KR101111603B1

KR101111603B1 - 전등제어시스템

Info

Publication number: KR101111603B1
Application number: KR1020100031024A
Authority: KR
Inventors: 강갑진
Original assignee: 강갑진
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2012-02-15
Also published as: KR20110111777A

Abstract

본 발명은 전등제어시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이진데이터를 이용하여 전등을 제어하는 전등제어시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 스위치의 온/오프를 판단하여 온이 된 것으로 판단되는 스위치에 해당하는 미리 설정된 이진데이터를 출력하는 데이터출력부와, 데이터출력부에서 출력된 이진데이터와 미리 설정된 이진데이터를 비교하여 전등의 온/오프를 위한 제어신호를 송출하는 메인제어부와, 데이터출력부로에서 출력된 이진데이터가 메인제어부로 전송되도록 하는 통신부 및 메인제어부에서 송출된 제어신호에 따라 다수 개의 전등의 온/오프를 제어하는 무접점 스위치부를 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 스위치의 온/오프에 따른 이진데이터를 그대로 전송하여 전등의 온/오프를 제어하므로, 시공이 보다 간편하고 신속하게 이루어질 수 있으며 시공 비용 또한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전등제어시스템{Electric light control system}

본 발명은 전등제어시스템에 관한 것으로, 특히 실내의 모든 전등을 편리하게 제어할 수 있는 전등제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전등을 켜고 끄는 스위치는 유접점 스위치를 사용하고 있으며, 유접점 스위치의 접점이 붙거나 떨어지는 작용에 의해 전등이 온/오프된다.

이와 같이 유접점 스위치에 의해 전등의 온/오프를 제어하였던 종래의 전등제어시스템은 실내에 설치된 전등 하나에 하나의 스위치를 직렬로 연결하여 하나의 스위치로만 연결된 전등의 제어만이 가능하였다.

이에 따라, 한 공간에 전등이 하나 설치되었다면 스위치도 하나, 전등이 둘 설치되었다면 각각의 전등에 연결되어 설치되는 스위치가 두 개가 연결되었고, 이는 그 공간 내의 스위치만으로 연결된 전등만을 키고 끌 수밖에 없었다. 즉, 거실의 등을 안방에서 끌 수 없었고 거실의 등은 거실의 스위치로만, 안방의 등은 안방의 스위치만으로 전등의 온/오프를 제어할 수밖에 없었다.

따라서, 안방에서 거실을 가고자 할 때에는 안방의 불을 끄고 거실의 불은 어두운 통로를 통과하여 거실로 이동해서 거실의 불을 켜야만 하는 불편이 따르게 되었다.

한편, 상술한 바와 같은 불편함의 문제를 해결하기 위해 통상의 3로 스위치가 사용되는 바, 3로 스위치는 양방향 전등제어시스템으로써 두 공간 내의 전등을 두 공간에서 제어 가능한 전등제어시스템이다.

그런데, 종래의 3로 스위치로는 두 공간에서만 그 공간 내의 전등을 켜고 끌 수 있는 것으로 실내 전체의 전등을 통합적으로 제어할 수 없었다.

따라서, 일부 건물들은 실내 전체의 전등을 통합적으로 제어할 수 있도록 중앙제어시스템을 구축하고 있다.

이와 같은 중앙제어시스템은 대체적으로 RS-485 규격에 따르는 통신 시스템을 이용하여 구축하였다.

여기서, RS-485 규격에 따르는 통신시스템의 구성을 살펴보면, 컴퓨터나 PLC(Programmable Logic Controller)등으로부터 입력되는 TTL(Transistor-transistor Logic) 신호 레벨의 데이터 신호를 RS-485의 전송 신호로 바꾸거나 전송로로부터 입력된 RS-485의 전송 신호를 TTL 신호레벨의 데이터 신호로 변환하여 컴퓨터나 PLC 등으로 출력시키는 RS-485 드라이버부와, 각각의 RS-485 드라이버부를 연결하는 전송로와, 전송로의 특성 임피던스를 나타내는 종단 저항으로 이루어져 있다.

이와 같이 이루어지는 RS-485의 규격에 따르는 통신시스템으로 이루어지는 전등제어방식은 종래 RS-232 통신 방식보다 통신 속도가 빠르고 통신 거리가 긴 장점이 있다.

