KR100448053B1 - 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 사람의 존재에 따라 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임을 감지하여 사람이 존재하는 경우 활성화된 감지신호(LS)를 출력하는 감지부(10), 외부의 시간설정 입력스위치(M1SW,M2SW,SET)의 조작에 따라 사용자가 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터(M1,M2)를 설정하기 위한 타이머(20), 기준시간 데이터(M1,M2)를 저장하는 버퍼수단(30), 감지신호(LS)가 활성화될 때마다 버퍼수단(30)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)로 설정되고, 클럭신호(CK)에 동기되어 설정된 기준시간 데이터에서 리셋될때까지 카운팅하여 감지신호가 활성화되서 카운팅한 값이 리셋되기 전까지 활성화된 형광등 제어신호(LC)를 출력하고, 카운팅한 값이 리셋되면 비활성화된 형광등 제어신호(LC)를 출력하는 역카운터(40), 한 단자가 제1공급전압(Vcc)에 연결된 제1저항(R1), 애노드는 제1저항(R1)의 다른 단자에 연결되고, 캐소드는 역카운터(40)의 출력인 형광등 제어신호(LC)에 연결되어 형광등 제어신호(LC)가 활성화되면 애노드로부터 캐소드로 전류가 흐르는 포토다이오드(PD)와 에미터는 제1공급전압(Vcc)에 연결되어 포토다이오드(PD)에 전류가 흐르면 온되어 활성화된 스위칭제어신호(SCO)를 출력하는 포토트랜지스터(PTR)로 구성된 포토커플러(50), 형광등의 점등을 위해 교류전원을 공급해 주는 전원공급부(60) 및 스위칭제어신호(SCO)를 수신하여 스위칭제어신호(SCO)가 활성화되면 전원공급부(60)로부터 출력되는 교류전원을 출력단(OUT)으로 출력시켜 형광등에 교류전원을 공급하여 형광등을 점등시키고, 스위칭제어신호(SCO)가 비활성화되면 전원공급부(60)로부터 출력되는 교류전원이 차단되어 형광등을 소등시키는 스위칭수단(SW)으로 구성된다.

Description

인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법{automatic electric power contol apparatus and the method for watching the human body and economizing power}
본 발명은 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 인체의 열 또는 사람의 움직임을 감지하여 형광등의 동작을 제어하는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래의 경우 인체의 열을 감지하면 일정시간 동안 형광등을 점등시킨 후 자동으로 소등되는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치가 있으며, 도 1은 이러한 종래의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 구성도이다.
도 1의 종래의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 실내에서 사람의 존재에 적응하는 열의 이동을 감지하여 소정의 열이동 감지신호를 출력하는 적외선 감지센서(1), 열이동 감지센서(1)의 노이즈 성분을 제거하는 필터부(2), 노이즈가 제거된 열이동 감지신호를 증폭하는 증폭부(3), 증폭된 신호와 실내의 밝기에 따라 전원의 공급을 제어하는 신호를 발생하는 타이머 제어부(4), 타이머 제어부(4)의 제어신호에 따라 작동하고 일단 작동하면 적외선 감지센서(1)에 의한 열의 이동이 미감지되더라도 소정의 제1설정시간 동안 작동하는 제1타이머(5), 상기 제1타이머(5)의 작동 종료후 제1타이머(5)에서 출력되는 제1신호에 따라 작동하고 일단 작동하면 적외선 감지센서(1)에 의한 열의 이동이 미감지되더라도 소정의 제2설정시간 동안 작동되며 제2설정시간 경과후라도 열의 이동 감지신호의 검출에 따라 제1타이머를 재동작시키는 제2타이머(6), 제1타이머(5)와 제2타이머(6)가 작동하는 동안에 형광등에 전원 공급을 위한 전류를 제어하는 릴레이제어부(7), 릴레이제어부(7)의 제어에 따라 전류가 흐를 때 작동되는 릴레이(8), 릴레이(8)이 작동할 때 종시에 도통되는 제2스위치와 제3스위치(SW2,SW3) 및 제2스위치와 제3스위치(SW2,SW3) 중 어느 하나가 도통되면 전원을 출력단에 공급하는 전원공급부(9)로 구성된다.
타이머제어부(4)는 한쪽 입력단은 증폭부(3)의 출력단과 저항(R4)의 공통단에 연결되어 제1타이머(5)와 제2타이머(6)의 동작을 제어하는 제1부정논리곱(NAND1), 한쪽 입력단은 구동전원(Vs)과 연결되고 타입력단은 제1타이머(5)로부터 출력된 신호를 입력받아 제1타이머(5)의 동작에 따르는 신호를 출력하는 제2부정논리곱(NAND2), 한쪽 단은 제2부정논리곱(NAND2)의 한쪽 입력단에 연결되어 빛의 세기가 기준치보다 크면 도통하는 광도전셀(CD) 및 한쪽 입력단은 제2부정논리곱(NAND2)의 출력단에 연결되고, 타 입력단은 광도전셀(CD)의 타단에 연결되어, 그 출력단이 제1부정논리곱(NAND1)의 타단에 연결되어 제1부정논리곱(NAND1)을 제어하는 제3부정논리곱(NAND3)으로 구성된다.
