KR102125002B1 - 기존 회로 차단기 패널을 업그레이드하고 제어하기 위한 에너지 관리 장치 - Google Patents

기존 회로 차단기 패널을 업그레이드하고 제어하기 위한 에너지 관리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기존 회로 차단기 패널에 부가하여 설치되는 하드웨어를 포함하고, 사용자가 에너지 소비를 모니터링하고 제어할 수 있게 하는 내장된 기능을 가진 장치이고, 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시예는 기존 회로 차단기 패널에 연결될 수 있는 레트로피팅 장치를 포함한다. 이 장치는 회로 차단기 또는 회로 차단기 패널에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 이 장치 및 관련 방법은, 예를 들면, 프로세서, 제어기, 및/또는 노드의 원격 제어를 가능하게 하고, 따라서 장치 상의 노드에 연결되는 부지 상의 회로 및/또는 부하가 원격으로 온 또는 오프 또는 다르게 조절될 수 있다. 이 노드, 커넥터 또는 프로세서는 전화기, 컴퓨터, 랩탑, 태블릿, 또는 다른 통신 또는 컴퓨팅 장치와 같은, 원격 장치와 통신할 수 있다.

Description

기존 회로 차단기 패널을 업그레이드하고 제어하기 위한 에너지 관리 장치
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 2017년 1월 18일 출원된 미국 가 출원 번호 제62/447,847호의 우선권 및 출원일 이익을 주장하고 그 명세서에 의존한다. 이 출원의 명세서는 여기서 전체로 참조로 이에 의해 통합된다.
본 발명은, 기존 회로 차단기 패널에 부가하여 설치되는 하드웨어를 포함하고, 사용자가 에너지 소비를 모니터링하고 제어할 수 있게 하는 내장된 기능을 가진 장치와 동반 시스템이다. 바람직한 실시예는 기존 회로 차단기 패널에 연결될 수 있는 레트로피팅(retrofitting) 장치를 포함한다. 이 장치는 후크, 스크류 또는 다른 연결 수단에 의해 패널에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 대안적으로, 이 장치는 기존 회로 차단기 패널의 옆에, 벽 또는 플로어(floor) 상에 장착되거나 또는 벽 내로 장착될 수 있다. 회로 차단기 패널에서 일부 또는 모든 퓨즈가, 하류의 전기 출구 및/또는 부하(load)에 연결되는 기존 회로 차단기 패널의 퓨즈를 유지하기 위해 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 기존의 퓨즈가, 출구 및/또는 부하를 가진 폐 루프를 생성하기 위해, 청구된 장치에서의 노드에 연결될 수 있다. 노드는 프로세서(들) 또는 제어기(들)를 포함할 수 있거나, 또는 노드는, 전체 전력 소비로부터, 하류의 출구 및/또는 부하에 의해, 또는 일부 다른 수단에 의해 소모되는 에너지로부터 측정되고 있는 에너지 소비를 관리하기 위해 프로세서(들) 또는 제어기(들)에 연결될 수 있다.
시스템은 프로세서(들), 제어기(들) 및/또는 노드(들)의 원격 제어를 허용할 것이고, 따라서 노드(들)에 연결되는 출구(들) 및/또는 부하(들)가 원격으로 온 또는 오프될 수 있고, 또는 다르게 조절될 수 있다. 노드 또는 프로세서(들)는 원격 장치와 통신할 수 있고, 원격 장치는 전화기, 컴퓨터, 랩탑, 태블릿 또는 다른 통신기 또는 컴퓨팅 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않고, 에너지 소비에 대한 정보를 전송하기 위해, 인터넷을 통한 일 실시예에서, 그리고 휴대폰 신호, 블루투스, 또는 와이파이를 통한 다른 실시예를 포함하고, 이는, 출구(들) 및/또는 부하(들)를 온 또는 오프하기 위해 사용자에 옵션을 제공하고, 그렇지 않으면 하류의 출구(들) 및/또는 부하(들)에서, 회로 차단기(들)에서, 또는 회로 차단기 패널(들)에서 소비 전력을 제어한다.
여기서 개시된 본 발명 이전에, 에너지 모니터링과 제어 시스템은 3개의 넓은 그룹 중 하나로 일반적으로 분류될 수 있다.
제1 그룹에서, 에너지 관리 시스템은 회로 차단기 패널 또는 이러한 패널의 특정 부품 내에 내장되었다. 이들 시스템은 각각의 회로에서 에너지 소비의 모니터링과 제어를 가능하게 하였다. 그러나, 이러한 시스템을 설치하기 위해, 사용자는 전체 패널 교체 또는 깊은 패널 개조를 수행해야 했다. 일반적으로, 사용자는 내장된 에너지 관리 기능을 가진 새로운 회로 차단기 패널을 구입해야 했다(또는 구입하기 위해 사람을 고용). 이러한 사용자는 전체 기존 회로 차단기 패널 또는 이러한 패널의 대부분 부품을 구입된 시스템으로 교체해야 할 것이다(또는 교체하기 위해 사람을 고용). 이 선행 기술에서, 하드웨어와 설치와 전기 작업과 같은 서비스를 포함하는, 관련된 교체 비용은, 엄청나게 비쌌고; 관리 시스템을 전문적으로 설치하기 위해 하나의 교체는 통상적으로 적어도 2일 이상의 하루 종일의 작업을 필요로 했다.
제2 그룹에서, 에너지 모니터링 시스템은 회로 차단기 패널 내측에 설치되었다. 일반적으로, 이 시스템은 제어 유닛 및 복수의 변류기(current transformers: CTs) 또는 비간섭 부하 모니터링 부하(non-intrusive load monitoring: NILM)로 또한 알려진 이와 같은 기술의 일부 변형을 포함했다. 이들 시스템은 메인 공급 레벨 상에 또는 회로별(circuit-by-circuit) 레벨 상에 에너지 소비를 모니터링하는 능력을 사용자에 제공했다. 이러한 모니터링 시스템의 설치는, 이 모니터링 시스템이 기존 회로 차단기 패널 내측에 설치되었기 때문에, 상기 기술된 제1 그룹에서와 같은 회로 차단기 패널 교체를 요구하지 않았다. 그러나, 이들 시스템은 각각의 회로 또는 회로 그룹에 의한 에너지 소비의 모니터링만 가능했다. 이러한 시스템은 이미 존재하는 기술의 제한 때문에 여기서 기술된 본 발명의 제어 기능이 부족했다. 특히, 이러한 제한은 컨덕터(와이어)에 물리적 연결 없이 전류를 측정하는 변류기(CTs)(에너지 모니터링에 책임이 있는)를 참조한다.
제3 그룹에서, 에너지 모니터링과 제어 시스템은 장치 레벨에서 에너지 소비를 관리하도록 설계되었다. 이 그룹의 시스템은 측정된 전기 부하(상대적으로 회로 차단기 패널로부터 먼)에 근접한 근위에 통상적으로 설치된 복수의 장치를 포함했다. 이 장치는 일반적으로 전기 콘센트에 연결되었고, 따라서, 이 특정 소켓에 연결되는 장치 또는 장치의 그룹의 전기 소비를 측정하고 제어하였다. 이러한 시스템은 주어진 부재에서의 에너지 소비 관리의 목적을 달성하지 못했고, 전기 부하당 단지 제한된 정보만을 제공할 수 있었다. 이 내재하고 의미 있는 제한은, 많은 전기 부하가 통상적인 전기 소켓(예를 들면, 하드와이어드(hardwired) 조명과 HVAC 시스템)을 사용하지 않기 때문에, 사용자가 에너지 소비의 완전하고 포괄적인 묘사를 얻는 것을 불가능하게 하였다.
본 발명의 목적은 각각의 회로 레벨에 의한 상세 분석의 가능성을 포함하며, 총 에너지 소비에 거쳐 전반적인 에너지 관리 시스템을 사용자에게 제공하는 것이다. 바람직한 실시예에서, 사용자는 원격 접근을 가지고, 회로 및/또는 하류의 출구 및/또는 부하 레벨에서의 에너지 소비를 제어할 것이다. 다른 실시예에서, 에너지 소비는 프로그램화된 컴퓨터 시스템에 의해 프로그램화되거나 관리된다. 다른 실시예에서, 에너지 소비는, 인공 지능 또는 기계 학습을 포함하지만 이에 한정되지는 않는, 자기 학습 시스템을 포함하는 알고리즘의 세트 또는 세트들에 의해 관리될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 노드(들), 제어기(들), 프로세서(들) 또는 일부 다른 컴퓨팅 수단(예를 들면, CPU)은 에너지 소비를 모니터링 및/또는 사용자가, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터 또는 랩탑 또는 데스크탑 컴퓨터와 같은 전자 장치에 의해, 에너지 소비를 원격적으로 제어 가능하게 하는 프로그램된 알고리즘을 포함한다.
본 발명의 다른 목적은, 적합한 장치를 사용하여, 단일 하드웨어 유닛 또는 여러 개의 그러나 관련된 하드웨어 유닛들, 특히, 청구된 장치, 또는 단일 또는 통합된 하드웨어 유닛을 포함하는 부품의 설치를 필요로 하는, 기존 회로 차단기 패널을 개조하기 위한 장치를 제공하는 것이다. 본 장치는 기존 회로 차단기 패널에서의 회로에 연결되고, 폐쇄 전기 회로에서의 하류 소켓 및/또는 부하에 연결되고, 이는 장치의 사용자에 의해 모니터링 되고 제어될 수 있다.
첨부 도면은 본 발명의 일부 실시예의 특정 양태를 설명하고, 본 발명을 제한하거나 정의하기 위해 사용되어서는 안 된다. 기재된 설명과 함께 도면은 본 발명의 특정 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 기존 회로 차단기 패널에 부착되고 커버하는 장치의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 2는 회로 차단기 패널 커버가 제거되고 장치와 패널의 내부 양태가 도시된 장치의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 3은 커버와 프레임이 제거되고 장치의 내부 양태가 도시된 장치의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 4는 기존 회로 차단기 패널 상의 회로에 연결되는 장치의 노드와 내부 배선의 가능한 일 실시예의 클로즈업 도면의 개략 다이어그램이다.
