KR100886839B1

KR100886839B1 - 지능형 조명 시스템

Info

Publication number: KR100886839B1
Application number: KR1020080083003A
Authority: KR
Inventors: 이옥재
Original assignee: 이옥재
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2009-03-04

Abstract

주변 환경 및 계절을 고려하여 능동적으로 조명 시스템을 제어할 수 있는 지능형 조명 시스템이 개시된다. 적어도 하나의 축전지 각각에 대한 온도를 측정하고 측정된 온도를 제공하는 적어도 하나의 온도센서와, 적어도 하나의 축전지 각각에 설치되고 제공된 전류에 기초하여 발열됨으로써 적어도 하나의 축전지 각각의 온도를 상승시키는 적어도 하나의 발열부재와, 온도센서로부터 제공된 온도에 기초하여 발전부로부터 제공된 전류의 제공 경로를 제어하기 위한 제어 신호를 제공함으로써 적어도 하나의 축전지의 온도가 미리 설정된 온도 범위를 유지하도록 제어하는 제어부 및 발전부로부터 전류를 제공받고 발전부로부터 제공된 전류가 적어도 하나의 축전지 및 적어도 하나의 발열부재 중 어느 하나로 제공되도록 제어부로부터 제공된 제어 신호에 기초하여 스위칭되는 스위칭부를 포함한다. 따라서, 조명 시스템의 상태나 계절 또는 주변 환경에 따라 최적화된 상태로 조명 시스템을 운용할 수 있다.

축전지, 온도, 조도, 움직임, 발열, 축전량

Description

지능형 조명 시스템{Intelligent Lighting System}

본 발명은 조명 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외에 설치되는 조명 시스템에 적용될 수 있는 지능형 조명 시스템에 관한 것이다.

실외에 설치되고 하나 이상의 축전지를 이용하여 조명원을 점등시키는 종래의 조명 시스템은 온도가 낮은 혹한기에 축전지의 내부 저항이 증가하고 화학적 반응이 저조하여 충방전 효율이 감소함으로써 조명원의 점등시간과 휘도를 저하시킨다.

예를 들어, 현재 태양광을 전기 에너지로 변환하여 축전지에 충전하는 태양광 발전 시스템에는 축전지의 온도를 유지하기 위해 축전지를 방한재료로 둘러 싸아 둔다.

그러나, 방한재료만으로는 축전지의 온도를 일정하게 유지할 수 없기 때문에 혹한기에는 축전지의 충방전 효율이 저하되는 현상이 발생한다. 종래에는 상기와 같은 충전지의 효율 저하를 보완하기 위해 축전지에 과충전되도록 시스템을 구성하고 있으나 과충전은 축전지의 수명을 단축시키게 되어 시설의 유지 및 보수 비용이 상승하게 되는 단점이 있다.

종래의 태양광 발전을 이용한 가로등 시스템은 날씨와 계절을 고려하지 않고 미리 설정된 고정 시간에 점등되어 일정 시간 동안 일정 광량으로 점등상태를 유지한 후 소등되도록 구성되기 때문에 계절에 따라 어두워지기 전에 조명원이 점등되고 어둠이 가시기 전에 소등되는 비효율적인 운용이 이루어지는 문제가 있다.

또한, 종래의 태양광 발전을 이용한 가로등 시스템은 장기간 태양광 발전이 정상적으로 수행되기 어려운 계절(예를 들면, 장마철 또는 겨울)에도 미리 설정된 시간에 기초하여 가로등을 점등 및 소등하기 때문에 축전지에 충전이 정상적으로 이루어지지 않고 있음에도 불구하고 축전지에 축전된 전기를 대부분 소모하게 되어 가로등을 지속적으로 운용할 수 없는 문제가 있다.

또한, 종래의 가로등은 외기 온도와 무관하게 한 가지 색깔(예를 들면, 백색 또는 황색)로만 발광되도록 구성되어 있어서, 외기 온도가 높은 여름철에는 시각적으로 더 덥게 느껴지거나, 외기 온도가 낮은 겨울철에는 더 춥게 느껴지는 단점이 있다.

