KR100427951B1 - 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치 및 방법 - Google Patents

적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 지역의 조도를 가시광선이 아닌 적외선 영역에서 측정함으로써, 인공조명에서 방출하는 가시광선의 영향을 줄여 태양광의 조도를 정확히 측정하고, 순간의 조명변화에 따른 조명기구의 반복적인 점소등을 막기 위하여 조명기구가 점등 또는 소등된 후 추가 측정을 하며, 그 결과를 적용하여 조명기구를 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위하여, 외부조도를 감지하여 조명기구를 점소등하는 조명기구 제어장치에 있어서, 외부 적외선의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 조도를 측정하는 센서부(207)와, 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값을 저장하고, 재설정하는 저장부(204)와, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 무선통신을 이용하여 재설정하기 위한 재설정 데이터를 수신하는 송수신부(201)와, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 현장에서 직접 재설정하기 위한 재설정 데이터를 입력하는 키입력부(205)와, 상기 센서부(207)에서 측정된 데이터를 저장부(204)에 저장된 데이터와 비교하여 조명기구(300)를 제어하기 위한 제어데이터를 전송하며, 상기 송수신부(201) 또는 키입력부(205)를 통하여 입력된 재설정 데이터의 처리결과를 저장부(204)에 전송하는 처리부(202)와, 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중 재설정 데이터의 처리결과를 나타내는 표시부(206) 및 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중에 제어데이터를 수신하여 조명기구(300)를 제어하는 제어부(203)로 구성하여, 순간적인 조도의 변화에 영향을 받지 않도록 하여 전력의 낭비가 없으며, 적외선센서를 이용하여 조도를 측정함으로써 인공조명에서 방출되는 가시광선의 영향을 받지 않기 때문에, 설치 지역에 구애됨이 없이 조명기구를 효과적으로 동작하도록 할 수 있도록 한 것이다.

Description

적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치 및 방법{Turn on-off the light control equipment and method using infrared rays sensor}
본 발명은 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 지역의 조도를 가시광선이 아닌 적외선 영역에서 측정함으로써, 인공조명에서 방출하는 가시광선의 영향을 줄여 태양광의 조도를 정확히 측정하고, 순간의 조명변화에 따른 조명기구의 반복적인 점소등을 막기 위하여 조명기구가 점등 또는 소등된 후 추가 측정을 하며, 그 결과를 적용하여 조명기구의 점등 또는 소등상태를 결정하기 때문에 전력의 낭비가 없으며, 적외선센서를 이용하여 조도를 측정함으로써, 인공조명에서 방출되는 가시광선의 영향을 받지 않기 때문에 설치 지역에 구애됨이 없이 조명기구를 효과적으로 동작하도록 할 수 있도록 한 것이다.여기서, 상기 가시광선은 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지고 있는 것으로, 파장의 범위는 사람에 따라 다소 차이가 있으나 대체로 0.38㎛∼0.77㎛이며, 상기 적외선은 열선이라고도 하며, 빨강보다 파장이 긴 것으로 0.77㎛∼3㎛인 것을 근적외선, 3㎛∼25㎛인 것을 적외선, 25㎛이상인 것을 원적외선이라 한다.일반적으로, 종래의 조명기구 온-오프 제어방법은 전원스위치를 이용한 제어방법과 광센서를 이용한 제어방법과 타임스위치를 이용한 제어방법 및 전파수신에 의한 제어방법 등이 있다.
그러나, 상기 전원스위치를 이용한 제어방법은 현장에서 직접 조명기구 전원스위치를 온-오프하기 때문에 많은 인력과 시간이 필요하게 되고, 점소등 시간에 일률적이지 못하게 된다.
또한, 상기 광센서를 이용한 제어방법은 광센서 표면이 외부환경에 오염되어 조기에 점등되거나 점등 후에도 외부 인공조명, 예를 들어 가로등, 간판, 빌딩 또는 차량 등의 조명으로 인하여 점등 및 소등을 반복하는 경우가 발생하여 조명기구 사용의 효율성이 떨어지게 된다.
