KR101669024B1 - 등명기 통합제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 등명기 통합제어시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 발광 장치 및 등명기 하우징을 포함하는 등명기에 있어서, 무선 통신 모듈 회로와, 상기 발광 장치에 전원을 공급하는 LED 모듈 전원 공급 회로와, 상기 LED 모듈 전원 공급 회로의 동작을 제어하고 상기 무선 통신 모듈 회로를 통한 중앙처리용 데이터 송수신을 제어하며 충/방전 제어 회로의 동작을 제어하는 섬광기 통합 제어 회로와, 상기 섬광기 통합 제어 회로의 제어에 따라 축전지의 충/방전을 실행하는 충/방전 제어 회로 중 어느 하나 또는 2 이상의 회로가 각각의 기판에 형성된 복수의 인쇄 회로 기판; 및 상기 등명기 하우징에 내설되고, 상기 복수의 인쇄 회로 기판이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되며, 상기 인쇄 회로 기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판이 형성된 PCB 케이스;를 포함하여 구성된 등명기 통합제어시스템이 개시된다.

Description

등명기 통합제어시스템 {INTEGRATED LANTERN CONTROL SYSTEM}

본 발명은 등명기 통합제어시스템에 관한 것으로서, 방열판이 일체로 구성된 PCB 케이스 내에 등명기 제어를 위한 무선 통신 모듈 회로, 섬광기 통합 제어 회로, LED 모듈 전원 공급 회로, 충/방전 제어 회로가 다층의 인쇄 회로 기판 형태로 수직 방향으로 일체로 조립되도록 구성되어, 컴팩트한 조립 상태를 가지면서도 우수한 방열 효과를 제공하도록 구성된 등명기 통합제어시스템에 관한 것이다.

등명기는 해상 항로를 표시하기 위하여 항로표지에 설치된 조명장치로서, 일반적으로 고정식 항로표지인 등대와 등표 또는 부유식 항로표지인 등부표에 장착되어 사용된다.

특히, 해상의 등부표에 장착되는 등명기는 제어시스템을 기기별로 개별적으로 구비하여 그 현지의 운영환경이 무인으로 운영되고, 지리학적 요인으로 관리가 용이하지 않다. 이를 감안하여, 종래의 등명기는 외부에 무선통신을 위한 원격단말장치(Remote Terminal Unit, RTU)가 별도 장비로 장착되어 기기별로 구비된 제어시스템과 연동되는 구조로 사용되고 있다. 일반적으로, 원격 제어 신호를 보내는 측의 모국시스템(중앙시스템)에 대응하는 관점에서 등명기의 제어시스템을 자국시스템으로 이해한다.

도 1은 종래의 등명기를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 등명기를 제어할 수 있는 등명기 제어시스템을 설명하기 위한 도면이다.

등명기는 광원과 렌즈와의 초점 거리에 따라 분류되고 있으며, 예시된 등명기는 300mm 내외의 규격을 갖는 소위 중·소형으로 분류되는 것들이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 등명기(10)는 발광 장치(11), 섬광기(12) 및 등명기 하우징(13)을 포함한다. 섬광기(12)는 발광 장치(11)의 섬광 제어 및 전원 공급 등의 기능을 수행한다.

발광 장치(11)는 LED 모듈(11a) 및 광학 렌즈(11b)를 포함한다.

LED 모듈(11a)은 LED 모듈 전원 공급 회로(12b)와 전기적으로 연결되며, LED 모듈 전원 공급 회로(12b)로부터 전원을 공급받아 구동된다. 광학 렌즈(11b)는 LED 모듈(11a)로부터 소정 간격 이격되어 위치하며, LED 모듈(11a)로부터 입사된 빛을 집광한 후에 외부로 발산시킨다.

섬광기(12)는 등명기 하우징(13) 내부에 위치하며, 섬광기 제어 회로(12a), LED 모듈 전원 공급 회로(12b) 및 GPS 안테나(12c) 및 일광 감지 센서(70)를 포함한다.

섬광기 제어 회로(12a)는 LED 모듈 전원 공급 회로(12b)를 제어하여 LED 모듈(11a)에 전원이 공급되도록 한다. 그런데, 이러한 종래의 구성에 따르면, LED 모듈(11a)의 색상 및 어레이에 따라 동작 전압 및 동작 전류가 상이하기 때문에 섬광기를 혼용하여 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

한편, LED 모듈 전원 공급 회로(12b)는 섬광기 제어 회로(12a)의 제어에 따라 LED 모듈(11a)에 전원을 공급한다. 이러한 등명기(10)의 구동전력은 일반적으로 솔라셀(50)을 이용하여 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 축전지(60)로 충전되는 태양광 변환 전력을 사용하며, 섬광기(12)는 도 2와 같이 외부에 충/방전 제어 장치(20)와 연결된다.

충/방전 제어 장치(20)는 축전지의 상태를 모니터링하여 솔라셀(50)에 의한 전원이 축전지(60)에 충전되도록 제어한다. 그런데, 이러한 종래의 구성에 따르면, 등명기(10)를 충/방전 제어 장치(20)에 연결하기 위해서 별도의 배선이 요구되며, 축전지(60)는 원격 단말 장치(30)의 연결에 의한 전력증가로 수명이 단축된다는 문제가 발생되고 있다.

도 3은 도 2의 등명기 제어시스템의 통신 계통 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 특히 자국시스템의 통신 계통 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3의 등명기 제어시스템에 있는 등명기의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3의 등명기 제어시스템에 있는 전원 공급 계통의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 충/방전 제어 장치를 상세하게 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 또 다른 종래 기술의 예를 살펴 보면, 등명기 제어시스템(자국시스템)은 등명기(10), 충/방전 제어 장치(20), 원격 단말 장치(30) 및 레이콘(40)을 포함한다. 여기에서, 원격 단말 장치(30)는 RS-232 를 통해 등명기(10) 및 충/방전 제어 장치(20)와 연결될 수 있고, DI 또는 AI를 통해 레이콘(40)과 연결될 수 있다.

원격 단말 장치(30)는 모뎀 유닛(31) 및 제어 유닛(32)을 포함한다.

모뎀 유닛(31)은 무선 안테나를 통해 등명기(10)에서 제공된 중앙 처리용 데이터를 수신하거나, 무선 안테나를 통해 중앙처리용 데이터를 등명기(10)에 송신한다. 모뎀 유닛(31)은 예를 들어, AtoN AIS(Automatic Identification System), TRS(Trunked Radio System), CDMA(Code Division Multiple Access) 방식으로 중앙처리용 데이터를 송/수신한다.

