KR102343070B1 - 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기에 관한 것으로, LED등기구 주변에 설치된 태양광모듈의 전력생산량을 계측하는 광량측정장치; 상기 광량측정장치에서 계측된 광량정보에 따라 디밍참조값을 생성하는 마이컴과, 상기 마이컴에서 생성된 디밍참조값을 조명관제서버로 전송하는 무선통신모듈이 구비된 주제어장치; 상기 주제어장치와 LED등기구의 복수의 LED모듈 사이에 설치되는 전원공급채널; 상기 주제어장치에서 복수의 LED모듈로 공급되는 전력의 이상 상태를 감지하여 주제어장치로 전송하도록 각각의 전원공급채널 라인에 설치되는 복수개의 고장감지부; 상기 주제어장치로부터 수신된 디밍참조값을 타임 도메인화하여 저장, 저장된 디밍참조값을 토대로 설정된 프로그램에 따라 각 계절에 적합한 디밍팩터를 생성하여 상기 주제어장치로 재 전송하는 조명관제서버;를 포함하되, 상기 주제어장치에는 광량측정장치에서 계측된 전력생산량에 따라 생성된 디밍참조값 수신/저장부와, 상기 조명관제서버에서 전송된 디밍팩터를 조합하여 최종적인 디밍제어값을 산출, LED등기구에 대한 최적의 디밍제어가 수행되도록 하는 최적 디밍제어값 생성부가 더 구비되어 상기 고장감지부의 고장 검출신호에 따라 고장이 감지된 LED모듈의 전력공급을 차단하고, 고장난 LED모듈로 공급되는 전력을 정상 LED모듈로 균등하게 배분, 공급하도록 구성되는 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 등기구 주변의 각종 환경센서에서 감지된 신호에 따라 등기구 조명의 점소등 및 밝기를 자동으로 조절하고, 등기구가 설치된 위치의 주변환경에 대한 축적된 정보를 토대로 시간대별 조명밝기를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기에 관한 것이다.
엘이디 광원의 경우 전력소모량이 적고 진동에 강하며, 수명이 긴 장점 때문에 근래에 들어 가로등이나 터널등, 보안등, 장식용 조명등 및 경관등 등에 널리 이용되고 있다.
종래에 설치되었거나 보급중인 대부분의 엘이디 등기구는 그 설치장소나 용도에 상관없이 관리자의 조작에 의해 점소등 되거나 또는 등기구 컨트롤러의 획일적인 제어명령에 따라 점소등이 이루어지도록 구성됨으로써 주변 환경에 따른 적절한 조명을 제공하지 못하는 단점이 있었다.
이러한 종래의 엘이디 등기구가 갖는 단점을 해결하기 위해 주변의 조도에 따라 엘이디 등기구의 조명이 조절될 수 있도록 하는 개량된 등기구가 다수 안출되고 있다.
그 일례로, 특허등록 제10-1130334호(등록일:2012. 03.19)의 “주변 조도에 따라서 밝기가 가변하는 LED 가로등”이 안출된 바 있다.
상기 종래에 안출된 “주변 조도에 따라서 밝기가 가변하는 LED 가로등”의 경우, 지주에 배치되어서 거리 또는 도로를 조명하기 위한 LED 조명부; LED 조명부의 주변 조도를 검출하는 조도 센서; 다른 조도를 갖도록 LED 조명부를 구동시키는 복수 개의 디밍 신호를 생성하고, 디밍 신호들 중에서 어느 하나를 상기 LED 조명부로 공급하는 LED 구동부; 및 조도 센서에서 검출한 주변 조도의 변화를 감지하고, 주변 조도가 낮을수록 LED 조명부의 조도를 높게 점등하는 디밍 신호를 선택하는 제어부;를 구비한 구성으로 이루어져 주변 조도에 따라 밝기가 가변되는 LED가로등을 제안하고 있다.
또 다른 종래의 일 실시예로, 특허등록 제10-1284347호(등록일: 2013.07.01)의 “엘이디 가로등 자동 제어시스템”이 안출되기도 하였다.
상기 종래의 “엘이디 가로등 자동 제어시스템”의 경우, 출력되는 전력의 레벨 조정이 가능한 출력드라이버가 구비된 전원부와; 주변을 밝히도록 상기 전원부로부터 전원을 공급받아 발광하는 LED램프가 구비된 조명부와; 현재 시간을 체크하는 타이머와, 주변의 보행자 존재 여부를 감지할 수 있는 보행자감지센서와, 주변의 조도를 감지할 수 있는 조도센서가 구비된 디밍센서부와; 상기 타이머에서 체크된 시간, 상기 보행자감지센서에서 감지된 보행자의 존재 여부 및 상기 조도센서에 감지된 주변의 조도에 따라 설정된 값으로 상기 조명부에 서로 다른 레벨의 전력을 공급하여 상기 LED램프의 밝기가 조절되도록 상기 출력드라이버를 제어하는 디밍제어부와; 상기 LED램프로 흐르는 전류값을 감지하는 전류감지센서와, 상기 LED램프의 발열 온도를 감지하는 온도센서가 구비된 이상감지센서부와; 상기 전류감지센서에서 감지된 전류값으로부터 과전류 여부를 판단하고, 상기 온도센서에서 감지된 온도에 따라 과열 여부를 판단하되, 과전류 또는 과열로 판단되는 경우 상기 전원부로부터 상기 LED램프로의 전원공급을 차단하는 동작제어부를; 포함하는 구성으로 이루어졌다.
