KR102072255B1 - 프로그래머블 전기 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로그래머블 전기 제어 장치에 관한 것이다.
일례로, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치와 외부 프로그래밍 장치 사이에서 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 통신하기 위한 데이터 연결 모듈; 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 저장하기 위한 메모리; 하나 이상의 클락 타임, 캘린더 데이터 및 지속시간을 제공하기 위한 타이밍 모듈; 스위칭 시간 및/또는 지속시간을 제공하기 위해 상기 하나 이상의 클락 타임과 상기 캘린더 데이터에 따라 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 프로세싱하는 프로세서; 및 전원 출력부를 통해 전원 장치를 제어하기 위한 수동 스위치와 협력하여 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간에 따라, 그리고 상기 프로세서에 의해 제어되는 스위칭 모듈을 포함하고, 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간은, 상기 수동 스위치 각각이 온 상태일 때 상기 전원 출력부가 전력을 공급할 수 있는 동안의 적어도 하나의 공급 온 구간과, 그리고 상기 수동 스위치 각각이 온 또는 오프 중 어느 한 상태일 때 상기 전원 출력부가 전력을 공급할 수 없는 동안의 공급 오프 구간을 포함하는 장치를 개시한다.

Description

프로그래머블 전기 제어 장치{A PROGRAMMABLE ELECTRICAL CONTROL DEVICE}
본 발명은 전력용 프로그래머블 장치에 관한 것이다. 특히, 상기 프로그래머블 장치는 전력 콘센트로 사용할 수 있다. 더불어, 상기 프로그래머블 장치는 특히 가정용 전력 콘센트로 사용할 수 있다.
전력은 주 전원의 턴 온 및 턴 오프를 가능하게 하는 수동 스위치가 설치되어 있는 전력 콘센트를 통해 텔레비전, 스테레오 시스템, 토스터, 오븐과 가정용 및 비 가정용 기기와 같은 전기 장치로 공급된다. 또한, 조명은 상기 조명이 온/오프되도록 전원 공급을 가능하게 하는 전기적 스위치 장치(통상 전등 스위치라고 함)에 의해 제어된다.
일부의 전기적 스위치 장치(전기 콘센트 및 전등 스위치 등)는 전원 장치의 온/오프를 수동으로 전환하기 위한 수단만을 제공하고 있다. 그러나, 이러한 수동 스위치는 사용자에 의해 요구된 바와 같은 어떠한 자동화된 스위칭도 제공하지 않는다. 이러한 자동화된 스위칭은 안전 요원의 작업을 위해 건물 내 부재중인 동안 절전, 전기 장치의 스위칭 및 조명의 온/오프를 목적으로 또는 다른 목적으로 요구될 수 있다.
자동 스위치 장치는 기계적 또는 전기적으로 작동되는 타이밍 장치를 포함한다. 상기 타이밍 장치는 전력 콘센트에 연결되고, 램프와 같은 상기 전기 장치에 전력을 공급하며, 차단하기 위한 타이밍 제어가 설정된다. 전력 콘센트에 플러그 된 기계적 또는 전기적 타이밍 장치는, 부피가 크고, 프로그래밍 하기 어렵고, 온/오프 전원 공급 구간에 대하여 다양한 프로그램 가능한 옵션들이 없으며, 간혹 오류가 발생한다는 문제점이 있다. 기계적 타이밍 장치의 또 다른 문제는, 상당한 소음이 발생하고, 비용이 많이 들며, 상기 타이밍 장치를 위한 모터를 작동시키는데 많은 전력을 소비하기 때문에 에너지 효율이 낮다는 것이다.
그 밖에 다른 장치들은 크고, 복잡하고, 정교하며, 중앙 집중화된 전력 제어 시스템을 포함한다. 상기 전력 제어 시스템은 구조화되어 있는 건물 내에 설치될 경우 많은 비용이 들며 복잡해진다. 이와 같이 복잡하고 중앙 집중화된 전력 제어 시스템은 이미 지어진 건물에 새롭게 설치될 경우 또한 더욱 더 복잡해진다. 또한, 이러한 시스템들은 다양한 제어 옵션을 포함하여 프로그램화 하는 것이 어렵다.
상술한 바와 같이, 프로그램을 갖춘 장치들은 충분한 절전 효과를 얻기 어렵다. 관련 제작자나 그 밖의 기술자들은, 어떠한 장치들이 절전이 된다고 설명하고 있으나, 그 장치가 절전이 되라도 그 절전양은 비교적 적을 것이다. 일반적으로 절전 장치들은 그들이 스스로를 동작시키기 위해 많은 전력을 소비하기 때문에 큰 절전 효과를 얻기 어렵다.
일례로 유럽특허번호 제384881호(A1)에는 동작을 안정화시키기 위한 절전 장치가 개시되어 있다. 그러나, 상기 절전 장치는 비교적 복잡하며, 많은 전기 소자들을 포함하고 있다. 상기 전기 소자들은 작동을 위해 비교적 많은 양의 전력을 소비한다. 또한, 상기 유럽특허번호 제384881호(A1)에 개시된 장치에는 전원 장치를 스위칭 온/오프 하기 위한 어떠한 종류의 타이밍 메커니즘도 포함하고 있지 않다.
다른 예로, 미국특허번호 제5,278,771호에는 크기가 큰 절전 장치가 개시되어 있는데, 상기 절전 장치는 복잡하고 수 많은 전기 소자들을 갖기 때문에, 그 장치가 동작하는 동안 많은 양의 전력을 소비하게 된다. 이러한 절전 장치는 그 장치에 내장된 프로그래밍 인터페이스를 포함하고 있는데, 그 장치가 사용될 때 항상 정상적으로 접속되지는 않는다. 또한, 상기 프로그래밍 인터페이스는 사용이 용이하지 않으며, 어느 한 장치에 제공될 수 있는 오직 하나의 인터페이스만 존재하기 때문에, 사용자의 선택에 따라 상기 장치를 프로그래밍하기 위한 또 다른 인터페이스를 사용할 수 없다. 게다가, 상기 절전 장치는 전원 장치 소켓으로부터 완전히 외부에 설치된다. 이 때문에 상기 절전 장치는 그 장치의 타이밍 전원 장치를 이용하여 절전 동작을 효율적으로 수행하기 어렵다.
또 다른 예로, 미국특허번호 제7,964,989호에는 전원 장치 소켓으로부터 완전히 외부에 설치되고, 각각의 소켓과 연결되며, 램프와 같은 전기 소자를 갖는 유닛을 포함하는 장치에 대하여 개시되어 있다. 상기 미국특허번호 제7,964,989호에 개시된 장치는 컴퓨터 태블릿과 같은 원격 제어 장치에 의해 동작할 수 있다. 그러나, 상기 장치는 내장된 어떠한 타이밍 장치도 구비하고 있지 않기 때문에, 예를 들어 사용자가 램프에 전력을 공급하고 차단하고자 할 때 마다 직접 동작할 수 없다. 이와 관련하여, 상기 장치는 상기 장치 내에 저장되어 있는 동작 시간에 대하여 프로그래밍된 어떠한 명령도 받아드릴 수 없다. 따라서, 시한의 동작을 위해, 상기 장치는 컴퓨터 태블릿과 함께 동작하는 것이 필요하다. 이는, 시한의 스위칭 동작을 위해 상기 장치와 상기 컴퓨터 태블릿을 반드시 함께 사용해야 하므로, 사용자에게 불편함을 줄 수 있으며, 원하는 각각의 스위칭 구간 동안 동작하기 위하여 상기 태블릿에 의존해야 하는 문제점이 있다. 게다가, 상기 전원 장치 소켓으로부터 외부에 위치하는 상기 장치는 미국특허번호 제5,278,771호에 개시된 장치와 유사한 문제점을 가진다. 상기 미국특허번호 제5,278,771호에 개시된 장치는 외부의 유닛으로, 동작하는 동안 충분한 절전이 이루어지지 않는 에너지 절감 측면에서 비효율적인 문제를 가지고 있다.
유럽특허번호 제384881호 미국특허번호 제5,278,771호 미국특허번호 제7,964,989호 미국특허번호 제5,278,771호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 극복 또는 적어도 개선하여 종래의 장치, 시스템 및/또는 방법에 대하여 유용한 대안을 제공하는데 그 목적이 있다.
따라서, 일 측면에서, 본 발명은, 외부 프로그래밍 장치에 의해 프로그램 되도록 적용되며, 몸체; 전원 입력부; 적어도 하나의 전원 출력부; 및 온/오프 상태를 가지며 상기 전원 출력부 각각을 위한 수동 스위치를 구비하는 전기적 스위칭 장치와 협력하여 전원 장치를 제어하기 위한 프로그래머블 전기 제어 장치에 관한 것으로, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치와 상기 외부 프로그래밍 장치 사이에서 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 통신하기 위한 데이터 연결 모듈; 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 저장하기 위한 메모리; 하나 이상의 클락 타임, 캘린더 데이터 및 지속시간을 제공하기 위한 타이밍 모듈; 스위칭 시간 및/또는 지속시간을 제공하기 위해 상기 하나 이상의 클락 타임과 상기 캘린더 데이터에 따라 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 프로세싱하는 프로세서; 및 상기 전원 출력부를 통해 전원 장치를 제어하기 위한 상기 수동 스위치와 협력하여 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간에 따라, 그리고 상기 프로세서에 의해 제어되는 스위칭 모듈을 포함하고, 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간은, 상기 수동 스위치 각각이 온 상태일 때 상기 전원 출력부가 전력을 공급할 수 있는 동안의 적어도 하나의 공급 온 구간과, 그리고 상기 수동 스위치 각각이 온 또는 오프 중 어느 한 상태일 때 상기 전원 출력부가 전력을 공급할 수 없는 동안의 공급 오프 구간을 포함한다.
