KR101226715B1

KR101226715B1 - 엘이디 디밍 센서등

Info

Publication number: KR101226715B1
Application number: KR1020100126336A
Authority: KR
Inventors: 지삼현
Original assignee: (주)에버유비; (주)금빛기술
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2013-01-28
Also published as: KR20120065032A

Abstract

본 발명의 엘이디(LED) 디밍(Dimming) 센서등은, 일정한 간격으로 배열된 고휘도 LED와, 움직임을 감지하는 센서부와, 센서부에서 발생하는 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭부와, 증폭부 신호와 조도센서 및 DIP 스위치의 설정에 따fms 제어 프로그램을 담고 있는 제어부; 및 제어부를 통해 상기 고휘도 LED의 디밍을 구동시키는 LED 드라이버로 구성되어 절전하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 디밍 센서등{LED Dimming Sensor Lighting}

본 발명은 엘이디(LED) 센서등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람 또는 사물의 움직임(motion)을 극초단파(microwave) 센서로 감지하여 디밍(Dimming)하는 엘이디 디밍 센서등에 관한 것이다.

적외선 센서는 열을 가진 물체에서 발생하는 적외선의 변화를 감지하여 전기적인 신호로 변환시키는 센서이고, 극초단파(microwave) 센서는 극초단파를 송신한 후 해당 신호의 반사파를 감지하는 것으로서 도플러 효과에 의해 극초단파의 반사체가 송신원으로부터 가까워지거나 멀어지면 그 속도에 비례하여 반사파의 주파수가 변한다는 원리를 이용하여 주파수를 감지하는 것이다.

적외선 센서는 열을 발산하는 물체의 열을 감지하는 수동형이므로 감도는 센서의 수신부에서 결정되나, 극초단파 센서는 수신부의 감도뿐 아니라 송신부의 송신전력이 커질수록 감도가 좋아지므로 감지수단의 성능을 향상시킬 경우에는 극초단파 센서를 적용함이 바람직하다.

주변의 온도와 이동체의 온도차를 감지하는 적외선 센서는 구조가 가장 간단하여 저가형으로 많이 채택되고 있으나, 주위 환경에 따라 많은 오차가 발생하고 있다.

종래의 LED 조명등에 적외선 센서를 이용하여 인체의 열을 감지하여 조명등을 온/오프함으로써 절전을 하였으나, 적외선 센서는 인체의 열을 직접적으로 감지해야 하므로 반드시 노출시켜야 한다. 따라서, 미적 감각을 살려 조명등을 디자인하는데 어려움이 있다.

