KR101080973B1 - 조명장치를 위한 자가진단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명장치를 위한 자가진단 회로 및 이를 이용한 자가진단 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED조명 중 제 1 LED조명과 제 2 LED조명에 전원을 공급하는 제 1 구동전원장치; 상기 제 1 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 1 구동전원장치를 제어하기 위한 제 1 PLC단자; 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED 조명 중 제 3 LED조명에 전원을 공급하는 제 2 구동전원장치; 상기 제 2 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 2 구동전원장치를 제어하기 위한 제 3 PLC단자; 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명의 동작 상태를 상기 제 1 및 제 3 PLC단자를 통해 수신하여, 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명에 고장이 발생하면, 고장 발생 신호를 생성하는 자가진단 회로부; 및 자신과 연결되어 있는 상기 제 1 구동전원장치와 직렬로 제 1 저항을 삽입하여 평상시에는 릴레이스위치를 온(ON)하여 제 1 저항을 통하지 않고 상기 LED조명에 전원 공급하여 저항에 의한 손실을 막고, 슬레이브 조명장치들의 이상유무를 확인할 때만 상기 릴레이스위치를 오프(Off)하고, 상기 LED조명 부하에 의한 저항 양단간의 전압이 발생하게 하여 동작여부를 판단하는 LED 조명; 을 포함한다.

Description

조명장치를 위한 자가진단 시스템{Self-Diagnosis Circuit For Lightening System and Self-Diagnosis}

본 발명은 조명 장치 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 경관 조명, 또는 식물생장 조명등 제어를 위해 하나의 메인 컨트롤러에서 다수개의 조명을 제어하거나 연출을 할 수 있으며, 이를 위해 LED 조명 장치에서 별도의 장비없이 LED 소자에서 구동되는 소비전류를 이용하여 조명장치의 동작 여부를 확인이 가능한 조명장치를 위한 자가진단 시스템에 관한 것이다.

LED 조명장치는 그 내부에 마련된 발광 LED를 통해 광을 사물에 조사하여 필요에 따라 경관 조명을 연출하거나, 식물등의 성장에 이용되고 있다.

즉, 상기의 경관 조명은 무대에서 실시간으로 조명 연출자에 의해 지속적으로 연출하는 것이 아니며 필요에 따라 일정시간 동안 자동적으로 연출이 되도록 설정하여 사용하고 있으며, 해당 경관 조명의 표시되는 내용 및 구동되는 발광 LED의 특정 소자의 이상유무를 인지하지 못하고 구동되는 경우가 있다.

