KR19980029675A - 조명기구 자동제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필요한 부분에서 조명등을 온·오프 제어하여 생활의 편리와 절전의 효과를 도모하는 조명기구 자동제어 장치에 관한 것이다.

이러한 장치는 각각의 도어를 지니는 다수의 독립된 공간에서 각각의 조명등(15)을 온·오프 제어하는 장치에 있어서: 상기 도어의 상방향으로 벽상에 설치되고, 사람의 접근에 따른 아날로그 신호를 발생하는 적외선센서(11)(12); 실내에서 창문등 외부를 향해 설치되고, 외부의 광량에 따른 아날로그 신호를 발생하는 광센서(13); 상기 조명등(15) 부근에 설치되고, 음량의 변화에 따른 아날로그 신호를 발생하는 마이크로폰(14); 온·자동·오프의 세 가지 모드를 구비하고, 사용자의 수동 조작으로 상태가 변경되는 선택스위치(16); 그리고 자체의 메모리, A/D컨버터, 카운터부, 구동부 등을 지니고, 상기 적외선센서(11)(12)·광센서(13)·마이크로폰(14) 등으로부터 입력을 받아 조명등(15)을 온·오프 시키는 마이컴제어기(10)를 포함한다.

이에 따라, 본 발명은 주택이나 사무실 등에서 주간 또는 야간, 사람의 존재, 사람의 활동 영역을 인식하고 필요한 부분에서 조명등을 자동적으로 온·오프 제어함으로써, 주거생활에서 편리성을 제공하고 절전의 이익을 도모하는 효과가 있다.

Description

조명기구 자동제어 장치

본 발명은 조명기구 자동제어 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 주택이나 사무실 등에서 주간 또는 야간, 사람의 존재, 사람의 활동 영역을 인식하고 필요한 부분에서 조명등을 온·오프 제어하여 생활의 편리와 절전의 효과를 도모하는 조명기구 자동제어 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 주택이나 사무실 등에 설치되는 조명등은 개별적인 스위치와 연결되어 수동으로 온·오프 조작되지만, 근래에 들어 홈오토메이션의 적용으로 자동조작되는 조명등이 확산되고 있다.

조명등의 자동 조작은 사람의 출입을 검출하고 사람이 통과하는 지점의 조도를 소성의 시간 동안 높이는 비교적 단순한 단계로부터, 원격에서 사람의 음성을 인식하여 조도를 변화시키는 단계까지 다양한 형태로 이루어진다.

그러나, 이러한 장치는 사람의 접근에 의한 자동 조작이므로 특정한 실내 공간에 사람이 존재하는지 파악하지 못하여 조명등의 적절한 온·오프 제어가 이루어지지 못한다.

예컨대, 사람이 검출 센서 부근에 접근하지 않으면 조명등이 온 되지 않고, 소정의 공간에 머물던 사람의 전부가 떠나도 조명등이 오프 되지 않거나 일부가 떠나도 조명등이 오프 되는 등의 단점이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 단점을 보완하기 위한 것으로서, 주택이나 사무실 등에서 주간 또는 야간, 사람의 존재, 사람의 활동 영역을 인식하고 필요한 부분에서 조명등을 온·오프 제어하여 생활의 편리와 절전의 효과를 도모하는 조명기구 자동제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 장치의 배치 상태를 나타내는 사시도,

도2는 도1의 마이컴제어기 내부의 결선 상태를 나타내는 블럭도,

도3은 본 발명의 일실시예에 대한 동작 순서를 나타내는 플로우차트.