상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 적어도 한 부분은 상기 몸체 내에 통합된다.
다른 측면에서, 본 발명은 상술한 바와 같은 프로그래머블 전기 제어 장치를 포함하는 전기 제어 시스템을 포함한다. 여기서 상기 프로그래머블 전기 제어 장치 또한 상술한 바와 같은 전기적 스위칭 장치와 통합된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 상술한 바와 같은 외부 프로그래밍 장치를 상기 데이터 연결 모듈에 연결하여 상기 외부 프로그래밍 장치를 작동시키는 단계; 스위칭 시간 데이터를 만들기 위하여 스위칭 시간을 선택하도록 상기 외부 프로그래밍 장치를 작동시키는 단계; 상기 외부 프로그래밍 장치와 상기 데이터 연결 모듈 사이에서 상기 스위칭 시간 데이터를 통신하는 단계; 및 상기 데이터 연결 모듈로부터 연결이 끊기도록 상기 외부 프로그래밍 장치를 작동시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 데이터 연결 모듈은 물리적 커넥터를 포함한다. 상기 물리적 커넥터는 USB(universal serial bus) 포트일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 데이터 연결 모듈은 무선 커넥터를 포함한다. 상기 무선 커넥터는 블루투스® 트랜시버(Bluetooth® transceiver), 와이파이® 트랜시버(Wi-Fi® transceiver) 및/또는 적외선 트랜시버(Infra-Red transceiver) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 무선 커넥터가 블루투스® 트랜시버(Bluetooth® transceiver)일 경우, 상기 무선 커넥터는 안테나를 포함하는 저전력 트랜시버일 수 있다. 상기 데이터 연결 모듈은 어느 정도의 인터넷 연결성을 제공함으로써 인터넷을 통한 통신을 할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 데이터 연결 모듈은 클라우드 컴퓨팅 장치(Cloud computing devices)와 방법과 결부할 수 있다.
선택적 일 실시예에서, 상기 타이밍 모듈은, RTC(real-time clock)를 필요로 하지 않는다. 다른 선택적 실시예에서, 상기 스위칭 모듈은 릴레이(relay), 래칭 릴레이(latching relay), TRIAC(triode for alternating current) 또는 다른 반도체 스위치 중 어느 하나일 수 있다.
또 다른 선택적 실시예에서, 상기 타이밍 모듈은 RTC(real-time clock)에 의존하지 않으나, AC 주 전원 장치의 주파수를 이용하여 지속시간을 측정하는 장치와 같이 지속시간을 측정하기 위한 어떠한 수단을 사용할 수 있다. 일 실시예 각각에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)의 사용자는 상기 장치(10)의 스위치 켜고 지속시간을 선택할 수 있다. 여기서, 상기 장치(10)는 사이클 수 또는 규칙적인 현상과 관련된 것을 카운팅함으로써 지속시간을 계산하거나 얻을 수 있도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 MCU(micro-controller unit)일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 데이터 연결 모듈, 상기 메모리 및 상기 타이밍 모듈 중 적어도 하나 이상과 통합될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 MCU는 하나의 프로세서 유닛 내에 그들의 구성요소들을 포함할 수 있다.
지금까지의 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 상기 데이터 연결 모듈, 상기 메모리, 상기 타이밍 모듈 및 상기 프로세서 중 어느 하나에 전기적 에너지를 공급하기 위한 에너지 공급 모듈을 포함한다. 물론, 상기 프로세서가 상기 데이터 연결 모듈, 상기 메모리 및 상기 타이밍 모듈을 포함하는 경우에는 상기 프로스세에 에너지 공급을 지원함으로써 이러한 모든 구성요소들에 전기적 에너지가 제공된다. 일부의 실시예들에서, 상기 에너지 공급 모듈은 주 전원을 AC 전류에서 스탭-다운된 DC 전압 전원으로 변환하도록 동작하는 전압 조정기(voltage regulator)를 포함한다. 추가된 실시예에서, 상기 에너지 공급 모듈은 커패시터 또는 배터리와 같은 에너지 저장 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 에너지 공급 모듈에 배터리를 적용할 경우 상기 배터리는 충전 가능한 배터리일 수 있다.
지금까지의 또 다른 선택적 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 상기 타이밍 모듈의 동기 조정을 위한 동기화 장치(synchroniser)를 포함한다. 상기 동기화 장치는 동기화를 달성하기 위해 전원 장치를 사용할 수 있다. 이와 관련하여, AC 전원 장치는 각각의 동기화를 제공하기 위해 분석될 수 있는 주파수 범위 내에서 제공된다는 것을 해당 기술분야의 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 선택된 프로토콜과 상기 데이터 연결 모듈을 통하여 통신하는 상기 외부 프로그래밍 장치를 이용함으로써 상기 타이밍 모듈을 설정하고 동기화하는 것이 가능하다. 이와 관련하여, 상기 외부 프로그래밍 장치는 상기 타이밍 모듈의 설정과 동기화를 실행하기 위한 특정 프로그램을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 상기 수동 스위치를 온 상태 또는 오프 상태로 할지 결정하기 위한 수동 스위치 모니터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전기적 스위칭 장치는 파워 아울렛이고, 상기 전원 출력부는 전기 장치의 플러그와 연결되기 위한 파워 아울렛 소켓이고, 상기 파워 아울렛 소켓은 상기 플러그의 다수의 핀 및/또는 단자와 각각 대응하여 결합하기 위한 다수의 단자 및/또는 핀을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 상기 전기적 스위칭 장치는 조명 스위치이고, 상기 전원 출력부는 조명 소켓이다.
추가된 실시예에서, 상기 데이터 연결 모듈은 USB 포트이고, 상기 외부 프로그래밍 장치는 USB에 맞는 통신 프로토콜을 이용하여 상기 프로그래머블 전기 제어 장치와 통신한다. 대신에, 상기 데이터 연결 모듈은 적절한 통신 프로토콜에 사용하는 블루투스® 송수신기, 와이파이® 송수신기 또는 적외선 송수신기이다. 더불어, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 와이파이®와 블루투스®를 모두 사용하는 것과 같이 다양하고 상이한 통신 타입을 위한 수단을 포함할 수 있다.
지금까지의 또 다른 실시예에서, 상기 파워 아울렛은 통상 GPO(general power outlet)로 잘 알려진 가정용 파워 아울렛이다. 그리고, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 상기 가정용 파워 아울렛의 몸체 내에 완전히 위치된다.
선택적 일 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 온 상태로 바뀌고 상기 전기적 스위칭 장치가 전력을 공급할 수 있도록 하기 위해 공급 오프 구간 동안 상기 수동 스위치가 오프 상태로 오버-라이드(over-ride)되도록 켜질 수 있는 오버-라이드(over-rid) 수단을 더 포함한다.
또 다른 선택적 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 상태를 알리기 위한 알림부를 더 포함한다. 상기 알림부는 상기 파워 아울렛의 페이스 플레이트(face-plate)에 위치한 조명(예를 들어 LED)일 수 있다.
추가된 선택적 실시예에서, 상기 데이터 연결 모듈은 상기 파워 아울렛 소켓의 적어도 하나의 단자/핀으로 접속할 수 있는 분리 장치이다. 여기서, 상기 파워 아울렛 소켓의 적어도 하나의 단자/판은 상기 데이터 연결 모듈과 상기 프로그래머블 전기 제어 장치 사이의 데이터 전송을 위해 연결된다. 상기 데이터 연결 모듈은 상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 상태를 알리기 위한 알림부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기와 같은 종래의 문제점을 극복 또는 적어도 개선하여 종래의 장치, 시스템 및/또는 방법에 대하여 유용한 대안을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 아래의 도면 부호와 함께 설명될 것이고, 본 발명의 실시예를 대표하는 도면들을 한정하지 않을 것이다.
도 1은 가정용 파워 아울렛에 시행된 본 발명의 일 실시예의 정면도이다. 또한, 도 1은 상기 파워 아울렛에 접속된 전기적 장치들을 도시한다(단, 스케일은 미도시). 또한, 도 1은 다양한 외부 프로그래밍 장치를 통해 프로그램된 상기 프로그래머블 전기 제어 장치를 도시한다(단, 스케일은 미도시). 여기서, 상기 외부 프로그래밍 장치는 랩톱 컴퓨터, 스마트 폰 또는 그와 유사한 랩톱 컴퓨터(블루투스® 또는 와이파이® 중 하나와 연결됨)를 포함한다.
도 2는 두 개의 파워 소켓 또는 GPO(general power outlet)를 구비하는 가정용 파워 아울렛에 실시된 본 발명의 일 실시예의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 사용되기 위한 외부 프로그래밍 장치 상의 인터페이스 작동의 선택적 버전에 대한 스크린 숏(screen shot)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 구성요소들의 개요를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 회로 레이아웃의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에서 회로 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 7은 RTC(real-time clock) AC 메인 클록 동기화 회로에 대한 회로 토폴로지(topology)를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 아울렛 스위치 모니터링 회로에 대한 회로 토폴로지(topology)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 함께 사용되는 소프트웨어의 동작 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 11 내지 도 22는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 외부 프로그래밍 장치 상의 어플리케이션 인터페이스 작동에 대하여 도식화된 스크린 숏(screen shot)이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)는 전기적 스위칭 장치(가정용 파워 아울렛)(12)에 대한 전력 공급을 제어하기 위해 실시된다. 상기 파워 아울렛은 몸체(미도시)의 페이스 플레이트(13) 및 전기적 장치(냉장고(18)와 영상 표시부(20))의 플러그(14)에 삽입되는 파워 아울렛 소켓(GPSs)을 통하여 메인 전원을 턴 온/오프하기 위한 수동 스위치(16)를 포함한다.
