KR100850471B1 - Lighting apparatus using solar cell for jogging path and bicycle path - Google Patents

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구자윤
신관우
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Abstract

A lighting apparatus using a solar cell for a jogging path and a bicycle path is provided to reduce power consumption by using an oscillation circuit and to check an operation state at a remote place. A lighting apparatus using a solar cell(130) for a jogging path and a bicycle path includes an underground unit, a cover, and a cover fixing unit. The underground unit consists of an insertion unit and a lower supporting ring, and contains the solar cell, an oscillation circuit(190), a super condenser(160), and an LED lamp(165) inside. The insertion unit has a cylindrical shape. The lower supporting ring is fixed on the ground and is formed on the insertion unit. The cover is coupled to the underground unit with the cover fixing unit and is transparent for transmitting light. The cover fixing unit supports the cover and elastically fixes the cover to the underground.

Description

조깅도로 및 자전거 전용도로에 유용한 태양전지를 이용한 조명장치 {LIGHTING APPARATUS USING SOLAR CELL FOR JOGGING PATH AND BICYCLE PATH}Lighting system using solar cells useful for jogging road and bicycle path {LIGHTING APPARATUS USING SOLAR CELL FOR JOGGING PATH AND BICYCLE PATH}
본 발명은 태양전지와 슈퍼콘덴서를 이용한 조명장치에 관한 것으로서, 상세하게는 조깅코스나 자전거 전용도로에 매설되어 주위가 어두울 때 발광시켜 조깅하는 사람이나 자전거를 타는 사람이 도로의 위치와 지형을 쉽게 파악하고 안전사고를 방지할 수 있도록 태양에너지로부터 충전되는 슈퍼콘덴서를 이용하여 주간에 충전하고 야간에 방전하되, 발진회로를 부착하여 소모되는 전력을 감소시킨 태양전지를 이용한 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting device using a solar cell and a supercapacitor, and more particularly, is embedded in a jogging course or a bicycle-only road and emits light when the surroundings are dark so that a jogger or a cyclist can easily change the location and terrain of the road. The present invention relates to a lighting device using a solar cell which is charged during the day and discharged at night using a supercapacitor charged from solar energy to prevent a safety accident and is attached to an oscillation circuit to reduce power consumption.
태양전지를 이용한 솔라시스템은 무한한 태양에너지를 이용하고, 환경오염과 에너지원에 대한 비용 소비가 없어 매우 각광받는 대체 에너지의 하나로서, 그 이용이 점점 확대되고 있으며 좀더 효율적인 사용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Solar system using solar cell is one of the most popular alternative energy which uses infinite solar energy and has no environmental pollution and cost consumption for energy source. Its use is expanding and researches for more efficient use are actively conducted. It is becoming.
이러한 태양전지를 이용한 한가지 예가 가로등과 같은 조명장치에 태양에너지를 이용하는 것으로, 태양에너지를 전기적 에너지로 변환하여 주간에 충전하였다 가 태양광선이 없는 야간에 사용할 수 있다는 장점에 의해 24시간 연속적인 사용이 필요하지 않은 경우 또는 전기 소모량이 비교적 적은 조명인 경우에 매우 유용하게 사용되고 있다.One example of using such solar cells is the use of solar energy in lighting devices such as street lamps, which convert solar energy into electrical energy and charge it during the day and then use it at night without sunlight. It is very useful when it is not needed or when the lighting is relatively low.
그러나 태양에너지를 전기적인 에너지로 변환하여 사용하는 조명제어 시스템은 효율적으로 태양에너지를 충전하지 못하였고, 또한 태양에너지를 이용한 조명장치는 주·야간 구별을 위해 별도의 센서를 구비하여야 해서 태양전지를 이용한 조명장치의 형태가 매우 켰으며, 특히 태양전지와 조명장치가 이격되어 설치되어야 했으므로 태양전지를 이용한 조명장치는 넓은 면적을 필요로 했다. 또한, 사람키나 트럭의 높이보다 높게 태양전지와 가로등이 설치되어야 했으므로 비용의 부담이 컸다.However, the lighting control system that converts solar energy into electrical energy does not charge solar energy efficiently, and lighting devices using solar energy have to be equipped with a separate sensor to distinguish between day and night. The shape of the lighting device used was very high, and in particular, since the solar cell and the lighting device had to be spaced apart from each other, the lighting device using the solar cell needed a large area. In addition, the solar cell and the street light had to be installed higher than the height of the person's height or the truck, so the burden was high.
한편, 산업이 발달할수록 건강에 대한 관심이 높아져 새벽이나 야간에 운동하는 사람들이 늘어가면서 도시내에는 하천 주변 및 주거 밀집지역을 중심으로 조깅도로 또는 자전거 전용도로가 마련되어 있다. 이러한 조깅도로 또는 자전거 전용도로의 이용시간은 주로 새벽이나 야간으로 어둡고, 도로가 굽이지거나 하천 라인을 따라 형성된 경우가 많아 안전 사고의 위험이 도사리고 있다. 이에 따라 운동전용도로 주변에 가로등을 설치하고 있으나, 상기 가로등은 전선을 끌어와서 설치하는 형태이거나 태양전지를 이용하더라도 사람의 키보다 높게 가로등을 설치하여야 했으므로 비용이 많이 소요되었고, 운동시 가로등과 부딪치는 사고도 자주 발생하였다.On the other hand, as the industry develops, interest in health increases, so that the number of people exercising at dawn or at night increases the number of jogging roads or bicycle paths around the rivers and dense residential areas. The use time of the jogging road or the bicycle-only road is mainly dark at dawn or at night, and the road is often bent or formed along the river line, causing a risk of safety accidents. As a result, street lamps are installed around the exercise road, but the street lamps are installed by pulling wires, or even when using solar cells, the street lamps need to be installed higher than the height of a person. Hitting accidents also occurred frequently.