도 5는 장치의 가능한 일 실시예의 서로 분리된, 커버, 프레임 및 내부 구성 요소의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 6은 노드의 가능한 일 실시예의 클로즈업 도면의 개략 다이어그램이다.
도 7은 회로 기판 상의 노드 그룹의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 8은 전체 장치에 배치된 회로 기판 상의 노드 그룹을 포함하는, 장치의 내부 양태가 도시된 장치의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 9는 전체 장치에 배치된 회로 기판 상의 노드 그룹을 포함하는, 장치의 내부 양태가 도시된 장치의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 10은 함께 구성된 노드 그룹의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 11은 노드의 가능한 일 실시예의 클로즈업 도면의 개략 다이어그램이다.
도 12는 내부 구성 요소를 보여주는 노드의 가능한 일 실시예의 클로즈업 도면의 개략 다이어그램이다.
도 13은 내부 구성 요소를 보여주는 노드의 가능한 일 실시예의 클로즈업 도면의 개략 다이어그램이다.
도 14는 기존 회로 차단기 패널에 연결되는 장치의 가능한 다른 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 15는 회로 차단기에 접속부 상의 클로즈-업으로, 기존 회로 차단기 패널에 연결되는 장치의 실시예의 가능한 연결을 보여주는 개략 다이어그램이다.
도 16은 기존 회로 차단기 패널에 연결되는 장치의 가능한 다른 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 17은 함께 구성된 노드 그룹의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 18은 기존 회로 차단기 패널에 연결되는, 함께 구성된 노드 그룹의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 19는 함께 구성된 노드 그룹의 가능한 일 실시예의 도면의 개략 다이어그램이다.
도 20은 기존 회로 차단기 패널에 연결되는 장치의 가능한 다른 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 21은 기존 회로 차단기 패널에 연결되는, 내부 구성 요소를 보여주는 장치의 가능한 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 22는 덮개를 가지는 베이스 프레임에 배치를 위해 설계된 장치의 가능한 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 23은 덮개를 가지는 베이스 프레임에 배치를 위해 설계된 장치의 가능한 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 24는 단일 회로 기판 상에 호스팅되는 노드 그룹을 가지는 장치의 가능한 실시예의 개략 다이어그램이다.
도 25는 회로 차단기 패널에 용이한 연결을 위한, 연결 유닛, 베이스 또는 바를 보여주는 장치의 가능한 실시예의 개략 다이어그램이다.
본 발명은 여러 가지 특징부를 가지는 특정 실시예를 참조하여 기술되었다. 다양한 수정과 변형은 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어나지 않고 본 발명의 실시에서 만들어질 수 있는 것이 통상의 기술자에게 명백하다. 통상의 기술자는 이러한 특징부는 주어진 적용 또는 설계의 요구사항 및 세부사항에 기초하여, 단일로 또는 어떠한 조합으로 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 다양한 특징부를 포함하는 실시예는 이들 다양한 특징부로 구성되거나, 본질적으로 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 명세서와 실시의 고려로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 제공된 본 발명의 설명은 본질적으로 단순히 예시적이고, 따라서 본 발명의 실체를 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 내가 되도록 의도된다. 본 명세서에 인용된 모든 참조는 이들 전체로 참조로 이에 의해 통합된다.
또한, 본 발명의 실시예는 하나 이상의 컴퓨터 파일을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하고, 컴퓨터 파일은, 여기서 기술 및/또는 묘사된 하나 이상의 계산, 단계, 처리 그리고 작업을 실시하기 위한 컴퓨터-수행가능한 명령 세트를 포함한다. 예시적 실시예에서, 파일은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 근접하여(contiguously) 또는 비-근접하여(non-contiguously) 저장될 수 있다. 실시예는 컴퓨터 파일을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체의 형태로, 컴퓨터 파일을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있고, 선택적으로 패키징을 통해 소비자에 이용 가능하게 되거나, 또는 대안적으로 전자 분포를 통해 소비자에 이용 가능하게 된다. 본 명세서의 문맥에서 사용될 때, "컴퓨터 판독 가능 매체(computer-readable medium)"는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이고, 플로피 디스크, 통상적인 하드 디스크, CD-롬, 플래시 ROM, 비휘발성 ROM, 전기적으로 제거가능한 프로그램가능 판독 전용 메모리(EEPROM) 및 RAM과 같은 컴퓨터 메모리의 임의의 종류를 포함한다. 예시적 실시예에서, 컴퓨터 판독 매체는 거기에 저장되는 명령 세트를 가지고, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서가 여기서 기술된 전자 데이터베이스 또는 메모리에 저장된 데이터에 기초하여, 태스크를 실시하도록 한다. 프로세서는 본 기재에서 논의된 임의의 절차를 통해 또는 임의의 동등한 절차를 통해 본 프로세스를 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 컴퓨터-수행가능한 명령 세트를 포함하는 파일은 단일 컴퓨터에서 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되거나, 다중 컴퓨터에 걸쳐 배포될 수 있다. 통상의 기술자는, 이 기재의 관점에서, 소프트웨어에 추가하여, 하드웨어 또는 펌웨어를 사용함으로써, 어떻게 본 발명이 구현될 수 있는지를 추가로 이해하게 될 것이다. 이와 같이, 여기서 사용되는 바와 같이, 본 발명의 작업은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 펌웨어의 조합을 포함하는 시스템에서 구현될 수 있다.
본 기재의 실시예는 여기서 기술된 컴퓨터-수행가능한 명령 세트로 로딩된 하나 이상의 컴퓨터 또는 장치를 포함한다. 컴퓨터 또는 장치는 일반적인 목적의 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 특별한 기계를 생산하기 위한 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치일 수 있고, 하나 이상의 컴퓨터 또는 장치는 본 기재의 계산, 처리, 단계, 작업, 알고리즘, 통계학적 방법, 화학식 또는 계산 루틴을 실행하도록 지시되고 구성된다. 본 기재의 특정 계산, 처리, 단계, 작업, 알고리즘, 통계학적 방법, 화학식, 또는 계산 루틴을 실시하는 컴퓨터 또는 장치는 중앙 처리 유닛(즉, 프로세서)과 같은 적어도 하나의 프로세싱 요소, 및 램(RAM) 또는 롬(ROM)을 포함할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 메모리의 형태를 포함할 수 있다. 컴퓨터-수행가능한 명령은 컴퓨터 하드웨어에 내장되거나 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장될 수 있고, 따라서 컴퓨터 또는 장치는 여기서 묘사 및/또는 기술된 계산, 단계, 처리 및 작업 중 하나 이상을 수행하도록 지시될 수 있다.
본 기재의 추가적 실시예는 본 기재의 컴퓨터 구현 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 시스템을 포함한다. 컴퓨터 시스템은, 컴퓨터-수행가능한 명령을 수행하기 위한 프로세서, 여기서 기술된 데이터 또는 정보를 포함하는 하나 이상의 전자 데이터베이스, 입력/출력 인터페이스 또는 사용자 인터페이스, 및 이 방법을 실시하기 위한 명령 세트(예를 들어 소프트웨어)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은, 데스크탑 컴퓨터와 같은 독립형 컴퓨터, 태블릿, 랩탑, PDA 또는 스마트 폰과 같은 휴대용 컴퓨터, 또는 클라이언트-서버 구성과 하나 이상의 데이터 베이스 서버를 포함하는 네트워크를 통해 연결되는 컴퓨터 세트를 포함할 수 있다. 네트워크는 IP, UDP 또는 ICMP를 포함하는 임의의 적합한 네트워크 프로토콜을 사용할 수 있고, 임의의 국부 네트워크, 광역 네트워크, 인터넷 네트워크, 통신 네트워크, 와이파이 가능 네트워크, 또는 블루투스 가능 네트워크를 포함하는 임의의 적합한 유선 혹은 무선 네트워크일 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터 시스템은, 내부 전자 데이터베이스에 작동하도록 연결되는 메모리에 저장된 컴퓨터-수행가능한 명령을 가지는, 인터넷에 연결된 중앙 컴퓨터를 포함한다. 중앙 컴퓨터는 인터넷을 통해 원격 컴퓨터로부터 수신되는 입력과 명령에 기초로 컴퓨터 구현 방법을 실시할 수 있다. 서버-클라이언트 관계가 설립되고, 클라이언트 컴퓨터가 쿼리를 발행하거나, 네트워크를 거쳐 서버로부터 출력을 수신하도록, 중앙 컴퓨터는 서버로서 효과적으로 역할을 할 수 있고, 원격 컴퓨터는 클라이언트 컴퓨터로서 역할을 할 수 있다.
입력/출력 인터페이스는 컴퓨터 실행가능 코드와 전자 데이터베이스와 관련하여 사용될 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스는, 사용자가 텍스트 필드, 체크 박스, 풀다운, 명령어 버튼 등의 사용을 통해 이러한 태스크를 실시할 수 있게 할 수 있다. 통상의 기술자는 어떻게 이와 같은 그래픽 특징이 본 기재의 태스크를 실시하기 위해 구현될 수 있다는 것을 알 것이다. 사용자 인터페이스는 인터넷에 연결된 컴퓨터를 통해 선택적으로 액세스 가능할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스는 산업 표준 웹브라우저를 통해 인터넷 주소를 타이핑하고, 웹 페이지로 로그인함으로써 액세스 할 수 있다. 사용자 인터페이스는 네트워크 연결을 통해 웹 페이지에 액세스하고 서버로부터 쿼리를 전송하거나 또는 출력을 수신하는 원격 컴퓨터(클라이언트 컴퓨터)를 통해 이후 작동될 수 있다.
