KR101266279B1

KR101266279B1 - 물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템

Info

Publication number: KR101266279B1
Application number: KR1020130002723A
Authority: KR
Inventors: 신한석; 김태민
Original assignee: 김태민; 씨에스텍 주식회사
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-05-22

Abstract

본 발명은 LED 조명등에 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하지 않고 역률보상회로와 정전류회로만으로 안정된 DC를 공급함으로써 SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서의 에너지 손실을 없애고, 지하주차장에서 사람이나 차량의 움직임을 모션 센서로 감지한 후 LED 조명등을 디밍(dimming)제어 하여 밝기를 조절함으로써 불필요한 에너지 손실을 방지할 수 있는 물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템은, 지하주차장에서 일정 간격으로 설치되어 사람이나 차량의 움직임을 감지하는 레이더 모션 센서와, 상기 레이더 모션 센서에서 감지한 정보를 무선통신 방식으로 송신하는 무선통신 송신기를 구비하여 구성되는 감지 및 송신부; 상기 무선통신 송신기로부터 송신된 정보를 수신하는 무선통신 수신기와, 조명등의 밝기를 디밍제어하는 디밍제어기와, AC 220V의 전원을 받아 DC 380∼400V를 출력하는 역률보상회로와, 일정한 전류를 얻기 위한 정전류회로를 포함하여 구성되는 제어 및 수신부; 상기 제어 및 수신부의 제어에 따라 LED 조명모듈에 실장된 LED 조명등으로 구성된 조명부를 포함하여 구성되고, 상기 LED 조명모듈은 8개가 하나의 세트를 이루도록 구성되어, 8개의 LED 조명모듈이 하나의 모듈에 장착된 제어 및 수신부에 의해 구동되며, 지하주차장에서 사람이나 차량이 이동하는 부분에만 조명등을 밝게 조명했다가, 이동 후에는 미리 설정해 놓은 조도의 밝기로 디밍 제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템{Energy saving lighting system of underground parking lot}

본 발명은 절전형 지하주차장 조명시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LED 조명등에 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하지 않고 역률보상회로와 정전류회로만으로 안정된 DC를 공급함으로써 SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서의 에너지 손실을 없애고, 지하주차장에서 사람이나 차량의 움직임을 모션 센서로 감지한 후 LED 조명등을 디밍(dimming)제어 하여 밝기를 조절함으로써 불필요한 에너지 손실을 방지할 수 있는 물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템에 관한 것이다.

최근 들어 계절과 무관하게 전력 부족 문제가 심각하게 대두되면서 에너지 소비절감을 장려하기 위해 건축물에까지 에너지효율 등급제가 시행되는 등 에너지 절감을 위한 많은 노력이 다양한 방식으로 이루어지고 있으며, 조명장치의 경우에 조도가 높지만 소비전력이 적고 수명이 길어서 에너지 소비효율이 높은 LED 조명등으로 교체하는 등 많은 투자와 정부의 지원이 이루어지고 있다.

최근 들어 대형 건물은 물론 신축되는 거의 모든 아파트에는 지하주차장이 갖추어져 있는 것이 일반적인데, 가장 좋은 에너지 절약수단은 불필요한 조명등을 끄는 것이라 하겠으나, 지하주차장의 경우에는 사람이나 차량의 출입 여부와 상관없이 항상 일정 이상의 조도를 유지하도록 규정되어 있고, 보안 및 방범을 위하여 방범용 카메라를 설치하여 운용하고 있지만, 밝기가 일정 조도 이하이거나 아예 조명이 꺼져 있는 구역에서는 방범용 카메라가 정상적인 기능을 수행하지 못하기 때문에 정상적인 카메라 촬영을 위해 지하주차장 내에 사람 또는 차량의 유무에 상관없이 항시 일정 조도 이상을 유지해 줘야 하므로 불필요한 에너지 소비가 발생되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 실용신안등록 제451773호 "지하주차장 조명 제어장치", 특허등록 제1204374호 "피엘씨 통신방식을 이용한 주차장관리시스템 및 방법"과 같은 기술이 출현하였는데, 도 1을 참조하여 간략히 설명하면, 사람이나 차량의 이동물체를 감지하는 센서부(1)와, 물체의 움직임을 촬영하여 영상신호를 출력하는 영상촬영부(2)와, 센서부의 감지신호와 영상촬영부의 영상신호로 이동물체의 움직임에 따른 내장된 알고리즘의 수행으로 제어신호를 출력하는 제어부(3)와, 제어부의 제어신호에 따라 지하주차장에 설치된 LED 상시등과 유도등 및 주차등을 점등 또는 소등시키는 스위칭부(4)와, 인가되는 전압과 전류를 제어하는 전압/전류제어부(5)와, 영상촬영부에서 촬영된 영상신호를 출력하는 영상출력부(6)와, 영상출력부에서 출력되는 영상신호를 저장하는 저장장치(7)와, 영상출력부에서 출력된 영상신호를 현시하는 모니터(8)를 구비하여 구성된다.

