KR100274165B1 - 심야전력용전자식타임스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 심야전력용 전자식 타임 스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 구성부에 전원을 공급하는 전원공급수단과, 내부 모터의 구동에 따라 일정한 시간에 스위칭되어 전력을 공급하는 전자 개폐기와, 상기 전자 개폐기에 정격 이상의 과전류가 흐를 때 이를 검출하여 신호를 출력하는 과전류 검출수단과, 상기 전자 개폐기의 통전 시간과 차단 시간 및 현재 시간을 입력시키는 제어시간 입력수단과, 통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간 등을 표시하는 디스플레이 수단과, 정전 여부를 검출하는 정전감지수단과, 정전시 상기 정전감지수단으로부터 출력되는 신호에 따라 데이터를 보호하기 위하여 예비전력을 공급하는 예비전력 공급수단을 포함하는 심야전력용 타임스위치에 있어서, 외부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 상기 전자 개폐기의 모터를 구동시키는 모터 구동수단과, 외부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 상기 모터의 속도를 제어하는 모터 전자 브레이크 수단과, 외부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 상기 모터의 위치를 검출하기 위한 모터 위치검출수단과, 타이머 프로그램이 내장되고, 상기 정전감지수단, 과전류 검출수단, 모터 위치검출수단 및 제어시간 입력수단의 출력 신호에 의해 상기 디스플레이 수단, 모터 구동수단 및 모터 전자 브레이크 수단의 동작을 각각 제어하는 상기 제어 신호를 출력하며, 정전시 상기 정전감지수단의 출력 신호에 의해 저장된 데이터를 보호하고, 이와 동시에 상기 전자 개폐기의 작동을 정지하도록 상기 모터 구동수단 및 모터 전자 브레이크 수단의 동작을 제어하는 중앙제어수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 모터의 위치감지 및 속도제어 회로가 내장된 마이크로 프로세서 유니트를 이용하여 현재 시간이 통전 시간대에 있으면 모터 동작부를 제어하여 전자개폐기를 폐로시키고, 현재 시간이 차단시간대에 있으면 모터 동작부를 제어하여 무소음 전자개폐기를 개로시키고, 과전류가 부하에 흐를 때에는 모터 동작부를 제어하여 무소음 전자개폐기를 개로시킴으로써, 일반 저가의 모터로 고가의 스텝모터의 기능이 구현 가능한 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

심야전력용 전자식 타임 스위치 {ELECTRONIC TIME SWITCH FOR MIDNIGHT ELECTRIC POWER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 심야전력용 전자식 타임 스위치에 관한 것으로, 특히 모터의 위치감지 및 속도제어 회로가 내장된 마이크로 프로세서 유니트를 이용하여 일반 저가의 모터로 고가의 스텝모터의 기능을 구현한 심야전력용 전자식 타임 스위치에 관한 것이다.
일반적으로, 심야전력용 전자식 타임 스위치는 전기요금이 할인되는 심야전력을 사용하기 위한 것으로, 타이머를 한전의 심야 설정 시간대에 맞추어 두면 그 시간에 스위치가 자동으로 온(on)되어 전력을 공급하여 준다.
도 1 은 종래 기술에 따른 심야전력용 전자식 타임 스위치를 블록도로 나타낸 것으로, 일정한 시간에 맞추어 두면 그 시간에 스위치가 온(on)되거나 오프(off)되는 기계식 타이머 스위치(11)와, 입력단의 전류가 30 암페어(A) 이상일 때 동작하여 전력의 개폐를 행하는 마그네틱 릴레이(12)로 구성되어 있다.