상기 문제점을 해결하기 위하여 야광제를 조깅도로나 자전거 전용도로 중간 에 일정간격으로 도포하였으나 상기 야광제는 시간이 지남에 따라 약해지고, 사람이나 자전거에 의해 오염물질이 부착되었을시 기능을 할 수 없었고, 무엇보다도 빛이 약하다는 문제가 있었다.In order to solve the above problems, the luminous agent was applied at regular intervals in the middle of a jogging road or a bicycle-only road, but the luminous agent weakened with time, and could not function when contaminants were attached by a person or a bicycle. Above all, there was a problem that light was weak.
따라서 본 발명의 목적은, 하나의 캡슐에 태양모듈과 조명장치가 모두 포함되는 소규모의 조명장치에 활용할 수 있는 고효율의 태양전지를 이용한 조명장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a lighting device using a high efficiency solar cell that can be utilized in a small lighting device including both a solar module and a lighting device in one capsule.
본 발명의 다른 목적은 조깅도로나 자전거 전용도로 내에서 유지 보수가 용이하며 저비용의 태양전지를 이용한 조명장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lighting device using a low-cost solar cell and easy maintenance in jogging road or bicycle road.
본 발명의 또 다른 목적은 조깅도로나 자전거 전용도로 내에 매설된 조명장치의 동작 상태를 원격지에서 파악할 수 있는 태양전지를 이용한 조명장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a lighting apparatus using a solar cell capable of grasping the operating state of a lighting apparatus embedded in a jogging road or a bicycle-only road from a remote location.
본 발명은 태양전지와 LED 램프가 일체적으로 형성되는 조명장치에 있어서, 도로에 매설되는 원기둥 모양의 삽입구(110)와, 상기 삽입구 상측에서 상기 삽입구보다 큰 직경의 원형의 상면 및 도로와 접촉되는 평평한 하면의 하부지지대(120)로 구성되되 내부에 일체적으로 형성된 태양전지(130) 및 LED 램프(165)를 포함하는 매설구(100)와; 상기 매설구(100) 상층에 위치하며 태양빛과 상기 LED 램프(165)의 발광빛을 투과시키는 투명한 표시구 덮개(300)와; 상기 표시구 덮개(300)를 지지하여 상기 매설구(100)에 탄력고정시키는 덮개 고정대(200)로 이루어지며; 상기 매설구 내부에는; 상기 표시구 덮개(300)를 투과한 태양에너지를 전 기적 에너지로 변환하여 주는 태양전지(130)와, 상기 태양전지(130)의 양극과 연결되어 상기 태양전지를 감압하고 슈퍼 콘덴서(160)의 충전전류의 역류를 방지하는 다이오드(170)와, 상기 다이오드(170)와 연결되어 상기 태양전지로부터 전달된 전원으로 충전되는 병렬로 연결된 복수개의 슈퍼콘덴서(160)와, 상기 다이오드의 양단에 연결되어 태양전지의 전압과 슈퍼 콘덴서의 전압을 비교하여 태양전지의 전압이 슈퍼콘덴서의 전압보다 높으면 상기 슈퍼콘덴서를 충전시키고 상기 태양전지의 전압이 슈퍼콘덴서의 전압보다 낮으면 슈퍼콘덴서를 방전시킬 수 있도록 동작하는 전압레벨 비교부(180)와, 상기 전압레벨 비교부(180)의 비교 결과 슈퍼콘덴서의 전압이 태양전지의 전압보다 높을 때 상기 슈퍼콘덴서의 방전전압으로 작동하는 LED 램프(165)와, 상기 전압레벨 비교부(180)와 LED 램프(165) 사이에 위치하며 상기 슈퍼콘덴서의 방전 전원을 점멸시키도록 동작하는 발진회로(190)와, 상기 태양전지(130)의 후단에서 태양전지의 전압을 검출하는 전압검출부(133)와, 상기 전압검출부(133)에서 검출된 전압을 관리서버(400)로 전달하기 위한 무선송신기(135)로 구성되되;  The present invention is a lighting device in which the solar cell and the LED lamp is integrally formed, the cylindrical insertion hole 110 embedded in the road, and the upper surface of the circular diameter and larger than the insertion hole on the insertion hole in contact with the road A buried device 100 comprising a lower support 120 on a flat lower surface and including a solar cell 130 and an LED lamp 165 integrally formed therein; A transparent indicator cover 300 positioned above the buried hole 100 and transmitting sun light and emitted light of the LED lamp 165; Supporting the cover cover 300 is made of a cover holder (200) for elastically fixed to the buried opening (100); Inside the buried opening; Solar cell 130 for converting the solar energy transmitted through the display port cover 300 into electrical energy, and connected to the anode of the solar cell 130 to depressurize the solar cell and of the super condenser 160 A diode 170 for preventing a reverse flow of the charging current, a plurality of supercapacitors 160 connected in parallel with the diode 170 and charged with power transmitted from the solar cell, and connected to both ends of the diode By comparing the voltage of the solar cell with the voltage of the super capacitor, it operates to charge the supercapacitor if the voltage of the solar cell is higher than the voltage of the supercapacitor and discharge the supercapacitor if the voltage of the solar cell is lower than the voltage of the supercapacitor. The supercapacitor when the voltage of the supercapacitor is higher than the voltage of the solar cell as a result of the comparison between the voltage level comparator 180 and the voltage level comparator 180. An LED lamp 165 operating with a discharge voltage, an oscillator circuit 190 positioned between the voltage level comparator 180 and the LED lamp 165 and operating to flash the discharge power of the supercapacitor; The voltage detector 133 detects the voltage of the solar cell at the rear end of the solar cell 130, and the wireless transmitter 135 for transmitting the voltage detected by the voltage detector 133 to the management server 400, ;