상기와 같은 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 주변 환경 및 계절을 고려하여 능동적으로 조명 시스템을 제어함으로써 조명 시스템의 운용 효율을 향상시킬 수 있는 지능형 조명 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 지능형 조명 시스템은, 적어도 하나의 축전지 각각에 대한 온도를 측정하고 측정된 온도를 제공하는 적어도 하나의 온도센서와, 상기 적어도 하나의 축전지 각각에 설치되고, 제공된 전류에 기초하여 발열됨으로써 상기 적어도 하나의 축전지 각각의 온도를 상승시키는 적어도 하나의 발열부재와, 상기 온도센서로부터 제공된 온도에 기초하여 상기 발전부로부터 제공된 전류의 제공 경로를 제어하기 위한 제어 신호를 제공함으로써 상기 적어도 하나의 축전지의 온도가 미리 설정된 온도 범위를 유지하도록 제어하는 제어부 및 상기 발전부로부터 전류를 제공받고 상기 발전부로부터 제공된 전류가 상기 적어도 하나의 축전지 및 상기 적어도 하나의 발열부재 중 어느 하나로 제공되도록 상기 제어부로부터 제공된 제어 신호에 기초하여 스위칭되는 스위칭부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 축전지의 온도가 미리 설정된 제1 온도 범위에 해당하는 경우, 상기 발전부로부터 제공된 전류가 상기 적어도 하나의 축전지 및 상기 적어도 하나의 발열부재에 미리 설정된 비율로 교대로 공급되도록 상기 스위칭부를 PWM 제어할 수 있다. 상기 제어부는 상기 축전지의 온도가 미리 설정된 제2 온도 이하인 경우에는 상기 발전부로부터 제공된 전류가 상기 적어도 하나의 발열부재에 모두 공급되도록 상기 스위칭부를 제어할 수 있다. 상기 지능형 조명 시스템은, 상기 지능형 조명 시스템이 설치된 장소의 조도를 측정하고 측정된 조도 정보를 상기 제어부에 제공하는 조도센서 및 상기 제어부로부터 제공된 구동 제어 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 축전지로부터 상기 광원으로 제공되는 전류를 제어하는 광원 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 조도센서로부터 제공된 조도가 미리 설정된 조도 이하인 경우 상기 광원을 미리 설정된 시간 동안 제1 전류량으로 점등하고, 상기 미리 설정된 시간이 경과한 후 상기 조도센서로부터 제공된 조도가 상기 미리 설정된 조도 이상이 될 때까지 상기 광원을 상기 제1 전류량 보다 작은 제2 전류량으로 점등하기 위한 구동 제어 신호를 상기 광원 구동부에 제공할 수 있다. 상기 지능형 조명 시스템은 상기 적어도 하나의 축전지의 전압 또는 전류를 측정하고 측정된 전압 또는 전류값을 상기 제어부에 제공하는 전압전류 측정부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 전압전류 측정부로부터 제공된 전압 또는 전류값에 기초하여 상기 적어도 하나의 축전지의 축전량을 판단하고, 상기 판단된 축전량에 기초하여 상기 광원에 공급되는 전류의 양을 조절하기 위한 구동 제어 신호를 상기 광원 구동부에 제공할 수 있다. 상기 지능형 조명 시스템은 이동체를 감지하여 감지신호를 상기 제어부에 제공하는 움직임 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 움직임 감지 센서로부터 제공된 감지 신호에 기초하여 미리 설정된 소정 시간 동안 이동체의 움직임이 지속적으로 있는 경우 상기 광원에 공급되는 전류가 제1 전류량이 되도록 하고, 상기 미리 설정된 소정 시간 동안 이동체의 움직임이 없는 경우에는 상기 광원에 공급되는 전류가 상기 제1 전류량보다 작은 제2 전류량이 되도록 상기 광원 구동부를 제어할 수 있다. 상기 제어부는 상기 조도 센서로부터 조도 정보가 제공되지 않는 경우에는 과거 1주일 동안의 점등 및 소등 시간에 대한 평균으로 상기 광원을 구동하기 위한 제어신호를 상기 광원 구동부에 제공할 수 있다. 상기 지능형 광원 시스템은 외기 온도를 측정하고 측정된 온도 정보를 상기 제어부에 제공하는 외기온도 센서를 더 포함하고, 상기 광원은 서로 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 LED(Light Emitting Diode)로 구성될 수 있다. 상기 제어부는 상기 외기온도 센서로부터 제공된 온도 정보에 기초하여 외기 온도에 따라 상기 광원이 각각 다른 색의 빛을 방출하도록 상기 광원 구동부를 제어할 수 있다.

