KR102161615B1 - 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명 - Google Patents

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Abstract

실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명이 개시된다. 엘이디(110); 엘이디(110)의 구동 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(120); 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공하는 정보 제공부(130); 및 정보 제공부(130)와 데이터 통신하는 스마트폰 앱(140)을 구성한다. 따라서 스마트폰 앱으로 퀀텀닷 조명의 조도와 색온도를 조절하여 퀀텀닷 조명이 외부 환경 변화에 적응할 수 있고, 퀀텀닷 조명의 수명을 예측하고 고장 유무를 판단하여 수명이 다할 때가지 퀀텀닷 조명을 안전하게 사용하는 장점이 있고, 퀀텀닷 조명을 제어하여 퀀텀닷 조명이 가지는 색재현성을 충분히 발휘할 수 있다.

Description

실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명{QUANTUM DOT LIGHTING WITH REAL-TIME ILLUMINATION MEASUREMENT AND CONTROL}
본 발명은 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조명의 조도, 색온도를 쉽게 제어하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명에 관한 것이다.
엘이디 조명이 종래의 형광등을 많이 대체함에 따라, 가정뿐 아니라, 제조공장 등에 사용되는 제조용 조명 또한 점점 엘이디 조명으로 교체되고 있다. 또한 제조업 기반의 기업은 온실가스 감축의 의무를 지고 있어, 정해진 할당량보다 배출량이 많은 기업은 탄소 배출권 거래소에서 탄소 배출권을 구입해야 하는 사회적 의무를 지고 있다. 그러므로 제조업 기반의 기업은 탄소 배출을 줄이기 위해서라도 종래 공장이나 사무실의 조명을 엘이디로 교체하는 경우가 늘고 있다.
이렇게 제조업 작업장의 조명을 교체할 때는, 한국산업안전보건공단의 작업장 조명기구 관리 지침 또한 만족시켜야 하고, 이러한 관리 지침은 최소 요구 조도 등을 충족시켜야 한다.
도 1은 산업 조도 기준을 보인 예시도이다.
종래 조명은 고정된 조도와 색온도로 광을 출력해서, 외부 환경의 변화에 대처하지 못하는 문제점이 있다.
또한 작업장 조명기구 관리 지침을 만족시키는 최소 조도를 만족시키면서도, 작업장의 조명에 의한 전력 소비를 줄이기 위해서, 종래 제조업 작업장에서는 격등 점등/소등 등의 방법을 많이 쓰게 되는데, 이 경우 작업장 조명기구 관리지침은 만족하지만, 격등으로 인한 음영 지역의 발생 및 빛 중첩 효과가 떨어짐으로서 조명 밝기의 불균형이 발생하고 결과적으로는 작업장에서 근무하는 근로자의 집중도 저하 등이 발생하고 결과적으로 산업재해가 발생할 우려가 있다.
또한 대부분의 작업장의 경우, 작업장의 크기나 층고, 전력 공급 배선 등의 복잡성 등에 의해, 한번 설치된 조명에 대해서 점등/소등을 제공하는 스위치만을 제공하고, 조도나 색온도를 쉽게 제어하지 못하는 문제점이 있다.
또한 대부분의 작업장의 경우, 일부 조명의 고장시 즉각적인 고장 조명의 수리 등이 용이하지 않아 전체 작업장이 휴무인 날에 별도의 인력을 투입하여 고장에 대응하기 때문에 고장 수리의 편이성이 좋지 않다는 문제점이 있다
도 2는 공간내 조명 밝기의 불균형을 설명하는 예시도로, 조명의 빛 중첩 효과가 떨어짐을 예시한다.
공개번호 제10-2018-0023881호, 시트 조명 및 이의 제조방법 공개번호 제10-2018-0024228호, 디스플레이 패널 및 이의 제조방법 공개번호 제10-2017-0059597호, 멀티 광 스펙트럼의 복합 양자점을 혼합한 캡슐
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 작업장 등에 설치된 조명의 조도 및 색온도를 쉽게 조절할 수 있는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 별도의 측정 장치나 제어장치가 필요없이 관리자가 보유한 스마트폰에 설치된 스마트폰 앱으로 퀀텀닷 조명의 조도와 색온도를 조절하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 조명 고장 수리의 용이성 등을 높이고, 조명 관리의 편이성을 높이기 위해, 퀀텀닷 조명의 수명을 예측하고 고장 유무를 쉽게 예측/판단하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명을 제공하는데 있다.