상기 매설구(100)의 하부지지대(120)에는 일정 간격마다 조명장치(10)를 볼트에 의하여 도로와 결합시킬 수 있도록 결속홈(122)이 형성되며, 상기 결속홈(122)의 내측으로 상기 덮개 고정대(200)의 일측이 삽입되도록 상면에 원형으로 고정대홈(123)이 형성되어 있으며, 하부지지대(120)의 상면에는 축광제가 도표되어 있는 것을 특징으로 한다.A binding groove 122 is formed in the lower support 120 of the buried opening 100 so as to couple the lighting device 10 to the road by a bolt at predetermined intervals, and the inner side of the binding groove 122 may be formed. A guide groove 123 is formed in a circular shape on an upper surface thereof so that one side of the cover holder 200 is inserted, and a photoluminescent agent is plotted on an upper surface of the lower supporter 120.
또한, 본 발명의 상기 표시구 덮개(300)의 두께는 중앙에서 가장자리로 갈수 록 작아지는 것을 특징으로 한다.In addition, the thickness of the indicator cover 300 of the present invention is characterized in that the smaller from the center to the edge.
또한 본 발명의 상기 전압레벨 비교부(180)와 발진회로(190) 사이에는 타임 지연부(140)가 더 부가되어 상기 하부지지대(120) 상면의 축전지가 약해지는 지점부터 상기 LED 램프(165)가 발광하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, between the voltage level comparison unit 180 and the oscillation circuit 190 of the present invention, a time delay unit 140 is further added to the LED lamp 165 from a point where the storage battery on the upper surface of the lower support 120 becomes weak. It is characterized in that the light emitting.
따라서, 본 발명은 발진회로, 전압레벨 비교부, 발진회로, 타임지연부 및 슈퍼콘덴서를 통하여 고효율로 동작할 수 있어 하나의 캡슐에 태양전지와 조명장치가 모두 포함되는 소규모의 조명장치를 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can operate with high efficiency through the oscillation circuit, the voltage level comparison unit, the oscillation circuit, the time delay unit and the supercapacitor to provide a small lighting device including both the solar cell and the lighting device in one capsule. have.
또한, 본 발명은 조깅도로나 자전거 전용도로 내에 매설되되 유지 보수가 용이하고 저비용이며 원격지에서 조명장치의 동작 상태를 파악할 수 있다.In addition, the present invention is buried in a jogging road or a bicycle-only road, easy to maintain, low-cost and can grasp the operating state of the lighting device from a remote location.
또한, 본 발명은 완전 밀폐형 조명장치를 제공하여 지하에 매설되더라도 우천 등 날씨에 관계없이 동작이 수행될 수 있다.In addition, the present invention can provide a completely enclosed lighting device, even if buried underground, the operation can be performed regardless of the weather, such as rain.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지를 이용한 조명장치의 외부 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지를 이용한 조명장치가 도로에 매설 된 형태이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치에 있어서 내부 회로 구성도이고, 도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예에 따른 조명장치의 주간 및 야간에 따른 충방전의 실시예이고, 도 5는 본 발명이 조깅도로 또는 자전거 전용도로에 매설된 실시예이다.1 is an external cross-sectional view of a lighting apparatus using a solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a form in which a lighting apparatus using a solar cell according to an embodiment of the present invention is embedded in the road, Figure 3 is the present invention In the lighting apparatus according to the embodiment of the internal circuit configuration, Figures 4a and 4b is an embodiment of the charge and discharge according to the day and night of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a jogging road the present invention Or it is an embodiment embedded in the bicycle-only road.
본 발명의 조명장치는 조깅도로나 자전거 전용도로의 가장자리에 일정간격으로 매설되어 주위가 어두울때 발광하여 조깅하는 사람이나 자전거를 타는 사람이 도로의 위치와 지형을 파악하고 안전하게 운동을 즐길 수 있도록 하는 장치이다.The lighting device of the present invention is buried at a certain interval at the edge of the jogging road or bicycle road to emit light when the surroundings are dark so that the jogger or the cyclist can grasp the location and the terrain of the road and enjoy the exercise safely. Device.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 의한 조명장치(10)는,1 and 2, the lighting device 10 according to the present invention,
도로에 매설되는 소정 높이의 원기둥형태의 삽입구(110)와, 상기 삽입구 상측으로 상기 삽입구보다 직경이 큰 원형의 하부지지대(120)로 구성되되 내부에 일체적으로 형성된 태양전지와 LED 램프를 포함하는 매설구(100)와; 상기 매설구 상층에 위치하는 투명한 표시구 덮개(300)와; 상기 표시구 덮개(300)를 지지하여 상기 매설구에 탄력고정시키는 덮개 고정대(200)로 이루어져 있다.Comprising a cylindrical insertion hole 110 of a predetermined height embedded in the road, and the lower support 120 of a circular diameter larger than the insertion hole above the insertion hole, including a solar cell and an LED lamp integrally formed therein Buried outlet 100; A transparent indicator cover 300 located above the buried opening; The cover holder 300 is made up of a cover holder 200 to elastically fix the buried holes.
