KR101799307B1 - 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템 - Google Patents

사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템 Download PDF

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Abstract

사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트는, 플러그 단자가 형성된 콘센트 본체; 상기 플러그 단자에 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭부; 상기 플러그 단자의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 플러그 단자를 통해 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서; 상기 온도센서에서 감지한 온도값과 상기 전류센서에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송하는 통신모듈; 및 상기 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 휴대용 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템{electric outlet and electric outlet system capable of remote controling by mobile terminal}
본 발명은 전기 콘센트에 관한 것으로서, 더 상세하게는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전원을 공급받기 위해 각종 건축물의 벽면 등에 매립형 콘센트를 설치한다.
매립형 콘센트의 수는 사용하고자 하는 가전제품 등의 수보다 적은 경우가 대부분이므로, 일명 '멀티 콘센트'를 매립형 콘센트에 연결하여 사용하고 있다.
멀티 콘센트는 2 ~ 5개의 콘센트가 구비되어 있는데, 멀티 콘센트에 다시 멀티 콘센트를 연결하여 사용하는 경우도 많다. 따라서 전류소모가 많은 가전제품을 멀티 콘센트에 연결할 경우, 전격전원 이상의 과전류에 의해 화재가 발생하는 경우가 있다.
매립형 콘센트에 과부하가 가해지는 경우, 건축물에 설치된 과부하 차단기가 작동하여 과부하를 차단할 수 있으나, 여러 장소에 배치된 매립형 콘센트 중 어느 콘센트에 과부하가 발생하였는지 까지는 확인할 수 없었다.
따라서 사용자는 매립형 콘센트에 연결된 가전제품을 개별적으로 모두 확인한 후, 과부하가 발생한 콘센트를 식별할 수 있었다.
KR10-2013-0100668A
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 전류의 공급을 제어할 수 있는 원격제어가 가능한 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플러그 단자가 형성된 콘센트 본체; 상기 플러그 단자에 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭부; 상기 플러그 단자의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 플러그 단자를 통해 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서; 상기 온도센서에서 감지한 온도값과 상기 전류센서에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송하는 통신모듈; 및 상기 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 휴대용 단말기;를 포함하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트가 제공된다.
또한, 상기 휴대용 단말기는, 상기 온도 이력값 및 상기 전류 이력값 중 어느 하나가 설정된 기준범위를 초과할 경우, 상기 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플러그 단자가 형성된 콘센트 본체; 상기 플러그 단자에 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭부; 상기 플러그 단자의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 플러그 단자를 통해 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서; 및 상기 온도센서에서 감지한 온도값과 상기 전류센서에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송하는 통신모듈;을 구비하는 복수의 전기 콘센트; 및 상기 복수의 전기 콘센트의 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 상기 복수의 전기 콘센트의 스위칭부의 동작을 제어하는 휴대용 단말기;를 포함하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 시스템이 제공된다.
또한, 상기 휴대용 단말기는, 상기 복수의 전기 콘센트 중 어느 하나의 전기 콘센트의 온도 이력값 또는 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과할 경우, 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 휴대용 단말기는, 상기 복수의 전기 콘센트 중 어느 하나의 전기 콘센트의 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과할 경우, 상기 복수의 전기 콘센트의 전류 총허용량을 추가로 고려하여 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부의 턴오프(TURN OFF) 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템은, 휴대용 단말기가 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 전류의 공급을 제어할 수 있다.
따라서 복수의 전기 콘센트가 배치되어 있을 경우, 복수의 전기 콘센트 중 어느 전기 콘센트의 온도 및 부하가 기준범위를 초과하는지를 휴대용 단말기를 이용하여 실시간으로 확인할 수 있고, 해당하는 전기 콘센트의 전원공급을 차단시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트의 구성도.
도 2는 전기 콘센트의 플러그 주소 확인부의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트 시스템의 구성도.
도 4는 도 3의 전기 콘센트 시스템의 동작상태를 나타낸 예시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트의 구성도이다.