또한, 퀀텀닷 시트의 광 변환 특성을 반영하여 퀀텀닷 조명을 제어하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명을 제공하는데 있다.
또한, 퀀텀닷 조명을 군 제어하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명을 제공하는데 있다.
또한, 다른 조명에 비해 연색성이 뛰어난 퀀텀닷 조명을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엘이디(110); 엘이디(110)의 구동 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(120); 및 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공하는 정보 제공부(130)를 포함하고, 정보 제공부(130)는 사용자의 스마트폰 앱(140)과 데이터 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 스마트폰 앱(140)은 엘이디(110)의 조도를 측정하는 측정부(141); 측정된 조도에 따라 상기 엘이디(110)의 상기 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성하는 생성부(142); 및 PWM 제어 정보를 정보 제공부(130)로 전송하는 통신부(143)를 포함한다.
또한, 출력 전압 조절부(120)는 출력 전압 조절부(120)의 열을 측정하는 측정부(121); 및 측정된 열의 패턴을 계산하여 출력 전압 조절부(120)의 수명을 예측하고, 고장 유무를 판단하는 안전 진단부(122)를 포함한다.
또한, 안전 진단부(122)는 평상시 측정되는 열 패턴과 고장시 측정되는 열 패턴을 이용하여 고장 유무를 진단할 수 있다. 안전 진단부(122)는 측정된 열 패턴과 비교 열 패턴간에 비교 판단을 통해 출력 전압 조절부(120)의 고장 유무를 진단할 수 있다. 또한, 안전 진단부(122)는 시간에 따른 열 패턴의 변화 추이를 계산해서 출력 전압 조절부(120)의 수명을 예측할 수 있다. 이때, 시간에 따라 변화하는 열 패턴이 비교 대상이 될 수 있다.
결과적으로 열 패턴의 변화 추이를 통해 엘이디(110)의 점등시간 및 누적사용시간에 따른 엘이디(110)의 고장유무, 예상수명, 엘이디(110) 조명의 누적피로도 등을 추정하거나 예측할 수 있게 된다. 이러한 추정을 통해 작업장 등의 환경에서 관리자가 쉽게 교체 예정 조명을 위한 전체 작업장의 점소등 일정 및 수리자의 투입 등을 예측하게 되어 결과적으로 조명 관리 비용을 낮출 수 있게 된다.
또한, 출력 전압 조절부(120)는 입력 소스를 부스트 업하여 엘이디(110)를 구동하는 출력 전압을 가변하는 부스트 컨버터(123)를 포함하고, 부스트 컨버터(123)를 PWM 제어하여 부스트 컨버터(123)의 출력 전압을 조절한다.
또한, 출력 전압 조절부(120)는 부스트 컨버터(123)의 출력 전압을 샘플링하는 샘플링부(124); 및 샘플링된 출력 전압이 기준 전압 내에서 유지되도록 부스트 컨버터(123)를 PWM 제어하는 PWM 제어부(125)를 포함한다.
또한, 엘이디(110)는 퀀텀닷 시트를 포함하고, PWM 제어 정보는 엘이디(110) 조도와 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영하여 생성된다.
또한, 스마트폰 앱(140)의 측정부(141)는 퀀텀닷 시트를 포함하는 엘이디(110)의 조도를 측정하고, 생성부(142)는 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영한 PWM 제어 정보를 생성하고, 통신부(143)는 PWM 제어 정보를 정보 제공부(130)로 전송한다.
또한, 정보 제공부(130)는 조명을 군 제어하는 관제 서버(200)로부터 PWM 제어 정보를 수신하여 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공하고, 관제 서버(200)는 각 영역에 설치된 조명의 정보 제공부(130)와 통신하여 개별 또는 군으로 정보 제공부(130)에 PWM 제어 정보를 전송한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명을 이용할 경우에는 스마트폰 앱으로 퀀텀닷 조명의 조도와 색온도를 조절하여 퀀텀닷 조명이 외부 환경 변화에 적응할 수 있다.
또한, 퀀텀닷 조명의 수명을 예측하고 고장 유무를 판단하여 수명이 다할 때가지 퀀텀닷 조명을 안전하게 사용하는 장점이 있다.
