KR100922235B1 - 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 ｌｅｄ 모듈 제어장치 및 방법 - Google Patents

지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 ｌｅｄ 모듈 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 차량용 실내외등이 LED등으로 기기변경만 될 뿐, 전조등의 방향 및 밝기가 고정되어 있어 직진로, 교차로, 곡선로 등에서 도로 상황 및 주행 상태와는 관계없이 항상 일정한 방향 및 일정 밝기로 전방을 비추므로 주행 안전성이 저하되는 문제점을 개선하고자, 센서부를 통해 주변 환경의 조도, 차량의 속도와 가속도, 각속도를 감지하고, 그 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키도록 구성됨으로서, 직진로, 교차로, 곡선로과 같은 도로 상황 및 주행 상태에 따라 전조등 및 후미등의 RGB색상과 휘도 세기를 조절하여 발광시킴으로서, 조명거리 및 시야각을 확보함으로서 사용자의 편의성 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있고, 지그비 통신망을 통해 무선으로 기존 차량에 호환되도록 설치할 수 있으며, USB 포트가 구성되어 시스템 운영 프로그램을 손쉽게 업그레이드시킬 수 있는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
지그비 라우터, 지그비 통신망, 지그비 엔드 디바이스

Description

지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 ＬＥＤ 모듈 제어장치 및 방법{THE APPARATUS AND METHOD OF SMART LED CONTROL MOUDLE WITH ZIGMEE COMMUNICATION IN CAR}
본 발명은 기존의 차량용 LED 등을 개선하여 직진로, 교차로, 곡선로과 같은 도로 상황 및 주행 상태에 따라 전조등 및 후미등의 RGB색상과 휘도 세기를 조절하여 발광시킬 수 있는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차는 주행시 전방의 상황을 관찰하기 위한 조명기구가 구비되는 등화장치를 포함하여 구성된다.
현재 차량용 등화장치로 LED 등이 많이 사용되고 있다.
상기 등화장치는 대상물을 잘 보기위한 목적의 조명기구를 포함하며, 또한 다른 차량 또는 보행자에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 경고 및 신호기능을 수행한다.
상기 등화장치 중 특히 야간운행시 전방을 밝히는 전조등은 100m 이상 떨어져 있는 물체를 확인할 수 있는 밝기를 가져야 하며, 주위 상태 파악이 가능하도록 빛을 확산시킬 수 있어야 한다.
또한, 상기 전조등은 주행시 맞은 편 차량의 주행을 방해하지 않도록 눈부시지 않아야하며, 또한 승차 인원 또는 적재하중에 따라 광축이 변경되지 않아야 하는 등의 조건을 만족하여야만 한다.
그러나 LED 등으로 이루어진 전조등의 방향 및 밝기가 고정되어 있어 직진로, 교차로, 곡선로 등에서 도로 상황 및 주행 상태와는 관계없이 항상 일정한 방향 및 일정 밝기로 전방을 비추므로 주행 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 우천 시나 야간주행시 상기 전조등에 의해 비춰지는 거리가 짧으며 주위상황을 파악하는데 있어서 시야각이 제한되어 있어 좌/우회전 및 곡선로에서 진행방향의 상태 파악이 용이하지 못하다는 문제점이 있었다
또한, 기존의 차량용 LED등이 RS485, 캔(CAN)과 같이 유선 통신으로 이루어져 있어, 이미 출고된 차량에 호환시켜 적용할 수가 없을 뿐만 아니라, 무엇보다 업데이트 지원이 없어, 일정주기로 시스템 운영 프로그램을 업데이트할 수가 없었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 직진로, 교차로, 곡선로과 같은 도로 상황 및 주행 상태에 따라 전조등 및 후미등의 RGB색상과 휘도 세기를 조절하여 발광시킴으로서, 조명거리 및 시야각을 확보함으로서 사용자의 편의성 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있고, 지그비 통신망을 통해 무선으로 기존 차량에 호환되도록 설치할 수 있으며, USB 포트가 구성되어 시스템 운영 프로그램을 손쉽게 업그레이드시킬 수 있는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치는
차량 일측에 설치되어 주변 환경의 조도, 차량의 속도와 가속도, 각속도를 감지하여 지그비 라우터로 전송시키는 센서부와,
차량의 운전자석 일측에 설치되어 지그비 라우터로 전원인가신호를 보내고 스마트 LED 모듈을 수동 또는 자동으로 제어하도록 셋팅하는 차량 조명 제어셋팅부와,
차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키는 지그비 라우터와,
실내외 차량등 내부에 각각 설치되고, 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 지그비 엔드 디바이스로 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법은,
차량 일측에 설치된 센서부를 통해 주변 환경의 조도, 차량의 속도, 각속도를 감지하여 지그비 라우터의 마이컴부로 전송시키는 단계(S100)와,
차량의 운전자석 일측에 설치된 차량 조명 제어셋팅부를 통해 지그비 라우터로 전원인가신호를 보내고, 프로그램 업데이트시 수동셋팅 또는 자동셋팅으로 선택하여 업데이트시키며, 차량 조명의 자동모드 또는 수동모드를 선택한 선택신호를 보내는 단계(200)와,
지그비 라우터(30)에서 차량 조명 제어셋팅부로부터 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키는 단계(300)와,
실내외 차량등 내부에 각각 설치된 지그비 엔드 디바이스(40)에서, 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 단계(400)로 이루어짐으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 우천시 또는 야간 주행시 주행 환경 및 주행 상태에 따라 전조등의 밝기가 가변되도록 함으로서, 비의 량 및 차량의 속도에 따른 연속적인 밝기 제어를 수행하고 상기 전조등의 밝기 조절을 통해 조명거리 및 시야각을 확보함으로서 사용자의 편의성 및 안전성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 주간의 차량 운행시에 전조등의 하향등이 야간의 70%이내의 밝기로 점등되도록 하고, 이때 주변조도에 따라 전조등의 밝기를 자동으로 PWM제어하여 교통사고 예방을 위한 주간전조등의 의무화규정을 만족시키면서도 전력소비를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 지그비 통신망을 통해 무선으로 기존 차량에 호환되도록 설치할 수 있으며, USB 포트가 구성되어 시스템 운영 프로그램을 손쉽게 업그레이드시킬 수 있 다.
먼저, 본 발명에 설명되는 지그비 통신모듈에 관해 설명한다.
지그비(ZigBee)는 저전력 무선 근거리 표준 통신 기술을 의미한다. 가격이 저렴하고, 전력소모가 매우 적고, 크기와 프로그램이 작으며, 근거리에서 속도가 크게 빠르지 않고, 네트워크 사용 빈도가 드문 경우에 가장 적합한 특징을 가진다.
