KR100705754B1

KR100705754B1 - 기존 건물용 조명 자동제어 장치

Info

Publication number: KR100705754B1
Application number: KR1020060034408A
Authority: KR
Inventors: 권학철
Original assignee: 화인시스템(주)
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2007-04-10

Abstract

본 발명은 기존 건물용 조명 자동제어 장치에 관한 것으로, 기존 건물의 단로스위치에 의해 수동으로 동작되는 조명을 재실감지센서 및 조명제어스위치에 의해 자동으로 점등 또는 소등되도록 함으로써 불필요한 장소 및 시간에서의 조명사용으로 인한 에너지낭비 방지 및 관리의 효율성을 기함과 아울러 기존의 전기배선을 교체하지 않고 그대로 사용하도록 함으로써 시공이 간편하고 공사비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.

본 발명은 크게 두 부분으로 구성되는바, 전원을 공급하는 전원부(11)와, 리셋과 자동 및 수동으로 조작 및 개별 on/off를 가능하도록 하는 스위치부(12)와, 현재의 작동상태를 LED를 통해 표시해주는 디스플레이부(13)와, 상기 스위치부(12)와 연결되어 전자기적으로 조명을 on/off 시키는 릴레이부(14)로 구성된 조명제어스위치(10)와, 상기 조명제어스위치(10)와 연결되되, 재실여부를 감지하여 그 신호를 조명제어스위치(10)의 릴레이부(14)로 보내주는 재실감지 재실감지센서(20)로 구성되어, 기존 건물에 구비된 단로스위치 박스 내에 조명제어스위치(10)를 설치하고, 그와 연결되도록 재실감지센서(20)를 설치하는 대략적인 구성을 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 기존 건물의 단로스위치 박스 내에 간단히 배선함으로써 기존의 수동으로 동작되는 조명을 재실감지센서의 감지에 의해 자동으로 점등 또는 소등되도록 하여 불필요한 전력소모를 줄일 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 기존의 전기배선을 교체하지 않고 그대로 사용할 수 있도록 함으로써 시공이 간편하고 공사기간과 공사비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

재실감지장치, 기존 건축물, 단로스위치, 스위치, 센서, 릴레이

Description

기존 건물용 조명 자동제어 장치 { The automatic control equipment of illuminations for the existing buildings }

도 1은 본 발명의 제어 블록도

도 2a는 본 발명 전원부와 리셋 스위치의 회로도
도 2b는 본 발명 스위치부와 디스플레이부의 회로도
도 2c는 본 발명 릴레이부의 회로도

도 3은 본 발명 재실감지센서의 회로도

도 4는 본 발명 재실감지센서의 상세 회로도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10: 조명제어스위치 11: 전원부

12: 스위치부 12a: 리셋 스위치

12b: 모드 스위치 12c, 12d, 12e, 12f: 개별 스위치

13: 디스플레이부 13a, 13b, 13c, 13d, 13e: LED

14: 릴레이부 14a, 14b, 14c, 14d: 개별 릴레이

20: 재실감지센서 21: 센서

22: OP AMP

본 발명은 조명 자동제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 기존 건물의 단로스위치에 의해 수동으로 동작되는 조명을 재실감지센서 및 조명제어스위치에 의해 자동으로 점등 또는 소등되도록 하되, 기존의 전기배선을 교체하지 않고 그대로 사용하도록 함으로써 시공이 간편하고 공사비용을 줄일 수 있도록 한 기존 건물용 조명 자동제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 주택과 상가 및 빌딩 등의 건물에는 내부를 조명하기 위하여 각종 조명장치들이 설치되어 있는바, 이와 같은 형광등과 백열등 등의 조명장치에는 반드시 on/off 하기 위한 스위치가 구비되어 있어서 이 스위치를 이용하여 조명장치를 소등 또는 점등하도록 하였다.

하지만, 상기와 같은 일반적인 스위치는 수동으로 작동되기 때문에 사용자가 스위치를 끄지 않을 경우에는 항시 점등된 상태로 유지되어 전력이 낭비되는 문제점이 있었으며, 이렇게 불필요하게 점등된 조명장치를 소등하기 위해서는 관리자가 일일이 각 건물 또는 각 방을 다니면서 사람의 유무를 확인한 후에 소등해야 하는 불편함이 있었다.

이러한 단점을 보완하기 위해 근래에는 조명장치를 작동상태를 중앙에서 모니터링하여 통제하는 시스템을 구축하여 운용하고 있는데, 이러한 빌딩자동화시스 템은 건물을 처음 지을 때부터 구축하거나 건물을 전체 개보수할 때에 모든 배선을 교체하여 구축해야 할 정도의 대규모의 공사로, 그 기간과 비용이 많이 소요되는 문제점을 내포하고 있었다.