상기 매설구(100)는 도로에 매설되며 태양전지 및 LED 램프 등이 담지되는 원기둥의 삽입구(110)와, 상기 삽입구 상측으로 삽입구의 직경보다 긴 원형의 하부지지대(120)를 포함한다. The embedding hole 100 is embedded in the road and includes a cylindrical insertion hole 110 in which the solar cell and the LED lamp, and the like, and the lower support 120 of a circular shape longer than the diameter of the insertion hole above the insertion hole.
상기 하부 지지대(120)의 하면은 평평한 면으로서 도로에 접촉되며, 상면은 조깅하는 사람들이 부딪쳐도 다치지 않고, 자전거가 방해받지 않고 통과될 수 있도 록 둥근 모양을 취하고 있다. 상기 하부 지지대(120)의 상면에는 원형의 홈(123)이 패여 있어 상기 홈에 덮개 고정대(200)가 삽입 고정된다. 상기 고정대가 삽입되는 홈(123)의 외측으로는 조명장치(10)를 도로에 결합시키도록 볼트가 통과하는 결속홈(122)이 일정간격으로 형성되어 있다. 상기 결속홈(122)의 내부는 나선형태로 이루어져 볼트가 상기 결속홈을 통과하여 도로와 조명장치를 결합시킨다. The lower surface of the lower support 120 is in contact with the road as a flat surface, the upper surface has a rounded shape so that the joggers are not injured and bumped, the bicycle can be passed without being disturbed. The upper surface of the lower support 120 is a circular groove 123 is dug, the cover holder 200 is inserted into the groove is fixed. Outside the groove 123 into which the stator is inserted, a binding groove 122 through which the bolt passes is formed at a predetermined interval so as to couple the lighting device 10 to the road. The interior of the binding groove 122 is formed in a spiral form bolts pass through the binding groove to couple the road and the lighting device.
또한, 상기 하부 지지대(120)의 상면은 축광제가 도포되어 있다. 상기 축광제는 전달되는 빛을 축적하였다고 빛이 사라진 후에 축적한 빛을 발광하는 특징이 있다. 본 발명은 구성요소를 줄이기 위하여 후술하듯이 전압레벨 비교부(180)에 의하여 LED 램프(165)가 점등되어야 할 시점을 판단한다. 따라서 태양이 구름에 가려지거나 일몰이 되는 순간 LED 램프가 점등될 수 있다. 이렇게 LED 램프가 쉽게 점등되면 슈퍼 콘덴서에 충전된 전압이 일출이 되기 전에 모두 방전될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하는 것이 상기 축광제와 타임 지연부(140)이다. 이에 대하여는 후술한다.In addition, the upper surface of the lower support 120 is coated with a photosensitive agent. The photoluminescent agent emits accumulated light after the light disappears when the accumulated light is accumulated. The present invention determines when the LED lamp 165 should be turned on by the voltage level comparator 180 as described below to reduce the component. Therefore, the LED lamp can be turned on at the moment when the sun is blocked by the clouds or at sunset. When the LED lamp is easily turned on, the voltage charged to the super capacitor can be discharged before sunrise. Solving this problem is the photoluminescent agent and the time delay unit 140. This will be described later.
한편, 조명장치의 최상측에는 태양광선이 통과되고 LED 램프의 발광 불빛이 통과되는 투명한 표시구 덮개(300)가 있다. 상기 표시구 덮개(300)는 운동하는 사람이 밟거나 자전거가 지나가도 깨지지 않도록 단단하여야 하며, 바람직하게는 유리 또는 플라스틱 재질 중에서 선택된다. 이를 위하여 표시구 덮개(300)는 중앙에서 가장자리로 갈수록 두께가 작도록 구성된다. 상기와 같이 표시구 덮개(300)는 중앙으로 갈수록 두께가 두꺼워지기 때문에 표시구 덮개를 투과한 태양빛이 특정한 일부분에 모아져 집광의 효율이 높아지는 추가적인 효과가 발생된다. On the other hand, the top of the lighting device has a transparent indicator cover 300 through which sunlight passes and the light emitted by the LED lamp passes. The indicator cover 300 should be hard so that a person does not break even if a person walks on or passes a bicycle, and is preferably selected from glass or plastic materials. For this purpose, the indicator cover 300 is configured to have a smaller thickness from the center to the edge. As described above, since the indicator cover 300 becomes thicker toward the center, the additional effect of increasing the efficiency of condensing is generated by collecting the sunlight passing through the indicator cover in a specific portion.
상기 표시구 덮개(300)는 덮개고정대(200)에 의하여 매설구와 결합되는데, 상기 덮개 고정대(200)는 탄성있는 재질로 이루어져 사람이 밟거나 자전거가 지나갈때에 수축하여 조명장치(10) 위를 지나가는 사람들을 방해하지 않고, 조명장치를 통과한 후에는 원래의 상태로 복귀하여 외부로 조명불빛을 조사하도록 마련한다.The indicator cover 300 is coupled to the buried opening by the cover fixing stand 200, the cover fixing plate 200 is made of a resilient material contracted when a person walks on or when the bicycle passes by the lighting device 10 Do not disturb people passing by, and after passing through the lighting device to return to the original state to arrange the illumination light to the outside.