제어 유닛(32)은 충/방전 제어 장치(20)로부터 전원을 공급받으며, 모뎀 유닛(31)에 전원을 공급하거나 등명기(40)에 전원을 공급한다.

등명기(10)는 도 4와 같이 레귤레이터(12), 등질 설정 단자(13), 스위칭 소자(14), 승/강압 컨버터(15) 및 마이크로프로세서(16)를 포함한다.

레귤레이터(12)는 연결 단자(11)를 통해 전원을 공급받고, 마이크로프로세서(16)에 전원을 공급한다.

등질 설정 단자(13)는 표준 등질 기준에 따라 섬광기의 등질을 설정하여 등질 제어 신호를 생성하고, 등질 제어 신호를 마이크로프로세서(16)에 제공한다.

스위칭 소자(14)는 마이크로프로세서(16)로부터 수신한 등질 제어 신호 및 LED 모듈(11a)로부터 수신된 상태 신호 중 적어도 하나의 신호에 따라 승/강압 컨버터(15)가 승압 컨버터 또는 강압 컨버터로 동작되도록 승/강압 컨버터(15)를 제어한다.

승/강압 컨버터(15)는 스위칭 소자(14)의 제어에 따라 승압 컨버터 또는 강압 컨버터로 동작한다. 일예로서, 승/강압 컨버터(15)는 스위칭 소자(14)의 제어에 따라 승압 컨버터로 동작하면, 전압을 승압시켜 LED 모듈(11a)에 제공한다. 다른 예로서, 승/강압 컨버터(15)는 스위칭 소자(14)의 제어에 따라 강압 컨버터로 동작하면, 전압을 강압시켜 LED 모듈에 제공한다.

마이크로프로세서(16)는 레귤레이터(12)로부터 전원을 공급받아 동작하며, 등질 설정 단자(13)로부터 등질 제어 신호를 수신하면 스위칭 소자(14)에 제공한다. 또한, 마이크로프로세서(16)는 일광 감지 센서(70)으로부터 일광 센싱 신호를 수신하여 등명기(10)의 동작을 제어한다. 여기에서, 일광 감지 센서(70)는 태양의 일조량을 감지하는 센서로, 태양의 일조량을 감지하여 일광 센싱 신호를 마이크로프로세서(16)에 제공한다.

충/방전 제어 장치(20)는 도 5와 같이 제1 스위칭 모듈(21), 제2 스위칭 모듈(22), 제1 전압/전류 센서(23), 제2 전압/전류 센서(24) 및 마이크로프로세서(25)를 포함한다.

제1 스위칭 모듈(21)은 마이크로프로세서(25)의 제어에 따라 솔라셀(50)의 출력을 단속시킨다. 즉, 제1 스위칭 모듈(21)은 솔라셀(50)에서 발생되는 전원의 출력을 단속시킨다.

제2 스위칭 모듈(22)은 마이크로프로세서(25)의 제어에 따라 솔라셀(50)의 출력이 축전지(60)에 인가되는 것을 단속시킨다. 즉, 제2 스위칭 모듈(22)은 솔라셀(50)에서 발생되는 전원이 축전지(60)에 인가되는 것을 단속시킨다.

제1 스위칭 모듈(21) 및 제2 스위칭 모듈(22)은 마이크로프로세서(25)로부터 수신된 스위칭 신호에 따라 온 상태 또는 오프 상태로 변경된다.

일예로서, 제1 스위칭 모듈(21) 및 제2 스위칭 모듈(22) 각각은 마이크로프로세서(25)로부터 수신된 스위칭 신호가 온 상태를 지시하는 경우 오프 상태에서 온 상태로 변경된다. 이와 같이, 제1 스위칭 모듈(21) 및 제2 스위칭 모듈(22)의 상태가 온 상태로 변경되면, 솔라셀(50)에 의해 변환된 전기 에너지가 축전지(60)에 저장된다.

다른 예로서, 제1 스위칭 모듈(21) 및 제2 스위칭 모듈(22) 각각은 마이크로프로세서(25)로부터 수신된 스위칭 신호가 오프 상태를 지시하는 경우 온 상태에서 오프 상태로 변경된다. 이와 같이, 제1 스위칭 모듈(21) 및 제2 스위칭 모듈(22)의 상태가 오프 상태로 변경되면, 솔라셀(50)에 의해 변환된 전기 에너지가 축전지(60)에 저장되는 과정이 정지된다.

제1 전압/전류 센서(23)는 솔라셀(50)에서 발생되는 전원에 대한 전압/전류를 센싱하여 제1 전압/전류 센싱 신호를 생성하고, 제1 전압/전류 센싱 신호를 마이크로프로세서(25)에 제공한다.

제2 전압/전류 센서(24)는 축전지(60)에서 공급되는 전원에 대한 전압/전류를 센싱하여 제2 전압/전류 센싱 신호를 생성하고, 제2 전압/전류 센싱 신호를 마이크로프로세서(25)에 제공한다.

마이크로프로세서(25)는 원격 단말 장치(30)와 통신을 하며, 원격 단말 장치(30)의 제어에 따라 충/방전 제어 장치(20)의 내부 구성 요소, 즉 제1 스위칭 모듈(21), 제2 스위칭 모듈(22), 제1 전압/전류 센서(23) 및 제2 전압/전류 센서(24)의 동작 상태를 제어하여 충/방전이 실행되도록 한다.

도 6 및 도 7은 도 2의 등명기 제어시스템의 통신 계통 구성의 다른 일예를 설명하기 위한 도면으로서, 특히 자국시스템의 통신 계통 구성의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 모뎀 유닛의 상세 예시 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 등명기 제어시스템(자국시스템)은 등명기(10), 충/방전 제어 장치(20), 원격 단말 장치(30) 및 레이콘(40)을 포함한다.

원격 단말 장치(30)는 모뎀 유닛(31) 및 제어 유닛(32)을 포함한다.

모뎀 유닛(31)은 무선 통신 안테나를 통해 등명기(10)에서 제공된 중앙 처리용 데이터를 수신하거나, 무선 통신 안테나를 통해 중앙처리용 데이터를 등명기(10)에 송신한다. 도 7을 통해 더욱 상세하게 예시된 모뎀 유닛(31)은 AtoN AIS(Automatic Identification System), TRS(Trunked Radio System), CDMA(Code Division Multiple Access) 방식으로 중앙처리용 데이터를 송/수신한다. 이러한 모뎀 유닛(31)은 도 7과 같이 상기 각 통신 방식을 구현하는 개별 모듈을 선택적으로 구비하거나, 이들 통신 방식을 구현하는 모듈을 통합한 통합 유닛의 형태로 구성될 수도 있다.