제1타이머(5)는 한쪽 입력단은 제1부정논리곱(NAND1)의 출력을 입력받아 제1타이머(5)의 작동 시점을 제어하는 제4부정논리곱(NAND4), 제4부정논리곱(NAND4)의 출력단과 연결되어 제4부정논리곱(NAND4)의 출력신호에 따라 펄스를 발생하고 일단 펄스가 발생되면 실내에서 열의 이동이 없더라도 저항(Ra)과 캐패시터(Ca)의 시정수값에 따라 설정된 개수의 펄스를 발생하는 제1펄스발생기(5a), 제1펄스발생기(5a)가 출력한 펄스를 설정된 개수만큼 카운트하고 설정된 카운트가 끝나면 제1출력단과 제2출력단을 통하여 각각 카운트 과정 중의 신호에 반전된 제1신호와 제2신호를 발생하는 제1카운터(5b), 제1카운터(5b)의 제2출력단에서의 출력신호와 제4부정논리곱(NAND4)의 출력신호를 논리 연산하여, 그 출력을 제4부정논리곱(NAND4)의 타입력단으로 입력하는 제5부정논리곱(NAND5) 및 제1타이머(5)와 제2타이머(6) 중 어느 한 쪽만이라도 동작하면 전원을 공급하라는 신호를 타이머제어부(4)와 릴레이제어부(7)로 입력하는 제1논리합(OR1)으로 구성된다.
제2타이머(6)는 제1부정논리곱(NAND1)의 출력과 제1카운터(5b)의 제1출력단의 출력이 입력되어 제1타이머(5)가 작동 중이면 제2타이머(6)의 작동을 멈추게 하는 제2논리합(OR2), 제2논리합(OR2)의 출력을 한쪽 단으로 입력받아 그 결과를 논리 연산하는 제6부정논리곱(NAND6), 제6부정논리곱(NAND6)의 출력을 받아 펄스를 출력하고, 일단 펄스를 출력하면 실내에서의 열의 이동이 없더라도 저항(Rb)과 캐패시터(Cb)의 시정수값에 따라 설정된 펄스의 개수를 발생하는 제2펄스발생기(6a), 제2펄스발생기(6a)의 출력한 펄스의 개수를 카운트하는 제2카운터(6b) 및 제2카운터(6b)가 설정된 펄스의 개수를 완전히 카운트하면 제2카운터(6b)의 출력을 타단으로 입력받는 제7부정논리곱(NAND7)으로 구성된다.
상기 종래의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 제1펄스발생기(5a) 및 제2펄스발생기(6a)에서 설정된 펄스의 개수를 발생시키기 위해 저항(Ra,Rb)과 캐패시터(Ca,Cb)가 필요하나, 저항(Ra,Rb)과 캐패시터(Ca,Cb)의 오차범위로 인해 정확하게 원하는 펄스의 개수를 발생시키는 것이 용이하지 않으며, 제1타이머와 제2타이머의 시간을 변경하고자 하는 경우 일일이 저항(Ra,Rb)과 캐패시터(Ca,Cb)의 값을 변경하여야 하는 번거로운 문제점을 가지고 있다.
또한 종래의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 출력단에 전원공급부로부터 전원의 공급을 제어하기 위해 릴레이(8)를 사용하고 있으나, 릴레이는 1차측에 유도된 전류에 의해 2차측에 전극이 기계적으로 단락되어 동작하는 것으로 릴레이 작동시 기계적 소음이 크고, 릴레이 동작에 따른 충격에 의해 발생되는 잡음에 의해 타부품이 정상적으로 동작하지 못하는 문제점이 있고, 부하용량의 변경시 릴레이를 교체하여야 하는 문제점을 가지고 있다.