도 3 및 도 4는 매설구(100) 내에 설치되는 태양전지 및 LED 조명구 등의 구조 및 동작 상태를 나타낸다.3 and 4 show the structure and the operating state of the solar cell and LED lighting fixtures installed in the buried opening (100).
본 발명의 태양전지는 3V로 가정하여 기술하고 있다. The solar cell of the present invention is described assuming 3V.
표시구 덮개(300)를 통과한 태양에너지를 전기에너지로 변경한 태양전지(130)에서 공급되는 전원으로 슈퍼콘덴서(160)가 충전된다. 이때 과충전을 방지하기 위해 과충전방지부(150)가 구비된다. 상기 슈퍼콘덴서(Super condenser)는 슈퍼커패시터(Super capacitor)라고도 하며, 보통 0.47F(470,000μF)의 고용량을 가진 것으로, 2차 전지의 경우 전기분해에 의해 내부가 서서히 산화되고, 어느 정도 충전 및 방전이 계속되면 산화피막이 형성되어 수명이 다하게 되는 단점을 극복할 수 있으므로 순간적인 충전이 가능할 뿐만 아니라, 메모리 효과가 없어 충전 및 방전으로 인한 수명이 반영구적인 장점이 있다. 본 발명에서는 우천 등 태양이 없는 날이 지속되는 경우를 대비하여 상기 슈퍼콘덴서를 복수개 병렬로 마련한다.The supercapacitor 160 is charged with the power supplied from the solar cell 130 that converts the solar energy passing through the display cover 300 into electrical energy. At this time, the overcharge prevention unit 150 is provided to prevent overcharge. The super condenser is also called a super capacitor, and usually has a high capacity of 0.47F (470,000 μF). In the case of a secondary battery, the inside is gradually oxidized by electrolysis, and charged and discharged to some extent. If this is continued, the oxide film is formed to overcome the disadvantage that the end of life is not only instantaneous charging is possible, there is no memory effect has a semi-permanent advantage of life due to charging and discharging. In the present invention, a plurality of supercapacitors are provided in parallel in preparation for a case where a sunless day such as rainy weather continues.
상기 태양전지(130)와 슈퍼콘덴서(160) 사이에는 전압을 강하하여 태양전지와 슈퍼콘덴서에 충전되는 전압 사이에 차이를 발생시키고 전류의 역류를 방지하도 록 다이오드(170)를 구비한다. 기존의 태양전지를 이용한 조명장치는 주간과 야간의 차이를 구별하기 위하여 별도의 센서를 이용하였으나 본 발명에서는 상기 다이오드(170)와 전압레벨 비교부(180)을 구비하여 주간과 야간을 구별한다. 이에 대하여는 후술한다. 태양이 비치면 태양전지(130)는 3V의 전압이 발생하며, 상기 전압은 다이오드(170)를 거쳐 슈퍼콘덴서(160)를 충전한다. 슈퍼콘덴서의 전압은 서서히 올라가 다이오드에 의해 강하된 전압 2.3V에 이르면 완전 충전이 된다. The diode 170 is provided between the solar cell 130 and the supercapacitor 160 to drop a voltage to generate a difference between the voltage charged in the solar cell and the supercapacitor and to prevent reverse flow of current. Conventional lighting device using a solar cell used a separate sensor to distinguish between day and night, but in the present invention is provided with the diode 170 and the voltage level comparison unit 180 to distinguish between day and night. This will be described later. When the sun shines, the solar cell 130 generates a voltage of 3 V, and the voltage charges the supercapacitor 160 via the diode 170. When the voltage of the supercapacitor gradually rises to reach the voltage dropped to 2.3V by the diode, it is fully charged.
한편, 본 발명의 태양전지를 이용한 조명장치는 도 5와 같이 조깅 또는 자전거 도로에 일정 간격으로 매설되어 있으므로 그 수가 방대하다. 관리서버(400, 미도시)에서는 어느 위치의 어느 조명장치가 고장인지를 파악하고 있어야 한다. 본 발명은 태양전지의 이상 유무를 파악하기 위하여 태양전지(130) 후미에 전압검출부(미도시, 133)를 두어 태양전지로부터 다이오드(170)로 전달되는 전원을 검출한다. 상기 전압검출부는 태양전지로부터 슈퍼콘덴서로 공급되는 전압을 검출하여 무선송신부(미도시, 135)를 통하여 관리서버(400)로 전송한다. 관리서버(400)는 각각의 조명장치로부터 전송되는 태양전지의 전압값에 따라 조명장치의 동작여부를 파악할 수 있고, 구동하지 않는 조명장치의 경우 도로와 결합한 볼트(미도시)를 하부 지지대(120)의 결속홈(122)에서 분리하여 조명장치(10)를 도로에서 탈착시켜 새로운 조명장치를 도로에 매설한다. 본 발명의 매설구 내에 포함되는 태양전지 등 조명구는 일체형으로 구성되므로 상기와 같이 간단하게 유지보수를 할 수 있다.On the other hand, the lighting device using the solar cell of the present invention is buried at regular intervals on the jogging or bicycle road as shown in Figure 5 the number is vast. Management server 400 (not shown) should be aware of which lighting device at which location is broken. The present invention detects the power transmitted from the solar cell to the diode 170 by placing a voltage detector (133) at the rear of the solar cell 130 to determine whether there is an abnormality of the solar cell. The voltage detector detects a voltage supplied from the solar cell to the supercapacitor and transmits the voltage to the management server 400 through a wireless transmitter (not shown) 135. The management server 400 may determine whether the lighting device is operated according to the voltage value of the solar cell transmitted from each lighting device, and in the case of the lighting device that is not driven, the lower support 120 is connected to the bolt (not shown) coupled with the road. Separating from the binding groove 122 of the) to remove the lighting device 10 from the road to bury a new lighting device on the road. Lighting fixtures such as solar cells included in the buried sphere of the present invention can be easily maintained as described above because it is composed of an integral type.