도면에 사용된 주요부호의 설명

10 : 마이컴제어기, 11, 12 : 적외선센서, 13 : 광센서,

14 : 마이크로폰, 15 : 조명등, 16 : 선택스위치,

ST20~29 : 상태도

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각각의 도어를 지니는 다수의 독립된 공간에서 각각의 조명등(15)을 온·오프 제어하는 장치에 있어서: 상기 도어의 상방향으로 벽상에 설치되고, 사람의 접근에 따른 아날로그 신호를 발생하는 적외선 센서(11)(12); 실내에서 창문 등 외부를 향해 설치되고, 외부의 광량에 따른 아날로그 신호를 발생하는 광센서(13); 상기 조명등(15) 부근에 설치되고, 음량의 변화에 따른 아날로그 신호를 발생하는 마이크로폰(14); 온·자동·오프의 세 가지 모드를 구비하고, 사용자의 수동 조작으로 상태가 변경되는 선택스위치(16); 그리고 자체의 메모리, A/D컨버터, 카운터부, 구동부 등을 지니고, 상기 적외선센서(11)(12)·광센서(130·마이크로폰(14) 등으로 부터 입력을 받아 사람의 유무를 판단하여 조명등(15)을 온·오프 시키는 마이컴제어기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구 자동제어 장치를 제공한다.

이때, 상기 적외선센서(11)(12)는 도어의 내측 및 외측으로 분리 설치되는 동일한 기능의 한 쌍으로 이루어진다.

또, 상기 선택스위치(16)는 자동모드에서만 조명등(15)을 자동 제어하고, 온 또는 오프모드에서는 수동 제어한다.

또, 상기 마이컴제어기(10)는 상기 선택스위치(16)의 모드에 관계없이 항상 각각의 독립된 공간에 있는 인원수를 카운트하고, 자체의 메모리에 저장한다.

실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

도1은 본 발명에 따른 장치의 배치 상태를 나타내는 사시도가 도시된다.

본 발명은 주택이나 사무실 등에서 각각의 도어를 지니는 다수의 독립된 공간에 설치되는 각각의 조명등(15)을 온·오프 제어하는 장치에 적용하는 바, 적외선 센서(11)(12)·광센서(13)·마이크로폰(14)·선택스위치(16) 및 마이컴제어기(10) 등으로 구성된다.

이때, 본 발명에 따른 적외선센서(11)(12)는 상기 도어의 상방향으로 벽상에 설치되고, 사람의 접근에 따른 아날로그 신호를 발생한다.

적외선센서(11)(12)는 사람의 체온에 의한 적외광을 검출하는 수단으로서, 양자형과 열형으로 분류할 수 있는데, 후자의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 반도체 기질의 양자형은 열형에 비해서 응답 속도가 우수하나 감도의 파장 선택성을 갖는 제한이 있는 반면, 열형은 넓은 파장 영역에서 평탄한 감도를 갖고 실온에서 사용하기 적당하다.

이러한 적외선센서(11)(12)는 도어의 내측 및 외측으로 분리 설치되는 동일한 기능의 한 쌍으로 이루어진다.

본 발명은 사람이 출입을 계수하는 방식이므로 각각의 적외선센서(11)(12)를 쌍으로 형성하여 두 센서에서 모두 소정의 신호가 검출되어야 계수된다. 이와 같이 하면 센서에 접근하였으나 사람의 출입이 없는 경우는 계수하지 않을 수 있다.

또, 본 발명에 따른 광센서(13)는 실내에서 창문 등 외부를 향해 설치되고, 외부의 광량에 따른 아날로그 신호를 발생한다.

광센서(13)는 광량에 따라 내부 저항치가 변화하는 황화카드뮴센서(CdS)등을 사용하고, 주야를 인식하기 용이하도록 외부의 광량이 들어오는 곳에 설치한다.

또, 본 발명에 따른 마이크로폰(14)은 상기 조명등(15) 부근에 설치되고, 음량의 변화에 따른 아날로그 신호를 발생한다.

마이크로폰(14)은 음향을 전기적 신호로 변환시키는 수단으로서, 음압의 변화에 비례하는 전류 또는 전압 신호를 형성할 수 있다.

마이크로폰(14)은 특정의 공간에서 사람이 활동 중인가 정적인 상태로 머물고 있는가(예컨대 수면 상태)에 대한 판단의 정확성을 고려하여 조명등(15) 등과 같이 실내의 중앙부에 설치하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 따른 선택스위치(16)는 온·자동·오프의 세 가지 모드를 구비하고, 사용자의 수동 조작으로 상태가 변경된다.

온·오프 모드는 본 발명의 목적과 무관하게 종래와 같이 조명등(15)을 수동으로 조작하기 위한 것이고, 자동 모드는 본 발명의 목적에 부합하는 기능을 발휘하기 위한 것이다.