본 발명은, 일 실시예에서, 기존 회로 차단기 패널, 이러한 패널의 부품, 기존 회로 차단기 패널의 근위의 벽, 벽 기둥 또는 플로어에 전기적으로, 기계적으로 부착하여, 구성 요소를 위한 부착 베이스 또는 저장 유닛으로써 역할하는 베이스 프레임 또는 저장 유닛을 포함하는 하드웨어 장치(여기서 장치로 또한 언급됨)를 기술한다. 다른 실시예에서, 이 장치는 장착 베이스 또는 저장 유닛을 포함하고, 장착 베이스 또는 저장 유닛 내에 특정 부품이 포함되고, 그것이 회로 차단기 패널, 회로 차단기, 이러한 패널의 부품, 기존 회로 차단기 패널의 근위의 벽, 벽 기둥 또는 플로어에 전기적으로, 기계적으로 및/또는 구조적으로 결합되고, 조합되고, 링크되고, 쌍을 이루고, 고정되고, 합쳐지고, 부착되고, 및/또는 연결된다. 저장 유닛은, 박스, 개방식 박스, 인클로저(enclosure), 보호 구조물, 장식 구조물, 또는 구성 요소를 저장 유닛에 유지하거나, 보유하거나 또는 가질 수 있는 그 밖의 어떤 것도 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 양태에서, 이 장치는, 이하를 포함한다:
저장 유닛, 베이스 프레임 또는 장착 베이스;
기존 회로 차단기로부터 기존 회로/부하로 고전압 전기를 통과하도록 설계된 전기 소켓, 단말기 및/또는 러그에 있어서, 소켓은 고전압 입력 및 출력 라인을 수용하도록 페어링되며, 고전압 입력 및 출력 라인은 이하 언급되는 릴레이(relay)(들) 및 센서(들)에 의한 고전압 전기의 측정 및/또는 제어가 가능한 방식으로 위치되며;
기존 회로 차단기로부터 기존 회로/부하로 고전압 전기를 통과하도록 설계된 전기 소켓, 단말기 및/또는 러그로부터 실행하는 고전압 전기 라인에 있어서, 소켓은 고전압 입력 및 출력 라인을 수용하도록 페어링되며, 고전압 입력 및 출력 라인은, 일 실시예에서, 접속 레일, 노드(들), 노드의 그룹핑(들), 회로 기판(들), 및/또는 저장 유닛에, 이하 언급되는 릴레이(들) 및 센서(들)에 의한 고전압 전기의 측정 및/또는 제어가 가능한 방식으로 위치되며, 라인은 고전압 입력 장치 및 출력 전기 흐름을 수용하도록 페어링된다.
특정 전류에 대해 설계된 선택적으로 교체가능한 노드 또는 노드의 그룹핑(들), 각각은 다음을 포함한다:
회로 또는 회로의 그룹(들)에 의해 전류를 측정하도록 설계된 전류 센서(들);
회로 또는 회로의 그룹(들)에 의해 전기 전압을 측정하도록 설계된 전압 센서(들);
회로 또는 회로의 그룹(들)에 의해 전력을 스위치 온 및 오프하도록 설계된 전기 릴레이;
일 양태에서, 전술한 전류 센서(들) 및 전압 센서(들)로/로부터 신호를 수신, 변환, 처리, 저장 및/또는 전송하는 역할을 하는 컴퓨터 칩(들);
일 양태에서, 전술한 릴레이로/로부터 신호를 수신, 변환, 처리, 저장 및/또는 전송하는 역할을 하는 컴퓨터 칩(들);
일 양태에서, 다른 노드, 노드의 그룹핑(들), 다른 칩(들), 다른 제어기(들), 또는 이하 언급되는 처리 유닛과 같은 장치의 다른 부품뿐만 아니라 유선의 또는 무선 연결에 의한 다른 장치, 컴퓨터 및/또는 서버와 같은 장치의 다른 부품으로/으로부터 정보, 신호, 알고리즘 및/또는 컴퓨터 코드를 수신, 변환, 처리, 저장 및/또는 전송하는 역할을 하는 컴퓨터 칩(들);
전기 소켓, 프롱(prong), 단말기 및/또는 러그;
일 양태에서, 노드의 최초 셋업 및/또는 트라블슈팅(troubleshooting)의 목적을 위한 와이어 접속을 위한 포트(들), 핀(들) 및/또는 다른 수단;
일 실시예에서, LED 조명(들);
일 실시예에서, 노드의 최초 셋업 및/또는 트라블슈팅의 목적을 위한 하나 또는 다수의 물리적 버튼;
전술한 부품을 호스팅하는 회로 기판(들);
전술한 부품을 호스팅하는 인클로저;
접속 레일, 베이스 프레임, 저장 유닛, 장착 베이스, 회로 기판, 백플레인(back plane), 또는 다른 노드(노드는 저장 유닛에 결합될 필요는 없지만, 단독 또는 회로 기판에 연결되거나 또는 관련될 수 있음)에 부착을 위한 커넥터; 및/또는
예를 들면 백플레인에 노드를 연결하는 소켓 또는 프롱;
일 양태에서, 전술한 노드 또는 노드의 그룹핑(들)의 부착을 위한 소켓 및/또는 프롱을 가지는 백플레인에 있어서, 각각의 소켓 및/또는 프롱은, 고전압 전기가 설계된 회로 내에서 유지되도록, 다른 소켓 및/또는 프롱으로부터 분리되고, 각각의 소켓 및/또는 프롱은, 처리 유닛으로 가는 저전압 연결 라인을 가지며;
전술한 노드, 백플레인 또는 노드의 그룹핑으로 및/또는 전술한 노드, 백플레인 또는 노드의 그룹핑으로부터 신호를 수신, 처리, 저장 및/또는 전송하는 처리 유닛; 처리 유닛은 이하를 포함한다:
장치를 작동시키는 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터 칩(들);
전술한 노드에 및/또는 전술한 노드로부터 저전압 신호를 수신 및/또는 전송하도룩 설계된 컴퓨터 칩(들);
외부 장치 및/또는 인터넷 연결에 연결 가능한 무선 통신 모듈(들);
일 양태에서, 처리 유닛의 최초 셋업 및/또는 트라블슈팅의 목적을 위한 와이어 접속을 위한 포트(들);
처리 유닛 및/또는 전술한 노드를 실행하기 위해 전력을 수신하도록 설계된 파워 커넥터, 파워 어댑터 및/또는 파워 모듈;
일 실시예에서, 전기 전압을 측정하도록 설계된 전압 센서(들);
접속 레일, 백플레인 또는 어떤 다른 곳에 부착하도록 설계된 커넥터;
일 양태에서, 장치 상의 LED 조명을 구동하도록 설계된 커넥터;
전술한 부품을 호스팅, 유지, 연결, 집합, 저장, 부착, 고정, 안에, 위에, 또는 근처에 배치, 받침, 안착, 에워쌈, 포함, 둘러쌈, 보유, 한정, 결합, 릴레이, 관련, 유닛화, 링크, 매듭 및/또는 연관 짓는 회로 기판 또는 다수의 회로 기판;
처리 유닛의 최초 셋업 및/또는 트라블슈팅의 목적을 위한 하나 또는 다수의 물리적 버튼;
전술한 부품을 호스팅, 유지, 연결, 집합, 저장, 부착, 고정, 안에, 위에, 또는 근처에 배치, 받침, 안착, 에워쌈, 포함, 둘러쌈, 보유, 한정, 결합, 릴레잉, 관련, 유닛화, 링크, 매듭 및/또는 연관 짓는 인클로저;
예를 들어, 기존 회로 차단기 패널에 연결된 회로 차단기의 형태의 전원 공급 라인에 있어서, 전원 라인은 전술한 처리 유닛으로부터 전술한 회로 차단기로 연결되며;
일 실시예에서, 전술한 전원 공급 라인으로부터 충전하고, 그리드 다운(grid down) 시간 동안 전체 또는 특정 부품으로써 노드 및/또는 처리 유닛을 구동하도록 설계된 배터리;
전술한 베이스 프레임, 저장 유닛 또는 장착 베이스에 부착하는 선택적인 커버 프레임에 있어서, 커버 프레임은 장치의 전술한 부품을 커버하도록 설계된다. 일 양태에서, 커버 프레임은, 회로 차단기 패널 커버가 전술한 커버 프레임에 부착되는 방식으로 설계된다. 또한, 일 실시예에서, 커버 프레임, 저장 유닛 또는 장착 베이스는, LED 조명과 같은 내장된 조명, 전술한 처리 유닛으로부터 전원을 수신하기 위한 커넥터, 처리 유닛의 최초 셋업, 트라블슈팅의 목적을 위한 하나 또는 다수의 물리적 버튼, 또는 다른 목적으로, 일 양태에서, 처리 유닛의 최초 셋업, 트라블슈팅의 목적을 위한 와이어 접속용 포트(들)를 가지고; 및/또는
전술한 처리 유닛 또는 커버 프레임과 결합될 수 있는, 동적 또는 비퍼(beeper)와 같은 선택적인 사운드 소스. 일 양태에서, 사운드 소스는 장치의 현재 상태를 표시하기 위해 사용자 및/또는 기술자에 신호를 전송하는데 사용될 수 있고, 사용자에 의해 행해진 특정 동작(예를 들면, 버튼을 누름) 또는 트라블슈팅에 반응할 수 있다.
백플레인 또는 접속 레일은, 실시예에서, 여기서 설명되는 바와 같이, 예를 들면, 노드, 센서 기판, 회로 기판, 또는 노드의 그룹핑을 수신하기 위한 다중 소켓 및/또는 프롱을 포함하는 회로 기판(들)이다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 기존 회로 차단기 패널에 결합되거나 연결되는 독립 제품이다. 특히, 본 발명은 각각의 개별 회로에 모니터링 및 제어 특징을 추가함으로써 설치된 회로 차단기 박스의 성능을 신장시키는 장치다. 일 실시예에서, 이 장치는 기존 회로 차단기 박스에 외부에 부착되는 프레임으로서 형성된다. 다른 실시예에서, 이 장치는, 장치의 부품이 설치되고, 포함되고, 결합되고, 또는 부착될 수 있는 (예를 들면, 도 8-10, 15-25 참조) 박스 또는 장착 베이스이다. 일단 장치가 기존 회로 차단기 박스에 연결되면, 박스의 하나 이상의 회로는 장치에 연결하기 위해 박스에 다시 와이어 접속될 것이다.
