KR102104482B1 - 원격 감지를 통한 led조명의 조도 조절시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물 내에 설치된 복수 개의 조명을 한 번에 쉽게 제어할 수 있으면서도 건물에 따른 KS 조도기준에 부합되도록 조명 조도를 쉽게 조절할 수 있는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템은, 건물 내외에 설치되는 복수 개의 조명장치; 상기 복수 개의 조명장치를 용도별 또는 건물의 층별로 그룹화하여 조도 제어신호를 전달하는 통합조도제어장치; 및 상기 복수 개의 조명장치의 조도를 검출하고 상기 통합조도제어장치로 조도 제어신호를 전달하는 원격제어장치를 포함하고, 상기 원격제어장치를 통해 건물 내외에 기설치된 상기 조명장치의 조도가 설치 현장에서 직접 측정된 다음, 해당 조명장치의 조도가 기준조도에 부합되도록 원격 제어되어 조절되는 것을 특징으로 한다.

Description

원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템{Illuminance Control System using Remote sensing of LED Lighting}
본 발명은 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 설치된 복수 개의 LED 조명이 사용시간이 경과됨에 따라 당초 설정된 조명의 조도가 달라지지 않도록 조도를 원격으로 감지하고 조절할 수 있도록 하는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건물 내에는 주야간에 적정한 시야를 확보할 수 있도록 다양한 종류의 조명이 설치되고, 근래에는 이러한 실내조명으로 소비전력이 낮으면서 사용수명이 긴 LED 조명이 주로 설치되고 있다.
한편, 국내에는 건물 내에서 이루어지는 활동 등에 따른 용도에 따라 적정의 조도기준(KS A 3011)이 마련되어 있고, 따라서 건물 내에 조명을 설치할 때에는 이 조도기준에 부합되도록 조명을 설치하게 된다.
그러나 조명의 사용수명이 경과됨에 따라 당초 설치된 조도값을 유지하지 못하게 되면서 조명의 조도가 조도기준에 맞지 않게 되는 경우가 많고, 이 때문에 건물 내에서 이루어지는 다양한 활동에 어려움이 발생할 수 있게 된다.
따라서 최근에는 조명의 사용수명을 고려하여 조도를 조절할 수 있도록 하는 조도제어 시스템이 개발되고 있는데, 이러한 종래 기술로는 등록특허공보 제1492235호의 LED램프 및 LED 램프의 전류 제어방법(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.
상기 특허문헌에 개시된 LED 램프의 전류 제어방법은, 광원부에 전류가 인가되는 시간을 누적하여 계산하는 누적 사용시간 측정 단계; 상기 누적 사용시간이 기 설정된 기준 시간보다 작은지를 판단하는 누적 사용시간 판단 단계;, 누적 사용시간이 기 설정된 기준 시간보다 큰 경우 광원부에 인가되는 전류를 증가시키는 전류 증가 단계; 및 전류를 증가시킨 회수가 기 설정된 기준 회수보다 큰지를 판단하는 전류 증가회수 판단 단계를 더 포함하고, 상기 전류 증가 단계는 기 설정된 전류 증가량에 LED 램프의 오프셋 전압(VF)의 감소비율과 초기 인가 전류를 곱한 값을 더하여 전류를 증가시키고, 상기 전류 증가회수 판단 단계는 전류 증가 회수가 기 설정된 기준회수 이상인 경우에는 전류 증가를 중단하는 것으로 이루어진다.
그러나 상기 특허문헌은 건물 내에 설치된 수많은 조명 장치의 누적 사용시간을 따로 계산하기가 쉽지 않고, 사용 시간이 계산되더라도 조명이 설치된 주변 환경에 따라 해당 조명의 사용수명이 달라질 수 있음에도 이를 반영하기가 구조적으로 곤란하고, 이 때문에 단순히 누적사용시간을 계산하여 전류값을 보상하는 것만으로는 건물의 용도에 따라 규정된 KS 조도기준에 부합되는 조명 조도를 유지할 수 없는 문제가 있다.
따라서 건물 내에 설치된 복수 개의 조명을 한 번에 쉽게 제어할 수 있으면서도 건물에 따른 KS 조도기준에 부합되도록 조명 조도를 쉽게 조절할 수 있는 조명 조도 조절시스템의 개발이 요구된다.