또한, 퀀텀닷 조명을 제어하여 퀀텀닷 조명이 가지는 색재현성을 충분히 발휘할 수 있다.
도 1은 산업 조도 기준을 보인 예시도이다.
도 2는 공간내 조명 밝기의 불균형을 설명하는 예시도이다.
도 3은 퀀텀닷 조명(100)의 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 스마트폰 앱(140)의 구성을 보인 블록도이다.
도 5은 출력 전압 조절부(120)의 구성을 보인 블록도이다.
도 6은 정션 온도에 따른 수명을 보인 예시도이다.
도 7은 퀀텀닷 조명(100)과 관제 서버(200)가 통신하는 예시도이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
퀀텀닷 조명은 스마트폰 앱으로 퀀텀닷 조명의 조도와 색온도를 조절하고, 퀀텀닷 조명의 수명을 예측하고 고장 유무를 판단하고, 퀀텀닷 시트의 광 변환 특성을 반영하여 퀀텀닷 조명을 제어하고, 퀀텀닷 조명을 군 제어한다.
도 3은 퀀텀닷 조명(100)의 구성을 보인 블록도이다.
퀀텀닷 조명(100)을 구성하는 엘이디(110)는 일정 영역을 관할하도록 설치되어 있고, 퀀텀닷 조명(100)은 퀀텀닷 조명(100)의 조도와 색온도를 조절할 수 있는 출력 전압 조절부(120)가 내장되어 있으며, 퀀텀닷 조명(100)에 내장된 정보 제공부(130)는 스마트폰 앱(140)과 통신하면서 출력 전압 조절부(120)를 제어할 PWM 제어 정보를 수신할 수 있다.
또한 정보 제공부(130)은 스마트폰 앱(140)과 통신하기 위한 통신 구성을 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 통신 구성은 저전력 블루투스 통신 기술인 BLE, IOT 통신 방식인 NB-IOT나 LORA, LTE-M, LTE Cat.M1 등의 방식으로 구현될 수 있다.
실시예로, 퀀텀닷 조명(100)은 엘이디(110); 엘이디(110)의 구동 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(120); 및 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공하는 정보 제공부(130)를 포함하며, 및 정보 제공부(130)는 사용자의 스마트폰 앱(140)과 데이터 통신하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 정보 제공부(130)는 스마트폰 앱(140)과 통신할 수 있는 통신부를 내장하고 있으며 통신부를 통해 스마트폰 앱(140)과 데이터 통신하면서 퀀텀닷 조명(100)의 조도와 색온도를 조절할 제어 데이터를 수신한다.
엘이디(110)는 출력 전압 조절부(120)로부터 전원을 입력받아 발광한다. 출력 전압 조절부(120)는 엘이디(110)의 구동 전압을 조절한다. 정보 제공부(130)는 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공한다. 스마트폰 앱(140)은 정보 제공부(130)와 데이터 통신한다.
다른 실시예로, 엘이디(110)는 퀀텀닷 시트를 포함하고, PWM 제어 정보는 엘이디(110) 조도와 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영하여 생성된다. 엘이디(110)가 퀀텀닷 시트를 가질 수 있다. 퀀텀닷 시트는 엘이디(110) 광을 다른 광으로 변환하며, 색재현성을 높일 수 있는 광 촉매 역할을 한다. 퀀텀닷 시트를 구성하는 재료에 따라 엘이디(110) 광이 다른 광으로 변환되어 출력되며, 퀀텀닷 조명(100)은 이러한 퀀텀닷 시트를 이용하여 색재현성을 높일 수 있다.
스마트폰 앱(140)의 측정부(141)는 퀀텀닷 시트를 포함하는 엘이디(110)의 조도를 측정하고, 생성부(142)는 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영한 PWM 제어 정보를 생성하고, 통신부(143)는 PWM 제어 정보를 정보 제공부(130)로 전송한다. 스마트폰 앱(140)은 퀀텀닷 시트를 포함하는 엘이디(110) 조도를 측정해서 퀀텀닷 조명(100)을 제어할 수 있다. 스마트폰 앱(140)이 퀀텀닷 조명(100)을 제어하기 위해 필요한 구성은 조도를 측정하고, 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영한 PWM 제어 정보를 생성하고 퀀텀닷 조명(100)으로 전송할 수 있다.
또한 퀀텀닷 조명(100)을 작업장 등의 조명으로 사용하는 이유는 아래와 같디.