그런데, 상기 구성을 갖는 종래의 심야전력용 전자식 타임 스위치에 의하면, 기계식 타이머 스위치의 동작으로 시간 오차율이 높고, 30 암페어(A) 이상의 경우는 부가 장치로 마그네틱 릴레이를 사용함으로써 소음 발생과 함께 전력소비가 많아지는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 심야전력용 전자식 타임 스위치는 스텝 모터를 사용함으로써 상기 문제점들을 해결할 수는 있지만, 이 스텝 모터의 값이 고가라는 점에서 실제로는 사용되지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 모터의 위치감지 및 속도제어 회로가 내장된 마이크로 프로세서 유니트를 이용하여 일반 저가의 모터로 고가의 스텝모터의 기능을 구현한 심야전력용 전자식 타임 스위치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래기술에 따른 심야전력용 전자식 타임 스위치의 블럭도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 심야전력용 전자식 타임 스위치의 블록도
도 3은 도 2에 도시된 마이크로 프로세서 장치부에 내장된 프로그램을 도시한 플로우챠트
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 기계식 타이머 12 : 마그네틱 릴레이
21 : 마이크로 프로세서 장치부 22 : 전원 공급부
23 : 정전 감지부 24 : 밧데리 충전부
25 : 과전류 검출부 26 : 시간 셋트부
27 : LCD, LED 표시부 28 : 모터 구동 회로부
29 : 모터 전자 브레이크부 30 : 모터 위치 검출부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 심야전력용 전자식 타임 스위치는,
전원을 공급하는 전원공급수단과,
정전시 이를 감지한 신호를 출력하는 정전감지수단과,
정전시 데이터를 보호하기 위하여 예비전력을 공급하는 예비전력 공급수단과,
부하에 정격 이상의 과전류가 흐를 때 이를 검출한 신호를 발생시키는 과전류 검출수단과,
통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간을 입력시키는 제어시간 입력수단과,
상기 통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간 등을 표시하는 디스플레이 수단과,
전자 개폐기의 동작을 제어하기 위해 모터를 구동시키는 모터 구동수단과,
상기 모터의 속도를 제어하는 모터 전자 브레이크 수단과,
상기 모터의 위치를 검출하기 위한 모터 위치검출수단과,
상기 정전감지수단, 과전류 검출수단, 모터 위치검출수단 및 제어시간 입력수단의 출력 신호에 의해 상기 디스플레이 수단, 모터 구동수단 및 모터 전자 브레이크 수단의 동작을 각각 제어하는 중앙제어수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 중앙제어수단은 정전시 상기 정전감지수단의 출력 신호에 의해 저장된 데이터를 보호하고, 전자개폐기의 작동을 정지하도록 상기 모터 구동수단 및 모터 전자 브레이크 수단의 동작을 제어하며, 상기 과전류 검출수단은 부하에 정격 이상의 전류가 흐를 때 경보를 발생하고, 그 후 계속해서 전류가 증가하면 전자개폐기를 통해 차단시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 중앙제어수단은 시계 프로그램과 타이머 프로그램이 내장된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 심야전력용 전자식 타임 스위치의 제어방법은,
전원 공급후에 모터의 위치감지 및 속도제어 회로가 내장된 마이크로 프로세서 유니트의 시스템을 초기화시키는 제 1 과정과,
상기 시스템이 초기화 된후 통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간을 입력시키는 제 2 과정과,
상기 시간조작완료후 전자개폐기의 상태, 과전류 상태 및 시간상황을 감시하는 제 3 과정과,
상기 현재 시간이 통전 시간대에 있으면 모터를 제어하여 전자개폐기를 폐로시키는 제 4 과정과,
상기 현재 시간이 차단 시간대에 있으면 모터를 제어하여 전자개폐기를 개로시키는 제 5 과정과,
상기 과전류가 부하에 흐를 때에는 모터를 제어하여 전자개폐기를 개로시키는 제 6 과정과,
정전시 이를 감지한 신호에 의해 상기 마이크로 프로세서 유니트에 저장된 데이터를 보호하고 전자개폐기의 작동을 정지시키는 제 7 과정과,
정전시 상기 마이크로 프로세서 유니트에 저장된 데이터를 보호하고 시간표기를 지속되게 하기 위하여 예비전원을 공급하는 제 8 과정을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 심야전력용 전자식 타임 스위치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 마이크로 프로세서 장치부(21)에 내장된 프로그램을 도시한 프로챠트이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 심야전력용 전자식 타임 스위치는 전원을 공급하는 전원공급부(22)와, 정전시 이를 감지한 신호를 출력하는 정전감지부(23)와, 정전시 예비전력을 공급시키는 밧데리 충전부(24)와, 부하에 정격 이상의 과전류가 흐를 때 이를 검출한 신호를 발생시키는 과전류 검출부(25)와, 통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간을 입력시키는 시간 세트부(26)와, 상기 통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간 등을 표시하는 LCD 및 LED 표시부(27)와, 전자 개폐기의 동작을 제어하기 위해 모터를 구동시키는 모터 구동회로부(28)와, 상기 모터의 속도를 제어하는 모터 전자 브레이크부(29)와, 상기 모터의 위치를 검출하기 위한 모터 위치검출부(30)와, 상기 정전감지부(23), 과전류 검출부(25), 모터 위치검출부(30) 및 시간 세트부(26)의 출력 신호에 의해 상기 LCD 및 LED 표시부(27), 모터 구동회로부(28) 및 모터 전자 브레이크부(29)의 동작을 각각 제어하는 마이크로 프로세서 장치부(21)로 구성된다.
