KR101023784B1

KR101023784B1 - 주변부 감응형 엘이디 보안등

Info

Publication number: KR101023784B1
Application number: KR1020090064077A
Authority: KR
Inventors: 정성수
Original assignee: (주)대성엘이디
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2011-03-23
Also published as: KR20110006443A

Abstract

본 발명은 발광다이오드(LED, 이하 '엘이디'라 함)를 이용한 센서 보안등에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 물체를 감지하는 센서를 통하여 감지 영역에 접근하는 사람이나 차량 등을 감지하여 소정시간 동안 엘이디 등이 점등되도록 구현한 보안등에 있어서, 보안등의 동작패턴과 점등방식을 이분화하여 1차적으로 일몰 시각에 따른 정적 점등부와, 2차적으로 감지에 따른 점등과 소등이 스위칭 되는 동적 점등부를 마련하여, 다양한 주변 상황의 변화에 따라 보안등이 능동적으로 대응할 수 있도록 구현된 것이다.

보안등, 발광다이오드, 친환경 에너지, 저전력, 센서, 밝기변화.

Description

주변부 감응형 엘이디 보안등{The LED guard lamp which has a responsive effect in road environment}

본 발명은 도로나 공원, 상가 등의 실내외 공간에 설치되는 안내등, 가로등을 포함하는 보안등(이하, '보안등'으로 통칭함)이 설치되는 장소의 주변부 상황(예를 들면, 일몰 여부, 사람을 포함하는 물체의 접근 여부, 날씨 등에 따른 조도변화 등)을 고려하여, 상황에 최적화되는 보안등의 밝기가 능동적으로 점등될 수 있도록 하는 보안등에 관한 것이다.

또한, 감지되는 조도를 조절하여 주변부 감응에 따라 선택적으로 점등 동작을 제어할 수 있도록 하는 보안등에 관한 것이다.

종래의 보안등은, 도로나 공원, 상가와 같이 안내등, 가로등의 다양한 용도로 실내ㆍ외에 설치되어 점등되는 구조로 되어 있다.

이와 같은 보안등의 동작 방식은 크게 두 가지로 분류될 수 있는 것으로, 주변의 소리나 물체를 감지하는 센서에 의해 신호가 탐지되면 램프의 점멸을 위한 제 어부로 전원이 인가되어 보안등이 점등되는 형태와, 별도의 센서를 마련하지 아니하고 타이머만을 구비하여 시간을 계수하면서 일정 시간대(통상 일몰시간)에만 전원이 인가되도록 하는 형태로 개시된다.

또한, 사용되는 램프에 있어, 할로겐이나 네온등이 사용되며 메탈나트륨등은 통상 250와트(W)~400와트(W)의 전력을 일일 평균 10시간 정도 사용하고 있어, 소비전력이 심하고, 대기중 유해물질이 방출되어 환경오염의 문제를 야기하고 있는 실정이다.

이처럼 기존에 실시되거나 제시되었던 보안등은, 많은 소비전력을 요구하고, 점등과 소등이 요구되는 시점에 유효하게 반응하지 못하고 기 설정된 단일조건에 의해서 반복 동작만 개시하고 있어, 변화되는 상황 즉, 타이머에 의해 동작하는 조건의 경우, 물체의 접근이 없음에도 치안과 대비적 수단으로 일몰 이후 상시 점등하여 에너지를 낭비하는 문제가 발생하고 있어, 이를 해결하고자 한다.

센서에 의해 물체를 감지하고 동작하는 보안등의 경우, 상기와 같은 문제를 부분 해결할 수 있으나, 신호가 탐지되지 않는 구간에서 소비전력을 차단함으로써 보안등 주변부에 암부를 형성하게 되고, 치안과 예비적 수단으로서의 점등기능이 마비될 수 있는 한계를 않고 있어, 이를 해결하고자 한다.

