KR101045593B1 - 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지그비(Zigbee)를 이용한 형광등용 조명제어장치 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광등을 제어하는 안정기에 지그비모듈을 이용하여 다수의 형광등을 하나의 리모컨으로 무선 제어하고, 밝기 및 색상을 제어하는 조광제어부 (Dimmimd & RGB Control System)를 더 형성하여 각각의 형광등마다 전원조절, 밝기조절, 색상조절을 동시에 할 수 있는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치에 관한 것이다.
형광등, 조명, 지그비, 제어, 밝기, 색상, 안정기

Description

지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치{The fluorescent lamp illumination control apparatus using ZIGBEE}
본 발명은 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광등을 제어하는 안정기에 지그비모듈을 이용하여 다수의 형광등을 하나의 리모컨으로 무선으로 제어하고, 밝기 및 색상을 제어하는 조광제어부(Dimmimd & RGB Control System)를 형성하여 각각의 형광등을 조절할 수 있는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명장치는 실내 및 실외의 일정위치에 설치되며, 공급되는 전원에 의해 전기를 빛으로 변환하는 장치를 말한다. 이러한 조명장치는 형광등에서 빛을 발생할 수 있도록 전원 등을 공급을 제어하는 조명제어장치 등으로 구성한다.
현재의 조명제어장치는 안정기를 지칭한다. 이러한 안정기는 단순히 빛을 밝히는 조명 기능 이외에 상품의 전시, 무대의 효과 등을 높일 수 있는 특수 조명 기능들도 널리 사용되고 있다. 그리고 조명등도 단색으로 일정한 밝기를 가진 것이 대부분이었으나 최근에는 다양한 색상의 램프들이 출시되고 있다.
이러한 안정기를 사용한 조명장치들은 조명을 단순히 온/오프시키는 기능이 있고, 사용자는 조명의 밝기를 조절하기 위하여, 사용하고 있는 램프의 수를 조절한다.
이때, 조명은 주택의 각각 방마다 서로 다른 밝기의 조명등을 사용한다. 예를 들면 공부방은 거실에 비해 더 밝은 조명장치를 필요로 하며, 침실은 주등 및 취침등 등을 사용하여야 한다. 따라서 주택 내에 조명을 설치할 때 각각 방 특성마다 서로 다른 다양한 종류의 조명 장치들을 설치하여야 한다.
또한, 조명장치들은 용도에 따라 다양한 형태로 구비되고 있다. 즉, 가정내에서 사용되는 조명등은 주등, 취침 등과 같이 목적에 따라 다수개로 구성할 수 있다.
이와 같은 경우 조명의 밝기를 다양한 형태로 조절하면, 하나의 조명등을 주등 및 취침등으로 사용할 수 있다. 또한, 기상 시 주등이 갑자기 켜져 급격한 밝기 변화에 의해 사용자에게 불쾌감을 주는 문제점이 있다.
또한, 이를 해결하기 위해 밝기조절이 가능한 안정기가 개발되었으나, 조명의 밝기를 조절하기 위해 별도의 제어선 및 이를 제어하는 제어기를 설치해야 하므로, 천정이나 벽까지 제어선을 배선하기 위해 비용이 증대되고, 제어선의 배선이 길어질 경우 안정기를 제어하지 못하기 때문에 일정 거리 내에서만 설치가 가능한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 조명제어부에 지그비모듈을 사용하여 종래의 안정기와 대체하는데 그 목적이 있다.
둘째, 조명제어부에 지그비모듈을 사용하여 천장 및 벽에 설치되는 배선을 생략하는데 그 목적이 있다.
셋째, 조명제어부에 지그비모듈을 사용하여 조명제어부를 무선 리모컨으로 제어하는데 그 목적이 있다.
넷째, 조명제어부에 지그비모듈을 사용하여 여러개의 형광등을 동시에 제어하는데 그 목적이 있다.