일반적인 배터리로도 1년 이상을 사용할 수 있고, 전송속도는 2.4GHz 대역에서 최대 250 Kbps, 칩의 가격은 $1 정도이다.
네트워크에 최대 65,536개의 노드를 붙일 수 있고, 스타(Star), 클러스터 트리(uster Tree) 및 메쉬(Mesh) 네트워크 망까지도 지원이 된다. IEEE 802.15.4의 PHY 및 MAC 표준을 바탕으로 지그비(ZigBee) 연합(기업체 및 연구소 등)이 중심이 되어 상위계층인 네트워크 및 응용 계층의 ZigBee 스펙을 제정하였다.
전송거리는 10~75m range, 75m/1mW(0dBm)이하, 30mA TX이고, 2.4GHz 하드웨어의 경우 30m/indoor, over 100m/outdoor이며, 배터리 수명은 100~1,000day이상의 수명을 유지할 수가 있다.
이러한 지그비(ZigBee)의 특성을 이용하여, 본 발명에서는 차량의 운전자석 일측에 제1 지그비 통신 모듈을 부착하고, 실내외 차량등인 전조등 좌측, 전조등 우측, 후미등 우측, 후미등 좌측, 방향지시등 전단 좌측, 방향지시등 전단 우측, 방향지시등 후단 좌측, 방향지시등 후단 우측, 미등에 제2 지그비 통신 모듈을 부착하여, 저속 통신으로 근거리에서 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호와, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 송수신할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 센서부(10), 차량 조명 제어셋팅부(20), 지그비 라우터(30), 지그비 엔드 디바이스(40)로 구성된다.
본 발명에 따른 센서부(10)에 관해 설명한다.
상기 센서부(10)는 차량 일측에 설치되어 주변 환경의 조도, 차량의 속도와 가속도, 각속도를 감지하여 지그비 라우터로 전송시키는 곳으로, 이는 조도감지센서(11), 속도감지센서(12), 각속도감지센서(13)로 구성된다.
상기 조도감지센서(11)는 차량의 유리창 일측에 설치되어, 주변 환경의 조도를 감지하여 지그비 라우터로 전송시키는 곳으로, 이는 주변조도를 감지하는 소자인 카드뮴설파이드 (Cadmiumsulfide:CDS)를 이용하며, 특히 협소한 부분에서의 직접 센싱이 아니라 차량의 유리창 전체면에 굴절되는 빛의 양(광량)의 평균값(대표 값)을 가지고 주변조도를 감지하므로, 조도감지센서 부근에 먼지, 오물이 끼었거나 흙탕물이 튀었을 경우에도 센서의 특성변화에 안정되게 동작가능하다.
본 발명에 따른 조도감지센서는 일측에 지그비 라우터의 AD 컨버터부와 연결된다.
상기 속도감지센서(12)는 차량이 동력수단 일측에 설치되어, 차량의 속도 및 가속도를 감지하여 지그비 라우터로 전송시키는 곳으로, 이는 기계식 가속도센서와, 실리콘 가속도 센서로 구성된다.
본 발명에서는 실리콘 가속도 센서로 구성된다.
실리콘 가속도 센서는 가속도 즉, 힘을 받이들이는 실리콘 미세기계구조부와, 힘을 전기적 신호로 바꾸어 주는 변환소자부와, 정격출력을 만들어주는 신호처리부로 구성되어, 차량에 작용하는 가속력, 진동력 및 충격력 등의 동적 힘을 순간적으로 감지하여 일측에 연결된 지그비 라우터의 AD 컨버터부로 감지된 차량의 속도값 및 가속도값을 전송시킨다.
상기 차량의 속도는 가속도를 시간으로 적분하여 얻는다. 즉, 최초의 속도를 알고 그 다음에 가속도를 계속 측정해서 차량의 속도를 구한다.
상기 각속도감지센서(13)는 차량의 앞바퀴 조향축 일측에 설치되어, 차량의 각속도를 감지하여 지그비 라우터로 전송시키는 곳으로, 이는 광소자 방식으로 구성되어, 조향시 센서의 슬리트 판이 회전하면서 광소자의 빛을 통과하거나 차단되 면서 전압의 변화가 생기고, 이를 지그비 라우터의 마이컴부가 받아들여 차량의 조향속도,조향방향 및 조향각을 검출한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량 조명 제어셋팅부(20)에 관해 설명한다.
상기 차량 조명 제어셋팅부(20)는 차량의 운전자석 일측에 설치되어 지그비 라우터로 전원인가신호를 보내고, 프로그램 업데이트시 수동셋팅 또는 자동셋팅으로 선택하여 업데이트시키며, 차량 조명의 자동모드 또는 수동모드를 선택하는 곳으로, 이는 운전대 일측에 구성된 차량의 방향 지시등 레버 및 차량 조명 레버에 설치되어, 방향 지시등 레버 및 차량 조명 레버의 동작에 따라 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈가 구동되도록 선택하고, 프로그램 업데이트시 수동셋팅 또는 자동셋팅으로 선택하도록 구성된다.
그리고, 상기 차량 조명 제어셋팅부는 자동차의 시동을 걸면 초기화되고, 사용자의 선택에 의해 차량 조명의 수동모드 또는 자동모드로 변환되도록 선택하며, 각 기기로 공급되는 전원을 차량의 배터리로부터 공급받도록 구성된다.
즉, 차량 조명 제어셋팅부(20)는 방향 지시등 레버의 내림 동작으로 방향지시등 전단 좌측과 방향지시등 후단 좌측에 구성된 스마트 LED 모듈에 전원을 인가시키고, 방향 지시등 레버의 올림 동작으로 방향지시등 상단 우측과 방향지시등 후단 우측에 구성된 스마트 LED 모듈에 전원을 인가시키며, 차량 조명 레버의 시계방향 회전시, 전조등 좌우측과 후미등 좌우측에 구성된 스마트 LED 모듈에 전원을 인 가시키도록 구성된다.
그리고, 방향 지시등 레버의 시계방향 회전 동작으로 프로그램 업데이트시 수동셋팅이 되도록 구성되거나, 또는 방향 지시등 레버의 반시계방향 회전 동작으로 프로그램 업데이트시 자동셋팅이 되도록 구성된다.
여기서, 수동셋팅은 사용자가 프로그램 업데이트시, 차량의 시동을 오프(off)시킨 상태에서 차량에 설치된 지그비 라우터를 분리한 후, 호스트 컴퓨터 본체와 연결시켜 프로그램 업데이트하는 것을 말한다.