KR 10-1492235 B1 (2015. 02. 04.)
본 발명은 상기와 같은 종래의 LED조명의 조도 조절시스템이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 건물 내에 설치된 복수 개의 조명을 한 번에 쉽게 제어할 수 있으면서도 건물에 따른 KS 조도기준에 부합되도록 조명 조도를 쉽게 조절할 수 있는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템은, 건물 내외에 설치되는 복수 개의 조명장치; 상기 복수 개의 조명장치를 용도별 또는 건물의 층별로 그룹화하여 조도 제어신호를 전달하는 통합조도제어장치; 및 상기 복수 개의 조명장치의 조도를 검출하고 상기 통합조도제어장치로 조도 제어신호를 전달하는 원격제어장치를 포함하고, 상기 원격제어장치를 통해 건물 내외에 기설치된 상기 조명장치의 조도가 설치 현장에서 직접 측정된 다음, 해당 조명장치의 조도가 기준조도에 부합되도록 원격 제어되어 조절되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 통합조도제어장치와 상기 원격제어장치에는, 무선으로 신호를 전달 및 수신할 수 있도록 하는 무선통신부가 구비되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 원격제어장치가 휴대 가능한 스마트단말기 또는 리모컨으로 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더해 본 발명은 상기 원격제어장치에 소정 거리 내의 온도 및 습도를 각각 측정하는 온도감지부 및 습도감지부를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 원격제어장치에 조도 값이 출력되는 디스플레이부가 더 포함되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 조도감지부를 포함하는 원격제어장치를 이용하여 복수 개의 조명장치가 설치된 주변 환경정보를 쉽고 정확하게 획득할 수 있고, 이렇게 획득된 주변 환경정보에 기초하여 사용자가 설정한 목표 조도값이 되도록 통합조명제어장치가 각각의 조명장치의 조도를 자동제어하게 되므로 장기간 사용에도 당초 건물의 조도기준에 부합되도록 설치된 기준에 맞추어 조도가 유지될 수 있다.
또한, 실내조명뿐만 아니라 터널등, 가로등, 보안등, 투광기 등과 같이 다양한 종류의 조명에 적용할 수 있고, 조명장치의 설치시 조도가 기준조도에 부합되지 않게 설치된 경우라 하더라도 원격제어장치를 통해 현장에서 실제 측정된 조도값을 기준으로 조도를 조절할 수 있으며, 이에 의해 조도가 기준조도에 맞지 않게 잘못 설치되어 제품의 수명 및 교체시기가 단축되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 원격제어장치의 예를 보인 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 누적 사용시간에 따른 사용수명에 따른 조도 변화값과 조도 감소 추이에 따른 조도 변화를 나타내는 그래프.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명은 건물 내에 설치된 복수 개의 조명을 한 번에 쉽게 제어할 수 있으면서도 건물에 따른 KS 조도기준에 부합되도록 조명 조도를 쉽게 조절할 수 있는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 조명장치(100), 통합조명제어장치(200) 및 원격제어장치(300)를 포함한다.
조명장치(100)는 건물 내의 천장, 도로변, 터널 내부 및 구조물의 내부 등에 소정 간격을 두고 복수 개가 설치되는데, 이러한 조명장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 각각 서지보호부(110), EMI제거부(120), 전원제어부(130), LED모듈부(140), 조도조절부(150)를 포함한다.
여기서 서지보호부(110)는 단시간에 심한 파형을 일으키는 서지전압을 차단하여 회로를 보호하는 구성이고, EMI(Electro Magnetic Interference) 제거부(120)는 전원노이즈를 제거하기 위한 구성이다.
그리고 전원제어부(130)는 조명장치(100)로 과전압이 인가되면 이를 차단하여 조명회로가 과전압으로 인해 손상되지 않도록 하는 구성이고, 조도조절부(150)는 후술되는 통합조명제어장치(200)의 제어신호에 의해 LED모듈부(140)로 인가되는 전류의 세기를 조절하여 조도를 조절하는 구성이다.
이때 각각의 조명장치(100)에 구비되는 조도조절부(150)는 일측에 설치되는 통합조명제어장치(200)와 유선 또는 무선으로 연결된다.