다섯째, 조명제어부에 지그비모듈에 연결된 조광제어부를 사용하여 다수개의 형광등을 전원조절(ON/OFF), 밝기조절 및 색상조절까지 제어하는데 그 목적이 있다.
이와 같은, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술수단은 다음과 같다.
일측에 형광등을 형성한 조명제어장치에 있어서, 형광등의 입력 전력과 출력 전력을 제공하는 전원부; 외부신호를 송수신하는 무선송수신부, 무선송수신부 일측에 수신된 신호를 전달받아 연산하여 형광등의 조명을 제어하는 마이컴을 구비하고, 상기 전원부 일측에 연결되어 형광등의 전원을 제어하는 지그비모듈; 상기 지그비모듈을 통제하는 무선리모컨; 및 상기 전원부와 상기 마이컴 일측에 연결되어 형광등의 시동전압을 제공하는 안정기;를 포함하는 조명제어부를 구비하고, 조명제어부는 전원부 및 지그비모듈과 안정기 사이에 연결되어 형광등의 밝기를 조절하는 밝기조절부, 형광등의 색상을 조절하는 색상조절부를 갖는 조광제어부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치를 특징으로 한다.
또한, 안정기는 전자식 안정기로 형성하며; 전자식 안정기는 자려식 안정기 또는 타려식 안정기이며; 자려식 안정기는 트랜스포머 기능을 갖으며; 타려식 안정기는 전류제어방식을 주파수변환방식, 위상변화방식, 펄스제어방식 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 한다.
그리고, 무선송수신부는 RF 리시버로 형성하며; 마이컴은 MCU로 형성하며; 지그비모듈의 제어수단은 소프트웨어 또는 하드웨어방식이며; 소프트웨어 제어수단은 각각의 형광등에 코드할당방식을 사용하며; 코드할당방식은 코드를 주파수분할, MAC Address, 소정의 부호, 전압 분배방식 중 어느 하나를 사용하며; 하드웨어 제어수단은 각각의 형광등을 개별 제어하는 스위칭 시스템을 사용한 것을 특징으로 한다.
한편, 형광등의 개수는 1개 내지 3개로 형성한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 조명제어부에 지그비모듈을 사용함으로써, 종래의 안정기와 대체하는 효과가 있다.
둘째, 조명제어부에 지그비모듈을 제어하는 무선 리모컨을 사용함으로써, 형광등과 연결된 천장 및 벽에 설치되는 배선을 생략하여 재료비 절감 및 실내외 공간을 말끔한 분위기를 연출하는 효과가 있다.
셋째, 조명제어부에 지그비모듈과 연결된 조광제어부를 더 설치함으로써, 여러개의 형광등을 동시에 전원조절(ON/OFF), 밝기조절 및 색상조절까지 제어하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
<본 발명의 구성 및 작동상태>
도 1 내지 도 7를 참조하여 설명하면, 본 발명은 전원부(11) 일측에 지그비모듈(12)을 형성하고, 전원부(11)와 지그비모듈(12) 일측에 동시 연결된 안정기(13)를 갖는 조명제어부(1)로 구성한다. 본 발명의 조명제어부(1)는 지그비모듈(12)을 포함한 것으로 형광등을 제어하는 통상의 안정기를 대체하여 사용이 가능하다.
전원부(11)는 입력 전력과 출력 전력을 제공하는 것으로, 입력이 90~230V이고, 출력이 12V를 사용한다.
지그비모듈(12)은 형광등을 제어하는 것으로, 무선송수신부(121)와 마이컴(122)으로 형성한 지그비모듈(12)로 형성한다. 이때, 무선송수신부(121)는 RF 리시버로 형성하고, 마이컴(122)은 MCU로 형성하는 것이 바람직하다.
지그비모듈(12)의 제어수단은 사용용도, 장소에 따라 소프트웨어 또는 하드웨어방식 중 어느 하나로 형성한다.