또한, 구축된 시스템이 고장이나 오작동을 일으킬 경우에는 그 피해의 정도가 심대하고, 교체 및 보수비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 기존 건물의 단로스위치 박스 내에 간단히 배선함으로써 기존의 수동으로 동작되는 조명을 재실감지센서의 감지에 의해 자동으로 점등 또는 소등되도록 하여 불필요한 전력소모를 줄일 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 기존의 전기배선을 교체하지 않고 그대로 사용할 수 있도록 함으로써 시공이 간편하고 공사기간과 공사비용을 줄일 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제어 블록도를 도시한 것이고, 도 2a는 본 발명 전원부와 리셋 스위치의 회로도를 나타낸 것이며, 도 2b는 본 발명 스위치부와 디스플레이부의 회로도를 나타낸 것이고, 도 2c는 본 발명 릴레이부의 회로도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 재실감지센서의 회로도를 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이, 조명제어스위치(10)와 재실감지센서(20)로 크게 나뉘어 구성되며, 조명제어스위치(10)에는 전원부(11)와 스위치부(12), 디스플레이부(13) 및 릴레이부(14)가 하나의 회로로 형성된 구성을 갖는다.

우선, 조명제어스위치(10)의 구성을 살펴보면, 220V의 외부전원을 공급받아 5V의 전원으로 변환하여 각 구성에 공급하여 정상적으로 작동되도록 하는 전원부(11)는 통상적으로 널리 사용되는 전원 변환장치로 구성된다.

한편, 상기 전원부(11)를 통해 공급되는 전원을 on/off 시키거나 전체의 작동을 자동 또는 수동으로 작동되도록 선택하거나 전체를 리셋시키는 스위치부(12)는 통상적으로 사용되는 택타일 스위치를 주로 사용한다.

스위치부(12)는 세 부분으로 나뉘어 구성되는바, 우선 회로 전체를 초기화시키는 리셋 스위치(12a)가 구비되어 최초 전원을 연결하여 리셋 스위치(12a)를 눌러주면 후술하는 LED(13a)가 깜빡거리면서 리셋이 완료된다. 상기와 같이 정상적으로 리셋이 완료되면 수동모드 상태로 대기하는 구성을 갖는다.

한편, 작동모드를 선택하는 모드 스위치(12b)는 자동모드와 수동모드를 선택하여 사용할 수 있도록 한 것으로, 상기 리셋이 완료된 후 모드 스위치(12b)를 한번 누르게 되면 수동모드에서 자동모드로 변환되는 구성을 갖는다.

또한, 다수개로 구성되는 개별 스위치(12c, 12d, 12e, 12f)는 후술하는 디스플레이부(13)의 LED(13b, 13c, 13d, 13e)와 릴레이부(14)의 개별 릴레이(14a, 14b, 14c, 14d)와 연결되어 각각의 조명을 수동으로 on/off 시킬 수 있도록 구성된다.

상기 스위치부(12)의 동작에 따라 점멸하는 디스플레이부(13)의 구성을 살펴보면, 우선, 모드 스위치(12b)의 모드 선택에 따라 서로 다른 색깔의 LED(13b, 13c, 13d, 13e)가 점멸하는바, 수동모드일 경우에는 녹색의 LED가 점등되고, 자동모드일 경우에는 적색의 LED가 점등되는 구성을 갖는다.

또한, 개별 스위치(12c, 12d, 12e, 12f)와 연결되어 조명의 on/off 상태를 보여주는 LED(13b, 13c, 13d, 13e)의 경우에는, 조명이 점등된 상태이면 녹색의 LED가 점등되고, 조명이 소등된 상태이면 적색의 LED가 점등되도록 하여 사용자가 조명이 점등된 상태를 한눈에 알 수 있도록 구성된다.

한편, 릴레이부(14)의 구성을 살펴보면, 상기 개별 스위치(12c, 12d, 12e, 12f)와 연결되어 조명을 on/off하도록 하는바, 자동모드일 경우 관리자의 통제 없이 후술하는 재실감지센서(20)에서 사람의 움직임이 감지되면 감지된 조명과 연결된 릴레이(14a, 14b, 14c, 14d)가 on 되면서 조명이 점등되고, 사람의 움직임이 감지되지 않으면 릴레이(14a, 14b, 14c, 14d)가 off되어서 조명이 소등되는 구성을 갖는다.

또한, 재실감지센서(20)의 구성을 살펴보면, 상기 조명제어스위치(10)의 전원부(11)로부터 공급되는 전원을 공급받아 작동되어 사람의 움직임이 감지되면 조명제어스위치(10)의 릴레이부(14)로 신호를 송출하는 구성을 갖는다.