제어 유닛(32)은 충/방전 제어 장치(20)로부터 전원을 공급받으면, 모뎀 유닛(31)에 전원을 공급하거나 등명기(10)에 전원을 공급하거나 데이터 로거 유닛(50)에 전원을 공급한다. 또한, 제어 유닛(32)은 레이콘(40)에 별도로 공급되는 전원의 전류를 감지한다.

그런데, 상술한 바와 같이, 종래의 중·소형 등명기의 자국시스템은 외부에 무선통신을 위한 원격단말장치(Remote Terminal Unit, RTU)가 별도 장비로 장착되어 사용되고 있어, 설비 추가에 따른 전력량의 증가, 경제적 부담 등의 문제점이 있었다.

또한, 종래의 중·소형 등명기의 자국시스템은 외부에 충/방전 제어기를 연결하도록 구성하는 경우 별도의 배선을 요구하게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 중·소형 등명기의 자국시스템의 섬광기의 경우 섬광제어회로와 LED 모듈에 전원을 공급하는 회로를 포함하고 있으나, 등명기 내의 LED 모듈의 색상 및 모듈 어레이에 따라 동작전압 및 동작전류가 상이하기 때문에 섬광기를 혼용하여 사용할 수 없으며, 이로 인해, 등명기에 따라 전용의 섬광기를 연결하여 사용하여야 하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1030133호 (2011.04.12. 등록)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 방열판이 일체로 구성된 PCB 케이스 내에 등명기 제어를 위한 무선 통신 모듈 회로, 섬광기 통합 제어 회로, LED 모듈 전원 공급 회로, 충/방전 제어 회로가 다층의 인쇄 회로 기판 형태로 수직 방향으로 일체로 조립되도록 구성되어, 컴팩트한 조립 상태를 가지면서도 우수한 방열 효과를 제공하도록 구성된 등명기 통합제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 발광 장치 및 등명기 하우징을 포함하는 등명기에 있어서, 무선 통신 모듈 회로와, 상기 발광 장치에 전원을 공급하는 LED 모듈 전원 공급 회로와, 상기 LED 모듈 전원 공급 회로의 동작을 제어하고 상기 무선 통신 모듈 회로를 통한 중앙처리용 데이터 송수신을 제어하며 충/방전 제어 회로의 동작을 제어하는 섬광기 통합 제어 회로와, 상기 섬광기 통합 제어 회로의 제어에 따라 축전지의 충/방전을 실행하는 충/방전 제어 회로 중 어느 하나 또는 2 이상의 회로가 각각의 기판에 형성된 복수의 인쇄 회로 기판; 및 상기 등명기 하우징에 내설되고, 상기 복수의 인쇄 회로 기판이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되며, 상기 인쇄 회로 기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판이 형성된 PCB 케이스;를 포함하여 구성된 등명기 통합제어시스템이 개시된다.

바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은, 상기 무선 통신 모듈 회로가 형성된 제1 인쇄 회로 기판과; 상기 LED 모듈 전원 공급 회로와 상기 섬광기 통합 제어 회로가 형성된 제2 인쇄 회로 기판과; 상기 충/방전 제어 회로가 형성된 제3 인쇄 회로 기판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 PCB 케이스는, 상기 제3 인쇄 회로 기판이 최외곽측에 위치하는 형태를 이루도록 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되며, 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판이 상기 제3 인쇄 회로 기판 인접 측에 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 PCB 케이스는, 사각형으로 이뤄진 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판이 내부에 수직 방향으로 설치 가능한 박스 형상으로 이뤄지며, 최외곽측에 설치되는 상기 제3 인쇄 회로 기판 인접 외측면에 상기 방열판이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 PCB 케이스는, 상기 박스 형상의 상부면을 이루며, 수직 방향으로 설치되는 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판의 상단부에 위치하는 커넥터 또는 스위치가 상부측으로 노출되도록 하는 개방구가 형성된 상부 커버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 PCB 케이스는, 상호 결합 상태에서 박스 형상의 측벽을 구성하며, 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 인쇄 회로 기판이 고정되기 위한 고정 수단이 내측면에 각각 형성된 제1 프레임 및 제2 프레임과, 상기 제1 프레임 및 제2 프레임의 하부측에 결합되어 상기 박스 형상의 하부면을 이루는 하부 커버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 고정 수단은, 수직 방향으로 설치되는 인쇄 회로 기판의 좌우측 양단부가 슬라이딩 결합이 가능하도록 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측면에 형성된 수직 방향 슬라이딩 홈인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제1 프레임 및 제2 프레임은 알루미늄 압출 성형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 방열판이 일체로 구성된 PCB 케이스 내에 등명기 제어를 위한 무선 통신 모듈 회로, 섬광기 통합 제어 회로, LED 모듈 전원 공급 회로, 충/방전 제어 회로가 다층의 인쇄 회로 기판 형태로 수직 방향으로 일체로 조립되도록 구성되어, 컴팩트한 조립 상태를 가지면서도 우수한 방열 효과를 제공한다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 가장 발열이 많이 발생하는 충/방전 제어 회로용 인쇄 회로 기판의 인접 외측에 PCB 케이스의 방열판을 일체로 형성하므로, 충/방전 제어 회로의 방열 효과를 극대화할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 등명기 하우징의 내부(예, 소형 등명기의 하측 부체)에 설치된 PCB 케이스의 각종 커넥터 또는 스위치가 상부측으로 노출되도록 구성되므로, 스위치 설정 조작(등질 설정) 및 커넥터 연결 등이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 인쇄 회로 기판이 PCB 케이스 내측에 형성된 수직 방향 슬라이딩 홈을 통해 수직 방향으로 슬라이딩 식으로 설치 및 고정되므로, 인쇄 회로 기판의 설치 및 교체 등이 용이하게 관리될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 무선 통신 모듈 회로가 형성된 인쇄 회로 기판을 전원 공급 또는 제어 기능을 위한 인쇄 회로 기판과 별도로 형성함으로써, 통신 방식의 변경 시에 전체 기판을 교체할 필요 없이 무선 통신 모듈 회로가 형성된 인쇄 회로 기판 만을 교체하면 된다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 등명기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 등명기를 제어할 수 있는 등명기 제어시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 등명기 제어시스템의 통신 계통 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 등명기 제어시스템에 있는 등명기의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 등명기 제어시스템에 있는 전원 공급 계통의 구성을 설명하기 위한 도면이다
도 6 및 도 7은 도 2의 등명기 제어시스템의 통신 계통 구성의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 상부 커버가 제거된 상태의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 또 다른 방향의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 회로적 관점의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