따라서, 상기 종래의 “엘이디 가로등 자동 제어시스템”은 현재시간, 보행자의 존배여부 및 주변의 조도에 따른 LED램프의 디밍 제어를 통해 불필요한 에너지의 낭비를 막고, LED램프에 과전류가 흐르거나 과열된 경우 LED램프로 전원공급을 차단함으로써 LED램프이 고장 및 화재를 방지할 수 있도록 하였다.
종래의 또 다른 실시예로, 특허공개 제10-2015-26200호(공개일:2015.03.11)의 “디밍제어기능이 구비된 태양광 엘이디 조명시스템”이 안출되기도 하였다.
상기 종래의 “디밍제어기능이 구비된 태양광 엘이디 조명시스템”은 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 주는 태양광모듈과, 태양광모듈에서 생산된 전기에너지를 충전하여 LED 램프로 공급하는 충전부와, 조도센서 및 인체감지센서를 포함하여 구성되는 센서부와, 상기 센서부로부터 전송되는 감지 신호에 따라 LED 램프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되되, 상기 제어부를 통해 상기 LED 램프의 출력 세기를 조절하는 디밍(Dimming)제어 기능이 구비된 태양광 엘이디 조명시스템을 제공하도록 구성되었다.
따라서, 이러한 구성으로 이루어지는 “디밍제어기능이 구비된 태양광 엘이디 조명시스템”은 조도센서를 통해 감지된 주변의 광량에 따라 주간에는 LED램프를 소등시키고, 야간에는 LED램프를 점등시키며, LED램프의 점등시에 인체감지센서를 통해 감지된 인체 감지신호에 따라 LED램프에 공급되는 전력량을 제어하여 LED램프의 밝기가 조절되도록 하여 인적이 감지되는 경우 최대전력으로 LED램프를 점등시키고, 인적이 감지되지 않은 경우는 LED 램프를 저전력구동상태로 제어될 수 있도록 하였다.
이와 같이, 종래에 안출된 다수의 발명들에서 엘이디 등기구의 조명을 별도로 설치된 조도센서나 인체감지센서 등을 이용하여 밝기를 제어하는 디밍제어기술이 적용되도록 하여 전력소모 방지할 수 있는 효과는 제공하고 있지만, 조명의 제어방식이 외부 센서에 의한 수동식 제어로 이루어짐으로써 센서의 고장이나 감지 오작동시 불필요한 조명등이 점등될 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 공지된 LED 등기구에 적용되는 제어시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 디밍제어모듈이 구비된 주제어장치와, 상기 제어장치의 신호를 수신하여 LED 등기구를 제어하는 다수개의 컨트롤러와, 상기 각각의 컨트롤러에 의해 조명제어가 이루어지는 복수개의 LED등기구로 구성된다.
이때, 각각의 컨트롤러에는 복수개의 가로등기구가 연결되어 하나의 파워서플라이에 의해 복수개의 LED등기구가 전력을 공급받는 구조로 이루어진다.
즉, 도 2의 블럭도에 도시된 바와 같이, 하나의 파워서플라이에 복수개의 LED모듈이 연결된 경우, 각각의 LED모듈이 50W일 경우 파워서플라이는 LED모듈의 갯수만큼의 용량을 가져야 하고, 복수개의 LED모듈 중 어느 하나가 고장이 발생되면 나머지 LED모듈로 고장난 LED모듈로 공급되어야 할 전류가 과잉 공급되어 전체 LED모듈이 고장나는 문제점이 발생되기도 한다.