일 실시예에서, 장치는, 박스, 프레임, 패널, 베이스 또는 구성 요소를 수용하거나 구성 요소에 부착될 수 있는 임의의 구조체일 수 있는 하나 이상의 저장 유닛을 포함한다. 장치의 부품은, 금속 또는 플라스틱 박스와 같은, 하나의 유닛에 저장될 수 있다. 다른 양태에서, 부품은 복수의 금속 또는 플라스틱 박스와 같은 하나 이상의 장치에 배치될 수 있다. 다른 양태에서, 부품은 기존 회로 차단기 패널 내에 또는 기존 회로 차단기 패널 상에 있을 수 있다. 장치의 부품은 다음을 포함할 수 있다:
회로 차단기(들)에 전기 접속부(들);
릴레이 또는 릴레이들;
전류 및/또는 전압 센서 또는 센서들;
예를 들어, 부지(premises) 상에, 전기 부하(들)에 및/또는 전기 부하(들)로부터 안내되는 전기 접속부(들);
하나 이상의 노드에 연결되는 제어 유닛 또는 유닛들;
하나 이상의 노드 또는 제어 유닛에 연결되는 처리 유닛 또는 유닛들에 있어서, 처리 유닛(들)은, 장치를 작동시키는 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터 칩(들), 전술한 노드에 및/또는 전술한 노드로부터 저전압 신호를 전송 및/또는 수신하도록 설계된 컴퓨터 칩(들), 및/또는 외부 장치 및/또는 인터넷 접속에 연결 가능한 무선 통신 모듈을 포함한다.
노드는, 하나 이상의 회로에 의해 전류를 측정하도록 설계된 전류 센서(들), 하나 이상의 회로에 의해 전기 전압을 측정하도록 설계된 전압 센서(들), 하나 이상의 회로로부터 전력을 스위치 온 또는 오프하도록 부분적으로 설계된 전기 릴레이를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 설치 과정은 다음을 포함한다:
기존 회로 차단기 박스 내부의 하나 이상의 회로 차단기를 부지 내부의 전기 부하와 연결하는 와이어를 장착 해제하는 것;
장치에서의 단일 노드의 하나의 출력 소켓, 단말기 및/또는 러그 당 하나의 부하 와이어의 연결을 가능하게 하는 장치 상의 출력 전기 소켓, 단말기 및/또는 러그 내로 상기 와이어를 장착하는 것; 및
단일 회로 차단기를 가지는 장치에서의 단일 노드의 하나의 입력 소켓, 단말기 및/또는 러그 당 하나의 연결을 가능하게 하는 장치 및 기존 회로 차단기 상의 전기 입력 소켓, 단말기 및/또는 러그를 다르게 연결 또는 와이어 장착하는 것
다른 실시예에서, 장치는 고전압 커넥터 바이거나 또는 고전압 커넥터 바를 포함할 수 있고(도 25 참조), 고전압 커넥터 바는 이하를 포함한다:
보드 또는 백플레인과 같은 베이스, 회로 차단기 패널에서의 회로 차단기에 노드를 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터, 예를 들면 부지 상의, 장치, 제어 유닛, 처리 유닛, 또는 전기 부하에 노드를 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터. 이러한 고전압 커넥터 바는, 회로 차단기(들)로부터 장치로 및/또는 장치로부터 부하(들) 및/또는 기구로 전기 전도하는 고전압 와이어의 설치 공정 및 와이어 접속을 간소화하기 위해 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 기존 솔루션과 다른 장치를 만드는 구조적 특징부는, 여기서 기술된 다른 특징부들 사이에서, 에너지 모니터링 센서의 위치, 릴레이, 기존 회로 차단기 박스 또는 기존 회로 차단기에 외부에 있거나 분리된 처리 유닛을 포함한다. 또한, 프레임 또는 프레임들, 또는 장착 베이스 또는 베이스들 또는 저장 유닛 또는 유닛들은, 바람직한 실시예에서, 외부적으로, 기존 회로 차단기 박스를 개조하도록, 기존 회로 차단기 패널에 부착된다. 일상 회화 용어에서, 여기서 기술된 본 발명은 기존 회로 차단기 패널을, 기술 분야에서 현재 존재하지 않는, 상호 작용하는, "스마트(smart)" 회로 차단기 패널로 변형시킨다.
본 발명의 사용자에 대한 유익한 특징은, 여기서 기술된 다른 것 중에서, 부지(premises)용 전체 또는 부분적 에너지 관리 시스템에 상세한 소비 브레이크다운(breakdown)과 제어를 제공하는 능력, 및 비싸고 시간이 많이 소요되는 회로 차단기 패널 교체/설치를 수행할 필요 없이 부지용 이러한 에너지 관리 시스템을 얻기 위한 능력을 포함한다.
본 발명은 기존 회로 차단기 박스에 부착될 때 에너지 관리 성능을 추가한다. 회로 차단기 박스의 핵심 목적은, 메인 공급으로부터 복수의 회로로 전기를 분배하는 것이지만, 본 발명은, 원격을 포함하여, 전기 소비를 모니터링하고 제어하는 능력과 같은 이러한 회로 차단기 패널에 새로운 특징을 가지게 한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은, 이하의 설명에 기재되어 있거나 도면에 도시되어 있는 구성 요소의 구조 및 배치의 세부적인 적용에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 될 수 있거나, 또는 다양한 방법으로 실행되거나 실시될 수 있다. 또한, 여기서 사용된 어구와 용어는 설명의 목적을 위한 것이고, 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되는 것으로 이해되어야 하다.
이제 특정 도면을 참조하여, 도 3은 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적 다이어그램이다. (도 1, 2 및 5는, 도 3에 도시된 것보다 덜 세부적으로 장치의 실시예의 다른 사시도를 보여주지만, 이들 도면은 전체로서 장치의 가능한 실시예의 광범위한 사시도를 보여준다) 도 1의 장치(105)를 위한 커버 프레임(도 2의 도면부호 205; 도 5의 도면부호 505) 및 도 1의 기존 회로 차단기 패널(106)(도 5의 도면부호 506)의 전방 커버가, 도 3에서 제거되어, 예를 들어, 노드(340), 접속 레일(380), 프로세서(360), 배터리(395) 및 다른 구성 요소를 보여준다. 베이스 프레임(301)(또한, 도면부호 501 참조)에 부착되는 바와 같이, 도 1의 커버 프레임(105)(도 2의 도면부호 205; 도 5의 도면부호 505)은 도 1, 2에 나타난다. 장치의 노드(340)는 도 4와 도 6에서, 그리고 일반적으로 본 적용에서 더욱 상세히 설명된다. 그들은 기존 회로 차단기 패널의 회로 차단기(310)(또한, 도면부호 210 참조)에 전기적으로 연결된다(320)(또한, 도면부호 220 참조). 이러한 노드는 와이어 또는 다른 수단(380)을 통해, 프로세서(360)에 전력 소비를 전달한다. 이후, 프로세서는 알고리즘 또는 사용자 입력에 의해 에너지 소비를 모니터링하고 제어한다. 이후, 알고리즘 또는 사용자 입력은, 전기 접속부(330)(또한, 도면부호 230 참조)를 통해 조명, 가전 제품류 등과 같은, 하류 출구, 전기 부하 및/또는 하드와이어드 장치를 제어하는 노드(340)에 피드백을 제공한다.
또한, 프로세서(360)는 전화기, 컴퓨터 또는 태블릿(예를 들면, 애플 아이패드)과 같은 전자 장치와 통신하도록 한다. 전자 장치는 본 발명 장치의 구성에 외부적일 수 있고, 추가로, 본 발명 장치의 구성에 원격으로 위치되거나 또는 다르게 외부에 고려될 수 있다. 이는, 특정 실시예에서, 블루투스 접속부, 와이파이 신호 또는 인터넷 접속에 의해 달성될 수 있다. 실시예에서, 프로세서는 외부 장치 또는 장치 그룹에 암호화된 에너지 소비 관련 정보를 전송할 것이다. 여기서 기술된 장치와 외부 장치(예를 들면, 전력 소비자, 설비 회사 고객, 설비 회사, 등)의 사용자는 에너지 소비를 모니터링하고 제어할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 프로세서는 회로별 레벨 상에, 또는 회로(들) 상의 부하, 출구, 기구 등에 의한 외부 장치 에너지 소비의 디스플레이를 위해 전송한다. 사용자는, 출구, 부하 및/또는 기구가 그 회로에 의해 어떤 역할이 되는지에 따라, 오프하거나 그렇지 않으면 다르게 조절하는 옵션을 가질 것이다. 예를 들면, 여기서 청구된 장치를 가진 부지의 침실에서 빛이 남아 있어 에너지를 소모한다면, 이는 프로세서에 전달될 것이며, 이후 원격 장치(예를 들면, 휴대폰)의 사용자에 알려, 사용자에게 회로를 오프하는 옵션을 제공할 것이고, 그렇게 함으로써 램프에 전기의 전달을 멈추고, 따라서 에너지를 절약한다. 배터리(395)는 장치에 또는 장치 주위에 위치될 수 있거나, 또는 장치는 일부 다른 수단에 의해 구동될 수 있다. 회로 차단기 패널에 전원이 손실되거나, 또는 장치 상의 LED 조명(light) 또는 다른 표시기가 장치의 위치를 사용자에게 통지하기 위해 또는 장치 및/또는 다른 상태를 표시하기 위해 구현될 수 있다면, 배터리가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 도식적 다이어그램이다. 일 양태에서, 베이스 프레임(401)은 기존 회로 차단기 패널 상에 장치의 장착을 가능하게 한다. 게다가, 베이스 프레임(401)이 장치의 다른 구성 요소의 부착을 위한 기초의 역할을 하고, 구성 요소는 다음과 같다:
소켓, 단말기, 러그 또는 플러그와 같은 전기 접속부(450, 455),
고전압 전기 라인(470, 475),
접속 레일(480),
프로세서(460),
배터리(도 3의 도면부호 395),
및 실시예에서, 베이스 프레임(401) 위에 위치된 커버 프레임(도 1의 도면부호 105 및 도 2의 도면부호 205).
전기 소켓(450, 455)은 회로 차단기(410)로부터 장치를 통하여 부지의 다양한 전기 부하로 흐르는 전기를 위한 입력과 출력 지점의 역할을 한다. 일단 장치가 설치되면, 입력 전기 소켓(450)은 단일 회로 차단기(410)를 가진 와이어(420) 또는 와이어 그룹에 의해 연결된다. 출력 전기 소켓(455)은 전기 부하를 가진 와이어(430) 또는 와이어 그룹에 의해 연결된다. 일 실시예에서, 입력/출력 소켓(450, 455)은, 단일의 입력/출력 소켓 쌍이 고전압 전기 라인(470, 475)에 의해 단일 노드 소켓/패드(485)와 노드(440)에 연결되도록 하는 방식으로 페어링된다.