또한 종래의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 광도전셀에 의해 단순히 공간의 조도 상태를 파악하여 공간의 조도가 어두운 경우 적외선 감지센서(1)에 의해 열이동 감지신호가 감지되면 타이머제어부(4), 제1타이머(5) 및 제2타이머(6)의 동작에 따라 전원공급부(9)의 전원을 출력단에 공급하도록 되어 있으나, 광도전셀은 공간의 조도 상태를 정밀하게 제어할 수 없으므로 공간의 조도 상태가 어느 정도 어두운 야간의 경우 이를 밝은 상태로 판단하여 형광등이 점등되지 않는 문제점을 가지고 있다
본 발명의 목적은 외부의 시간설정 입력스위치들의 작동에 의해 형광등의 점등유지시간인 기준시간을 사용자가 자유롭게 설정할 수 있으며, 정밀하게 그 기준시간을 설정할 수 있고, 트라이악(TRIAC)을 사용하므로써 소음이 없고, 잡음의 방지를 방지하여 타부품의 오동작을 방지할 수 있는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 주/야간 스위치와 광도전셀에 의해 주/야간 스위치의 작동에 의해 주간인 경우 광도전셀에 의해 공간의 조도 상태를 파악하여 공간의 조도가 어두운 경우 형광등을 점등시키고, 공간의 조도가 밝은 경우 형광등을 점등시키지 않고, 야간인 경우 광도전셀의 동작에 관계없이 항상 형광등을 점등시켜 주어 공간의 조도 상태가 어느 정도 어두운 야간의 경우라도 형광등을 점등시켜 주어 광도전셀에 의한 공간의 조도 상태 판단에 따른 오류를 방지할 수 있는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어방법의 순서도이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 사람의 존재 유무를 감지하여 사람이 존재하는 경우 활성화된 감지신호를 출력하는 감지수단; 외부의 시간설정 입력스위치의 조작에 따라 사용자가 형광등의점등시간 유지시간인 기준시간 데이터를 설정하기 위한 타이머; 타이머에서 출력되는 기준시간 데이터를 저장하는 버퍼수단; 감지수단의 출력인 감지신호를 수신하여 감지신호가 활성화될 때마다 버퍼수단에 저장된 기준시간 데이터로 설정되고, 클럭신호에 동기되어 설정된 기준시간 데이터에서 리셋될때까지 카운팅하여 감지신호가 활성화되서 카운팅한 값이 리셋되기 전까지 활성화된 형광등 제어신호를 출력하고, 카운팅한 값이 리셋되면 비활성화된 형광등 제어신호를 출력하는 역카운터수단; 한 단자가 제1공급전압에 연결된 제1저항; 애노드와 캐소드를 가지며 애노드는 제1저항의 다른 단자에 연결되고, 캐소드는 역카운터수단의 출력인 형광등 제어신호에 연결되어 형광등 제어신호가 활성화되면 애노드로부터 캐소드로 전류가 흐르는 포토다이오드와 콜렉터, 베이스 및 에미터를 가지며 에미터는 제1공급전압에 연결되어 포토다이오드에 전류가 흐르면 온되어 활성화된 스위칭제어신호를 출력하는 포토트랜지스터로 구성된 포토커플러; 형광등의 점등을 위해 교류전원을 공급해 주는 전원공급수단; 및 스위칭제어신호를 수신하여 스위칭제어신호가 활성화되면 전원공급수단으로부터 출력되는 교류전원을 출력단으로 출력시켜 형광등에 교류전원을 공급하여 형광등을 점등시키고, 스위칭제어신호가 비활성화되면 전원공급수단으로부터 출력되는 교류전원이 차단되어 형광등을 소등시키는 스위칭수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
스위칭수단은 애노드단, 캐소드단 및 게이트단을 가지며 애노드단은 전압공급수단의 출력인 교류전원에 연결되고, 캐소드단은 출력단에 연결되고, 게이트단은 스위칭제어신호에 연결되어 스위칭제어신호가 활성화되면 교류전원을 출력단으로출력시켜 형광등을 점등시키는 트라이악으로 구성된 것을 특징으로 한다.
인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 한 단자가 제1공급전압에 연결된 제2저항, 한 단자가 제2저항의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 제2공급전압에 연결되어 주위 공간의 조도가 높아지면 저항값이 작아지는 광도전셀, 입력단, 제어단 및 출력단을 가지며, 입력단은 제2저항의 다른 단자와 연결되고, 제어단은 주간/야간 입력신호를 수신하여 주간/야간 입력신호가 활성화되고, 주위 공간의 조도가 높으면 제2저항과 광도전셀의 저항값의 비에 의해 출력단으로 비활성화된 조도제어신호를 출력하고, 주간/야간 입력신호가 활성화되고, 주위 공간의 조도가 낮으면 제2저항과 광도전셀의 저항값의 비에 의해 출력단으로 활성화된 조도제어신호를 출력하고, 주간/야간 입력신호가 비활성화되면 제2저항과 광도전셀의 저항값의 비에 관계없이 항상 출력단으로 활성화된 조도제어신호를 출력하는 트라이 스테이트 버퍼 및 트라이 스테이트 버퍼의 출력단인 조도제어신호와 감지신호를 논리곱하여 역카운터수단으로 출력하는 논리곱수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 버퍼수단에 저장된 기준시간 데이터를 저장하여 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 동작전원이 공급되지 않다가 동작전원이 공급되면 저장된 기준시간 데이터를 버퍼수단으로 저장하는 저장수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어방법은 외부의 시간설정 입력스위치의 조작에 따라 사용자가 상기 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터를 설정하기 위한 타이머 세팅단계; 사람의 존재 유무를 감지하는 감지센서에 의해 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임이 감지되었는지를 검출하는 제1검출단계; 주간/야간 스위치의 활성화유무를 판단하여 주간모드인지 야간모드인지를 판단하는 주야간 판단단계; 주야간 판단단계에서 주간모드인 경우 광도전셀에 의해 형광등 주변 공간의 조도 상태를 판단하는 조도판단단계; 조도판단단계에서 주변 공간의 조도가 어둡거나 주야간 판단단계에서 야간모드이면 타이머 세팅단계에서 설정된 기준시간 데이터를 역카운터의 초기값으로 설정하는 역카운터 초기설정단계; 역카운터 초기설정단계에서 설정된 초기값에서 클럭신호에 동기되어 1씩 감소시켜 0이 될 때 까지 카운팅을 하는 카운팅단계; 카운팅단계에서 카운팅을 시작하여 카운팅한 값이 0이 되기 전까지 형광등을 점등시키는 형광등 점등단계; 형광등 점등단계에서 형광등의 점등 후부터 형광등이 소등되기 전까지 감지센서에 의해 열 또는 사람의 움직임이 재차 감지되었는지를 검출하여 열 또는 사람의 움직임이 감지되면 역카운터 초기설정단계를 진행하는 제2검출단계; 및 카운팅단계에서 카운팅한 값이 0이 되면 형광등을 소등시키는 형광등소등단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법을 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치를 도시한 블럭다이아그램이다.
