24は、人が検知範囲2aRを離脱して30秒後に遮断する。同じように、人感スイッチ2bのスイッチ24は、人が検知範囲2bRを離脱して10秒後に遮断する。
結果、照明3は、最後に人体を検知した人感スイッチ2bが人体を検知し、人が検知範囲2bRを離脱してから10秒後に消灯する。すなわち、人感スイッチ2bは人体が経路Cから離脱したことを検知し、人体が経路Cから離脱してから10秒間だけ照明3を点灯させる。人感スイッチ2bのカウントが人感スイッチ2aより早く終了した場合は、人感スイッチ2aのタイマ23がカウントを終了してから照明3は消灯する。
(第1の実施形態の効果)
本実施形態によれば、適切な遷移状態の維持期間を判断する人感スイッチを用いて、人間が経路から離脱したあと、通常より早く消灯させることができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、各々の人感スイッチ2が、回路が導通しているか否かで照明3の動作状態を判断する例を用いて説明した。第2の実施形態では、たとえば複数のセンサ21から検知信号を受信する制御装置4を、照明3または電気システム5の任意の箇所に備え、制御装置4が人体を検知したセンサが最初に検知信号を発信した前記人感センサであるか否かの判断、負荷の遷移状態を維持するカウント時間の設定、および動作状態の切換えを行うことによって照明3を制御する例を説明する。ここで、前述の判断部22、タイマー23、スイッチ24は制御装置4に備えられるが、各構成は一つの制御装置4ではなく、それぞれ電気システム5の任意の箇所に備えられてもよい。また、最初に検知信号を発信した人感センサとは、負荷が待機状態のときに人体を検知した人感センサ、すなわち負荷を待機状態から遷移状態に切換えた検知信号を送信した人感センサを指す。
第1の実施形態では、各々の人感スイッチ2が、回路が導通しているか否かで照明3の動作状態を判断する例を用いて説明した。第2の実施形態では、たとえば複数のセンサ21から検知信号を受信する制御装置4を、照明3または電気システム5の任意の箇所に備え、制御装置4が人体を検知したセンサが最初に検知信号を発信した前記人感センサであるか否かの判断、負荷の遷移状態を維持するカウント時間の設定、および動作状態の切換えを行うことによって照明3を制御する例を説明する。ここで、前述の判断部22、タイマー23、スイッチ24は制御装置4に備えられるが、各構成は一つの制御装置4ではなく、それぞれ電気システム5の任意の箇所に備えられてもよい。また、最初に検知信号を発信した人感センサとは、負荷が待機状態のときに人体を検知した人感センサ、すなわち負荷を待機状態から遷移状態に切換えた検知信号を送信した人感センサを指す。
図6は、第2の実施形態にかかる電気システム5の全体図を示す。電気システム5は、2つのセンサ21と、制御装置4と、制御装置4によって制御される負荷とする照明3と、を有する。センサ21と制御装置4との連結は、電気線を用いても、有線や無線通信を用いてもよい。第1の実施形態と同一の構成については同符号を付してその詳細な説明は省略する。
電気システム5は、たとえば階段や廊下などに配置される、負荷としての照明、換気扇などを備えた電気システムであり、複数のセンサ21がそれぞれ異なる場所に設置され、負荷が待機状態のときに前記スイッチ21のいずれか一が人体を検知した場合、前記負荷の動作状態が所定期間遷移状態に移行され、所定期間経過後に待機状態に戻る。
本実施形態では、廊下に配置された負荷としての照明3の自動点灯システムにおいて、人間がセンサ21aの検知範囲2aRからセンサ21bの検知範囲2bR方向に向かって移動する状況をもって説明する。また、本実施形態では、人間がセンサ21aの検知範囲2aRからセンサ21bの検知範囲2bRまでの移動経路を経路Cと称する。照明3は消灯状態を待機状態とし、人間が経路Cに進入した際に遷移状態として点灯状態に移行する。具体的には、人間が経路Cに進入したとき、センサ21aが人間を検知し、照明3を点灯する。