또한, 주간에도 기상조건 등의 악화나 주변 장애물에 의한 한시적 조도변화 가 발생할 수 있는 상황에서 획일적인 타이머에 의한 동작방식은 이용자들에게 편의를 제공하는데 제한적이고, 특히, 차량이 통과하는 도로상에 설치되는 경우 주행의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있어, 주변부 상황(조도)변화에 감응할 수 있는 지능형 보안등을 제시하고자 한다.

뿐만 아니라 환경친화적이지 못하고 고전력을 사용하는 기존 메탈나트륨등을 대체하여 친환경적이고, 반영구적이며 저전력으로도 만족스러운 광도와 조도를 가지는 보안등을 제시하고 한다.

광도는 빛을 방사하는 세기이고, 조도는 그 빛을 받은 면의 밝기를 뜻하는 것으로 정의하고, 보안등은 광원이며 비추어지는 바닥면 같은 곳에 빛의 알갱이(광자, 광량자)가 부딪혀 에너지가 집중되는 그 면적을 단위 면적으로 하여 그 양을 조도(단위=룩스)라 정의한다.

본 발명은, 종래 기술에 문제점으로 지적되어온 주변부 상황(조도)변화에 감응하여 다양한 패턴의 보안등의 기능을 수행할 수 있도록 조도감지 선택스위치를 마련하는 것을 목적으로 한다.

또한, 높은 조도를 유지하면서 에너지 소비를 최소화하는 친환경 엘이디(LED)를 사용한 보안등을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 보안등은 치안유지 및 예비적 수단으로의 일몰 이후 상시 점등을 유지하면서 에너지 절약을 고려하고, 보안등 영역 내로의 물체 접근에 따른 밝은 주변 환경을 제공하기 위하여 보안등의 조도를 이원화하는 설정에 따라 분배되어 동작하는 점등구조를 구현하여 상황에 따른 밝기 변화가 가능케 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 엘이디를 사용하는 보안등을 제공할 뿐만 아니라, 기존 엘이디 보안등이 사용하는 높은 전력을 최소화할 수 있다.

또한, 선택적으로 주변부 조도와 사용자의 기호에 맞는 선택적 동작을 구현하여 보다 정교하고 만족스러운 보안등의 기능을 제공할 수 있다.

주위적으로 상시 점등과 선택 점등으로 이원화하여, 설정된 시간에 상시 점등하면서, 센서에 의해 사람이나 차량이 감지되면 선택 점등이 배가되고, 소정시간 경과 후 선택 점등은 다시 소등하는 방식의 엘이디 보안등을 제공함으로써, 저전력 친환경 에너지를 공급하고, 제공되는 엘에디를 복수로 마련하여 그 배열을 직ㆍ병렬 혼용구조로 구현함으로써, 기존 보안등에 비해 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 목적 및 효과를 달성하기 위해 안출된 본 발명의 주변부 감응형 엘이디 보안등을 첨부된 도면을 참고하여 그 실시 예와 구조를 상세하기로 한다.

본 발명에 사용되는 영문 해설 및 용어의 정의는 아래와 같다.

CdS(Cadmium Sulfide) 센서는 황화카드뮴을 이용하여 광에 쏘여지면 저항값이 감소하는 광도전효과(Photo conductive effect)를 이용한 반도체 포토센서로서, 조도센서에 사용된다.

릴레이는 구동용 코일에 일정량의 전류가 흐르는 경우 코일이 전자석 역할을 하여 기계적으로 공통단자를 접속과 단락시키며 스위치 구동한다.

SMPS(Switched-mode power supply)는 상용주파수를 정류 필터하여 직류전원을 만드는 아날로그 방식에 비해, 효율을 높이기 위해 높은 주파수로 발진을 시킨 다음 원하는 전압 또는 전류로 만든 다음 정류 필터하여 직류전원을 만드는 방식이다.

도 1은 본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등의 점등 회로도이고, 도 2는 본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등의 일부 상세도이다.

