KR101864049B1 - 태양광의 밝기가 반영되는 스마트 수족관 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 장치 - Google Patents

태양광의 밝기가 반영되는 스마트 수족관 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 장치 Download PDF

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Abstract

태양광의 밝기가 반영되는 스마트 수족관 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 장치가 개시된다. 본 수족관 조명 시스템은 수족관에 마련되는 LED모듈; 상기 LED모듈의 W, R, G, B 각각의 밝기를 개별적으로 제어하는 제어보드; 및 상기 LED모듈을 제어하기 위한 제어정보를 상기 제어보드에 전달하는 사용자 단말;을 포함한다. 이에 의해, 태양광의 밝기에 따라 수족관 내부의 밝기를 조절하여 수족관 내부에 자연환경과 유사한 조건을 구현함은 물론, White LED, Red LED, Green LED, Blue LED의 밝기를 개별 설정하도록 하여 수족관 서식생물의 성장에 도움을 주고, 블루투스를 이용하여 이를 원격으로 제어할 수 있는 스마트 수족관 조명 시스템 및 조명 장치을 제공할 수 있게 된다.

Description

태양광의 밝기가 반영되는 스마트 수족관 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 장치{Smart light system for aquarium realizing solar light and light apparatus using the same}
본 발명은 태양광의 밝기가 반영되는 스마트 수족관 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수족관 서식생물의 성장을 돕고, 수족관 내부에 자연환경과 유사한 조건을 제공하도록, 태양광의 밝기에 따라 수족관 내부의 밝기가 조절되는 수족관 조명 시스템 및 조명 장치에 관한 것이다.
근래에 관상어는 개, 고양이와 함께 3대 애완동물중 하나로 꼽히고 있으며, 세계 관상어 시장은 소득수준이 높은 선진국을 중심으로 연평균 7~8%씩 지속성장하고 있고, 그 규모는 45조원으로 추정된다. 우리나라의 경우, 경제성장, 1인가구의 증가, 저출산 고령화에 따라 관상어에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 관상어 수족관은 가습기 기능은 물론, 정서안정이나 아동발달에도 긍정적인 효과를 미친다는 해외 연구 결과가 알려지면서 가정을 중심으로 관상어 수조가 확산되는 등, 2009년 2천300억에서 2016년 4천100억으로 급증 최근까지 지속적인 증가추세를 보이고 있다. 최근 5년 동안 관련업체 수도 두 배 이상 증가, 관련 동호회는 166개소에 달하며 동호인은 50만 명에 이른다.
최근 관상어로 사육되는 열대어는 담수어 400종 이상, 해수어 150종 이상에 이른다. 네온테트라, 카디널테트라, 페레즈테트라, 키싱구라미 등은 성질이 온순하고 건강하여 초심자에게 적합한 관상어에 해당하며, 디스커스, 수마트라, 베타, 주얼피시 등은 섬세하기 때문에 단독으로 사육되고 있다.
관상어 특유의 아름다움으로 인해 많은 수의 동호인들이 이와 같은 관상어의 사육을 취미로 하고 있다. 다만, 관상어의 사육은 기본적으로 원 서식지의 환경에 최대한 가깝게 만들어주는 것이 중요하다. 하지만, 관상어들마다 특성이 다르고 생존환경이 각각 상이하므로 관상어 사육에는 전문적인 지식과 많은 정성이 필요하다.
특히, 관상어의 원 서식지의 환경에 가까운 수족관을 제공하기 위해, 종래의 수족관 조명은 부족한 면이 있다. 일반 가정이나 업소 등에 설치된 관상용 수족관의 경우, 조명의 광원으로 형광등이 사용되며, 오직 전원의 온/오프만이 가능하다. 수족관의 광원으로 형광등을 이용하는 경우, 소비 전력이 높은 문제점이 있으며, 높은 온도로 인하여 수족관에 서식하는 수생 생물이 스트레스를 받을 수 있으며, 본래의 모습을 잃어가는 문제점이 있다.
또한, 오직 광원의 온/오프 만이 가능하여 순간적으로 밝아지고 꺼지는 조명으로 인해 스트레스가 발생하고, 스트레스로 인한 면역력 약화 및 순간 놀람으로 인하여 수조 속 조형물에 부딪히거나 수족관 밖으로 점프사 하는 문제가 종종 발생되고 있다. 과다한 광량을 조사함으로써 수조 최대의 적이라고 일컬어지는 이끼 발생을 초래하기도 한다.