본 발명은 상술한 종래 공지된 엘이디 등기구에 개시된 단순한 센서감지기술을 이용하여 등기구의 조명 밝기를 제어하는 수동적이고 제한적인 기술범위에서 벗어나 좀 더 스마트하고, 능동적인 방식으로 각종 엘이디 등기구의 조명을 제어할 수 있도록 하는 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 LED등기구를 구성하는 복수개의 LED모듈에 대응하는 복수의 전원공급채널을 구비하고, 각 전원공급채널에 고장감지센서를 설치하여 특정 LED모듈의 고장시 다른 LED모듈에 영향을 주지 않으면서 고장나지 않은 LED모듈을 통해 엘이디 등기구의 전체 조도를 유지할 수 있도록 하는 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기를 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기는 LED등기구 주변에 설치된 태양광모듈의 전력생산량을 계측하는 광량측정장치; 상기 광량측정장치에서 계측되어 전송된 광량정보를 설정된 정보와 비교하여 해당 광량정보에 따른 디밍참조값을 생성하는 마이컴과, 상기 마이컴에서 생성된 디밍참조값을 조명관제서버로 전송하는 무선통신모듈이 구비된 주제어장치; 상기 주제어장치와 LED등기구를 구성하는 복수의 LED모듈 사이에 설치되는 복수개의 전원공급채널; 상기 주제어장치에서 복수의 LED모듈로 공급되는 전원의 이상 상태를 감지하여 이상이 발생된 LED모듈로 공급되는 전원을 단속하도록 각각의 전원공급채널 라인에 설치되는 복수개의 고장감지부; 상기 주제어장치로부터 수신된 디밍참조값을 시간별로 타임 도메인화하여 저장하고, 저장된 디밍참조값을 토대로 설정된 프로그램에 따라 각 계절에 적합한 디밍팩터를 생성하여 상기 주제어장치로 재 전송하는 조명관제서버;를 포함하되, 상기 주제어장치에는 상기 광량측정장치에서 실시간 계측된 전력생산량에 따라 생성된 디밍참조값 생성부와, 상기 조명관제서버에서 생성되어 전송된 디밍팩터를 조합하여 최종적인 디밍제어값을 산출하여 LED등기구에 대한 최적의 디밍제어가 수행되도록 하는 최적 디밍제어값 생성부가 더 구비되어 상기 고장감지부에서 고장감지신호가 검출될 경우 고장이 감지된 LED모듈로 공급되는 전력을 차단하면서 고장이 감지된 LED모듈로 공급되던 전력을 정상 LED모듈로 균등하게 배분, 공급하도록 구성되는 특징을 갖는다.
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본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기는 LED등기구가 설치된 주변의 조도를 조도계 및 일사량계로 계측할 수 있을 뿐만 아니라 대면적의 태양광모듈에서 생산되는 전력량을 토대로 광량측정장치로 이용함으로써 LED등기구 주변의 조도계측 영역을 확대시켜 더욱 정밀하고 주변의 실제 상황에 최적화된 조도 참조값을 획득하여 LED등기구의 디밍제어가 가능하도록 한다.
또한, 본 발명은 주제어장치에서 생성된 디밍참조값이 조명관제서버로 전송되고, 조명관제서버에서는 수신된 디밍참조값을 시간별로 저장 및 누적하여 해당 계절에 적합한 디밍팩터를 산출한 후 다시 주제어장치로 전송하여 최종적으로 조명 관제서버에서 수신된 디밍팩터와 실시간 계측되는 LED등기구 주변의 디밍 참조값을 상호 조합하여 적절한 디밍값으로 보정한 후에 디밍제어가 이루어지는 과정이 반복됨으로써 조명관제서버에 누적된 디밍참조값들을 스스로 학습하여 LED등기구의 디밍제어에 최적화된 디밍팩터를 제공할 수 있도록 한다.
도 1 및 도 2는 종래의 LED가로등의 개략적인 제어 동작구성을 도시한 블럭도 및 LED모듈의 제어 구성 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기의 전체 구성블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기에서 주제어장치 및 조명관제서버의 주요 구성 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기의 제어방법에 대한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기의 전체 구성블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기에서 주제어장치 및 조명관제서버의 주요 구성 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기의 제어방법에 대한 플로우차트이다.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기(이하, “디밍제어기”로 약칭함)에 대하여 설명한다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 기술구성 및 공지된 기술을 토대로 당업자가 용이하게 안출할 수 있는 통상의 기술에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 본 발명의 특징부 위주로 자세한 설명을 한다.
그리고, 본 발명에서 설명되는 LED모듈은 LED등기구에 내장되어 전원인가시 빛을 발하는 전기소자로, 그 자체로 등기구로 이용될 수 있고, 또한 여러개의 LED모듈이 집합되어 하나의 LED등기구를 구성할 수 있지만, 본 발명의 상세한 설명에서는 복수개의 LED모듈이 집합되어 하나의 LED등기구를 구성하는 일 실시예를 토대로 설명한다.
또한, 상기 LED등기구는 일정 높이를 갖는 지주 상단에 설치되며, 본 발명에 따른 디밍제어기는 LED등기구가 설치되는 지주에 내장 또는 외장된 형태로 설치될 수 있으며, 본 발명의 상세한 설명에서는 LED등기구가 설치되는 지주 및 지주에 고정 설치되는 디밍제어기의 설치 및 구조에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 디밍제어기(200)의 전체 구성 및 그 동작시스템을 간단한 블럭도로 도시하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디밍제어기(200)는 LED등기구(100)의 조명을 제어하기 위한 디밍제어모듈이 탑재된 주제어장치(210)와, 상기 주제어장치(210)의 제어신호를 통해 LED등기구(100)에 구성되는 복수의 LED모듈(110)로 전원을 공급하기 위한 복수개의 전원공급채널(220)로 구성된다.