상기와 같은 지능형 조명 시스템에 따르면, 적어도 하나의 축전지의 온도에 따라 발전부로부터 제공되는 전류를 스위칭하여 축전지 또는 축전지에 설치된 발열부재에 제공함으로써 충전 또는 축전지의 온도를 상승시킨다. 따라서, 혹한기에도 축전지를 보호할 수 있고 축전지의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 조도에 따라 광원의 점등, 소등 시간 및 광원의 휘도를 제어함으로써 인간의 시각 특성에 적합하도록 조명을 운용할 수 있고, 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있다. 또한, 조도를 측정하기 어려운 환경에서는 만년달력시계를 통해 계절 및 환경에 적합하게 조명 시스템을 운용할 수 있다.

또한, 축전지의 축전량에 따라 광원으로 공급되는 전류량을 제어함으로써 계절 또는 환경적 요인으로 인해 장기간 동안 발전이 정상적으로 수행되지 않는 경우에도 조명 시스템을 운용할 수 있다.

또한, 이동체의 움직임에 따라 광원의 휘도를 제어함으로써 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있고, 외기 온도에 따라 광원의 색을 제어함으로써 인간의 감성에 적합하도록 조명 시스템을 운용할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르 게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 축전지의 온도에 따른 충전 방법을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 조도에 따라 광원의 점등 방법을 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 축전지의 축전량에 따라 광원에 공급되는 전류의 양을 나타내는 표이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템은 발전부(101), 스위칭부(103), 축전지(105), 발열부재(107), 온도 센서(109), 전압전류 측정부(111), 외기온도 센서(113), 조도 센서(115), 움직임 감지 센서(117), 광원 구동부(119), 광원(121), 표시부(123) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.

발전부(101)는 예를 들어 태양광 발전 장치로 구성될 수 있고, 태양광을 수광하고 이에 상응하여 생성되는 전류를 스위칭부(103)에 제공한다. 이하, 본 발명의 실시예에서 발전부(101)는 태양광 발전 장치로 구성된 것으로 가정한다.

스위칭부(103)는 제어부(130)의 제어에 기초하여 발전부(101)로부터 제공된 전류를 적어도 하나의 축전지(105)에 제공하거나 상기 적어도 하나의 축전지(105) 각각에 설치된 발열부재(107)에 제공한다.

축전지(105)는 예를 들어 납축전지(105)로 구성될 수 있고, 발전부(101)로부터 스위칭부(103)를 통해 제공된 전류를 저장하고, 저장된 전류를 광원 구동부(119)에 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 축전지(105)는 복수의 축전지(105)(예를 들면 2개 이상의 축전지)가 병렬로 연결되어 광원(121)을 구동하기 위한 전력공급원으로 사용될 수 있다.

발열부재(107)는 예를 들어 발열선 또는 발열판 등으로 구성될 수 있고, 축전지(105)의 개수와 동일한 개수로 마련되어 각 축전지(105)에 설치될 수 있다. 발열부재(107)는 스위칭부(103)로부터 제공된 전류로 구동되어 열을 발산함으로써 축전지(105)의 온도를 미리 설정된 온도 범위로 유지시킨다.

온도 센서(109)는 각 축전지(105)의 온도를 측정하고 측정된 온도 정보를 제어부(130)에 제공한다.

전압전류 측정부(111)는 각 축전지(105)의 전압 및/또는 전류를 측정하고 측정된 전압 및/또는 전류 정보를 제어부(130)에 제공한다.

외기온도 센서(113)는 지능형 조명 시스템이 설치된 외부(예를 들면, 실외의 온도)의 온도를 측정한 후 측정된 외기온도 정보를 제어부(130)에 제공한다.

조도 센서(115)는 지능형 조명 시스템이 설치된 실외의 조도를 측정한 후 측정된 조도 정보를 제어부(130)에 제공한다.

움직임 감지 센서(117)는 예를 들어, 적외선 센서가 될 수 있고 사람 및/또는 물체의 움직임을 감지하고 이에 상응하는 감지 신호를 제어부(130)에 제공한다.