図7は、第2の実施形態にかかる制御装置4の機能構成を表す。制御装置4は、センサ21からの人体検知信号を受信する受信部31と、照明3の動作状態を判断する判断部22と、受信部31が受信した信号および判断部22によって起動するタイマー23と、タイマー23に設定されたカウント時間が経過するまで照明3を点灯させるスイッチ24と、を有する。
受信部31は、任意のセンサ21から人体を検知したことを示す信号を受信する。受信部31とセンサ21とは、電気的または無線、有線など任意の通信手段によって連結されてもよい。
判断部22は、任意のセンサ21から人体を検知したことを示す検知信号を受信したとき、当該検知信号の発信元が最初に検知信号を発信したセンサ21と同一であるか否かを判断する。発信元が最初に検知信号を発信したセンサ21と同一であるか否かの判断は、たとえばセンサ21が発信する検知信号に当該センサ21を特定する識別子を付加させ、負荷が待機状態のときに受信した検知信号の識別子を格納し、当該識別子と受信した検知信号の識別子とを比較することで実現できる。または、前回受信した検知信号の識別子を格納し、次に受信した検知信号の識別子と比較するなど、任意の方法を用いて判断してもよい。
図8は、第2の実施形態にかかる制御装置3の動作フローを示す。
まず、電気システム5の任意のセンサ21aが初めて人間を検知したとき、すなわち、人間が検知範囲2Raに進入したことを検知することによって開始する(S80)。センサ21aから人間を検知した旨の検知信号を受信すると、タイマー23は第1の時間のカウントを開始し(S81)スイッチ24によって回路を導通させ、照明3をタイマー23がカウントしている期間中遷移状態に移行させる、すなわち30秒が経過するまで点灯状態を維持させる(S82)。
制御装置4はS83からS84を繰り返し、カウント期間中に、任意のセンサ21から再度人体を検知した信号を受信した場合(S84、S85)、タイマー23のカウントを更新する。たとえば人間が検知範囲2aRから離脱していない間、センサ21aから継続的に検知信号を受信するため、S811からS85の動作が繰り返され、第1の時間のカウントが再開され続ける。また、たとえば人が検知範囲2aRから検知範囲2bRに移動し、タイマー23がカウント中にセンサ21bから人体を検知したことを示す検知信号を受信した場合、発信元がカウントを開始させたセンサ21aと異なるため、第2の時間のカウントを開始する(S85、S812)。なお、このとき、S82においてすでに照明3を遷移状態に切換えているため、スイッチを切換えずタイマーのカウント時間を更新するのみでよい。第2の時間をカウントしている間、センサ21bから検知信号を受信したとき、すなわち人が検知範囲2bRから離脱していない間、センサ21bから継続的に検知信号を受信するため、S812からS87の動作が繰り返され、第2の時間のカウントが再開され続ける。
タイマー23のカウントが終了すると、スイッチ24は回路を遮断し、照明3を消灯する(S88)。
図9は、第2の実施形態にかかる電気システム5の動作シーケンスを示す。
図9において、センサ21aは、検知範囲2aRにおいて人体を検知すると、人体を検知したことを示す検知信号を制御装置4に送信する。当該検知信号は、制御装置4が初めて受信した検知信号であるため、照明3の動作状態を点灯状態に切換え、タイマー23が30秒のカウントを開始する。なお、初めて受信した検知信号であるか否かは、判断部22が受信した検知信号の識別子が格納されているか否かを検査するなどの方法を用いて判断してもよい。