그리고, 상기 타임스위치를 이용한 제어방법은 미리 설정된 시간에 의하여 점소등되기 때문에, 산악지대에 설치된 경우 평지에 비하여 빠른 일몰과 늦은 일출로 인한 조명기구의 점소등 오차가 생기고, 계절의 변화에 따른 일출 및 일몰 시간과의 오차로 인하여 조명기구 사용의 효율성이 떨어지며, 비나 안개 등으로 인하여 낮에도 점등이 필요할 경우 점등되지 못한다.
또한, 전파수신에 의한 제어방법은 지역에 따른 전파수신률의 저하에 따른 문제점과 전파를 송수신하기 위한 다수의 기지국이 필요하기 때문에, 초기 시설투자 자본과 유지보수 비용이 커지게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 조명기구 온-오프 제어방법이 지닌 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 특정 지역의 조도를 가시광선이 아닌 적외선 영역에서 측정함으로써, 인공조명에서 방출하는 가시광선의 영향을 줄여 태양광의 조도를 정확히 측정하고, 순간적인 외부조도변화에 따른 조명기구의 반복적인 점소등을 막기 위하여 조명기구가 점등 또는 소등된 후 추가 측정을 하고, 그 결과를 적용하여 조명기구를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치의 다른 예를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치의 조도측정기 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어방법의 흐름도.도 5a는 본 발명에 의한 조도측정기를 이용하여 일정 기간동안 조도값을 측정한 그래프.도 5b는 도5a의 A부분을 확대한 확대 그래프.도 6은 본 발명에 의한 조도측정기를 이용하여 다른 일정 기간동안 조도값을 측정한 그래프.도 7은 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 과정을 나타내는 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 조도센서 101 : 수광부 102 : 충전부 103 : 처리부
104 : 저장부 105 : 센서부 106 : 송수신부 200 : 가로등 점멸기
201 : 송수신부 202 : 처리부 203 : 제어부 204 : 저장부
205 : 키입력부 206 : 표시부 207 : 센서부 300 : 조명기구
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치는, 외부조도를 감지하여 조명기구를 점소등하는 조명기구 제어장치에 있어서, 외부 적외선의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 조도를 측정하는 센서부(207)와, 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값을 저장하고, 재설정하는 저장부(204)와, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 무선통신을 이용하여 재설정하기 위한 재설정 데이터를 수신하는 송수신부(201)와, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 현장에서 직접 재설정하기 위한 재설정 데이터를 입력하는 키입력부(205)와, 상기 센서부(207)에서 측정된 데이터를 저장부(204)에 저장된 데이터와 비교하여 조명기구(300)를 제어하기 위한 제어데이터를 전송하며, 상기 송수신부(201) 또는 키입력부(205)를 통하여 입력된 재설정 데이터의 처리결과를 저장부(204)에 전송하는 처리부(202)와, 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중 재설정 데이터의 처리결과를 나타내는 표시부(206) 및 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중에 제어데이터를 수신하여 조명기구(300)를 제어하는 제어부(203)로 구성된 것을 특징으로 한다.또한 번화가 등의 인공조명이 많은 곳에 하나이상의 조도측정기(100)를 설치하여, 인공조명에 의한 간섭을 줄일 수도 있도록 하며, 본 발명에 의한 제어 방법은, 조명기구의 설치지역에 따른 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값을 가로등 점멸기에 설정하는 단계(S1) 와 적외선센서를 이용하여 외부의 적외선 조도값을 측정하는 단계(S2) 와 적외선센서에서 측정된 조도값이 상기 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등하고 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등하는 단계(S3) 와 점등 또는 소등 후 일정간격으로 3회 추가 측정 한 후 평균값을 계산하는 단계(S4) 및 상기 계산된 평균값과 점등 또는 소등시 인공조명 설정값을 비교하여 평균값이 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등하고 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등하는 단계(S5)로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
조도에 따른 포토 TR 측정값
조도계(lx) 포토 TR 측정값(V)
15 5.0007
14 5.0016
13 5.0022
12 5.0030
11 5.0039
10 5.0045
9 5.0052
8 5.0058
도 1은 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치의 블록도로서, 외부 적외선의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 조도를 측정한 센서부(207)가 측정데이터를 처리부(202)로 전송하면, 상기 처리부(202)는 입력된 측정데이터와 저장부(204)에 저장된 데이터를 비교하여, 그 결과를 제어부(203)로 전송하고, 상기 제어부(203)는 전송된 결과에 따라서 조명기구(300)를 제어하기 위한 신호를 조명기구(300)로 전송한다.