또한, 복수 개의 조명장치(100) 중 어느 하나의 전원제어부(130)는 통합조명제어장치(200)와 연결되고, 이를 통해 조명장치(100)에 전원이 인가되면 통합조명제어장치(200)도 함께 전원이 인가될 수 있도록 구성되는데, 이를 위해 전원제어부(130)와 통합조명제어장치(200) 사이에는 통합조명제어장치(200) 쪽으로만 전원을 공급하기 위한 정류회로부(170)가 설치된다.
이에 더해 EMI제어부(120)와 전원제어부(130)를 연결하는 회로사이와 통합조명제어장치(200)를 연결하도록 과전압검출부(160)가 더 설치되고, 이러한 과전압검출부(160)를 통해 전원제어부(130) 쪽으로 과전압이 인가되는지 그 여부가 통합조명제어장치(200) 쪽에서 확인할 수 있도록 구성될 수 있다.
여기서 과전압검출부(160)를 통해 과전압이 검출되면, 통합조명제어장치(200)에서는 미리 설정된 제어로직을 따라 전원제어부(130)의 동작을 제어하여 과전압으로 인해 조명장치(100)의 회로가 손상되지 않도록 제어하게 된다.
통합조명제어장치(200)는 건물 내외에 설치되는 복수 개의 조명장치(100)와 연결되어 전원제어부(130) 및 조도조절부(150)에 제어신호를 인가하는 구성이다.
이러한 통합조명제어장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 정류회로부(170)를 통해 전원이 인가되면서 과전압검출부(160)를 통해 과전압이 검출되면 전원제어부(130)의 동작을 제어하여 과전압으로 인해 조명장치(100)의 회로가 손상되지 않도록 제어하고, 후술되는 원격제어장치(300)를 통해 조도의 제어신호가 인가되면 조명장치(100)의 조도조절부(150) 쪽으로 제어신호를 전달하여 조명장치(100) 각각의 조도를 한 번에 조절하게 된다.
이러한 통합조명제어장치(200)는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함하고, 이러한 MCU를 통해 조명장치(100)의 사용시간(조명장치의 점등시간)이 누적 계산되어 내장 메모리에 저장된 다음, 누적 사용시간이 미리 설정된 시간을 경과하게 됨에 따라 조명장치(100) 각각의 전원제어부(130) 및 조도조절부(150)를 제어하여 LED모듈부(140)로 인가되는 전류가 소정 값 보상되어 인가되도록 하는 제어신호가 전달되도록 구성된다.
이때 MCU에는 조명장치(100)가 설치된 용도 또는 건물 내의 층별로 다른 조도기준이 적용되어 저장되고, 이를 통해 후술되는 원격제어장치(300)를 통해 사용자가 조도 값을 수동으로 보상 적용하지 않더라도 누적 사용시간에 따라 소정의 조도값이 자동으로 보상되어 적용될 수 있다.
이를 위해 MCU에는 전류값에 따른 조명장치(100)의 조도 변화값(증감률)과 조명장치(100)의 누적 사용시간에 따른 조도의 감소율이 데이터로 저장되고, 이러한 데이터를 통해 누적 사용시간에 따른 보상되어야 하는 적정의 전류값이 추정 도출되도록 구성된다.
이때 MCU를 통한 전류값의 보상시에는 조명장치(100)가 설치된 주변 환경요인을 배제하고 누적 사용시간만을 이용하여 단순 보상하게 된다.
한편, 통합조명제어장치(200)에는 보조전원공급부(210)가 구비되어 정류회로부(170)를 통해 전원이 인가되지 않은 경우에도 통합조명제어장치(200)에 전원이 인가될 수 있도록 구성되고, 또한 원격제어장치(300)로부터 제어신호를 전달받기 위한 무선통신부(220)가 구비된다.
또한, 건물 내외에 설치되는 복수 개의 조명장치(100)가 용도 또는 건물의 층별로 그룹화되어 통합조명제어장치(200)에 따로 연결되고, 이를 통해 원격제어장치(300)를 통해 조명장치(100)의 조도를 조절할 때 용도별 또는 건물의 층별로 그룹화된 복수 개의 조명장치(100)의 조도를 한 번에 제어할 수 있게 된다.
원격제어장치(300)는 복수 개의 조명장치(100)가 설치된 주변 환경 즉, 조명장치(100)의 조도를 검출하고, 해당 조명장치(100) 또는 해당 층의 조도를 원격으로 높이거나 낮추기 위한 구성이다.