광원 구동부(119)는 제어부(130)의 제어 신호에 기초하여 축전지(105)로부터 제공된 전류에 대해 전류의 크기 및 공급 시간을 제어하고 전류 경로를 스위칭함으로써, 광원(121)의 밝기, 점등, 소등, 점등 시간 및 광원(121)의 색깔을 제어한다.

광원(121)은 예를 들어 복수의 LED(Light Emitting Diode) 소자로 구성될 수 있고, 광원 구동부(119)로부터 제공된 전류에 상응하여 점등 및 소등된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 광원(121)은 복수의 백색 LED, 적색 LED, 청색 LED를 포함할 수 있다.

표시부(123)는 제어부(130)의 제어에 기초하여 축전지(105)의 충방전 상태 및/또는 동작 상태를 표시한다.

제어부(130)는 온도 센서(109)로부터 각 축전지(105)의 온도를 제공받고, 이에 기초하여 스위칭부(103)를 제공함으로써 축전지(105)의 온도가 미리 설정된 온도 범위를 유지하도록 제어한다.

일반적으로, 축전지(105)는 외기 온도가 영하로 내려가는 혹한기에는 내부 저항이 증가하고 화학적 반응이 저조하여 충전 효율이 감소하기 때문에 광원(121)에 충분한 전류를 제공하지 못하여 광원(121)의 밝기가 어두워지거나 점등 시간이 짧아지는 현상이 발생한다.

납축전지(105) 경우 0도 내지 40도 범위에서 충전이 가능하나 5도 내지 35도가 충전을 위한 최적의 온도 범위이기 때문에 최적 온도 범위를 벗어나면 충전 효율이 저하되는 특성을 가진다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서는 제어부(130)가 온도 센서(109)로부터 각 축전지(105)의 온도를 제공받고 제공받은 각 축전지(105)의 온도에 따라 스위칭부(103)를 제어함으로써 발전부(101)에서 공급되는 전류가 축전지(105) 또는 발열부재(107) 중 어느 하나로 공급되도록 한다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(130)는 각각의 온도 센서(109)를 통해 제공된 온도에 기초하여 축전지(105)의 온도가 0도 이하인 경우에는 발전부(101)에서 공급되는 전류가 모두 발열부재(107)에 공급되도록 스위칭부(103)를 제어함으로써 축전지(105)의 온도를 상승시키고, 축전지(105)의 온도가 0도 내지 4도 사이인 경우에는 스위칭부(103)를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하여 발전부(101)에서 공급되는 전류가 축전지(105) 및 발열부재(107)에 교대로 공급되도록 함으로써 충전과 축전지(105)의 온도 상승을 병행한다.

제어부(130)는 축전지(105)의 온도가 0도 내지 1도 사이인 경우에는 발전부(101)에서 공급되는 전류의 80%가 발열부재(107)에 공급되어 축전지(105)의 온도 상승에 이용되도록 하고 발전부(101)에서 공급되는 전류의 20%가 축전지(105)에 공급되어 축전지(105)의 충전에 이용되도록 스위칭부(103)를 제어한다.

또는, 제어부(130)는 축전지(105)의 온도가 1도 내지 2도 사이인 경우에는 발전부(101)에서 공급되는 전류의 60%가 발열부재(107)에 공급되고, 40%가 축전지(105)에 공급되도록 하고, 축전지(105)의 온도가 2도 내지 3도 사이인 경우에는 발전부(101)에서 공급되는 전류의 40%가 발열부재(107)에 공급되고 60%가 축전지(105)에 공급되도록 한다. 또는 제어부(130)는 축전지(105)의 온도가 3도 내지 4도 사이인 경우에는 발전부(101)에서 공급되는 전류의 20%가 발열부재(107)에 공급되고 80%가 축전지(105)에 공급되도록 스위칭부(103)를 제어한다.

또한, 제어부(130)는 축전지(105)의 온도가 정상 동작 범위(예를 들면, 0도 내지 40)를 벗어나는 경우에는 표시부(123)를 통해 축전지(105)의 고장 경고 메시지를 표시하거나 축전지(105)의 효율 저하에 대한 안내 메시지를 각 축전지(105)별로 표시할 수 있다.

또한, 제어부(130)는 조도 센서(115)로부터 제공된 실외의 조도에 기초하여 광원 구동부(119)를 제어하여 축전지(105)로부터 광원(121)으로 공급되는 전류를 PWM 제어함으로써 광원(121)의 점등, 소등 및 광원(121)의 휘도를 제어한다.