또한, 상기 복수개의 LED모듈(110)로 전원을 공급하는 복수개의 전원공급채널(220)에는 각각의 LED모듈(110)로 공급되는 전원의 이상 여부를 감지하기 위한 복수개의 고장감지부(230)가 각각 설치되며, 각각의 고장감지부(230)는 상기 주제어장치(210)에 연결되어 각각의 전원공급채널(220)에서 LED모듈로 공급되는 전원의 이상신호를 감지하여 주제어장치(210)로 전송하도록 구성된다.
또한, 상기 LED등기구(100)가 설치된 주변의 외부 환경정보, 특히 LED등기구(100) 주변의 조도를 파악하기 위한 광량측정장치(250)가 LED등기구(100) 주변에 설치되어 LED등기구(100) 주변의 조도를 파악, 상기 디밍제어기(200)의 주제어장치(210)로 감지된 광량정보를 전송할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 LED등기구(100)의 주변에는 LED등기구(100) 주변의 조도를 파악하는 광량측정장치(250)가 설치되는데, 상기 광량측정장치(250)는 통상적인 조도계나 일사량계는 물론 LED등기구(100) 주변에 설치되어 태양광을 수광하여 전력을 생산하는 태양광모듈의 전력생산량을 감지하는 전력량감지부 등으로 구성되어 LED등기구(100) 주변의 조도파악에 필요한 정보를 정확하고 신속하게 획득하여 주제어장치(210)로 전송하여 LED등기구(100)의 디밍을 효과적으로 제어할 수 있도록 구성된다.
이와 더불어, 상기 주제어장치(210)는 조명관제서버(260)와 통신상태가 유지되어 LED등기구 주변의 파악된 조도에 대응하는 디밍참조값을 생성하여 조명관제서버(260)로 전송하도록 구성되고, 상기 조명관제서버(260)에서는 주제어장치(210)에서 수신된 디밍참조값을 저장, 누적된 디밍참조값을 토대로 설정된 프로그램에 의해 디밍팩터를 생성하여 다시 주제어장치(210)로 전송하도록 구성됨으로써 주제어장치(210)는 수신된 디밍팩터와 실시간 파악된 디밍참조값을 조합, 보정하여 최종적으로 LED등기구(100)에 대한 디밍을 제어할 수 있도록 구성된다.
상술한 주요 구성에 대하여 좀 더 상술하면, 상기 디밍제어기(200)의 주제어장치(210)에는 외부와 통신상태를 유지하기 위한 무선통신모듈(212)이 구비되고, 상기 광량측정장치(250)에서 전송된 외부환경 감지신호에 따라 LED모듈의 조도를 제어하기 위한 디밍 참조값을 산출하도록 디밍제어프로그램이 내장된 디밍제어모듈이 탑재된 마이컴(214)을 포함하여 이루어진다.
물론, 상기 주제어장치(210)의 마이컴(MCU, 214)과 무선통신모듈(212)의 동작에 필요한 전원공급을 제어하는 전원공급제어부(도시생략)가 구비되며, 상기 마이컴(214)에는 외부에서 입력된 신호를 처리하기 위한 A/D컨버터(216) 및 데이터 입출력포트(I/O,218) 등의 주변장치와 통신이 이루어질 수 있도록 구성되며, 이러한 세부적인 주변장치의 구성이나 기능은 당업계에 널리 공지된 기술을 바탕으로 당업자자가 용이하게 구현 가능하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 복수의 전원공급채널(220)에서 각각의 LED모듈(110)로 공급되는 전원공급라인에 설치되는 복수개의 고장감지부(230)는 각각의 LED모듈(110)로 공급되는 전류의 흐름을 실시간 감지하여 설정된 전류 이상의 과전류가 흐를 경우, 이를 감지하여 주제어장치(210)측 마이컴(214)으로 신호를 전송하게 된다.
상기 고장감지부(230)의 신호를 수신한 상기 주제어장치(210)에서는 고장감지부(230)에서 전송된 신호를 파악하여 설정된 전류이상의 과전류가 각 LED모듈로 유입될 경우 과전류가 유입되는 LED모듈로 공급되는 전원을 차단하기 위한 제어명령을 해당 전원공급채널(220)로 전송하여 전원공급채널(220)에서 LED모듈(230)로 공급되는 전원을 차단하도록 한다.
상기 전원공급채널(220)은 파워서플라이(미도시)와 TR(transformer,미도시)를 포함한 구성으로 이루어지는데, TR은 파워서플라이에서 LED모듈로 공급되는 전원을 스위칭하는데 이용되며, 상기 TR은 주제어장치의 I/O에 의해 제어되며 스위칭 속도를 조절하여 LED모듈의 밝기를 조절할 수 있도록 한다.