등명기는 광원과 렌즈와의 초점 거리에 따라 분류되고 있으며, 이하의 실시예에서 설명된 등명기는 200mm 내외의 규격을 갖는 소위 소형으로 분류되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 소형 등명기의 일반적인 기술적 사항은 이미 다수 공지된 바 있으며, 예를 들어, 대한민국 국토해양부 공고 제2012 - 496호 '해상용 등명기(LED-200) 표준규격서'(2012.04.16), 대한민국 국토해양부 공고 제2012 - 497호 '해상용 등명기(LED-200HI) 표준규격서'(2012.04.16) 등을 통해 그 일반적 사항이 설명되어 있다. 이하의 설명에서 상세한 설명이 이뤄지지 않은 내용은 이러한 공지 자료의 구성을 통해 당업자에게 자명하게 이해될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템을 설명하기 위한 도면이다. 이하의 설명에서 도면 부호 뒤에 부기된 'P'는 각각의 제어 회로가 물리적으로 구현된 인쇄 회로 기판을 회로 자체와 구분하여 나타내기 위한 표기이며, 후술하는 도 10 내지 도 12 등을 통해 예시된다. 예를 들어, 섬광기 통합 제어 회로는 부호 123으로 표기되며, 섬광기 통합 제어 회로가 물리적으로 구현된 섬광기 통합 제어 회로용 인쇄 회로 기판은 123P로 표기한다. 다른 제어 회로에 있어서도 동일한 표기 방식을 적용한다.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 등명기(100)는 발광 장치(110), 등명기 통합제어시스템(120) 및 등명기 하우징(130)을 포함한다.

발광 장치(110)는 발광 모듈(111a, 111b, 111c) 및 렌즈(112a, 112b, 112c)를 포함한다.

발광 모듈(111a, 111b, 111c)은 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)와 전기적으로 연결되며, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)로부터 전원을 공급받아 구동된다. 이러한 발광 모듈(111a, 111b, 111c)은 예를 들어 복수개의 LED 모듈로 구현되는 것이 바람직하며, LED 모듈은 백색, 홍색, 녹색, 황색, 청색으로 발광될 수 있다.

발광 모듈(111a, 111b, 111c)은 다수개의 단으로 적층할 수 있도록 다양한 크기로 제조 가능하며, 각각의 단에 적층된 발광 모듈(111a, 111b, 111c)은 직렬로 연결된 다수개의 발광 부재가 하나의 발광 어레이로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 발광 모듈(111a, 111b, 111c)은 모듈 지지봉(미도시)을 통해 여러 단으로 적층될 수 있다. 모듈 지지봉은 발광 모듈(111a, 111b, 111c)을 여러 단으로 적층할 시에 다수개의 발광 부재를 끼워 지지대가 될 수 있도록 제작된다. 예를 들어, 모듈 지지봉은 내식성 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 동등 이상의 내식성 소재의 재료로 형성될 수 있다.

여기에서, 다수개의 발광 부재의 수량 및 배열 형태는 등명기(100)의 사이즈에 따라 임의로 변경될 수 있다. 즉, 등명기(100)가 작은 양의 광량을 요구하는 사이즈인 경우 발광 부재의 수량은 줄어들 수 있고, 등명기(100)가 많은 양의 광량을 요구하는 사이즈인 경우 발광 부재의 수량은 늘어날 수 있다.

또한, 다수개의 발광 부재는 직렬 또는 병렬로 연결되어 한 개의 발광 부재에 고장이 발생하더라도 발광 모듈(111a, 111b, 111c)의 점등에 이상이 없도록 한다. 이러한 복수개의 발광 부재는 렌즈(112a, 112b, 112c)의 초점부와 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다.

렌즈(112a, 112b, 112c)는 발광 모듈(111a, 111b, 111c)로부터 소정 간격 이격되어 위치하며, 발광 모듈(111a, 111b, 111c)로부터 입사된 빛을 집광한 후에 외부로 발산시킨다.

렌즈(112a, 112b, 112c)에는 자외선에 변색되는 것을 방지하도록 코팅 등 탈색 방지 부재가 부착되어 있을 수 있고, 이에 따라 등광 및 해수의 영향에 의해 변질되지 않을 수 있다.

렌즈(112a, 112b, 112c)는 광학적 성능이 우수하며 무색투명의 아크릴 등과 같은 제품으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 광학적 결점이 없는 어느 재료로도 형성될 수 있다. 또한, 렌즈(112a, 112b, 112c)는 오랜 시간 동안 발광 모듈(111a, 111b, 111c)이 점등되어도 온도 변화에 따른 열화현상이 발생 발생하지 않는 어느 재료로도 형성될 수 있다.

본 실시예의 등명기 통합제어시스템(120)은 제어 회로적 관점에서, 충/방전 제어 회로(122), 섬광기 통합 제어 회로(123), LED 모듈 전원 공급 회로(123b) 및 무선 통신 모듈 회로(124)를 포함한다.

상기 무선 통신 모듈 회로(124)는 무선 통신을 통해 중앙처리용 데이터를 송수신하며, 상기 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 상술한 바와 같이 상기 발광 장치(110)에 전원을 공급한다.

상기 섬광기 통합 제어 회로(123)는, 상기 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)의 동작을 제어하고 상기 무선 통신 모듈 회로(124)를 통한 중앙처리용 데이터 송수신을 제어하며 충/방전 제어 회로(122)의 동작을 제어한다.

상기 충/방전 제어 회로(122)는, 상기 섬광기 통합 제어 회로(123)의 제어에 따라 축전지(140)의 충/방전을 실행한다.

기구적 관점에서, 상기 각 회로들 중의 어느 하나 또는 2 이상의 회로는 복수의 인쇄 회로 기판(122P,123P,124P, 도 10 내지 도 12 참조) 중 어느 하나의 기판에 각각 형성된다.

또한, 본 실시예의 등명기 통합제어시스템(120)은 상기 등명기 하우징(130)에 내설되고, 상기 복수의 인쇄 회로 기판(122P,123P,124P)이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되는 PCB 케이스(160, 도 10 내지 도 12 참조)를 포함한다. 상기 PCB 케이스(160)에는 상기 인쇄 회로 기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판(166)이 일체로 형성된다.

방열판(166)은 특히, PCB 케이스(160) 내부에 인접 설치되는 충/방전 제어 회로(122)에 있는 전자부품(예를 들어, 스위칭 모듈)에 대한 방열을 위해 사용된다. 이러한 방열판(166)은 다수개의 방열핀(166a, 도 10 내지 도 12 참조)을 포함하는 구조로 형성되어 충/방전 제어 회로(122)의 발열을 측면으로 방출할 수 있다.