このとき、人間が経路Cをたどりセンサ21bの検知範囲2bRに進入し、センサ21bが人体を検知すると、人体を検知したことを示す検知信号を制御装置4に送信する。判断部22は、前記検知信号を受信すると、発信元が最初にタイマー23を稼働させたセンサと同一か否かを確認する。タイマー23は、センサ21aが人体を検知したことにより稼働されているため、判断部22は、前記受信した検知信号の発信元が最初に検知信号を発信したセンサ21ではないと判断し、タイマー23に第2の時間として10秒をカウント開始させる。すなわち、人間が検知範囲2aRから経路Cをたどり、検知範囲2bRに入ったため、短期間内に経路Cを離脱することが想定され、タイマー23は10秒のカウントを開始し、10秒が経過するまで点灯状態を維持する。10秒のカウントが終了すると、スイッチ24は回路を遮断し、照明3は点灯状態から消灯状態に移行される。
結果、照明3は、最後に人体を検知したセンサ21bが人体を検知し、人が検知範囲2bRを離脱してから10秒後に消灯する。すなわち、センサ21bは人体が経路Cから離脱したことを検知し、人体が経路Cから離脱してから10秒間だけ照明3を点灯させる。
(第2の実施形態の効果)
本実施形態によれば、複数のセンサから人体検知信号を受信することで、遷移状態の維持期間を統合判断する判断部およびタイマーを用いて、人間が経路から離脱したあと、通常より早く消灯させることができる。判断処理およびタイマーはシステムに一つ備えていればよく、第1の実施形態より安価にできる。
(他の実施形態)
(他の実施形態)
第1の実施形態および第2の実施形態では、人感スイッチ2またはセンサ21を2つ備えた電気システムを用いて説明したが、人感スイッチ2またはセンサ21を2つ以上備えた電気システム、あるいは手動スイッチを組み合わせた電気システムにおいて本発明を適用してもよい。
なお、本実施形態では人体を検知したことをトリガーに照明3を作動させる電気システムを例に説明するが、たとえば扇風機や換気扇などといった電気機器であっても、複数種類の電気機器を組み合わせた電気システムであってもよい。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
2…人感スイッチ
21…センサ
22…判断部
23…タイマー
24…スイッチ
21…センサ
22…判断部
23…タイマー
24…スイッチ
Claims (3)
- 人体を検知するセンサと;
負荷の動作状態を判断する判断部と;
前記負荷の動作状態を切換え可能に構成されたスイッチと;
所定の時間のカウントが終了するまで前記負荷が遷移状態を維持するよう前記スイッチを制御可能であり、前記センサが人体を検知したときに、前記判断部が前記負荷が待機状態であると判断した場合、第1の時間のカウントを開始し、前記判断部が前記負荷が遷移状態であると判断した場合、第2の時間のカウントを開始するタイマーと;
を有することを特徴とする人感スイッチ。
- 前記判断部は、前記負荷の動作状態を制御する回路が導通しているか否かで、前記負荷の動作状態を判断し、
前記スイッチによって前記回路が導通され、前記センサが人体を検知したとき、前記タイマーが第1の時間をカウントしている場合第1の時間のカウントを再開し、前記タイマーが第2の時間をカウントしている場合第2の時間のカウントを再開すること
を特徴とする請求項1に記載された人感スイッチ。
- 人体を検知したときに検知信号を発信する複数の人感センサと、
負荷の動作状態を切換え可能に構成されたスイッチと;
検知信号を発信した前記人感センサが、最初に検知信号を発信した前記人感センサであるか否かを判断する判断部と;
所定の時間のカウントが終了するまで前記負荷が遷移状態を維持するよう前記スイッチを制御可能であり、前記人感センサのいずれか一から検知信号を受信したとき、前記判断部が前記検知信号を発信した前記人感センサが最初に検知信号を発信した前記人感センサであると判断した場合、第1の時間のカウントを開始し、前記人感センサのいずれか一から検知信号を受信したとき、前記判断部が前記検知信号を発信した前記人感センサが最初に検知信号を発信した前記人感センサと異なると判断した場合、第2の時間のカウントを開始するタイマーと、
を備えることを特徴とする電気システム。
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