그리고 수족관에 서식하는 생물의 종류에 따라, 필요한 파장대가 다름에도 조명의 색 변환이 불가능하다는 불편함이 있다. 예를 들어 해수용은 Blue LED(450nm)의 파장대가 필요하며, 담수용의 경우 Blue LED(450nm)와 Red LED(660nm)가 골고루 필요함에 따라, 서식환경에 따라 조명을 교체해야 하는 경우 해수용 또는 담수용 LED조명으로 교체해야만 하는 불편함이 있다.
대한민국등록특허 제10-1583270호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 수족관 내부에 자연환경과 유사한 조건을 구현하기 위해 태양광의 밝기에 따라 수족관 내부의 밝기가 조절되는 조명을 제공함은 물론, White LED, Red LED, Green LED, Blue LED의 밝기를 개별 설정하도록 하여 수족관 서식생물의 성장에 도움을 주고, 블루투스(Bluetooth)를 이용하여 이를 원격으로 제어할 수 있는 스마트 수족관 조명 시스템 및 조명 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광의 밝기가 반영되는 스마트 수족관 조명 시스템은 수족관에 빛을 발산하도록 W(White LED), R(Red LED), G(Green LED), B(Blue LED)를 포함하는 LED모듈; 상기 W, R, G, B 각각의 밝기를 개별적으로 제어하는 제어보드; 및 상기 LED모듈을 제어하기 위한 제어정보를 상기 제어보드에 전달하는 사용자 단말;을 포함한다.
본 실시예에 따른 스마트 수족관 조명은 태양광의 밝기를 감지하는 광센서;를 더 포함하고, 상기 제어보드는, 상기 감지된 밝기에 따라 상기 수족관의 밝기가 조절되도록, 상기 LED모듈을 제어할 수 있다.
그리고 상기 제어보드는, 상기 사용자 단말이 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보가 포함된 기상정보를 획득하는 경우, 상기 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보를 수신하고, 상기 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보에 따라, 상기 LED모듈의 작동 여부를 결정하되, 하루 동안의 시간적 흐름에 따른 밝기 변화를 상기 수족관에 구현하도록, 상기 LED모듈의 밝기가 연속적으로 증가되거나 감소되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어보드는, 천구상 태양의 이동에 따른 입사각의 변화를 상기 수족관에 구현하기 위해, 작동 초기에 일측의 LED가 빛을 발산하도록 하고, 시간의 경과에 따라 타측까지 순차적으로 빛을 발산하도록 할 수 있다.
그리고 상기 사용자 단말은, 상기 광센서로부터 감지되는 태양광의 밝기를 시간정보와 함께 저장하고, 상기 제어보드는, 사용자로부터 입력된 시간이 상기 사용자 단말로부터 전송되면, 상기 시각에 대응하는 밝기의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 수족관에 서식하는 식물 또는 동물의 종류에 따른 적합한 파장정보를 획득하고, 상기 제어보드는, 사용자로부터 입력된 식물의 종류가 상기 사용자 단말로부터 전송되면, 식물모드가 작동되도록 하고, 상기 사용자 단말로부터 파장정보를 수신하여 상기 식물의 종류에 대응하는 파장의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어할 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 스마트 수족관 조명은 상기 수족관 내부에 움직이는 객체를 감지하는 모션감지센서;를 더 포함하고, 상기 제어보드는, 사용자로부터 입력된 동물의 종류가 상기 사용자 단말로부터 전송되고 상기 모션감지센서로부터 기설정된 범위 이상의 움직임이 감지되면, 동물모드가 작동되도록 하고, 상기 사용자 단말로부터 파장정보를 수신하여 상기 동물의 종류에 대응하는 파장의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어보드는, 상기 모션감지센서로부터 감지된 동물의 실시간 위치를 수신하고, 상기 감지된 위치에 수직하여 위치하는 LED가 빛을 발산하도록 제어할 수 있다.
그리고 상기 사용자 단말은, 사용자로부터 상기 W, R, G, B 각각의 밝기가 입력되면, 상기 입력된 W, R, G, B 각각의 밝기를 상기 제어보드에 무선통신하여 전송할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 위치하는 장소의 밝기를 감지하여 상기 제어보드에 전달하고, 상기 제어보드는, 상기 위치하는 장소의 밝기와 동일한 밝기가 상기 수족관에 구현되도록, 상기 LED모듈을 제어할 수 있다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수족관 조명 장치는 수족관에 빛을 발산하도록 W(White LED), R(Red LED), G(Green LED), B(Blue LED)를 포함하는 LED모듈; 및 상기 W, R, G, B 각각의 밝기를 개별적으로 제어하는 제어보드;를 포함하고, 상기 제어보드는, 사용자 단말로부터 상기 LED모듈을 제어하기 위한 제어정보를 수신할 수 있다.
