KR101475224B1

KR101475224B1 - 무전원 무선 조도 조절 장치

Info

Publication number: KR101475224B1
Application number: KR20140048182A
Authority: KR
Inventors: 김호성; 박경진; 최동길
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2014-12-31

Abstract

외부의 조도에 따라서 조명의 밝기를 제어하기 위한 조명 제어 시스템에 있어서, 외부의 조도값을 무전원 및 무선의 장치에 의하여 측정하고 이에 따라서 조명 및 조도 조절 장치를 제어할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치는, 솔라셀에 가해지는 빛이 변환된 전기 에너지를 공급받아 무선 펄스 신호를 송출하되, 솔라셀에 가해지는 빛의 세기에 따라서 다른 주기로 무선 펄스 신호를 송출하는 무선 송신 모듈; 무선 송신 모듈로부터 무선 펄스 신호를 수신 시, 무선 펄스 신호를 수신한 주기를 측정하고, 측정된 주기에 따라서 솔라셀이 설치된 장소의 조도값으로서 제1 조도값을 연산하는 조도 연산부; 및 제1 조도값과, 실내의 목표 조도값인 기 저장된 제2 조도값을 이용하여, 실내 조명의 조도를 제어하는 조도 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무전원 무선 조도 조절 장치{Wireless and powerless illumination control device}

본 발명은 조명의 조도를 제어하는 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 솔라셀을 이용하여 전원이 필요 없이 실내 조명의 조도를 외부 조도에 따라 자동으로 제어할 수 있는 기술에 관한 것이다.

최근 홈 네트워크 및 센서 네트워크 분야의 발달에 힘입어, 실내의 조명을 자동으로 제어할 수 있는 조명 제어 기술의 개발 및 사용이 늘어나고 있다. 조명의 제어는, 시간, 외부 조도, 움직임을 센싱하고, 이에 따라서 조명의 조도를 사용자가 원하는 조도 또는 환경에 적합한 조도로 제어하는 기술이 대부분을 차지하고 있다.
이와 같이 조명을 제어하기 위한 기술로는 한국등록특허 10-1214235호 등이 제시되어 왔다. 그러나 이러한 종래의 무선 조도 제어 기술에 있어서는, 상기의 선행 기술에 기재된 바와 같이, 조명을 제어하는 환경에 대한 센싱이 필수적으로 이루어져야 하는데, 상기의 조명 제어 기술에 있어서, 상기의 선행기술에 있어서 환경 정보를 센싱하기 위해서는 예를 들어 외부의 조도에 따라서 조명의 조도를 제어하여 실내의 밝기를 일정하게 유지하게 위해서, 외부의 조도를 센싱하는 센서가 필수적으로 부착되어야 하며, 이를 위해서는 센서에 전원을 공급하는 전원 라인과, 센싱된 값을 수신하기 위한 통신 모듈에 전원을 공급하는 전원 라인이 각각 필요시 된다.

삭제

이러한 전원 라인은 새로 건축되는 건물의 실내 및 외부에 센서 및 통신 모듈이 설치되는 위치에 따라서 설치되어 센서 및 통신 모듈에 전원을 공급하도록 할 수 있으나, 이에 따른 라인 설치 비용이 필요로 되며, 기존의 건물에는 이미 설치된 전원 라인을 확장하거나, 전원 라인에 센서 및 통신 모듈을 장착할 수 밖에 없으며, 그렇지 않은 경우 교체가 필요한 베터리 등을 일일이 부착하여, 설치 비용 및 추후 관리 비용이 과다하게 소모되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 외부의 조도에 따라서 조명의 밝기를 제어하기 위한 조명 제어 시스템에 있어서, 외부의 조도값을 무전원 및 무선의 장치에 의하여 측정할 수 있도록 하여, 설치 비용, 설치 장소 제한 및 추후 관리 비용을 최소화하는 데 일 목적이 있다.