도면에서와 같이 본 발명은 도로나 공원, 상가 등의 실내외 공간에 설치되는 안내등, 가로등을 포함하는 보안등(이하, '보안등'으로 통칭함)이 설치되는 장소의 주변부 상황(예를 들면, 일몰 여부, 사람을 포함하는 물체의 접근 여부, 날씨 등에 따른 조도변화 등)을 고려하여, 상황에 최적화되는 보안등의 밝기가 능동적으로 점등될 수 있도록 하는 보안등에 관한 것으로, 본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등(100)은 외부 입력 전원에 대하여, 엘이디의 수명보장과 일정한 조도유지 등 원활한 구동을 위해 정전류 방식을 채택하는 SMPS장치부(10)가 마련된다.

이처럼 SMPS장치부(10)를 정전압이 아닌 정전류 방식으로 마련하는 이유를 예를 들어 기술하면 다음과 같다.

구동전압(Vf) Min = 3.2V Typ.3.4V Max.3.6V (컨디션: Tj=25도 If=1.4A)이라 할 때, Vf에 영향을 주는 것은 전류와 온도(LED 내부 정션 온도)이다.

만약 구동전압(Vf)이 3.4V인 LED에 정전압으로 4V를 인가하고 저항을 1Ω 실장할 경우 0.6V가 저항에 걸리면서 600mA라는 전류가 LED에 흐르게 된다.

이때 초기에 3.4V였던 Vf값이 전류가 증가하면서 상승하고, 방열 조건에 따라 Tj온도가 결정되어 온도가 증가할수록 Vf값은 감소하게 된다.

즉, 초기에 설정된 3.4V는 동작환경에 따라, 예측하기 곤란한 변화가 일어날 수 있고, 이는 초기에 600mA로 설정한 전류가 550mA로 떨어지면서 밝기가 흐려지거나 온도에 따른 Vf값이 떨어지면서 다시 점점 밝기가 밝아지는 불규칙한 조도의 점등이 일어날 수 있으므로, 정전류 방식으로 구동한다.

본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등(100)은, SMPS장치부(10)를 통하여 정류된 전원을 선택적으로 인가시키는 전자점등 센서부(20)가 마련된다.

상기 전자점등 센서부(20)는 조도를 감지하는 센서부와 시간을 계수하는 타이머를 포함하며 사용자의 선택에 따라 설정된 조도 센싱에 의한 점등과, 시간설정에 의한 점등으로 스위칭 될 수 있는 것이다.

또한, 상기 설정된 조도 센싱에 의한 점등은, 조도감지 센서에 의해 감지부가 설정된 조도 이하로 떨어지는 경우, 상시점등 엘이디로 전원이 인가되며, 상기 시간설정에 의한 점등은, 타이머에 의해 설정된 시간영역 대에 들어서는 경우, 상시점등 엘이디로 전원이 인가되는 것을 특징으로 한다.

상기 전자점등 센서부(20)의 바람직한 실시 예를 기술하면 다음과 같다.

외부에서 작업자에 의해 선택가능한 스위치를 마련하는 단계가 준비된다.

마련된 선택 스위치는 "낮에도 점등" 단계, "흐린날 점등" 단계, "저녁 점등" 단계를 포함할 수 있을 것이다.

먼저 "낮에도 점등" 단계는, 전자점등 센서부(20)의 조도를 감지하는 센서부에 의해 주변 조도를 측정하여 조도가 100_Lux 이하로 떨어지는 경우, 전자점등 센서부(20)가 전원을 인가되도록 구현될 수 있다.

"흐린날 점등" 단계는, 전자점등 센서부(20)의 조도를 감지하는 센서부에 의해 주변 조도를 측정하여 조도가 30~60_Lux 이하로 떨어지는 경우, 전자점등 센서부(20)가 전원을 인가되도록 구현될 수 있다.

"저녁 점등" 단계는, 전자점등 센서부(20)의 조도를 감지하는 센서부에 의해 주변 조도를 측정하여 조도가 5~10_Lux 이하로 떨어지는 경우, 전자점등 센서부(20)가 전원을 인가되도록 구현될 수 있다.