도 1은 상기 전기적 스위칭 장치(12)를 위한 스위칭 시간과 관련된 명령은 외부 프로그래밍 장치에 의해 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)로 입력될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 연결 모듈은 USB 포트(22a)일 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 USB 포트는 USB 케이블(26)을 통해 랩톱 컴퓨터(24a)에 연결되는 것으로 도시된다. 상기 랩톱 컴퓨터는, USB를 지나 그리고 선택된 통신 프로토콜을 통해 통신되도록 스위칭 시간들에 대한 명령들과 함께 상기 프로그래머블 전기 제어 장치를 프로그래밍 하기 위한 프로그래밍 소프트웨어를 포함한다. 또한, 상기 소프트웨어는 상기 프로그래머블 전기 제어 장치로부터 상기 USB 포트(22a)를 통해 전송된 정보를 수신할 수 있다. 상기 정보는 상기 프로그래밍 전기 제어 장치(10)의 스위칭 시간들의 현재 상태를 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 외부 프로그래밍 장치는 예를 들어, 스마트 폰(24b) 또는 랩톱 컴퓨터(24c)일 수 있다. 각각의 외부 프로그래밍 장치들은 적절한 통신 프로토콜을 이용하는 와이파이® 링크(22b) 또는 블루투스® 링크(22c) 중 어느 하나를 통해 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)와 통신할 수 있다. 상기 실시예와 유사하게, 상기 프로그램 입력부는, 상기 외부 프로그래밍 장치에서 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)로 스위칭 시간들(스위칭 시간 데이터)에 대한 명령들을 가지는 신호들의 양방향 전송뿐만 아니라, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)에서 상기 외부 프로그래밍 장치(24b, 24c)로의 신호 전송을 가능하게 하는 USB 포트(22a), 와이파이® 링크(22b) 또는 블루투스® 링크(22c)일 수 있다. 예를 들어, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)로부터 전송되는 정보는 스위칭 시간들의 현재 상태를 보여줄 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 외부 프로그래밍 장치는 아이패드®, 안드로이드® 태블릿과 같은 태블릿 또는 스마트 폰 장치, 또는 그와 유사한 장치일 수 있다. 더불어, 상기 외부 프로그래밍 장치는 적외선을 통해 통신하는 리모콘이거나, 무선 또는 유선으로 통신할 수 있는 또 다른 적절한 장치일 수 있다.
추가 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)는 와이파이®(22b) 또는 블루투스®(22c)를 통해 프로그램 입력 장치와 연결을 보여주기 위한 알림부도 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 알림부는 상기 파워 아울렛(12)의 페이스 플레이트(13)에 위치한 조명(28)이다.
도 2는 두 개의 아울렛 소켓(15)(상기 아울렛 소켓들의 단자들은 도 2에 도시되지 않음)을 갖는 파워 아울렛에 실시되며 GPSs(global positioning systems)로도 잘 알려진 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)의 실시예를 도시한다. 상기 파워 아울렛(12)은, 베이스 플레이트(30), 버스바(32) 및 백 하우징(36)을 포함하는 가정용 파워 아울렛이다. 본 실시예에서 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)는 상기 장치(10)의 하드웨어 구성을 갖는 PCB(printed circuit board)(34)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 전기적 스위칭 장치(파워 아울렛(12))은 알림부(28)와 페어링되는 블루투스®를 포함한다. 상기 알림부(28)는 상기 장치(10)와 외부 프로그래밍 장치가 페이링된 상태일 때를 알리도록 구성된 LED(light emitting diode)일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 장치(10)의 주요 구성 모두는 상기 전기적 스위칭 장치(파워 아울렛(12))의 상기 몸체 내에 완전히 통합된다. 이렇게 하여, 상기 파워 아울렛(12)은 단일 유닛으로서 상기 프로그래머블 전기적 제어 장치(10)와 함께 판매될 수 있다. 더불어, 상기 전기적 스위칭 장치 내에 상기 프로그래머블 전기 제어 장치를 제공하는 것은 상기 프로그래머블 전기 제어 장치에 대한 좀 더 효율적인 동작을 할 수 있는 결과를 낳기 때문에, 전력 소비를 절감할 수 있게 된다. 이와 관련하여, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 상기 전원 입력부와 각각의 전원 출력부(FIG. 2에서 상기 전원 출력부는 상기 파워 아울렛 소켓(15)을 포함함) 사이에 위치된다. 이러한 구성은 상기 전기적 스위칭 장치(상기 파워 아울렛 소켓)에 대하여 외부에 위치하는 종래의 구성 이른바 전력 절감 장치와 비교될 수 있다. 여기서, 종래의 전기적 스위칭 장치는 그것의 동작을 위한 전기적 에너지 측면에서 상대적으로 비효율적인 동작 및 전력소비의 결과를 야기할 수 있다.
도 3은 소프트웨어 어플리케이션에서 작동 인터페이스에 대한 스크린 숏(screen shot)의 일례를 도시한다. 상기 소프트웨어 어플리케이션은 랩톱, 스마트폰 또는 그와 유사한 컴퓨터 장치와 같은 외부 프로그래밍 장치 상에서 동작할 수 있다.
상기 작동 인터페이스(38)의 좌측은, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)를 포함하는 전기적 스위칭 장치들의 스위치 이름(42)을 포함하는 스위치 리스트(40)가 있으며, 그러므로 상기 외부 프로그래밍 장치에 의해 프로그래밍하는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 상기 스위치 이름은 “주방(KITCHEN)”일 수 있으며, 그러므로 상기 스위치가 주방에 위치한다는 것을 알려줄 수 있다. 상기 스위치 이름(42)은, 상기 작동 인터페이스(38)의 오른쪽에 나타나며 특정 스위치(또는 장치(10)를 구비한 GPO(general purpose outlet))의 시간선택 또는 다른 세부사항선택을 할 수 있게 클릭 가능한 버튼으로서 동작할 수 있다.
상기 인터페이스(38)의 오른쪽에는 “온(ON)” 알림부(46)와 “오프(OFF)” 알림부(48)를 갖는 스위치 온/오프 알림부(44)가 도시되어 있다. 또한, “심플(SIMPLE)” 또는 “어드밴시드(ADVANCED)” 인터페이스 디스플레이를 선택하기 위한 버튼(50)이 있다. 본 실시예의 도면에는 “심플(SIMPLE)” 인터페이스(38)가 도시된다.
상기 인터페이스는, 요일이 프로그램 되도록 선택되는 것을 보여주기 위한 알림부(54)와 더불어 요일 알림부(52)를 포함한다. 예를 들어, 요일은 “수요일(WEDNESDAY)”로 선택될 수 있다.
요일(52) 아래에는 “타이머 시작(TIMER START)” 버튼(58)과 상기 “타이머 시작(TIMER START)” 버튼(58) 위에 상기 선택된 요일(“수요일(WEDNESDAY)”)(56)을 갖는 스타트 및 스탑(start and stop) 프로그래밍 기능이 있다. 상기 “타이머 시작(TIMER START)” 버튼(58) 다음에는 포워드/백(forward/back) 시간 선택 스크롤 버튼(60)을 따라 일분씩 증가하는 타임 리스트(62)가 있다.
상기 스타트 프로그래밍 기능의 아래에는 그와 유사하게, 상기 타임 리스트(time list)(68)와 상기 포워드/백 시간 선택 스크롤 버튼(70)와 더불어 상기 선택된 요일(64)의 알림부와 및 “타임 스탑(TIME STOP)” 알림부(66)를 포함하는 스탑 프로그래밍 기능이 있다.
이러한 작동 인터페이스(38)의 일례를 통해 도시된 바와 같이, 상기 스위치(또는 GPO) 이름은 명확성을 위해 다양한 위치에서 나타낼 수 있다. 또한, 오직 알림부로서 또는 알림부와 클릭 가능한 버튼으로서 기능을 할 수 있는 아이콘, 문자 또는 숫자가 상기 작동 인터페이스(38) 상에 나타난다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 각각의 클릭 가능한 버튼들은 데이터를 입력, 변경 및/또는 삭제할 수 있도록 소프트웨어 어플리케이션에서 동작할 수 있다. 또한, 상기 클릭 가능한 버튼들은 새로운 인터페이스 또는 상기 인터페이스의 새로운 일부분을 디스플레이 할 수 있도록 소프트웨어 어플리케이션에서 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 메인 시스템 구성요소들(서브시스템)(80)을 나타낸 도면이다. 본 실시예에서 상기 구성요소들은 트리거(82), 전원 장치(84), 파워 소켓 또는 파워 아울렛 소켓으로 설명된 GPO)(86), 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)와 외부 프로그래밍 장치(사용자 인터페이스를 통해)(92) 간에 스위칭 시간 데이터를 통신(RF(radio frequency) 신호(90)에 의한 통신)하기 위한 블루투스® 트랜시버(88)를 각각 포함한다. 또한, 본 실시예에서 상기 장치(10)는 마이크로프로세서(94)를 포함할 수 있다. 어떠한 실시예에서 마이크로프로세서(94)는 상기 구성요소들/서브시스템들 중 상기 마이크로프로세서(94)와 다른 구성들과 함께 단일 유닛으로 같이 배치될 수 있다. 또한, 상기 장치(10)는 주 전원 제어부(96)를 포함한다. 상기 주 전원 제어부(96)는 마이크로프로세서(94)(간단히 프로세서라고도 함)에 의해 제어되는 스위칭 모듈을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 대한 회로 레이아웃을 나타낸 도면이다. 상기 회로는 본 실시예와 다른 실시예에서 교류(AC)를 갖는 주 전원 장치(102)(간단히 전원 입력부라고 함)를 갖는다. 상기 회로의 구성요소들은 타이밍 모듈로 설명된 RTC(real-time clock)(104), 및 상기 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)(108)으로 적절한 전력(통상 스텝-다운된 직류(DC) 전력)을 제공하기 위한 오프라인 전원 장치(106)를 포함한다. 상기 회로 다이어그램(100)은 두 개의 소켓, 제 1 및 제 2 GPO(110, 112)를 도시한다. 상기 제 1 GPO(110)는 제 1 및 제 2 릴레이(114, 116) 각각의 동작에 따라 상기 GPO(110, 112)에 대한 전력 공급을 가능하게 하거나 차단할 수 있다. 상기 릴레이들은 상기 마이크로컨트롤러 유닛(108)을 통해 제어된다.