그러나, RS-485의 규격에 따르는 통신시스템은 컴퓨터나 PLC 등을 따로 구비해야 하고, 외부에서 발생되는 노이즈를 차단하기 위해 전송 케이블을 노이즈가 차폐된 것을 쓰거나 노이즈 차단 회로를 별도로 구비해야 하기 때문에 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 스위치의 온/오프에 따른 이진데이터를 그대로 메인제어부에 전송하여 전등의 온/오프를 제어하므로 통신을 위한 컴퓨터를 구비할 필요도 없고 노이즈의 영향을 받을 우려도 없기 때문에 통신을 위한 시스템의 설치 비용을 감소시킬 수 있는 전등제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 RS-485의 규격에 따른 통신시스템을 이용하지 않고 UTP 케이블과 같은 통신선을 이용하여 이진데이터를 전송함으로써 설치 비용을 더욱 감소시킬 뿐만 아니라 신축 및 기준 건물에도 설치할 수 있는 전등제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 실내의 어느 공간에서든지 스위치를 설치할 수 있고, 실내의 어느 공간에서든지 실내 전체의 전등을 통합적으로 제어할 수 있으므로 전등 제어의 편의성 및 생활의 편의성을 향상시킬 수 있는 전등제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 전등제어시스템은, 스위치의 온/오프를 판단하여 온이 된 것으로 판단되는 스위치에 해당하는 미리 설정된 이진데이터를 출력하는 데이터출력부와, 데이터출력부에서 출력된 이진데이터와 미리 설정된 이진데이터를 비교하여 전등의 온/오프를 위한 제어신호를 송출하는 메인제어부와, 데이터출력부에서 출력된 이진데이터가 메인제어부로 전송되도록 하는 통신부 및 메인제어부에서 송출된 제어신호에 따라 전등의 온/오프를 제어하는 무접점 스위치부를 포함한다.

이때, 데이터출력부는 0이 입력되면 스위치가 온이 된 것으로 판단하고 1이 입력되면 스위치가 오프된 것으로 판단한다.

또한, 통신부는 데이터출력부와 메인제어부 사이를 연결하여 직접 이진데이터를 전송하는 통신선 및 통신선을 통해 이진데이터가 전송되는데 회로 간의 간섭을 차단하고 장거리 전송되도록 하는 트랜지스터를 포함하되, 통신선은 UTP(Unshielded Twisted Pair)가 바람직하다.

따라서, 본 발명은 스위치의 온/오프에 따른 이진데이터를 UTP(Unshielded Twisted Pair)와 같은 통신선을 이용하여 메인제어부에 전송하므로 별도의 통신 장비가 필요없어 설치 비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 이미 설치된 UTP와 같은 통신선에 미리 설치된 스위치 외에 새로운 스위치를 연결할 수 있기 때문에 설치의 변경이 용이해진다.

또한, 본 발명은 데이터출력부에서 출력된 이진데이터가 메인제어부로 그대로 전송되기 때문에 노이즈의 영향을 받지 않는다.

또한, 본 발명은 실내의 어느 공간에서든지 스위치를 설치할 수 있고, 실내의 어느 공간에서든지 실내 전체의 전등을 통합적으로 제어할 수 있으므로 전등 제어의 편의성 및 생활의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템을 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 일실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 일실시예로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 일실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 쉽게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템은 데이터출력부(110), 통신부(120), 메인제어부(130) 및 무접점 스위치부(140)로 구성된다.

데이터출력부(110)는 스위치(111)의 온/오프 신호를 입력받아 스위치(111)가 온이 되었는지 판단하여 온된 스위치(111)에 해당되는 미리 설정된 이진데이터를 출력한다.

통신부(120)는 데이터출력부(110)에서 출력된 이진데이터를 그대로 메인제어부(130)로 전송되도록 한다.

메인제어부(130)는 통신부(120)로부터 이진데이터를 입력받아 입력된 이진데이터와 미리 설정된 이진데이터를 비교하여 무접점 스위치부(140)의 동작을 제어한다.

무접점 스위치부(140)는 메인제어부(130)의 제어신호에 따라 다수 개의 전등(EL1…ELn)을 온/오프시킨다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템의 동작을 아래 도 2를 참조하여 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템을 나타낸 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전등제어시스템의 데이터출력부(110)는 2개 이상의 스위치(111, SW1…SW6)와 제1마이컴(112)이 연결되어 있으며 0과 1의 신호를 표현하기 위한 풀업 저항(AR1)이 연결되어 있다. 또한, 전원(VSS, VDD)과 연결되어 데이터출력제어부(112)에 클럭을 인가하기 위한 오실레이터(OSC)와 콘덴서(C1, C2)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 데이터출력부(110)는, 예를 들어, 제1마이컴(112)의 제1입력포트(PA0)에 연결된 제1스위치(SW1)가 온(on)이 되면 로우(low)레벨, 오프(off)가 되면 하이(high)레벨 신호가 제1입력포트(PA0)에 가해진다.