구체적으로, 제어부(130)는 조도 센서(115)로부터 제공된 조도가 4Lux가 되면 광원 구동부(119)를 제어하여 광원(121)에 축전지(105)의 전류가 공급되도록 함으로써 광원(121)을 점등시킨다.

여기서, 제어부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 실외의 조도가 4Lux가 되면 광원 구동부(119)를 제어하여 축전지(105)로부터 광원(121)으로 제공되는 전류를 증가시켜 미리 설정된 시간(예를 들면, 3시간) 동안 전류의 양이 최대(예를 들면, 3A)가 되도록 함으로써 광원(121)의 휘도를 최대로 유지시킨다.

또한, 제어부(130)는 미리 설정된 시간(즉, 3시간)이 지나면 사람의 눈이 어둠에 익숙해지기 때문에 광원 구동부(119)를 제어하여 광원(121)으로 공급되는 전류를 감소시켜 최대의 절반(예를 들면, 1.5A)으로 유지시키고, 주위의 조도가 다시 4Lux 이상이 되면 광원 구동부(119)를 제어하여 광원(121)을 소등한다.

즉, 본원 발명에 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서는 실외가 어두워져 조도가 4Lux이하가 되면 광원(121)의 휘도를 최대로 하고, 사용자가 어둠에 익숙해지게 되면(예를 들어, 광원이 점등된 후 3시간 경과 후) 광원(121)의 휘도를 최대의 절반으로 유지함으로써 전력 소모를 줄인 후, 조도가 다시 4Lux 이상이 되면 광원(121)을 소등시킴으로써 주위의 밝기 및 인간의 시각 특성을 고려하여 능동적으로 조명을 제어한다.

또한, 제어부(130)는 광원(121)의 점등 전에 전압전류 측정부(111)로부터 제공된 전압 및/또는 전류값에 기초하여 축전지(105)의 축전량을 판단하고, 판단된 축전량에 기초하여 광원 구동부(119)를 제어함으로써 점등에 소비되는 전력을 제어한다.

구체적으로, 제어부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 전압전류 측정부(111)로부터 제공된 전압 및/또는 전류값에 기초하여 판단된 축전량이 80% 이상인 경우에는, 초기 점등 시간 동안(즉, 조도가 4Lux 이하가 되어 광원(121)이 점등된 후부터 미리 설정된 3시간 동안)에는 광원(121)에 최대 전류(예를 들면, 3A)를 공급하고, 일반 점등 시간 동안(즉, 상기 초기 점등 시간이 지난 후부터 광원(121)이 소등될 때 까지의 시간)에는 광원(121)에 1.5A의 전류가 공급되도록 광원 구동 부(119)를 제어한다.

또는, 제어부(130)는 축전지(105)의 축전량이 72% 내지 79%인 경우에는 초기 점등 시간 동안 2.4A가 광원(121)에 공급되고, 일반 점등 시간 동안 1.2A가 광원(121)에 공급되도록 광원 구동부(119)를 제어한다. 또는 제어부(130)는 축전지(105)의 축전량이 66% 내지 71%인 경우에는 초기 점등 시간 동안 1.8A가 광원(121)에 공급되고, 일반 점등 시간 동안 0.9A가 광원(121)에 공급되도록 광원 구동부(119)를 제어한다.

또는, 제어부(130)는 축전지(105)의 축전량이 52% 내지 65%인 경우에는 초기 점등 시간 및 일반 점등 시간 동안 모두 0.9A가 광원(121)에 공급되도록 제어하고, 축전량이 52%인 경우에는 축전지(105)의 보호를 위해 광원(121)에 공급되는 전류가 중단되도록 광원 구동부(119)를 제어함으로써 광원(121)이 소등되도록 한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서는 축전지(105)의 축전량에 따라 광원(121)에 공급되는 전류를 능동적으로 조절함으로써 장기간 동안 태양광 발전이 정상적으로 수행될 수 없는 기간에도 조명 시스템이 정상적으로 동작될 수 있도록 구성된다.

또한, 제어부(130)는 움직임 감지 센서(117)로부터 제공되는 감지 신호에 기초하여 광원(121)의 점등 및 소등을 제어함으로서 불필요한 전력 소모를 줄이고, 주위 환경에 적합하도록 광원(121)의 휘도를 제어한다.