상기 회로 다이어그램(100)은 상기 전기적 스위칭 장치에서 수동 스위치들의 도식적 표현인 제 1 및 제 2 GPO 스위치(118, 120)를 보여준다. 본 실시예에서, 상기 회로는 상기 각각의 GPO가 스위치 온 또는 오프되었는지 검출하기 위한 제 1 및 제 2 GPO 검출부(122, 124)를 포함한다.
상기 장치(10)는 예를 들어, 정전 또는 그 밖의 무출력 이벤트 동안 상기 RTC(104)에 전력을 공급하기 위한 정전 커패시터(126)를 포함한다.
상기 MCU(108)는 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)와 상기 외부 프로그래밍 장치 사이에 스위칭 시간 데이터를 통신하기 위한 블루투스® 안테나(103)를 갖는 저전력 블루투스® 트랜시버(128)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 변형예에 대한 회로 토폴로지(140)의 또 다른 도면이다. 상기 다이어그램(140)에서, AC 전원 장치의 다른 구성요소들이 도시된다. 상기 다른 구성요소들은 “중립(NEUTRAL)” 알림부(142), “활성(ACTIVE)” 알림부(144) 및 “접지(EARTH)” 알림부(146)를 포함한다. 이는, 오스트레일리아에서 AC 전원의 3요소에 적용되는 통상의 라벨을 나타낸 것으로 이해할 수 있으나, 다른 국가 혹은 지역에서 쓰이는 전원의 다른 유사한 형태들로도 나타낼 수 있다. 도 6에서, 굵은 선과 화살표는 AC 메인 전원의 구성요소(142, 144, 146)들을 나타낸다.
도 6에서, 상기 다이어그램(140)은 상기 장치가 외부 프로그래밍 장치와 함께 블루투스® 페어링 상태에 있다는 것을 보여주는 LED 알림부(148)를 포함한다. 상기 블루투스® 페이링은 버튼(150)으로 활성화되고, 상기 블루투스® 통신은 안테나(152)로 수신된다.
본 실시예에서, 상기 장치(10)는 오프라인 AC/DC 레귤레이터(154)를 포함한다. 상기 오프라인 AC/DC 레귤레이터(154)는 상기 MCU의 구동 전압을 강하하기 위한 LDO(low drop-out) 레귤레이터(154)일 수 있다. 이는, 정전 중에 에너지 저장 시스템(에너지 저장소 및 충전 컨트롤러(166))이 상기 RTC(104)를 작동시키는데 필요한 만큼의 높은 전압으로 충전되도록 할 수 있다. 또한, 상기 장치(10)는 상기 AC 메인 전원의 주파수를 이용하여 상기 RTC(104)를 동기화하도록 할 수 있는 클록 동기화 장치(clock synchronizer)를 포함한다.
또한, 상기 다이어그램(140)은, 상기 아울렛 스위치들(118, 120)이 스위치 온 또는 오프되었는지 알려주기 위한 제 1 및 제 2 아울렛 스위치 모니터(158, 160)를 도시한다. 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)는, AC 전원 스위치들(162, 164)를 통해 상기 GPO(110, 112)에 전력 공급을 가능하게 하거나 차단할 수 있다. 이러한 AC 전원 스위치들은 릴레이(relay), 래칭 릴레이(latching relay) 또는 TRIAC(triode for alternating current)들을 스위칭하는 계통들로서 실시될 수 있다. 이는, 상기 TRIAC가 동작 속도, 마이크로 컨트롤러와의 연결성, 패키지 크기 및 가격 측면에서 릴레이 또는 래칭 릴레이 중 어느 하나보다 더 뛰어나다라고 간주하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 그러나, TRIAC는 턴 오프될 때 전력이 떨어지고, 스위치 온될 때 에너지가 낭비되는 단점을 가지고 있다.
또한, 상기 다이어그램(140)에서는, DC 전원 공급이 상기 오프라인 AC/DC 레귤레이터(154)에서 상기 에너지 저장 시스템과 상기 충전 컨트롤러(166)로 흐르고, DC 전류가 상기 에너지 저장 시스템과 상기 충전 컨트롤러(166)에서 상기 MCU(108)로 흐르는 것을 알려주는 “DC” 알림부(168)가 도시되어 있다. 또한, 상기 다이어그램(140)은 상기 아울렛 스위치 모니터(158, 160)에서 상기 MCU(108)로 스위치 온 상태의 통신을 보여주는 “SW on” 알림부(168)를 도시한다. 또한, 상기 다이어그램(140)에서는, 상기 에너지 저장 시스템과 상기 충전 컨트롤러(166)에서 상기 MCU(108)로 전력이 공급되는 것을 보여주는 “POK” 알림부(172)를 도시한다.
FIG. 5 및 6에서 도시적으로 묘사된 하드웨어 디자인, 구성요소 및 회로 레이아웃들은, 사용자가 가능한 한 원하는 만큼 그리고 자주 전원을 끌 수 있도록 상기 장치(10)를 프로그래밍할 때, 전력 절감의 결과를 얻기 위하여 동작 중 저전력 소비를 이끌어내려고 의도됐던 것으로 이해될 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 상기 특정 토폴로지들과 구성요소들은 작동 중에 전력의 최대 감소를 위해 선택되고 설계되며, 법에 규정된 안전 순응 및 제조 비용과 같은 다른 규제와 고려사항들이 주어진다.
도 7은 RTC(real-time clock) AC 메인 클록 동기화 회로에 대한 회로 토폴로지의 상세 도면(180)이다. 상기 클록 동기화 회로는 클록 싱크(clock synch)(182), 접지(184) 및 슈미트리거(Schmitt trigger)(186)를 포함한다.
유사하게, 도 8은 슈미트리거(192)를 구비하는 아울렛 스위치 모니터링 구성요소에 대한 회로 토폴로지(190)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에 대한 구성요소 레이아웃을 보여주는 다이어그램(200)이다. 상기 시스템은 응용계층(application layer)(202), 응용논리계층(application logic layer)(204), 드라이버계층(driver layer)(206) 및 하드웨어계층(hardware layer)(208), 더불어 외부장치(210)를 포함하는 다양한 계층들을 포함한다.
상기 응용논리계층(application logic layer)(204)은 상기 응용계층(application layer)(202) 내에 포함되고, 상기 드라이버계층(driver layer)(206)과 상호작용을 한다. 상기 드라이버계층(driver layer)(206)은 구성관리자(configuration manager)(228), 플래시 메모리 드라이버(flash memory driver)(230), 블루투스® 드라이버(232), 이벤트 관리자(event manager)(234), GPIO(general purpose input output) 드라이버(236) 및 하드웨어 타이머 드라이버(hardware timer driver)(238)를 포함한다. 상기 하드웨어계층(208)은 블루투스®(240), 크리스탈(crystal)(242), 전압 조정기(voltage regulator)(244), 블루투스® 페어링 버튼(Bluetooth® pairing button)(240), 블루투스® 페어링 LED(248), 제 1 아울렛 스위치 모니터(250), 제 1 AC 전원 스위치(252), 제 2 아울렛 스위치 모니터(254), 제 2 AC 전원 스위치(256) 및 메인 클록 동기화 장치(mains clock synchroniser)(258)를 포함한다. 상기 외부장치(210)는 블루투스® 스마트 장치(Bluetooth® smart device)(260)를 포함한다.
상기 다이어그램(200)에서, 구성데이터(configuration data)(212)는 상기 구성관리자(228)와 상기 응용논리계층(204) 사이에서 교환된다. 무선데이터(wireless data)(204)는 상기 블루투스® 드라이버(232)와 상기 응용논리계층(204) 사이에서 통신된다. 커멘드(commands)(216)는 상기 응용논리계층(204)에서 상기 블루투스® 드라이버(232)로 통신된다. 업데이트(updates)는 상기 응용논리계층(204)에서 상기 RTC(224)로 통신되고, 시간 데이터(클록타임/달력날짜를 포함)(220)는 상기 RTC(224)에서 상기 응용논리계층(204)으로 통신된다. 이벤트(222)는 상기 이벤트 관리자(234)에서 상기 응용논리계층(204)으로 통신된다. 커멘드(226)는 상기 응용논리계층(204)에서 상기 GPIO 드라이버(236)으로 다시 통신된다.