실시예에서, 고전압 전기 라인(470, 475)은 입력/출력 전기 소켓(450, 455)과, 노드 패드(485)와, 노드 패드(485)에 설치되거나 그렇지 않으면 다르게 연결된 교체가능한 노드(440)를 연결한다. 라인(470, 475)은 고전압 전기(예를 들면, 120V)를 전도한다. 라인(470, 475)은 단일의 입력/출력 라인 쌍이 노드 패드(485) 상의 단일 쌍의 측면 소켓(486a, 487a)에 연결되는 방식으로 페어링되고, 이는 접속 레일(480)의 일부일 수 있거나 또는 접속 레일(480)에 부착/연결될 수 있다.
일 실시예에서, 전기 입력은 고전압 전기 소켓(486a)으로부터 전기 소켓(486b)으로 통과되며, 그것의 둘 모두 노드 패드(485) 상에 위치된다. 전기 출력은 전기 소켓(487b)으로부터 전기 소켓(487a)으로, 그리고 나서 고전압 라인(475)을 통해 통과된다. 이 전류는 소켓(455)을 통하여 와이어(430)로, 그리고 예를 들면 부지 상의 전기 부하로 흘러 나간다.
일 실시예에서, 선택적으로 교체가능한 전기적 노드(440)는 전기 소켓(486b 내지 487b)으로부터 전기를 전도하는 역할을 한다. 이러한 전기 흐름은 핀(486c 및 487c)을 사용하여 노드를 통해 전도된다. 예를 들면, 전기 소켓(486b)을 통과하는 전류가 핀(486c)에 연결되고, 통과하여, 여기서 설명되는 바와 같이, 노드에 의해 측정되고 조절되어, 그리고 나서 핀(487c)을 통해 전기 소켓(487b)으로 다시 통과된다.
노드(440)는 그들이 전도하도록 설계되는 전류에 기초하여 다양한 그레이드로 될 수 있다. 예를 들면, 15 앰프(amp) 회로 차단기를 통해 공급된 전류는 바람직하게는 15-20 앰프 그레이드 노드에 의해 제공된다. 일 양태에서, 접속 레일(480) 상의 각각의 노드 패드(485)를 위한 노드(440)의 특정 그레이드는 입력 전기 소켓(450)에 연결된 회로 차단기의 그레이드에 기초하여 설치 시간으로 선택될 수 있다. 노드(440)는, 일 양태에서, 예를 들어, 전류 센서, 전압 센서, 릴레이, LED 조명, 버튼(들), 고전압 커넥터 핀(예를 들면, 도면부호 486c, 487c) 및 저전압 커넥터 핀과 같은 다중 요소를 호스팅하는 회로 기판을 포함할 수 있다. 실시예에서, 노드(440)는 복수의 커넥터 핀을 가진다. 일 양태에서, 두 개의 핀(486c, 487c)은 노드 패드(485) 상에 위치된 소켓(486b, 487b)으로부터/으로 전기를 수신/전송하는 입력/출력 고전압 커넥터의 역할을 한다. 다른 핀은, 전류 센서 판독을 전달하고, 처리 유닛(460)으로부터 온/오프 명령을 수신할 뿐만 아니라, 회로 기판과 그것의 요소에 전원을 제공하는 역할을 한다. 일 양태에서, LED 조명은 광의 타이밍, 강도 및 컬러의 다양한 조합을 통해 노드의 상태를 표시하는 역할을 한다. 버튼(들)은 테스트, 리셋, 트라블슈팅 또는 다르게 노드와 상호 작용하는 역할을 한다.
일 실시예에서, 노드(440)는 노드의 요소를 커버하고 보호하는 인클로저로 캡슐화된다. 이러한 인클로저는 커넥터 핀(예를 들면, 도면부호 486c, 487c 및 다른 것)을 위한, 일 양태에서, LED 조명 및/또는 버튼(들)을 위한 개구부를 가질 수 있다. 일단 설치되면, 노드(440)는 일 예에서, 연결된 회로 상에 전기 흐름의 일정, 세미-일정, 빈번한, 주기적, 수동, 프로그램화된, 단일 및/또는 일반적인 측정을 행한다. 측정값은, 예를 들어, 하나 또는 복수의 통신 프로토콜(CANBus, 이더넷, I2C, SPI 또는 다른 프로토콜과 같은, 그러나 이에 제한되지는 않음)을 사용하여 접속 레일(480)을 통해 프로세서(460)에 전달된다. 처리 유닛(460)으로부터 명령 신호를 수신하면, 노드(440)는 전기 흐름을 제어하는 릴레이를 온 또는 오프한다.
실시예에서, 접속 레일(480)은, 노드 패드(485) 내로 플러그되는 선택적으로 교체가능한 노드(440)의 장착을 위해 설계된 노드 패드(485)용 베이스로서뿐만 아니라 노드(440)와 처리 유닛(460) 사이의 통신 브리지로서 역할한다. 일 양태에서, 접속 레일(480)은 베이스 프레임(401)에 부착된다. 접속 레일(480)은 교체가능한 노드(440)를 장착하기 위한 복수의 노드 패드(485)를 가질 수 있다. 일 양태에서, 접속 레일(480) 상의 각각의 노드 패드(485)는 교체가능한 노드(440) 상의 커넥터 핀(예를 들면, 도면부호 486c, 487c)의 갯수와 크기에 대응하는 접속 포트 또는 단말기(예를 들면, 도면부호 486b, 487b)의 갯수를 가진다.
일 실시예에서, 이러한 두 개의 포트(486b, 487b)는 접속 레일(480) 상에 있는 노드 패드(485)의 각각의 입력/출력 소켓(486a, 487a)과 연결되고, 고전압 라인(470, 475)에 각각 연결된다. 이 접속부는 고전압 전기를 전도하고, 고전압 전기 라인(470, 475)에 노드의 입력/출력 고전압 커넥터 핀(486c, 487c)을 연결하도록 설계된다. 일 실시예에서, 각각의 노드 패드(485)의 포트(들)는, 전류 센서 판독을 전달하고, 처리 유닛(460)으로부터 온/오프 명령을 수신할 뿐만 아니라, 노드(440)와 그의 요소에서의/상의 회로 기판에 전원을 제공하는 역할을 한다. 고전압 포트가 아닌 포트는 저전압이 되도록 설계되고, 교체가능한 노드(440) 상에 대응하는 커넥터 핀을 수용하도록 배치되고 형성된다. 일 양태에서, 레일(480) 상의 각각의 노드 패드(485)는 다른 노드 패드로부터 격리되고, 따라서 고전압 전기는 설계된 회로 내에서 남아 있게 된다. 다른 실시예에서, 노드 패드와 대응하는 노드는 통신 수단(예를 들면, 도면부호 480)에 의해서 링크 또는 연결될 수 있다. 접속 레일(480)은 노드(440)와 처리 유닛(460) 사이의 신호를 전달하는 복수의 저전압 연결 라인을 가질 수 있다.
일 실시예에서, "컴퓨터 처리 유닛" 또는 CPU와 같은, 처리 유닛(460)이 장치를 위한 프로세싱과 통신 센터의 역할을 한다. 일 실시예에서, 처리 유닛(460)은 베이스 프레임(401)에 부착된다. 일 실시예에서, 처리 유닛은, 예를 들면, 프로세서 칩(들), 컨트롤러 칩(들), 전압 센서(들), 무선 통신 칩(또는 다중 칩), 유선 접속용 포트(들), 파워 커넥터(들) 및/또는 전원 공급/컨버터(들), 접속 레일(들) 상의 장착을 위한 포트, 커버 프레임 LED 조명을 구동하는 다양한 커넥터, 및/또는 물리적 버튼을 포함하는 다중 요소를 호스팅하는 회로 기판 또는 다중 회로 기판을 포함한다. 일단 설치되면, 처리 유닛(460)은 노드(440)에 의해 얻은 전류와 전압의 측정을 수신할 뿐만 아니라, 다른 것 중, 릴레이 개폐를 위해 노드로 신호를 다시 전송한다. 노드(440)로부터 수신된 전류와 전압의 정보는 프로세서 칩(들), 컨트롤러 칩(들) 또는 원격으로 실행하는 소프트웨어 또는 알고리즘에 의해 처리된다. 일 양태에서, 정보는 유선의 또는 무선 접속부에 의하여 인터넷의 원격 서버로 전달될 수 있다. 처리 유닛(460)은 접속 레일(480) 내로 내장된 저전압 연결 라인의 적절한 부착을 위한 복수의 저전압 포트를 가질 수 있다. 이들 포트 처리 유닛(460)을 통해 노드(440)로부터/에 신호를 수신하고 전송한다. 처리 유닛(460)은, 각각의 회로를 온 또는 오프하기 위하여 특정 릴레이를 개방 또는 폐쇄의 결과를 가져올 노드(440)에 신호를 전송할 수 있다. 이러한 신호는, 프로세서상의 소프트웨어, 제어기 또는 웹 기반 서버에 의해 생성된 명령에 기초될 수 있거나, 또는 인터넷 웹사이트 인터페이스, 모바일 앱 인터페이스, 홈 에너지 모니터 스크린 인터페이스, 물리적 버튼 등과 같은 다양한 입력 방법을 통해 사용자에 의해 생성된 명령에 기초될 수 있다. 또한, 처리 유닛(460)은 장치의 다양한 상태를 반영하기 위해 커버 프레임 LED 조명을 제어하기 위해 다양한 신호를 전송한다. 그리드의 상태 또는 다른 조건에 기초하여, 처리 유닛(460)은 전원 라인을 통해 또는 배터리(도 3의 도면부호 395)에 의해 구동될 수 있다. 처리 유닛(460)이 그리드를 통해 구동될 때마다, 그것은 배터리를 충전시킬 수 있다. 처리 유닛은 유닛의 모든 요소를 커버하고 보호하는 인클로저 내로 캡슐화될 수 있다.