본 실시예에 따른 전기 콘센트는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 1을 참조하면, 전기 콘센트(10)는, 콘센트 본체(110)와, 스위칭부(120)와, 온도센서(130)와, 전류센서(140)와, 통신모듈(150)과, 휴대용 단말기(200)와, 서버(300)와, 개인용 컴퓨터(400)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트(10)는, 휴대용 단말기(200)와, 서버(300)와, 개인용 컴퓨터(400)를 이용하여 사물 인터넷에 편입됨으로써, 원격제어가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 전기 콘센트(10)는 사물 인터넷(Internet of Things, IoT)의 네트워크망으로 편입되어, 휴대용 단말기(200), 서버(300), 개인용 컴퓨터(400) 중 적어도 어느 하나와 데이터를 교환하면서 작동할 수 있도록 구성될 수 있다.
전기 콘센트(10)는 유선 또는 무선 방식을 통해 휴대용 단말기(200), 서버(300), 개인용 컴퓨터(400)와 데이터를 교환할 수 있다.
본 실시예에서는 대표적으로 휴대용 단말기(200)를 이용하여 전기 콘센트의 원격제어를 진행하는 과정을 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성되는 전기 콘센트의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
콘센트 본체(110)의 중앙영역에는 플러그 단자(111)가 형성되어 있으므로, 가전제품의 전기 플러그가 플러그 단자(111)에 삽입될 경우, 가전제품은 플러그 단자(111)를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
플러그 단자(111)의 주변에는 플러그 접지단(112)이 형성되어 있는데, 플러그 접지단(112)은 가전제품의 전기 플러그에서 유입된 누전 전류를 외부로 접지시키는 역할을 수행하므로 가전제품 및 사용자를 누전 전류로부터 보호할 수 있다. 콘센트 본체(110)는 난연성 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
스위칭부(120)는 플러그 단자(111)에 전류를 선택적으로 전달하는 역할을 수행하는데, 스위칭부(120)는 휴대용 단말기(200)의 제어에 따라 턴온(TURN ON) 또는 턴오프(TURN OFF) 동작을 수행한다.
즉, 스위칭부(120)는 턴온(TURN ON) 될 경우 플러그 단자(111)에 전류(전원)를 전달하고, 턴오프(TURN OFF) 될 경우 플러그 단자(111)에 전류(전원)를 전달하지 않는다.
온도센서(130)는 플러그 단자(111)의 온도를 감지하는데, 전류가 흐르는 플러그 단자(111)에 직접 접촉되지 않도록 배치된다.
즉, 온도센서(130)는 플러그 단자(111)의 외곽영역과 일정거리 이격된 상태에서 플러그 단자를 감싸도록 배치된다.
예를 들면 플러그 단자(111)가 원형의 링 형태로 구성될 경우, 그 원형의 링보다 구경이 더 큰 링형태로 온도센서가 배치되어 플러그 단자(111)의 온도를 정확하게 감지할 수 있다.
다른 예를 들면, 온도센서(130)는, 플러그 단자(111)의 일부를 감싸는 절연체 부분에 접촉되도록 배치될 수 있다. 즉, 플러그 단자(111)의 끝단은 가전제품의 플러그와 전기적으로 도통되도록 도전체로 이루어져 있으나, 끝단을 제외한 부분은 절연체로 감싸진 형태로 구성된다. 따라서 온도센서(130)가 플러그 단자(111)의 끝단에 인접한 절연체에 배치될 경우 플러그 단자(111)의 온도를 감지할 수 있다.
전류센서(140)는 플러그 단자(111)를 통해 흐르는 전류값을 감지한다. 즉, 플러그 단자(111)에 가전제품의 플러그가 삽입될 경우, 가전제품의 전류 소모량에 따라 플러그 단자(111)를 통해 흐르는 전류값이 변경되므로, 전류센서(140)는 이러한 전류값의 변화를 감지한다.
참고적으로, 플러그 단자(111)에 가전제품의 플러그가 삽입되지 않았을 경우나, 플러그가 삽입되더라도 가전제품의 전류 소모량이 '0' 일 경우, 플러그 단자(111)의 전류값은 '0' 이라고 가정한다.