즉, 각각의 LED모듈(110)에 대한 디밍제어는 상기 TR과 I/O에 의해 이루어지게 되고, TR과 I/O의 제어는 디밍제어모듈이 내장된 마이컴(214)에 의해 이루어지게 되며, 상기 A/D(218)는 고장감지부(230)에서 입력되는 아날로그 신호를 수신, 디지털신호로 변환하여 마이컴(214)으로 입력하기 위한 구성이다.
따라서, 복수개의 LED모듈(110)로 구성된 LED등기구(100)에서 어느 하나의 LED모듈이 설계, 조립 또는 노화로 인해 결함이 발생되어 과전류가 유입되는 경우, 전원공급라인에 설치된 고장감지부(230)는 과전류 유입을 감지하여 주제어장치(210)로 신호를 보내고, 주제어장치(210)에서는 결함이 발생된 LED모듈로 전력을 공급하는 전원공급채널(220)을 차단하도록 제어하고, 결함이 발생되어 전원공급이 차단된 LED모듈로 공급되던 전력을 고장나지 않은 나머지 LED모듈로 균등하게 배분 공급되도록 제어함으로써 LED등기구(100)의 전체 조명 밝기가 LED모듈의 고장나기 전의 조명밝기를 그대로 유지할 수 있도록 한다.
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일례를 들어 상술한 동작내용을 간단하게 설명하면 다음과 같다.
도면에 도시된 바와 같이, 전원공급채널(220)이 4개인 경우, 각각의 전원공급채널(220)에 각각 50W의 LED모듈(110)이 연결되어 하나의 LED등기구(100) 전체는 200W의 조명을 제공할 수 있도록 구성된다.
즉, 주제어장치(210)는 4개의 전원공급채널(220)을 통해 4개의 LED모듈(110)로 각각 50W의 전력을 공급할 경우, 하나의 LED등기구(100)는 200W의 조명을 제공하게 될 것이다.
4개의 LED모듈(110) 중 어느 하나의 LED모듈이 고장나 과전류가 유입될 경우, 전원공급채널(220)과 LED모듈(110) 사이에 설치된 고장감지부(230)에서 과전류가 유입되는 것을 감지하여 주제어장치(210)로 신호를 보내게 되고, 주제어장치(210)에서는 수신한 고장감지신호를 판단한 후에 고장감지신호가 유입된 전원공급채널(220)로 제어신호를 송출하여 고장난 LED모듈로 공급되는 전원을 차단하도록 하고, 고장난 LED모듈로 공급되던 전력을 고장나지 않은 다른 3개의 LED모듈로 균등하게 배분하여 전력공급이 이루어지도록 한다.
즉, 하나가 고장난 LED모듈로 공급되던 전력이 나머지 3개의 LED모듈로 전력공급이 이루어지면서 3개의 LED모듈에는 약 66W의 전력이 공급됨으로써 전체 LED등기구의 밝기는 200W를 유지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 주제어장치(210)에 탑재된 마이컴을 이용하여 전체 LED모듈(110)의 밝기를 조절할 수 있도록 구성됨은 물론 조명관제서버(260)에서 무선통신으로 LED모듈의 밝기를 조절할 수 있는 디밍팩터를 수신하여 디밍제어가 가능하도록 구성된다.
도 4에는 본 발명에 따른 디밍제어기(200)를 구성하는 주제어장치(210)의 주요 구성과 조명관제서버(260)의 주요 구성을 블럭도로 간략하게 도시하고 있다.
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 디밍제어기의 주요 특징부에 대해서 이하에서 좀 더 상술한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 주제어장치(210)의 마이컴(214)은 LED등기구 주변에 설치되는 광량측정장치(250)에서 감지된 조도신호를 수신하게 되는데, 도면에는 광량측정장치(250) 중 하나인 태양광모듈에서 생산된 전력량을 감지하는 전력량감지부(253)에서 센싱된 신호를 수신하여 LED등기구 주변의 조도를 파악하는 개념상태가 도시되어 있다.
즉, 광량측정장치(250)는 일반적인 조도계나 일사량계를 이용할 수도 있지만, 이러한 종래의 광량측정장치는 특정지점의 아주 미세한 영역에 한정되어 조도를 감지하는 기능을 수행하여 데이터의 유효성을 확보하는데 다소 미비한 점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 종래의 광량측정장치에 비해 다소 대면적의 조도를 측정하는데 유리한 태양광모듈을 이용하여 태양광모듈 전체에서 생산되는 전력량을 기준으로 주변 조도를 파악할 수 있도록 하여 LED등기구 주변에 대한 조도의 유효성을 다소 높일 수 있도록 구성된 특징을 갖는다.