또한, 극초단파 센서로 움직임을 감지하여 온/오프하는 엘이디(LED) 조명등은 공진부와 패치안테나 배치를 별도로 설치해야 문제로 시장 요구를 충족시키지 못하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 극초단파 센서로 움직임을 감지하여 LED 센서등을 디밍하는 절전용 엘이디 디밍 센서등을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, PCB 자체에 움직임(motion) 감지용 극초단파 센서를 설계하여 제조 원가를 줄이는 엘이디 디밍 센서등을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘이디(LED) 디밍 센서등은, 일정한 간격으로 배열된 고휘도 LED와; 움직임을 감지하는 센서부와; 상기 센서부에서 발생하는 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭부와; 상기 증폭부 신호와 조도센서 및 DIP 스위치의 설정에 따른 제어 프로그램을 담고 있는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 상기 고휘도 LED의 디밍을 구동시키는 LED 드라이버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 엘이디(LED) 디밍 센서등은, PCB 전면에, 일정한 간격으로 LED 칩을 내장한 고휘도 LED와; 발생된 전파를 외부로 송수신하는 송수신 마이크로 스트립 패치안테나와; 설정버튼을 통해 조도, 시간, 감도의 설정값을 LED로 표시하기 위한 설정표시부; 및 외부 조도를 인식하여 주야를 분리하여 감시 동작을 설정하는 조도센서;로 구성되고, 상기 PCB 후면에, 센서부에 전원을 공급하는 센서전원부와; 극초단파를 생성하는 공진부와; 상기 센서부에서 발생하는 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭부와; 상기 증폭부 신호와 조도센서 및 DIP 스위치의 설정에 따른 제어 프로그램을 담고 있는 제어부; 및 상기 고휘도 LED의 디밍을 제어하는 LED 드라이버;로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엘이디(LED) 디밍 센서등에 있어서, 상기 송수신 마이크로 스트립 패치안테나와 및 공진부는 상기 고휘도 LED 및 회로를 연결하는 패턴과 겹치지 않도록 배치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엘이디(LED) 디밍 센서등에 있어서, 상기 LED 드라이버는 전류량을 조절하여 상기 고휘도 LED를 디밍하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엘이디(LED) 디밍 센서등에 있어서, 상기 센서부를 통해 움직임이 감지되면 최대 밝기의 20%로 유지하던 고휘도 LED는 서서히 디밍하여 최대 밝기가 되고, 움직임 감지가 없으면 최대 밝기의 20%로 서서히 디밍되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엘이디(LED) 디밍 센서등에 있어서, 상기 센서부는, 극초단파를 연속적으로 발진시키는 국부신호발생부와; 상기 국부신호발생부에서 생성된 주파수를 공간으로 송출하기 위한 안테나송신부와; 상기 안테나송신부로부터 송출된 신호를 수신하기 위한 안테나수신부와; 중간주파수의 변환 과정을 수행하는 주파수혼합부와; 상기 중간주파수 신호를 증폭하는 중간주파수증폭부와; 상기 중간주파수 신호를 처리하여 대상물의 존재 여부 및 속도를 판별하는 신호판단부; 및 발진 및 주파수 조절을 위한 공진부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은, 움직임을 감지하여 LED 밝기를 조절하므로 절전 효과가 있고, PCB 자체에 극초단파 센서를 설계함으로써 LED 센서등을 저렴하게 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 디밍 센서등의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 디밍 센서등을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 디밍 센서등을 나타낸 배면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 엘이디 센서등의 디밍 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 디밍 센서등의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 엘이디 디밍 센서등은, 다수의 조명용 고휘도 LED(201)와, 움직임을 감지하는 센서부(100)와, 상기 센서부(100)에서 발생하는 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭부(106)와, 상기 증폭부(106) 신호와 조도센서(206) 및 DIP 스위치(미도시)의 설정에 따른 제어 프로그램을 담고 있는 제어부(107)와, 상기 고휘도 LED(201)의 디밍을 제어하는 LED 드라이버(108)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 증폭부(106)와 상기 제어부(107)는 전원부(109)에서 5V 전원(Vcc)이 공급된다.

상기 센서부(100)는 센서전원부(101)에서 3.3V 전원(Vcc)이 공급되면 국부신호발생부(102)에서 극초단파(microwave)를 연속적으로 발진시킨다. 이때, 상기 국부신호발생기(102)에서 발진시키는 극초단파의 주파수는 10.50~10.55GHz로 하는 것이 바람직하다.

상기 국부신호발생부(102)에서 생성된 주파수를 공간으로 송출하기 위한 안테나송신부(103)와, 상기 안테나송신부(103)로부터 송출된 신호를 수신하기 위한 안테나수신부(104)로 구성되어 있다.

주파수혼합부(105)에서는 대상물에 발사 후 되돌아온 주파수 출력신호와 송신주파수로부터 발신된 주파수가 서로 혼합되어 중간주파수의 변환 과정을 수행한다. 즉, 국부신호발생부(102)에서 생성된 극초단파와 상기 안테나수신부(104)를 통해 수신된 수신주파수 신호를 사용하여 중간주파수로 변환한다.