이때, 상기 저장부(204)는 가로등 점멸기(200)가 설치된 지역에 따라 결정된 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 설정값이 저장되어 있다.
그리고, 상기 가로등 점멸기(200)의 제어방법 또는 저장된 설정값을 변경하기 위한 키입력부(205)와 상기 입력된 내용의 처리결과와 가로등 점멸기(200)의 상태를 보여주는 표시부(206)를 포함하며, 또한 상기 가로등 점멸기(200)의 제어방법 또는 저장된 설정값의 변경을 무선통신으로 하기 위한 송수신부(204)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치의 다른 예를 나타낸 블록도로서, 특정지역 예를 들어, 번화가 등의 인공조명이 많은 곳은 인공조명에 의한 간섭을 제거하기 위하여 하나 이상의 조도측정기(100)를 설치할 수도 있는 것이다.
적외선 조도를 측정하는 하나 이상의 조도측정기(100)에서 송신된 신호를 송수신부(201)에서 수신하여 처리부(202)로 전송하면, 상기 처리부(202)는 입력된 신호를 복조하여 조도측정기(100)의 고유코드 데이터와 측정데이터를 복원하고, 상기 복원된 측정데이터를 저장부(204)에 저장된 데이터와 비교하여, 그 결과를 제어부(203)로 전송하며, 상기 결과를 입력받은 제어부(203)는 입력된 데이터로부터 조명기구(300)를 점등 또는 소등하기 위한 신호를 조명기구(300)로 전송한다.
이때, 저장부(204)는 상기 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 설정값과 더불어, 측정데이터를 전송하는 조도측정기(100)가 제어범위 내의 조도측정기(100)인지를 확인하는 고유코드가 저장되어 있다.
또한 상기 조도측정기(100)는 도 3의 블록도에서 알 수 있는 바와 같이, 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 수광부(101)와, 상기 수광부(101)에서 변환된 전기에너지를 저장하고 조도센서가 동작하기 위한 전원을 공급하는 충전부(102)와, 적외선 조도를 측정하는 센서부(105)와, 조도측정기(100)의 고유코드가 저장된 저장부(104)와, 상기 충전부(102)에서 공급되는 전원을 제어하고 저장부(104)에 저장된 조도측정기(100)의 고유코드와 센서부(105)에서 측정된 데이터를 결합하여 무선송신을 하기 위한 신호로 변환하는 처리부(103) 및 상기 처리부(103)에서 변환된 신호를 송신하는 송수신부(106)로 구성되어 있다.
도 4는 본 발명에 의한 적외선 센서를 이용한 점소등 제어방법의 흐름도로서, 먼저 조명기구의 설치지역에 따른 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값을 가로등 점멸기에 설정(S1)한 후, 적외선센서를 이용하여 외부의 적외선 조도값을 측정(S2)한다.측정(S2) 후, 적외선센서에서 측정된 조도값이 상기 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등하고 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등(S3)하고, 점등 또는 소등 후 일정간격으로 조도값을 3회 추가 측정 한 후 평균값을 계산(S4)한다.상기 계산된 평균값과 점등 또는 소등시 인공조명 설정값을 비교하여 평균값이 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등하고 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등(S5)하여 되는 것이다.즉, 최초 측정된 적외선 조도값이 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등(S3)하고, 점등 후 3회의 추가 측정을 통해 평균값을 계산(S4)하여 계산값이 점등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등하고 작을 경우 점등을 유지(S5)하는 것이며, 최초 측정된 적외선 조도값이 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등(S3)하고, 소등 후 3회의 추가 측정을 통해 평균값을 계산(S4)하여 계산값이 소등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등하고 클 경우 소등을 유지(S5)하는 것이다.도 5a와 도5b 및 도6은 본 발명에 의한 조도측정기를 이용하여 일정 기간동안의 조도를 측정한 것으로, 빛에너지가 전기에너지로 전환되어 측정값이 전압으로서 표시되는 것으로, 21시 부터 5시 사이에는 높은 전압을 나타내게 되므로 계속적으로 점소등이 점등되어 있는 것을 알 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명을 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 적외선센서를 이용하여 조도를 측정함으로써 인공조명에서 방출되는 가시광선의 영향을 받지 않기 때문에, 설치 지역에 구애됨이 없이 조명기구를 효과적으로 동작할 수 있음은 물론, 점등 또는 소등 후에 다수번에 걸친 추가측정을 통해 조명기구의 점등 또는 소등상태를 결정하기 때문에, 순간적인 외부조도의 변화에 영향을 받지 않도록 하여 전력의 낭비를 방지할 수 있도록 하는 등의 유용한 효과를 제공한다.