상기 다이오드(170)의 양쪽 전극은 전압레벨 비교부(180)와 결속되어 있다. 상기 전압레벨 비교부(180)는 태양전지(130)와 슈퍼콘덴서(160)의 전압을 비교한 다. 이에 대한 실시예가 도 4에 도시되어 있다.Both electrodes of the diode 170 are bound to the voltage level comparator 180. The voltage level comparison unit 180 compares the voltage of the solar cell 130 and the supercapacitor 160. An embodiment of this is shown in FIG. 4.
도 4a는 태양이 비추는 주간에 태양에너지에 의하여 슈퍼콘덴서(160)가 충전되고 LED 램프(165)가 동작하지 않는 상태를 도시하고 있다. 태양이 비추는 주간에 태양전지(130)의 전압은 3V이다. 상기 3V의 전압은 다이오드(170)을 통과하면서 전압이 강하되며, 슈퍼 콘덴서(160)의 충전전압과 같게 된다. 전압레벨 비교부(180)는 한 단이 태양전지(130)와, 다른 한 단이 슈퍼콘덴서(160)와 연결되어 있다. 전압레벨 비교부(180)는 태양전지(130)와 연결된 단의 전압이 슈퍼콘덴서(160)와 연결된 단의 전압보다 높게 되면 주간이라고 판단하여 슈퍼콘덴서(160)를 충전시키고 LED 램프(165)에 전원을 공급하지 않는다. 4A illustrates a state in which the supercapacitor 160 is charged by the solar energy and the LED lamp 165 does not operate during the day when the sun shines. During the day when the sun shines, the voltage of the solar cell 130 is 3V. The voltage of 3V drops through the diode 170 and becomes equal to the charging voltage of the super capacitor 160. The voltage level comparator 180 has one end connected to the solar cell 130 and the other end connected to the supercapacitor 160. The voltage level comparator 180 determines that it is daytime when the voltage of the stage connected to the solar cell 130 is higher than the voltage of the stage connected to the supercapacitor 160, thereby charging the supercapacitor 160 and charging the LED lamp 165. Do not supply power.
한편, 일몰후 태양빛이 사라지면 슈퍼콘덴서에 저장된 전기에너지를 이용하여 LED(165)를 자동으로 점등하게 되는바, 태양빛이 없으면 태양전지(130)의 전압이 0 V로 되어 슈퍼콘덴서의 전압보다 낮게 되므로 전압레벨 비교부(180)는 태양전지와 연결된 단의 전압이 슈퍼콘덴서와 연결된 단의 전압보다 낮다는 것을 파악하고 점등해야할 시점이라고 판단하여 LED 램프에 전원을 공급하여 발광하게 한다.On the other hand, when the sun disappears after sunset, the LED 165 is automatically turned on by using the electric energy stored in the supercapacitor. If there is no sun light, the voltage of the solar cell 130 becomes 0 V, which is higher than that of the supercapacitor. Since it is low, the voltage level comparator 180 determines that the voltage of the stage connected to the solar cell is lower than the voltage of the stage connected to the supercapacitor and determines that it is time to turn on, thereby supplying power to the LED lamp to emit light.