상기 증폭부(106)는 중간주파수 출력단으로부터 출력된 중간주파수 신호를 적정 수준으로 증폭한다. 이어서, 적분기 또는 평균기에서 중간주파수신호를 신호판단부 선단 즉, 상기 증폭부(106)의 출력단에서 교류전원 주기의 정수 배 시간동안 적분 또는 평균하여 그 값이 일정량 이상 또는 이하일 때를 검출하도록 한다.

또한, 상기 증폭부(105)에서 증폭된 중간주파수 신호를 신호판단부에서 신호 처리하여 대상물의 존재 여부 및 속도를 판별하며, 공진부에서는 X-band 발진기의 경우 Q(quality factor)를 일정 이상 확보하고 발진 및 주파수 조절을 위하여 공진회로와 RC, RL, RLC 회로 등으로 구성된다.

그리고, 신호판단부에서 출력된 신호에 따라 제어부(마이크로 프로세서, 107)를 통해 제어신호를 생성하고 LED 드라이버(108)를 구동시킨다. 조도센서(106)와 DIP 스위치와 연계된 제어부(107)는 LED 드라이버(108)를 구동시켜 고휘도 LED(201)를 디밍한다.

상기 센서부(100)에서 일반적인 구성요소인 중간주파수출력단, 신호판단부, 적분기 또는 평균기, 공진부는 도 1에서 생략하였다.

상기한 움직임 감지용 극초단파 센서모듈에 있어서, 움직임을 감지하는 동작을 요약하면 다음과 같다.

상기 국부신호발생부(102)에서는 10.525GHz의 특정 주파수를 연속적으로 발진하고, 안테나송신부(103)를 통해 국부신호발생부(102)에서 발진된 10.525GHz의 송신주파수신호가 공중으로 발산되면 대상물의 접근이 이루어지지 않은 대기 상태에서는 안테나송신부(103)를 통해 발산되는 주파수를 안테나수신부(104)가 이를 수신하여 주파수혼합부(105)를 거친 후 중간주파수출력단으로 흘러 들어가게 된다. 반면, 상기 안테나송신부(103)를 통해 상기 국부신호발생부(102)에서 발진된 10.525GHz의 주파수가 공중으로 발사되었을 때 대상물의 접근이 이루짐으로 인해 대상물의 움직임이 작동 센서에 의해 포착되면, 대상물을 통해 반사되어 되돌아온 수신주파수신호가 기존의 안테나송신부(103)로부터 발신되는 송신주파수로부터 이격하게 됨으로써 모션 변화를 감지하게 된다.

송신주파수신호와 수신주파수신호는 주파수혼합부(105)를 통해 서로 혼합된 후 중간주파수출력단을 통과하게 되는데, 이러한 일련의 과정을 통해 저주파 전압을 산출하며, 산출된 저주파 전압은 중간주파수처리단의 작동과 내장된 프로그램간의 작용에 의해 각 센서의 목적별로 지정된 명령에 따라 처리되어 최종적으로 제어부(107)를 통해 LED 드라이버(108)를 구동시켜 고휘도 LED(201)를 디밍할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 제어부(107)는 자체 표준시각 발생부인 발진부와, 점등 유지시간을 저장하여 기억하는 메모리부, 프로그램 오동작시 초기화하기 위한 리셋(Reset)부, 상기 점등 유지시간을 설정하는 시간 설정부, 사람이나 사물 등의 움직임을 감지하기 위한 센서입력부 등을 포함하여 구성한다. 이러한 제어부(마이크로 프로세서, 107) 구성은 종래의 마이컴 구조의 제어부 구성과 동일하므로 이에 대한 도시 및 식별 번호 표시는 생략하였다.

이러한 제어부(107)는 전등을 켠 후에도 감지 센서의 동작을 지속적으로 체크하여 센서입력부에 신호가 없으면 기존 설정된 시간에 역 카운터가 되며 역 카운터 중에도 센서입력부에서 동작이 감지되면 마이크로 컨트롤러가 다시 설정된 시간으로 유지하며 그 시간은 시간 설정부에 나타난다. 그리고, 다시 센서 입력부에 신호가 없으면 설정된 시간에서 역카운트 되며 설정시간 이후 릴레이 출력부에 의하여 디밍된다.