여기서, 데이터출력부(110)는 제1마이컴(112)의 제1입력포트(PA0)의 0번 비트가 0이 되면 제1입력포트(PA0)와 연결된 제1스위치(SW1)가 온(on)이 된 것으로 판단하고, 0번 비트가 1이 되면 제1스위치(SW1)는 오프(off)된 것으로 판단한다. 이때, 제1마이컴(112)은 제1스위치(SW1)가 온이라고 판단되면 제1스위치(SW1)에 해당되는 미리 설정된 이진데이터를 출력포트(PB0…PB5)를 통해 이진데이터를 출력한다.

이와 같은 방법으로 제1마이컴(112)은 제1입력포트(PA0)외의 입력포트(PA1…PA5)와 연결된 스위치(SW2…SW6)들이 온이라고 판단되면 출력포트(PB0…PB5)에서는 온된 스위치(111, SW2…SW6)들에 해당되는 미리 설정된 이진데이터를 출력한다.

이렇게 데이터출력부(110)로부터 출력된 이진데이터는 통신부(120)의 UTP 케이블(121)을 통해 그대로 메인제어부(130)로 전송된다. 이때, 도 2에서는 UTP 케이블로 도시되었으나, UTP 외의 다른 통신선(예를 들어, STP, FTP 등)을 이용하여 통신시스템을 구축할 수 있다. 그러나, 본 발명은 비용을 절감시키는 것을 목적으로 하므로 UTP를 이용하는 것이 가장 바람직할 것이다. 또한, 데이터출력부(110)로부터 출력된 이진데이터가 메인제어부(130)로 전송되는데 회로 간의 간섭을 차단하고 장거리 전송될 수 있도록 트랜지스터(122)가 구비된다. 즉, 트랜지스터(122)는 데이터출력부(110)에서 출력되는 이진데이터를 입력받아 컬렉터(C)에서 에미터(E)로 이진데이터가 전송되게 하고 회로 간의 간섭을 차단하고 장거리 전송될 수 있도록 한다. 이에 따라, 데이터출력부(110)에서 이진데이터가 출력되는 출력단자와 메인데이터(130)에 이진데이터가 입력되는 입력단자에 각기 제1트랜지스터(122a) 및 제2트랜지스터(122b)가 구비된다.

이와 같이 전송된 이진데이터는 회로의 안전성을 위한 풀업 저항(AR2)을 거쳐 메인제어부(130)의 제2마이컴(131)에 입력된다. 제2마이컴(131)은 입력된 이진데이터와 미리 설정된 이진데이터를 비교하여 입력된 이진데이터가 어느 전등(EL1…EL6)에 해당되는 이진데이터인지 판단하여 해당 전등(EL1…EL6)이 온이 되도록 제어신호를 무접점 스위치부(140)로 송출한다. 즉, 온된 제1스위치(SW1)에 해당되는 이진데이터가 제2마이컴(131)의 입력포트(PA0…PA5)에 입력되었다면, 제2마이컴(131)은 미리 설정된 이진데이터와 입력된 이진데이터를 비교하여 입력된 이진데이터가 제1전등(EL1)에 해당되는 데이터라고 판단되면 제1전등(EL1)이 온이 되도록 제어신호를 제1출력포트(PB0)를 통해 무접점 스위치부(140)로 송출한다. 또한, 메인제어부(130)의 출력단과 무접점 스위치부(140)의 입력단에 회로 간의 간섭을 차단하고 안전된 이진데이터가 전송될 수 있도록 하는 트랜지스터(132)가 더 포함될 수 있다.