그러나 태양빛이 사라졌다고 LED 램프(165)를 즉시 점등시킨다면 슈퍼콘덴서(160)에 충전된 전원이 일출이 되기 전에 모두 방전될 수 있다. 본 발명이 표시구 덮개의 두께를 제어하여 집광의 효율이 높아졌어도 매설구 내에 충전과 점등을 위한 모든 구성요소를 집적하여 삽입시키기 때문에, 태양전지를 이격시켜 설치된 종래의 태양전지보다 충전의 양이 적게 된다. 이를 극복하기 위하여 매설구(100)의 하부 지지대(120) 상면에는 축광제가 도포되어 있다. 축광제는 빛을 축적하였다가 일정시간 방출함으로써 빛을 발산시키는 작용을 한다. 본 발명은 전압레벨 비교부(180) 후미에 타임지연부(140)를 구비하여 상기 축광제에 의해 축적된 빛이 거의 사라진 후에 LED 램프를 발광시킨다. 축광제에 의하여 빛이 발산되는 시간이 40분이라면, 상기 타임지연부(140)는 LED 램프(165)에 의해 발광되는 시점을 전압레벨 비교부(180)의 비교 결과 태양전지(130)의 전압보다 슈퍼 콘덴서의 전압(160)이 높아진 시점에서 35분 내지 37분정도 후부터 LED 램프(165)를 발광시킨다. 도 4b에 태양빛이 없는 상황에서 LED 램프가 점등되어 발광하고, 슈퍼콘덴서의 충전을 중지하는 상태가 도시되어 있다. 이와 같이 전압레벨 비교부(180)의 비교 결과에 따라 LED 램프(165)가 즉시 동작하지 않으므로 슈퍼콘덴서(160)는 충방전을 반복하지 않을 수 있어 그 수명이 더욱 길어진다. 상기 전압레벨 비교부(180)는 TTL 비교회로인 74HC04 또는 74LS04가 바람직하나 저전력(2V)에서 동작되는 어떠한 비교회로라도 관계없다.However, if the LED lamp 165 is immediately turned on because the sun is gone, the power charged in the supercapacitor 160 may be discharged before sunrise. Since the present invention controls the thickness of the cover cover to increase the efficiency of condensing, the present invention integrates and inserts all the components for charging and lighting in the buried opening. Is less. In order to overcome this problem, a photosensitive agent is coated on the upper surface of the lower supporter 120 of the buried appliance 100. The photoluminescent agent emits light by accumulating and emitting light for a predetermined time. The present invention includes a time delay unit 140 at the rear of the voltage level comparison unit 180 to emit the LED lamp after the light accumulated by the photoluminescent agent is almost disappeared. If the time that light is emitted by the photoluminescent agent is 40 minutes, the time delay unit 140 compares the time point at which the light is emitted by the LED lamp 165 with the voltage of the solar cell 130 as a result of the comparison of the voltage level comparison unit 180. The LED lamp 165 emits light after about 35 to about 37 minutes at the time when the voltage of the super capacitor 160 becomes high. 4B illustrates a state in which the LED lamp is turned on to emit light in the absence of sunlight, and the charging of the supercapacitor is stopped. As such, since the LED lamp 165 does not operate immediately according to the comparison result of the voltage level comparator 180, the supercapacitor 160 may not repeat charging and discharging, and thus its lifespan becomes longer. The voltage level comparison unit 180 is preferably a TTL comparison circuit 74HC04 or 74LS04, but may be any comparison circuit operated at a low power (2V).
또한, LED 램프는 에너지 낭비와 점등 유지 시간의 연장을 위하여 점멸 점등을 한다. 점멸 점등은 타임지연부(140)와 LED(165) 중간에 위치한 발진회로(190)에 의하여 수행된다. 점멸 점등은 사람 눈의 잔상효과를 이용하는 것으로서 1초에 30 내지 60회 정도 깜빡이게 하여 계속 점등하고 있는 것처럼 보이는 것이다. 본 발명의 조명장치(10)는 태양전지와 조명장치가 이격되어 설치되는 종래의 가로등과 달리 태양전지, LED램프, 전압레벨 비교부, 슈퍼 콘덴서 등이 모두 매설구(100) 내의 삽입구(110)에 넣어져 동작되는 것으로서, 통상적인 태양전지보다 그 크기가 작다. 따라서 매우 적은 전압에서 점등되어야 하며 소요 전력도 적어야 한다. 이러한 필 요에 따라 본 발명은 잔상효과를 이용하여 점등시 필요한 소비 에너지를 줄여줄 수 있다. In addition, the LED lamp is turned on and blinks in order to waste energy and to extend the lighting holding time. Flashing lighting is performed by the oscillation circuit 190 located between the time delay unit 140 and the LED 165. Blinking lighting is the use of the after-image effect of the human eye, and blinks about 30 to 60 times in one second, and it seems to be constantly lighting. Lighting device 10 of the present invention is a solar cell, unlike the conventional street lamp is installed with a lighting device spaced apart from the solar cell, LED lamp, voltage level comparator, super condenser 100 all the insertion hole 110 As it is put into and operated, it is smaller in size than a conventional solar cell. Therefore, it should be turned on at very low voltage and power consumption should be low. According to this need, the present invention can reduce the energy consumption required for lighting by using the afterimage effect.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although illustrated and described in the specific embodiments to illustrate the technical spirit of the present invention, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, various modifications do not depart from the scope of the present invention It may be practiced within limits. Therefore, such modifications should also be considered to be within the scope of the present invention, the scope of the invention should be determined by the claims below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 이용한 조명장치의 외부 단면도이다.1 is an external cross-sectional view of a lighting apparatus using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 이용한 조명장치의 평면도이다.2 is a plan view of a lighting apparatus using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 이용한 조명장치의 회로 구성도이다.3 is a circuit diagram of a lighting device using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼콘덴서의 충전상황 예시도이다.4A is an exemplary view illustrating a charging state of a supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼콘덴서의 방전상황 예시도이다.4B is a view illustrating a discharge situation of a supercapacitor according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시형태의 예시도이다.5 is an exemplary view of an embodiment of the present invention.