종래 나트륨, 메탈할라이드, 형광램프나 LED등의 경우, 연색성이 30Ra ~80 Ra 범위를 가지고 있으나, 반면 퀀텀닷 조명(100)은 90Ra 이상의 선명한 고연색성 을 제공할 수 있다. 그러므로, 종래 다른 종류의 조명에 비해, 퀀텀닷 조명(100)을 통해, 작업장의 근로자들에게 근무집중도는 해치지 않으면서도 눈의 어른거림이나 눈의 피로나 편두통을 줄일 수 있는 건강한 조명 환경을 구현하는 효과가 있다.
또한 연색성이 높은 퀀텀닷 조명(100)을 사용함으로써, 근로자의 주의가 필요한 작업 라인의 색 구별성 등이 높아지게 되어 결과적으로 근로자의 시인성을 높일 수 있고, 산업재해 가능성을 낮출 수 있다.
도 4는 스마트폰 앱(140)의 구성을 보인 블록도이다.
스마트폰 앱(140)의 구성을 살펴보면, 스마트폰 앱(140)은 엘이디(110)의 조도를 측정하는 측정부(141); 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성하는 생성부(142); 및 PWM 제어 정보를 정보 제공부(130)로 전송하는 통신부(143)를 포함한다. 스마트폰 앱(140)은 퀀텀닷 조명(100)의 조도와 색온도를 조절하기 위해 측정부(141), 생성부(142) 및 통신부(143)를 가진다.
측정부(141)는 엘이디(110)의 조도를 측정한다. 생성부(142)는 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성한다. 통신부(143)는 PWM 제어 정보를 정보 제공부(130)로 전송한다.
추가적으로, 스마트폰 앱(140)은 조도의 측정 및 제어뿐 아니라, 후술되는 관제서버를 통해 획득되는 구역별 조명 점등의 현황 등을 추가적으로 디스플레이하는 기능을 제공할 수도 있다.
또한, 스마트폰 앱(140)을 통해 구역별 조명을 선택적으로 제어하여, 작업이 이루어지지 않는 일부 구역을 전부 소등하는 것과 같은 제어방식을 제공할 수도 있다.
상술한 것과 같이 스마트폰 앱(140)을 이용하여 작업장을 관리하는 관리자가 개별 조명(100)의 조도를 조절하는 방식을 통해, 종래 단순히 격등에 의해 전체 작업장의 조도를 조절하는 것에 그쳤던 것에 비해, 관리의 편의성도 높아지고, 격등으로 인한 음영지역의 생성과 이로 인해 근무자들의 집중도가 저하되던 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다. 결과적으로는 산업재해 가능성을 낮추고, 조명 제어를 통한 효과적인 전력절감 등의 효과가 발생한다.
도 5는 출력 전압 조절부(120)의 구성을 보인 블록도이다.
실시예로, 출력 전압 조절부(120)는 출력 전압 조절부(120)의 열을 측정하는 측정부(121); 측정된 열의 패턴을 계산하여 출력 전압 조절부(120)의 수명을 예측하고, 고장 유무를 판단하는 안전 진단부(122)를 포함한다. 출력 전압 조절부(120)는 엘이디(110)를 구동할 구동 전압을 출력하며, 출력 전압 조절부(120) 내에는 출력 전압 조절부(120)의 수명 예측과 고장 판단을 위한 안전 진단부(122)가 포함된다.
구체적으로 출력 전압 조절부(120)는 퀀텀닷 조명(100)의 등기구나 SMPS의 방열팬에 가까운 위치에 형성되어, 퀀담닷 조명(100)의 동작온도를 잘 반영하도록 구현될 수 있다
또한, 측정부(121)는 출력 전압 조절부(120)의 열을 측정하고, 안전 진단부(122)는 측정된 열의 패턴을 계산하여 출력 전압 조절부(120)의 수명을 예측하고, 고장 유무를 판단한다. 열 측정 부위는 히트 싱크, SMPS 동작 중 표면 온도를 측정해서 기준 이상의 온도 검출시 측정부(121)가 사용자와 관리자, 제작자에게 알려줄 수 있다. 안전 진단부(122)에 의해 출력 전압 조절부(120)의 수명이 예측되며, 고장 유무 또한 진단될 수 있다. 안전 진단부(122)는 엘이디(110) 구동을 위한 출력 전압 조절부(120)를 안전하게 사용하도록 보조한다. 안전 진단부(122)는 평상시 측정되는 열 패턴과 고장시 측정되는 열 패턴을 이용하여 고장 유무를 진단할 수 있다. 안전 진단부(122)는 측정된 열 패턴과 비교 열 패턴간에 비교 판단을 통해 출력 전압 조절부(120)의 고장 유무 또는 성능 저하 유무를 진단할 수 있다.