이러한 작동원리를 더욱 상세히 설명하면, 센서(21)의 D(Drain)부분에 전원부(11)로부터 공급된 5V의 전원을 공급해 주고, G(Ground)는 접지시키며, S(Source)와 G(Ground)사이에 51㏀의 저항을 연결해 주면 사람이 센서에 감지됨에 따라서 S(Source)부분에서 신호가 검출되는 구성을 갖는다.

상기 검출되는 신호는 그 신호의 변화가 수십 mV의 변화밖에 없기 때문에 OP AMP(22)로 증폭시켜서 원하는 사람의 움직임을 감지할 수 있는 주파수 영역인 foL 0.3Hz 내지 foH 8Hz 구간이 되어 대역통과필터를 사용하여 원하는 주파수 성분의 신호만을 얻도록 구성된다.

다시 말해, 도 4에 도시된 바와 같이, A,B,C,D,E,F 위치에서의 파형을 살펴보면, 센서(21)에 사람의 움직임이 감지가 되지 않을 때는 5V의 신호가 검출되고, 센서(21)에 사람의 움직임이 감지되지 않을 때에는 0V의 신호가 검출되는 구성을 갖는다.

상기와 같이 검출되는 출력 신호는 사람이 감지되면 Low신호가 나오게 되는바, 이는 기존의 센서가 인체를 감지하면 High가 되는 동작원리와는 반대이므로 NPN 트랜지스터를 이용함으로써 사람이 감지되면 High가 감지되고, 사람이 감지되지 않을 때에는 Low의 출력 값이 검출되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 조립 및 설치과정을 살펴보면, 우선 조명제어스위치(10)의 회로를 구성하는바, 220V의 전원을 입력받아 5V의 전원으로 변환하여 공급하는 전원부(11)를 형성시키고, 리셋 스위치(12a)와 모드 스위치(12b) 및 개별 스위치(12c, 12d, 12e, 12f)로 구성된 스위치부(12)를 형성시키며, 동작상태를 육안으로 식별할 수 있도록 적색 및 녹색의 LED(13a, 13b, 13c, 13d, 13e)로 구성된 디스플레이부(13)를 형성시키고, 자동모드일 경우에 사람의 감지 유무에 따라 자동으로 on/off되는 릴레이부(14a, 14b, 14c, 14d)를 형성시킴으로써 조명제어스위치(10)의 조립을 완료하며, 이를 기존 건물의 단로스위치 박스 내에 설치하되, 기존의 배선과 연결함으로써 조명제어스위치(10)의 설치를 완료한다.

그 후, 재실감지센서(20)를 조립 설치하되, 전원을 공급받아 작동하도록 전원입력부와 사람의 움직임을 감지하는 센서(21) 및 검출신호를 증폭하는 OP AMP(22) 등을 하나의 회로 내에 형성시킨 다음 감지가 잘 이루어지는 위치를 선정하여 재실감지센서(20)를 설치하고, 상기 조명제어스위치(10)와 연결함으로써 본 발명의 전체 설치를 완료한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 설치 예를 살펴보면, 본 발명의 조명제어스위치(10)와 재실감지센서(20)를 감지 거리별로 설치하여 감지 여부를 측정한 결과 아래의 표와 같은 결과를 얻을 수 있었는바, 감지거리가 5m이내가 되도록 하고, 최대 6.5m를 넘지 않도록 하는 것이 바람직한 실시 예라 하겠다.

감지거리(m)	시행 횟수	감지된 횟수	감지하지 못한 횟수	감지 성공률(%)
0.5	20	20	0	100
1	20	20	0	100
2	20	20	0	100
3	20	20	0	100
4	20	19	1	95
5	20	19	1	95
6	20	17	3	85
6.5	20	13	7	65(급격히 감소)
6.5 이상				거의 감지되지 않음

Claims

조명 자동제어 장치에 있어서,

전원을 공급하는 전원부(11)와, 리셋과 자동 및 수동으로 조작 및 개별 on/off를 가능하도록 하는 스위치부(12)와, 현재의 작동상태를 LED를 통해 표시해주는 디스플레이부(13)와, 상기 스위치부(12)와 연결되어 전자기적으로 조명을 on/off 시키는 릴레이부(14)로 구성된 조명제어스위치(10)와,

상기 조명제어스위치(10)와 연결되되, 재실여부를 감지하여 그 신호를 조명제어스위치(10)의 릴레이부(14)로 보내주는 재실감지 재실감지센서(20)로 구성되어, 기존 건물에 구비된 단로스위치 박스 내에 조명제어스위치(10)를 설치하고, 그와 재실감지센서(20)를 연결함으로써 기존의 전기배선을 교체하지 않고 자동으로 조명을 제어할 수 있도록 함을 특징으로 하는 기존 건물용 조명 자동제어 장치.