또한, 외부의 조도값을 무전원 및 무선의 장치에 의하여 측정하되, 그 정확도를 높이고, 활용성을 높일 수 있는 기술을 제공하여, 외부의 조도에 따라 실내의 조명 제어 수단 및 조도 조절 수단을 자동으로 제어할 수 있는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치는, 솔라셀에 가해지는 빛이 변환된 전기 에너지를 공급받아 무선 펄스 신호를 송출하되, 상기 솔라셀에 가해지는 빛의 세기에 따라서 다른 주기로 무선 펄스 신호를 송출하는 무선 송신 모듈; 상기 무선 송신 모듈로부터 상기 무선 펄스 신호를 수신 시, 상기 무선 펄스 신호를 수신한 주기를 측정하고, 상기 측정된 주기에 따라서 상기 솔라셀이 설치된 장소의 조도값으로서 제1 조도값을 연산하는 조도 연산부; 및 상기 제1 조도값과, 실내의 목표 조도값인 기 저장된 제2 조도값을 이용하여, 실내 조명의 조도를 제어하는 조도 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 주변의 조도에 따라서 조명의 밝기를 제어하기 위한 조명 제어 시스템에 있어서, 솔라셀을 통해 생성된 전기 에너지의 크기에 따라서 무선 송신 모듈에서 송출되는 펄스의 주기가 달라지며, 이에 따라서 펄스의 주기만을 측정하면 주변의 조도값을 전원의 인가가 필요한 조도 센서 없이 연산할 수 있고, 이를 바탕으로 실내의 조명을 주변의 조도에 따라서 목표 조도값이 되도록 능동적으로 제어함으로써, 주변의 조도에 따라 제어해야 하는 실내 조명의 조도 측정수단의 설치 비용, 설치 장소 제한 및 추후 관리 비용을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 솔라셀에 의해 작동하는 조도 센서를 통해 주변 조도값을 연산하는 테이블을 주기적으로 갱신함으로써, 조도값 연산의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있으며, 조도 제어부가 실내 조명만이 아닌 차광 수단 등을 제어함으로써, 조도 제어의 활용성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 조도 설정부의 구성 예.
도 5 및 6은 본 발명의 각 실시예에 따라서 저장될 수 있는 데이터 테이블의 예.
도 7 및 도 8은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라 제어되는 시스템의 제1 및 제2 구현 예.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치에 대하여 설명하기로 한다.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서 “통신”, “통신망” 및 “네트워크”는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상기 세 용어들은, 파일을 사용자 단말, 다른 사용자들의 단말 및 다운로드 서버 사이에서 송수신할 수 있는 유무선의 근거리 및 광역 데이터 송수신망을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치는, 솔라셀(10)과 연결된 캐패시터(20)에 의해 충전된 전기 에너지를 공급받아 무선 펄스 신호를 송출하는 무선 송신 모듈(40), 자율 스위치 모듈(30), 조도 연산부(50), 조도 제어부(60) 및 조도 제어부(60)의 제어 신호에 따라서 발광 조도가 제어되는 실내 조명(70)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

무선 송신 모듈(40)은 상기 언급한 바와 같이 솔라셀(10)에 가해지는 빛이 다이오드(식별번호 없음)에 의해 정류되어 캐패시터(20)에 충전된 전기 에너지를 공급받아서 무선 펄스 신호를 송출하는 기능을 수행한다.

이때, 무선 송신 모듈(40)은 솔라셀(10)에 가해지는 빛의 세기에 따라서 다른 주기로 무선 펄스 신호를 송출하게 된다.

이를 위해 자율 스위치 모듈(30)이 캐패시터(20)와 무선 송신 모듈(40) 사이에 설치된다.

자율 스위치 모듈(30)은 자율 스위치 모듈(30)의 입력단에 인가되는 전압에 따라서 출력단에 전압을 인가하도록 하거나, 전압의 인가를 차단하는 기능을 수행한다. 도 1에 도시된 바와 같이 캐패시터(20)의 양단이 자율 스위치 모듈(30)의 입력단에 연결되며, 출력단은 무선 송신 모듈(40)에 연결된다.

자율 스위치 모듈(30)은 본 발명의 기능 수행에 따라서, 컨트롤 신호 없이 캐패시터(20)에 인가되는 전압에 따라서 온오프가 제어되는 구성이라면 어느 소자의 구성으로도 이루어질 수 있다.

자율 스위치 모듈(30)의 입력단에는 캐패시터(20)의 양단의 전압이 인가된다. 자율 스위치 모듈(30)의 연결 임계 전압인 제1 전압을 V1이라하면, 캐패시터(20)에 전기 에너지가 충전되지 않은 상태에서는 캐패시터(20) 양단의 전압이 V1 미만일 것이며, 이 경우 자율 스위치 모듈(30)은 캐패시터(20)와 무선 송신 모듈(40)의 연결을 차단하게 된다.