하지만, 상기 제어장치(시스템)는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, AC 전원을 받아 안정된 DC를 LED에 공급하기 위해 지금까지의 모든 LED 조명등은 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하고 있는데, SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서 15% 정도의 에너지 손실이 발생하게 되므로, 불필요하게 과도한 에너지를 소모할 수밖에 없다는 문제가 있다.

둘째, 조도를 조절하기 위해 조명등을 디밍(dimming)제어하는 것이 아니라 점등 또는 소등을 하기 때문에 지하주차장의 조도를 일정 이상으로 유지하기 위해서는 상시등, 유도등, 주차등과 같은 여러 종류의 조명등이 설치되어 있어야 한다는 문제가 있다.

세째, 지하주차장의 조도를 일정 이상 유지하기 위하여, 항상 점등되어 있는 상시등, 사람이나 차량을 유도하기 위한 유도등, 주차위치를 표시하는 주차등과 같이 다양한 종류의 조명등이 설치되어 있을 뿐만 아니라 다양한 센서가 설치되어 있기 때문에 제어장치 자체가 복잡하여 설치 및 유지 관리 비용이 많이 소요된다는 문제가 있다.

네째, 유선통신 방식이기 때문에 별도의 케이블(배선) 공사를 해야 하므로 배선 비용 뿐만 아니라 공사기간도 소요된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, LED 조명등에 SMPS를 사용하지 않고 역률보상회로와 정전류회로만으로 안정된 DC를 공급함으로써 SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 근원적으로 없애고, 지하주차장에서 사람이나 차량의 움직임을 모션 센서로 감지하여 무선통신에 의해 송·수신하고 LED 조명등을 디밍제어 방식으로 밝기를 조절함으로써, 불필요한 에너지 손실을 방지하여 에너지를 현저하게 절약할 수 있는 물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템은, 지하주차장에서 일정 간격으로 설치되어 사람이나 차량의 움직임을 감지하는 레이더 모션 센서와, 상기 레이더 모션 센서에서 감지한 정보를 무선통신 방식으로 송신하는 무선통신 송신기를 구비하여 구성되는 감지 및 송신부; 상기 무선통신 송신기로부터 송신된 정보를 수신하는 무선통신 수신기와, 조명등의 밝기를 디밍(dimming)제어하는 디밍제어기와, AC 220V의 전원을 받아 DC 380∼400V를 출력하는 역률보상회로와, 일정한 전류를 얻기 위한 정전류회로를 포함하여 구성되는 제어 및 수신부; 상기 제어 및 수신부의 제어에 따라 LED 조명모듈에 실장된 LED 조명등으로 구성된 조명부를 구비하여 구성되고, 지하주차장에서 사람이나 차량이 이동하는 부분에만 조명등을 밝게 조명했다가, 이동 후에는 미리 설정해 놓은 조도의 밝기로 디밍 제어되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 제어 및 수신부는 하나의 모듈에 장착되고, LED 조명모듈은 8개가 하나의 세트를 이루도록 구성되어, 8개의 LED 조명모듈이 하나의 모듈에 장착된 제어 및 수신부에 의해 구동되게 된다.

LED 조명등은 DC를 사용하기 때문에 지금까지의 모든 LED 조명등은 AC 전원을 받아 안정된 DC를 LED에 공급하기 위해 전원공급장치인 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하고 있고, SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서 15% 정도의 에너지 손실이 발생하는데, 본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템은, LED 조명등에 SMPS를 사용하지 않고 역률보상회로와 정전류회로만으로 LED에 안정된 DC를 공급함으로써 SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서 발생게 되는 15% 정도의 불필요한 에너지 손실을 근원적으로 없앨 수 있다.