그래서, 본 발명에서는 하나의 태양광모듈에서 생산되는 전력량을 감지하는 전력량감지부(253)를 태양광모듈의 출력단에 설치하여 실시간 태양광모듈에서 생산되는 전력량을 감지하여 주제어장치(210)의 마이컴(214)으로 신호를 전송하게 된다.
전력량감지부(253)에서 수신된 전력생산량 신호는 마이컴(214)의 데이터저장부(214a)에 저장되고, 데이터 저장부(214a)에 저장된 실측 전력량은 데이터비교부(214b)를 통해 기 입력된 기준 전력량과 비교를 통해 전력생산량이 기준에 적합한지 아니면 기준에 미달하는지 여부가 체크된다.
이와 같이, 전력생산량을 실측치와 설계 기준치를 비교하는 이유는 태양광모듈의 전력생산량이 태양광의 수광효율에 비례하고, 태양광의 수광효율은 날씨(환경)에 영향을 받기 때문에 발전량 데이터를 광량측정의 기준으로 삼기 위함이다.
또한, 상기 마이컴(214)에는 데이터비교부(214b)를 통해 판단된 실측/기준 전력량비교치가 기준에 적합한지 아니면 미달된지의 여부에 따라 LED등기구의 조명밝기를 조절할 수 있도록 디밍참조값을 생성하는 디밍참조값 생성부(214c)가 구비되어 태양광발전량에 따라 LED등기구의 디밍값을 적절하게 조절할 수 있도록 한다.
한편, 상기 디밍참조값 생성부(214c)에서 생성된 디밍 참조값은 마이컴(214)의 제어를 통해 무선통신모듈(212)을 거쳐 조명관제서버(260)로 전송된다.
상기 조명관제서버(260)는 주제어장치(210)의 마이컴(214)에서 전송된 디밍 참조값을 토대로 중앙제어부(261)의 제어에 따라 적당한 디밍팩터를 생성하기 위한 디밍참조값 수신/저장부(263)와, 디밍팩터 생성부(264) 및 디밍팩터 전송부(265)가 구비되고, 데이터 송수신을 위한 무선통신모듈(262)이 구비된 구성으로 이루어진다.
상기 디밍참조값 수신/저장부(263)는 주제어장치(210)측에서 송신된 디밍 참조값을 일정 기간동안 시간별로 타임 도메인화하여 데이터를 누적시키게 되고, 상기 디밍팩터 생성부(264)는 누적된 디밍 참조값을 토대로 설정된 프로그램을 통해 각 계절에 적합한 디밍팩터를 생성하게 된다.
또한, 상기 디밍팩터 전송부(265)는 상기 디밍팩터 생성부(264)에서 생성된 디밍팩터를 중앙제어부(261)의 제어에 따라 무선통신모듈(262)을 통해 다시 주제어장치(210)로 전송되고, 상기 주제어장치(210)에서는 조명관제서버(260)에서 수신된 디밍팩터와 실시간 계측되어 생성되는 디밍참조값을 조합 및 보정하여 LED모듈에 대해 최적의 디밍값을 제공하는 최적 디밍제어값 생성부(216)를 통해 LED등기구의 디밍제어가 이루어질 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 디밍제어기(200)는 주제어장치(210)에서 LED등기구(100) 주변에 설치된 광량측정장치(250)를 통해 실시간 LED등기구 주변의 조도값을 획득, 디밍참조값을 생성한 후 조명관제서버(260)로 전송하고, 조명관제서버(260)는 수신된 디밍참조값을 타임 도메인화시켜 누적시킨 후에 최적의 디밍 팩터를 산출하여 주제어장치(210)로 다시 전송하고, 주제어장치(210)에서는 조명관제서버(260)에서 수신된 디밍팩터와 실시간 계측으로 생성된 디밍참조값을 조합하여 LED등기구 주변 환경에 적합한 최적의 디밍값을 제공하는 과정을 반복적으로 수행하는 자가학습이 이루어지면서 LED등기구에 대한 최적의 디밍제어가 이루어지도록 한다.
상기 조명 관제서버(260) 및 주제어장치(210)의 최적 디밍값생성부(216)에서 디밍팩터를 산출하는 과정 및 최적 디밍값 산출과정을 일례로 설명하면, 주제어장치(210)에서 특정 지역에 설치된 LED등기구에 “5”라는 디밍 참조값을 제공하여 디밍이 이루어지고 있다가 시간이 지남에 따라 광량측정장치에서 획득된 데이터를 토대로 산출된 디밍 참조값 “6”이 획득되어진 경우, 상기 “6”의 디밍 참조값은 조명관제서버(260)로 전송된다.