소프트웨어 제어수단은 각각의 램프에 코드할당방식을 사용하다. 이때 코드할당방식의 코드는 주파수분할, MAC Address, 소정의 부호, 전압 분배방식 중 어느 하나를 사용한다.
하드웨어 제어수단은 각각의 램프를 개별 제어하는 통상의 스위칭 시스템을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 조명의 밝기 및 색상을 조절하기 위해 전원부(11) 및 지그비모듈(12)과 안정기(13) 사이에 형광등(2)을 조절하는 조광제어부(14)를 더 설치하여 사용자가 원하는 형광등(2)을 조절(디밍; DImming)할 수 있다. 이때, 조광제어부(14)는 형광등(2)의 밝기를 조절하는 밝기조절부(141)와 형광등(2)의 색상을 조절하는 색상조절부(142)로 형성한다.
조광제어부(14)는 밝기조절부(141) 또는 색상조절부(142) 중 어느 하나만 형성가능하나, 조광제어부(14)는 형광등(2)의 다양한 조절을 위해 밝기조절부(141)와 색상조절부(142)를 동시에 형성하는 것이 바람직하다.
안정기(13)는 전원부(11)와 지그비모듈(12) 일측에 연결되어 시동전압을 제공하는 것으로, 시동전압이 따른 형광등(2)의 종류에 따라 안정기(13)의 종류는 달라진다.
형광등(2)을 사용하는 안정기(13)는 전자식 안정기로 사용하고, 전자식 안정기는 자려식 안정기 또는 타려식 안정기 중 어느 하나를 사용하고, 형광등(2)의 개 수는 1개 이상 3개까지 사용하는 것이 바람직하다.
자려식 안정기는 코일과 콘덴서 및 FET입력임피던스 등에 의해 결정되는 것으로, 별도의 발진용 IC가 없어 저렴한 대신 전압 및 부하에 따라 발진주파수가 변하여 결정되는 타입니다.
타려식 안정기는 별도의 발진회로나 IC를 사용하여 일정하게 발진시키는 방식으로 그 예로 uPC494c 등으로 발진을 하면 그때 R, C에 의해 발진주파수가 결정되는 타입니다. 이때, 타려식 안정기는 전류제어방식을 주파수변화방식, 위상변화방식, 펄스제어방식 중 어느 하나를 사용한다.
특히, 본 발명은 조명제어부(1)를 조절하는 무선리모컨(3)을 별도로 구비하여 무선으로 조명제어부(1)의 지그비모듈(12)을 통제하여 다수개의 형광등(2)을 하나의 무선리모컨(3)으로 통제하는 것이다.
이때, 무선리모컨(3)은 조광제어부(14)를 조절하여 형광등(2)의 경우에는 1개 내지 3개까지 각각의 밝기 및 색상의 조절이 가능하다.
형광등(2)이 R등, G등, B등인 경우에도 안정기(13)를 RGB제어용으로 1개만 사용하여도 R등, G등, B등 모두 각기 제어가 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치를 도시한 사용상태도이다. 도 7에 도시한 바와 같이 형광등(2)으로 방1, 방2 및 거실까지 총 3개의 형광등(2)을 무선리모컨(3) 하나로 조절하는 것이다. 이때, 아래의 실시예 중 조광제어부가 구성된 실시예는 무선리모컨(3)으로 형광등(2) 각각의 전원조절(ON/OFF), 밝기조절, 색상조절까지 가능하여, 사용자가 원하는 빛으로 조절이 가 능하다.
즉, 무선리모컨(3)으로 거실의 경우 평소에는 형광등(2)을 약간 어둡게 하여 전력소비를 절약하고, 공부를 위한 방의 경우 형광등(2)을 밝게 하며, 취침시 방의 형광등(2)을 어둡게 하거나 색상을 조절하여 무드등으로 사용 가능하다.
앞에서 언급한 본 발명에 따른 안정기는 형광등(2)의 종류에 따라 그에 필요한 전압을 제공하기 위한 기술구성을 갖는다.