전류센서(140)는 비접촉 전류센서로 구성되어, 플러그 단자(111)의 전류로부터 보호되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 전류센서(140)는 변류기(Current Transformer, CT)로 구성될 수 있는데, 전류를 직접 측정할 경우, 너무 높은 전류값으로 인해 측정 시간의 제약이 발생할 수 있으며, 높은 전류값에 의해 기기 손상 또는 상해가 발생할 수 있다.
따라서 고전류를 안전하게 측정하기 위한 변류기를 이용하여 전류값을 감소시켜서 전류의 변화량을 안정적으로 측정한다. 즉, 변류기는 인덕턴스를 이용하여 비접촉 방식으로 전류에 대응하는 센싱전류를 출력한다. 참고적으로 변류기는 스플릿 코어 또는 솔리드 코어로 구성될 수 있다.
통신모듈(150)은 온도센서(130)에서 감지한 온도값과 전류센서(140)에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송한다. 무선통신방식은 와이파이(WIFI), 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 방식 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
휴대용 단말기(200)는 통신모듈(150)로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 스위칭부(120)의 동작을 제어한다.
휴대용 단말기(200)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
휴대용 단말기(200)는 통신모듈(150)로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 데이터베이스화하여 저장하며, 온도값 및 전류값을 실시간으로 디스플레이부에 표시하므로 사용자가 온도값 및 전류값을 시각적으로 확인할 수 있다.
표시되는 온도값 및 전류값의 수치 옆에는 제한수치가 표시되어 있으며,
온도값 또는 전류값이 제한수치를 초과할 경우, 휴대용 단말기(200)는 스위칭부(120)를 턴오프(TURN OFF) 시켜서 과열 및 과전류로부터 전기 콘센트를 보호한다.
즉, 휴대용 단말기(200)는 실시간의 온도값 또는 전류값이 제한수치를 초과할 경우, 스위칭부(120)를 자동으로 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다.
휴대용 단말기(200)는 제1 차단모드에서, 실시간의 온도값 또는 전류값이 (온도 또는 전류)제한수치를 초과하자마자 스위칭부(120)를 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다. 실시간의 온도값 또는 전류값이 (온도 또는 전류)제한수치 이내로 감소할 경우 스위칭부(120)는 다시 턴온(TURN ON)된다. 이때, 턴오프(TURN OFF)된 스위칭부(120)가 다시 턴온(TURN ON) 되기 위한 최소 지연시간(예를 들면 10초 ~ 30초)이 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 휴대용 단말기(200)는 제2 차단모드에서, 실시간의 온도값 또는 전류값이 (온도 또는 전류) 제한수치를 소정의 시간(예를 들면, 10초 내지 30초) 이상 초과할 경우에만, 스위칭부(120)를 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어할 수 있다. 실시간의 온도값 또는 전류값이 (온도 또는 전류)제한수치 이내로 감소할 경우 스위칭부(120)는 다시 턴온(TURN ON)된다. 이때, 턴오프(TURN OFF)된 스위칭부(120)가 다시 턴온(TURN ON) 되기 위한 최소 지연시간(예를 들면 10초 ~ 30초)이 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 휴대용 단말기(200)는 제3 차단모드에서, 데이터베이스에 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값 중 어느 하나가 설정된 기준범위를 초과할 경우, 스위칭부(120)를 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다.
온도 이력값은 시간당 온도값의 변화를 의미하므로, 휴대용 단말기(200)는 소정의 시간동안의 온도값을 모두 적분한 후, 그 적분값이 (온도) 기준범위를 초과할 경우, 스위칭부(120)를 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다. 여기서 소정의 시간은 30분 ~ 2시간으로 설정될 수 있으며, 이때, 턴오프(TURN OFF)된 스위칭부(120)가 다시 턴온(TURN ON) 되기 위한 최소 지연시간(예를 들면 10초 ~ 30초)이 설정되는 것이 바람직하다.
참고적으로, 온도 적분값을 산출할 때, 소정의 시간을 복수의 구간으로 분할한 후, 각 구간별로 온도 적분값을 산출할 수 있다. 이때, 각 구간별 온도 적분값 중에서 최소값 및 최대값을 제외한 후 나머지 온도 적분값을 합산하여 온도 기준범위와 비교할 수 있을 것이다.