이에 의해, 태양광의 밝기에 따라 수족관 내부의 밝기를 조절하여 수족관 내부에 자연환경과 유사한 조건을 구현함은 물론, White LED, Red LED, Green LED, Blue LED의 밝기를 개별 설정하도록 하여 수족관 서식생물의 성장에 도움을 주고, 블루투스를 이용하여 이를 원격으로 제어할 수 있는 스마트 수족관 조명 시스템 및 조명 장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수족관 조명을 설명하기 위해 제공되는 사시도,
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수족관 조명을 설명하기 위해 제공되는 블록도,
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 하루 동안의 태양광의 밝기 변화를 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈로부터 발산되는 빛의 방향을 설명하기 위해 제공되는 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 이동 경로가 구현된 LED모듈을 설명하기 위해 제공되는 사시도,
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈의 LED 배치를 설명하기 위해 제공되는 저면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말을 설명하기 위해 제공되는 도면, 그리고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명의 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수족관 조명 시스템을 설명하기 위해 제공되는 사시도, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수족관 조명을 설명하기 위해 제공되는 블록도, 그리고 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 하루 동안의 태양광의 밝기 변화를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
본 실시예에 따른 스마트 수족관 조명 시스템은 수족관 내부에 자연환경을 구현하고, White LED, Red LED, Green LED, Blue LED의 밝기를 개별 설정하도록 하여 수족관 서식생물의 성장에 도움을 주기 위해 마련된다.
이를 위해 스마트 수족관 조명 시스템은 LED조명장치(100) 및 사용자 단말(200)을 포함하도록 구성된다.
LED조명장치(100)는 사용자에 의해 제어 가능한 LED조명을 제공하기 위해 마련된다.
그리고 LED조명장치(100)는 LED모듈(110), 제어보드(120), 광센서(130) 및 모션감지센서(140)를 포함하도록 구성된다.
LED모듈(110)은 수족관 내부에 빛을 발산하기 위해 마련되며, 다수의 LED가 기판에 배열되도록 마련된다.
LED모듈(110)은 수족관 상단에 결합하도록 마련되며, White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)를 포함하도록 구성된다. 각각의 LED는 LED모듈(110) 상단과 양측면의 내측에 배열된다.
White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)의 배치에 관한 구체적인 실시예에 관하여서는 도 5에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
또한, LED모듈(110)은 반사판을 포함할 수 있고, 이를 통해 외부로 빛이 외부로 새어나가지 않도록 하여, 전력이 낭비되지 않도록 할 수 있다.
한편, 제어보드(120)는 LED조명장치(100)의 전반을 제어하기 위해 마련되며, 광센서(130), 모션감지센서(140) 및 사용자 단말(200)을 통해 획득된 정보를 이용해 LED모듈(110)을 제어할 수 있다.
제어보드(120)는 사용자 단말(200)과 통신하기 위하여 통신 수단(LAN)을 포함할 수 있다.
제어보드(120)에 의해 제어되는 LED모듈(110)의 구체적인 실시예에 관하여서는 도 2 내지 도 8에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
광센서(130)는 태양광의 밝기를 감지하기 위해 마련된다.
광센서(130)는 빛의 세기에 따라 저항값이 변하는 광가변저항기 역할을 하며, 빛의 세기에 따라 저항값이 수백킬로옴(Ω)에서 수 옴(Ω)정도까지 변한다. 빛이 강할수록 저항값이 적어지게 된는데, 이러한 저항값을 변화를 이용해 빛의 밝기를 감지하게 된다.
종래의 수족관 조명은, 단순히 온오프만 가능하도록 마련되어, 순간적으로 밝아지고 꺼지는 조명으로 인해, 관상어는 스트레스를 받게 되고, 스트레스는 면역력 약화를 초래하는 문제점이 있다.
본 실시예에 따른 LED조명장치(100)는, 광센서(130)를 통해, 외부의 밝기가 감지될 수 있고, 제어보드(120)는 감지된 밝기에 따라 수족관의 밝기를 변경할 수 있게 된다. 결과적으로 수족관 내부에 자연환경과 유사한 밝기의 빛이 제공될 수 있다.
구체적으로, 하루 동안의 오전 8시에서 9시까지의 일조량은 같은 장소의 오후 3시에서 4시에 유입되는 일조량과는 많은 차이가 있다. 또한, 자연환경에서 입사각도가 낮은 빛은 수면의 반사 등으로 수중까지 미치지 못하며, 초목에 가려 수면까지 미치지 못하는 빛도 많다. 광센서(130)로부터 이를 반영하여 자연환경과 유사한 빛이 제공되도록 한다.
도 3를 참조하면, 태양광의 밝기는 일출시간부터 증가하기 시작하여 정오 즈음에 가장 높은 밝기를 가진다. 제어보드(120)는 광센서(130)로부터 이와 같은 밝기정보를 수신하고, 이와 동일한 밝기의 빛을 발산하도록 LED모듈(110)을 제어할 수 있다.