실시예에서, 전원 공급 라인은 장치에 전기 공급을 위한 메인 소스의 역할을 한다. 전원 공급 라인은 기존 회로 차단기 박스에 위치된 회로 차단기(들)를 별도로 또는 처리 유닛의 부품으로서 장치에 설치되는 전원 어댑터/컨버터와 연결한다. 일 실시예에서, 장치는 제어된 회로 라인 및/또는 기존 회로 차단기(들) 중 하나 이상으로부터 전원을 수신할 수 있다.
실시예에서, 배터리(도 3의 도면부호 395)는 그리드 전원 이상 동안 장치를 위한 추가 전원의 역할을 할 수 있다. 일 양태에서, 배터리는 베이스 프레임(401)에 부착된다. 다른 양태에서, 배터리는 처리 유닛의 일체 부분이고, 처리 유닛 회로 기판에 직접적으로 또는 간접적으로 부착된다. 배터리는 전원 라인을 통해 공급된 전기에 의해 충전된다. 그리드 다운(grid down) 시간 동안, 배터리는 장치의 전체, 또는 장치의 특정한 부품으로서 장치를 구동한다.
일 양태에서, 커버 프레임(도 1의 도면부호 105)은 장치의 모든 요소의 케이싱을 가능하게 한다. 커버 프레임은 베이스 프레임(401)에 부착될 수 있다. 커버 프레임은 회로 차단기 패널(도 1의 도면부호 106)의 기존의 커버가 커버 프레임 위에 장착되거나, 커버 프레임으로 작용할 수 있는 방식으로 설계될 수 있다. 커버 프레임은, 일 양태에서, 외부로 또는 내부로 직면하는 내장된 LED 조명을 포함할 수 있다. 이러한 빛은 커버 프레임 상에 위치된 커넥터를 통해 구동되고 제어된다. LED 조명은 처리 유닛(460)에 의해 구동되고 제어된다.
다른 양태에서, 커버 프레임(도 1의 도면부호 105)은 처리 유닛(460) 또는 전체 장치 또는 시스템의 최초 셋업, 제어용, 테스팅, 업그레이딩 및/또는 트라블슈팅의 목적을 위한 물리적 버튼을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 커버 프레임(도 1의 도면부호 105)은 처리 유닛의 최초 셋업, 테스팅, 업그레이딩, 제어용 및/또는 트라블슈팅의 목적을 위한, 또는 다른 목적을 위한 와이어 접속부(들)를 위한 포트(들)을 포함할 수 있다.
도 6은 단일 노드(640)의 다른 실시예를 보여준다. 일 실시예에서, 두 개의 포트(686a, 687a)가 고전압 라인에 연결된다. 이 예에서, 포트(686a)는 회로 차단기로부터 고전압 전력을 수신하고, 포트(687a)는 부지 상의 전기 부하(들)로 안내한다. 입력과 출력 포트 사이에 노드의 구성 요소가 있다. 이 예에서, 고전압 릴레이(642)는 회로별 기초로 전력을 스위치 온 오프 할 수 있다. 전류 센서(641)는 하나 이상의 회로에 의한 전류를 측정하기 위해 포함되고, 및/또는 전압 센서(641)는 하나 이상의 회로에 의한 전기 전압을 측정하기 위해 포함된다. 일 실시예에서, 각각의 노드의 커넥터(644)는 전류 센서 판독을 전달하고 처리 유닛으로부터 온/오프 명령을 수신할 뿐만 아니라, 노드와 그의 요소에서의/상의 회로 기판에 전원을 제공하는 역할을 한다. 다른 실시예에서, 노드는, 유선 또는 무선 통신에 의해 다른 노드, 다른 제어기, 또는 프로세서에 링크 또는 접속할 수 있다. 예를 들면, 노드는, 노드, 제어기 및/또는 처리 유닛 사이의 신호를 전달하는 하나 또는 복수의 저전압 접속 라인에 의해 연결될 수 있다. 일 양태에서, 단일 노드(640)는 미리 정해진 소프트웨어 코드를 실행하기 위해 및/또는 전류 및/또는 전압 센서(들)(641)로부터 수신된 정보를 수신, 전송, 처리, 저장, 분석 및 다른 작업을 하기 위해 컨트롤러 칩(665)을 가질 수 있다. 다른 양태에서, 컨트롤러 칩(665)은 온/오프 명령을 실행하고, 정보를 판독하고, 및/또는 그렇지 않다면 릴레이(642)를 작동시킬 수 있다.
도 7은 단일 회로 기판(751) 상에 호스팅된 노드 그룹의 예를 보여준다. 이러한 노드(740)는, 다른 노드, 제어기(765), 처리 유닛(도 9의 도면부호 960과 같은) 및/또는 접속 포트(744)와 통신할 수 있다. 다중 노드는 단일 회로 기판(751) 상에 배치될 수 있고, 저전압 접속 라인에 의해 또는 무선으로 다른 노드, 노드의 다른 그룹(들), 다른 회로 기판(들), 컨트롤러 칩(들) 또는 처리 유닛과 통신할 수 있다. 이 노드는 라인(786a), 릴레이(742), 센서(들)(741), 라인 아웃(787a)과 같이, 도 6 및 도 7에 예시된 부품을 포함할 수 있다. 실시예에서, 이들 보드(751)는 백플레인 상에 그룹화될 수 있다.
제어기(765)에 관하여, 제어기는 일반적으로 미리 정해진 소프트웨어 코드를 실행하는 컴퓨터 칩이다. 예를 들면, 멀티 태스크가 달성될 수 있는 (마이크로소프트 오피스 어플리케이션을 사용하면서, 비디오 게임을 플레이하는 것과 같은) 운용 체계(예를 들면, Windows 또는 Linux)를 가질 수 있는 프로세서 칩과는 달리, 제어기는 코드 또는 알고리즘의 미리 생성된 세트를 가질 수 있고, 제어기는 이들을 서클 또는 루프로 실행한다. 예를 들면, 코드가 다음을 지시할 수 있다: 채널 1에서 신호를 판독하시오 - 아날로그 형식으로부터 디지털 포맷으로 데이터를 변환시키시오 - 채널 5로 데이터를 전송하시오 - 채널 1에서 신호를 판독하는 것으로 돌아가시오.
도 7로 돌아가서, 이 예에서, 제어기(765)는 각각의 개별적 회로에 배치된 센서(들)(741)에 의해 생성된 신호를 판독한다. 일부 양태에서, 센서(들)는 아날로그 신호(들)를 발생한다. 다른 경우에, 디지털 신호(들)가 제조되거나 아날로그 신호(들)가 디지털 신호(들)로 변환된다. 일 실시예에서, 제어기는 각각의 회로를 초당 수천 번을 측정하기 위해 설정된다. 이 예에서, 제어기는 이후 아날로그로부터 디지털 포맷으로 이러한 신호를 변환한다. 일부 경우에, 아날로그 신호는 노이즈(일반적으로 이진 코드인 디지털 신호와는 달리)에 상대적으로 민감하다. 따라서, 일부 경우에, 컨트롤러 칩(들)이 센서(들)에 더 가까이 갈수록, 제어기 또는 프로세서에 의해 신호가 더 잘 수신된다.
일단 신호가 수신되면, 제어기는 특정 수학 방정식을 신호에 적용한다. 예를 들면, 제어기는 프로세서로 전송되기 전에 수천 번의 판독으로부터 평균 숫자를 계산할 수 있다. 다른 연산은 푸리에 변환, 국부적 최대값 및 최소값의 할당, 및 오버샘플링을 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
이후 제어기는, CANBus, 이더넷, USB, SPI. 또는 I2C와 같은, 특정 통신 프로토콜을 사용하여, 결과 데이터를 프로세서에 전송하고, 이후, Linux와 같은 작동 시스템, 및 와이파이, 자동-업데이터 및 다른 프로그램과 같은 수많은 애플리케이션 실행을 가진다. 따라서, 양태에서, 제어기의 기능 중 하나는 센서에 의해 제공된 데이터 상에 필요한 작업을 실시하는 것이기 때문에, 제어기는 하나 또는 다중 회로 또는 노드와 작업한다.
도 8과 도 9는 여기서 기술된 본 발명의 다른 가능한 일 실시예를 보여주고, 이에 의해 회로 기판(851 및 951, 각각) 상의 노드의 여러 그룹핑이 인클로저(801및 901)와 함께 구성되고 위치된다. 노드의 그룹핑은 그들 자신의 처리 유닛(들)을 가지거나 처리 유닛(들)(960)을 공유할 수 있다. 이 예에서, 각각의 노드의 그룹핑이 하나 제어기를 가지거나 공유하지만, 실시예에서, 각각의 노드가 제어기를 가질 수 있거나 또는 모든 노드 또는 노드의 그룹핑이 하나의 제어기를 공유할 수 있다.
도 10은 다중 노드(1040)를 보여준다. 각각의 노드(1040)는 처리 유닛(들)과 통신하는, 이 예에서의 단일의 백플레인(1084)에 연결된다.
도 11은 인클로저(1143)에 배치된 단일 노드(1140)를 보여준다. 이 실시예에서, 노드(1140)는 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1186a)에 의해 회로 차단기에 직접적으로 연결되고, 고전압 전기 라인(1130)을 통해 부지 상의 부하에 전기를 통과하는 방식으로 설계된다. 이 예에서, 고전압 라인(1130)은, 회로 차단기와 부지 상의 부하를 원래 연결하는 기존 와이어에 의해 제공된다. 노드(1140)는 저전압 노드 커넥터(1144)에 의해 통신 레일에 연결된다.