상기 드라이버계층(206) 내에는 다양한 구성요소들 간의 통신이 있다. 상기 구성요소들은 상기 플래시 메모리 드라이버(230)에서 상기 구성 관리자(228)로 리셋하는 것(262)과 상기 구성 관리자(228)에서 상기 플래시 메모리 드라이버(230)로 설정하는 것(right)(262)을 포함한다. 상기 블루투스® 드라이버(232)는 블루투스® 이벤트들(265)와 상기 이벤트 관리자(234) 간을 통신하고, 상기 하드웨어 타이머 드라이버(238)는 틱(tick) 이벤트들(268)과 상기 이벤트 관리자(234) 간을 통신하며, 상기 GPIO 드라이버(236)는 GPIO 이벤트들(270)과 상기 이벤트 관리자(234) 간을 통신할 수 있다. 더불어, 상기 이벤트 관리자는 틱(tick) 이벤트(266)와 상기 RTC(224) 간을 통신할 수 있다.
이하의 통신들은 상기 하드웨어계층(208)의 구성요소들과 상기 드라이버계층(206) 사이에서 일어난다. 상기 블루투스® 안테나(240)는 블루투스® RF(272)와 상기 블루투스® 드라이버(232) 간을 통신하고, 상기 크리스탈(242)은 타이밍(274)과 상기 하드웨어 타이머 드라이버(238) 간을 통신하고고, 상기 전압 조정기(244)는 “POK(POWER OK)”(276)와 상기 GPIO 드라이버(236) 간을 통신하며, 상기 블루투스® 페어링 버튼(246)은 페어링 스위치 누룸 신호(278)를 상기 GPIO 드라이버(236)로 송신하고, 상기 블루투스® 페이링 LED(248)은 상기 GPIO 드라이버(236)로부터 온/오프 정보를 수신하고, 상기 제 2 아울렛 스위치 모니터(254)는 온/오프 정보(288)를 상기 GPIO 드라이버(236)로 송신하고, 상기 제 2 전원 스위치(256)는 상기 GPIO 드라이버(236)로부터 온/오프 정보(288)를 수신하며, 상기 메인 클록 동기화 장치(258)는 펄스(pulse)(290)를 상기 GPIO 드라이버(236)로 송신한다.
상기 외부장치 계층의 블루투스® 스마트 장치(260) 및 상기 하드웨어계층(208)의 상기 블루투스® 안테나(240) 사이에는 블루투스® RF 통신(292)이 있다.
각각의 실시예에서, PCB(printed circuit board)의 구성요소들과 함께 상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 PCB(printed circuit board)는, 상기 PCB와 구성요소들이 하나의 GPIO에 통합되도록, 필요에 따라 어떠한 형태로 형성되는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 또한, 상기 PCB는 상대적으로 작은 크기 때문에 상기 PCB의 도체들 간에 작은 갭(gap)을 가질 수 있다. 그러므로, 상기 PCB 트랙 사이의 수지상 성장(dendritic growth)과 파울링(fouling)(크리피지: creepage)의 위험이 증가할 수 있다. 일반적으로, 표준 전력점(standard power point)은 크고 넓은 간격을 둔 금속 버스바 때문에 이러한 이슈를 갖지 않는다. 따라서, 본 실시예에서, 추가 PCB(printed circuit board) 절연처리는 유리하게 작용할 것이라 예상된다. 선택적 일 실시예에서, 상기 PCB(printed circuit board) 절연처리는 모듈과 같이 제조하는 과정에서 화합물을 포팅(potting)할 때 상기 PCB를 절연함으로써 달성할 수 있다.
상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)에서 사용 가능한 MCU(micro controller unit) 중 하나로 ‘Texas Instruments® CC2541’이 있다. 특정 MCU(micro controller unit)는 GPIO(general purpose input output)를 포함하는 다용도 입출력(I/O)와 ADC 채널과 더불어, 통합된 블루투스® 저전력 트랜시버(통신 규약 스택에 따른 블루투스® v 4.0)를 제공한다. 이러한 MCU(micro controller unit)는 내부 RTC(real-time clock) 동작과 함께 슬립 모드 동안 1㎂의 상대적으로 낮은 전력 소비를 갖는 것으로 명시된다.
상기 전자 장치들은 절연 엔클로저(enclosure)에 동봉되기 때문에, 비절연 AC/DC 전원 장치가 사용될 수 있다. 상기 전원 장치의 일례로 ‘Monolithic Power Supplies® 156’이 있다. 상기 ‘Monolithic Power Supplies® 156’은 85-265VAC, 50-60Hz의 입력전원에서 3W의 안정화된 DC 출력전원까지 공급하는 구성부품의 최소 지원을 갖는 단일 칩 전원 장치를 제공한다. 스위칭 레귤레이터처럼 MP156은 보다 효율적이고, 약 -40 내지 +125°C의 동작 온도 범위로 설계된 스위치 없는 전원 장치보다 전력을 덜 소비하는 장점이 있다.
일 실시예에서, LDO 레귤레이터(low drop-out regulator)(전압 조정기)는 상기 MCU(micro controller unit)의 전원 공급을 위한 전압 강하용으로 사용될 수 있다. 이는, 상기 에너지 저장 시스템이 예를 들어 정전 발생 동안 요구되는 지속시간에 대해 상기 RTC에 전력을 공급하기 위하여, 보다 높은 전압으로 충전되도록 할 수 있다. 전압 조정기의 일례로 6V까지 정격된 저 정지 전류(low quiescent current) LDO 레귤레이터인 ‘Fremont Micro Devices® FT531JA’가 있다.
또한, 상기 프로그래머블 전자 제어 장치의 추가적 전자 장치를 수용하기 위하여 GPO(general purpose outlet)의 내부 레이아웃의 기준을 변경하는 것이 요구될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 두 개의 메인 아울렛 스위치들은, 리어 스크류 타입(rear screw type)의 배선단자와 마찬가지로, 각각의 아울렛을 상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 메인 전원 제어 스위칭 요소와 직렬로 제어할 수 있도록 유지된다.
상기 메인 아울렛을 스위칭하기 위해, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 릴레이(relay), 래칭 릴레이(latching relay) 또는 메인 스위칭 TRIAC(triode for alternating current)를 사용할 수 있다. 릴레이의 일례로, ‘TE Connectivity® RTD14005F’가 있다. ‘TE Connectivity® RTD14005F’는 250VAC에서 16A의 스위칭 정격(switching rating)과 500VAC의 최대 스위칭 전압을 갖는다. 더불어, 이러한 릴레이는 30×106 사이클의 기계적 내구성 정격과 85°C의 온도와 16A에서 서킷 브레이크(circuit break) 정격을 갖는다. 15년 동안 두 개의 스위칭 사이클의 하루 평균을 가정하면, 각각의 릴레이는 대략 11,000 사이클로 동작할 수 있다.
그렇지 않고, 래칭 릴레이를 사용한다면, 그 일례로 ‘TE Connectivity® 8-1393239-6’ 래칭 릴레이가 있다. 그러나, 각각의 릴레이는 일반적으로 표준 릴레이보다 비싸다.
또 다른 대안은 동작 속도, MCU(micro controller unit)와의 연결성, 패키지 크기 및 가격 측면에서 릴레이보다 뛰어난 TRIAC(triode for alternating current)를 사용하는 것이다. 그러나, TRIAC(triode for alternating current)는 단점은 턴 오프될 때 전력을 끌어오고, 스위치 온될 때 에너지를 소멸시키는 것이다. TRIAC(triode for alternating current)의 일례로, ‘NXP Semiconductors® BTA316B-800B,118’이 있다.
메인 AC 전원 장치로부터 RTC 클로킹 동기화를 제공하기 위하여, 슈미 트리거(Schmitt trigger) 회로가 사용될 수 있다. 이러한 슈미 트리거의 일례로, ‘Fairchild Semiconductor® NC7NZ17’가 있다. 또한, RTC의 일례로, ‘NXP Semiconductors® PCF2123BS/1,512’가 있다. 이러한 RTC(real-time clock)는 백업 전원 소스으로부터 작동할 때 100nA의 상대적으로 저전류를 갖기 때문에, 요구되는 RTC(real-time clock) 배터리 또는 커패시터의 크기를 최소화할 수 있다. 그렇지 않고, 저전류 외부 RTC(real-time clock) 대신 내부 MCU RTC(micro controller unit real-time clock)가 사용되는 경우, 전압 저하(brown-out) 보호 시간을 10%로 줄일 수 있다. 이는, 어떠한 상황에서 득이 될 수 있다.
어떠한 실시예에서, 정전 중에 RTC(real-time clock)를 최소 72시간 동안 동작시키기 위한 에너지 저장 시스템 구성요소가 사용될 수 있다. 에너지 저장 시스템 구성요소의 일례로, 10mF 또는 그 보다 큰 커패시터가 있다. 상기 커패시터는 RTC(real-time clock)에 전원을 공급할 때 필요한 배터리 수명을 제공할 수 있다. 이러한 커패시터의 일례로, 알루미늄 전해 커패시터(aluminium electrolytic capacitor)인 ‘Panasonic Electronic Components® ECA-1AM153’가 있다. 그러나, 이러한 커패시터의 하나의 단점은 약 18mm의 직경과 약 12.2mm의 높이를 갖는 그것의 물리적 크기와 직경이다. 그 밖에 더 적은 커패시턴스를 갖는 보다 작은 커패시터들이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는, 아울렛 스위치가 온 또는 오프된 것을 판단하도록 각 아울렛(GPO)에 대한 AC 전압을 모니터하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 목적으로 도 8에 도시된 바와 같이 슈미 트리거(Schmitt trigger)가 사용될 수 있다.