자율 스위치 모듈(30)에 의해 캐패시터(20)와 무선 송신 모듈(40)의 연결이 차단된 상태에서는, 캐패시터(20)로부터 무선 송신 모듈(40)에 전기 에너지가 전달되지 않기 때문에, 캐패시터(20)에는 전기 에너지가 충전될 것이며, 이에 따라서 캐패시터(20) 양단의 전압이 상승하게 된다.

전압이 상승하여 제1 전압이 되면, 자율 스위치 모듈(30)의 입력단의 전압 역시 V1에 도달하게 되고, 이 경우 자율 스위치 모듈(30)이 연결되어 캐패시터(20)의 전기 에너지가 무선 송신 모듈(40)에 전달된다.

무선 송신 모듈(40)은 자체적으로 주기성을 가지고 펄스 신호를 인가하는 것이 아니라, 전기 에너지가 펄스 신호를 송출할 수 있는 에너지가 되면, 그 즉시 무선 펄스 신호를 송출하는 기능을 수행하는 소자를 의미한다. 결국, 자율 스위치 모듈(30)이 연결되면, 캐패시터(20)에 충전된 전기 에너지는 무선 송신 모듈(40)에 전달되고, 무선 송신 모듈(40)에서는 그 즉시 펄스 신호, 즉 세기를 갖는 신호가 무선으로 송출되게 된다.

무선 송신 모듈(40)에서 펄스 신호가 송출되는 상태에서는 무선 송신 모듈(40)은 캐패시터(20)에 충전된 전기 에너지를 사용하게 될 것이며, 이에 따라 캐패시터(20)에서는 방전이 이루어진다. 방전이 지속된 결과 캐패시터(20)에 충전된 전기 에너지가 감소하여 캐패시터(20) 양단의 전압이 차단 임계 전압인 제2 전압 V2 미만이 되는 시점에서는, 자율 스위치 모듈(30)이 차단되도록 작동하여 캐패시터(20)와 무선 송신 모듈(40) 사이의 연결을 차단하게 될 것이다. 이때 무선 송신 모듈(40)에는 더 이상 전기 에너지가 공급되지 않기 때문에, 펄스 신호, 즉 세기를 갖는 신호의 송출이 중단된다.

결국 캐패시터(20)에서 충전과 방전이 반복되면서 자율 스위치 모듈(30) 역시 연결 및 차단이 반복될 것이며, 이에 따라서 무선 송신 모듈(40)에서의 신호 발생 역시 제1 전압에서 제2 전압까지 인가되는 전압이 감소하는 동안 신호가 발생되며, 그 이외에는 신호 발생이 차단되도록 신호 발생이 반복될 것이다. 이러한 경우, 무선 송신 모듈(40)에서 발생하는 신호는 캐패시터(20)의 충방전에 의한 전압의 상승 및 하강에 의한 자율 스위치 모듈(30)의 동작에 따라서 신호 발생의 주기성을 갖게 될 것이다.

이러한 신호 발생의 주기성은 솔라셀(10)에 입사되는 빛의 세기에 따라서 달라질 것이다. 즉, 솔라셀(10)에 강한 빛, 즉 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도가 높은 경우, 캐패시터(20)의 충전 속도가 빨라질 것이며, 이에 따라 자율 스위치 모듈(30)의 개폐 주기 역시 빨라질 것이다. 이에 따라서, 무선 송신 모듈(40)에서의 무선 펄스 신호의 송출 주기 역시 빨라질 것이다.

반대로, 솔라셀(10)에 입사되는 빛이 약한 경우, 즉 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도가 낮은 경우에는, 캐패시터(20)의 충전 속도가 느려질 것이기 때문에, 자율 스위치 모듈(30)의 개폐 주기가 늦어질 것이고, 무선 송신 모듈(40)에서의 무선 펄스 신호의 송출 주기 역시 느려질 것이다.

이와 같은 구성의 기능 수행에 의해, 무선 송신 모듈(40)에서 무선 펄스 신호가 송출되는 주기는 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도에 따라서 달라지게 된다.