또한, 종래의 LED 조명장치 중에 경관 조명 또는 식물 조명과 같이 원격에서 색이나 광량을 제어해야 하는 경우 하나의 제어장치(Main Controller)에 많은 조명 장치들이 구성되어 설치되지만 해당 조명장치를 제어하는 중앙센터에서 각각의 조명들이 정상적으로 동작을 하는지 여부나 LED 조명장치가 단선되어 구동되는지 그 여부를 확인할 수가 없어 사용자가 해당 LED 조명장치의 이상여부를 직접 확인하여 그 장애 부분을 확인하고 조치해야하는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 해당 LED 조명장치에 대해 양방향 통신선을 배선하여 그 장애요소를 해결할 수 있으나, 이 경우 LED 조명장치에 양방향 통신선을 설치함에 있어 그 구성상 단가가 많이 상승하고, 과전류 등으로 인한 고장이 많고 설치시 많은 비용이 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 경관조명 또는 식물생장 조명등의 LED 조명장치 기술분야에 있어서는 별도의 부가적인 장비없이 LED 발광소자에서 구동되는 소비전류를 이용하여 각각의 조명장치의 동작 여부를 확인하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경관 조명, 또는 식물생장 조명등 제어를 위해 하나의 메인 컨트롤러에서 다수개의 조명을 제어하거나 연출하기 위해 LED 조명 장치에 별도의 장비없이 LED 소자에서 구동되는 소비전류를 이용하여 조명장치의 동작 여부를 확인이 가능한 조명장치를 위한 자가진단 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 조명장치의 고장여부를 손쉽고 간편하게 인지하기 위한 조명장치를 위한 자가진단 시스템을 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED조명 중 제 1 LED조명과 제 2 LED조명에 전원을 공급하는 제 1 구동전원장치; 상기 제 1 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 1 구동전원장치를 제어하기 위한 제 1 PLC단자; 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED 조명 중 제 3 LED조명에 전원을 공급하는 제 2 구동전원장치; 상기 제 2 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 2 구동전원장치를 제어하기 위한 제 3 PLC단자; 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명의 동작 상태를 상기 제 1 및 제 3 PLC단자를 통해 수신하여, 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명에 고장이 발생하면, 고장 발생 신호를 생성하는 자가진단 회로부; 및 자신과 연결되어 있는 상기 제 1 구동전원장치와 직렬로 제 1 저항을 삽입하여 평상시에는 릴레이스위치를 온(ON)하여 제 1 저항을 통하지 않고 상기 LED조명에 전원 공급하여 저항에 의한 손실을 막고, 슬레이브 조명장치들의 이상유무를 확인할 때만 상기 릴레이스위치를 오프(Off)하고, 상기 LED조명 부하에 의한 저항 양단간의 전압이 발생하게 하여 동작여부를 판단하는 LED 조명부;을 포함하는 조명장치를 위한 자가진단 시스템을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 LED조명부는, 상기 제 1 구동전원장치의 단자(DC+)와 연결된 구조로 형성되어 상기 제 1 구동전원장치로부터 상기 LED조명으로의 전원을 공급 또는 차단하기 위한 스위치인 릴레이스위치; 상기 릴레이스위치의 양단자와 병렬로 연결되어 형성되는 제 1 저항; 상기 릴레이스위치와 상기 제 1 저항가 병렬로 연결된 양단자 각각이 2단(-)와 3단자(+)에 입력되며 출력은 AD컨버터와 연결되는 구조로 형성되어, 2개의 입력 단자에 가해진 신호를 차동증폭하는 증폭기인 차동증폭기; 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명에 대한 동작 상태를 점검하고, 고장이 발생하면, 고장발생 신호를 생성하여 외부 단말로 전송하는 메인CPU; 및 상기 메인CPU에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 상기 제 1 PLC단자와 연결되어 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 1 구동전원장치를 제어하기 위한 유닛인 제 2 PLC단자; 를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 메인CPU는, 전원단자(1), GP5(2), GP4(3), GP3(4), GP2(5), GP1(6) 및 접지단자(7)를 포함하는 제어칩; 외부전원(Vcc)과 제 2 RED 다이오드의 입력단 사이에 연결되는 제 1 RED 다이오드; 상기 제 1 RED 다이오드의 출력단과 제 1 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 상기 제 2 RED 다이오드; 베이스가 상기 제어칩의 GP1(6)에 연결되며, 컬렉터가 상기 제 2 RED 다이오드의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성되는 상기 제 1 트랜지스터; 상기 외부전원(Vcc)과 제 2 GREEN 