물론, 태양광의 밝기를 100%로 하여, 동일한 밝기의 빛을 발산하도록 할 수 있음은 물론, 다양한 비율의 밝기가 점차 발산되도록 할 수 있다.
예를 들어, 감지된 태양광의 밝기가 2,000lx(lx는 밝기의 단위를 의미한다)인 경우, 이에 50%를 반영하여 1,000lx의 밝기를 기준으로 일출과 일몰시점까지 밝기가 감소되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어보드(120)는 광센서(130)로부터 직접 태양광의 밝기를 감지하여 LED모듈(110)을 제어할 수 있음은 물론, 사용자 단말(200)이 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보가 포함된 기상정보를 획득하는 경우, 상기 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보를 수신하고, 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보에 따라, LED모듈(110)의 작동 여부를 결정할 수 있다.
예를 들면, 일출시간에 LED모듈(110)이 작동하도록 하고, 일몰시간에 LED모듈(110)이 자동적으로 정지하도록 한다. 다만, 하루 동안의 시간적 흐름에 따른 밝기 변화를 상기 수족관에 구현하도록, 상기 LED모듈의 밝기가 연속적으로 증가하거나 감소하도록 제어할 수 있다. 또한, 일출시간 이전 30분 전부터 서서히 밝기가 증가하거나, 일몰시간 이후 30분까지 서서히 밝기가 감소하도록 할 수도 있다.
다만, 태양광에 의한 외부의 밝기는 날씨에 의해 좌우되므로, 날씨정보 포함된 기상정보가 획득되면 그에 따라 LED모듈(110)에 의해 발산되는 빛의 밝기가 제어될 수 있다.
예를 들어, 맑은 날 수평면조도는 100,000lx 이상이고, 구름이 끼고 안개가 자욱한 날은 한낮에도 2,000lx정도 이다. 이를 반영하여, 만약 오늘 LED조명장치(100)가 위치하는 지역의 기상정보에 구름이 끼고 안개가 발생한다는 정보가 포함되는 경우, 최대 조도를 2,000lx로 하여 일출시간부터 서서히 밝아지다가 정오를 이후로 서서히 밝기가 감소하도록 제어할 수 있다.
다만, LED모듈(110)의 최대 출력이 1,800lx인 경우, 태양광의 밝기를 90%로 하여 밝기가 증가하거나 감소하도록 제어할 수 있으며, 다른 예를 들면, 1,800lx보다 밝은 밝기에 대하여는 최대 출력인 1,800lx를 유지하도록 할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 사용자 단말(200)은 위치하는 장소의 밝기를 감지할 수 있다. 제어보드(120)는 감지된 밝기를 전달받을 수 있으며, 사용자 단말(200)이 위치하는 장소의 밝기와 동일한 밝기가 상기 수족관에 구현되도록, 상기 LED모듈을 제어할 수 있다.
또 다른 예를 들면, LED모듈(110)은 255단계의 밝기를 가질 수 있으며, 사용자로부터 전원이 ON 상태가 되는 시점 이후 기설정된 시간 동안 점차 밝기가 증가하도록 하고, 전원이 OFF 상태가 되는 시점 이후 기설정된 시간 동안 점차 어두워지도록 할 수 있다.
한편, 모션감지센서(140)는 수족관 내부의 움직이는 객체를 감지하기 위해 마련된다.
모션감지센서(140)는 수족관 내부의 움직임을 감지함에 따라, 제어보드(120)는 동물모드를 작동할 수 있고, 입력된 동물의 종류에 따라 적절한 파장을 설정할 수 있다.
동물모드설정과 모션감지센서(140)에 의한 LED모듈(110)의 제어와 관련한 구체적인 실시예에 관하여서는 도 8에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 사용자 단말(200)은 LED모듈(110)을 제어하기 위한 제어정보를 제어보드에 전달하기 위해 마련되며, 블루투스를 이용해 LED조명장치(100)와 무선통신할 수 있다.
이를 위해, 사용자 단말(200)은 입출력부(210), 통신부(220), 제어부(미도시) 및 저장부(미도시)를 포함하도록 구성된다.
입출력부(210)는 디스플레이영역을 포함하여 외부로부터 정보가 입력되거나 출력하기 위해 마련되며 제1영역(211), 제2영역(212), LED제어영역(213), 시간설정영역(214) 및 모드설정영역(215)을 포함하도록 구성된다.
제1영역(211), 제2영역(212), LED제어영역(213), 시간설정영역(214) 및 모드설정영역(215)의 구체적인 실시예에 관하여서는 도 7 및 도 8에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 통신부(220)는 LED조명장치(100)와 무선통신하고, 외부로부터 정보를 수신하기 위해 마련된다.