솔라셀(10)은 상기 언급한 바와 같이 설치된 위치의 조도를 조도 센서 없이 측정하기 위해 설치된다. 이를 위해, 솔라셀(10)은 실내 조명(70)이 설치된 장소의 주변에 설치되어 주변의 빛을 인가받을 수 있는 위치에 설치됨이 바람직하다. 이 경우, 솔라셀(10) 및 이하 설명할 본 발명의 구성에 의해, 외부의 빛 및 실내 조명(70)에 의한 실내의 조도값을 측정할 수 있다. 물론, 실외의 조도를 측정하여 실내 조명(70)의 밝기를 제어하기 위한 경우, 솔라셀(10)은 실외에 설치되어 태양 빛의 조도를 측정하도록 할 수 있다.

한편, 조도 연산부(50)는, 무선 송신 모듈(40)로부터 무선 펄스 신호를 수신하게 되면, 무선 펄스 신호를 수신한 주기를 측정하고, 이에 따라 솔라셀(10)이 설치된 장소의 조도값으로서 제1 조도값을 연산하는 기능을 수행한다.

상기 언급한 바와 같이 무선 송신 모듈(40)에서 무선 펄스 신호가 송출되는 주기는, 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도에 따라서 달라진다. 이때 조도 연산부(50)는 무선 펄스 신호를 수신 시, 수신한 신호의 주기를 측정하게 되며, 이에 따르면 신호의 주기에 따라서 제1 조도값을 연산할 수 있다.

이와 같은 연산을 위해, 조도 연산부(50)에는 무선 펄스 신호의 주기에 따라서 제1 조도값이 매칭된 제1 테이블이 저장되어 있을 수 있다. 조도 연산부(50)는 매칭된 제1 테이블을 이용하여, 무선 펄스 신호의 주기에 따라서 제1 조도값을 연산할 수 있다. 물론, 제1 테이블은 무선 펄스 신호의 주기 각각에 제1 조도값이 매칭된 데이터 테이블 형식을 가질 수 있으나, 이에 제한되지는 않을 것이다. 예를 들어, 무선 펄스 신호의 주기를 변수값으로 갖고, 제1 조도값을 함수값으로 갖는 함수가 제1 테이블에 저장될 수 있으며, 이때 조도 연산부(50)는 제1 테이블로부터 함수를 로드하고, 측정한 주기를 입력하여 제1 조도값을 연산할 수 있다.

상기 언급한 제1 테이블의 매칭값과, 함수 등은 실험에 의해 정해질 수 있다. 그러나 후술하는 바와 같이, 상기의 제1 테이블은 피드백 시스템에 의해 학습되어 지속적으로 갱신될 수 있다.

조도 제어부(60)는 조도 연산부(50)에 의해 연산된 제1 조도값과, 조도 제어부(60)에 기 저장된 조도값으로서 실내의 목표 조도값인 제2 조도값을 이용하여, 실내 조명(70)의 조도를 제어하는 기능을 수행한다.

제2 조도값은 기 설정되어 실내의 밝기에 대한 목표 값으로 저장된 값을 의미한다.

즉, 조도 제어부(60)는 실내 조명(70)의 조도를 제어하여 실내의 밝기, 즉 측정된 제1 조도값이 제2 조도값이 되도록 할 것이다.

이와 같이, 외부의 조도를 측정하여 실내 조명(70)의 밝기를 제어함에 있어서, 기존에는 외부의 조도에 따라 실내 조명(70)의 밝기를 제어할 때, 외부의 조도를 측정하는 조도 센서가 부착되어야 하며, 조도 센서에는 별도의 전원이 인가되어야만 했다. 그러나 전원 공급 라인은 건물마다 서로 다르게 설치되며, 이에 따라서 조도 센서를 설치할 수 있는 위치에 대한 제한이 강제될 수 밖에 없고, 또는 전원 라인을 확충해야 하는 비용적 문제점이 있었다. 조도 센서에 배터리를 장착하는 경우, 배터리의 교체 등 설치 후 관리의 문제점이 지적되어 왔다.