도 2의 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 사람의 존재에 따라인체의 열 또는 사람의 움직임을 감지하여 사람이 존재하는 경우 활성화된 감지신호(LS)를 출력하는 감지부(10), 외부의 시간설정 입력스위치(M1SW,M2SW,SET)의 조작에 따라 사용자가 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터(M1,M2)를 설정하기 위한 타이머(20), 타이머(20)에서 출력되는 기준시간 데이터(M1,M2)를 저장하는 버퍼수단(30), 감지부(10)의 출력인 감지신호(LS)를 수신하여 감지신호(LS)가 활성화될 때마다 버퍼수단(30)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)로 설정되고, 클럭신호(CK)에 동기되어 설정된 기준시간 데이터에서 리셋될때까지 카운팅하여 감지신호가 활성화되서 카운팅한 값이 리셋되기 전까지 활성화된 형광등 제어신호(LC)를 출력하고, 카운팅한 값이 리셋되면 비활성화된 형광등 제어신호(LC)를 출력하는 역카운터(40), 한 단자가 제1공급전압(Vcc)에 연결된 제1저항(R1), 애노드와 캐소드를 가지며 애노드는 제1저항(R1)의 다른 단자에 연결되고, 캐소드는 역카운터(40)의 출력인 형광등 제어신호(LC)에 연결되어 형광등 제어신호(LC)가 활성화되면 애노드로부터 캐소드로 전류가 흐르는 포토다이오드(PD)와 콜렉터, 베이스 및 에미터를 가지며 에미터는 제1공급전압(Vcc)에 연결되어 포토다이오드(PD)에 전류가 흐르면 온되어 활성화된 스위칭제어신호(SCO)를 출력하는 포토트랜지스터(PTR)로 구성된 포토커플러(50), 형광등의 점등을 위해 교류전원을 공급해 주는 전원공급부(60) 및 스위칭제어신호(SCO)를 수신하여 스위칭제어신호(SCO)가 활성화되면 전원공급부(60)로부터 출력되는 교류전원을 출력단(OUT)으로 출력시켜 형광등에 교류전원을 공급하여 형광등을 점등시키고, 스위칭제어신호(SCO)가 비활성화되면 전원공급부(60)로부터 출력되는 교류전원이 차단되어 형광등을 소등시키는 스위칭수단(SW)으로 구성된다.
스위칭수단(SW)은 애노드단, 캐소드단 및 게이트단을 가지며 애노드단은 전원공급부(60)의 출력인 교류전원에 연결되고, 캐소드단은 출력단(OUT)에 연결되고, 게이트단은 스위칭제어신호(SCO)에 연결되어 스위칭제어신호(SCO)가 활성화되면 교류전원을 출력단(OUT)으로 출력시켜 형광등을 점등시키는 트라이악(TRIAC)으로 구성된다.