상기 LED 드라이버(108)는 고휘도 LED(201)에 공급되는 전류량을 조절하여 고휘도 LED(201)를 디밍하게 된다. 이때, 최대 전류량의 20%를 기준으로 전류를 서서히 증가시키거나 최대 전류량일 경우 서서히 감소시켜 고휘도 LED(201)를 디밍하게 된다. 즉, 고휘도 LED(201)의 최대 밝기의 20%를 기준으로 고휘도 LED(201)를 서서히 디밍한다. 여기서, 상기 LED(201)에 공급되는 전류량은 LED 용량 및 개수에 따라 결정되며, 최대 전류량(최대 밝기)의 디밍 범위는 사용 용도에 맞게 정할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 최대 밝기의 20%를 유지하던 LED 디밍 센서등은, 센서부(100)를 통해 움직임이 감지되면 서서히 디밍하여 최대 밝기가 되고, 움직임 감지가 없으면 서서히 디밍하여 최대 밝기의 20%로 디밍된다.

도 2는 본 발명에 따른 엘이디 디밍 센서등을 구성하는 PCB의 정면도이다.

도 2를 참조하면, PCB(1000) 전면에는, 일정한 간격으로 다수의 LED 칩을 내장한 고휘도 LED(201)와, 공진부(301)에서 발생된 전파를 외부로 출력하는 송신 마이크로 스트립 패치안테나(202)와, 외부에서 반사되어 들어오는 전파를 입력받는 수신 마이크로 스트립 패치안테나(203)와, 설정버튼(204)을 통해 조도, 시간, 감도의 설정값을 LED로 표시하기 위한 설정표시부(205)와, 외부 조도를 인식하여 주야를 분리하여 감시 동작을 설정하는 조도센서(CDS, 206)로 구성되어 있다.

이때, 상기 송신 및 수신 마이크로 스트립 패치안테나(202, 203)와 공진부(301)는 고휘도 LED(201) 및 회로를 연결하는 패턴과 겹치지 않도록 배치하고, 상기 송신 또는 수신 마이크로 스트립 패치안테나(202, 203)는 각각 2~3개를 형성하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 엘이디 극초단파 센서 조명등을 나타낸 배면도이다.

도 3을 참조하면, PCB(1000) 후면에는, 3.3V의 전원을 센서부(100)에 공급하는 센서전원부(101)와, 극초단파를 생성하는 공진부(301)와, 상기 센서부(100)에서 발생하는 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭부(106)와, 상기 증폭부(106) 신호와 조도센서 및 DIP 스위치의 설정에 따른 제어 프로그램을 담고 있는 제어부(107)와, 상기 고휘도 LED(201)의 디밍을 제어하는 LED 드라이버(108)와, 5V를 공급하는 On-Board 타입의 SMPS 전원부(302)로 구성되어 있다. 여기서 상기 센서부(100)는 공진부(302)와 송신 및 수신 마이크로 스트립 패치안테나(202, 203)로 이루어진다. 이때, 상기 공진부(301)는 사각 형상의 플라스틱 내부 표면에 크롬(Cr)으로 도금하여 매끄럽게 후처리된 케비티(미도시)로 덮는다.

본 발명은 센서전원부(101), 고휘도 LED(201), 공진부(302) 및 송수신 마이크로 스트립 패치안테나(202, 203)로 구성된 센서부(100), 증폭부(106)와, 제어부(107), LED 드라이버(108), 전원부(302)가 PCB 자체에 일체형으로 설계하여 형성하므로 저렴하게 생산할 수 있다.

또한, 종래에는 적외선센서나 극초단파 센서를 별도로 부착하였으나 본 발명은 센서부를 PCB 자체에 일체형으로 형성하므로 미적 감각이 뛰어난 엘이디 디밍 센서등을 디자인할 수 있다.