그러나 본 발명에 의하면, 조도 센서가 아닌 솔라셀(10)에 입사되는 빛의 세기에 따라서 신호 발생 주기가 달라지는 구성을 이용하여, 신호 발생 주기에 따라서 간단한 함수 또는 테이블을 통해 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도값을 산출할 수 있어, 이에 따라 조명을 제어함으로써, 조도 센서가 필요 없고 전원 공급이 필요 없으며, 이에 따라서 설치 장소의 제한이 없는 동시에 설치 후 관리가 거의 필요 없이 외부 조도에 따라서 조명을 제어할 수 있어, 설치 비용, 설치 장소 제한 및 추후 관리 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치에 있어서, 도 1의 실시예와 다른 점은, 조도 센서(80), 차광 수단(90), 영상 출력 수단(100)이 추가된 것을 특징으로 한다.

조도 센서(80)는 자율 스위치 모듈(30)과 무선 송신 모듈(40) 사이에 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도를 측정하도록 설치되어 있으며, 솔라셀(10)에 의해 전기 에너지가 충전되는 캐패시터(20)에 축적된 전기에너지를 전원으로 하여 동작하게 된다.

이를 위해 조도 센서(80)는 캐패시터(20) 양단의 전압의 크기에 의해 동작 가능하도록 구비되어야 할 것이다.

도 1의 실시예에 따라서, 조도 센서(80) 역시, 자율 스위치 모듈(30)이 연결되어 무선 송신 모듈(40)이 무선 펄스 신호를 발생 시 전기 에너지를 공급받아 동작된다. 즉, 도 2에서의 조도 센서(80)는 무선 펄스 신호의 주기와 동일한 주기에 따라서 주기적으로 외부의 조도를 센싱하게 된다.

한편 조도 연산부(50)는, 도 1에 대한 실시예에서 언급한 바와 같이, 제1 테이블을 이용하여 무선 펄스 신호의 주기에 매칭되는 제1 조도값을 연산하게 된다.

도 2의 실시예에서, 조도 연산부(50)는 조도 센서(80)로부터 측정된 조도값을 수신하게 된다. 이때, 조도 연산부(50)는 무선 송신 모듈(40)에서 수신한 무선 펄스 신호의 주기를 측정하게 되며, 조도 센서(80)로부터 수신한 외부의 조도값과 무선 송신 모듈(40)로부터 수신한 무선 펄스 신호의 주기를 비교하여, 외부의 조도값인 제1 조도값과 무선 펄스 신호의 주기가 매칭된 제1 테이블을 갱신하게 된다.

즉, 제1 테이블에 저장된 제1 조도값과 무선 펄스 신호의 주기의 매칭 정보를 조도 센서(80)로부터 측정된 외부 조도값을 통해 갱신함으로써, 제1 테이블의 매칭 정확도를 극대화시킬 수 있다.

한편 도 1에 대한 실시예에서 언급한 바와 같이 제1 테이블이 함수를 저장하고 있는 경우, 함수를 갱신하여 더욱 정확도를 높이게 된다.

도 2에서 조도 센서(80)는 별도의 전원을 요하지 않으며 동일하게 솔라셀(10)로부터 전기 에너지를 공급받게 되므로, 무전원의 요건을 충족하면서, 외부의 조도값인 제1 조도값과 무선 펄스 신호의 주기의 매칭 정보를 갱신함으로써, 더욱 정확한 조도 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

한편, 차광수단(90)은 예를 들어 창문에 설치되어 동작되는 커튼 등 외부로부터 입사되는 빛을 차단하기 위해 설치된 수단을 의미한다.

본 발명에서 조도 제어부(60)는, 외부로부터 빛이 입사되는 실내의 창문에 설치된 차광수단(90)의 개폐를 제어하게 된다.

구체적으로, 조도 제어부(60)는 조명이 미점등된 상태에서, 연산된 제1 조도값, 즉 솔라셀(10)이 설치된 위치의 조도가 임계 조도값 이상인 경우, 차광수단(90)을 제어하여 외부로부터 빛이 입사되는 것을 차단하도록 할 수 있다.

한편, 도 2에 포함된 영상출력수단(100)은, 실내에서 구동되어 영상을 출력하도록 하는 기기를 의미한다. 예를 들어, 영상을 외부에 송출하는 프로젝트 및 프로젝터용 스크린이 영상출력수단(100)에 포함될 수 있다.

이때, 조도 제어부(60)는, 영상출력수단(100)으로부터 영상이 출력되는 것을 감지 시, 차광수단(90)을 제어하여 외부로부터 빛이 입사되는 것을 차단하고, 실내 조명(70)의 조도를 제어할 수 있다.