본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 한 단자가 제1공급전압(Vcc)에 연결된 제2저항(R2)과, 한 단자가 제2저항(R2)의 다른 단자와 연결되고 다른 단자가 제2공급전압(Vss)에 연결되어 주위 공간의 조도가 높아지면 저항값이 작아지는 광도전셀(CDS)과, 입력단, 제어단 및 출력단을 가지며 입력단은 제2저항(R2)의 다른 단자와 연결되고 제어단은 주간/야간 입력신호(LN)를 수신하여 주간/야간 입력신호(LN)가 활성화되고 주위 공간의 조도가 높으면 제2저항(R2)과 광도전셀(CDS)의 저항값의 비에 의해 출력단으로 비활성화된 조도제어신호(NC)를 출력하고, 주간/야간 입력신호(LN)가 활성화되고 주위 공간의 조도가 낮으면 제2저항(R2)과 광도전셀(CDS)의 저항값의 비에 의해 출력단으로 활성화된 조도제어신호(NC)를 출력하고, 주간/야간 입력신호(LN)가 비활성화되면 제2저항(R2)과 광도전셀(CDS)의 저항값의 비에 관계없이 항상 출력단으로 활성화된 조도제어신호(NC)를 출력하는 트라이 스테이트 버퍼(TB) 및 트라이 스테이트 버퍼(TB)의 출력단인 조도제어신호(NC)와 감지신호(LS)를 논리곱하여 역카운터(40)로 출력하는 논리곱부(AND)를 더 구비할 수도 있다.
또한 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 버퍼수단(30)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)를 저장하여 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 동작전원이 공급되지 않다가 동작전원이 공급되면 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)를 버퍼수단(30)으로 저장하는 저장부(80)를 더 구비할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어방법을 도시한 블럭다이아그램이다.
도 3의 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어방법은 외부의 시간설정 입력스위치(M1SW,M2SW,SET)의 조작에 따라 사용자가 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터(M1,M2)를 설정하기 위한 타이머 세팅단계(S10), 사람의 존재에 따라 열 또는 사람의 움직임을 감지하는 감지센서에 의해 열 또는 사람의 움직임이 감지되었는지를 검출하는 제1검출단계(S20), 주간/야간 스위치(LNSW)의 활성화유무를 판단하여 주간모드인지 야간모드인지를 판단하는 주야간 판단단계(S30), 주야간 판단단계(S30)에서 주간모드인 경우 광도전셀(CDS)에 의해 형광등 주변 공간의 조도 상태를 판단하는 조도판단단계(S40), 조도판단단계(S40)에서 주변 공간의 조도가 어둡거나 주야간 판단단계(S30)에서 야간모드이면 타이머 세팅단계(10)에서 설정된 기준시간 데이터(M1,M2)를 역카운터의 초기값으로 설정하는 역카운터 초기설정단계(S50), 역카운터 초기설정단계(S50)에서 설정된 초기값에서 클럭신호에 동기되어 1씩 감소시켜 0이 될 때 까지 카운팅을 하는 카운팅단계(S60), 카운팅단계(S60)에서 카운팅을 시작하여 카운팅한 값이 0이 되기 전까지 형광등을 점등시키는 형광등 점등단계(S70), 형광등 점등단계(S70)에서 형광등의 점등 후부터 형광등이 소등되기 전까지 감지센서에 의해 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임이 재차 감지되었는지를 검출하여 열 또는 사람의 움직임이 감지되면 역카운터 초기설정단계(S50)를 진행하는 제2검출단계(S80) 및 카운팅단계(S60)에서 카운팅한 값이 0이 되면 형광등을 소등시키는 형광등소등단계(S90)로 구성된다.
상기의 구성에 따른 본 발명인 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법의 동작은 다음과 같다.
도 3에 도시된 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 동작은 다음과 같다.
외부에 위치한 1분에서 9분까지 분단위로 사용자가 임의로 셋팅할 수 있는 제1분스위치(M1SW)와 10분에서 50분까지 10분단위로 사용자가 임의로 셋팅할 수 있는 제2분스위치(M2SW)와 사용자가 제1분스위치(M1SW)와 제2분스위치(M2SW)의 조작에 의해 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터(M1,M2)로 조정하고, 외부에 위치한 세팅스위치(SET)를 한 번 누르면 타이머(20)는 버퍼수단(30)의 제1버퍼(31)로 제1분스위치(M1SW)에서 설정된 기준시간 데이터(M1)를 출력하고, 제2버퍼(32)로 제2분스위치(M2SW)에서 설정된 기준시간 데이터(M2)를 출력하고, 제1버퍼(31) 및 제2버퍼(32)에는 각각 기준시간 데이터(M1,M2)를 저장한다. 감지부(10)는 적외선 감지센서 또는 RF신호 감지센서에 의해 사람의 존재에 따라 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임을 감지하여 사람이 존재하는 경우 활성화된 감지신호(LS)를 출력한다. 사용자는 외부에 위치한 주/야간스위치(LNSW)를 작동시켜현재의 시간이 주간이면 트라이 스테이트 버퍼(TB)의 제어신호로 활성화된 주간/야간 입력신호(LN)를 출력하고, 현재의 시간이 야간이면 트라이 스테이트 버퍼(TB)의 제어신호로 비활성화된 주간/야간 입력신호(LN)를 출력한다. 즉, 트라이 스테이트 버퍼(TB)는 주간/야간 입력신호(LN)가 활성화되면 제2저항(R2)과 광도전셀(CDS)의 저항값의 비에 의해 결정된 전압에 의해 하이논리값 또는 로우논리값을 갖는 조도제어신호(NC)를 출력하고, 주간/야간 입력신호(LN)가 비활성화되면 트라이 스테이트 버퍼(TB)는 항상 제1풀업저항(RP1)에 의해 하이논리값을 갖는 조도제어신호(NC)를 출력한다.