블루투스®를 실시하는 실시예에서, 블루투스® 페어링 버튼은, 상기 아울렛 스위치 모니터와 함께 GPO의 상기 아울렛 스위치(수동 수위치)를 사용함으로써 실시될 수 있다. 온에서 오프 그 다음에 온 상태로 돌아가는 수동 스위치(두 개의 스위치/두 개의 GPO 아울렛에서)의 변경은 블루투스® 페이링 모드를 활성화시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 구성요소들이 무부하 조건에서 메인 전원 장치로부터 30mW의 전력까지 끌어낼 수 있다는 것을 알 수 있다. 이는, 파워 아울렛이 턴오프되고 상기 MCU가 저전력 모드에서 동작하면서, 오직 상기 RTC 타이머만 동작할 때의 상태와 동일하다. 선택된 상기 아울렛 스위칭 솔루션(상기 스위칭 모듈)에 따라, 사용되고 있지 않은 전력의 손실이 일어난다. TRIAC(triode for alternating current)가 사용되는 경우, 이는 TRIAC(triode for alternating current) 당 0.5mA의 누설 전류가 늘어날 수 있다. 240VAC에서는 0.24W의 추가적 전력 손실을 초래할 수 있다.
상기 스위칭 모듈을 위해 릴레이를 사용할 경우, 릴레이 스위치들이 오프 상태(사용되지 않는 전력 누설 상태)를 가지고 있지 않다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 릴레이는 작동 시 약 0.4W를 지속적으로 끌어 쓴다.
상기 스위칭 모듈을 위해 래칭 릴레이를 사용하는 경우, 이는 어느 한 상태에서 다른 상태로 스위칭하기 위한 전력만을 사용한다. 이는, 가장 효과적인 솔루션으로서 어느 실시예에서 고려될 수 있다.
도 10은 랩톱 컴퓨터나 스마트 폰과 같은 외부 프로그래밍 장치 상에서 소프트웨어의 동작에 대한 흐름도(300)를 보여준다. 상기 소프트웨어를 동작시키는 사용자는 스타트/스탑 컨트롤(start/stop control)을 사용하여 상기 소프트웨어를 활성화시킨다(302). 그 다음, 상기 소프트웨어는 상기 외부 프로그래밍 장치의 부근 내에서 탐지된 프로그래머블 전기 제어 장치(10)를 디스플레이할 것이다(304). 그 다음, 상기 사용자는 환경설정(configuration)을 위하여 특정 프로그래머블 전기 제어 장치(10)를 선택할 수 있다. 여기서, 상기 소프트웨어는 상기 장치가 선택됐는지를 탐지한다(308). 만약, 그 응답이 “예”(344)일 경우, 상기 소프트웨어는 상기 장치의 환경설정(312)을 검색한 다음 상기 장치의 환경설정을 디스플레이한다(316). 만약, 상기 장치가 두 개의 전원 출력부와 함께 전기적 스위칭 장치에서 실행되면, 상기 사용자는 출력부(예를 들어, 좌측 출력부 또는 우측 출력부)가 설정되는 것을 선택하고(320), 상기 소프트웨어는 특정 전원 출력부에 대한 환경 설정을 디스플레이한다(324).
상기 출력부에 대한 환경 설정이 디스플레이되면(324), 상기 사용자는 상기 장치(10)에 의해 제어되는 공급 온/오프의 구간을 나타내는 날짜 및 시간 간격 온/오프를 설정할 수 있다(326). 상기 스위칭 시간이 사용자에 의해 입력되면(326), 상기 소프트웨어는 상기 외부 프로그래밍 장치에서 상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 상기 데이터 연결 모듈로 통신함으로써(328), 스위칭 시간 데이터를 업로드할 수 있다. 그 다음, 상기 소프트에어는 상기 환경 설정이 업로드(통신)되었는지를 확인하고(330), 만약 그 응답이 “예(YES)”(342)일 경우, 상기 소프트웨어가 탐지된 장치를 디스플레이하도록 동작한다(304). 그 다음에 만약, 그 응답이 “아니오(NO)”(340)일 경우, 상기 소프트웨어는 상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 환경 설정 정보를 검색하도록 동작한다(312).
사용자에 의해 특정 장치가 선택되었는지에 대한 상기 소프트웨어 상의 결정지점으로 돌아가서 그 응답이 “아니오(NO)”(332)일 경우, 상기 소프트웨어는 상기 장치를 탐지하도록 동작할 수 있다(310). 그 다음, 상기 소프트웨어는 장치가 실제로 탐지되었는지를 판단할 것이다(314). 그 다음, 그 응답이 “아니오(NO)”(336)일 경우, 탐지된 장치를 디스플레이하도록 되돌아 갈 것이다(304). 그 다음, 그 응답이 “예(YES)”(338)일 경우, 상기 소프트웨어는 상기 장치의 클록을 조정(318)한 다음, 상기 장치에 상기 장치의 리스트를 추가하는 동작하고(322), 탐지된 장치를 디스플레이하는 위치로 리턴한다(304).
도 10의 소프트웨어 흐름도(300)는 소프트웨어가 외부 프로그래밍 장치 상에서 어떻게 동작하는지에 대한 오직 하나의 예로서 이해될 것이다. 상기 외부 프로그래밍 장치와 그것의 소프트웨어는 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)에 구성되는 부분은 아니지만, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치와 그것의 동작 소프트웨어를 갖는 상기 외부 프로그래밍 장치를 포함하는 전기 제어 시스템의 일부분으로서 실행될 수 있다는 것으로 이해될 것이다.
도 11 내지 도 22는 소프트웨어 인터페이스의 다양하고 상이한 양상을 디스플레이하는 화면(352)을 갖는 스마트 폰(350)을 나타낸 도면이다. 스마트 폰(350)은 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)와 함께 동작하는 외부 프로그래밍 장치의 일례이다. 상기 스마트 폰(350)은 스마트 폰 동작 버튼(354)을 포함한다.
모든 인터페이스 화면(352)들은, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)를 프로그램하도록 상기 외부 프로그래밍 장치 상에서 동작시키기 위하여, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치 및/또는 특정 소프트웨어 제품에 대한 제품 로고(356)를 디스플레이할 수 있다.
도 11은 적어도 하나의 프로그래머블 전기 제어 장치가 상기 소프트웨어에 의해 탐지된 것을 알려는 “탐지된 장치(DEVICE DETECTED)”(358)를 나타낸 화면을 도시한다.
도 12는 “예”(362)와 “아니오”(364) 화면 버튼을 갖고 사용자에게 “연결?(CONNECT?)”(360)을 요청하는 상기 소프트웨어에 화면을 도시한다.
도 13은 “기본값 설정(SET TO DEFAULT)” 화면 버튼(366)과 “프로그래밍 기능 설정(SET PROGRAMMING FUNCTION)” 화면 버튼(368)을 포함하는 인터페이스 화면을 도시한다. 만약, 사용자가 “기본값 설정(SET TO DEFAULT)”을 선택하면, 상기 소프트웨어는 표준 스위칭 타임을 포함하는 기본값 프로그래밍 설정(default programming setting)을 사용할 수 있고, 상기 데이터 연결 모듈을 통해 상기 외부 프로그래밍 장치에서 상기 프로그래머블 전기 제어 장치로 그것들의 스위칭 시간을 통신할 수 있다. 만약, 사용자가 “프로그래밍 기능 설정(SET PROGRAMMING FUNCTION)”을 선택하면, 선택된 날짜와 시간들에 대한 상기 사용자는 공급 온 구간과 공급 오프 구간을 설정할 수 있다.
도 14는 상기 소프트웨어가 “시간 및 날짜 동기화(SYNCHRONISING TIME AND DATE)”(370)에 대한 동작하고 있는 것과, 진행 알림부(372)를 보여주는 인터페이스 화면을 도시한다.
도 15는 틱(tick)의 상징이 되는 알림부(376)와 더불어 “시간 및 날 짜 동기화(SYNCHRONISING TIME AND DATE)”가 “성공(SUCCESSFUL)”(374)되었다는 것을 사용자에게 디스플레이하는 인터페이스 화면을 도시한다.
도 16은 GPO(general power outlet)와 같은 전기적 스위칭 장치에서 왼쪽 또는 오른쪽 아울렛 소켓(380)을 “프로그램(PROGRAM)”(378)하도록 선택할 것을 사용자에게 요청하는 인터페이스 화면이다.
상기 사용자는, 파워 아울렛에 대한 스위칭 시간들이 상기 소프트웨어로 프로그램될 수 있고, 선택된 파워 아울렛에 대한 공급 온 구간과 공급 오프 구간 제어하기 위한 상기 프로그래머블 전기 제어 장치에서 상기 외부 프로그래밍 장치와 상기 데이터 연결 모듈 간에 스위칭 시간들과 데이터로 통신될 수 있도록 “왼쪽” 또는 “오른쪽” 중 하나의 파워 아울렛을 선택할 수 있다. 그 다음, 상기 소프트웨어는 도 17에 도시된 바와 같이 “스위치 온 시간 설정(SET TIME TO SWITCH ON)” (382)에 대한 입력을 받도록 적용된 화면을 디스플레이한다. 상기 인터페이스 화면은 주중(월, 화, 수, 목, 금 및 토)(348)의 요일을 주말(토 및 일)(386)의 요일과 함께 선택하기 위한 화면 버튼을 포함한다. 상기 각각의 요일은 요일을 선택되었는지를 보여주도록 요일 이름 아래 알림부를 갖는다. 예를 들어, 검은색 동그라미들은 선택된 요일을 나타내고, 흰색 동그라미들은 선택되지 않은 요일을 나타낸다. 또한, 상기 인터페이스 화면은 시간 입력 선택부(388), 분 입력 선택부(390) 및 오전/오후(AM/PM) 입력 선택부(392)를 포함한다. 사용자가 상기 요일과 그 요일에 대한 스위칭 온 시간을 선택하면, 그 다음 상기 사용자는 상기 전기적 스위칭 장치에서 선택된 아울렛 소켓에 대한 환경 설정 정보가 업데이트 되도록 “SET” 화면 버튼(394)을 누를 수 있다. 이와 유사하게, 도 18은 사용자가 “스위치 오프 시간 설정(SET TIME TO SWITCH OFF)”(396)하는 것을 할 수 있는 화면을 도시한다. 상기 “스위치 오프 시간 설정(SET TIME TO SWITCH OFF)”(396)은 도 17에 도시된 화면 상의 설정 시간에 대한 모든 요일 및 시간 입력 버튼 및 알림부를 갖는다.