형광등에 사용되는 자려식 안정기는 트랜스포머 기능을 갖는다. 즉 전압을 변압하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이때 트랜스포머(Transdormer)란 상용전압 AC220V를 필요한 전압 AC12V, AC24V로 변환하는 다운 트랜스포머나 상용전압 AC110V, AC220V를 필요한 전압 AC110V->AC220V, AC220V->AC277V로 변환하는 승압 트랜스포머로 나누어진다. 즉 트랜스포머는 상용전압을 원하는 전압으로 다운 또는 승압하여 원하는 전압을 얻는 방식의 변압기를 의미한다.
<본 발명의 제 1실시예 >
도 1은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 1실시예를 도시한 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 형광등(2)을 다수개 제어하기 위한 실시예로, 조명제어부(1)는 전원부(11), 지그비모듈(12) 및 안정기(13)로 이루어지고, 이에 의해 제어되는 3개의 형광등(2)과 이를 통제하는 무선리모컨(3)으로 이루어진다.
무선리모컨(3)과 송수신하여 조명제어부(1)를 통제하는 지그비모듈(12)은 앞서 설명한 바와 같이 무선송수신부(121)와 마이컴(122)으로 형성하고, 안정기(13)는 자려식 전자식 안정기(트랜스 포머형)을 이용한다.
따라서, 본 발명에 따른 제 1실시예는 조명제어부(1)에 조광제어부(14)가 없기 때문에 무선리모컨(3)으로 각각의 형광등(2)은 전원조절(ON/OFF)만이 가능하다.
<본 발명의 제 2실시예 >
도 2는 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 2실시예를 도시한 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 앞서 언급한 제 1실시예의 구성에 형광등(2)의 밝기를 조절하는 밝기조절부(141)을 갖는 조광제어부(14)를 전원부(11)와 지그비모듈(12)의 일측에 형성하고 그 타측에 안정기(13)를 형성한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 제 2실시예는 조명제어부(1)에 조광제어부(14)에 밝기조절부(141)이 형성되어 있기 때문에 무선리모컨(3)으로 각각의 형광등(2)은 전원조절(ON/OFF) 및 밝기조절이 가능하다.
<본 발명의 제 3실시예 >
도 3은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 2실시예를 도시한 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 앞서 언급한 제 2실시예의 구성에 형광등(2)의 밝기를 조절하는 밝기조절부(141)와 함께 형광등(2)의 색상을 조절하는 색상조절부(142)를 조광제어부(14)에 더 포함하여 전원부(11)와 지그비모듈(12)의 일측에 형성하고 그 타측에 안정기(13)를 형성한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 제 2실시예는 조명제어부(1)에 조광제어부(14)에 밝 기조절부(141) 및 색상조절부(142)가 동시에 형성되어 있기 때문에 무선리모컨(3)으로 각각의 형광등(2)은 전원조절(ON/OFF), 밝기조절 및 색상조절까지 가능하다.
<본 발명의 제 4실시예 >
도 4는 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 4실시예를 도시한 구성도이다. 도 4에 도시한 바와 같이 앞서 언급한 제 1실시예의 구성 중 안정기(13)를 타려식 전자식 안정기로 사용한 것이다, 이때, 타려식 안정기는 전류제어방식을 주파수, 위상 펄스 변환방식 중 어느 하나를 사용한다.
따라서, 본 발명에 따른 제 4실시예는 제 1실시예와 동일하게 조명제어부(1)에 조광제어부(14)가 없기 때문에 무선리모컨(3)으로 각각의 형광등(2)은 전원조절(ON/OFF)만이 가능하다.
<본 발명의 제 5실시예 >
도 5는 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 5실시예를 도시한 구성도이다. 도 5에 도시한 바와 같이 앞서 언급한 제 4실시예의 구성에 형광등(2)의 밝기를 조절하는 밝기조절부(141)을 갖는 조광제어부(14)를 전원부(11)와 지그비모듈(12)의 일측에 형성하고 그 타측에 안정기(13)를 형성한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 제 5실시예는 조명제어부(1)에 조광제어부(14)에 밝기조절부(141)이 형성되어 있기 때문에 무선리모컨(3)으로 각각의 형광등(2)은 전원조절(ON/OFF) 및 밝기조절이 가능하다.