다이오드의 입력단 사이에 연결되는 제 1 GREEN 다이오드; 상기 제 1 GREEN 다이오드의 출력단과 제 2 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 제 2 GREEN 다이오드; 베이스가 상기 제어칩의 GP2(5)에 연결되며, 컬렉터가 상기 제 2 GREEN 다이오드의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성되는 제 2 트랜지스터; 상기 외부전원(Vcc)과 제 2 BLUE 다이오드의 입력단 사이에 연결되는 제 1 BLUE 다이오드; 상기 제 1 BLUE 다이오드의 출력단과 제 3 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 상기 제 2 BLUE 다이오드; 베이스가 상기 제어칩의 GP3(4)에 연결되며, 컬렉터가 상기 제 2 BLUE 다이오드의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성되는 상기 제 3 트랜지스터; 상기 외부전원와 제 4 트랜지스터의 컬렉터와 연결되는 구주로 형성되는 제 2 저항; 상기 제 2 저항과 접지 사이에 형성되는 제 4 트랜지스터; 및 상기 차동증폭기의 출력단과 연결되며, 상기 메인CPU(80)로 출력신호를 출력하는 AD컨버터; 를 포함하며, 상기 제 2 저항과 상기 제 4 트랜지스터는 슬레이브(Slave) 상태 회신용 회로를 구성되는 것이 바람직하다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 2 특징에 따르면, 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED조명 중 제 1 LED조명과 제 2 LED조명에 전원을 공급하는 제 1 구동전원장치; 상기 제 1 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 1 구동전원장치를 제어하기 위한 제 1 PLC단자; 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED 조명 중 제 3 LED조명에 전원을 공급하는 제 2 구동전원장치; 상기 제 2 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 2 구동전원장치를 제어하기 위한 제 3 PLC단자; 및 자가진단 회로부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치를 위한 자가진단 시스템을 이용한 자가진단 방법에 있어서, 메인CPU가 검사모드인지 여부를 판단하여, 검사모드인 경우 전체 LED 조명을 오프(OFF)시키는 제 1 단계; 상기 메인CPU가 자신과 연결된 구동전원장치를 제외한 모든 구동전원장치에 대한 오프(Off) 명령을 수행하는 제 2 단계; 상기 메인CPU가 릴레이스위치를 오프(Off) 시키고, 주소번지를 0으로 세팅하는 제 3 단계; 상기 메인CPU가, 상기 LED 조명 중 Red, Blue, Green LED에 온(ON) 명령을 전송하는 제 4 단계; 상기 메인CPU가. 소비전류가 정상인지 여부를 판단결과, 소비전류가 정상이 아닌 경우, 메인CPU(80)는 현번지를 기록하면, 소비전류가 정상인 경우, 현번지가 마지막번지인지를 판단하여 아닌 경우 상기 주소번지를 1 증가시키는 제 5 단계; 및 상기 메인CPU가, 상기 현번지가 마지막 번지인 경우, 에러 여부를 판단하며, 에러가 없는 경우, 정상 조명 연출을 시작하며, 판단결과 에러가 있는 경우 에러 처리 루틴을 수행하는 제 6 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 6 단계; 를 포함하는 조명장치를 이용한 자가진단방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 위한 자가진단은 LED 조명 장치에 별도의 장비없이 LED 소자에서 구동되는 소비전류를 이용하여 조명장치의 동작 여부를 확인할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 경관 조명, 또는 식물생장 조명등 제어를 위해 하나의 메인 컨트롤러에서 다수개의 조명을 제어할 수 있어 고장여부를 손쉽고 간편하게 인지하여 신속한 장애요소를 해결할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 LED조명의 각 LED조명의 회로를 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템이 다수개 연결된 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 조명장치를 위한 자가진단 회로를 이용한 자가진단 방법을 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템(1)을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 LED조명(130)의 각 LED조명의 회로를 나타내는 회로도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템(1)은, 제 1 구동전원장치(10), 제 1 PLC단자(20), 릴레이스위치(30), 제 1 저항(40), 차동증폭기(60), 제 2 PLC단자(70), 메인CPU(80), AD컨버터(90), 자가진단 회로부(50), 제 2 구동전원장치(110), 제 3 PLC단자(120) 및 LED조명부(130)을 포함한다.