사용자가 상기 전기적 스위칭 장치에서 선택된 소켓을 위해 공급 온 구간과 공급 오프 구간에 대하여 원하는 스위칭 시간을 한번 입력하면, 도 19에 도시된 바와 같이 상기 소프트웨어는 사용자에게 “다른 쪽을 프로그램하는 것을 원하는가?(DO YOU WANT TO PROGRAM THE OTHER SIDE?)”라는 질문을 하고, 사용자에 의해 눌려질 수 있는 “예(YES)” 화면 버튼(400)과 “아니오(NO)” 화면 버튼(402)을 제공한다. 만약, 사용자가 “예(YES)” 화면 버튼(400)을 클릭할 경우, 상기 소프트웨어는, 상기 전기적 스위칭 장치의 다른 쪽 소켓을 동작시키기 위해 상기 프로그래머블 전기 제어 장치에 프로그램되도록 스위칭 시간 온/오프 설정을 위한 도 17 및 18의 화면으로 되돌아갈 것이다. 만약, 사용자가 “아니오(NO)” 화면 버튼(402)을 선택하면, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 상기 소프트웨어는 선택적인 “시스템 체크(SYSTEM CHECK)”(404)를 수행하고, 시스템 체크 알림부(406)를 디스플레이한 후, 째깍거리는 소리가 나는 추가적인 알림(410)과 함께 “시스템 체크 성공(SYSTEM CHECK SUCCESSFUL)”(408)을 결정하는 화면을 보여줄 것이다.
도 11 내지 도 21에서 예시한 바와 같이 상기 소프트웨어의 동작 종료에서 있어서, 상기 소프트웨어는 도 22에 도시된 바와 같이 프로그래밍의 성공적 종료를 보여주기 위한 추가적인 알림(414)(째깍 소리가 남), 소프트웨어가 “페어링 삭제(DELETE PAIRING)”(416)했다는 알림, 그리고 상기 소프트웨어가 상기 외부 프로그래밍 장치 및 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)의 상기 데이터 연결 모듈 간의 통신을 위한 페이링을 종료했다 것을 보여주는 추가적인 알림(418)과 함께 “프로그래밍 종료(END PROGRAMMING)”(412)을 알리기 위해 인터페이스 화면을 디스플레이할 것이다.
추가된 실시예(미도시)에서, 상기 데이터 연결 모듈은 상기 전기적 스위칭 장치(12)의 파워 아울렛 소켓에 연결되도록 적용된 분리 장치로서 구현된다. 본 상세한 설명에서 편의를 위해 상기 분리 데이터 연결 모듈을 “동글(dongle)”로 명명할 수 있다.
각 국가에서, 파워 아울렛 소켓은 둘 이상의 핀 또는 단자와 함께 설치된다. 예를 들어, 호주에서 표준 파워 아울렛 소켓은 3단자 및 3단자 삽입용 3핀이 구비된 플러그를 포함한다.
본 발명의 실시예에에 따른 동글은 호주의 표준 파워 아울렛 소켓의 각 단자에 삽입되기 위한 단일 핀을 포함한다. 상기 동글은 외부 프로그래밍 장치에 데이터를 연결하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들어, 상기 동글로는 적절한 통신 프로토콜을 사용하는 USB 포트, 와이파이® 송수신기 또는 블루투스® 송수신기가 있다. 또한, 상기 동글은 상이한 데이터 통신을 사용하는 서로 다른 수많은 외부 프로그래밍 장치에 데이터를 연결하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 다른 선택적 실시예에서, 상기 동글은 상기 소켓의 두 이상의 각 단자/핀과 연결되기 위한 둘 이상의 핀과 단자를 가질 수 있다.
상기 동들은 표시등이나, 연결 상태 또는 다른 정보를 보여주기 위한 디스플레이를 포함한다. 또한 상기 디스플레이는 LCD나 연결 상태 또는 다른 정보를 나타내기 위한 그와 유사한 디스플레이를 포함할 수 있다.
분리형 장치(동글)를 통해 프로그램 입력 제공과 관련된 장점 중 하나는, 상기 전기적 스위칭 장치에 위치한 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(또는 그것의 일부분)의 복잡성이 상당히 줄어들 수 있다는 것이다. 다시 말해, 파워 아울렛 소켓에 위치한 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 명령을 받고, 상기 외부 프로그래밍 장치로부터 그리고 그 장치로 상태 정보를 전송하기 위한 송수신 구성품을 포함할 필요가 없다.
분리 동글이 갖는 추가 장점은 예를 들어, 사용자가 통합된 프로그래머블 전기 제어 장치(또는 그것의 일부분)와 함께 많은 파워 아울렛을 구입하지만, 각각의 프로그래머블 전기 제어 장치를 프로그래밍 하기 위한 각 파워 아울렛의 상기 파워 아울렛 소켓과 연결될 수 있는 오직 하나의 분리형 동글이 필요하다는 것이다.
각각의 선택적 실시예는, 각각의 파워 아울렛으로의 통합을 위한 상기 프로그래머블 전기 제어 장치에 대한 제조의 복잡성뿐만 아니라, 각각의 유닛에 대한 제조 비용을 줄이는 결과를 분명히 가져올 것이다.
실시예에서 본 발명은 가정용 파워 아울렛 또는 조명 스위치와 같은 전기적 스위칭 장치와 통합되도록 설계될 수 있다. 각각의 유닛은 새로운 건물이 지어지거나 기존 건물이 수리될 때 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 새롭게 장치되는 파워 아울렛과 통합된다. 프로그래머블 전기 제어 장치가 없는 기존 파워 아울렛은 제거되고, 프로그래머블 전기 제어 장치와 통합된 새로운 파워 아울렛이 상기 전원 공급부와 연결되며, 외부 프로그래밍 장치를 이용하여 사용자에 의해 프로그램된다.
분리형 동글이 프로그램 입력부로서 제공되는 경우에, 사용자는 건물 내에 다수의 파워 아울렛을 설치(또는 새롭게 장착)하는 것을 선호할 것이다. 이러한 일례로, 사용자들은 프로그래머블 전기 제어 장치와 통합된 다섯 개의 파워 아울렛과 상기 장치 모두를 프로그래밍하기 위한 하나의 동글을 구입할 수 있다고 한다. 사용자(또는 전기 기사)는 파워 아울렛들(통합된 프로그래머블 전기 제어 장치와 함께 각각)을 설치하는데 이러한 경우, 상기 동글은 상기 파워 아울렛 소켓 내부로 삽입될 수 있다. 그런 후 사용자들은 상기 동글에 연결하기 위하여 상기 외부 프로그래밍 장치를 사용하고, 상기 동글을 통해 상기 외부 프로그램 장치를 이용하여 스위칭 시간을 위한 명령과 함께 상기 프로그래머블 전기 제어 장치를 프로그램한다. 상기 동글은 상기 파워 아울렛 소켓과 분리된 후 다른 파워 아울렛의 프로그래머블 전기 제어 장치를 프로그램하기 위한 또 다른 파워 아울렛으로 삽입된다.
또 다른 실시예에서, 상기 동글은 상기 몸체에 보관되거나 상기 파워 아울렛의 페이스 플레이트에 부착될 수 있다. 일 대체 실시예에서, 상기 파워 아울렛은 상기 동글을 보관하는 캐비티(cavity)를 가지며, 스프링 압력을 방출 및 저장하는 시스템을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 동글은 클리핑(clipping) 장치를 통해 상기 파워 아울렛에 부착될 수 있다. 이렇게 하여 사용자가 상기 동글을 분실할 가능성이 적어진다.
본 발명에 따른 상기 프로그래머블 전기 제어 장치(10)는 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 온 상태에 있는 동안 적어도 하나의 공급 온 구간, 그리고 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 오프 상태에 있는 동안의 적어도 하나의 공급 오프 구간을 포함하는 스위칭 시간들을 가지고 프로그램할 수 있다. 여기서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는, 상기 수동 스위치가 온 될 때 상기 전기적 스위칭 장치가 전원을 공급함으로써 온 상태가 되고, 수동 스위치가 온 또는 오프 중 하나가 될 때 상기 전기적 스위칭 장치가 전원을 공급할 수 없음으로써 오프 상태가 된다.
상기 스위칭 시간들은 예를 들어 24시간 내에 임의의 수 많은 공급 온 구간과 공급 오프 구간을 포함할 수 있다는 것은 당업자에 의해 이해될 수 있을 것이다. 또한, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 임의의 수 많은 연일에 대한 24시간 내에 공급 온 구간과 공급 오프 구간의 동일한 사이클을 반복하는 방법으로 프로그램된다는 것은 당업자에 의해 이해될 수 있을 것이다. 더불어, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 예를 들어, 일주일 또는 수 주일에 대한 공급 온 구간과 공급 오프 구간의 24시간가 아닌 사이클을 반복하도록 프로그램될 수 있다.