또, 본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템은, 지하주차장에서 사람이나 차량의 움직임을 일정 구역마다 설치된 레이더 모션 센서로 감지하여 일정 구역마다 제어를 위해 설치된 모듈로 무선통신에 의해 송·수신하기 때문에 별도의 케이블(배선) 공사가 필요하지 않다. 또한, 수신한 정보에 따라 LED 조명등을 on/off 하지 않고 디밍제어 방식으로 밝기를 조절하기 때문에 상시등, 유도등, 주차등과 같이 각각 다른 기능을 갖는 다양한 조명등을 설치할 필요가 없고, 모듈로 제작되어 있기 때문에 설치와 유지 관리가 매우 간편하고 편리할 뿐만 아니라 에너지 소비를 현저하게 줄이고(약 50% 정도), LED의 수명도 늘리면서 지하주차장의 조명제어 효과를 극대화시킬 수 있다.

도 1은 종래의 지하주차장 조명 제어장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템을 도시한 블럭도이다.
도 3은 모션 센서에 감지된 신호가 무선통신을 통하여 이웃한 조명등에 전달되는 개념을 도시한 그림이다.

본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템의 가장 큰 기술적 특징은, LED 조명등에 SMPS를 사용하지 않고 역률보상회로와 정전류회로만으로 LED에 안정된 DC를 공급함으로써 SMPS에서 AC를 DC로 변환시키는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 근원적으로 없앴다는 점과, 지하주차장에서 사람이나 차량의 움직임을 모션 센서로 감지한 후 무선통신에 의해 정보를 송·수신한 후 LED 조명등을 on/off가 아닌 디밍제어 방식으로 밝기를 조절함으로써 설비가 간단하면서도 불필요한 에너지 손실을 방지하여 절전효율을 높였다는 점이다.

본 발명에 따른 절전형 지하주차장 조명시스템은 지하주차장에서 사람이나 차량이 이동하는 부분(예를 들면 반경 100m)에만 조명등을 밝게 조명했다가, 사람이나 차량이 이동하고 난 후에는 어둡게, 다시 말하면, 미리 설정해 놓은 조도의 밝기(예를 들면 25%의 밝기)로 디밍 제어되어 불필요한 부분까지 밝게 조명함으로써 발생하는 에너지 소비를 줄이기 위한 것인데, 이와 같이 제어함으로써 디밍 제어되지 않은 LED 조명등이 설치된 지하주차장보다 50% 이상의 에너지를 절약할 수 있다. 본 발명의 조명시스템은 사람이나 차량의 움직임을 감지하고 송신하는 감지 및 송신부(10)와, 감지 및 송신부(10)로부터 정보를 받아 조명등의 밝기를 조절하는 제어 및 수신부(20) 및 실제 조명을 하는 조명부(30)를 구비하여 구성된다.

감지 및 송신부(10)는 모션 센서(11)와 무선통신 송신기(12)가 구비되어 구성되고, 모션 센서(11)는 지하주차장에서 일정 간격으로 설치되어 사람이나 차량의 움직임을 레이더 원리를 이용하여 감지하는 레이더 모션 센서인데, 중심주파수가 24㎓ 대역으로 안테나로부터 발생된 신호가 물체에서 반사해 오는 신호를 수신하여 물체의 움직임과 위치를 인식하는 센서로, 일반 레이더와는 달리 짧은 탐지거리(약 48m 정도)를 가지고 있으나 저전력으로 공간에 구애받지 않고 사용할 수 있는 센서이다.

무선통신 송신기(12)는 레이더 모션 센서(11)에서 감지한 정보를 무선통신 방식으로 제어 및 수신부(20)에 송신하는 구성으로, 447㎒의 UHF 대역 중에서 산업·과학·의료용(ISM) 주파수 대역에서 무선통신 방식을 사용하고, 10㎽의 소출력을 사용하기 때문에 별도의 무선국 허가를 받지 않아도 사용할 수 있다.