충/방전 제어 회로(122)에 있는 전자부품은 충/방전 제어 회로(122)의 제어 신호에 따라 온 상태 또는 오프 상태로 변화하기 때문에 발열이 많이 발생한다. 이때, 전자부품에서 발생되는 고열이 인접한 PCB 케이스(160)의 방열판(166)을 통해 외부로 방출될 수 있어, 전자부품의 방열효과를 극대화할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 사시도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 상부 커버가 제거된 상태의 평면도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 분해 사시도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 PCB 케이스의 또 다른 방향의 분해 사시도이다.

본 실시예의 등명기 통합제어시스템(120)은 상기 등명기 하우징(130)의 내부(예, 소형 등명기의 하측 부체)에 내설되고, 상기 복수의 인쇄 회로 기판(122P,123P,124P)이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되는 PCB 케이스(160)를 포함한다. 상기 PCB 케이스(160)에는 상기 인쇄 회로 기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판(166)이 일체로 형성된다.

바람직하게, 상기 인쇄 회로 기판은, 상기 무선 통신 모듈 회로(124)가 형성된 제1 인쇄 회로 기판(124P)과, 상기 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)와 상기 섬광기 통합 제어 회로(123)가 형성된 제2 인쇄 회로 기판(123P)과, 상기 충/방전 제어 회로(122)가 형성된 제3 인쇄 회로 기판(122P)을 포함하여 구성된다.

특히, 본 실시예에서, 상기 PCB 케이스(160)는, 상기 제3 인쇄 회로 기판(122P)이 최외곽측에 위치하는 형태를 이루도록 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판(124P,123P,122P)이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되며, 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판(124P,123P,122P)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판(166)이 충/방전 제어 회로(122)가 형성된 상기 제3 인쇄 회로 기판(122P) 인접 측에 형성된다. 여기서, '최외곽측'이란, PCB 케이스(160)의 내부 공간의 중심부를 기준으로 가장 바깥쪽의 위치를 의미한다. 본 실시예의 경우, 제1 인쇄 회로 기판(124P)도 기판 간의 상대 위치 관점에서는 상기 제3 인쇄 회로 기판(122P)의 반대측의 최외곽측에 위치하는 것으로 이해될 수도 있다.

보다 상세하게 보면, 본 실시예의 PCB 케이스(160)는, 사각형으로 이뤄진 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판(124P,123P,122P)이 내부에 수직 방향으로 설치 가능한 박스 형상으로 이뤄지며, 최외곽측에 설치되는 상기 제3 인쇄 회로 기판(122P) 인접 외측면에 상기 방열판(166)이 일체로 형성된다. 방열판(166)의 외측에는 복수의 방열핀(166a)이 형성된다. 복수의 방열핀(166a)은 소정 간격만큼 이격되어 방열판(166)의 외측을 향하도록 연장 형성된다. 방열핀(166a)의 세부 형상 및 갯수는 도시된 형상 및 갯수로 한정되는 것은 아니며, 방열 효과가 양호하게 제공되는 조건 하에서 다양하게 변형 구성될 수 있다.

또한, 본 실시예의 PCB 케이스(160)는, 상기 박스 형상의 상부면을 이루며, 수직 방향으로 설치되는 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판(124P,123P,122P)의 상단부에 위치하는 커넥터 또는 스위치가 상부측으로 노출되도록 하는 개방구가 형성된 상부 커버(169)를 포함한다. 상기 상부 커버(169)는 상기 제1 프레임(162) 및 제2 프레임(164)의 상부측에 결합되어 상기 박스 형상의 상부면을 이루게 된다.

도면을 참조할 때, 제1 인쇄 회로 기판(124P)의 상단부에는 무선통신 안테나용 결합 커넥터(124b') 등이 형성된다. 일예로, 상기 무선통신 안테나는 LTE용 안테나가 될 수 있다.

제2 인쇄 회로 기판(123P)의 상단부에는 리셋 스위치(123g), 통신 연결용 커넥터(123f'), 일광 감지 센서 커넥터(150'), GPS 안테나용 커넥터(123e'), 등질 설정 단자용 딥 스위치(123d'), LED 모듈 전원 공급용 커넥터(123b'), 전원 연결용 커넥터(123f) 등이 형성된다.

제3 인쇄 회로 기판(122P)의 상단부에는 축전지 연결 단자(141), 솔라셀 연결 단자(171), 통신 또는 전원 연결용 커넥터(122e)가 형성된다.

상부 커버(169)에는, 상술한 각종 커넥터 또는 스위치가 상부측으로 노출되도록 하는 개방구(169a,169b,169c,169d)들이 형성된다. 이러한 개방구(169a,169b,169c,169d)들을 통해 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판(124P,123P,122P)의 상단부에 위치하는 커넥터 또는 스위치가 상부측으로 노출되는 구조를 가지므로, 본 실시예의 PCB 케이스(160)는 등명기 하우징(130)의 내부(예, 소형 등명기의 하측 부체)에 상부 커버(169)가 상부측을 향하는 방향으로 삽입 내설된 상태에서, 스위치 설정 조작 및 커넥터 연결, 인쇄 회로 기판의 유지 보수, 교체 등이 용이하다는 장점을 제공한다.

한편, 본 실시예의 PCB 케이스(160)는, 상호 결합 상태에서 박스 형상의 측벽을 구성하며, 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판(124P,123P,122P) 중 적어도 어느 하나의 인쇄 회로 기판이 고정되기 위한 고정 수단이 내측면에 각각 형성된 제1 프레임(162) 및 제2 프레임(164)이 결합되는 구성을 갖는다.

바람직하게 본 실시예의 고정 수단은, 수직 방향으로 설치되는 인쇄 회로 기판의 좌우측 양단부가 슬라이딩 결합이 가능하도록 제1 프레임(162) 또는 제2 프레임(164)의 내측면에 형성된 수직 방향 슬라이딩 홈(162b,162b')의 형태로 구성된다.

본 실시예에서 제1 및 제2 인쇄 회로 기판(124P,123P)은 제1 프레임(162)에 형성된 상기 수직 방향 슬라이딩 홈(162b,162b')을 통해 슬라이딩 식으로 설치 및 고정되므로, 그 설치 및 교체 등이 용이하게 관리될 수 있다.