<본 발명의 제 6실시예 >
도 6은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 6실시예를 도시한 구성도이다. 도 6에 도시한 바와 같이 앞서 언급한 제 5실시예의 구성에 형광등(2)의 밝기를 조절하는 밝기조절부(141)와 함께 형광등(2)의 색상을 조절하는 색상조절부(142)를 조광제어부(14)에 더 포함하여 전원부(11)와 지그비모듈(12)의 일측에 형성하고 그 타측에 안정기(13)를 형성한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 제 6실시예는 조명제어부(1)에 조광제어부(14)에 밝기조절부(141) 및 색상조절부(142)가 동시에 형성되어 있기 때문에 사용자는 무선리모컨(3)으로 각각의 형광등(2)은 전원조절(ON/OFF), 밝기조절 및 색상조절까지 가능하다.
본 발명은 형광등을 조절하는 통상의 안정기와 같은 역할을 하는 것으로, 무선 리모컨으로 조정되는 지그비를 이용함으로써, 형광등 3개를 동시에 조절하거나 또는 각각 조절할 수 있다. 따라서 스위치를 배선을 따라 천정이나 벽을 타고 설치할 필요가 없어 설치가 용이하고, 무선리모컨을 통해 사용자가 형광등의 다양한 조절이 가능한 것이다.
특히, 본 발명은 형광등을 조절하는 안정기 및 통상의 안정기를 교체하는 용도로 사용이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 1실시예를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 2실시예를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 3실시예를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 4실시예를 도시한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 5실시예를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치의 제 6실시예를 도시한 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치를 도시한 사용상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 조명제어부 11: 전원부
12: 지그비모듈 121: 무선송수신부
122: 마이컴 13: 안정기
14: 조광제어부 141: 밝기조절부
142: 색상조절부 2: 형광등
3: 무선리모컨

Claims (16)

  1. 일측에 형광등을 형성한 조명제어장치에 있어서,
    상기 형광등의 입력 전력과 출력 전력을 제공하는 전원부;
    외부신호를 송수신하는 무선송수신부, 상기 무선송수신부 일측에 수신된 신호를 전달받아 연산하여 상기 형광등의 조명을 제어하는 마이컴을 구비하고, 상기 전원부 일측에 연결되어 형광등의 전원을 제어하는 지그비모듈;
    상기 지그비모듈을 통제하는 무선리모컨;
    상기 전원부 및 상기 지그비모듈과 연결되어 상기 형광등의 밝기를 조절하는 밝기조절부, 상기 형광등의 색상을 조절하는 색상조절부를 갖는 조광제어부; 및
    상기 조광제어부와 연결되어 상기 형광등의 시동전압을 제공하는 안정기;를 포함한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 안정기는 전자식 안정기로 형성한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전자식 안정기는 자려식 안정기 또는 타려식 안정기인 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 자려식 안정기는 트랜스포머 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 타려식 안정기는 전류제어방식을 주파수변환방식, 위상변화방식, 펄스제어방식 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 무선송수신부는 RF 리시버로 형성한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 마이컴은 MCU로 형성한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 지그비모듈의 제어수단은 소프트웨어 또는 하드웨어방식인 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 소프트웨어 제어수단은 각각의 상기 형광등에 코드할당방식을 사용한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 코드할당방식은 코드를 주파수분할, MAC Address, 소정의 부호, 전압 분배방식 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조 명제어장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 하드웨어 제어수단은 각각의 상기 형광등을 개별 제어하는 스위칭 시스템을 사용한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
  15. 삭제
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 형광등의 개수는 1개 내지 3개로 형성한 것을 특징으로 하는 지그비를 이용한 형광등용 조명제어장치.
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