구체적으로 측정된 열 패턴과 비교 열 패턴의 비교를 통해 고장 유무/성능 저하 유무를 진단하는 방법에 대해서는 후술하고자 한다.
먼저 비교 열 패턴이란 해당 조명의 초기 생산시 공장에서 제공해주는 동작시간에 따른 열 온도의 시간에 따른 변화값을 의미한다. 즉 해당 종류의 조명에 대해서, 온도값이 동작시간에 따라 변화되는 시계열적인 값이라고 볼 수 있고 여기서는 일종의 기준값으로 사용된다.
또한, 측정된 열 패턴이란 사용자가 측정한 조명의 동작시간에 따른 열 온도의 변화값을 의미한다. 즉 해당 조명에서의 동작시간에 따라 변화되는 시계열적인 값이라고 볼 수 있다.
다음은 고장이나 성능저하를 진단하는 구체적인 실시예에 대한 설명이다.
먼저, 가장 간단한 방법으로는 해당 조명의 측정된 온도값과 비교 열 패턴에서의 온도값을 비교하여 그 차이가 기준 비교값보다 큰 경우, 이를 고장이나 성능저하가 우려된다고 사용자에게 통지하는 방법이다. 다만, 이러한 방법은 측정이나 연산이 매우 쉽다는 장점이 있으나, 측정 온도값에 일시적인 노이즈가 끼거나, 측정 온도값이 일시적으로 크거나 작게 잡힌 경우에도 고장이나 성능저하로 오판할 수 있는 가능성이 있다.
두번째 방법으로는 해당 조명의 측정된 온도값과 비교 열패턴의 온도값의 차이가 기준 비교값보다 큰 경우, 고장 카운터라는 파라미터를 도입하여 설정하고 해당 고장 카운터에도 기준 카운터값을 적용하는 방법이다. 이 경우, 특정 횟수(기준 카운터값) 이상 기준 비교값보다 큰 경우에만 고장이나 성능 저하로 판단하여 사용자에게 통지하는 방법이다. 해당 방식의 경우 회귀적(recursive)으로 오류를 판단하는 방식으로 상술했던 일시적인 노이즈 등으로 인한 오판 가능성을 낮출 수 있게 된다. 또한 상술한 고장 카운터는 동작 시간이 특정 범위를 넘어가는 경우 다시 0으로 리셋(reset)하거나, 해당 조명이 Off 되는 경우 다시 0으로 리셋하는 방식으로 해서, 카운터 값이 계속되어 누적되어 생길 수 있는 문제점들을 방지할 수도 있다.
세번째 방법으로는 해당 조명의 측정된 온도값과 비교 열패턴의 온도값의 차이가 기준 비교값보다 큰 경우, 누적 차이값이라는 파라미터를 도입하여 설정하고 해당 파라미터에 온도값의 차이를 누적하여 합산하는 방법이다. 이 경우, 미리 정해둔 기준 누적 차이비교값이라는 기준보다 해당 누적 차이값이 큰 경우에만 고장이나 성능 저하로 판단하여 사용자에게 통지하는 방법이다. 해당 방식 또한 상술했던 두번째 방식과 비슷하게, 회귀적(recursive)으로 오류를 판단하는 방식으로 상술했던 일시적인 노이즈 등으로 인한 오판 가능성을 낮출 수 있게 된다.
또한 상술한 누적 차이값이라는 동작 시간이 특정 범위를 넘어가는 경우 다시 0으로 리셋(reset)하거나, 해당 조명이 Off 되는 경우 다시 0으로 리셋하는 방식으로 해서, 누적 차이값이 계속되어 누적되어 일정 동작시간 이후에는 무조건 고장이나 성능 저하라고 오판할 수 있는 문제점들을 방지할 수도 있다.