통신부(220)은 제어정보를 전달하기 위해 블루투스를 이용하여 제어보드(120)와 무선 통신할 수 있으며, 네트워크 통신망을 이용하여 외부와 인터넷 통신할 수 있다.
제어부(미도시)는 사용자 단말(200)의 전반을 제어하기 위해 마련된다.
예를 들면, 제어부(미도시)는 입출력부(210)에 입력된 제어정보를 통신부(220)를 통해 LED조명장치(100)에 전달되도록 한다.
한편, 저장부(미도시)는 LED모듈(110)을 제어하기 위한 전반의 제어정보를 저장하기 위해 마련된다.
구체적으로, 일출시간, 일몰시간, 날씨정보 등을 포함하는 기상정보를 저장할 수 있으며, 시간정보와 함께 해당시각에 대응하는 밝기와 파장을 저장할 수 있다. 또한, 수족관에 서식하는 생물의 종류에 따른 적합한 파장정보를 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈로(110)부터 발산되는 빛의 방향을 설명하기 위해 제공되는 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 이동 경로가 구현된 LED모듈(110)을 설명하기 위해 제공되는 사시도, 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED모듈(110)의 LED 배치를 설명하기 위해 제공되는 저면도이다.
LED모듈(110)은 수족관 내부에 빛을 발산하기 위해 마련되며, 다수의 LED를 배열하도록 마련될 수 있다.
또한, LED모듈(110)은 수족관의 개방된 일면의 양끝단에 결합될 수 있으며, 배열된 LED는 수족관을 향해 빛을 발산하도록, LED모듈(110) 상단과 양측면의 내측에 배열된다.
또한, LED모듈(110)은 반사판을 포함할 수 있고, 이를 통해 외부로 빛이 외부로 새어나가지 않도록 하여, 전력을 낭비하지 않도록 할 수 있다.
그리고 LED모듈(110)은 천구상 태양의 이동에 따른 입사각의 변화를 상기 수족관에 구현하기 위해, 작동 초기에 일측의 LED가 빛을 발산하도록 하고, 시간의 경과에 따라 타측까지 순차적으로 빛을 발산하도록 할 수 있다.
더욱 자세하게는, 도 4를 참조하면, 상단 일측에 배열된 4개의 LED가 작동되고 있으며, 화살표의 방향에 따라 순차적으로 작동하고 정지함으로써, 태양의 이동을 구현하도록 할 수 있다.
구체적으로, 일출시간이 오전 5시인 경우, 오전 5시에 수족관의 수면에 가장가까운 일측 가장자리의 LED가 작동하게되고, 이와 가장 가까운 LED가 다음으로 작동하게 된다. LED 사이의 시간 간격은, 기설정되거나, 만약 예측되는 일출시간 및 일몰시간이 수신되는 경우 일출과 일몰의 시간간격을 LED배열의 숫자로 나누어, 나뉜 시간 간격으로 순차적으로 작동될 수 있다.
첨언하면, 일렬의 LED가 순차적으로 구분되어 작동될 수 있음은 물론, 작동 LED의 주변 LED 또한 일정 비율 감소된 밝기로 작동될 수 있다.
구체적으로, 작동되는 LED가 100% 밝기로 작동된다면, 이와 가까운 양 측의 LED가 50%의 밝기로 작동될 수 있다.
또한, LED모듈(110)은 절곡된 형태로 마련될 수 있음은 물론, 반구의 형태로 마련되어 천구상 태양의 이동을 재현하도록 할 수 있다.
또한, LED모듈(110)은 일출시간에 해당하는 양끝단의 LED에서는 빛의 밝기를 약하게 하고, 태양의 남중고도를 재현하는 중앙부분에서 빛이 가장 밝도록 구현할 수 있다.
그리고 LED모듈(110)의 LED는 White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)가 구분되어 배치되도록 한다.
도 4를 참조하면 LED모듈(110)은 다섯 줄로 배열된 LED가 마련되며, 양측에는 White LED(111)가 배열되도록 하고, 중앙 세 줄은 Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)가 일렬로 배열되도록 한다.
또한, White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)는 전술한 바와 같이 5열 횡대로 배열될 수 있을 뿐만 아니라, 종대로 반복하여 배열될 수 있음은 물론, 대각선 등 다양한 방식으로 배열될 수 있다.
White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)가 구분되어 배열되도록 함으로써, 제어보드(120)는 각각의 LED 색상의 밝기가 개별적으로 제어되도록 할 수 있다.
물론, LED모듈(110)은 이와 같이 종류별 LED가 별도로 마련될 수 있고, 각각의 LED가 White, Red, Green, Blue를 조합하여 다양한 색상의 빛을 발산하도록 마련될 수 있음은 물론이다.