제 1 구동전원장치(10)는 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, 상용 전원으로부터 공급되는 교류(AC) 전기를 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치이다.

상기 제 1 구동전원장치(10)는 고속 전력 반도체를 이용해 높은 주파수로 단속 제어를 하고 정류와 평활 회로를 거쳐 안정된 각종 직류 전압을 얻는다. 제 1 구동전원장치(10)는 LED조명부(130) 중 제 1 LED조명과 제 2 LED조명에 전원을 공급한다.

제 1 PLC단자(20)는 제 1 구동전원장치(10)에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 제 1 구동전원장치(10)를 제어하기 위한 유닛이다. 제 1 PLC단자(20)에서 사용하는 전력선 통신(power line communication)은 중/저속 분야에서 가전 기기, 조명 기기, 냉난방 기기, 홈 시큐리티 시스템 제어에 사용되는 등 홈 네트워킹 솔루션으로 확산되는 추세에 있고, 고속 분야에서도 10Mbps를 넘는 초고속 기술이 개발되고 있어 전력선 통신의 우수성과 필요성이 대두되고 있다.

자가진단 회로부(50)는 릴레이스위치(30), 제 1 저항(40), 차동증폭기(60), 제 2 PLC단자(70), 메인CPU(80) 및 AD컨버터(90)를 포함하여 형성된다.

릴레이스위치(30)는 제 1 구동전원장치(10)의 단자(DC+)와 연결된 구조로 형성되어 제 1 구동전원장치(10)로부터 LED조명(130)으로의 전원을 공급 또는 차단하기 위한 스위치이다.

제 1 저항(40)은 릴레이스위치(30)의 양단자와 병렬로 연결되어 형성된다.

차동증폭기(60)는 릴레이스위치(30)와 제 1 저항(40)의 양단자 각각이 2단(-)와 3단자(+)에 입력되며 출력은 AD컨버터(90)와 연결되는 구조로 형성되어, 2개의 입력 단자에 가해진 신호를 증폭하는 증폭기이다.

차동증폭기(60)의 입력단은 2개의 트랜지스터 이미터를 결합한 회로가 사용되며, 베이스에는 바이어스 회로를 설치하여 영전위로 사용할 수 있게 되어 있으며 전원은 2종류를 사용하는 경우가 많다. 차동증폭기(60)는 2개의 입력 단자에 동시에 가해진 신호에 대하여 출력이 영이 되기 때문에 2개의 트랜지스터 Q1, Q2의 특성이 맞으면 온도 변화 등에 의한 바이어스의 변동은 출력에 나타나지 않는다. 따라서 직류 증폭기의 실현에 알맞고 대용량의 콘덴서를 구성하기 곤란한 집적 회로에는 차동증폭기가 많이 이용되고 OP앰프도 차동증폭기로 되어 있다.

제 2 PLC단자(70)는 메인CPU(80)에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 제 1 PLC단자(20)와 연결되어 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 제 1 구동전원장치(10)를 제어하기 위한 유닛이다.

메인CPU(80)는 제 1 구동전원장치(10), 제 2 구동전원장치(110) 및 LED조명(130)에 대한 동작 상태를 점검하고, 고장이 발생하면, 고장발생 신호를 생성하여 외부 단말로 전송한다.

AD컨버터(90)는 차동증폭기(60)의 출력단과 연결되며, 메인CPU(80)로 출력신호를 출력한다.

제 2 구동전원장치(110)는 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, 상용 전원으로부터 공급되는 교류(AC) 전기를 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치이다. 제 2 구동전원장치(110)는 고속 전력 반도체를 이용해 높은 주파수로 단속 제어를 하고 정류와 평활 회로를 거쳐 안정된 각종 직류 전압을 얻는다. 제 2 구동전원장치(110)는 LED조명부(130) 중 제 3 LED조명에 전원을 공급한다.

제 3 PLC단자(120)는 제 2 구동전원장치(110)에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 제 2 구동전원장치(110)를 제어하기 위한 유닛이다.

LED조명(130)은 제 1 구동전원장치(10) 및 제 2 구동전원장치(110)로부터 공급되는 구동 전원을 기반으로 발광하여 설정된 지역을 조명한다.