또한 상술했던 기준 비교값, 고장 카운터, 누적 차이값 등의 값 등은 사용자(관리자)의 스마트폰 등에 디스플레이되거나 설정, 초기화(Reset) 등을 매뉴얼로도 할 수 있게 제공하여, 사용자가 특정 조명의 온도 차이값, 카운터 수 등을 쉽게 확인하고, 실제 고장이 나기 전에라도 성능 저하가 일어날 수 있는지 여부를 직관적으로 예측하거나 추정하게 할 수 있다. 결과적으로 관리자의 조명 유지보수 능력을 크게 증대시킬 수 있다.
또한, 안전 진단부(122)는 시간에 따른 열 패턴의 변화 추이를 계산해서 출력 전압 조절부(120)의 수명을 예측할 수 있다. 이때, 시간에 따라 변화하는 열 패턴이 비교 대상이 될 수 있다. 시간에 따른 열 패턴 변화가 급격한 경우 안전 진단부(122)는 출력 전압 조절부(120)의 급격한 수명 저하로 판단하고 이를 외부에 알릴 수 있다. 외부 알림으로 이상 알림 엘이디를 구동할 수 있다. 이러한 외부 알림을 통해 사용자는 필요한 시기에 조명의 고장을 점검할 수도 있다
결과적으로 상술한 안전 진단부(122)의 판단을 통해 획득한 열 패턴의 변화 추이를 통해, 엘이디(110)의 점등시간 및 누적사용시간에 따른 엘이디(110)의 고장유무, 예상수명, 엘이디(110) 조명의 누적피로도 등을 추정하거나 예측할 수 있게 된다. 이 때 안전 진단부(122)를 통한 동작 온도와 조명수명과의 예측은 도 6에 도시된 바와 같이 동작 온도의 비교를 통해 이루어질 수 있다.
도 6은 정션 온도에 따른 수명을 보인 예시도이다.
이러한 추정을 통해 작업장 등의 환경에서 관리자가 쉽게 교체 예정 조명을 위한 전체 작업장의 점소등 일정 및 수리자의 투입 등을 예측하게 되어 결과적으로 조명 관리 비용을 낮출 수 있게 된다.
출력 전압 조절부(120)의 상세 구성으로, 출력 전압 조절부(120)는 입력 소스를 부스트 업하여 엘이디(110)를 구동하는 출력 전압을 가변하는 부스트 컨버터(123)를 포함하고, 부스트 컨버터(123)를 PWM 제어하여 부스트 컨버터(123)의 출력 전압을 조절한다. 출력 전압 조절부(120)는 일정 전압을 출력하는 부스트 컨버터(123)를 가진다. 부스트 컨버터(123)는 입력 소스를 부스트 업하여 일정 전압을 출력하는 장치로, 엘이디(110) 구동을 위해 사용된다. 다른 실시예로, 출력 전압 조절부(120)는 동작 전류와 전압을 조절할 수 있다.
출력 전압 조절부(120)는 부스트 컨버터(123)의 출력 전압을 샘플링하는 샘플링부(124); 및 샘플링된 출력 전압이 기준 전압 내에서 유지되도록 부스트 컨버터(123)를 PWM 제어하는 PWM 제어부(125)를 포함한다. 출력 전압 조절부(120)는 부스트 컨버터(123) 제어를 위해 샘플링부(124)와 PWM 제어부(125)를 가진다.
샘플링부(124)는 부스트 컨버터(123)의 출력 전압을 샘플링하고, PWM 제어부(125)는 샘플링된 출력 전압이 기준 전압 내에서 유지되도록 부스트 컨버터(123)를 PWM 제어한다.
도 7은 퀀텀닷 조명(100)과 관제 서버(200)가 통신하는 예시도이다.
정보 제공부(130)는 조명을 군 제어하는 관제 서버(200)로부터 PWM 제어 정보를 수신하여 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공하고, 관제 서버(200)는 각 영역에 설치된 조명의 정보 제공부(130)와 통신하여 개별 또는 군으로 정보 제공부(130)에 PWM 제어 정보를 전송한다. 퀀텀닷 조명(100)을 구성하는 정보 제공부(130)는 관제 서버(200)의 제어를 받을 수 있다. 퀀텀닷 조명(100)은 영역별로 설치되며, 관제 서버(200)가 각 영역에 설치된 퀀텀닷 조명(100)을 개별 또는 군으로 제어할 수 있다.