첨언하면, Red LED(112)는 수족관 서식생물의 성장에 도움을 주기 위해 660nm 파장의 LED가 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(200)을 설명하기 위해 제공되는 도면, 그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(200)을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
한편, 사용자 단말(200)은 LED모듈(110)을 제어하기 위한 제어정보를 제어보드에 전달하기 위해 마련되며, 블루투스를 이용해 LED조명장치(100)와 무선통신할 수 있다.
이를 위해, 사용자 단말(200)은 스마트폰 등의 스마트기기로 마련될 수 있으며, 입출력부(210), 통신부(220), 제어부(미도시) 및 저장부(미도시)를 포함하도록 구성된다.
입출력부(210)는 디스플레이영역을 포함하여 외부로부터 정보가 입력되거나 출력하기 위해 마련되며, 제1영역(211), 제2영역(212), LED제어영역(213), 시간설정영역(214) 및 모드설정영역(215)를 포함하도록 구성된다.
제1영역(211)는 사용자의 편의를 위해, LED조명장치(100)를 제어할 수 있도록 사용자 단말(200)의 사용에 대한 가이드를 제공하기 위해 마련된다.
사용자가 제1영역(211)에 해당하는 부분을 터치하면, 제어부(미도시)는 LED조명장치(100)의 전반을 제어하기 위한 사용설명서를 디스플레이 할 수 있다.
제2영역(212)는 블루투스를 이용한 무선 통신의 연결상태를 나타내기 위해 마련된다.
제어부(미도시)는 통신부(220)를 통해 무선통신여부를 확인하고, 제2영역(212)에 On 또는 Off의 표시를 나타냄으로써, 사용자가 LED조명장치(100)와 무선 연결되어있는지 확인할 수 있도록 한다.
LED제어영역(213)은 LED모듈(210)에 마련된 White LED(1110), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114)가 사용자에 의해 개별적으로 제어되도록 마련된다.
이를 위해, LED제어영역(213)는 온오프영역(213-a) 및 밝기조절영역(213-b)을 포함하도록 구성된다.
사용자는 온오프영역(213-a)을 터치함으로써 개별적으로 마련된 White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114) 각각에 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.
밝기조절영역(213-b)은 수족관의 서식생물의 성장을 돕기 위해 마련된다.
구체적으로, 수족관은 서식생물의 성장을 돕기 위해, 적절한 파장의 빛을 제공해주는 것이 필요하다. 예를 들어, 해수용은 Blue LED의 비율이 높도록 할 수 있으며, 담수용 수초 재배 조명에는 450nm(Blue LED) 660nm(Red LED)를 조합하여 제공해주는 것이 필요하다.
이를 위해, 밝기조절영역(213-b)은 개별적으로 마련된 White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114) 각각의 밝기를 조절하도록 구성되며, 사용자가 원형의 제어버튼을 터치하여 우측으로 이동시킴에 따라 White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114) 각각의 밝기가 단계적으로 증가되도록 마련된다.
또한, 밝기조절영역(213-b)은 각각 10단계의 밝기 조절이 가능하도록 마련된다.
따라서, 사용자는 White LED(111), Red LED(112), Green LED(113) 및 Blue LED(114) 각각의 밝기를 10%, 20%, 30% ... 100% 중에서 선택함으로써, LED모듈(110)의 파장을 조절할 수 있고, 수족관의 서식생물의 성장을 도울 수 있는 적절한 파장의 빛을 제공하도록 할 수 있다.
예를 들면, 해수용 생물에 필요한 파장의 빛을 제공하기 위해, Blue LED에 해당하는 밝기조절영역(213-a)을 100%로 설정하고, Green LED, Red LED 및 White LED의 밝기조절영역(213-a)를 10%로 설정할 수 있다.
제어부(미도시)는 사용자로부터 상기 W, R, G, B 각각의 밝기가 입력되면, 통신부(220)를 통해 입력된 W, R, G, B 각각의 밝기가 상기 제어보드(110)에 무선 전송되도록 한다.
또한, 제어부(미도시)는 통신부(220)를 통해 외부로부터 임의의 밝기를 입력받을 수 있음은 물론, 외부로부터 해당 생물에 적합한 파장정보를 획득하여 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.
따라서, 제어보드(120)는 사용자에 의해 선택된 생물의 종류와 획득된 파장정보를 수신함으로써, LED모듈(110)의 파장을 조절할 수 있다. 이와 관련하여서는 후술할 모드설정영역(215)의 설명에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 시간설정영역(214)은 사용자에게 타이머기능을 제공하거나, LED모듈(110)이 임의의 시간에 해당하는 밝기의 빛을 제공하도록, 사용자로부터 시간을 입력받기 위해 마련된다.