프로젝터 등의 영상출력수단(100)의 경우, 실내가 어두워야 출력 효율이 높다. 이에 따라서, 조도 제어부(60)는 영상출력수단(100)의 동작 여부에 관한 신호를 수신 시, 그 즉시 조도를 낮추도록 하기 위해 차광수단(90) 및 실내 조명(70)을 제어하게 된다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성 블록도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 조도 설정부의 구성 예이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전원 무선 조도 조절 장치가 도 1의 실시예와 다른 점은, 조도 설정부(110)을 포함하는 것에 그 특징이 있다.

조도 설정부(110)는 자율 스위치 모듈(30)과 무선송신모듈(40) 사이에 연결되어 있고, 무선송신모듈(40)에 인가되는 전압의 조절이 가능한 구성이다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 조도 설정부(110)는 자율 스위치 모듈(30)과 무선송신모듈(40) 사이에 연결되는 하나의 저항(R) 및 가변 저항(VR)으로 구성될 수 있다. 이때 무선송신모듈(40)에는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 입력 포트(P1) 및 제2 입력 포트(P2)가 포함될 수 있으며, 이때 가변 저항(VR)을 조절하면, 제2 입력 포트(P2)에 인가되는 전압의 크기가 달라질 수 있다. 물론 제1 입력 포트(P1)에 가해지는 전압은 솔라셀(10)에 의해 캐패시터(20)에 충전된 전기 에너지에 따른 전압, 즉 무선 송신 모듈(40)에 인가되는 전압값이다.

무선송신모듈(40)에는 제2 입력 포트(P2)에 입력되는 전압값과 조도 설정부(110)에 의해 설정되는 목표 전압인 제3 조도값이 매칭된 제2 테이블이 저장될 수 있다. 조도 설정부(110)에 의해 제2 입력 포트(P2)에 전압값이 인가되면, 무선송신모듈(40)은 저장된 제2 테이블을 참조하여, 제2 입력 포트(P2)에 인가된 전압값에 매칭되는 제3 조도값을 추출하고, 무선 펄스 신호를 송출 시, 제3 조도값에 대한 정보를 함께 송출할 수 있다. 이때 제3 조도값은 무선 펄스 신호를 구성하는 디지털 신호에 포함되어 송출될 수 있음을 당연할 것이다.

도 3 및 4의 실시예에서 조도 연산부(50)는 무선송신모듈(40)로부터 무선 펄스 신호와 함께 제3 조도값에 대한 정보를 수신하면, 제3 조도값을 조도 제어부(60)에 전달하여, 제1 조도값 및 제3 조도값을 이용하여 실내 조명(70)의 조도를 조도 제어부(60)가 제어할 수 있도록 할 수 있다.

조도 제어부(60)는, 조도 연산부(50)로부터 제3 조도값 및 제1 조도값에 관한 정보를 수신하게 되면, 제1 조도값이 기 저장된 제2 조도값 대신 제3 조도값이 되도록 실내 조명(70)의 조도를 제어하게 된다.

즉, 조도 설정부(110)는 사용자가 직접 실내의 목표 조도를 조절할 수 있도록 설치된 구성을 의미한다. 조도 설정부(110)를 통해 가변 저항(VR)의 크기를 제어하는 것을 통해, 실내 조도를 외부 조도값에만 국한되지 않고 사용자의 선택에 의해 조절할 수 있게 된다.

물론, 조도 설정부(110)에서 가변 저항이 0으로 설정된 경우라면, 전압이 분배되지 않을 것이며, 이 경우에는 조도 설정부(110)에서 사용자가 실내의 목표 조도를 조절하기 원하지 않는 것으로 보아도 무방할 것이다. 즉, 제2 입력 포트(P2)에 인가되는 전압이 제1 입력 포트(P1)에 인가되는 전압과 동일한 경우, 조도 설정부(110)는 제3 조도값을 무선 송신 모듈(40)에 전송하지 않을 수 있다.