한편 본 발명의 엘이디 디밍 센서등은 최대 밝기의 일정 범위로 디밍된 상태로 유지하다가 움직임을 감지하면 최대 밝기로 디밍되므로 에너지 절감 효과가 있다.

도 4는 본 발명에 따른 엘이디 센서등의 디밍 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 먼저, 스위치를 온(ON)하면 최대 밝기로 고휘도 LED(201)를 제어한다(S10).

이어서, 센서부(100)를 통해 움직임을 감지되었는지를 판단하여(S11) 움직임이 감지되면 최대 밝기로 고휘도 LED(201)를 제어하고(S12), 감지되지 않았을 경우에는 설정 시간이 경과했는지를 판단한다(S13). 설정 시간이 경과되지 않을 경우 최대 밝기 LED를 제어하고, 설정 시간이 경과될 경우 움직임이 감지되었는지 다시 판단한다(S14).

이어서, 움직임이 감지되면 최대 밝기로 LED를 제어하고(S15), 움직임이 감지되지 않을 경우 최소 설정 밝기로 LED를 제어한다(S16).

이어서, 최소 설정 밝기일 경우 LED의 밝기를 최소 설정 밝기로 유지하고(S17), LED의 밝기가 최소 설정 밝기가 아닐 경우 설정량 만큼 단계적으로 LED의 밝기를 제어한다(S18).

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 독자의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 그리고, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명한 것이다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 나타난다.

100 : 센서부 101 : 센서전원부
102 : 국부신호발생기 105 : 주파수혼합부
106 : 증폭부 107 : 제어부
108 : LED 드라이저 201 : 고휘도 LED
204 : 설정버튼 205 : 설정표시부
206 : 조도센서 301 : 센서전원부
302 : 공진부 1000 : PCB

Claims

삭제
엘이디(LED) 디밍 센서등에 있어서,
PCB 전면에,
일정한 간격으로 LED 칩을 내장한 고휘도 LED와;
발생된 전파를 외부로 송수신하는 송수신 마이크로 스트립 패치안테나와;
설정버튼을 통해 조도, 시간, 감도의 설정값을 LED로 표시하기 위한 설정표시부; 및
외부 조도를 인식하여 주야를 분리하여 감시 동작을 설정하는 조도센서;로 구성되되,
상기 송수신 마이크로 스트립 패치안테나와 공진부는 상기 고휘도 LED 및 회로를 연결하는 패턴과 겹치지 않도록 배치하고,
상기 PCB 후면에,
센서부에 전원을 공급하는 센서전원부와;
극초단파를 생성하는 공진부와;
상기 센서부에서 발생하는 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭부와;
상기 증폭부 신호와 조도센서 및 DIP 스위치의 설정에 따른 제어 프로그램을 담고 있는 제어부; 및
상기 고휘도 LED의 디밍을 전류량 조절로 제어하는 LED 드라이버;로 구성된 것을 특징으로 엘이디 디밍 센서등.
삭제
삭제
제 2항에 있어서,
상기 센서부를 통해 움직임이 감지되면 최대 밝기의 20%로 유지하던 고휘도 LED는 서서히 디밍하여 최대 밝기가 되고, 움직임 감지가 없으면 최대 밝기의 20%로 서서히 디밍되는 것을 특징으로 하는 엘이디 디밍 센서등.
제 2항에 있어서,
상기 센서부는,
극초단파를 연속적으로 발진시키는 국부신호발생부와;
상기 국부신호발생부에서 생성된 주파수를 공간으로 송출하기 위한 안테나송신부와;
상기 안테나송신부로부터 송출된 신호를 수신하기 위한 안테나수신부와;
중간주파수의 변환 과정을 수행하는 주파수혼합부와;
상기 중간주파수 신호를 증폭하는 중간주파수증폭부와;
상기 중간주파수 신호를 처리하여 대상물의 존재 여부 및 속도를 판별하는 신호판단부; 및
발진 및 주파수 조절을 위한 공진부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디밍 센서등.