상기 조명관제서버(260)에서는 수신된 디밍 참조값 “6”을 누적시키고, 그동안 누적된 데이터를 바탕으로 “6.2”라는 디밍팩터를 산출할 경우, 산출된 디밍팩터 “6.2”가 주제어장치(210)로 다시 전송되며, 주제어장치(210)에서는 조명관제서버(260)에서 수신된 디밍팩터 “6.2”와 실시간 계측으로 획득된 디밍 참조값 “6”을 조합하여 최종 “6.1”이라는 디밍 값을 제공하여 LED모듈의 디밍 보정이 이루어지도록 한다.
상기 주제어장치(210)에서 생성되는 디밍참조값 및 조명관제서버(260)에서 생성되는 디밍팩터는 설정된 디밍제어프로그램을 통해 산출되도록 프로그래밍되어 있으며, 상기 디밍제어프로그램은 LED등기구가 설치되는 지역이나 장소에 따라 디밍참조값 및 디밍팩터를 산출하는 요소가 다양하게 적용될 수 있도록 구성되며, 이러한 디밍제어프로그램의 구체적인 동작설명은 생략한다.
한편, 도 5에는 상술한 본 발명에 따른 디밍제어기(200)의 디밍 제어방법에 대한 과정이 플로우차트로 간단하게 도시되어 있다.
도 5를 참조하면서 본 발명에 따른 디밍제어기(200)를 이용한 LED등기구의 디밍 제어방법에 대하여 설명하면, 먼저 LED등기구 주변의 조도를 검출하는 단계(S10); 검출된 LED등기구 주변의 조도를 토대로 주제어장치에서 디밍 참조값을 산출단계(S20); 산출된 디밍 참조값을 토대로 LED모듈의 1차 디밍을 제어하는 단계(S30); 산출된 디밍 참조값을 조명관제서버로 전송하는 디밍참조값 전송단계(S40); 조명관제서버에서 수신된 디밍 참조값을 토대로 디밍팩터를 산출 및 전송하는 단계(S50); 상기 주제어장치에서 수신된 디밍팩터와 실시간 계측되어 산출된 디밍 참조값을 조합, 보정하여 LED모듈의 디밍을 수행하는 디밍 보정 및 2차 디밍제어단계(S60);가 연속적이고 반복적으로 수행되면서 일련의 디밍과정이 이루어지도록 구성된다.
또한, 상기 복수의 단계(S10~S60)가 수행되는 각 과정중에 LED모듈로 공급되는 전력의 이상유무를 실시간 감시하는 고장감시단계(S70)가 더 수행되고, 상기 고장감시단계(S70)에서 어느 특정 LED모듈의 이상이 감지될 경우 이상이 발생된 LED모듈로 공급되는 전력을 차단하고 차단된 LED모듈로 공급되는 전원을 다른 정상 작동중인 LED모듈로 균등하게 전력을 배분하는 전원차단/전력배분 단계(S80)가 더 수행되면서 LED모듈에 대한 디밍 제어가 이루어지도록 구성된다.
상기 LED등기구 주변의 조도를 검출하는 단계(S10)는 LED등기구가 설치된 주변으로 한 개 이상의 광량측정장치, 일례로 조도계, 일사량계, 태양광모듈의 전력생산량 감시부가 한 개 이상 설치되어 LED등기구 주변의 조도를 검출하게 되며, 검출된 조도감지 신호가 주제어장치로 전송된다.
또한, 상기 디밍 참조값 산출단계(S20)는 광량측정장치를 통해 획득된 외부환경 감지신호를 수신한 주제어장치에서 설정된 프로그램을 통해 LED모듈의 디밍 제어에 필요한 디밍 참조값을 산출한다.
상기 주제어장치에는 디밍 참조값을 산출하는 디밍제어프로그램이 내장된 마이컴이 구비되어 광량측정장치별 조도감지신호에 따라 LED모듈의 밝기를 제어할 수 있는 디밍참조값 산출용 조도테이블이 마련되어 있다.
즉, 어느 하나의 광량측정장치에서 입력된 아나로그형 조도감지 신호는 디지털화된 조도값에 대응하는 디밍 참조값을 가지게 되며, 해당된 디밍 참조값이 마이컴에서 전원공급채널로 출력되어 전원공급채널에서 각 LED모듈로 공급되는 전류량을 제어함으로써 LED모듈의 1차 디밍제어단계(S30)가 수행된다.
한편, 상기 디밍 참조값 전송단계(S40)는 주제어장치에서 산출된 디밍 참조값을 조명관제서버로 전송하는 단계로, 광량측정장치에서 계측된 신호에 따라 주제어장치에서 생성된 디밍참조값은 실시간으로 조명관제서버로 전송된다.
그리고, 상기 조명관제서버는 주제어장치에서 전송된 디밍 참조값을 시간별로 타임 도메인화시켜 저장하게 되고, 일정기간 누적된 디밍 참조값을 토대로 각 계절에 최적화된 디밍 팩터를 산출하여 다시 주제어장치로 전송하는 자가학습과정을 통해 디밍팩터 산출 및 전송단계(S50)가 수행된다.