자동셋팅은 사용자가 프로그램 업데이트시, 차량의 시동을 온(ON)시킨 상태에서 차량에 설치된 지그비 라우터의 USB 포트에 USB 메모리를 삽입시키고, 방향 지시등 레버룰 반시계방향으로 회전시키면, 지그비 라우터의 마이컴부가 자동셋팅모드로 인식하여, USB 메모리에 내장된 시스템 운용 프로그램에 고유 ID값을 확인하고 자동으로 스마트 LED 모듈의 시스템 운용 프로그램을 업데이트시키는 것을 말한다.
그리고, 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈로 이루어진 차량조명의 수동모드는 차량 조명 레버의 내림 동작으로 설정되고, 차량조명의 자동모드는 차량 조명 레버의 올림 동작으로 설정되도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 지그비 라우터(30)에 관해 설명한다.
상기 지그비 라우터는 차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기 기를 구동시키고, 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키는 곳으로, 이는 도 2에서 도시한 바와 같이, 사각박스형상의 본체로 이루어지고, 본체 내부에 AD 컨버터(31), 마이컴부(32), USB 컨버터부(33), 제1 메모리부(34), 제1 지그비 통신 모듈(35)로 구성된다.
본 발명에 따른 지그비 라우터(30)는 운전석의 AV 시스템 일측에 슬림하게 설치되거나, 또는 운전대 선반 일측에 슬림하게 설치된다.
상기 AD 컨버터(31)는 센서부로부터 감지된 아날로그 신호들을 디지털신호로 변환시키는 역할을 한다.
상기 마이컴부(32)는 차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 차량 조명 제어셋팅부의 제어신호에 따라 시스템 운영 프로그램의 업그레이드 정보를 업데이트시키며, 디지털 신호로 변환된 센서부의 감지신호 값을 기준 데이터 값과 비교·연산하여 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급을 설정하고, 설정된 제어등급신호와 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호를 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 전송시키도록 제어하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 마이컴부는 PIC16C711 원칩마이컴으로 구성된다.
상기 마이컴부는 입력단자 일측에 AD 컨버터의 출력단자가 연결되어 디지털 신호로 변환된 조도감지센서의 조도값과, 속도감지센서의 속도값 및 가속도값과, 각속도감지센서의 각속도값을 입력받으며, 또 다른 입력단자 일측에 차량 조명 제어셋팅부의 출력단자가 연결되어 차량 조명 제어셋팅부로부터 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 선택신호와, 프로그램 업데이트시 발생되는 수동셋팅모드 신호 또는 자동셋팅모드 신호를 입력받고, 또 다른 입력단자 일측에 USB 컨버터부가 연결되어 자동셋팅모드시, 자동셋팅모드로 인식하여, USB 메모리에 내장된 시스템 운용 프로그램에 고유 ID값을 확인하고 자동으로 스마트 LED 모듈의 시스템 운용 프로그램을 업데이트시키도록 제어하고, 또 다른 입력단자 일측에 제1 메모리부가 연결되어 시스템 운영 프로그램을 저장시키고, 센서부에서 감지된 현재 감지신호 값과, 현재 감지신호 값과 비교 기준이 되도록 주변 환경의 조도 데이터, 차량의 속도 데이터와 가속도 데이터, 각속도 데이터, 온도 데이터에 관한 기준 데이터 값을 저장시키도록 제어하며, 출력단자 일측에 제1 지그비 통신 모듈이 연결되어 실내외 차량등 내부에 설치된 지그비 엔드 디바이스에 저속 통신으로 근거리에서 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 송신하도록 제어하고, 지그비 엔드 디바이스로부터 출력되는 데이터를 수신하도록 제어한다.
상기 마이컴부에서 디지털 신호로 변환된 센서부의 감지신호 값을 기준 데이터 값과 비교·연산하여 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등 급을 설정하는 것은 256단계로 나뉘어진 Red/ Green/ Blue 휘도 세기에 따른 RGB 색상 지정 테이블을 통해 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급을 설정한다.
상기 RGB 색상 지정 테이블(320)은, 도 13에서 도시한 바와 같이, 마이컴부에서 원하는 색상을 표현하기 위해 연산하는 기준 테이블로서, 일예로, 적색(Red)을 표현하고자 할 때에 Red LED 색상은 245레벨, Green LED 색상은 37레벨, Blue LED 색상은 37레벨로 하고, RGB 휘도 세기는 30%로 설정한다.
그리고, 황색(Yellow)을 표현하고자 할 때에 Red LED 색상은 245레벨, Green LED 색상은 245레벨, Blue LED 색상은 37레벨로 하고, RGB 휘도 세기는 60%로 설정한다.
또 다른 일예로, 흰색(White)을 표현하고자 할 때에 Red LED 색상은 255레벨, Green LED 색상은 255레벨, Blue LED 색상은 255레벨로 하고, RGB 휘도 세기는 100%로 설정한다.
본 발명에 따른 RGB 색상 지정 테이블을 통해 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급은 다음의 표 1과 같이 설정한다.
스마트 LED 모듈 조도기준 색상 휘도세기 제어등급
해가 있는 날(100Lux 이상) 없음 0% 0001
흐리거나 일몰/일출(20~100Lux) RED(적색) 30% 0010
주위 약한 조명이 있는 밤(5~20Lux) YELLOW(황색) 60% 0011
주위 조명이 없는 밤(5Lux) WHITE(흰색) 100% 0100
즉, 본 발명에 따른 마이컴부에서는 해가 있는 날(100Lux이상)에는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기를 0%로 하고, 색상을 오프(Off)로 한 것을 제어등급 "0001"로 설정하고, 흐리거나 일몰/일출(20~100Lux)에는 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 30%로 하고, 색상을 RED(적색)으로 한 것을 제어등급 "0010"로 설정하며, 주위 약한 조명이 있는 밤(5~20Lux)에는 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 60%로 하고, 색상을 YELLOW(황색)으로 한 것을 제어등급 "0011"로 설정하고, 주위 조명이 없는 밤(5Lux)에는 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 100%로 하고, 색상을 WHITE(흰색)으로 한 것을 제어등급 "0100"로 설정한다.
이렇게 설정된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급은 PWM 신호로 스마트 LED 제어부로 송신되고, 이때 스마트 LED 제어부에서는 스마트 LED 모듈에 연결된 LED 드라이버를 제어하여 설정된 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급에 따라 발광시킨다.