또한, 전류 이력값은 시간당 전류값의 변화를 의미하므로, 휴대용 단말기(200)는 소정의 시간동안의 전류값을 모두 적분한 후, 그 적분값이 (전류) 기준범위를 초과할 경우, 스위칭부(120)를 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다. 여기서 소정의 시간은 30분 ~ 2시간으로 설정될 수 있으며, 이때, 턴오프(TURN OFF)된 스위칭부(120)가 다시 턴온(TURN ON) 되기 위한 최소 지연시간(예를 들면 10초 ~ 30초)이 설정되는 것이 바람직하다.
참고적으로, 전류 적분값을 산출할 때, 소정의 시간을 복수의 구간으로 분할한 후, 각 구간별로 전류 적분값을 산출할 수 있다. 이때, 각 구간별 전류 적분값 중에서 최소값 및 최대값을 제외한 후 나머지 전류 적분값을 합산하여 전류 기준범위와 비교할 수 있을 것이다.
한편, 제3 차단모드에서 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되는 시간은, 적분값이 기준범위를 얼마나 초과하였는지 여부에 따라 결정될 수 있다.
예를 들면, 온도 적분값이 온도 기준범위를 10% ~ 20 % 미만 초과할 경우, 제1 시간동안 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되도록 제어된다.
온도 적분값이 온도 기준범위를 20% 이상 ~ 30 % 미만 초과할 경우, 제1 시간보다 더 긴 시간인 제2 시간동안 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되도록 제어된다. 여기에서 제1 시간은 10 초 ~ 20초이며, 제2 시간은 21초 ~ 30초로 정의될 수 있다.
온도 적분값이 온도 기준범위를 30% 이상 초과할 경우, 휴대용 단말기(200)는 온도센서(130)의 (현재) 온도값이, 소정의 시간(30분 ~ 2시간) - 적분값이 산출된 구간임 - 중 가장 낮은 온도값의 10% ~ 15% 이내로 근접할 때까지 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되도록 제어한다.
다른 예를 들면, 전류 적분값이 전류 기준범위를 10% ~ 20 % 미만 초과할 경우, 제1 시간동안 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되도록 제어된다.
전류 적분값이 전류 기준범위를 20% 이상 ~ 30 % 미만 초과할 경우, 제1 시간보다 더 긴 시간인 제2 시간동안 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되도록 제어된다. 여기에서 제1 시간은 10 초 ~ 20초이며, 제2 시간은 21초 ~ 30초로 정의될 수 있다.
전류 적분값이 전류 기준범위를 30% 이상 초과할 경우, 휴대용 단말기(200)는 전류센서(140)의 (현재) 전류값이, 소정의 시간(30분 ~ 2시간) - 적분값이 산출된 구간임 - 중 가장 낮은 전류값의 10% ~ 15% 이내로 근접할 때까지 스위칭부(120)가 턴오프(TURN OFF) 되도록 제어한다.
참고적으로, 제1 내지 제3 차단모드는 휴대용 단말기(200)에서 선택적으로 설정 가능하며, 각각의 차단모드에서는 온도만을 감지할 것인지, 전류만을 감지할 것인지, 온도 및 전류를 동시에 감지하되 어느 감지값을 우선순위로 할 것인지를 세부적으로 설정할 수 있도록 구성된다.
딥 스위치(113)는 실시예에 따라 두 가지 용도로 사용될 수 있다.
우선 첫 번째 실시예에서 딥 스위치(113)는 스위칭부(120)를 테스트용으로 동작시키기 위한 테스트용 스위치로써 구성될 수 있다.
다음으로 두 번째 실시예에서 딥 스위치(113)는, 통신모듈(150)과 휴대용 단말기(200)와의 데이터 교환을 차단하고, 온도센서(130)에서 감지한 온도값이 내부에 설정된 내부 온도 제한값을 초과하는지 여부에 따라 스위칭부(120)를 선택적으로 동작시키거나, 전류센서(140)에서 감지한 전류값이 내부에 설정된 내부 전류 제한값을 초과하는지 여부에 따라 스위칭부(120)를 선택적으로 동작시킨다. 즉, 휴대용 단말기(200)의 제어가 아닌 온도센서(130) 및 전류센서(140)의 제어에 따라 스위칭부(120)가 동작한다.