예를 들어 사용자가 현재의 시간이 주간이어서 주/야간스위치(LNSW)를 주간모드로 설정하고, 현재 형광등이 위치한 공간의 조도 상태가 밝아서 형광등을 점등시킬 필요가 없는 경우 광도전셀(CDS)의 저항값은 제2저항(R2)에 비해 상당히 작은값을 가지게되므로 트라이 스테이트 버퍼(TB)는 로우논리값을 갖는 조도제어신호(NC)를 출력하여 논리곱부(AND)는 로우논리값을 출력하여 역카운터(40)는 동작을 하지 않게 되어 형광등은 계속 소등된 상태에 있게 된다. 만약 주/야간스위치(LNSW)를 주간모드로 설정되고, 현재 형광등이 위치한 공간의 조도 상태가 어두운 경우 광도전셀(CDS)의 저항값은 제2저항(R2)에 비해 상당히 큰값을 가지게되어 트라이 스테이트 버퍼(TB)는 하이논리값을 갖는 조도제어신호(NC)를 출력하여 논리곱부(AND)는 감지부(10)에서 출력되는 감지신호(LS)의 활성화여부에 따라 하이논리값 또는 로우논리값을 출력한다. 만약 감지신호(LS)가 활성화되면 논리곱부(AND)는 하이논리값을 출력하게 되어 역카운터(40)는 카운팅을 시작하게되고, 감지신호(LS)가 비활성화되면 제2풀업저항(RP2)에 의해 논리곱부(AND)는 로우논리값을 출력하게 되어 역카운터(40)는 동작을 하지 않는다.
현재의 시간이 야간이어서 사용자가 주/야간스위치(LNSW)를 야간모드로 설정한 경우에는 공간의 조도 상태에 관계없이 트라이 스테이트 버퍼(TB)는 하이논리값을 갖는 조도제어신호(NC)를 출력하므로 상기와 동일하게 논리곱부(AND)는 감지부(10)에서 출력되는 감지신호(LS)의 활성화여부에 따라 하이논리값 또는 로우논리값을 출력한다.
따라서 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 주/야간스위치(LNSW)의 작동에 따라 현재 시간이 주간인 경우에는 광도전셀(CDS)에 의한 공간의 조도 상태와 감지신호(LS)의 활성화여부에 따라 형광등의 점소등을 제어하고, 현재시간이 야간인 경우에는 공간의 조도 상태에 관계없이 감지신호(LS)의 활성화여부에 따라 형광등의 점소등을 제어한다.
역카운터(40)는 논리곱부(AND)의 출력(IS)을 수신하여 논리곱부(AND)의 출력(IS)이 활성화될 때마다 버퍼수단(30)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)로 설정되고, 클럭신호(CK)에 동기되어 설정된 기준시간 데이터(M1,M2)에서 카운터값이 리셋될때까지 카운팅하여 카운팅 시작부터 카운터값이 리셋되기 전까지 활성화된 형광등 제어신호(LC)를 출력하고, 카운터값이 리셋되면 비활성화된 형광등 제어신호(LC)를 출력한다. 즉, 논리곱부(AND)의 출력(IS)이 한 번 활성화되어 카운팅을 시작하여 형광등 제어신호(LC)가 활성화된 이후에 감지부(10)에서 재차 열 또는 사람의 움직임이 감지되어 감지신호(LS)가 재차 활성화되면 역카운터(40)는 다시 버퍼수단(30)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)로 초기값을 설정하고 카운팅을 재시작한다.
따라서 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 형광등 점등 후 기준시간 데이터(M1,M2) 동안에 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임이 감지되지 않으면 사용자가 타이머(20)에 의해 세팅한 점등 유지 시간동안만 형광등을 점등시킨 후 소등되며, 형광등의 점등 후 기준시간 데이터(M1,M2) 동안에 열 또는 사람의 움직임이 다시 감지되면 재차 감지된 시간 부터 타이머(20)에 의해 세팅한 점등 유지 시간동안 형광등을 점등시킬 수 있다.
포토다이오드(PD)는 형광등 제어신호(LC)가 활성화되면 즉, 로우논리값을 출력하면 포토다이오드(PD)에 전류가 흐르게 되어 포토트랜지스터(PTR)를 온시킨다. 포토트랜지스터(PTR)가 온되면 트라이악(TRIAC)의 게이트단으로 입력되는 스위칭제어신호(SOC)가 활성화되어 교류전원을 출력단(OUT)으로 출력시켜 형광등을 점등시킨다.