이와 달리, 본 실시예의 제3 인쇄 회로 기판(122P)은 슬라이딩 식으로 설치되지 않고, 지지 부재(204) 및 체결 나사(202)를 통해 제2 프레임(164)의 내측면에 고정된다. 이는 상기 제3 인쇄 회로 기판(122P)에 형성된 충/방전 제어 회로(122)에 있는 전자부품이 발열이 많이 발생하는 점을 고려하여, 금속재 지지 부재(204)를 통한 열전도 및 직접적인 복사열 전달을 통해 제2 프레임(164) 및 그 외측면에 일체로 형성된 방열판(166)에 최적의 효율로 열을 전달 및 배출하기 위함이다.

한편, 본 실시예의 PCB 케이스(160)는, 상기 제1 프레임(162) 및 제2 프레임(164)의 하부측에 결합되어 상기 박스 형상의 하부면을 이루는 하부 커버(168)를 포함한다.

상기 상부 커버(169) 및/또는 하부 커버(168)는 결합 나사(201)를 통해 PCB 케이스(160)의 제1 프레임(162) 또는 제2 프레임(164)의 상측 또는 하측에 각각 결합되며, 이를 위해 상부 커버(169) 및/또는 하부 커버(168)에는 다수의 나사 체결공(169g)이 구비되며, 상기 제1 프레임(162) 또는 제2 프레임(164)에는 상기 나사 체결공(169g)에 대응하는 각 위치에 다수의 나사 체결부(162a,164a)가 구비된다.

상부 커버(169)의 양측단에는 상기 PCB 케이스(160)가 상기 등명기 하우징(130)의 내부(예, 소형 등명기의 하측 부체)에 삽입식으로 내설된 상태에서 고정 결합하기 위한 결합부(169e)가 일체로 형성된다. 부호 132는 상기 결합부(169e)에 체결 나사 등을 통해 결합되는 고정 체결부로서, 바람직하게 고정 체결부(132)는 상기 등명기 하우징(130)의 내부(예, 소형 등명기의 하측 부체)에 타단이 고정된다.

한편, 상기 제1 프레임(162) 및 제2 프레임(164)은 제조 공정의 효율성을 고려하여 압출 성형 방식으로 제조하되, 방열성을 고려하여 바람직하게는 알루미늄 압출 성형으로 형성된다.

이러한, 상기 제1 프레임(162) 및 제2 프레임(164)은 양측의 결합부가 결합돌기(162c) 및 결합 홈(164c)에 의해 견고하게 삽입 결합될 수 있다.

상술한 축전지, 각종 안테나 등은 등명기 하우징(130)의 내부(예, 소형 등명기의 하측 부체)에 위치하도록 설치될 수도 있으며, 전선 또는 신호선 등을 통해 연결된 상태로 등명기 하우징(130)의 외부에 설치될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 등명기 통합제어시스템의 회로적 관점의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예의 등명기 통합제어시스템(120)은 충/방전 제어 회로(122), 섬광기 통합 제어 회로(123), LED 모듈 전원 공급 회로(123b), 무선 통신 모듈 회로(124)를 포함한다. LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 본 실시예의 섬광기 통합 제어 회로(123) 내에 통합적으로 구성된다.

무선 통신 모듈(124a)은 무선 통신 안테나(124b)를 통해 외부에서 등명기(100)로 제공된 중앙 처리용 데이터를 수신하거나, 무선 통신 안테나(124b)를 통해 중앙처리용 데이터를 등명기(100)로부터 외부로 송신한다. 일 실시예에서, 무선 통신 모듈(124a)은 RF(Radio Frequency)통신, LTE(Long Term Evolution), TRS(Trunked Radio System), VDES(VHF Data Exchange System) 등의 통신 방식으로 중앙처리용 데이터를 송/수신할 수 있다.

섬광기 통합 제어 회로(123)는 상기 무선 통신 모듈(124a)을 통해 중앙 처리용 데이터를 수신하면, 중앙 처리용 데이터를 이용하여 충/방전 제어 회로(122), 섬광기 통합 제어 회로(123) 및 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)를 제어할 수 있다.

충/방전 제어 회로(122)는 섬광기 통합 제어 회로의 제어에 따라 축전지(140)의 충/방전을 실행하는 회로로서, 도 13에서와 같이 DC/DC 컨버터(122a), 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b), 연결 단자(122e), 제1 전압/전류 센서(122c) 및 제2 전압/전류 센서(122d)를 포함한다.

DC/DC 컨버터(122a)는 섬광기 통합 제어 회로(123)의 제어를 받는 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 제어에 따라 솔라셀(170)의 출력을 변환한다.

축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)는 섬광기 통합 제어 회로(123)의 제어에 따라 솔라셀(170)의 출력이 축전지(140)에 인가되는 것을 단속한다.

여기에서, 솔라셀(170)은 햇빛이 있는 주간에 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 모듈이고, 축전지(140)는 전기 에너지를 저장할 수 있는 모듈이며, 축전지(140)에는 솔라셀(170)로부터 공급받은 전원이 저장된다.

DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)는 섬광기 통합 제어 회로(123)로부터 수신된 제어 신호에 따라 DC/DC 변환 여부 또는 축전지 충방전 상태가 변경 제어된다.

일 실시예에서, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b) 각각은 섬광기 통합 제어 회로(123)로부터 수신된 제어 신호가 축전지 충전 상태를 지시하는 경우 DC/DC 변환을 온 상태로 함과 동시에 축전지 충전 상태를 온 상태로 변경한다. 이와 같이, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 온 상태로 변경되면, 솔라셀(170)에 의해 변환된 전기 에너지가 축전지(140)에 저장된다.

다른 일 실시예에서, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b) 각각은 섬광기 통합 제어 회로(123)로부터 수신된 제어 신호가 오프 상태를 지시하는 경우 온 상태에서 오프 상태로 변경된다. 이와 같이, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 오프 상태로 변경되면, 솔라셀(170)에 의해 변환된 전기 에너지가 축전지(140)에 저장되는 과정이 정지된다.

제1 전압/전류 센서(122c)는 솔라셀(170)에서 발생되는 전원에 대한 전압/전류를 센싱하여 제1 전압/전류 센싱 신호를 생성하고, 제1 전압/전류 센싱 신호를 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)를 거쳐 섬광기 통합 제어 회로(123)에 제공한다.

제2 전압/전류 센서(122d)는 축전지(140)에서 공급되는 전원에 대한 전압/전류를 센싱하여 제2 전압/전류 센싱 신호를 생성하고, 제2 전압/전류 센싱 신호를 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)를 거쳐 섬광기 통합 제어 회로(123)에 제공한다.