휴대용 단말기(200)는, 전류센서(140)의 전류값을 바탕으로 플러그 단자(111)의 예측 온도값을 산출할 수 있다.
즉, 휴대용 단말기(200)에 플러그 단자(111)의 저항, 접촉저항, 고유저항의 수치가 입력되어 있으므로, 플러그 단자(111)에 흐르는 전류값을 토대로 예측 온도값을 산출할 수 있다.
특히, 휴대용 단말기(200)는 온도센서(130)에서 측정된 (실제) 온도값을 바탕으로 예측 온도값에 보정수치를 부여할 수 있다. 이러한 보정수치는 계속해서 업데이트 되면서 학습이 진행되므로, 예측 온도값과 (실제) 온도값의 차이는 점점 감소하게 된다.
이러한 예측 온도값과 실제 온도값은 계속 비교되다가 예측 온도값과 실제 온도값이 기준범위를 초과하는 경우, 온도센서(130)의 실제 온도값에 오류가 발생한 것으로 판단하고, 예측 온도값을 토대로 제1 차단모드 내지 제3 차단모드를 진행할 수 있다.
도 2는 전기 콘센트의 플러그 주소 확인부(160)의 구성도이다.
도 1의 전기 콘센트에 플러그 단자(111)가 복수 개 구비되었을 경우, 복수의 플러그 단자를 구분하기 위해, 플러그 주소 확인부(160)가 추가로 포함되어 구성될 수 있다.
도 2의 예시에서는 플러그 단자가 총 3개 구비되었을 경우, 제1 플러그 단자, 제2 플러그 단자 및 제3 플러그 단자 중 어느 플러그 단자가 사용되는지를 확인하기 위한 회로가 도시되어 있다.
참고적으로 복수의 플러그 단자가 구비될 경우, 각 플러그 단자에 스위칭부, 온도센서, 전류센서 및 통신모듈이 각각 할당되어 배치된다.
통신모듈이 복수의 플러그 단자의 수만큼 구비될 경우, 각 통신모듈의 고유한 식별자가 휴대용 단말기(200)로 송신되므로, 휴대용 단말기(200)는 복수의 플러그 단자를 각각 식별할 수 있다.
한편, 하나의 통신모듈만이 구비될 경우, 공통 통신모듈은 복수의 플러그 단자를 각각 구분해서 휴대용 단말기(200)로 온도값 및 전류값을 전송해야 한다.
따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 플러그 주소 확인부(160)는, 제1 플러그 단자, 제2 플러그 단자 및 제3 플러그 단자 중 어느 플러그 단자가 사용되는지를 확인하기 위한 회로로 구성된다.
플러그 주소 확인부(160)의 세부구조를 살펴보면 다음과 같다.
감지 전압단(VDD_CTRL)에서 제1 노드(N1)로 감지전압을 공급하도록 구성된다.
제1 감지 트랜지스터(SW1)는 제1 노드(N1)와 접지전압단 사이에 접속되며 제1 전류센서신호(CT1)의 제어를 받도록 구성된다. 이때, 제1 감지 트랜지스터(SW1)와 접지전압단 사이에는 제1 감지저항(R1)이 삽입된다.
제2 감지 트랜지스터(SW2)는 제1 노드(N1)와 접지전압단 사이에 접속되며 제2 전류센서신호(CT2)의 제어를 받도록 구성된다. 이때, 제2 감지 트랜지스터(SW2)와 접지전압단 사이에는 제2 감지저항(R2)이 삽입된다.
제3 감지 트랜지스터(SW3)는 제1 노드(N1)와 접지전압단 사이에 접속되며 제3 전류센서신호(CT3)의 제어를 받도록 구성된다. 이때, 제3 감지 트랜지스터(SW3)와 접지전압단 사이에는 제3 감지저항(R3)이 삽입된다.