이러한 원격제어장치(300)는 사용자가 휴대하여 사용할 수 있도록 태블릿과 스마트폰 등의 스마트단말기 또는 전용 리모컨으로 구성된다.
그리고 원격제어장치(300)에는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 거리 내의 조도를 각각 측정하는 조도감지부(330)를 포함하고, 이에 더해 소정 거리 내의 온도 및 습도를 측정하는 온도감지부(310) 및 습도감지부(320)가 더 포함될 수 있다.
또한, 원격제어장치(300)에는 통합조명제어장치(200)와 통신을 위한 무선통신부(340)가 구비되고, 사용자가 원격제어장치(300)를 통해 측정된 온, 습도 및 조도에 따라 조명장치(100)의 조도값을 제어하기 위한 조작부(350)가 구비되며, 이에 더해 측정된 온, 습도 및 조도 정보가 출력되는 소정 크기의 디스플레이부(360)를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 원격제어장치(300)는 사용자가 조명장치(100)와 소정 거리 내에 위치된 상태에서 온도, 습도 및 조도를 각각 감지하면, 감지된 값이 디스플레이부(360)를 통해 출력되고, 이에 더해 통합조명제어장치(200)를 통해 조명장치(100)의 누적 사용시간 정보와, MCU에 저장된 조도기준 정보가 전달되어 함께 출력된다.
그리고 사용자가 디스플레이부(350)를 통해 출력되는 온도, 습도, 조도, 누적 사용시간 및 조도 기준 정보를 이용하여 목표 조도값을 설정하면, 무선통신부(220, 340)를 통해 제어신호가 통합조명제어장치(200) 쪽으로 전달되고, 이렇게 전달된 제어신호를 통해 통합조명제어장치(200)가 조명장치(100)의 전원제어부(130)와 조도조절부(150)에 제어신호를 전달하게 되면서 결과적으로 조명장치(100)의 조도 값이 사용자가 설정한 조도 값이 되도록 전류값이 보상(증감)되게 된다.
이에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 기존 조명장치(100)의 디밍 제어방법으로는 최초 설치시 기준 조도에 맞춰진 전류값의 범위(예를 들면, 30W로 설정된 LED조명장치인 경우 0 ~ 30W) 내에서 제어되므로 조명장치(100)의 사용수명이 경과됨에 따라 조도가 낮아져 30W 이상으로 전류가 공급될 필요가 있음에도 당초 설치시 설정된 기준에 의해 전류가 적절하게 보상되지 못하는 반면, 원격제어장치(300)에서 감지되는 실제의 조도값에 기초하여 사용자가 목표 조도값을 입력하면 조명장치(100)의 전류값이 강제로 보상(상승)되게 되므로 기준 조도에 맞추어 조명장치(100)의 조도가 정확하게 조절될 수 있다.
한편, 사용자에 의해 원격제어장치(300)를 통해 목표 조도값이 설정되면, 무선통신부(220, 340)를 통해 필요에 따라 감지된 온도 및 습도 정보가 통합조명제어장치(200) 쪽으로 함께 전달되고, MCU는 사용자가 설정한 목표 조도값과 조명장치(100)의 누적 사용시간 정보에 기초하여 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 조명장치(100)의 누적 사용시간에 따른 조도 변화값과 조도 감소 추이를 구하여 최적의 전류 보상값을 산출하게 된다.
여기서 누적 사용시간에 따른 조도 변화값은 LED모듈부(140)가 최적의 조건하에서 사용될 때를 기준으로 예측된 공장기준 데이터이고, 조도 감소 추이는 실제 설치 현장에서 측정된 조도 정보와 누적 사용시간 정보에 기초하여 예측된 데이터이다.
한편, 원격제어장치(300)를 통해 단순히 사용자가 설정한 목표 조도값이 되도록 단순 1회성으로 전류값을 보상하는 것이 아닌, 실제 측정된 환경 정보에 기초하여 예측된 조도 감소 추이 데이터가 MCU에 저장된 상태에서 누적 사용시간이 경과됨에 따른 조도 감소 추이가 적용되어 전류값을 자동으로 단계별 보상 제어하게 되고, 그 결과 조명장치(100)의 조도가 당초 설정한 소정 범위 내에서 크게 벗어나지 않게 되면서 조도기준에 부합될 수 있다.