제어 및 수신부(20)는 무선통신 송신기(12)로부터 송신된 정보를 수신하는 무선통신 수신기(21)와, LED 조명등의 밝기를 디밍(dimming)제어하는 디밍제어기(22)와, AC 220V의 전원을 받아 DC 380∼400V를 출력하는 역률보상회로(23)와, LED 밝기를 유지하기 위해 일정한 전류를 얻어 LED 조명등의 밝기를 제어하는 정전류회로 및 스위치(24)를 구비하여 구성되는데, 제어 및 수신부(20)는 하나의 모듈에 장착되어 일정 개소마다 설치된다. 역률보상회로나 정전류회로는 일반적으로 사용되고 있는 회로이므로 회로 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

조명부(30)는 제어 및 수신부(20)의 제어 명령에 따라 LED 조명모듈에 실장된 LED 조명등으로 구성되어 실제 조명을 하는 부분으로, LED 조명모듈 8개가 병렬로 연결되어 하나의 세트를 이루도록 구성되어, 8개의 LED 조명모듈이 하나의 모듈에 장착된 제어 및 수신부(20)에 의해 구동되게 된다.

역률보상회로(23)는 역률을 보상하기 위하여 AC 220V를 DC 380~400V로 승합하면서 보상하게 되는데, 이때 만들어지는 DC 380∼400V를 LED의 DC 전원으로 사용함으로써 추가적인 변환회로(SMPS) 없이 구현이 가능하며 따라서 파워 소모도 줄일 수 있다. 또한, 160W급 역률보상회로에 20W급 LED 조명모듈 8개를 한 세트로 사용함으로써 20W급 LED 조명모듈별 역률보상회로를 설치하는 것과 비교하면 역률보상회로의 개수가 줄어들게 되고, 따라서 역률보상회로의 생산 설치 및 가격 경쟁력 있으며, 밝기 조절기능을 구현하기가 용이하다. 물론 한 세트가 LED 조명모듈 8개 이상으로 구성되어도 상기와 같은 장점은 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 조명시스템은, 모션 센서의 48m 주위에 사람이나 차량이 진입하면 점차 밝아져서 100% 조명을 했다가, 사람이나 차량이 없을 때는 디밍 제어되어 미리 설정해 놓은 최소한의 밝기(예를 들면, 25% 밝기)를 유지하게 되므로, LED의 발광성능과 내구성을 향상시켜 수명을 2배 이상 더 길게 할 수 있으며, 디밍 기능이 없는 LED 조명등과 비교하여 에너지 소비량을 ½로 줄이면서 발열량도 훨씬 줄일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 감지 및 송신부 11 : 모션 센서
12 : 무선통신 송신기
20 : 제어 및 수신부 21 : 무선통신 수신기
22 : 디밍제어기 23 : 역률보상회로
24 : 정전류회로 및 스위치
30 : 조명부

Claims

지하주차장에서 일정 간격으로 설치되어 사람이나 차량의 움직임을 감지하는 레이더 모션 센서와, 상기 레이더 모션 센서에서 감지한 정보를 무선통신 방식으로 송신하는 무선통신 송신기를 구비하여 구성되는 감지 및 송신부;
상기 무선통신 송신기로부터 송신된 정보를 수신하는 무선통신 수신기와, 조명등의 밝기를 디밍(dimming)제어하는 디밍제어기와, AC 220V의 전원을 받아 DC 380∼400V를 출력하는 역률보상회로와, 일정한 전류를 얻기 위한 정전류회로를 포함하여 구성되는 제어 및 수신부;
상기 제어 및 수신부의 제어에 따라 LED 조명모듈에 실장된 LED 조명등으로 구성된 조명부;
를 포함하여 구성되고, 상기 LED 조명모듈은 8개가 하나의 세트를 이루도록 구성되어, 8개의 LED 조명모듈이 하나의 모듈에 장착된 제어 및 수신부에 의해 구동되며, 지하주차장에서 사람이나 차량이 이동하는 부분에만 조명등을 밝게 조명했다가, 이동 후에는 미리 설정해 놓은 조도의 밝기로 디밍 제어되는 것을 특징으로 하는 물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 및 수신부는 하나의 모듈에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 물체의 이동에 따라 밝기가 조절되는 절전형 지하주차장 조명시스템.
삭제