그리고, 본 발명에 따른 마이컴부(32)에는 RGB LED 온도가 125 이상일 때는 RGB LED를 오프시키고, RGB LED 온도가 100~125일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 10%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, RGB LED 온도가 75~100일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 40%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며, RGB LED 온도가 50~75일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 70%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, RGB LED 온도가 50이하일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정하는 제1 RGB LED 전류제한 프로그램(32a)이 구성된다.
여기서, 제1 RGB LED 전류제한 프로그램(32a)은 RGB LED 온도에 따라 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 설정한다.
즉, 마이컴부에서는 제2 RGB LED 전류제한 프로그램을 구동시켜, RGB LED의 온도에 따라 휘도세기를 RGB LED 휘도의 최대값에 대한 비율로 조절하여, 제1 지그비 통신 모듈을 통해 스마트 LED 제어부로 전송시켜 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 조절한다.
일반 자동차 운용에서 뜨거운 여름 태양에 자동차 내부 기온이 80℃까지 올라갈 때에 운전자가 실수로 조도 레버를 자동으로 놓고 출발한 뒤, 잠시 후 어두운 터널에서 LED를 점등하게 되면 LED에 내부 온도가 급속하게 증가하여 LED 및 관련 부품들도 수명이 급격하게 줄게 되어 일정한 보호 장치가 필요하기 때문에, 본 발명에서는 RGB LED 전류제한 프로그램을 온도에 대한 IF 최대값으로 제한하도록 구성된다.
본 발명에 따른 마이컴부(32)에는 주변 환경의 조도가 5Lux미만일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 주변 환경의 조도가 5Lux~20Lux일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 60%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며, 주변 환경의 조도가 20Lux~100Lux일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 30%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 주변 환경의 조도가 100Lux 이상일 때는 RGB LED를 오프시키 는 제2 RGB LED 전류제한 프로그램(32b)이 구성된다.
여기서, 제2 RGB LED 전류제한 프로그램은 주변 환경의 조도에 따라 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 설정한다.
본 발명에 따른 마이컴부(32)에는 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 150km/h 이상일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 120km/h~150km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 80%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 100km/h~120km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 70%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 80km/h~100km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 60%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 50km/h~80km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 50%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 50km/h 미만일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 40%로 발광되도록 휘도세기를 설정하는 제3 RGB LED 전류제한 프로그램(32c)이 구성된다.
여기서, 제3 RGB LED 전류제한 프로그램(32c)은 주위 조도가 20Lux 이하일때, 차량의 속도에 따라 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 설정한다.
또한, 본 발명에 따른 마이컴부(32)에서는 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 좌회전 각속도가 3°/sec~10°/sec 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기와 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기를 100%로 균일하게 발광되도록 휘도 세기를 설정하며, 차량의 좌회전 각속도가 10°/sec~30°/sec 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하고, 차량의 좌회전 각속도가 30°/sec~60°/sec 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 150%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하며, 차량의 좌회전 각속도가 60°/sec 이상 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 180%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하는 제4 RGB LED 전류제한 프로그램(32d)이 구성된다.
여기서, 제4 RGB LED 전류제한 프로그램(32d)은 주위 조도가 20Lux 이하일때, 차량의 좌회전 각속도에 따라 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 설정한다.
또한, 본 발명에 따른 마이컴부(32)에서는 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 우회전 각속도가 3°/sec~10°/sec 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기와 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기를 100%로 균일하게 발광되도록 휘도 세기를 설정하며, 차량의 우회전 각속도가 10°/sec~30°/sec 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하고, 차량의 우회전 각속도가 30°/sec~60°/sec 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 150%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하며, 차량의 우회전 각속도가 60°/sec 이상 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 180%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하는 제5 RGB LED 전류제한 프로그램(32e)이 구동된다.
여기서, 제5 RGB LED 전류제한 프로그램(32e)은 주위 조도가 20Lux 이하일때, 차량의 우회전 각속도에 따라 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 설정한다.
상기 USB 컨버터부(33)는 본체 일측에 형성된 USB 포트에 호스트 컴퓨터 본체 또는 USB 메모리가 접속되면, 컴퓨터 본체 또는 USB 메모리로부터 시스템 운영 프로그램의 업그레이드 정보를 수신받아 시리얼 통신으로 마이컴부로 전달하는 역할을 한다.
상기 제1 메모리부(34)는 마이컴부 일측에 CPU버스로 연결되어, 시스템 운영 프로그램을 저장하고, 센서부에서 감지된 현재 감지신호 값과, 현재 감지신호 값과 비교 기준이 되도록 주변 환경의 조도 데이터, 차량의 속도 데이터와 가속도 데이터, 각속도 데이터, 열 감지 데이터에 관한 기준 데이터 값을 저장하는 역할을 한다.
상기 제1 지그비 통신 모듈(35)은 마이컴부의 제어신호를 통해 실내외 차량등 내부에 설치된 지그비 엔드 디바이스에 저속 통신으로 근거리에서 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 송신하고, 지그비 엔드 디바이스로부터 출력되는 데이터를 수신받는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 지그비 엔드 디바이스(40)에 관해 설명한다.
상기 지그비 엔드 디바이스(40)는 실내외 차량등 내부에 각각 설치되고, 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 지그비 엔드 디바이스(40)는 실내외 차량등인 전조등 좌측, 전조등 우측, 후미등 우측, 후미등 좌측, 방향지시등 전단 좌측, 방향지시등 전단 우측, 방향지시등 후단 좌측, 방향지시등 후단 우측, 미등 내부에 각각 설치된다.
그리고, 실내외 차량등에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유ID별로 설정된다.
일예로, 전조등 좌측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "FFL001"로 설정하고, 전조등 우측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "FFR001"로 설정하며, 후미등 좌측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "BBL002"로 설정하고, 후미등 우측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "BBR002"로 설정하며, 방향지시등 전단 좌측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "DFL001"로 설정하고, 방향지시등 전단 우측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "DFR001"로 설정하며, 방향지시등 후단 좌측에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "DBL002"로 설정하고, 방향지시등 후단 우측에 설치된 지그비 엔드 디바이 스는 고유 ID를 "DBR002"로 설정하며, 미등에 설치된 지그비 엔드 디바이스는 고유 ID를 "MMI001"로 설정한다.
본 발명에 따른 지그비 엔드 디바이스(40)는 도 3에서 도시한 바와 같이, 제2 지그비 통신모듈(41), 제2 메모리부(42), 스마트 LED 제어부(43), 온도센서(44), 스마트 LED 모듈(45)로 구성된다.
상기 제2 지그비 통신모듈(41)은 지그비 라우터로부터 출력되는 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 지그비 라우터로 송신시키는 역할을 한다.