이때 단계별 보상 제어는 미리 설정된 시간 간격을 기준으로 보상 제어가 이루어지도록 구성되거나 또는 누적 사용시간을 기준으로 보상 제어가 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한, 원격제어장치(300)를 통해 조명장치(100)의 조도를 주기적으로 측정하게 되면 상대적으로 추정되는 사용수명 감소 추이의 정확성이 더욱 높아질 수 있고, 그 결과 조명장치(100)의 필요 조도 값에 맞추어 최적의 전류값이 제공되도록 통합 제어되므로 전기에너지가 최적 관리될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 조도감지부를 포함하는 원격제어장치를 이용하여 복수 개의 조명장치가 설치된 주변 환경정보가 획득되고, 이렇게 획득된 주변 환경정보에 기초하여 사용자가 설정한 목표 조도값이 되도록 통합조명제어장치를 통해 각각의 조명장치의 조도가 자동 제어되므로 장기간 사용에도 당초 건물의 조도기준에 부합되도록 설치된 기준에 맞추어 조도가 유지되게 된다.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.
100: 조명장치 110: 서지보호부
120: EMI제거부 130: 전원제어부
140: LED모듈부 150: 조도조절부
160: 과전압검출부 170: 정류회로부
200: 통합조명제어장치 210: 보조전원공급부
220: 무선통신부 300: 원격제어장치
310: 온도감지부 320: 습도감지부
330: 조도감지부 340: 무선통신부
350: 조작부 360: 디스플레이부

Claims (5)

  1. 건물 내외에 설치되는 복수 개의 조명장치(100);
    상기 복수 개의 조명장치(100)를 용도별 또는 건물의 층별로 그룹화하여 조도 제어신호를 전달하는 통합조도제어장치(200); 및
    상기 복수 개의 조명장치(100)의 조도를 검출하고 상기 통합조도제어장치(200)로 조도 제어신호를 전달하는 원격제어장치(300);
    를 포함하고,
    상기 원격제어장치(300)를 통해 건물 내외에 기설치된 상기 조명장치(100)의 조도가 설치 현장에서 직접 측정된 다음, 해당 조명장치(100)의 조도가 기준조도에 부합되도록 원격 제어되어 조절되며,
    상기 복수 개의 조명장치(100)는,
    전원제어부(130), LED모듈부(140) 및 조도조절부(150)를 포함하고,
    상기 통합조도제어장치(200)와 상기 원격제어장치(300)에는,
    무선으로 신호를 전달 및 수신할 수 있도록 하는 무선통신부(220, 340)가 구비되며,
    상기 원격제어장치(300)는,
    휴대 가능한 스마트단말기 또는 리모컨으로 구성되고,
    상기 통합조도제어장치(200)는,
    MCU를 포함하고, 상기 MCU를 통해 상기 조명장치(100)의 사용시간이 누적 계산되어 내장 메모리에 저장된 다음, 누적 사용시간이 미리 설정된 시간을 경과하게 됨에 따라 상기 조명장치(100) 각각의 전원제어부(130) 및 조도조절부(150)를 제어하여 LED모듈부(140)로 인가되는 전류가 소정 값 보상되어 인가되도록 하는 제어신호가 전달되도록 구성되며,
    상기 MCU에는,
    전류값에 따른 상기 조명장치(100)의 조도 변화값과 상기 조명장치(100)의 누적 사용시간에 따른 조도의 감소율이 데이터로 저장되고, 상기 데이터를 통해 누적 사용시간에 따라 보상되어야 하는 전류값이 도출되도록 구성되고,
    상기 원격제어장치(300)를 통해 감지되는 실제의 조도값에 기초하여 목표 조도값이 입력되면, 상기 조명장치(100)의 전류값이 초기 설정된 전류값의 범위와 상관없이 강제로 보상되어 기준 조도에 맞도록 조절되는 것을 특징으로 하는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 원격제어장치(300)에는,
    소정 거리 내의 온도 및 습도를 각각 측정하는 온도감지부(310) 및 습도감지부(320)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 원격제어장치(300)에는,
    조도 값이 출력되는 디스플레이부(360)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원격 감지를 통한 LED조명의 조도 조절시스템.
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