구체적으로, 타이머기능은 시간설정영역(214)에 사용자로부터 시작시간과 종료시간을 입력받을 수 있도록 마련되며, 사용자의 편의를 위해 3회까지 설정할 수 있도록 마련된다.
하나의 예약을 설정하는 경우, 예약시간이 종료되면 다시 설정해야 하는 불편함이 있으나, 3회 이상의 타이머를 설정함으로써, 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.
예를 들어, 오전 10시부터 오전 11시까지, 오전 12시부터 오후 2시까지, 오후 3시부터 오후 6까지 조명장치가 작동되도록 설정할 수 있으며, 이러한 경우 또한, LED모듈(110)은 밝기가 서서히 증가하거나 작동하거나 서서히 감소하여 정지되도록 할 수 있다.
또한, 시간설정영역(214)은 임의의 시간에 해당하는 밝기의 빛을 제공하도록 사용자로부터 시간을 입력받을 수 있다.
이를 위해, 사용자 단말(200)은 광센서(130)로부터 감지되는 태양광의 밝기를 시간정보와 함께 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 12월 1일 오전 5시 2,000lx, 오후 6시 2,600lx, 오후 7시 3,100lx...오후 6시 2,800lx의 시간정보와 파장이 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.
만약 사용자에 의해 12월 1일 오전 5시를 시작시간으로 하고 12월 1일 오후 6시를 종료시간으로 설정하는 경우, 설정되어 LED조명장치(100)가 작동하는 시점부터, 해당하는 2,000lx 부터 2,800lx 까지의 밝기의 증가와 감소가 12월 1일의 밝기와 동일하게 반복되도록 할 수 있다.
제어부(미도시)는 해당 시작시간과 종료시간을 제어보드(120)에 전달할 수 있고, 제어보드(120)는 LED모듈(110)이 해당 시간에 대응하는 밝기의 빛을 발산하도록 할 수 있다.
한편, 모드설정영역(215)은 사용자가 직접 LED의 밝기를 설정하지 않고, 획득된 파장정보에 의해 서식생물에게 적절한 파장의 빛을 제공하기 위해 마련된다.
모드설정영역(215)은 LED제어영역(213)과 시간설정영역(214)이 디스플레이 된 상태에서, 입출력부(210)를 좌측으로 넘기듯이 터치하는 경우, 모드설정영역(215)이 디스플레이 될 수 있다. 한편, 모드설정영역(215)이 디스플레이 된 상태에서 입출력부(210)를 우측으로 넘기듯이 터치하는 경우, LED제어영역(213)과 시간설정영역(214)이 디스플레이 될 수 있다.
제어부(미도시)는 수족관에 서식하는 식물 또는 동물의 종류에 따른 적합한 파장정보를 획득하여 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.
또한, 사용자자는 모드설정영역(215)의 종류선택란에 사용자로부터 식물의 종류를 입력할 수 있으며, 이 경우 제어부(미도시)는 식물의 종류와 그에 따른 적합한 파장정보가 통신부(220)를 통해 제어보드(120)에 전달되도록 하고, 제어보드(120)는 식물모드가 작동하도록 할 수 있다.
예를 들면, 물옥잠, 올미, 벗풀, 올방개 등의 담수식물이 선택되는 경우 담수용 파장정보가 제어보드(120)에 전달되며, 서실, 우뭇가사리, 모자반 등의 해수식물이 선택되는 경우 해수용 파장정보가 제어보드(120)에 전달되로록 한다.
사용자로부터 식물의 종류가 선택되고, 해수용 또는 담수용 식물로 구분되어 파장정보가 전달될 수 있음은 물론, 각각의 식물별로 적합한 파장정보가 구분되어 전달될 수 있다.
그리고 사용자는 모드설정영역(215)를 통해 동물의 종류를 선택할 수 있다. 사용자에 의해 동물의 종류가 선택되고, LED조명장치(100)의 모션감지센서(140)로부터 기설정된 범위 이상의 움직임이 감지되면, 해당 동물의 파장정보를 제어보드(120)에 전달하여 동물모드가 작동되도록 한다.
예를 들면, 금붕어, 쉬리, 참종개, 세코미꾸리, 밀어, 각시붕어 등의 담수어가 선택되는 경우 담수용 파장정보가 제어보드(120)에 전달되며, 카크레크마노미, 흰동가리, 파랑점자돔 등의 해수어가 선택되는 경우 해수용 파장정보가 제어보드(120)에 전달되로록 한다.
사용자로부터 동물의 종류가 선택되고, 해수용 또는 담수용 동물로 구분되어 파장정보가 전달될 수 있음은 물론, 각각의 동물별로 적합한 파장정보가 구분되어 전달될 수 있다.