구체적으로, 제어부(130)는 움직임 감지 센서(117)로부터 지속적으로 감지 신호를 제공받고, 일반 점등 시간 동안 지능형 조명 시스템이 설치된 장소에 미리 설정된 시간(예를 들면, 10분) 동안 이동체의 움직임이 지속적으로 있는 경우에는 광원(121)에 공급되는 전류의 양을 증가시킴으로써(예를 들면, 일반 점등 시간에 공급되는 전류 1.5A를 초기 점등 시간에 공급되는 전류 3A로 증가) 광원(121)의 휘도를 증가시키고, 다시 상기 미리 설정된 시간 동안 지속적인 이동체의 움직임이 없는 경우에는 원래의 전류 공급 상태(즉, 광원에 1.5A 공급)를 유지하도록 제어한다.

여기서, 제어부(130)는 축전지(105)의 축전량이 70% 미만인 경우에는 상기한 바와 같은 움직임 감지 센서(117)로부터 제공된 감지 신호에 기초한 제어를 수행하지 않도록 구성될 수 있다.

제어부(130)는 실질적으로 마이크로 프로세서로 구현될 수 있고, 마이크로 프로세서 자체에 내장된 만년달력시계(131)를 이용하여 광원(121)의 점등 및 소등을 제어할 수 있다.

예를 들어, 조도 센서(115)가 계절 또는 비, 눈, 먼지 등과 같은 환경으로 인해 정상적으로 동작하지 않는 경우 제어부(130)는 과거 1주일 동안의 점등 및 소등 시간에 대한 평균을 구하고 이에 기초하여 광원(121)을 구동할 수 있다.

여기서, 제어부(130)가 자체적으로 날짜 및 시간을 획득할 수 없는 경우에는 외부 만년달력시계(131)를 별도로 구비하여 날짜 및 시간을 제공받도록 구성될 수도 있고, 과거 1주일 동안의 점등 및 소등 시간 정보를 저장하고 있는 별도의 저장부(미도시)를 구비할 수도 있다.

또한, 제어부(130)는 외기온도 센서(113)로부터 제공된 외기 온도에 기초하 여 광원 구동부(119)를 제어함으로써 각각 다른 색의 빛을 방출하는 복수의 광원(121)을 선택적으로 구동할 수 있다.

예를 들어, 제어부(130)는 외기온도 센서(113)로부터 제공된 외기 온도가 25도 이상인 경우에는 광원 구동부(119)를 제어하여 청색 빛을 방출하는 광원 및 백색 빛을 방출하는 광원에만 전류가 공급되도록 함으로써 백색 및 청색 광원만 선택적으로 점등되도록 하고, 외기 온도가 15도 미만인 경우에는 적색 빛을 방출하는 광원 및 백색 빛을 방출하는 광원만 점등되도록 한다. 또는 제어부(130)는 외기 온도가 15도 이상 25도 미만인 경우에는 백색 빛을 방출하는 광원만 점등되도록 광원 구동부(119)를 제어한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서는 외기 온도에 높은 경우에는 시각적으로 시원한 느낌을 주는 청색 광원을 점등시키고, 외기 온도가 낮은 경우에는 시각적으로 따뜻한 느낌을 주는 적색 광원을 점등시킴으로써 인간의 감성에 상응하는 조명 효과를 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원의 상세한 구성을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(121)은 소정 출력(3W)을 가지는 복수의 LED(예를 들면, 27개)로 구성될 수 있고, 상기 복수의 LED는 백색 빛을 방출하는 LED(501) 21개와, 청색 빛을 방출하는 LED(503) 3개와, 적색 빛을 방출하는 LED(505) 3개로 구성된다.