상기의 구성에서 다수개의 구동전원장치(10, 110) 내에 PLC단자(20, 120)을 구성하는 것은 상기 메인 CPU(80)에 존재하는 션트저항에 의해 LED소자의 동작시 전류의 흐름을 확인하기 위해 상기의 제 1 구동전원장치(10) 앞단에 상기 제 1 PLC단자(20)를 구성함으로써 병렬로 구성된 구동전원장치(10)을 OFF함으로써 메인 CPU(80) 내 션트 저항에 LED 소자의 소비전류만큼 전압이 발행하고, 주 구동전원장치를 제외한 다른 전원장치를 OFF하기 위해서 각각의 전원장치에 PLC 단자를 구성하여 제어 통신용도로 사용하게 된다.

도 2를 참조하여, LED조명부(130)은 제어칩(210), 제 1 RED 다이오드(220: D1), 제 2 RED 다이오드(230: D2), 제 1 트랜지스터(240: Q1), 제 1 GREEN 다이오드(250: D3), 제 2 GREEN 다이오드(260: D4), 제 2 트랜지스터(270: Q2), 제 1 BLUE 다이오드(280: D5), 제 2 BLUE 다이오드(290: D6), 제 3 트랜지스터(300: Q3), 제 2 저항(310: R2) 및 제 4 트랜지스터(320: Q4)를 포함한다.

제어칩(210)은 전원단자(1), GP5(2), GP4(3), GP3(4), GP2(5), GP1(6) 및 접지단자(7)을 포함한다.

제 1 RED 다이오드(220: D1)는 외부전원(Vcc)과 제 2 RED 다이오드(230)의 입력단 사이에 연결된다.

제 2 RED 다이오드(230: D2)는 제 1 RED 다이오드(220)의 출력단과 제 1 트랜지스터(240)의 컬렉터 사이에 연결된다.

제 1 트랜지스터(240: Q1)는 베이스가 제어칩(210)의 GP1(6)에 연결되며, 컬렉터가 제 2 RED 다이오드(230: D2)의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성된다.

제 1 GREEN 다이오드(250: D3)는 외부전원(Vcc)과 제 2 GREEN 다이오드(260)의 입력단 사이에 연결된다.

제 2 GREEN 다이오드(260: D4)는 제 1 GREEN 다이오드(250)의 출력단과 제 2 트랜지스터(270)의 컬렉터 사이에 연결된다.

제 2 트랜지스터(270: Q2)는 베이스가 제어칩(210)의 GP2(5)에 연결되며, 컬렉터가 제 2 GREEN 다이오드(260: D4)의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성된다.

제 1 BLUE 다이오드(280: D5)는 외부전원(Vcc)과 제 2 BLUE 다이오드(290)의 입력단 사이에 연결된다.

제 2 BLUE 다이오드(290: D6)는 제 1 BLUE 다이오드(280)의 출력단과 제 3 트랜지스터(300)의 컬렉터 사이에 연결된다.

제 3 트랜지스터(300: Q3)는 베이스가 제어칩(210)의 GP3(4)에 연결되며, 컬렉터가 제 2 BLUE 다이오드(290: D6)의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성된다.

제 2 저항(310: R2)는 외부전원(Vcc)와 제 4 트랜지스터(320)의 컬렉터와 연결되는 구주로 형성된다. 제 4 트랜지스터(320: Q4)는 제 2 저항(310)과 접지단 사이에 형성된다. 제 2 저항(310)과 제 4 트랜지스터(320)는 슬레이브(Slave) 상태 회신용 회로를 형성한다.

상기와 같은 구성에 의해, 메인CPU(80)에 연결되어 있는 제 1 구동전원장치(10)와 직렬로 제 1 저항(40)을 구성하여 평상시에는 릴레이스위치(30)를 온(ON)하여 제 1 저항(40)을 통하지 않고 전원을 공급하여 저항(40)에 의한 전력손실을 방지하고, 슬레이브 조명장치들의 이상유무를 확인할 경우 상기 릴레이스위치(30)를 오프(Off)하고, 조명부하에 의한 저항(40) 양단간의 전압이 발생하게 하여 동작여부를 판단한다.