여기에서 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)의 저항값은 모두 동일하도록 구성될 수 있으며, 각각 서로 다른 저항값을 가지도록 구성될 수도 있을 것이다.
제1 전류센서신호(CT1)는 제1 플러그 단자의 전류를 감지하는 전류센서로부터 출력되는 신호이며, 전류가 흐르는지 여부를 나타내는 신호이다.
제2 전류센서신호(CT2)는 제2 플러그 단자의 전류를 감지하는 전류센서로부터 출력되는 신호이며, 전류가 흐르는지 여부를 나타내는 신호이다.
제3 전류센서신호(CT3)는 제3 플러그 단자의 전류를 감지하는 전류센서로부터 출력되는 신호이며, 전류가 흐르는지 여부를 나타내는 신호이다.
플러그 단자 감지부(161)는 제1 노드(N1)의 전압레벨을 검출하도록 구성된다.
제1 전류센서신호(CT1), 제2 전류센서신호(CT2) 및 제3 전류센서신호(CT3)에 의해 제1 감지 트랜지스터(SW1), 제2 감지 트랜지스터(SW2) 및 제3 감지 트랜지스터(SW3)가 모두 턴오프(TURN OFF) 상태일 경우, 제1 노드(N1)의 전압레벨은 감지전압(VDD_CTRL)의 레벨은 갖는다.
제1 감지 트랜지스터(SW1), 제2 감지 트랜지스터(SW2) 및 제3 감지 트랜지스터(SW3)가 모두 턴오프(TURN OFF) 상태라는 것은, 제1 플러그 단자, 제2 플러그 단자 및 제3 플러그 단자가 모두 사용되지 않는다는 것을 의미한다.
이때, 제1 전류센서신호(CT1)에 의해 제1 감지 트랜지스터(SW1)가 턴온(TURN ON) 될 경우, 제1 노드(N1)의 전압레벨은 일정수준 하강하게 되는데, 각각의 감지 트랜지스터의 턴온(TURN ON) 여부와, 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)의 저항값에 의해 제1 노드(N1)의 전압레벨이 변경된다.
따라서 플러그 단자 감지부(161)는 제1 노드(N1)의 전압레벨을 감지하여 제1 플러그 단자, 제2 플러그 단자 및 제3 플러그 단자 중 어느 플러그 단자가 사용되는지를 확인할 수 있다.
결과적으로 플러그 단자 감지부(161)는 어느 플러그 단자가 사용되는지를 검출하여 공통 통신모듈로 전송하므로, 공통 통신모듈은 전류값 및 온도값을 플러그 단자의 주소값(플러그 단자의 식별값)과 함께 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트 시스템의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 전기 콘센트 시스템에서는 도 1의 전기 콘센트(10)가 복수 개 배치되어 있다고 가정한다. 명확한 설명을 위해 3개의 전기 콘센트(10,20,30)가 배치된 예시를 설명한다.
즉, 전기 콘센트 시스템은, 복수의 전기 콘센트(10,20,30)와, 휴대용 단말기(200)를 포함하여 구성된다.
복수의 전기 콘센트 중 대표적으로 제1 전기 콘센트(10)를 살펴보면,
제1 전기 콘센트(10)는, 플러그 단자가 형성된 콘센트 본체(110)와, 플러그 단자(111)에 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭부(120)와, 플러그 단자(111)의 온도를 감지하는 온도센서(130)와, 플러그 단자(111)를 통해 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서(140)와, 온도센서(130)에서 감지한 온도값과 전류센서(140)에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송하는 통신모듈(150)을 포함하여 구성된다.
제1 전기 콘센트(10)와 휴대용 단말기(200)와의 상호 동작관계는 도 1 및 도 2의 예시를 통해 상세히 설명하였으므로, 중복된 설명은 생략하기로 하며,
이하에서는 제1 전기 콘센트(10), 제2 전기 콘센트(20) 및 제3 전기 콘센트(30)와 휴대용 단말기(200)의 상호 동작관계에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
휴대용 단말기(200)는 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 각각의 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 각각의 스위칭부의 동작을 제어한다.