상기 제2 메모리부(42)는 스마트 LED 제어부 일측에 CPU버스로 연결되어, 제2 지그비 통신모듈을 통해 수신된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 저장하고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 저장하는 역할을 한다.
상기 스마트 LED 제어부(43)는 제2 지그비 통신모듈로부터 수신받은 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호에 따라 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키도록 제어하고, 상황별 로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 제어하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 스마트 LED 제어부는 PIC16C711 원칩마이컴으로 구성된다.
상기 스마트 LED 제어부는 입력단자 일측에 제2 지그비 통신 모듈이 연결되어, 지그비 라우터로부터 출력되는 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 지그비 라우터로 송신시키도록 제어하고, 또 다른 입력단자 일측에 제2 메모리부가 연결되어 제2 지그비 통신모듈을 통해 수신된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 저장하고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 저장하도록 제어하며, 출력단자(SHDN)에 LED 드라이버의 입력단자(SHDN)가 연결되어 해당 스마트 LED 모듈로 온(On)/오프(Off) 신호를 전달하고, 출력단자(PWM)에 LED 드라이버의 입력단자(PWM)가 연결되어 해당 스마트 LED 모듈로 PWM 펄스폭의 크기로 LED의 휘도 세기 신호를 전달하며, 출력단자(lctr1, lctr2)에 트랜지스터 Q1을 통해 LED 드라이버의 입력단자(VABJ)와 연결되어 LED에 흐르는 최대 전류값 신호를 전달하여 직진로, 교차로, 곡선로과 같은 도로 상황 및 주행 상태에 따라 LED가 휘도 세기와 RGB 색상에 따라 발광되도록 제어한다.
본 발명에 따른 LED 드라이버(45a)는 LT3474로 구성되고, RGB LED의 휘도세기를 스마트 LED 제어부의 PWM 펄스폭 크기로 조절함으로서, 400단계에서 3000단계 까지 다양한 색상을 표현할 수가 있다.
상기 온도센서(44)는 실내외 차량등 내부에 위치한 스마트 LED 모듈의 일측에 설치되어, 스마트 LED 모듈에서 발산되는 온도를 감지하여 스마트 LED 제어부로 전달한다.
상기 스마트 LED 모듈(45)은 실내외 차량등 내부에 각각 설치되어, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 온(On)/오프(Off)되거나, 또는 상황별로 해당 휘도 세기와 RGB 색상에 따라 발광되는 곳으로, 이는 RGB 삼색이 한 세트로 이루어진 RGB LED가 복수개로 구성되고, 그 RGB LED 하단에 RGB LED를 지지함과 동시에 RGB LED에 스마트 LED 제어부의 제어에 따라 온(On)/오프(Off)신호, 휘도 세기를 전달하는 메탈 PCB 기판이 구성된다.
본 발명에 따른 스마트 LED 모듈은 LED 드라이버의 제어를 통해 PWM 펄스폭 크기에 RGB LED의 휘도세기를 조절하도록 구성되어, 400단계에서 3000단계까지 다양한 색상을 표현할 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 차량 일측에 설치된 센서부를 통해 주변 환경의 조도, 차량의 속도와 가속도, 각속도를 감지하여 지그비 라우터의 마이컴부로 전송시킨다(S100).
다음으로, 차량의 운전자석 일측에 설치된 차량 조명 제어셋팅부를 통해 지그비 라우터로 전원인가신호를 보내고, 프로그램 업데이트시 수동셋팅 또는 자동셋팅으로 선택하여 업데이트시키며, 차량 조명의 자동모드 또는 수동모드를 선택한 선택신호를 보낸다.(S200)
다음으로, 지그비 라우터(30)에서 차량 조명 제어셋팅부로부터 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시킨다(S300). 이는 AD 컨버터, 마이컴부가 순차적으로 구동된다.
도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 AD 컨버터에서 센서부로부터 감지된 아날로그 신호들을 디지털신호로 변환시킨다(S310).
이어서, 마이컴부에서 차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기기를 구동시킨다(S320).
이어서, 마이컴부에서 차량 조명 제어셋팅부의 제어신호에 따라 시스템 운영 프로그램의 업그레이드 정보를 업데이트시킨다(S330).
이는 수동셋팅을 통해 사용자가 프로그램 업데이트시, 차량의 시동을 오프(off)시킨 상태에서 차량에 설치된 지그비 라우터를 분리한 후, 호스트 컴퓨터 본체와 연결시켜 프로그램을 업데이트시킨다. 자동셋팅을 통해 사용자가 프로그램 업데이트시, 차량의 시동을 온(ON)시킨 상태에서 차량에 설치된 지그비 라우터의 USB 포트에 USB 메모리를 삽입시키고, 방향 지시등 레버룰 반시계방향으로 회전시키면, 마이컴부가 자동셋팅모드로 인식하여, USB 메모리에 내장된 시스템 운용 프로그램에 고유 ID값을 확인하고 자동으로 스마트 LED 모듈의 시스템 운용 프로그램을 업데이트시킨다.
이어서, 마이컴부에서 디지털 신호로 변환된 센서부의 감지신호 값을 기준 데이터 값과 비교·연산하여 제1 RGB LED 전류제한 프로그램, 제2 RGB LED 전류제한 프로그램, 제3 RGB LED 전류제한 프로그램, 제4 RGB LED 전류제한 프로그램, 제5 RGB LED 전류제한 프로그램을 구동시켜 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급을 설정한다(S340).
이는 256단계로 나뉘어진 Red/ Green/ Blue 휘도 세기에 따른 RGB 색상 지정 테이블을 통해 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급을 설정한다.
즉, 해가 있는 날(100Lux이상)에는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기를 0%로 하고, 색상을 오프(Off)로 한 것을 제어등급 "0001"로 설정하고, 흐리거나 일몰/일출(20~100Lux)에는 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 30%로 하고, 색상을 RED(적색)으로 한 것을 제어등급 "0010"로 설정하며, 주위 약한 조명이 있는 밤(5~20Lux)에는 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 60%로 하고, 색상을 YELLOW(황색)으로 한 것을 제어등급 "0011"로 설정하고, 주위 조명이 없는 밤(5Lux)에는 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 100%로 하고, 색상을 WHITE(흰색)으로 한 것을 제어등급 "0100"로 설정한다.
이어서, 마이컴부에서 설정된 제어등급신호와 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호를 지그비통신망을 통해 PWM 신호로 차량용 지그비 엔드 디바이스로 전송시킨다(S350).
다음으로, 실내외 차량등 내부에 각각 설치된 지그비 엔드 디바이스(40)에서, 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시킨다(S400).