보다 세부적으로 본 발명에 따른 조명장치의 자가진단 방법은, 상기 메인CPU(80)에서 슬레이브에 조명장치에 있는 LED 소자에 의해 소비 전류가 발생하고, 발생된 소비전류를 제 1 저항(40) 양단간에 발생하는 전압을 차동증폭기(600)를 이용하여 소비되는 전력을 검출하여 정상적으로 LED 소자가 작동하면 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있다.

이후, 다른 슬레이브 조명 장치의 동작여부를 확인하여 불량이 발생한 위치를 메인CPU(80)에서 표시하여 손쉽게 수리할 수 있도록 디스플레이부(미도시)에 표출하고, 연출시 해당 동작하지 않는 부분을 제거하고 동작 명령을 내리도록 하여 불량에 의한 최소한의 연출을 가능하도록 한다.

상기와 같이 LED조명부(130)에 특별한 기능을 추가하지 않고 단순히 LED소자가 구동하는 소비전류를 이용하여 각 LED조명부(130)의 동작여부를 확인하도록 한다.

상기의 회로를 이용하여 R,G,B LED 소자의 온/오프 동작 이외에 슬레이브 회로도의 제 4 트랜지스터(320: Q4)를 통해서 메인CPU(80)에서 회신하여 알 수가 있다.

부가적으로 상기 도 2에서 R,G,B LED 소자의 온 동작시 해당 LED 소자의 점등 여부를 통해 각각의 R,G,B가 구동되어 각각의 소비 전류가 발생됨으로 해당 LED 소자의 동작상태를 알 수가 있으며, 이때, 상기 슬레이브 상태 회신용 회로의 상태는 상기 제 2 저항(310 : R2)에 소비전류를 인가하여 발생된 전류량을 상기 메인CPU(80)에 전달하여 상기 슬레이브 상태 회신용 회로의 상태 정보를 인지할 수 있다.

검출방법의 예는 하기와 같다. 즉, 상기 LED조명부(130)의 소비 전류가 30W(I=0.6A)라고 할 경우 R=10W(I=0.2A), B=10W(I=0.2A), G=10W(I=0.2)이고, LED조명부(130)의 대기 전류가 1W(10mA), 전원공급전압이 24V이고, 전류 감지를 위한 저항 제 1 저항(40: R1)이 1ohm이라 가정한다.

Red가 정상적으로 켜질경우(200mA가 흐를 경우) 제 1 저항(40: R1)에서 발생하는 전압은 옴의 법칙인 I=V/R에 의해 1옴*0.2A=0.2V가 된다. 위 계식과 같은 0.2V가 발생을 하므로 이것을 차동증폭기(60)를 이용하여 10배 증폭하면 2V가 되므로, 동작했을 경우와 동작 안 했을 경우 메인CPU(80)가 쉽게 구별할 수 있다.

이렇게 R, G, B를 동시에 점등시켜 소비전류를 보고 600mA가 소비되면 정상이고, 만약 200mA, 400mA가 소비되면, R, G, B를 순차적으로 점등시켜 어떤것이 문제가 되는지 파악이 가능하다.

LED 소자가 동작하지 않을 경우 제 1 저항(40: R1)에 걸리는 전압은 1옴*0.01A=0.01V로 위 계산식과 같이 0.01V가 발생하므로 이것을 차동증폭기(60)를 이용하여 10배 증폭하면 0.1V가 되므로 동작했을 경우와 동작 하지 않을 경우를 메인CPU(80)가 쉽게 구별할 수 있다.

이러한, 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템(1)은 식물생장용 조명에도 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템(1)이 다수개 연결된 상태를 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 조명장치를 위한 자가진단 회로를 포함하는 자가진단 시스템(1)이 2개가 형성되고, LED조명부(130)과의 사이에, 메인CPU(80)가 추가된 것을 나타낸다.