휴대용 단말기(200)는 각각의 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 데이터베이스화하여 저장하며, 온도값 및 전류값을 실시간으로 디스플레이부에 표시하므로 사용자는 각각의 전기 콘센트의 온도값 및 전류값을 시각적으로 확인할 수 있다.
표시되는 온도값 및 전류값의 수치 옆에는 제한수치가 표시되어 있으며, 온도값 또는 전류값이 제한수치를 초과할 경우, 휴대용 단말기(200)는 해당 전기 콘센트의 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시켜서 과열 및 과전류로부터 전기 콘센트를 보호한다.
즉, 휴대용 단말기(200)는 실시간의 온도값 또는 전류값이 제한수치를 초과하는 전기 콘센트가 감지될 경우, 해당 전기 콘센트의 스위칭부를 자동으로 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다.
복수의 전기 콘센트(10,20,30)의 차단모드는 휴대용 단말기(200)에서 각각 선택적으로 설정 가능하며, 각각의 차단모드에서는 온도만을 감지할 것인지, 전류만을 감지할 것인지, 온도 및 전류를 동시에 감지하되 어느 감지값을 우선순위로 할 것인지를 세부적으로 설정할 수 있도록 구성된다.
제1 내지 제3 차단모드 중 대표적으로 제3 차단모드에서, 휴대용 단말기(200)는 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 중 어느 하나의 전기 콘센트의 온도 이력값 또는 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과할 경우, 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시키게 된다.
즉, 휴대용 단말기(200)는 제3 차단모드에서, 데이터베이스에 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값 중 어느 하나가 설정된 기준범위를 초과할 경우, 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시키도록 제어한다.
도 4는 도 3의 전기 콘센트 시스템의 동작상태를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하여, 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 및 그 전기 콘센트를 연결하는 전선의 전류 총허용량을 고려하여, 특정 전기 콘센트의 스위칭부의 턴오프(TURN OFF) 여부를 결정하는 과정을 설명하기로 한다.
휴대용 단말기(200)는 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 중 어느 하나의 전기 콘센트의 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과하는지를 판단한다.
총 전류 허용량이 9A라고 가정하면, 기본적으로 제1 전기 콘센트(10), 제2 전기 콘센트(20) 및 제3 전기 콘센트(30)의 기준범위는 각각 3A로 설정된다.
제1 전기 콘센트(10)에 흐르는 전류가 3A를 초과할 경우, 휴대용 단말기(200)는 제2 전기 콘센트(20) 및 제3 전기 콘센트(30)에 흐르는 전류값을 파악한 후, 총 전류 허용량 9A를 초과하지 않는 범위 내에서 제1 전기 콘센트(10)에 3A를 초과하는 전류를 허가한다.
즉, 휴대용 단말기(200)는 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 중 어느 하나의 전기 콘센트의 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과할 경우, 복수의 전기 콘센트(10,20,30)의 전류 총허용량을 추가로 고려하여 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부의 턴오프(TURN OFF) 여부를 결정한다.
이때, 휴대용 단말기(200)는 제1 전기 콘센트(10), 제2 전기 콘센트(20) 및 제3 전기 콘센트(30)의 현재의 전류 소모량을 실시간으로 표시하므로, 사용자가 부하의 한계치를 확인할 수 있다.
복수의 전기 콘센트(10,20,30)에 흐르는 총전류가 전류 총허용량, 즉 9A를 초과할 경우,
휴대용 단말기(200)는 복수의 전기 콘센트(10,20,30) 중 전류소모량이 가장 적은 전기 콘센트 순으로 전류공급을 차단하도록 제어한다. 이때, 차단 우선 순위는 사용자에 의해 미리 고정될 수도 있을 것이다.
본 예시에서는 각 전기 콘센트에 흐르는 전류가 3A를 초과할 경우, 전류 총허용량을 추가로 고려하는 예시를 설명하였으나,
복수의 전기 콘센트(10,20,30)가 모두 제3 차단모드로 설정된 경우, 휴대용 단말기(200)는 소정의 시간동안의 전류값을 모두 적분한 후, 그 적분값이 (전류) 기준범위를 초과하는지 여부에 따라 전류 총허용량을 추가로 고려하도록 구성될 수 있다. 제3 차단모드에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 콘센트 및 전기 콘센트 시스템은, 휴대용 단말기가 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 전류의 공급을 제어할 수 있다.