이는 제2 지그비 통신모듈, 스마트 LED 제어부, 스마트 LED 모듈로 순차적으로 구동된다.
도 12에서 도시한 바와 같이, 제2 지그비 통신모듈에서 지그비 라우터로부터 출력되는 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 지그비 라우터로 송신시킨다(S410).
이어서, 스마트 LED 제어부에서 제2 지그비 통신모듈로부터 수신받은 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호에 따라 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키도록 제어한다(S420).
이어서, 스마트 LED 제어부에서 스마트 LED 모듈에 연결된 LED 드라이버로 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 보낸다(S430).
이어서, LED 드라이버에서 스마트 LED 제어부의 제어에 따라 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시킨다(S440).
여기서, 스마트 LED 모듈은 실내외 차량등 내부에 각각 설치되어, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 온(On)/오프(Off)되거나, 또는 상황별로 해당 휘도 세기와 RGB 색상에 따라 발광된다.
그리고, 본 발명에 따른 스마트 LED 모듈은 LED 드라이버의 제어를 통해 PWM 펄스폭 크기에 RGB LED의 휘도세기를 조절하도록 구성되어, 400단계에서 3000단계 까지 다양한 색상으로 표현된다.
이하, 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법을 통해 각 기기의 초기화 과정, RGB LED의 온도에 따른 스마트 LED 모듈의 자동 조절하는 과정, 조도 변화에 따른 차량용 스마트 LED 모듈의 자동 제어하는 방법, 속도 변화에 따른 차량용 스마트 LED 모듈의 자동 제어하는 방법, 각속도 변화에 따른 차량용 스마트 LED 모듈의 자동 제어하는 방법에 관해 구체적으로 설명한다.
[초기화 과정]
도 6에서 도시한 바와 같이, 자동차에 시동이 걸리면 차량 조명 제어셋팅부에 전원이 공급되어 차량 조명 제어셋팅부가 초기화가 되고(S10~S30), 이때 사용자가 차량 조명 제어셋팅부의 차량 조명 레버를 올리면, 차량 조명이 자동모드로 셋팅된다(S60~S70).
그리고, 차량 조명 제어셋팅부의 방향 지시등 레버의 내림 동작으로 방향지시등 전단 좌측과 방향지시등 후단 좌측에 구성된 스마트 LED 모듈에 전원을 인가시킨다고 가정한다(S40~S50).
이어서, 차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원이 지그비 라우터의 마이컴부로 인가되어, 마이컴부가 초기화된다(S80).
이어서, 마이컴부의 제어하에 제1 지그비 통신 모듈을 통해 제어하고자 하는 지그비 엔드 디바이스의 스마트 LED 제어부에 온(On) 신호가 수신되면, 스마트 LED 제어부 자체를 초기화시킨다(S90).
[RGB LED의 온도에 따른 스마트 LED 모듈의 자동 조절하는 과정]
일예로, 방향지시등 전단 좌측과 방향지시등 후단 좌측에 위치한 스마트 LED 제어부에서는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호에 따라 방향지시등 전단 좌측과 방향지시등 후단 좌측에 연결된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시킨다.
이때, 발광된 RGB LED의 온도를 온도센서를 통해 측정하고, 그 측정된 온도값을 제2 지그비 통신 모듈을 통해 지그비 라우터의 마이컴부로 전달한다.
마이컴부에서는 도 7에서 도시한 바와 같이, 제1 RGB LED 전류제한 프로그램을 구동시켜(S341), RGB LED의 온도에 따라 휘도세기를 RGB LED 휘도의 최대값에 대한 비율로 조절하여, 제1 지그비 통신 모듈을 통해 스마트 LED 제어부로 전송시켜 스마트 LED 모듈의 휘도세기를 조절한다.
즉, 방향지시등 전단 좌측과 방향지시등 후단 좌측에 연결된 스마트 LED 모듈의 RGB LED 온도가 125 ℃ 이상일 때는 RGB LED를 오프시킨다(S341a~S341b).
이어서, RGB LED 온도가 100~125℃ 일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 10%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S341c~S341d), RGB LED 온도가 75~100 ℃일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 40%로 발광되도록 휘도세기를 설정한다(S341e~S341f).
이어서, RGB LED 온도가 50~75℃일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 70%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S341g~S341h), RGB LED 온도가 50℃이하일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정한다(S341i~S341j).
[조도 변화에 따른 차량용 스마트 LED 모듈의 자동 제어하는 방법}
조도는 빛이 비쳐지는 면의 밝기를 말하는 것으로, 단위면적당 입사하는 빛의 속도를 환산한 값으로 Lux 단위를 사용한다.
본 발명에서 설명하는 맑은 날은 기준 조도값으로 100Lux로 설정하고, 구름이 낀 날은 기준 조도값으로 20Lux로 설정하며, 새벽녘 또는 해질 무렵은 기준 조도값으로 5Lux로 설정한다.
이때, 본 발명에 따른 마이컴부에는 도 8에서 도시한 바와같이, 제2 RGB LED 조도조절 프로그램이 구동된다(S342).
즉, 주변 환경의 조도가 5Lux미만일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S342a~S342b), 주변 환경의 조도가 5Lux~20Lux일 때 는 RGB LED 휘도 최대값의 60%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며(S342c~S342d), 주변 환경의 조도가 20Lux~100Lux일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 30%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S342e~S342f), 주변 환경의 조도가 100Lux 이상일 때는 RGB LED를 오프시키도록 설정한다(S342g~S342h).
일예로, 새벽녘에 자동차 운전을 할 때 차량의 유리창에 부착된 조도감지센서에서 10Lux의 조도값으로 감지하여 AD 컨버터로 전송되면, AD 컨버터에서 디지털 신호 변환된 10Lux의 조도값을 마이컴부로 전송시킨다.
이어서, 마이컴부에서는 제2 RGB LED 조도조절 프로그램을 통해 조도감지센서부에서 감지된 10Lux의 조도값과 기준 데이터 값을 비교하여 연산한 후, RGB LED 휘도 최대값의 60% 휘도세기에 해당하는 제어등급을 설정한다.
이어서, 마이컴부에서는 제1 지그비 통신 모드를 통해 전조등 좌측, 전조등 우측, 후미등 우측, 후미등 좌측에 위치한 지그비 엔드 디바이스가 구동되도록 ㅈ전원 (On) 신호와 동시에, RGB LED 휘도 최대값의 60% 휘도세기에 해당하는 제어등급신호를 보낸다.