즉, 한 개의 메인CPU(80)에 여러 개의 구동전원장치가 연결된 경우 해당 회로는 각각의 구동전원장치의 소비전류를 측정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 조명장치를 위한 자가진단 회로를 이용한 자가진단 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 메인CPU(80)가 검사모드인지 여부를 판단한다(S1).

단계(S1)의 판단결과 검사모드가 아닌 경우 메인CPU(80)는 LED조명(130)의 연출을 시작한다(S3).

한편, 단계(S1)의 판단결과 검사모드인 경우 메인CPU(80)는 전체 LED 조명을 오프(OFF)시킨다(S4).

이후, 메인CPU(80)는 구동전원장치에 대한 오프(Off) 명령을 수행한다(S5). 메인CPU(80)는 전력선 통신을 이용해 자신과 연결된 파외 이외의 모든 전원의 파워를 오프한다.

이후, 메인CPU(80)는 메인 릴레이스위치(30)를 오프(Off) 시키고, 주소번지를 0으로 세팅한다(S6). 즉, 소비전류 측정모드에서 주소번지를 초기화한다.

이후, 메인CPU(80)는 주소번지에 1로 세팅한 뒤(S7), Red, Blue, Green LED에 온(ON) 명령을 전송한다(S8). 즉, Red, Blue, Green LED에 순차적으로 점등 명령 또는 동시 점등 명령을 전송한다.

이에 따라, 메인CPU(80)는 소비전류가 정상인지 여부를 판단한다(S9).

단계(S9)의 판단결과, 소비전류가 정상이 아닌 경우, 메인CPU(80)는 현번지를 기록한다(S10).

한편, 단계(S9)의 판단결과, 소비전류가 정상인 경우, 메인CPU(80)는 현번지가 마지막번지인지를 판단한다(S11). 단계(S11)의 판단결과, 마지막 번지가 아닌 경우 단계(S7)로 회귀한다.

한편, 단계(S11)의 판단결과, 마지막 번지인 경우, 메인CPU(80)는 에러 여부를 판단한다(S12).

단계(S12)의 판단결과, 에러가 없는 경우, 메인CPU(80)는 정상 조명 연출을 시작한다(S14).

한편, 단계(S12)의 판단결과 에러가 있는 경우, 메인CPU(80)는 에러 처리 루틴을 수행한다(S13).

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 제 1 구동전원장치 20: 제 1 PLC단자
30: 릴레이스위치 40: 제 1 저항
50: 자가진단 회로부 60: 차동증폭기
70: 제 2 PLC단자 80: 메인CPU
90: AD컨버터 110: 제 2 구동전원장치
120: 제 3 PLC단자 130: LED조명부
210: 제어칩 220: 제 1 RED 다이오드
230: 제 2 RED 다이오드 240: 제 1 트랜지스터
250: 제 1 GREEN 다이오드 260: 제 2 GREEN 다이오드
270: 제 2 트랜지스터 280: 제 1 BLUE 다이오드
290: 제 2 BLUE 다이오드 300: 제 3 트랜지스터
310: 제 2 저항 320: 제 4 트랜지스터

Claims (5)