상기 구성에 의한 동작을 살펴보면, 먼저 상기 전원 공급부(22)는 제어 시스템 전체에 12V와 5V 전원을 각각 공급하며, 상기 정전 감지부(23)는 정전시 신호를 상기 마이크로 프로세서 장치부(21)에 전달하여 저장된 데이터를 보호하고 전자개폐기의 작동을 정지시킨다.
그리고, 상기 밧데리 충전부(24)는 전원 공급에 이상이 발생하여 정전 현상이 지속되면 약 720 시간 이상동안 작동되어 시스템 전체에 전원을 공급하여 주므로써 상기 마이크로 프로세서 장치부(21)에 저장된 데이터의 보존 및 시간 표시를 지속시키게 된다.
상기 과전류 검출부(25)는 부하에 정격 이상의 과전류가 흐를 때 이를 감지한 신호를 발생시키고, 이를 마이크로 프로세서 장치부(21)에 전달하여 전자개폐기를 개로시킴으로써 부하에 흐르는 과전류를 차단시키게 된다.
상기 시간 세트부(26)는 시스템이 초기화후에 시계가 작동되고 최초 및 정전복구후에 필요에 따라 통전시각, 차단시각 및 현재시각을 조작 스위치를 통해 입력시킨다.
상기 LED 및 LCD 표시부(27)는 조작 스위치로부터 입력된 통전시각, 차단시각 및 현재시각을 나타내어 준다.
상기 모터 구동회로부(28) 및 모터 전자 브레이크부(29)는 모터를 구동, 또는 모터의 속도를 제어하는 역할을 수행한다.
그리고, 상기 모터 위치 검출부(30)는 모터의 위치를 검출한 신호를 마이크로 프로세서 장치부(21)로 알려주게 된다.
도 3은 도 2에 도시된 마이크로 프로세서 장치부(21)에 내장된 프로그램을 도시한 플로우챠트로서, 각 단계별로 동작을 살펴보면 다음과 같다.
제 31 단계(31)에서, 입력전원이 인가되면 전원공급부(22)를 통하여 제어 시스템 전체에 각각 12V와 5V로 전원이 공급된다.
제 32 단계(32)에서, 전원 공급후에 마이크로 프로세서 장치부(21)의 작동이 시작되고 시스템이 초기화된다.
제 33 단계(33)에서 시스템이 초기화후에 시계가 작동되고, 제 34 단계(34)에서 최초 및 정전 복구 후에는 필요에 따라 조작스위치로 통전시각, 차단시각 및 현재시각을 조정한다.
제 35 단계(35)에서, 시간조작완료후에 시스템은 정상작동하며 마이크로 프로세서 장치부(21)는 수시로 전자개폐기의 상태, 과전류 상태 및 시간상황을 감시한다.
제 36 단계(36)에서, 현재 시간이 통전 시간대에 있는지, 아니면 차단 시간대에 있는지를 판단하게 된다.
제 37 단계(37)부터 제 42 단계(42)는 현재 시간이 통전 시간대에 있을 경우 무소음 전자접촉기를 폐로시키기 위한 일련의 동작과정이다.
먼저, 현재 시간이 통전 시간대에 있으면(제 37 단계),
제 38 단계(38)에서, 전원을 온(on), 오프(off)시키는 제 1 스위치가 온(on)되었는지를 판단하게 된다. 이때, 전자접촉기는 개로된 상태에서 전력을 차단하고 있는 상태이다.
상기 제 1 스위치가 온(on) 상태가 아닌 오프(off) 상태일때는 제 42 단계로 바로 건너뛰어서 무소음 전자접촉기를 폐로시키게 된다.
제 39 단계(39)에서, 상기 제 38 단계(38)에서 제 1 스위치가 온(on) 상태일 때 모터를 작동시킨다. 이때, 상기 제 1 스위치는 온(on) 또는 오프(off) 상태에서 모터를 동작시키는 것으로, 여기서는 상기 제 1 스위치가 온(on) 상태일 때 모터가 동작되는 것으로 한다.
제 40 단계(40)에서, 모터가 작동후 모터의 정지신호를 출력하는 제 2 스위치가 오프(off) 상태인지를 판단하게 된다. 이때, 상기 제 2 스위치가 온(on) 상태일때는 제 40 단계(40) 이전으로 피드백된다.
제 41 단계(41)에서, 상기 제 2 스위치가 오프(off) 상태일 때 모터를 모터 전자브레이크 회로부(29)에 의해 정지시키게 된다.