상기 조명관제서버에는 별도의 디밍제어프로그램이 내장되어 있어서 주제어장치에서 조명 참조값을 수신하게 되면, 일자별, 시간별로 타임 도메인화되어 지속적으로 일정기간 누적시키면서 다수의 누적된 데이터를 통해 평균적인 디밍 팩터를 산출하는 과정이 수행된다.
따라서, 상기 조명관제서버에서 산출된 디밍팩터는 상기 주제어장치로 전송되고, 주제어장치에서는 실시간 계측되어 산출된 디밍 참조값과 수신된 디밍팩터를 조합, 보정하여 해당 LED등기구에 최적화된 디밍신호를 출력함으로써 LED모듈의 디밍을 수행하는 디밍 보정 및 2차 디밍제어단계(S60)가 이루어지게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 디밍제어기는 LED등기구 주변에 설치된 한 개 이상의 광량측정장치에서 획득된 조도정보를 토대로 디밍 참조값을 산출하고, 산출된 디밍 참조값은 조명관제서버로 전송된 후에 조명관제서버에서는 일정기간 누적된 디밍참조값을 토대로 디밍팩터를 산출한 후에 이를 다시 주제어장치로 전송하고, 주제어장치에서는 수신된 디밍팩터와 실시간 계측을 통해 획득되는 디밍 참조값을 상호 조합, 보정하여 최종적으로 LED모듈의 디밍을 제어하는 과정을 반복적으로 수행하면서 LED모듈의 디밍을 제어하게 된다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 도면에 도시된 일 실시예를 위주로 디밍제어기의 구성 및 방법에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상의 범위 아내에서 당업자에 의해 다양한 변형 실시도 가능할 것이다.
100 : LED등기구 110 : LED모듈
200 : 디밍제어기 210 : 주제어장치
212 : 무선통신모듈 214 : 마이컴
216 : A/D컨버터 218 : I/O포트
220 : 전원공급채널 230 : 고장감지부
250 : 광량측정장치 251 : 조도계
252 : 일사량계 253 : 전력량감지부
260 : 조명관제서버 261 : 중앙제어부
262 : 무선통신모듈 263 : 디밍참조값 수신/저장부
264 : 디밍팩터 생성부 265 : 디밍팩터 전송부
200 : 디밍제어기 210 : 주제어장치
212 : 무선통신모듈 214 : 마이컴
216 : A/D컨버터 218 : I/O포트
220 : 전원공급채널 230 : 고장감지부
250 : 광량측정장치 251 : 조도계
252 : 일사량계 253 : 전력량감지부
260 : 조명관제서버 261 : 중앙제어부
262 : 무선통신모듈 263 : 디밍참조값 수신/저장부
264 : 디밍팩터 생성부 265 : 디밍팩터 전송부
Claims (4)
- LED등기구(100) 주변에 설치된 태양광모듈의 전력생산량을 계측하는 광량측정장치(250); 상기 광량측정장치(250)에서 계측되어 전송된 광량정보를 설정된 정보와 비교하여 해당 광량정보에 따른 디밍참조값을 생성하는 마이컴(214)과, 상기 마이컴(214)에서 생성된 디밍참조값을 조명관제서버(260)로 전송하는 무선통신모듈(212)이 구비된 주제어장치(210); 상기 주제어장치(210)와 LED등기구(100)를 구성하는 복수의 LED모듈(110) 사이에 설치되는 복수개의 전원공급채널(220); 상기 주제어장치(210)에서 복수의 LED모듈(110)로 공급되는 전원의 이상 상태를 감지하여 이상이 발생된 LED모듈(110)로 공급되는 전원을 단속하도록 각각의 전원공급채널(220) 라인에 설치되는 복수개의 고장감지부(230); 상기 주제어장치(210)로부터 수신된 디밍참조값을 시간별로 타임 도메인화하여 저장하고, 저장된 디밍참조값을 토대로 설정된 프로그램에 따라 각 계절에 적합한 디밍팩터를 생성하여 상기 주제어장치(210)로 재 전송하는 조명관제서버(260);를 포함하되,
상기 주제어장치(210)에는 상기 광량측정장치(250)에서 실시간 계측된 전력생산량에 따라 생성된 디밍참조값 생성부(214c)와, 상기 조명관제서버(260)에서 생성되어 전송된 디밍팩터를 조합하여 최종적인 디밍제어값을 산출하여 LED등기구(100)에 대한 최적의 디밍제어가 수행되도록 하는 최적 디밍제어값 생성부(216)가 더 구비되어 상기 고장감지부(230)에서 고장감지신호가 검출될 경우 고장이 감지된 LED모듈로 공급되는 전력을 차단하면서 고장이 감지된 LED모듈로 공급되던 전력을 정상 LED모듈로 균등하게 배분, 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자가학습에 의한 자동 디밍보정이 가능한 디밍제어기. - 삭제
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