추가 대체 실시예에서, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 시간은 랜덤 또는 의사 랜덤(pseudo-random)한 공급 온 구간과 공급 오프 구간인 스위칭 시간에 대한 지시와 함께 프로그램될 수 있다. 물론, 랜덤 공급 온 구간과 공급 오프 구간은 최소 시간과 최대 시간을 갖는 것으로 한정될 수 있다.
상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 실시예는 또한 오버-라이드(over-ride) 수단을 포함할 수 있다. 상기 오버-라이드는 상기 전기적 스위칭 장치가 공급 오프 구간 동안 전원을 공급할 수 있도록 해준다.
오버-라이드는 전기적 스위칭 장치의 수동 스위치를 사용함으로써 구현될 수 있다. 일례로, 상기 공급 오프 구간이 오버-라이드되고 상기 수동 스위치가 온으로 전환되기 위하여 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 공급 오프 구간에 있고, 상기 전기적 스위칭 장치의 수동 스위치가 오프된 위치로 전환된다. 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 공급 온 구간으로 전환되며 상기 전기적 스위칭 장치가 전력을 공급할 수 있음으로써 상기 공급 오프 구간 동안 상기 수동 스위치의 스위칭 온은 상기 오버-라이드 수단을 활성화시킨다.
특정 공급 오프 구간 동안 활성화된 오버-라이드 수단은 프로그램된 제 1 공급 오프 구간동안 활성화된 채로 유지된다. 상기 프로그램된 제 1 공급 오프 구간은 다음 공급 온 구간으로 바뀔 것이다(전원 장치가 전기적 스위칭 장치를 통해 사용할 수 있도록 프로그램되는 동안). 그 다음 공급 오프 구간으로 프로그램화된 변경에서, 전원 장치는 상기 수동 스위치가 온 또는 오프 위치에 있든지, 상기 프로그래머블 전기 제어 장치에 의해 정지된다.
본 상세한 설명에서, 상기 본 출원용어들은 오스트레일리안 임시 출원번호(Provisional Application No.) 2012901567에서 사용된 청구항 용어와 조금 다르게 사용되었다. 용어 색인의 일례는 아래와 같다.
Figure 112014110984530-pct00001
전문용어에서 색인은 각각 및 모든 용어에 대한 정확한 색인이 아니지만, 어떠한 전문용어들은 본 발명에서 보다 명확하게 설명되고 정의되도록 변경되었다는 것을 해당 기술분야의 당업자라면 알 수 있을 것이다.
본 발명은, 이러한 상세한 설명 이외에 변경, 수정 및/또는 추가될 수 있으며, 이하의 청구범위에 포함되어 있는 각각의 변경, 수정 및/또는 추가를 모두 포함할 수 있다는 것은 해당 기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있다.
본 명세서와 이하의 청구 범위를 통해서, 특허 거절이 없는 한, “포함한다(comprise)” 및 “포함한다(comprises)와 포함하는(comprising)”과 같은 그의 변형은 규정된 수치 또는 공정 또는 수치의 그룹 또는 공정 군의 포함을 의미하지만, 그 외에 수치 또는 공정 또는 수치의 그룹 또는 공정 군을 배제하는 것이 아닌 것으로 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 어떠한 종래 기술에 대한 참조는 상기 종래 기술이 주지관용기술의 요소가 된다는 인정 또는 제안의 어떠한 형태가 되어서는 안 된다.
10: 프로그래머블 전기 제어 장치
22a: 데이터 연결 모듈
230: 메모리
104: 타이밍 모듈
94: 프로세서
114, 116: 스위칭 모듈

Claims (30)

  1. 외부 프로그래밍 장치에 의해 프로그램 되도록 적용되며, 몸체; 전원 입력부; 적어도 하나의 전원 출력부; 및 온/오프 상태를 가지며 상기 전원 출력부 각각을 위한 수동 스위치를 구비하는 전기적 스위칭 장치와 협력하여 전원 장치를 제어하기 위한 프로그래머블 전기 제어 장치에 있어서,
    상기 프로그래머블 전기 제어 장치와 상기 외부 프로그래밍 장치 사이에서 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 통신하기 위한 데이터 연결 모듈;
    상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 저장하기 위한 메모리;
    하나 이상의 클락 타임, 캘린더 데이터 및 지속시간을 제공하기 위한 타이밍 모듈;
    스위칭 시간 및/또는 지속시간을 제공하기 위해 상기 하나 이상의 클락 타임과 상기 캘린더 데이터에 따라 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간 데이터를 프로세싱하는 프로세서; 및
    상기 전원 출력부를 통해 전원 장치를 제어하기 위한 상기 수동 스위치와 협력하여 상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간에 따라, 그리고 상기 프로세서에 의해 제어되는 스위칭 모듈을 포함하고,
    상기 스위칭 시간 및/또는 지속시간은, 상기 수동 스위치 각각이 온 상태일 때 상기 전원 출력부가 전력을 공급할 수 있는 동안의 적어도 하나의 공급 온 구간과, 그리고 상기 수동 스위치 각각이 온 또는 오프 중 어느 한 상태일 때 상기 전원 출력부가 전력을 공급할 수 없는 동안의 공급 오프 구간을 포함하고,
    상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 적어도 한 부분은 상기 몸체 내에 통합될 수 있는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 연결 모듈은 물리적인 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 물리적인 커넥터는 USB 포트인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 연결 모듈은 무선 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선 커넥터는 블루투스® 트랜시버, 와이파이® 트랜시버 및/또는 적외선 트랜시버 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 블루투스® 트랜시버는 저전력 트랜시버이고, 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈은 RTC(real-time clock)인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은 릴레이(relay), 래칭 릴레이(latching relay) 및 TRIAC(triode for alternating current) 중 어느 하나인 것을 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 MCU(micro-controller unit)인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터 연결 모듈, 상기 메모리 및 상기 타이밍 모듈 중 적어도 어느 하나와 통합된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 연결 모듈, 상기 메모리, 상기 타이밍 모듈 및 상기 프로세서 중 적어도 어느 하나로 전기적 에너지를 공급하기 위한 에너지 공급 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에너지 공급 모듈은 전압 조정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 에너지 공급 모듈은 에너지 저장 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 모듈은 커패시터 및 배터리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈의 동기 조정을 위한 동기화 장치(synchroniser)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 동기화 장치는 동기 조정을 위해 전원 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 수동 스위치를 온 상태 또는 오프 상태로 할지 결정하기 위한 수동 스위치 모니터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 출력부가 상기 공급 오프 구간이 끝날 때까지 전력을 공급하는 것이 가능하도록 상기 수동 스위치가 상기 공급 오프 구간에 오버-라이드 동작될 수 있는 오버 라이드(over-ride) 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그래머블 전기 제어 장치의 상태를 알리기 위한 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그래머블 전기 제어 장치 전체는 상기 몸체 내에 위치하는 것을 특징을 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적 스위칭 장치는 파워 아울렛이고,
    상기 전원 출력부는 전기 장치의 플러그를 받아들이기 위한 파워 아울렛 소켓이고,
    상기 파워 아울렛 소켓은 플러그의 두 개 이상의 각 대응하는 단자 및/또는 핀을 받아들이기 위한 두 개 이상의 핀 및/또는 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 파워 아울렛은 가정용 GPO(general power outlet)인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 데이터 연결 모듈은 상기 파워 아울렛 소켓에 연결할 수 있는 분리 장치를 포함하고 그리고,
    상기 파워 아울렛 소켓의 단자와 핀은 상기 외부 프로그래밍 장치의 프로그램 입력부와 상기 프로그래머블 장치 간의 데이터 전송을 위해 연결되는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적 스위칭 장치는 조명 스위치이고,
    상기 전원 출력부는 조명 소켓인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 프로그래밍 장치는 랩톱 컴퓨터과 데스크톱 컴퓨터를 포함하는 PC, 스마트 폰 및 리모콘 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치.
  26. 제 1 항에 따른 프로그래머블 전기 제어 장치를 포함하고,
    상기 프로그래머블 전기 제어 장치는 제 1 항의 전제부에 따른 전기적 스위칭 장치와 통합된 것을 특징으로 하는 전기 제어 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    제 1 항의 전제부에 따른 외부 프로그래밍 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 제어 시스템.
  28. 제 1 항에 따른 프로그래머블 전기 제어 장치의 작동 방법에 있어서,
    제 1 항의 전제부에 따른 외부 프로그래밍 장치를 상기 데이터 연결 모듈에 연결하여 상기 외부 프로그래밍 장치를 작동시키는 단계;
    스위칭 시간 데이터를 만들기 위하여 스위칭 시간을 선택하도록 상기 외부 프로그래밍 장치를 작동시키는 단계;
    상기 외부 프로그래밍 장치와 상기 데이터 연결 모듈 사이에서 상기 스위칭 시간 데이터를 통신하는 단계; 및
    상기 데이터 연결 모듈로부터 연결이 끊기도록 상기 외부 프로그래밍 장치를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치의 작동 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 수동 스위치가 온 또는 오프 상태 중 어느 한 상태가 되도록 제 1 항의 전제부에 따른 전기 스위칭 소자를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치의 작동 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 데이터 연결 모듈과 연결하는 단계에서, 상기 외부 프로그래밍 장치와 상기 프로그래머블 전기 제어 장치가 짝을 이루도록 페어링 버튼(pairing button)을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 전기 제어 장치의 작동 방법.
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