이어서, 지그비 엔드 디바이스의 스마트 LED 제어부에서는 제2 지그비 통신 모드를 통해 전조등 좌측, 전조등 우측, 후미등 우측, 후미등 좌측의 스마트 LED 모듈로 전원 (On) 신호와 동시에, RGB LED 휘도 최대값의 60% 휘도세기로 발광시킨 다.
[속도 변화에 따른 차량용 스마트 LED 모듈의 자동 제어하는 방법]
본 발명에 따른 마이컴부에는 도 9에서 도시한 바와 같이, 제3 RGB LED 전류제한 프로그램이 구동된다.
조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 150km/h 이상일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S343a~S343b), 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 120km/h~150km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 80%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며(S343c~S343d), 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 100km/h~120km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 70%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S343e~S343f), 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 80km/h~100km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 60%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며(S343g~S343h), 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 50km/h~80km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 50%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고(S343i~S343j), 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 50km/h 미만일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 40%로 발광되도록 휘도세기를 설정한다(S343k~S343l).
일예로, 차량의 동력 수단에 부착된 속도감지센서에서 차량의 속도를 130km/h로 감지하여 AD 컨버터로 전송시키면, AD 컨버터에서 디지털 신호 변환된 130km/h의 속도값을 마이컴부로 전송시킨다.
이어서, 마이컴부에서는 RGB LED 속도조절 프로그램을 통해 속도감지센서부에서 감지된 130km/h의 속도값과 기준 데이터 값을 비교하여 연산한 후, RGB LED 휘도 최대값의 80% 휘도세기에 해당하는 제어등급을 설정한다.
이어서, 마이컴부에서는 제1 지그비 통신 모드를 통해 전조등 좌측, 전조등 우측, 후미등 우측, 후미등 좌측에 위치한 지그비 엔드 디바이스가 구동되도록 전원 (On) 신호와 동시에, RGB LED 휘도 최대값의 80% 휘도세기에 해당하는 제어등급신호를 보낸다.
이어서, 지그비 엔드 디바이스의 스마트 LED 제어부에서는 제2 지그비 통신 모드를 통해 전조등 좌측, 전조등 우측, 후미등 우측, 후미등 좌측의 스마트 LED 모듈로 전원 (On) 신호와 동시에, RGB LED 휘도 최대값의 80% 휘도세기로 발광시킨다.
[각속도 변화에 따른 차량용 스마트 LED 모듈의 자동 제어하는 방법]
본 발명에 따른 마이컴부에서는 도 10에서 도시한 바와 같이, 제4 RGB LED 전류제한 프로그램이 구동된다(S344).
즉, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 좌회전 각속도가 3°/sec~10°/sec 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기와 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기를 100%로 균일하게 발광되도록 휘도 세기를 설정하며(S344a~S344b), 차량의 좌회전 각속도가 10°/sec~30°/sec 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하고(S344c~S344d), 차량의 좌회전 각속도가 30°/sec~60°/sec 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 150%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하며(S344e~S344f), 차량의 좌회전 각속도가 60°/sec 이상 일때는 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 180%로 발광되도록 휘도 세기를 설정(S344g~S344h)한다.
또한, 본 발명에 따른 마이컴부에서는 도 11에서 도시한 바와 같이, 제5 RGB LED 전류제한 프로그램이 구동된다(S345).
즉, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 우회전 각속도가 3°/sec~10°/sec 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기와 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기를 100%로 균일하게 발광되도록 휘도 세기를 설정하며(S345a~S345b), 차량의 우회전 각속도가 10°/sec~30°/sec 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하고(S345c~S345d), 차량의 우회전 각속도가 30°/sec~60°/sec 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 150%로 발광되도록 휘도 세기를 설정하며(S345e~S345f), 차량의 우회전 각속도가 60°/sec 이상 일때는 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 180%로 발광되도록 휘도 세기를 설정한다(S345g~S345h).
일예로, 차량의 앞바퀴 조향축 일측에 부착된 각속도감지센서에서 차량의 우회전시, 각속도를 20°/sec로 감지하여 AD 컨버터를 통해 마이컴부로 전송시킨다.
이어서, 마이컴부에서는 RGB LED 각속도조절 프로그램을 통해 각속도감지센서부에서 우회전 각속도가 20°/sec로 감지되면, 20°/sec의 각속도값과 기준 데이터 값을 비교하여 연산한 후, 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기를 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 발광시키도록 설정한다.
이어서, 마이컴부에서는 제1 지그비 통신 모드를 통해 전조등 좌측, 전조등 우측이 구동되도록 스마트 LED 제어부의 전원 (On) 신호와 동시에, 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기가 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 발광시키도록 설정한다.
이어서, 지그비 엔드 디바이스의 스마트 LED 제어부에서는 제2 지그비 통신 모드를 통해 전조등 우측에 위치한 RGB LED 휘도 세기가 전조등 좌측에 위치한 RGB LED 휘도세기보다 120%로 강하게 발광시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치의 구성요소를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 지그비 엔드 디바이스의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법을 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 지그비 라우터(30)에서 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키는 과정을 도시한 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치의 초기화 과정을 도시한 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법 중 제1 전류제한 프로그램 수행과정을 도시한 순서도,
도 8은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법 중 제2 전류제한 프로그램 수행과정을 도시한 순서도,
도 9는 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법 중 제3 전류제한 프로그램 수행과정을 도시한 순서도,
도 10은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법 중 제4 전류제한 프로그램 수행과정을 도시한 순서도,
도 11은 본 발명에 따른 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법 중 제5 전류제한 프로그램 수행과정을 도시한 순서도,
도 12는 본 발명에 따른 지그비 엔드 디바이스(40)에서 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 과정을 도시한 순서도,
도 13은 본 발명에 따른 마이컴부에서 원하는 색상을 표현하기 위해 연산하는 RGB 색상 지정 테이블(320)을 도시한 그래프.