섬광기 통합 제어 회로(123)는 충/방전 제어 회로(122) 및 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)의 동작을 제어하는 회로로서, 도 13과 같이 LED 모듈 전원 공급 회로(123b), 연결 단자(123f), 전원공급 회로(123c), 등질 설정 단자(123d), GPS 안테나(123e) 및 마이크로프로세서(123a)를 포함한다.

전원공급 회로(123c)는 연결 단자(123f)를 통해 충/방전 제어 회로(122)로부터 전원을 공급받고, 마이크로프로세서(123a) 및 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)에 전원을 공급하며, 무선 통신 모듈 회로(124)에도 전원을 공급한다.

등질 설정 단자(123d)는 표준 등질 기준에 따라 섬광기의 등질을 설정하여 등질 제어 신호를 생성하고, 등질 제어 신호를 마이크로프로세서(123a)에 제공한다. 그러면, 마이크로프로세서(123a)는 등질 제어 신호를 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)에 제공하여 발광 모듈(111a, 111b, 111c)의 색상 및 어레이에 따라 전압/전류가 자동으로 조절되도록 할 수 있다.

GPS 안테나(123e)는 GPS위성(미도시됨)에서 송출된 신호를 수신하여 마이크로프로세서(123a)가 현재 위치(예를 들어, 경도, 위도, 고도) 및 타이밍을 산출할 수 있도록 한다.

마이크로프로세서(123a)는 일광 감지 센서(150)로부터 일광 센싱 신호를 수신하면, 일광 센싱 신호에 따라 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b) 및 DC/DC 컨버터(122a)에 제공한다.

일광 감지 센서(150)는 태양의 일조량을 감지하는 센서로, 등명기(100)의 점등 시점을 결정한다. 일광 감지 센서(150)는 태양의 일조량을 감지하여 일광 센싱 신호를 마이크로프로세서(123a)에 제공한다.

일 실시예에서, 마이크로프로세서(123a)는 일광 감지 센서(150)로부터 일광 센싱 신호를 수신하고, 일광 센싱 신호에 포함된 일광량이 특정 일광량 이상이면 현재 상태가 주간이라고 판단하여, 온 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b) 각각에 제공할 수 있다.

다른 일 실시예에서, 마이크로프로세서(123a)는 일광 감지 센서(150)로부터 일광 센싱 신호를 수신하고, 일광 센싱 신호에 포함된 일광량이 특정 일광량 이하이면 현재 상태가 야간이라고 판단하여, 오프 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b) 각각에 제공할 수 있다.

마이크로프로세서(123a)는 충/방전 제어 회로(122)로부터 수신된 센싱 신호에 기초하여 온/오프 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)에 제공한다.

보다 구체적으로, 마이크로프로세서(123a)는 충/방전 제어 회로(122)의 제1 전압/전류 센서(122c) 및 제2 전압/전류 센서(122d) 각각으로부터 솔라셀(170)에서 발생되는 전원에 대한 제1 전압/전류 센싱 신호 및 축전지(140)에 공급되는 전원에 대한 제2 전압/전류 센싱 신호를 수신하면 이를 이용하여 온/오프 제어 신호를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 마이크로프로세서(123a)는 제1 전압/전류 센싱 신호에 기초하여 솔라셀(170)에서 발생되는 전원의 전류 값이 기 저장된 전류 기준 값 이상이면 솔라셀(170)의 전원이 축전지(140)에 인가되어 충전되도록 온 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b) 및 DC/DC 컨버터(122a)에 제공할 수 있다. 바람직한 일예로, DC/DC 컨버터(122a)로의 제어 신호는 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)를 거쳐 제공할 수 있다. 이에 따라, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 제어 신호에 따라 온 상태로 변경되면, 솔라셀(170)에서 발생한 전원이 축전지(140)에 인가되어 축전지(140)의 전원이 충전된다.

다른 일 실시예에서, 마이크로프로세서(123a)는 제1 전압/전류 센싱 신호에 기초하여 솔라셀(170)에서 발생되는 전원의 전류 값이 기 저장된 전류 기준 값 이하이면, 제2 전압/전류 센싱 신호에 기초하여 축전지(140)에서 공급되는 전원의 전압 값과 기 저장된 전압 기준 값을 비교한다.

여기에서, 마이크로프로세서(123a)는 축전지(140)에서 공급되는 전원의 전압 값이 기 저장된 전압 기준 값 이상이면 축전지(140)에 충전된 전원이 충분하다고 판단하여 오프 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)에 제공할 수 있다.

이에 따라, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 오프 상태로 변경되면, 솔라셀(170)에서 발생한 전원이 축전지(140)로 인가되어 축전지(140)의 전원이 충전되는 과정이 정지된다.

한편, 마이크로프로세서(123a)는 축전지(140)에서 공급되는 전원의 전압 값이 기 저장된 전압 기준 값 이하이면 축전지(140)에 충전된 전원이 충분하지 않다고 판단하여 온 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)에 제공할 수 있다.

이에 따라, DC/DC 컨버터(122a) 및 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 제어 신호에 따라 온 상태로 변경되면, 솔라셀(170)에서 발생한 전원이 축전지(140)에 인가되어 축전지(140)의 전원이 충전된다.

마이크로프로세서(123a)는 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)로부터 발광 모듈 상태 측정 신호를 수신하면, 발광 모듈 상태 측정 신호에 따라 온/오프 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)에 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 마이크로프로세서(123a)는 발광 모듈 상태 측정 신호에 포함된 발광 모듈의 전류가 기 저장된 전류 기준 값 이상이면 오프 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)에 제공할 수 있다.

이와 같이, 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 오프 상태로 변경되면, 축전지(140)에서 공급되는 전원이 차단되며, 발광 모듈에 최적의 전류만 공급하도록 제한될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 마이크로프로세서(123a)는 발광 모듈 상태 측정 신호에 포함된 발광 모듈의 전류가 기 저장된 전류 기준 값 이하이면 온 상태로의 변경을 지시하는 제어 신호를 생성하여 충/방전 제어 회로(122)의 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)에 제공할 수 있다.

이와 같이, 축전지 충방전 제어 전용 회로(122b)의 상태가 온 상태로 변경되면, 축전지(140)에서 공급되는 전원이 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)에 제공되며, 이에 따라 발광 모듈(111)에 전류가 공급될 수 있다.

마이크로프로세서(123a)는 등질 설정 단자(123d)로부터 등질 제어 신호를 수신하면, 등질 제어 신호에 따라 발광 장치(110)가 동작되도록 등질 제어 신호를 LED 모듈 전원 공급 회로(123b)에 제공한다. 바람직한 일예로, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 승/강압형 컨버터를 포함할 수 있다. 이러한 승/강압형 컨버터는 예를 들어, 통상의 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter)가 사용될 수 있다.

LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는, 발광 장치(110)의 상태를 센싱하여 발광 장치 상태 측정 신호를 섬광기 통합 제어 회로(123)에 제공하고, 발광 장치의 전압 및 전류를 센싱하여 발광 장치의 정격 전압을 자동 조정하거나 정격 전류 설정 기능을 수행한다.

다른 관점에서, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 섬광기 통합 제어 회로(123)의 제어에 따라 발광 모듈(111a, 111b, 111c)의 상태를 변경할 수 있다.

일 실시예에서, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 섬광기 통합 제어 회로(123)의 마이크로프로세서(123a)로부터 등질 제어 신호를 수신하면, 등질 제어 신호에 따라 발광 모듈(111a, 111b, 111c)의 상태를 변경할 수 있다. 여기에서, 등질 제어 신호는 발광 모듈(111a, 111b, 111c)의 발광 시간, 발광 주기, 발광 횟수에 대한 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 등질 제어 신호에 포함된 발광 시간에 따라 발광 모듈(111a, 111b, 111c)이 빛을 발광되도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 등질 제어 신호에 포함된 발광 주기에 따라 발광 모듈(111a, 111b, 111c)이 빛이 발광 되도록 제어할 수 있다. 또 다른 예를 들어, LED 모듈 전원 공급 회로(123b)는 등질 제어 신호에 포함된 발광 횟수에 따라 발광 모듈(111a, 111b, 111c)이 빛을 발광하도록 제어할 수 있다.

즉, 발광 모듈(111a, 111b, 111c)은 등질 제어 신호에 따라 제어되기 때문에 각각의 등명기가 야간에 반짝이는 시간이나, 주기, 횟수 등이 달라진다. 이와 같이, 등질 제어 신호는 등대를 구분하기 위해 발광 모듈(111a, 111b, 111c)의 상태를 제어하기 위한 신호이다.

무선 통신 모듈 회로(124)는 무선 통신 모듈(124a), 무선 통신 안테나(124b) 및 연결 단자(124c)를 포함한다.

상기 무선 통신 모듈(124a)은 무선 통신 안테나(123b)를 통해 등명기(100)에서 제공된 중앙 처리용 데이터를 수신하거나, 무선 통신 안테나(123b)를 통해 중앙처리용 데이터를 등명기(100)에 송신한다.

일 실시예에서, 무선 통신 모듈(124a)은 RF(Radio Frequency)통신, LTE(Long Term Evolution), TRS(Trunked Radio System), VDES(VHF Data Exchange System) 등의 방식으로 중앙처리용 데이터를 송/수신할 수 있다. 또한, 본 실시예의 무선 통신 모듈(124a)은 상기 각 통신 방식을 구현하는 개별 모듈이 사용되거나, 이들 통신 방식 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 제공하는 통합 모듈이 사용될 수도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

100: 등명기
110: 발광 장치
120: 등명기 통합제어시스템
122: 충/방전 제어 회로
123: 섬광기 통합 제어 회로
123b: LED 모듈 전원 공급 회로
124: 무선 통신 모듈 회로
122P,123P,124P: 인쇄 회로 기판
130: 등명기 하우징
160: PCB 케이스
162: 제1 프레임
164: 제2 프레임

Claims (8)

1. 발광 장치 및 등명기 하우징을 포함하는 등명기의 통합제어시스템으로서,
   무선 통신 모듈 회로와, 상기 발광 장치에 전원을 공급하는 LED 모듈 전원 공급 회로와, 상기 LED 모듈 전원 공급 회로의 동작을 제어하고 상기 무선 통신 모듈 회로를 통한 중앙처리용 데이터 송수신을 제어하며 충/방전 제어 회로의 동작을 제어하는 섬광기 통합 제어 회로와, 상기 섬광기 통합 제어 회로의 제어에 따라 축전지의 충/방전을 실행하는 충/방전 제어 회로 중 어느 하나 이상의 회로가 형성된 각각의 기판을 포함하는 복수의 인쇄 회로 기판; 및
   상기 등명기 하우징에 내설되고, 상기 복수의 인쇄 회로 기판이 수직 방향으로 다층 구조로 실장되며, 상기 인쇄 회로 기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판이 형성된 PCB 케이스;를 포함하며,
   상기 인쇄 회로 기판은, 상기 무선 통신 모듈 회로가 형성된 제1 인쇄 회로 기판과; 상기 LED 모듈 전원 공급 회로와 상기 섬광기 통합 제어 회로가 형성된 제2 인쇄 회로 기판과; 상기 충/방전 제어 회로가 형성된 제3 인쇄 회로 기판;을 포함하며,
   상기 PCB 케이스는, 사각형으로 이뤄진 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판이 내부에 수직 방향으로 설치 가능한 박스 형상으로 이뤄지며, 최외곽측에 설치되는 상기 제3 인쇄 회로 기판 인접 외측면에 상기 방열판이 일체로 형성되며,
   상기 제1 및 제2 인쇄 회로 기판은 상기 PCB 케이스 내측에 슬라이딩 식으로 설치 및 고정되고, 상기 제3 인쇄 회로 기판은 상기 PCB 케이스 내측에 금속재 지지 부재를 통해 열전도가 가능하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 등명기 통합제어시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 PCB 케이스는,
   상기 박스 형상의 상부면을 이루며, 수직 방향으로 설치되는 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판의 상단부에 위치하는 커넥터 또는 스위치가 상부측으로 노출되도록 하는 개방구가 형성된 상부 커버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 등명기 통합제어시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 PCB 케이스는,
   상호 결합 상태에서 박스 형상의 측벽을 구성하며, 상기 제1 내지 제3 인쇄 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 인쇄 회로 기판이 고정되기 위한 고정 수단이 내측면에 각각 형성된 제1 프레임 및 제2 프레임과,
   상기 제1 프레임 및 제2 프레임의 하부측에 결합되어 상기 박스 형상의 하부면을 이루는 하부 커버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 등명기 통합제어시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 고정 수단은,
   수직 방향으로 설치되는 인쇄 회로 기판의 좌우측 양단부가 슬라이딩 결합이 가능하도록 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측면에 형성된 수직 방향 슬라이딩 홈인 것을 특징으로 하는 등명기 통합제어시스템.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 프레임 및 제2 프레임은 알루미늄 압출 성형으로 형성된 것을 특징으로 하는 등명기 통합제어시스템.

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