또한, "저녁 점등" 단계는 조도를 감지하는 센서부에 의해 동작될 수 있으나, 감지된 조도에 관계없이 타이머에 의해 설정된 시간 동안에만 전원이 인가되도록 할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등(100)은, 전자점등 센서부(20)를 통하여 인가된 전원에 의해 상시 점등하는 상시점등 엘이디(30)가 마련된다.

상기 상시점등 엘이디(30)는 하나 이상의 엘이디(LED)로 마련되며, 복수의 구성으로 마련하는 경우, 발열로 인한 문제를 해결하기 위하여 복수의 엘이디를 직 렬배열 엘이디(31)와 병렬배열 엘이디(32)로 구성한다.

본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등(100)은, 상시점등 엘이디(30)와는 별도로 선택점등 엘이디(50)가 마련된다.

이와 같은 선택점등 엘이디(50)는 전자점등 센서부(20)를 통하여 전원이 인가되었음에도 동작하지 아니하고, 일정한 조건을 만족하는 경우에만 동작되는 엘이디라고 할 수 있다.

일정한 조건의 만족 여부를 제어하기 위하여 물체와 조도를 감지하는 감지부(40)와, 선택점등 엘이디(50)의 점등을 제한하도록 초기 단락된 상태의 릴레이(60)가 선택점등 엘이디(50)와 함께 병존한다.

상기 감지부(40)는, 조도를 감지하기 위해 CDS센서(41)와, 물체를 감지하기 위해 적외선 감지센서, 열 감지센서, 충격 감지센서 중 하나 이상이 이용될 수 있다.

또한, 용어에 따라 상술된 센서는, 셔터 감지센서, 화재 및 연기 감지센서, 자동차 감지센서, 도어 감지센서 등을 포함하여 대체 가능한 것임을 미리 밝혀둔다.

선택점등 엘이디(50)는, 이처럼 감지부(40)에 마련된 센서에 의해 물체가 감지되어 전류가 흐르는 경우, 엘이디 점등 릴레이(60)에 구동용 코일에 일정량의 전류가 흐르게 되고 코일이 전자석 역할을 하여 기계적으로 공통단자를 접속시켜 점등이 이루어진다.

또한, 선택점등 엘이디는 후면부에 알루미늄 방열판을 배가하여 엘이디 발열 에 의한 문제를 해결할 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다.

도 3 내지 도 5는 감지부의 일실시 구조와 본 발명의 설치 상태 및 엘이디 배열과 렌즈의 구조를 보인 예시도이다.

상기 상시점등 엘이디와 선택전등 엘이디는 단일 또는 다수의 엘이디 군으로 구성될 수 있고, 상시점등 엘이디(30)와 선택점등 엘이디(50)는 집광효과를 높이기 위해 엘이디 상부에 엘이디 집광용 렌즈(70)가 배가될 수 있으며, 집광효과를 높이기 위해 바람직하게는 집광용 렌즈를 각도 60±15°와 렌즈간 거리 20±5mm로 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등의 일 작동 예를 살피기로 한다.

본 발명은, 일몰시간 이후 상시점등 엘이디(30)가 점등하여 보안등의 부분적인 기능을 수행하게 된다.

일몰시간은, 시간적 개념이 될 수 있고, 조도의 밝기에 따른 설정된 조도 값으로 계산된 수치적 개념이 될 수 있다.

일몰시간에 대한 제어는 전자점등 센서부(20)에서 이미 기술한 바 있다.

그러나 상시점등 엘이디(30)는 소비전력이 낮아 에너지를 절약할 수 있는 반면, 보행자나 차량 등의 안전에 도움을 줄 수 있는 밝기에는 부족할 수 있다.

따라서, 감지부(40)가 별도로 마련되며 이를 통하여 보안등(100) 주변으로 물체가 감지되면 추가적으로 선택점등 엘이디(50)가 점등하게 되는 것이다.

선택점등 엘이디(50)는 물체가 감지되는 동안 동작하게 되며, 설정을 통하여 30초 ~ 10분까지의 지속점등이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 물체가 지속점등 구간에서 재 감지되는 경우, 해당 지속기간이 연장되도록 구현할 수 있음도 본 발명의 창작범위내에 속한다 할 것이다.