메인제어부(130)로부터 송출된 제어신호가 무접점 스위치부(140)에 전달되면, 무접점 스위치부(140)에서는 회로의 구성을 위한 저항(R1…R18) 및 콘덴서(C5…C16)을 거쳐 전등(EL1…EL6)을 구동하기 위해 스위칭 역할을 하는 포토커플러(MOC1…MOC6)와 트라이액(BTA1…BTA6)에 의해 전등(EL1…EL6)을 온/오프시킨다. 즉, 메인제어부(130)로부터 제1전등(EL1)을 온시키라는 제어신호가 입력되면 제1전등(EL1)을 온시키기 위한 제1포토커플러(MOC1)과 제1트라이액(BTA1)을 온이 되도록 스위칭하여 제1전등(EL1)이 켜지도록 한다. 이때, 포토커플러(MOC1…MOC6)는 무접점 릴레이로서 전등(EL1…EL6)을 온/오프시키기 위한 스위칭 역할을 하는 것으로, 포토커플러(MOC1…MOC6)와 트라이액(BTA1…BTA6)을 함께 구비하는 이유는 포토커플러(MOC1…MOC6)가 직류(DC) 전압에서 스위치 용도로 사용하기 위한 것으로, 교류(AC) 전압 220V 상에서 전등(EL1…EL6)의 온/오프를 제어하기 위해서는 트라이액(BTA)도 함께 구비된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 전등제어시스템이 제어되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전등제어시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2와 도 3을 함께 참조하면, 데이터출력부(110)의 제1마이컴(112)에서는 제1스위치(SW1)가 온(on)이 되었는지 판단한다(S310). 판단 방법은, 앞서 설명한 바와 같이, 제1스위치(SW1)와 연결된 제1입력포트(PA1)의 0번 비트에 0이 입력되면 제1스위치(SW1)가 온(on)되었다고 판단하고 0번 비트에 1이 입력되면 제1스위치(SW1)는 오프(off)되었다고 판단한다.

제1스위치(SW1)가 온된 것으로 판단되면, 미리 설정된 이진데이터 중 제1스위치(SW1)에 해당되는 이진데이터 011011을 출력한다(S320).

이와 같이 출력된 이진데이터 011011은 UTP 케이블(121)을 통해 메인제어부(130)로 전송된다(S330).

이진데이터를 전송받은 메인제어부(130)는 전송된 이진데이터 011011이 어느 전등(EL1…EL6)을 온시키기 위한 제어신호인지 미리 설정된 이진데이터와 비교하여 판단한다(S340).

판단결과, 이진데이터 011011에 해당되는 전등이 제1전등(EL1)이라면 제1전등(EL1)을 온시키기 위해 스위칭 역할을 하는 제1포토커플러(MOC1)와 제1트라이액(BTA1)에 제어신호를 송출하면(S350) 송출된 제어신호를 수신한 제1포토커플러(MOC1)와 제1트라이액(BTA1)에 의해 제1전등(EL1)이 온 된다(S360).

이와 같이 본 발명은 스위치의 온/오프에 따라 이진데이터를 그대로 전송하여 전등의 온/오프를 제어함으로써 종래처럼 통신 장비를 따로 구비할 필요가 없기 때문에 시공이 간편하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 후에 시공을 간편하게 변경할 수도 있다.

110: 데이터출력부 111: 스위치
112: 제1마이컴 120: 통신부
130: 메인제어부 140: 무접점 스위치부

Claims

둘 이상의 제1 스위치,
자신에 해당하는 상기 제1 스위치가 온되면 0을 표현하고 오프되면 1을 표현하는 제1 풀업 저항, 및
상기 제1 풀업 저항을 통하여 둘 이상의 상기 제1 스위치가 복수의 입력 포트에 연결되고 상기 제1 스위치가 온이라고 판단된 상기 입력 포트들에 해당되는 미리 설정된 이진 데이터를 출력하는 제1 마이컴을 포함하여서 상기 제1 스위치의 온/오프 상태에 해당하는 미리 설정된 상기 이진데이터를 출력하는 데이터출력부;
상기 제1 마이컴에서 전송된 신호를 전달하는 제2 풀업 저항,
상기 제2 풀업 저항을 통하여 입력되는 상기 이진데이터와 미리 설정된 이진데이터를 비교하여 전등의 온오프를 위한 제어신호를 출력하는 제2 마이컴, 및
상기 제2 마이컴에서 출력하는 상기 제어신호를 전달하는 제1 트랜지스터를 포함하여서 상기 데이터출력부에서 출력된 이진데이터에 대하여 전등의 온오프를 위한 상기 제어신호를 송출하는 메인제어부;
상기 이진 데이터를 전송하는 유티피(UTP : Unshieleded Twisted Pair)통신선, 및
상기 유티피 통신선의 양단에 설치되어서 컬렉터에서 에미터로 상기 이진데이터가 전송되고 회로 간의 간섭을 차단하고 장거리 전송되도록 제2 트랜지스터들을 구비하여 상기 데이터출력부에서 출력된 상기 이진데이터를 상기 메인제어부로 전송하는 통신부; 및
상기 메인제어부에서 송출된 제어신호에 따라 다수 개의 전등의 온/오프를 제어하는 무접점 스위치부;
를 포함하는 전등제어시스템.
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