이 경우 무선 송신 모듈(40)은 제3 조도값을 조도 연산부(50)에 전달하지 않을 것이며, 조도 연산부(50)는 자연스럽게 도 1의 실시예와 같이 제1 조도값만을 조도 제어부(60)에 전달하게 된다. 조도 제어부(60)는 제1 조도값만을 수신하게 되면, 상기 언급한 바와 같이 제1 조도값이 기 저장된 제2 조도값이 되도록 실내 조명(70)을 제어한다.

도 5 및 6은 본 발명의 각 실시예에 따라서 저장될 수 있는 데이터 테이블의 예이다.

도 5의 (a)는 도 1 내지 4에 대한 설명에서 언급한 제1 테이블 중, 측정된 주기별로 제1 조도값이 각각 매칭된 테이블을 의미하며, 도 5의 (b)는 주기를 변수로 갖고 제1 조도값을 함수값으로 갖는 함수가 갖는 그래프를 도시한 것이다.

도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 주기가 짧을수록 외부의 조도가 높게 형성된 규칙을 가지고 테이블 및 함수가 결정된 것을 확인할 수 있다.

한편 도 6에는 제2 테이블에 관한 예가 도시되어 있다. 이때 전압은 조도 설정부에 의해 제어된 전압을 의미하며, 조도는 제3 조도값을 의미한다. 도 6의 제2 테이블에서는, 전압의 크기가 커질수록 제3 조도값이 커지거나, 또는 작아지도록 설정될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라 제어되는 시스템(200)의 제1 및 제2 구현 예이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 6에 대한 설명과 중복되는 부분은 이를 생략하기로 한다.

먼저 도 7을 참조하면, 본 발명에 따라서 제어되는 시스템에는, 솔라셀, 캐패시터, 자율 스위칭 모듈 및 무선 송신 모듈의 구성을 포함하는 송신단(211)과, 조도 연산부 및 조도 제어부를 포함하는 프로세스(P1)로 구성되는 수신제어단(231)을 포함하는 무전원 무선 조도 조절 장치의 구성을 포함하고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 송신단(211)은 실내 조명(240)의 설치 위치에 따라서 복수개 설치될 수 있다. 한편 상기 언급한 바와 같이, 수신제어단(231)에서는, 실내 조명(240) 및 차광수단(270)의 동작을 상기 언급한 바와 같이 제어하게 되며, 이때 추가적으로 영상출력장치(250, 260)로부터 동작에 관한 신호를 수신하여 실내 조명(240) 및 차광수단(270)의 동작을 제어할 수 있다.

한편 도 8에 도시되어 잇으며, 본 발명에 따라서 제어되는 시스템(200)에는, 솔라셀(210)과, 솔라셀(210)로부터 전력을 공급받아 작동되는 조도 센서(220) 및 상기 언급한 캐패시터, 스위치, 무선송신모듈, 조도 연산부 및 조도 제어부의 구성을 포함하는 무전원 무선 조도 조절 장치(230)의 구성을 포함하고 있다.

무전원 무선 조도 조절 장치(230)는 실내 조명(240) 및 차광수단(270)의 동작을 상기 언급한 바와 같이 제어하게 되며, 이때 추가적으로 영상출력장치(250, 260)로부터 동작에 관한 신호를 수신하여 실내 조명(240) 및 차광수단(270)의 동작을 제어할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 적어도 하나로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