도 12는 회로 차단기에 인접하여 또는 근처에 설치되는 단일 노드(1240)의 내부 구성(도 11에서 도면부호 1140으로 도시됨)을 보여준다. 이 예에서, 노드(1240)는 인클로저(1243)에 배치된다. 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1286a)는 노드(1240)를 기존 회로 차단기에 연결하기 위해 사용된다. 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1287a)는, 부지 상의 부하에 전기를 통과하기 위하여 노드(1240)를 고전압 전기 라인(1230)에 연결하기 위해 사용된다. 저전압 커넥터(1244)는 통신 레일, 회로 기판, 백플레인, 다른 노드 또는 시스템의 다른 양태에 노드(1240)를 연결하기 위해 사용된다. 또한, 노드(1240)는 전기 회로 상의 전기 흐름을 제어하고 측정하기 위해 릴레이(1242) 및 전류 및/또는 전압 센서(1241)를 포함한다. 센서(들)(1241)에 얻은 판독은 컨트롤러 칩(1265)에 의해 전달되고, 수신되고, 처리되고, 저장되고, 및/또는 전송된다. 또한, 컨트롤러 칩(1265)은 온/오프 명령을 전송하거나 그렇지 않으면 릴레이(1242)와 상호 작용을 한다. 컨트롤러 칩(1265)은, 커넥터 포트(1244)를 통한 접속부에 의해, 무선으로, 저전압 접속 라인에 의해, 또는 통신의 다른 형태에 의해, 다른 노드, 노드 그룹, 처리 유닛(들), 또는 다른 장치와 통신할 수 있다.
도 13은, 도 11 및 도 12에서 이전에 설명된 노드 실시예의 횡단면도를 보여준다. 도 13은 노드 인클로저(1343), 전류/전압 센서(들)(1341), 릴레이(1342), 저전압 커넥터(1344), 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1387a), 및 고전압 전기 라인(1330)과 같은 이전에 기술된 요소를 설명한다. 게다가, 도 13은 노드로/로부터 저전압 신호를 전달할 뿐만 아니라, 노드를 작동하기 위해 필요한 전원을 전달하도록 설계된 접속 레일 또는 회로 기판(1380)을 설명한다. 이 양태에서, 노드는 저전압 커넥터(1344)에 의해 접속 레일(1380)에 부착된다.
도 14는 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1486a)에 의해 기존 회로 차단기(1410)에 그리고 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1487a)에 의해 고전압 전기 라인(1430)에 부착되는 여러 노드에 커버 및/또는 연결되는 접속 레일(1480)을 보여준다.
도 15는 기존 회로 차단기 패널의 기존 회로 차단기(1510)에 인접하여 설치되고, 상기 노드에 커버 및/또는 연결되는 접속 레일(1580)에 의해 연결되는 다중 노드를 보여준다. 각각의 노드는 고전압 소켓/커넥터/러그/포트/단말기(1586a)에 의해 기존 회로 차단기에 그리고 고전압 전기 라인(1530)에 의해 부지 상의 전기 부하에 결합된다.
도 16은 장치의 다른 가능한 구성을 보여준다. 이 예는 기존 회로 차단기 패널(1611)에 인접한 설치된 저장 유닛(1601)을 보여준다. 노드(1640)는 표준 회로 차단기 패널 레이아웃과 유사한 하나 이상의 수직 열(단지 1열만 단지 시연 목적을 위한 도 16에 실장되어 도시됨)에 설치된다. 각각의 노드(1640)는 백플레인(1680) 상에 위치된 노드 패드(1685)에 부착된다.
도 17은 노드 배치의 다른 가능한 구성을 보여주고, 여기서 단일의 백플레인(1780)이 개별적 노드(1740)로 실장된다.
도 18은 다른 장치와 기존 회로 차단기 패널(1811)에 가능한 접속부를 보여준다. 이 실시예에서, 저장 유닛(1801)은 기존 회로 차단기 패널(1811) 아래에 설치된다. 저장 유닛(1801)은 하나 이상 회로 기판(1851)과 처리 유닛(1860) 상에 호스팅되는 노드의 그룹으로 실장된다. 샘플 전기 배선이 기존의 회로 차단기 박스(1811)에 장치의 연결 또는 결합을 보여주기 위해 설명된다.
도 19는 도 18에서 이전에 설명된 장치를 더욱 상세히 보여준다. 특히, 이는 단일 회로 기판(1951) 상에 호스팅되고, 저장 유닛 또는 하우징(1901) 내로 배치되는 노드의 그룹뿐만 아니라, 처리 유닛(1960)의 배치를 설명한다.
도 20은 기존 회로 차단기 패널(2011)에 그리고 주위에 배치되고, 그렇지 않으면, 무선으로 또는 유선 접속에 의해 회로 차단기 패널에 연결/결합되는 노드, 제어기, 및 처리 유닛의 여러 가능한 구성을 보여준다. 구성의 각각의 별도 양태는 하나 이상의 노드, 하나 이상의 제어기 및/또는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 대안적으로, 각각의 별도의 그룹핑은 하나 이상의 노드, 하나 제어기 및/또는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 노드의 각각의 별도의 그룹핑은 하나 이상의 제어기 및 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 노드의 그룹핑은 또한 하나 이상의 제어기 또는 프로세서를 공유할 수 있다. 노드의 그룹핑은 또한 하나의 제어기를 공유할 수 있다. 노드의 그룹핑은 또한 하나의 프로세서를 공유할 수 있다. 하나 이상의 노드, 하나 이상의 제어기 및/또는 하나 이상의 프로세서의 유닛은 분리될 수 있고, 그리고 무선 또는 유선 접속에 의해 회로 차단기 패널과 함께 및/또는 회로 차단기 패널로 연결/결합될 수 있다. 설명된 예시는 처리 유닛(2060)과 다수 저장 유닛/하우징(2001)의 배치를 설명한다.
도 21은, 도 20에 나타난 노드, 제어기 및 처리 유닛의 가능한 구성의 하나를 나타낸다. 이 실시예에서, 처리 유닛(2160)은 기존 회로 차단기 패널(2111) 근처 또는 인접한 다수 저장 유닛(2101)으로부터 분리된다. 이 예에서, 각각의 저장 유닛/하우징(2101)은 단일 회로 기판(2151) 상에 배치된 두 개의 노드 그룹을 호스트한다. 각각의 저장 유닛/하우징은 회로 차단기 패널에 구조적으로, 기계적으로 및/또는 전기적으로 결합될 수 있다.
도 22는 덮개(2205)를 가지는 베이스 프레임 2201에 배치에 대해 설계된 장치(2200)의 다른 가능한 구성을 나타낸다. 처리 유닛(2260)과 노드를 가진 회로 기판(2251)의 예는 도 22의 저장 유닛(2201)에서 또한 묘사된다.
도 23은 장치(2300)(도 22에서 도면부호 2200으로 설명됨)의 구성의 횡단면도를 보여준다. 이 실시예에서, 노드 그룹은 단일 회로 기판(2351) 상에 호스팅되고, 처리 유닛(2360)과 함께, 베이스 프레임(2301) 내로 위치되어, 덮개(2305)로 커버된다.
도 24는 장치(2400)(도 22에서 도면부호 2200 및 도 23에서 도면부호 2300으로 설명됨)의 분해도를 보여준다. 베이스 프레임(2401)은 단일 회로 기판(2451), 배터리(2495), 및 처리 유닛(2460) 상의 노드 그룹을 호스팅한다. 구성 요소는 덮개(2405)로 커버된다.
도 25는 접속 유닛, 베이스 또는 바(2596)를 보여주고, 그것에 의해, 여기서 기술된 바와 같이 본 발명은 회로 차단기 패널 상의 회로(2510)에 직접적으로 연결되고, 따라서 여기서 기술된 본 발명의 회로 차단기 패널로의 접속을 촉진시킨다.
통상의 기술자는, 기재된 특징부가, 주어진 애플리케이션 또는 디자인의 요구사항 및 세부사항에 기초하여 단일로, 임의의 조합으로, 또는 생략되어 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 실시예가 어떤 특징부를 "포함한다"고 지칭할 때, 실시예는 대안적으로 임의의 하나 이상의 특징부로 "구성"되거나 또는 "실질적으로 구성"될 수 있다고 이해되어야 한다. 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 명세서와 실시의 고려로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
수치의 범위가 본 명세서에 제공되고, 그 범위의 상한 및 하한 상의 값이 또한 구체적으로 기재되어 있다고, 특히 주의된다. 이러한 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 포함되거나 또한 범위에서 제외된다. 단일 형태의 "하나", "그"는 문맥이 분명하게 다르게 지시하지 않는 한 복수 관계를 포함한다. 명세서 및 예는 본질적으로 예시로 간주되고, 본 발명의 실체를 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 내에 속한다는 것으로 의도된다. 또한, 본 기재에 인용된 모든 참조가 여기서 이들 전체로 참조로 각각 개별적으로 통합되고, 본 발명의 가능한 기재를 보충하는 효율적인 방식을 제공할 뿐만 아니라 통상의 기술자의 수준을 상술하는 배경을 제공하려는 의도이다.