따라서 복수의 전기 콘센트가 배치되어 있을 경우, 복수의 전기 콘센트 중 어느 전기 콘센트의 온도 및 부하가 기준범위를 초과하는지를 휴대용 단말기를 이용하여 실시간으로 확인할 수 있고, 해당하는 전기 콘센트의 전원공급을 차단시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 콘센트 본체
111 : 플러그 단자
112 : 플러그 접지단
120 : 스위칭부
130 : 온도센서
140 : 전류센서
150 : 통신모듈
200 : 휴대용 단말기

Claims (5)

  1. 플러그 단자가 형성된 콘센트 본체;
    상기 플러그 단자에 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭부;
    상기 플러그 단자의 온도를 감지하는 온도센서;
    상기 플러그 단자를 통해 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서;
    상기 온도센서에서 감지한 온도값과 상기 전류센서에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송하는 통신모듈; 및
    상기 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 휴대용 단말기;를 포함하고,
    상기 휴대용 단말기는, 상기 플러그 단자의 저항, 접촉저항 및 고유저항의 수치를 저장하고 있어서 상기 플러그 단자에 흐르는 전류값을 토대로 상기 플러그 단자의 예측 온도값을 산출하고,
    상기 휴대용 단말기는, 상기 온도센서에서 측정된 실제 온도값을 바탕으로 상기 예측 온도값에 보정수치를 부여하되 상기 보정수치는 계속해서 업데이트 되면서 학습되며,
    상기 예측 온도값과 상기 실제 온도값의 차이가 기준범위를 초과하는 경우, 상기 온도센서의 오류가 발생한 것으로 판단하여, 상기 예측 온도값을 토대로 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휴대용 단말기는,
    상기 온도 이력값 및 상기 전류 이력값 중 어느 하나가 설정된 기준범위를 초과할 경우, 상기 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시키는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트.
  3. 플러그 단자가 형성된 콘센트 본체; 상기 플러그 단자에 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭부; 상기 플러그 단자의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 플러그 단자를 통해 흐르는 전류값을 감지하는 전류센서; 및 상기 온도센서에서 감지한 온도값과 상기 전류센서에서 감지한 전류값을 무선통신방식으로 전송하는 통신모듈;을 구비하는 복수의 전기 콘센트; 및
    상기 복수의 전기 콘센트의 통신모듈로부터 송신된 온도값 및 전류값을 수신하여 저장하며, 저장된 온도 이력값 및 전류 이력값을 토대로 상기 복수의 전기 콘센트의 스위칭부의 동작을 제어하는 휴대용 단말기;를 포함하고,
    상기 휴대용 단말기는, 상기 플러그 단자의 저항, 접촉저항 및 고유저항의 수치를 저장하고 있어서 상기 플러그 단자에 흐르는 전류값을 토대로 상기 플러그 단자의 예측 온도값을 산출하고,
    상기 휴대용 단말기는, 상기 온도센서에서 측정된 실제 온도값을 바탕으로 상기 예측 온도값에 보정수치를 부여하되 상기 보정수치는 계속해서 업데이트 되면서 학습되며,
    상기 예측 온도값과 상기 실제 온도값의 차이가 기준범위를 초과하는 경우, 상기 온도센서의 오류가 발생한 것으로 판단하여, 상기 예측 온도값을 토대로 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 휴대용 단말기는,
    상기 복수의 전기 콘센트 중 어느 하나의 전기 콘센트의 온도 이력값 또는 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과할 경우, 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부를 턴오프(TURN OFF) 시키는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 휴대용 단말기는,
    상기 복수의 전기 콘센트 중 어느 하나의 전기 콘센트의 전류 이력값이 설정된 기준범위를 초과할 경우,
    상기 복수의 전기 콘센트의 전류 총허용량을 추가로 고려하여 해당하는 전기 콘센트의 스위칭부의 턴오프(TURN OFF) 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷에 편입되어 원격제어가 가능한 전기 콘센트 시스템.
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