1. 삭제
2. 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED조명 중 제 1 LED조명과 제 2 LED조명에 전원을 공급하는 제 1 구동전원장치; 상기 제 1 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 1 구동전원장치를 제어하기 위한 제 1 PLC단자; 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply, SMPS)로, LED 조명 중 제 3 LED조명에 전원을 공급하는 제 2 구동전원장치; 상기 제 2 구동전원장치에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 2 구동전원장치를 제어하기 위한 제 3 PLC단자; 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명의 동작 상태를 상기 제 1 및 제 3 PLC단자를 통해 수신하여, 상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명에 고장이 발생하면, 고장 발생 신호를 생성하는 자가진단 회로부; 및 릴레이스위치 및 제 1 저항을 포함하고 릴레이스위치의 양 단자와 제 1 저항이 병렬로 형성되고, 제 1 구동전원장치는 릴레이스위치와 직렬로 연결되고, 평상시에는 릴레이스위치를 온(ON)하여 제 1 저항을 통하지 않고 상기 LED조명에 전원 공급하여 저항에 의한 손실을 막고, 슬레이브 조명장치들의 이상유무를 확인할 때만 상기 릴레이스위치를 오프(Off)하고, 상기 LED조명 부하에 의한 저항 양단간의 전압이 발생하게 하여 동작여부를 판단하는 LED 조명부; 로 구성된 조명장치를 위한 자가진단 시스템에 있어서,
   상기 LED조명부은,
   상기 제 1 구동전원장치의 단자(DC+)와 연결된 구조로 형성되어 상기 제 1 구동전원장치로부터 상기 LED조명으로의 전원을 공급 또는 차단하기 위한 스위치인 릴레이스위치;
   상기 릴레이스위치와 상기 제 1 저항과 병렬로 연결된 양 단자 각각이 2단(-)와 3단자(+)에 입력되며 출력은 AD컨버터와 연결되는 구조로 형성되어, 2개의 입력 단자에 가해진 신호를 차동증폭하는 증폭기인 차동증폭기;
   상기 제 1 구동전원장치, 상기 제 2 구동전원장치 및 상기 LED조명에 대한 동작 상태를 점검하고, 고장이 발생하면, 고장발생 신호를 생성하여 외부 단말로 전송하는 메인CPU; 및
   상기 메인CPU에 구비된 전력선 통신(power line communication) 단자로, 상기 제 1 PLC단자와 연결되어 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 상기 제 1 구동전원장치를 제어하기 위한 유닛인 제 2 PLC단자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치를 위한 자가진단 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 메인CPU는,
   전원단자(1), GP5(2), GP4(3), GP3(4), GP2(5), GP1(6) 및 접지단자(7)를 포함하는 제어칩;
   외부전원(Vcc)과 제 2 RED 다이오드의 입력단 사이에 연결되는 제 1 RED 다이오드;
   상기 제 1 RED 다이오드의 출력단과 제 1 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 상기 제 2 RED 다이오드;
   베이스가 상기 제어칩의 GP1(6)에 연결되며, 컬렉터가 상기 제 2 RED 다이오드의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성되는 상기 제 1 트랜지스터;
   상기 외부전원(Vcc)과 제 2 GREEN 다이오드의 입력단 사이에 연결되는 제 1 GREEN 다이오드;
   상기 제 1 GREEN 다이오드의 출력단과 제 2 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 제 2 GREEN 다이오드;
   베이스가 상기 제어칩의 GP2(5)에 연결되며, 컬렉터가 상기 제 2 GREEN 다이오드의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성되는 제 2 트랜지스터;
   상기 외부전원(Vcc)과 제 2 BLUE 다이오드의 입력단 사이에 연결되는 제 1 BLUE 다이오드;
   상기 제 1 BLUE 다이오드의 출력단과 제 3 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 상기 제 2 BLUE 다이오드;
   베이스가 상기 제어칩의 GP3(4)에 연결되며, 컬렉터가 상기 제 2 BLUE 다이오드의 출력단에 연결되며, 에미터가 접지와 연결되는 구조로 형성되는 상기 제 3 트랜지스터;
   상기 외부전원와 제 4 트랜지스터의 컬렉터와 연결되는 구조로 형성되는 제 2 저항;
   상기 제 2 저항과 접지 사이에 형성되는 제 4 트랜지스터; 및
   상기 차동증폭기의 출력단과 연결되며, 상기 메인CPU(80)로 출력신호를 출력하는 AD컨버터; 를 포함하며,
   상기 제 2 저항과 상기 제 4 트랜지스터는 슬레이브(Slave) 상태 회신용 회로를 형성되는 것을 특징으로 하는 조명장치를 위한 자가진단 시스템.
4. 삭제
5. 삭제

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