상기 백색 LED(501), 청색 LED(503) 및 적색 LED(505)는 각각 제어부(130)의 제어에 상응하여 광원 구동부(119)가 전류 경로를 스위칭함으로써 점등 및 소등될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 축전지의 온도에 따른 충전 방법을 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 조도에 따른 광원의 점등 방법을 나타내는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 조명 시스템에서 축전지의 축전량에 따라 광원에 공급되는 전류의 양을 나타내는 표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 발전부 103 : 스위칭부

105 : 축전지 107 : 발열부재

109 : 온도센서 111 : 전압전류 측정부

113 : 외기온도 센서 115 : 조도 센서

117 : 움직임 감지 센서 119 : 광원 구동부

121 : 광원 123 : 표시부

130 : 제어부

Claims

발전부와 상기 발전부로부터 제공된 전류를 축적하는 적어도 하나의 축전지와 상기 축전지로부터 전류를 제공받고 빛을 방출하는 광원을 포함하는 조명 시스템에 있어서,

상기 적어도 하나의 축전지 각각에 대한 온도를 측정하고 측정된 온도를 제공하는 적어도 하나의 온도센서;

상기 적어도 하나의 축전지 각각에 설치되고, 제공된 전류에 기초하여 발열됨으로써 상기 적어도 하나의 축전지 각각의 온도를 상승시키는 적어도 하나의 발열부재;

상기 온도센서로부터 제공된 온도에 기초하여 상기 발전부로부터 제공된 전류의 제공 경로를 제어하기 위한 제어 신호를 제공함으로써 상기 적어도 하나의 축전지의 온도가 미리 설정된 온도 범위를 유지하도록 제어하는 제어부; 및

상기 발전부로부터 전류를 제공받고 상기 발전부로부터 제공된 전류가 상기 적어도 하나의 축전지 및 상기 적어도 하나의 발열부재 중 어느 하나로 제공되도록 상기 제어부로부터 제공된 제어 신호에 기초하여 스위칭되는 스위칭부를 포함하되,

상기 제어부는 상기 축전지의 온도가 미리 설정된 제1 온도 범위에 해당하는 경우, 상기 발전부로부터 제공된 전류가 상기 적어도 하나의 축전지 및 상기 적어도 하나의 발열부재에 미리 설정된 비율로 교대로 공급되도록 상기 스위칭부를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 조명 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 지능형 조명 시스템은,

상기 지능형 조명 시스템이 설치된 장소의 조도를 측정하고 측정된 조도 정보를 상기 제어부에 제공하는 조도센서; 및

상기 제어부로부터 제공된 구동 제어 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 축전지로부터 상기 광원으로 제공되는 전류를 제어하는 광원 구동부를 더 포함하되,

상기 제어부는,

상기 조도센서로부터 제공된 조도가 미리 설정된 조도 이하인 경우 상기 광원을 미리 설정된 시간 동안 제1 전류량으로 점등하고, 상기 미리 설정된 시간이 경과한 후 상기 조도센서로부터 제공된 조도가 상기 미리 설정된 조도 이상이 될 때까지 상기 광원을 상기 제1 전류량 보다 작은 제2 전류량으로 점등하기 위한 구동 제어 신호를 상기 광원 구동부에 제공하는 것을 특징으로 하는 지능형 조명 시스템.
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제4항에 있어서, 상기 제어부는

상기 적어도 하나의 축전지의 전압 또는 전류값에 기초하여 상기 적어도 하나의 축전지의 축전량을 판단하고, 상기 판단된 축전량에 기초하여 상기 광원에 공급되는 전류의 양을 조절하기 위한 구동 제어 신호를 상기 광원 구동부에 제공하는 것을 특징으로 하는 지능형 조명 시스템.
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제4항에 있어서, 상기 지능형 조명 시스템은,

이동체를 감지하여 감지신호를 상기 제어부에 제공하는 움직임 감지 센서를 더 포함하되,

상기 제어부는

상기 움직임 감지 센서로부터 제공된 감지 신호에 기초하여 미리 설정된 소정 시간 동안 이동체의 움직임이 지속적으로 있는 경우 상기 광원에 공급되는 전류가 제1 전류량이 되도록 하고, 상기 미리 설정된 소정 시간 동안 이동체의 움직임이 없는 경우에는 상기 광원에 공급되는 전류가 상기 제1 전류량보다 작은 제2 전류량이 되도록 상기 광원 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 조명 시스템.
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제4항에 있어서, 상기 지능형 광원 시스템은

외기 온도를 측정하고 측정된 온도 정보를 상기 제어부에 제공하는 외기온도 센서를 더 포함하되,

상기 제어부는

상기 외기온도 센서로부터 제공된 온도 정보에 기초하여 외기 온도에 따라 상기 광원이 각각 다른 색의 빛을 방출하도록 상기 광원 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 조명 시스템.