※ 도면 부호의 간단한 설명 ※
10 : 센서부 20 : 차량 조명 제어셋팅부
30 : 지그비 라우터 40 : 지그비 엔드 디바이스

Claims (7)

  1. 차량 일측에 설치되어 주변 환경의 조도, 차량의 속도, 각속도를 감지하여 지그비 라우터로 전송시키는 센서부(10)와,
    차량의 운전자석 일측에 설치되어 지그비 라우터로 전원인가신호를 보내고, 프로그램 업데이트시 수동셋팅 또는 자동셋팅으로 선택하여 업데이트시키며, 차량 조명의 자동모드 또는 수동모드를 선택하는 차량 조명 제어셋팅부(20)와,
    차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키는 지그비 라우터(30)와,
    실내외 차량등 내부에 각각 설치되고, 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 지그비 엔드 디바이스(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 지그비 라우터(30)는 사각박스형상의 본체로 이루어지고, 본체 내부에 센서부로부터 감지된 아날로그 신호들을 디지털신호로 변환시키는 AD 컨버터부(31)와,
    차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 차량 조명 제어셋팅부의 제어신호에 따라 시스템 운영 프로그램의 업그레이드 정보를 업데이트시키며, 디지털 신호로 변환된 센서부의 감지신호 값을 기준 데이터 값과 비교·연산하여 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급을 설정하고, 설정된 제어등급신호와 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호를 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 전송시키도록 제어하는 마이컴부(32)와,
    본체 일측에 형성된 USB 포트에 호스트 컴퓨터 본체 또는 USB 메모리가 접속되면, 컴퓨터 본체 또는 USB 메모리로부터 시스템 운영 프로그램의 업그레이드 정보를 수신받아 시리얼 통신으로 마이컴부로 전달하는 USB 컨버터부(33)와,
    마이컴부 일측에 CPU버스로 연결되어, 시스템 운영 프로그램을 저장하고, 센서부에서 감지된 현재 감지신호 값과, 현재 감지신호 값과 비교 기준이 되도록 주변 환경의 조도 데이터, 차량의 속도 데이터와 가속도 데이터, 각속도 데이터, 열 감지 데이터에 관한 기준 데이터 값을 저장하는 제1 메모리부(34)와,
    마이컴부의 제어신호를 통해 실내외 차량등 내부에 설치된 지그비 엔드 디바이스에 저속 통신으로 근거리에서 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관 한 제어등급신호를 송신하고, 지그비 엔드 디바이스로부터 출력되는 데이터를 수신받는 제1 지그비 통신 모듈(35)이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 지그비 엔드 디바이스(40)는 지그비 라우터로부터 출력되는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 지그비 라우터로 송신시키는 제2 지그비 통신모듈(41)과,
    스마트 LED 제어부 일측에 CPU버스로 연결되어, 제2 지그비 통신모듈을 통해 수신된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 저장하고, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 발광된 스마트 LED 모듈의 결과데이터를 저장하는 제2 메모리부(42)와,
    제2 지그비 통신모듈로부터 수신받은 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호에 따라 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키도록 제어하고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 제어하는 스마트 LED 제어부(43)와,
    실내외 차량등 내부에 위치한 스마트 LED 모듈의 일측에 설치되어, 스마트 LED 모듈에서 발산되는 온도를 감지하여 스마트 LED 제어부로 전송시키는 온도센 서(44)와,
    실내외 차량등 내부에 각각 설치되어, 스마트 LED 제어부의 제어를 통해 온(On)/오프(Off)되거나, 또는 상황별로 해당 휘도 세기와 RGB 색상에 따라 발광되는 스마트 LED 모듈(45)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 스마트 LED 제어부는 출력단자(SHDN)가 LED 드라이버의 입력단자(SHDN)와 연결되어 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호를 전달하고, 출력단자(PWM)가 LED 드라이버의 입력단자(PWM)와 연결되어 PWM 펄스폭의 크기로 LED의 휘도 세기 신호를 전달하며, 출력단자(lctr1, lctr2)가 트랜지스터 Q1을 통해 LED 드라이버의 입력단자(VABJ)와 연결되어 LED에 흐르는 최대 전류값 신호를 전달하여 스마트 LED 모듈이 온(On)/오프(Off)되거나, 또는 상황별로 해당 휘도 세기와 RGB 색상에 따라 발광되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어장치.
  5. 차량 일측에 설치된 센서부를 통해 주변 환경의 조도, 차량의 속도, 각속도를 감지하여 지그비 라우터의 마이컴부로 전송시키는 단계(S100)와,
    차량의 운전자석 일측에 설치된 차량 조명 제어셋팅부를 통해 지그비 라우터로 전원인가신호를 보내고, 프로그램 업데이트시 수동셋팅 또는 자동셋팅으로 선택하여 업데이트시키며, 차량 조명의 자동모드 또는 수동모드를 선택한 선택신호를 보내는 단계(200)와,
    지그비 라우터(30)에서 차량 조명 제어셋팅부로부터 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키고, 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 전송시키는 단계(300)와,
    실내외 차량등 내부에 각각 설치된 지그비 엔드 디바이스(40)에서, 지그비 통신망을 통해 지그비 라우터로부터 전송된 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급신호를 수신받아, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 전원을 온(On)/오프(Off) 시키고, 상황별로 제어하고자 하는 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상을 조절하며 발광시키는 단계(400)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 지그비 라우터(30)에서 센서부로부터 감지된 감지신호 값을 기준 데이터값과 비교·연산한 후, 지그비통신망을 통해 차량용 지그비 엔드 디바이스로 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호, 휘도세기, RGB 색상값에 관 한 제어등급신호를 전송시키는 단계(300)는
    AD 컨버터에서 센서부로부터 감지된 아날로그 신호들을 디지털신호로 변환시키는 단계(S310)와,
    마이컴부에서 차량 조명 제어셋팅부를 통해 전원을 인가받아 각 기기를 구동시키는 단계(S320)와,
    마이컴부에서 차량 조명 제어셋팅부의 제어신호에 따라 시스템 운영 프로그램의 업그레이드 정보를 업데이트시키는 단계(S330)와,
    마이컴부에서 디지털 신호로 변환된 센서부의 감지신호 값을 기준 데이터 값과 비교·연산하여 제1 RGB LED 전류제한 프로그램, 제2 RGB LED 전류제한 프로그램, 제3 RGB LED 전류제한 프로그램, 제4 RGB LED 전류제한 프로그램, 제5 RGB LED 전류제한 프로그램을 구동시켜 스마트 LED 모듈의 휘도 세기와 RGB 색상값에 관한 제어등급을 설정하는 단계(S340)와,
    마이컴부에서 설정된 제어등급신호와 스마트 LED 모듈의 온(On)/오프(Off) 신호를 지그비통신망을 통해 PWM 신호로 차량용 지그비 엔드 디바이스로 전송시키는 단계(S350)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 제3 RGB LED 전류제한 프로그램은
    조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 150km/h 이상일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 100%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 120km/h~150km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 80%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 100km/h~120km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 70%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 80km/h~100km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 60%로 발광되도록 휘도세기를 설정하며, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 50km/h~80km/h일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 50%로 발광되도록 휘도세기를 설정하고, 조도가 20Lux 이하이고, 차량의 속도가 50km/h 미만일 때는 RGB LED 휘도 최대값의 40%로 발광되도록 휘도세기를 설정하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신망을 통한 상황별 차량용 스마트 LED 모듈 제어방법.
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