그리고 제어보드(120)는 모션감지센서(140)로부터 감지된 동물의 실시간 위치를 수신하고, 동물이 감지된 위치에 수직하여 위치하는 LED만이 해당하는 파장의 빛을 발산하도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 수족관에 식물과 동물이 함께 서식하는 경우, 동물이 위치에 대응하는 LED는 동물모드가 작동되도록 하고, 이외의 LED는 식물모드가 작동되도록 하여, 식물 및 동물 모두의 성장을 돕도록 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : LED조명장치 110 : LED모듈
111 : White LED 112 : Red LED
113 : Green LED 114 : Blue LED
120 : 제어보드 130 : 광센서
140 : 모션감지센서 200 : 사용자 단말
210 : 입출력부 211 : 제1영역
212 : 제2영역 213 : LED제어영역
214 : 시간설정영역 215 : 모드설정영역
220 : 통신부 A : 수족관

Claims (11)

  1. 수족관에 빛을 발산하도록 W(White LED), R(Red LED), G(Green LED), B(Blue LED)를 포함하는 LED모듈;
    상기 W, R, G, B 각각의 밝기를 개별적으로 제어하는 제어보드;
    상기 LED모듈을 제어하기 위한 제어정보를 상기 제어보드에 전달하는 사용자 단말;
    태양광의 밝기를 감지하는 광센서; 및,
    상기 수족관 내부에 움직이는 객체를 감지하는 모션감지센서;를 포함하고,
    상기 제어보드는,
    상기 감지된 밝기에 따라 상기 수족관의 밝기가 조절되도록, 상기 LED모듈을 제어하며,
    상기 제어보드는,
    상기 사용자 단말이 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보가 포함된 기상정보를 획득하는 경우, 상기 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보를 수신하고, 상기 일출시간 및 일몰시간에 대한 정보에 따라, 상기 LED모듈의 작동 여부를 결정하되, 하루 동안의 시간적 흐름에 따른 밝기 변화를 상기 수족관에 구현하도록, 상기 LED모듈의 밝기가 연속적으로 증가하거나 감소하도록 제어하며,
    상기 제어보드는,
    천구상 태양의 이동에 따른 입사각의 변화를 상기 수족관에 구현하기 위해, 작동 초기에 일측의 LED가 빛을 발산하도록 하고, 시간의 경과에 따라 타측까지 순차적으로 빛을 발산하도록 하되,
    특정 LED가 100%의 밝기로 빛을 발산하도록 하는 경우, 상기 특정 LED의 앞뒤에 위치한 주변 LED가 50%의 밝기로 빛을 발산하도록 하고,
    상기 사용자 단말은,
    상기 수족관에 서식하는 식물 또는 동물의 종류에 따른 적합한 파장정보를 획득하고,
    상기 제어보드는,
    사용자로부터 입력된 식물의 종류가 상기 사용자 단말로부터 전송되면, 식물모드가 작동되도록 하고, 상기 사용자 단말로부터 파장정보를 수신하여 상기 식물의 종류에 대응하는 파장의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어하며, 상기 제어보드는,
    사용자로부터 입력된 동물의 종류가 상기 사용자 단말로부터 전송되고 상기 모션감지센서로부터 기설정된 범위 이상의 움직임이 감지되면, 동물모드가 작동되도록 하고, 상기 사용자 단말로부터 파장정보를 수신하여 상기 동물의 종류에 대응하는 파장의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어하고,
    상기 제어보드는,
    상기 모션감지센서로부터 감지된 동물의 실시간 위치를 수신하고, 상기 감지된 동물의 실시간 위치에 수직하여 위치하는 LED가 상기 동물의 종류에 대응하는 파장의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어하고, 상기 감지된 동물의 실시간 위치에 수직하여 위치하는 LED를 제외한 다른 LED가 상기 식물의 종류에 대응하는 파장의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 수족관 조명 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 광센서로부터 감지되는 태양광의 밝기를 시간정보와 함께 저장하고,
    상기 제어보드는,
    사용자로부터 입력된 시간이 상기 사용자 단말로부터 전송되면, 시각에 대응하는 밝기의 빛을 발산하도록 상기 LED모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 수족관 조명 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    사용자로부터 상기 W, R, G, B 각각의 밝기가 입력되면, 상기 입력된 W, R, G, B 각각의 밝기를 상기 제어보드에 무선통신하여 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 수족관 조명 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    위치하는 장소의 밝기를 감지하여 상기 제어보드에 전달하고,
    상기 제어보드는,
    상기 위치하는 장소의 밝기와 동일한 밝기가 상기 수족관에 구현되도록, 상기 LED모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 수족관 조명 시스템.
  11. 삭제
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