Claims (29)

  1. 에너지 소비 관리 장치로서,
    하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기 및 부지 상의 하나 이상의 전기 부하에 전기적으로 연결된 하나 이상의 노드로서, 상기 하나 이상의 노드는, 하나 이상의 전류 센서 및 하나 이상의 릴레이(relay)를 포함하고;
    하나 이상의 노드에 연결된 하나 이상의 제어기로서, 상기 하나 이상의 제어기는, 하나 이상의 전류 센서로부터 수신된 정보에 관한 계산을 수행할 수 있고;
    하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 제어기에 연결되어 통신하는 하나 이상의 처리 유닛으로서, 상기 하나 이상의 처리 유닛은, 제1 명령 또는 지시 세트를 하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 제어기에 전송하고, 그리고 상기 하나 이상의 처리 유닛은, 하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 제어기로부터 정보를 수신하고, 또는 하나 이상의 제어기로부터 계산 결과를 수신하고, 정보 또는 계산 결과를 처리, 저장 또는 하나 이상의 원격 전자 장치에 통신하고;
    제1은 하나 이상의 처리 유닛, 하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 제어기와, 제2는 하나 이상의 원격 전자 장치와 유선 또는 무선 통신을 위한 하나 이상의 링크로서, 상기 하나 이상의 원격 전자 장치는, 하나 이상의 릴레이의 작동을 직접적으로 또는 간접적으로 제어하기 위하여, 제2 명령 또는 지시 세트를 하나 이상의 처리 유닛, 하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 제어기에 전송하고; 및
    하나 이상의 노드, 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 처리 유닛을 호스팅하기 위한 하나 이상의 하우징, 별도의 패널, 저장 유닛 또는 보드;를 포함하고,
    상기 하나 이상의 하우징, 별도의 패널, 저장 유닛 또는 보드는, 분리 가능하게, 구조적으로, 기계적으로 또는 전기적으로, 하나 이상의 회로 차단기 패널 또는 하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기에 결합되는 에너지 소비 관리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 원격 전자 장치는, 전화기, 컴퓨터, 및 서버 중 하나 이상으로부터 선택되는 에너지 소비 관리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 노드는 상기 에너지 소비 관리 장치에 분리 가능하게 결합되는 하나 이상의 회로 기판에 연결되는 에너지 소비 관리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 노드는, 상기 에너지 소비 관리 장치에 분리 가능하게 결합되는 백플레인(back plane)인 하나 이상의 회로 기판에 연결되는 에너지 소비 관리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 노드는,
    전기 라인 인(line in)을 위한 접속부;
    전기 라인 아웃(line out)을 위한 접속부;
    상기 하나 이상의 릴레이; 및
    상기 하나 이상의 전류 센서를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 노드는, 이하의,
    (a) 상기 하나 이상의 전류 센서;
    (b) 전압 센서;
    (c) 상기 하나 이상의 전기 릴레이;
    (d) 하나 이상의 전류 센서 또는 전압 센서로 또는 그로부터 신호를 수신, 변환, 처리, 저장 또는 전송;
    하나 이상의 릴레이로 또는 릴레이로부터 신호를 수신, 변환, 처리, 저장 또는 전송; 또는
    하나 이상의 다른 노드, 다른 컴퓨터 칩, 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 처리 유닛으로 또는 그로부터 정보, 신호, 알고리즘 또는 컴퓨터 코드를 수신, 변환, 처리, 저장 또는 전송
    중 적어도 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 칩;
    (e) 전기적 소켓, 프롱(prong), 단말기 또는 러그;
    (f) 하나 이상의 노드의 최초 셋업 또는 트라블슈팅(troubleshooting)의 목적을 위한 유선 통신을 위한 포트 또는 핀;
    (g) 광원;
    (h) 음원;
    (i) 하나 이상의 노드의 최초 셋업 또는 트라블슈팅 또는 수동 작업의 목적을 위한 하나 또는 다수의 물리적 버튼;
    (j) 하나 이상의 노드의 부품을 호스팅하기 위한 하나 이상의 노드 내에 위치하는 회로 기판;
    (k) 하나 이상의 노드의 부품을 위한 인클로저(enclosure);
    (l) 접속 레일, 베이스 프레임, 저장 유닛, 장착 베이스, 하나 이상의 노드의 외측에 위치된 회로 기판, 백플레인, 또는 하나 이상의 노드 중 다른 노드에 부착물을 위한 커넥터; 또는
    (m) 하나 이상의 노드의 외측에 위치된 회로 기판에 하나 이상의 노드를 연결하기 위한 소켓 또는 프롱
    중 적어도 3개를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 원격 전자 장치는, 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 처리 유닛으로부터 정보 또는 계산 결과를 수신하고, 또한, 하나 이상의 노드, 하나 이상의 노드 상의 하나 이상의 릴레이 또는 하나 이상의 전기 부하 중 하나 이상을 스위치 온 또는 오프하기 위하여, 하나 이상의 처리 유닛 또는 하나 이상의 제어기로의 전달을 전송하기 위해 사용되는 에너지 소비 관리 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기 및 하나 이상의 전기 부하에 전기적으로 연결되는 하나 이상의 노드는, 폐 루프 전기 시스템을 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 노드는,
    회로에 의해 전류를 측정하기 위해 설계된 하나 이상의 전류 센서;
    회로에 의해 전기 전압을 측정하기 위해 설계된 전압 센서; 및
    회로로부터 전원을 스위치 온 또는 오프하도록 설계된 하나 이상의 릴레이를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 노드의 그룹은, 하나 이상의 하우징, 별도의 패널, 저장 유닛 또는 보드, 하나 이상의 노드의 다른 노드, 하나 이상의 제어기, 하나 이상의 처리 유닛 또는 하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기에 부착을 위한 하나 이상의 커넥터를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 이하의,
    (a) 상기 에너지 소비 관리 장치를 작동시키는 소프트웨어를 실행; 또는
    하나 이상의 노드로 또는 노드로부터 저전압 신호를 전송 또는 수신;
    중 적어도 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 칩;
    (b) 하나 이상의 원격 전자 장치 또는 인터넷 접속에 무선 통신을 가능하게 하는 무선 통신 모듈;
    (c) 하나 이상의 처리 유닛의 최초 셋업 또는 트라블슈팅의 목적을 위한 유선 통신을 위한 포트;
    (d) 하나 이상의 처리 유닛 또는 하나 이상의 노드를 실행하기 위해 전력을 수신하기 위한 파워 커넥터, 파워 어댑터 또는 파워 모듈;
    (e) 배터리 또는 다른 전력 저장부;
    (f) 전기 전압을 측정하기 위해 전압 센서;
    (g) 하나 이상의 처리 유닛의 부품을 호스팅하기 위한 회로 기판 또는 다중 회로 기판;
    (h) 회로 기판 또는 저장 유닛을 부착하기 위한 커넥터;
    (i) 광원;
    (j) 음원;
    (k) 하나 이상의 처리 유닛의 최초 셋업 또는 트라블슈팅 또는 수동 작업의 목적을 위한 하나 또는 다수 물리적 버튼; 또는
    (l) 하나 이상의 처리 유닛의 부품을 위한 인클로저
    중 적어도 3개를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 하나 이상의 노드로 또는 노드로부터 저전압 신호를 전송 또는 수신하도록 설계된 하나 이상의 제어기 중 다른 제어기를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 하나 이상의 원격 전자 장치 또는 인터넷 접속에 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 무선 통신 칩, 또는 하나 이상의 원격 전자 장치 또는 인터넷 접속에 무선 통신을 가능하게 하기 위하여 와이어를 수용하기 위한 하나 이상의 포트 또는 소켓을 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은 전력을 수신하도록 설계된 파워 커넥터를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 상기 에너지 소비 관리 장치 또는 상기 에너지 소비 관리 장치의 부품을 구동하기 위해 배터리 또는 다른 전력 저장부를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 부지 상의 전기 부하의 전기 전압을 측정하도록 설계된 전압 센서를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 저장 유닛, 하나 이상의 노드 또는 하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기에 하나 이상의 처리 유닛을 부착하도록 설계된 하나 이상의 커넥터를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 상기 에너지 소비 관리 장치 상의 조명을 구동하도록 설계된 하나 이상의 커넥터를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 회로 기판을 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 하나 이상의 처리 유닛의 최초 셋업 또는 트라블슈팅 또는 수동 작업의 목적을 위한, 하나 이상의 버튼, 하나 이상의 레버 또는 하나 이상의 물리적 스위치를 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  21. 청구항 1에 있어서,
    조명의 소스 또는 소리의 소스를 더 포함하는 에너지 소비 관리 장치.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기는, 기존의 또는 이전에 설치된 회로 차단기 또는 기존의 또는 이전에 설치된 회로 차단기 패널이며, 상기 에너지 소비 관리 장치는 기존의 또는 이전에 설치된 회로 차단기 또는 기존의 또는 이전에 설치된 회로 차단기 패널에 전기적으로 연결되는 에너지 소비 관리 장치.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 노드, 하나 이상의 제어기 및 하나 이상의 처리 유닛은, 하나 이상의 하우징, 별도의 패널, 저장 유닛 또는 보드 중의 단일 하나 상에 포함되는 에너지 소비 관리 장치.
  24. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 제어기는, 하나 이상의 노드 내에 위치되거나 또는 하나 이상의 노드 외측에 위치되는 에너지 소비 관리 장치.
  25. 부지 상의 하나 이상의 전기 부하를 제어하는, 전기 부하 제어 방법으로서,
    상기 전기 부하 제어 방법은,
    하나 이상의 전류 센서 및 하나 이상의 릴레이를 포함하는 하나 이상의 노드를 제공하는 것으로서, 상기 하나 이상의 노드는, 제1은, 하나 이상의 회로 차단기 패널 상의 하나 이상의 회로 차단기에, 제2는, 부지 상의 하나 이상의 전기 부하에, 전기적으로 그리고 분리 가능하게 연결되고;
    하나 이상의 노드에 연결된 하나 이상의 제어기를 제공하는 것으로서, 하나 이상의 제어기는 하나 이상의 전류 센서로부터 수신된 정보에 관한 계산을 수행할 수 있고;
    하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 노드와 통신하는 하나 이상의 처리 유닛을 제공하는 것으로서, 하나 이상의 처리 유닛은, 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 노드로부터 정보를 수신하고, 또는 하나 이상의 제어기로부터 계산 결과를 수신하고, 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 노드로부터 수신된 정보, 또는 하나 이상의 제어기로부터 수신된 계산 결과의 전체 또는 일부에 기초하여, 부지 상의 하나 이상의 전기 부하의 작동에 관련하여 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 노드에 지시를 전달하고; 및
    하나 이상의 원격 전자 장치로 또는 원격 전자 장치로부터 데이터를 통신하는 것을 포함하고,
    상기 하나 이상의 노드 상의 하나 이상의 릴레이는, 하나 이상의 원격 전자 장치로부터 통신된 데이터에 기초하여 부지 상의 하나 이상의 전기 부하의 작동에 관련하여 지시를 수신하는 전기 부하 제어 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 하나 이상의 릴레이는, 부지 상의 하나 이상의 전기 부하에 전기 접속을 온 또는 오프하기 위한 지시를 수신하는 전기 부하 제어 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 유닛은, 부지 상의 하나 이상의 전기 부하에 전기 접속을 온 또는 오프하는 하나 이상의 릴레이를 가지기 위하여, 하나 이상의 제어기 또는 하나 이상의 노드에 지시를 전달하는 전기 부하 제어 방법.
  28. 청구항 25에 있어서,
    상기 하나 이상의 원격 전자 장치는, 전화기, 컴퓨터, 또는 서버 중 하나 이상으로부터 선택되는 전기 부하 제어 방법.
  29. 청구항 25에 있어서,
    상기 하나 이상의 제어기는, 하나 이상의 노드 내에 위치되거나 또는 하나 이상의 노드 외측에 위치되는 전기 부하 제어 방법.
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