이상, 퀀텀닷 조명은 스마트폰 앱으로 퀀텀닷 조명의 조도와 색온도를 조절하여 퀀텀닷 조명이 외부 환경 변화에 적응할 수 있고, 퀀텀닷 조명의 수명을 예측하고 고장 유무를 판단하여 수명이 다할 때가지 퀀텀닷 조명을 안전하게 사용하는 장점이 있고, 퀀텀닷 조명을 제어하여 퀀텀닷 조명이 가지는 색재현성을 충분히 발휘할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 퀀텀닷 조명 110: 엘이디
120: 출력 전압 조절부 121: 측정부
122: 안전 진단부 123: 부스트 컨버터
124: 샘플링부 125: PWM 제어부
130: 정보 제공부 140: 스마트폰 앱
141: 측정부 142: 생성부
143: 통신부 200: 관제 서버

Claims (6)

  1. 엘이디(110);
    상기 엘이디(110)의 구동 전압을 조절하는 출력 전압 조절부(120); 및
    상기 출력 전압 조절부(120)에 PWM 제어 정보를 제공하는 정보 제공부(130)를 포함하고,
    상기 출력 전압 조절부(120)는
    상기 출력 전압 조절부(120)의 열을 측정하는 측정부(121);
    측정된 열의 패턴을 계산하여 상기 출력 전압 조절부(120)의 수명을 예측하고, 고장 유무를 판단하는 안전 진단부(122)를 더 포함하며,
    상기 안전 진단부(122)는
    측정된 열 패턴과 비교 열 패턴간에 비교 판단을 통해 출력 전압 조절부(120)의 고장 유무 또는 성능 저하 유무를 진단하되,
    해당 조명에 고장 카운터를 설정하고, 고장 카운터에 기준 카운터값인 특정 횟수를 적용하여 측정된 열패턴과 비교 열패턴의 온도값의 차이가 기준 비교값보다 큰 경우가 특정 횟수 이상인 경우에 고장이나 성능 저하로 판단하거나,
    누적 차이값 파라미터를 설정하고, 해당 파라미터에 온도값의 차이를 누적하여 합산하는 방법을 적용하여 측정된 열패턴과 비교 열패턴의 온도값의 차이가 기준 비교값보다 큰 경우의 차이값을 누적 합산한 누적 차이값이 미리 정해둔 기준 누적 차이비교값보다 큰 경우에 고장이나 성능 저하로 판단하며,
    상기 고장 카운터는 동작 시간이 설정된 범위를 넘어가는 경우 다시 0으로 리셋하거나, 해당 조명이 오프(Off)되는 경우 다시 0으로 리셋하여 사용하고,
    상기 누적 차이값이 설정된 범위를 넘어가는 경우 다시 0으로 리셋하거나, 해당 조명이 오프되는 경우 다시 0으로 리셋하여 사용하며,
    상기 정보 제공부(130)는 사용자의 스마트폰 앱(140)과 데이터 통신하며,
    상기 엘이디(110)는 퀀텀닷 시트를 포함하고, 상기 PWM 제어 정보는 엘이디(110) 조도와 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영하여 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스마트폰 앱(140)은 상기 엘이디(110)의 조도를 측정하는 측정부(141);
    측정된 조도에 따라 상기 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 PWM 제어 정보를 생성하는 생성부(142); 및
    상기 PWM 제어 정보를 상기 정보 제공부(130)로 전송하는 통신부(143)를 포함하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 스마트폰 앱(140)의 측정부(141)는 퀀텀닷 시트를 포함하는 엘이디(110)의 조도를 측정하고,
    상기 생성부(142)는 측정된 조도에 따라 출력 전압 조절부(120)의 출력 전압을 조절할 퀀텀닷 시트에 의한 광 변환 특성을 반영한 상기 PWM 제어 정보를 생성하고,
    상기 통신부(143)는 상기 PWM 제어 정보를 정보 제공부(130)로 전송하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정보 제공부(130)는 조명을 군 제어하는 관제 서버(200)로부터 PWM 제어 정보를 수신하여 상기 출력 전압 조절부(120)에 상기 PWM 제어 정보를 제공하고,
    상기 관제 서버(200)는 각 영역에 설치된 조명의 상기 정보 제공부(130)와 통신하여 개별 또는 군으로 상기 정보 제공부(130)에 상기 PWM 제어 정보를 전송하는 실시간 조도측정 및 조절 기능을 갖는 퀀텀닷 조명.
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