또한 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는 EEPROM으로 구성된 저장부(80)를 더 구비하여 저장부(80)에 버퍼수단(30)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)를 저장하므로써, 정전시 또는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 동작전원이 공급되지 않을때라도 저장부(80)에 는 기준시간 데이터(M1,M2)를 계속 저장하고 있으므로 인체 감시 절전용 자동전력제어장치로 동작전원이 공급되었다는 전압온신호(PON)가 활성화되면 저장부(80)에 저장된 기준시간 데이터(M1,M2)를 버퍼수단(30)에 재저장한다.
도 3에 도시된 본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어방법의 동작은 다음과 같다.
타이머 세팅단계(S10)는 외부의 시간설정 입력스위치들인 1분에서 9분까지 분단위로 사용자가 임의로 셋팅할 수 있는 제1분스위치(M1SW)와 10분에서 50분까지 10분단위로 사용자가 임의로 셋팅할 수 있는 제2분스위치(M2SW)와 세팅스위치(SET)의 조작에 따라 사용자가 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터(M1,M2)를 설정한다. 제1검출단계(S20)는 사람의 존재에 따라 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임을 감지하는 감지센서에 의해 열 또는 사람의 움직임이 감지되었는지를 검출한다. 주야간 판단단계(S30)는 주간/야간 스위치(LNSW)의 활성화유무를 판단하여 주간모드인지 야간모드인지를 판단한다. 조도판단단계(S40)는 주야간 판단단계(S30)에서 주간모드인 경우 광도전셀(CDS)에 의해 형광등 주변 공간의 조도 상태를 판단한다. 역카운터 초기설정단계(S50)는 조도판단단계(S40)에서 주변 공간의 조도가 어둡거나 주야간 판단단계(S30)에서 야간모드이면 타이머 세팅단계(10)에서 설정된 기준시간 데이터(M1,M2)를 역카운터의 초기값으로 설정한다. 카운팅단계(S60)는 역카운터 초기설정단계(S50)에서 설정된 초기값에서 클럭신호에 동기되어 1씩 감소시켜 0이 될 때 까지 계속해서 카운팅을 한다. 형광등 점등단계(S70)는 카운팅단계(S60)에서 카운팅을 시작하여 카운팅한 값이 0이 되기 전까지 형광등을 점등시킨다. 제2검출단계(S80)는 형광등 점등단계(S70)에서 형광등의 점등 후부터 형광등이 소등되기 전까지 감지센서에 의해 열 또는 사람의 움직임이 재차 감지되었는지를 검출하여 열 또는 사람의 움직임이 재차 감지되면 역카운터초기설정단계(S50)를 진행한다, 형광등소등단계(S90)는 카운팅단계(S60)에서 카운팅한 값이 0이 되면 형광등을 소등시킨다.
본 발명의 인체 감시 절전용 자동전력제어장치 및 그 제어방법은 외부의 시간설정 입력스위치들의 작동에 의해 형광등의 점등유지시간인 기준시간을 사용자가 자유롭게 설정할 수 있으며, 정밀하게 그 기준시간을 설정할 수 있고, 트라이악(TRIAC)을 사용하므로써 소음이 없고, 잡음의 방지를 방지하여 타부품의 오동작을 방지할 수 있고, 주/야간 스위치와 광도전셀에 의해 주/야간 스위치의 작동에 의해 야간인 경우 광도전셀의 동작에 관계없이 항상 형광등을 점등시켜 주어 공간의 조도 상태가 어느 정도 어두운 야간의 경우라도 형광등을 점등시켜 주어 광도전셀에 의한 공간의 조도 상태 판단에 따른 오류를 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 실내에서 사람의 존재 유무를 감지하여 형광등의 점소등을 제어하는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치에 있어서,
    사람의 존재에 따라 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임을 감지하여 사람이 존재하는 경우 활성화된 감지신호를 출력하는 감지수단;
    외부의 시간설정 입력스위치의 조작에 따라 사용자가 상기 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터를 설정하기 위한 타이머;
    상기 타이머에서 출력되는 기준시간 데이터를 저장하는 버퍼수단;
    상기 감지수단의 출력인 감지신호를 수신하여 감지신호가 활성화될 때마다 상기 버퍼수단에 저장된 기준시간 데이터로 설정되고, 클럭신호에 동기되어 설정된 기준시간 데이터에서 리셋될때까지 카운팅하여 상기 감지신호가 활성화되서 카운팅한 값이 리셋되기 전까지 활성화된 형광등 제어신호를 출력하고, 카운팅한 값이 리셋되면 비활성화된 형광등 제어신호를 출력하는 역카운터수단;
    한 단자가 제1공급전압에 연결된 제1저항;