<주요 도면 부호에 대한 설명><Description of Major Reference Marks>
10 : 조명장치, 100 : 매설구10: lighting device, 100: buried opening
110: 삽입구, 120: 하부지지대110: insertion hole, 120: lower support
130 : 태양전지, 140: 타임지연부130: solar cell, 140: time delay unit
150: 과충전방지부, 160: 슈퍼 콘덴서150: overcharge protection, 160: super condenser
165 : LED 램프, 170 : 다이오드165: LED lamp, 170: diode
180 : 전압레벨 비교부 190 : 발진회로180: voltage level comparison unit 190: oscillation circuit
200 : 덮개고정대 300 : 표시구 덮개200: cover fixing bracket 300: indicator cover

Claims (3)

  1. 태양전지와 LED 램프가 일체적으로 형성되는 조명장치(10)에 있어서,In the lighting device 10 is integrally formed with a solar cell and an LED lamp,
    도로에 매설되는 원기둥 모양의 삽입구(110)와, 상기 삽입구 상측에서 상기 삽입구보다 큰 직경의 원형의 상면 및 도로와 접촉되는 평평한 하면의 하부지지대(120)로 구성되되 내부에 태양전지(130), 발진회로(190), 슈퍼콘덴서(160) 및 LED 램프(165)를 포함하는 매설구(100)와;Consists of a cylindrical insertion hole 110 is embedded in the road, the upper surface of the circular diameter larger than the insertion hole in the upper side of the insertion hole and the lower support 120 of the flat lower surface in contact with the road, the solar cell 130, An embedding device 100 including an oscillation circuit 190, a supercapacitor 160, and an LED lamp 165;
    상기 매설구(100) 상층에 위치하며 태양빛과 상기 LED 램프(165)의 발광빛을 투과시키는 투명한 표시구 덮개(300)와;A transparent indicator cover 300 positioned above the buried hole 100 and transmitting sun light and emitted light of the LED lamp 165;
    상기 표시구 덮개(300)를 지지하여 상기 매설구(100)에 탄력고정시키는 덮개 고정대(200)로 이루어지며;Supporting the cover cover 300 is made of a cover holder (200) for elastically fixed to the buried opening (100);
    상기 매설구 내부에는;Inside the buried opening;
    상기 표시구 덮개(300)를 투과한 태양에너지를 전기적 에너지로 변환하여 주는 태양전지(130)와, 상기 태양전지(130)의 양극과 연결되어 상기 태양전지를 감압하고 슈퍼 콘덴서(160)의 충전전류의 역류를 방지하는 다이오드(170)와, 상기 다이오드(170)와 연결되어 상기 태양전지로부터 전달된 전원으로 충전되는 병렬로 연결된 복수개의 슈퍼콘덴서(160)와, 상기 다이오드의 양단에 연결되어 태양전지의 전압과 슈퍼 콘덴서의 전압을 비교하여 태양전지의 전압이 슈퍼콘덴서의 전압보다 높으면 상기 슈퍼콘덴서를 충전시키고 상기 태양전지의 전압이 슈퍼콘덴서의 전압 보다 낮으면 슈퍼콘덴서를 방전시킬 수 있도록 동작하는 전압레벨 비교부(180)와, 상기 전압레벨 비교부(180)의 비교 결과 슈퍼콘덴서의 전압이 태양전지의 전압보다 높을 때 상기 슈퍼콘덴서의 방전전압으로 작동하는 LED 램프(165)와, 상기 전압레벨 비교부(180)와 LED 램프(165) 사이에 위치하며 상기 슈퍼콘덴서의 방전 전원을 점멸시키도록 동작하는 발진회로(190)와, 상기 태양전지(130)의 후단에서 태양전지의 전압을 검출하는 전압검출부(133)와, 상기 전압검출부(133)에서 검출된 전압을 관리서버(400)로 전달하기 위한 무선송신기(135)로 구성되되;Solar cell 130 for converting the solar energy transmitted through the display cover 300 into electrical energy, and connected to the anode of the solar cell 130 to depressurize the solar cell and charge the super capacitor 160 A diode 170 for preventing a reverse flow of current, a plurality of supercapacitors 160 connected in parallel connected to the diode 170 and charged with power transmitted from the solar cell, and connected to both ends of the diode Compared to the voltage of the battery and the voltage of the super capacitor, the solar cell voltage is higher than the voltage of the supercapacitor to charge the supercapacitor, when the voltage of the solar cell is lower than the voltage of the supercapacitor The supercapacitor when the voltage of the supercapacitor is higher than the voltage of the solar cell as a result of the comparison between the voltage level comparator 180 and the voltage level comparator 180. An LED lamp 165 operating with a discharge voltage, an oscillator circuit 190 positioned between the voltage level comparator 180 and the LED lamp 165 and operating to flash the discharge power of the supercapacitor; The voltage detector 133 detects the voltage of the solar cell at the rear end of the solar cell 130, and the wireless transmitter 135 for transmitting the voltage detected by the voltage detector 133 to the management server 400, ;
    상기 매설구(100)의 하부지지대(120)는; The lower support 120 of the buried opening 100;
    일정 간격마다 조명장치(10)를 볼트에 의하여 도로와 결합시킬 수 있도록 결속홈(122)이 형성되며, 상기 결속홈(122)의 내측으로 상기 덮개 고정대(200)의 일측이 삽입되도록 상면에 원형으로 고정대홈(123)이 형성되어 있고, 또한 상면에 축광제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 조명장치.A binding groove 122 is formed to couple the lighting device 10 to the road by a bolt at predetermined intervals, and a circular shape is formed on the upper surface of the binding groove 122 so that one side of the cover holder 200 is inserted into the binding groove 122. Fixing groove 123 is formed, and the lighting device using a solar cell, characterized in that the photosensitive agent is coated on the upper surface.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 표시구 덮개(300)의 두께는 중앙에서 가장자리로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 조명장치.Illumination device using a solar cell, characterized in that the thickness of the cover cover 300 is smaller from the center to the edge.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 전압레벨 비교부(180)와 발진회로(190) 사이에는 타임 지연부(140)가 더 부가된 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 조명장치.Lighting device using a solar cell, characterized in that the time delay unit 140 is further added between the voltage level comparison unit 180 and the oscillation circuit 190.
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