제 42 단계(42)는 현재 시간이 통전 시간대에 있으면 상기 제 37 단계(37) 및 제 41 단계(41)에 의해 무소음 전자개폐기를 폐로시킨다.
한편, 제 43 단계(43)부터 제 48 단계(48)는 현재 시간이 차단 시간대에 있을 경우 무소음 전자접촉기를 개로시키기 위한 일련의 동작과정이다.
먼저, 현재 시간이 차단 시간대에 있으면(제 43 단계),
제 44 단계(44)에서, 전원을 온(on), 오프(off)시키는 제 1 스위치가 오프(off)되었는지를 판단하게 된다. 이때, 전자접촉기는 폐로된 상태에서 전력을 공급하고 있는 상태이다.
상기 제 1 스위치가 오프(off) 상태가 아닌 온(on) 상태일때는 제 48 단계로 바로 건너뛰어서 무소음 전자접촉기를 개로시키게 된다.
제 45 단계(45)에서, 상기 제 44 단계(44)에서 제 1 스위치가 오프(off) 상태일 때 모터를 작동시킨다. 이때, 상기 제 1 스위치는 온(on) 또는 오프(off) 상태에서 모터를 동작시키는 것으로, 여기서는 상기 제 1 스위치가 오프(off) 상태일 때 모터가 동작되는 것으로 한다.
제 46 단계(46)에서, 모터가 작동후 모터의 정지신호를 출력하는 제 2 스위치가 오프(off) 상태인지를 판단하게 된다. 이때, 상기 제 2 스위치가 온(on) 상태일때는 제 46 단계(46) 이전으로 피드백된다.
제 47 단계(47)에서, 상기 제 2 스위치가 오프(off) 상태일 때 모터를 모터 전자브레이크 회로부(29)에 의해 정지시키게 된다.
제 48 단계(48)는 현재 시간이 차단 시간대에 있으면 상기 제 37 단계(37) 및 제 41 단계(41)에 의해 무소음 전자개폐기를 개로시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 심야전력용 전자식 타임 스위치에 의하면, 모터의 위치감지 및 속도제어 회로가 내장된 마이크로 프로세서 유니트를 이용하여 현재 시간이 통전 시간대에 있으면 모터 동작부를 제어하여 전자개폐기를 폐로시키고, 현재 시간이 차단시간대에 있으면 모터 동작부를 제어하여 무소음 전자개폐기를 개로시키고, 과전류가 부하에 흐를 때에는 모터 동작부를 제어하여 무소음 전자개폐기를 개로시킴으로써, 일반 저가의 모터로 고가의 스텝모터의 기능이 구현 가능한 매우 뛰어난 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (1)

  1. 각 구성부에 전원을 공급하는 전원공급수단과, 내부 모터의 구동에 따라 일정한 시간에 스위칭되어 전력을 공급하는 전자 개폐기와, 상기 전자 개폐기에 정격 이상의 과전류가 흐를 때 이를 검출하여 신호를 출력하는 과전류 검출수단과, 상기 전자 개폐기의 통전 시간과 차단 시간 및 현재 시간을 입력시키는 제어시간 입력수단과, 통전 시간, 차단 시간 및 현재 시간 등을 표시하는 디스플레이 수단과, 정전 여부를 검출하는 정전감지수단과, 정전시 상기 정전감지수단으로부터 출력되는 신호에 따라 데이터를 보호하기 위하여 예비전력을 공급하는 예비전력 공급수단을 포함하는 심야전력용 타임스위치에 있어서,
    외부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 상기 전자 개폐기의 모터를 구동시키는 모터 구동수단과,
    외부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 상기 모터의 속도를 제어하는 모터 전자 브레이크 수단과,
    외부로부터 공급되는 제어 신호에 따라 상기 모터의 위치를 검출하기 위한 모터 위치검출수단과,
    타이머 프로그램이 내장되고, 상기 정전감지수단, 과전류 검출수단, 모터 위치검출수단 및 제어시간 입력수단의 출력 신호에 의해 상기 디스플레이 수단, 모터 구동수단 및 모터 전자 브레이크 수단의 동작을 각각 제어하는 상기 제어 신호를 출력하며, 정전시 상기 정전감지수단의 출력 신호에 의해 저장된 데이터를 보호하고, 이와 동시에 상기 전자 개폐기의 작동을 정지하도록 상기 모터 구동수단 및 모터 전자 브레이크 수단의 동작을 제어하는 중앙제어수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 심야전력용 전자식 타임 스위치.
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