일반적으로 상시점등 엘이디(30)는 1W(와트)짜리 14개를 직렬 연결하여 2열(병렬)배치한 28W가 사용되고, 선택점등 엘이디(50)는 3W짜리 9개를 직렬 연결한 27W가 사용된다.

따라서, 본 발명은 평상시에는 28W의 엘이디 등이 점등했다가, 물체 감지시 27W 엘이디 등도 추가로 점등하여 주변 15미터 이상을 환하게 조명하게 되고, 인체 감지 후 30초, 3분, 10분 등 설정을 통하여 지속 점등되도록 하고, 다른 물체가 추가 감지되는 경우 점등시간이 연장되어 점등이 유지되도록 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등의 점등 회로도.

도 2는 본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등의 일부 상세도.

도 3은 본 발명에 의한 감지부의 일실시 구조를 도시한 참고 예시도.

도 4는 본 발명에 의한 주변부 감응형 엘이디 보안등의 설치 상태도.

도 5는 본 발명에 의한 엘이디 배열 및 렌즈 일 구조를 보인 예시도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

100. 엘이디 보안등 10. SMPS장치부

20. 전자점등 센서부 30. 상시점등 엘이디

31. 직렬배열 엘이디 32. 병렬배열 엘이디

40. 감지부

41. CDS센서 42. 물체 감지센서

50. 선택점등 엘이디 60. (엘이디점등)릴레이

70. 엘이디 집광용 렌즈

Claims

엘이디를 통하여 주변부의 조도를 높이는 보안등에 있어서;

엘이디의 원활한 구동을 위해 정전류 방식을 채택하는 SMPS장치부(10)와;

정류된 전원을 선택적으로 인가하되, 조도를 감지하는 센서부와 시간을 계수하는 타이머를 포함하며 사용자의 선택에 따라 설정된 조도 센싱에 의한 점등과 시간설정에 의한 점등으로 스위칭될 수 있는 전자점등 센서부(20)와;

인가된 전원에 의해 상시 점등하는 상시점등 엘이디(30)와;

물체와 조도를 감지하는 감지부(40)와;

감지부(40)에 의해 전원이 인가되는 동안 점등하는 선택점등 엘이디(50)와;

상기 선택점등 엘이디(50)가 소정시간 점등될 수 있도록 마련되는 릴레이(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 1에 있어서;

상기 상시점등 엘이디(30)는 복수로 배열시, 발열로 인한 문제를 해결하기 위하여 엘이디를, 직렬배열 엘이디(31)와 병렬배열 엘이디(32)의 혼합 배열 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 1에 있어서;

상기 상시점등 엘이디(30)와 선택전등 엘이디(50)는 단일 또는 다수의 엘이 디 군으로 구성되는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
삭제
청구항 1에 있어서;

상기 설정된 조도 센싱에 의한 점등은, 조도감지 센서에 의해 감지부가 설정된 조도이하로 떨어지는 경우, 상시점등 엘이디로 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 1에 있어서;

상기 시간설정에 의한 점등은, 타이머에 의해 설정된 시간영역대에 들어서는 경우, 상시점등 엘이디로 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 1에 있어서;

상기 감지부(40)는, 조도를 감지하기 위해 CDS센서(41)와, 물체를 감지하기 위해 적외선 감지센서, 열 감지센서, 충격 감지센서 중 하나 이상이 이용되는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 1에 있어서;

상기 상시점등 엘이디(30)와 선택점등 엘이디(50)는 집광효과를 높이기 위해 엘이디 상부에 엘이디 집광용 렌즈(70)가 배가되는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 8에 있어서;

상기 엘이디 집광용 렌즈(70)는 집광효과를 높이기 위해 렌즈 각도 60±15°와 렌즈간 거리를 20±5mm로 유지하는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.
청구항 1에 있어서;

상기 선택점등 엘이디(50)는 발열에 의한 문제를 해결할 수 있도록 엘이디 후면부에 알루미늄 방열판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 주변부 감응형 엘이디 보안등.