    애노드와 캐소드를 가지며 애노드는 상기 제1저항의 다른 단자에 연결되고, 캐소드는 상기 역카운터수단의 출력인 형광등 제어신호에 연결되어 상기 형광등 제어신호가 활성화되면 애노드로부터 캐소드로 전류가 흐르는 포토다이오드와 콜렉터, 베이스 및 에미터를 가지며 에미터는 제1공급전압에 연결되어 상기 포토다이오드에 전류가 흐르면 온되어 활성화된 스위칭제어신호를 출력하는 포토트랜지스터로구성된 포토커플러;
    상기 형광등의 점등을 위해 교류전원을 공급해 주는 전원공급수단; 및
    상기 스위칭제어신호를 수신하여 상기 스위칭제어신호가 활성화되면 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 교류전원을 출력단으로 출력시켜 상기 형광등에 교류전원을 공급하여 상기 형광등을 점등시키고, 상기 스위칭제어신호가 비활성화되면 상기 전원공급수단으로부터 출력되는 교류전원이 차단되어 상기 형광등을 소등시키는 스위칭수단을 구비한 것을 특징으로 하는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭수단은
    애노드단, 캐소드단 및 게이트단을 가지며 애노드단은 상기 전원공급수단의 출력인 교류전원에 연결되고, 캐소드단은 출력단에 연결되고, 게이트단은 상기 스위칭제어신호에 연결되어 상기 스위칭제어신호가 활성화되면 교류전원을 출력단으로 출력시켜 상기 형광등을 점등시키는 트라이악으로 구성된 것을 특징으로 하는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자동전력제어장치는
    한 단자가 제1공급전압에 연결된 제2저항;
    한 단자가 상기 제2저항의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 제2공급전압에 연결되어 주위 공간의 조도가 높아지면 저항값이 작아지는 광도전셀;
    입력단, 제어단 및 출력단을 가지며, 입력단은 상기 제2저항의 다른 단자와연결되고, 제어단은 주간/야간 입력신호를 수신하여 주간/야간 입력신호가 활성화되고, 주위 공간의 조도가 높으면 상기 제2저항과 광도전셀의 저항값의 비에 의해 출력단으로 비활성화된 조도제어신호를 출력하고, 주간/야간 입력신호가 활성화되고, 주위 공간의 조도가 낮으면 상기 제2저항과 광도전셀의 저항값의 비에 의해 출력단으로 활성화된 조도제어신호를 출력하고, 주간/야간 입력신호가 비활성화되면 상기 제2저항과 광도전셀의 저항값의 비에 관계없이 항상 출력단으로 활성화된 조도제어신호를 출력하는 트라이 스테이트 버퍼; 및
    상기 트라이 스테이트 버퍼의 출력단인 조도제어신호와 감지신호를 논리곱하여 상기 역카운터수단으로 출력하는 논리곱수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 인체 감시 절전용 자동전력제어장치는
    상기 버퍼수단에 저장된 기준시간 데이터를 저장하여 상기 인체 감시 절전용 자동전력제어장치의 동작전원이 공급되지 않다가 동작전원이 공급되면 저장된 기준시간 데이터를 상기 버퍼수단으로 저장하는 저장수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 인체 감시 절전용 자동전력제어장치.
  5. 실내에서 사람의 존재 유무를 감지하여 형광등의 점소등을 제어하는 인체 감시 절전용 자동전력제어방법에 있어서,
    외부의 시간설정 입력스위치의 조작에 따라 사용자가 상기 형광등의 점등시간 유지시간인 기준시간 데이터를 설정하기 위한 타이머 세팅단계;
    사람의 존재에 따라 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임을 감지하는 감지센서에 의해 열 또는 사람의 움직임이 감지되었는지를 검출하는 제1검출단계;
    주간/야간 스위치의 활성화유무를 판단하여 주간모드인지 야간모드인지를 판단하는 주야간 판단단계;
    상기 주야간 판단단계에서 주간모드인 경우 광도전셀에 의해 상기 형광등 주변 공간의 조도 상태를 판단하는 조도판단단계;
    상기 조도판단단계에서 주변 공간의 조도가 어둡거나 상기 주야간 판단단계에서 야간모드이면 상기 타이머 세팅단계에서 설정된 기준시간 데이터를 역카운터의 초기값으로 설정하는 역카운터 초기설정단계;
    상기 역카운터 초기설정단계에서 설정된 초기값에서 클럭신호에 동기되어 1씩 감소시켜 0이 될 때 까지 카운팅을 하는 카운팅단계;
    상기 카운팅단계에서 카운팅을 시작하여 카운팅한 값이 0이 되기 전까지 상기 형광등을 점등시키는 형광등 점등단계;
    상기 형광등 점등단계에서 상기 형광등의 점등 후부터 상기 형광등이 소등되기 전까지 감지센서에 의해 인체에 의한 열 또는 사람의 움직임이 재차 감지되었는지를 검출하여 열 또는 사람의 움직임이 감지되면 상기 역카운터 초기설정단계를 진행하는 제2검출단계; 및
    상기 카운팅단계에서 카운팅한 값이 0이 되면 상기 형광등을 소등시키는 형광등소등단계를 구비한 것을 특징으로 하는 인체 감시 절전용 자동전력제어방법.
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