솔라셀에 가해지는 빛이 변환된 전기 에너지를 공급받아 무선 펄스 신호를 송출하되, 상기 솔라셀에 가해지는 빛의 세기에 따라서 다른 주기로 무선 펄스 신호를 송출하는 무선 송신 모듈;
상기 무선 송신 모듈로부터 상기 무선 펄스 신호를 수신 시, 상기 무선 펄스 신호를 수신한 주기를 측정하고, 상기 측정된 주기에 따라서 상기 솔라셀이 설치된 장소의 조도값으로서 제1 조도값을 연산하는 조도 연산부; 및
상기 제1 조도값과, 실내의 목표 조도값인 기 저장된 제2 조도값을 이용하여, 실내 조명의 조도를 제어하는 조도 제어부;를 포함하고,
솔라셀에 연결되어 솔라셀로부터 변환된 전기에너지를 축적하는 캐패시터; 및
상기 캐패시터와 상기 무선 송신모듈 사이에 설치되어 상기 캐패시터의 전압이 제1 전압에 도달하는 경우 상기 캐패시터와 상기 무선 송신모듈을 전기적으로 연결하고, 상기 캐패시터의 전압이 제2 전압에 도달하는 경우 상기 캐패시터와 상기 무선 송신모듈을 전기적으로 차단하는 자율 스위치 모듈;을 더 포함하고,
상기 무선 송신 모듈은,
상기 자율 스위치 모듈에 의해 상기 캐패시터와 연결됨으로써, 상기 캐패시터에 축적된 전기에너지가 상기 무선 송신 모듈에 인가될 시 상기 무선 펄스 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 조도 연산부는,
상기 무선 펄스 신호의 주기에 따라서 상기 제1 조도값이 매칭된 제1 테이블을 이용하여, 상기 무선 펄스 신호의 주기에 따라 상기 제1 조도값을 연산하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제3항에 있어서,
상기 자율 스위치 모듈과 상기 무선 송신 모듈 사이에 상기 솔라셀이 설치된 장소의 조도를 측정하도록 설치되어 있고, 상기 캐패시터에 축적된 전기에너지를 전원으로 하여 동작하는 조도 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제4항에 있어서,
상기 조도 연산부는,
상기 조도 센서로부터 측정된 조도값과 상기 무선 펄스 신호의 주기를 이용하여, 상기 제1 테이블에 저장된 제1 조도값과 상기 무선 펄스 신호의 주기의 매칭 정보를 갱신함으로써, 상기 제1 테이블을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 조도 제어부는,
외부로부터 빛이 입사되는 실내의 창문에 설치된 차광수단의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제6항에 있어서,
상기 조도 제어부는,
상기 조명이 미점등된 상태에서, 상기 제1 조도값이 임계 조도 값 이상인 경우, 상기 차광수단을 제어하여 상기 외부로부터 빛이 입사되는 것을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제6항에 있어서,
상기 조도 제어부와 연결되어 있고, 상기 실내에서 구동되어 영상을 출력하는 영상 출력 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제8항에 있어서,
상기 조도 제어부는,
상기 영상 출력 수단으로부터 영상이 출력되는 것을 감지 시, 상기 차광 수단을 제어하여 상기 외부로부터 빛이 입사되는 것을 차단하고, 상기 실내 조명의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 자율 스위치 모듈과 상기 무선 송신 모듈 사이에 연결되어 있으며, 상기 실내 조명의 조도를 제어하기 위한 정보로서 제3 조도값의 입력이 가능한 수단으로서 조도 설정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제10항에 있어서,
상기 조도 설정부는,
상기 무선 송신 모듈에 인가되는 전압을 분배하도록, 고정 저항인 제1 저항과, 가변 저항인 제2 저항으로 구성되며,
상기 무선 송신 모듈은,
상기 무선 송신 모듈에 인가되는 전압값을 입력받는 제1 입력 포트와 상기 무선 송신 모듈에 인가되는 전압이 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항에 의해 분배된 전압값을 입력받는 제2 입력 포트를 포함하여 구성되며, 상기 제2 입력 포트에 입력되는 전압값과 제3 조도값이 매칭된 제2 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제11항에 있어서,
상기 무선 송신 모듈은,
상기 제2 테이블로부터 상기 제2 입력포트에 입력되는 전압값에 매칭되는 제3 조도값을 추출하고, 상기 무선 펄스 신호 송출 시, 상기 추출된 제3 조도값을 함께 송출하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제12항에 있어서,
상기 조도 제어부는,
상기 조도 연산부로부터 상기 제3 조도값 및 상기 제1 조도값에 관한 정보를 수신 시, 상기 기 저장된 제2 조도값 대신 상기 제3 조도값과 상기 제1 조도값을 이용하여, 상기 제1 조도값이 상기 제3 조도값이 되도록 상기 실내의 조명의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제11항에 있어서,
상기 무선 송신 모듈은,
상기 제2 입력포트에 인가된 전압값이 상기 제1 입력포트에 인가된 전압값과 같은 경우, 상기 무선 펄스 신호만을 송출하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제14항에 있어서,
상기 조도 제어부는,
상기 제1 조도값이 상기 제2 조도값이 되도록 상기 실내 조명의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 솔라셀은 상기 실내 조명이 설치된 주변의 빛을 인가받는 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 솔라셀은 실외에 설치된 것을 특징으로 하는 무전원 무선 조도 조절 장치.