Claims (4)

  1. 외부조도를 감지하여 조명기구를 점소등하는 조명기구 제어장치에 있어서,
    외부 적외선의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 조도를 측정하는 센서부(207)와, 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값을 저장하고, 재설정하는 저장부(204)와, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 무선통신을 이용하여 재설정하기 위한 재설정 데이터를 수신하는 송수신부(201)와,
    상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 현장에서 직접 재설정하기 위한 재설정 데이터를 입력하는 키입력부(205)와, 상기 센서부(207)에서 측정된 데이터를 저장부(204)에 저장된 데이터와 비교하여 조명기구(300)를 제어하기 위한 제어데이터를 전송하며, 상기 송수신부(201) 또는 키입력부(205)를 통하여 입력된 재설정 데이터의 처리결과를 저장부(204)에 전송하는 처리부(202)와, 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중 재설정 데이터의 처리결과를 나타내는 표시부(206) 및 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중에 제어데이터를 수신하여 조명기구(300)를 제어하는 제어부(203)로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치.
  2. 외부조도를 감지하여 조명기구를 점소등하는 조명기구 제어장치에 있어서,
    외부 적외선의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 조도를 측정하는 적외선 센서를 이용하여 조도를 측정한 후 상기 측정데이터와 고유코드 데이터를 송신하는 조도측정기(100)와, 상기 조도측정기(100)에서 송신한 데이터를 수신하는 송수신부(201)와, 상기 조도측정기(100)의 고유코드와 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값이 저장된 저장부(204)와, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터를 현장에서 직접 재설정하기 위한 재설정 데이터를 입력하는 키입력부(205)와, 상기 송수신부(201)가 수신한 데이터를 복조한 후, 상기 저장부(204)에 저장된 데이터와 비교하여 조명기구(300)를 제어하기 위한 제어데이터를 전송하며, 상기 키입력부(205)에서 입력된 재설정 데이터의 처리결과를 전송하는 처리부(202)와, 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중에 재설정 데이터의 처리결과를 나타내는 표시부(206)와, 상기 처리부(202)에서 전송하는 데이터 중에 제어데이터를 수신하여 조명기구(300)를 제어하는 제어부(203) 및 상기 제어부(203)로 부터 제어신호를 입력받아 점등 및 소등하는 조명기구(300)로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조도측정기(100)는 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 수광부(101)와, 상기 수광부에서 변환된 전기에너지를 저장하고 조도센서가 동작하기 위한 전원을 공급하는 충전부(102)와, 적외선조도를 측정하는 센서부(105)와, 조도측정기(100)의 고유코드가 저장된 저장부(104)와, 상기 충전부(102)에서 공급되는 전원을 제어하고 저장부(104)에 저장된 조도측정기(100)의 고유코드와 센서부(105)에서 측정된 데이터를 결합하여 무선송신을 하기 위한 신호로 변환하는 처리부(103) 및 상기 처리부(103)에서 변환된 신호를 송신하는 송수신부(106)로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 점소등 제어장치.
  4. 외부조도를 감지하여 조명기구를 점소등하는 조명기구 제어방법에 있어서,
    조명기구의 설치지역에 따른 점등조도, 소등조도, 점등시 인공조명 및 소등시 인공조명 기준값을 가로등 점멸기에 설정하는 단계(S1) 와 적외선센서를 이용하여 외부의 적외선 조도값을 측정하는 단계(S2) 와 적외선센서에서 측정된 조도값이 상기 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등하고 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등하는 단계(S3) 와 점등 또는 소등 후 일정간격으로 3회 추가 측정 한 후 평균값을 계산하는 단계(S4) 및 상기 계산된 평균값과 점등 또는 소등시 인공조명 설정값을 비교하여 평균값이 소등조도 설정값보다 클 경우 조명기구를 소등하고 점등조도 설정값보다 작을 경우 조명기구를 점등하는 단계(S5)로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 점소등 제어방법.
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