또, 본 발명에 따른 마이컴제어기(10)는 자체의 메모리, A/D컨버터, 카운터부, 구동부 등을 지니고, 상기 적외선센서(11)(12)·광센서(13)·마이크로폰(14) 등으로부터 입력을 받아 사람의 유무를 판단하여 조명등(15)을 온·오프 시킨다.

마이컴제어기(10)는 CPU·메모리·입출력인터페이스 등의 주요 기능부로 지니는 마이크로 컴퓨터로서, 본 발명 따른 알고리즘의 수행을 위해 8비트 마이크로 컴퓨터를 사용하는 것도 충분하다.

도2는 도1의 마이컴제어기 내부의 결선 상태를 나타내는 블럭도가 도시된다.

마이컴제어기(10)는 전술한 주요 기능부외에 A/D컨버터·카운터부·구동부등을 지닌다. 이외에도 도시에는 없으나 가정의 교류 전원을 정류하고 5V의 전원을 안정적으로 공급하기 위한 정전압 회로 및 정전시에도 동작의 연속성을 유지하기 위한 충전회로 등을 구비한다.

이러한 마이컴제어기(10)의 입력측으로 적외선센서(11)(12), 광센서(13), 마이크로폰(14)등이 연결되고, 출력측으로 각각의 조명등(15)이 연결된다.

A/D컨버터는 적외선센서(11)(12), 광센서(13), 마이크로폰(14)으로부터의 입력을 디지털 데이터화하는데, 마이크로폰(14)으로 부터의 입력은 필터부(도시 생략) 및 증폭부(도시 생략)을 거쳐 A/D컨버터에서 처리된다. 필터부 및 증폭부는 사람의 음성에 해당하는 주파수 대역에서 큰 감도를 지니도록 하는 것이 바람직하다.

A/D컨버터의 출력이 마이컴에서 소정의 기준치와 비교하는 대상으로만 이용된다면 A/D컨버터를 생략하고 OP앰프로 구성되는 비교 회로(도시 생략)을 사용하는 것도 가능하다.

카운터부는 실내의 인원수를 계수하거나 조명등(15)의 작동시간을 계산하기 위한 카운트타이머 회로이다.

구동부는 마이컴의 출력으로 가정용 교류 전원을 조명등(15)에 연결하기 위한 스위칭 회로로서 릴레이 또는 파워트랜지스터를 사용한다.

한편, 자동모드 및 수동모드를 구분하는 선택스위치(16)(도1)와 마이컴제어기(10)의 연결 상태를 도시하지 않았으나, 상기 마이컴제어기(10)는 상기 선택스위치(16)의 모드에 관계없이 항상 각각의 독립된 공간에 있는 인원수를 카운트하고 자체의 메모리에 저장한다.

이를 위해 마이컴제어기(10)는 인원수를 카운트하고 저장하는 메인프로그램과, 선택스위치(16)가 자동모드이면 후술하는 도3과 같이 모든 입력을 처리하는 서브루틴프로그램을 구비한다. 선택스위치(16)가 수동모드이면 적외선센서(11)(12)로부터의 입력만 처리하는 메인프로그램만 가동된다.

도3은 본 발명의 일실시예에 대한 동작 순서를 나타내는 플로우차트가 도시된다.

우선, 메인프로그램에 의해 마이컴제어기(10)는 선택스위치(16)의 모드에 관계없이 적외선센서(11)(12)로부터의 입력을 받는데, 한 쌍으로 구성되는 적외선센서(11)(12) 중에서 먼저 입력이 검출되는 부분이 어느 곳인가에 따라 사람이 소정의 공간을 나가는지 들어오는지 판단할 수 있다.

예컨대, 도1에서 실내에 한 사람이 있고 새로운 사람이 현관으로 들어오는 경우 외측의 적외선센서(11)에서 신호가 검출된 후 내측의 적외선센서(11)에서 신호가 검출된다. 이때 마이컴제어기(10)는 거실의 인원이 2명으로 기억한다. 사람이 현관으로 나가는 경우는 적외선센서(11)는 역순으로 신호를 검출할 수 있다.

사람이 거실과 방을 출입하는 경우도 적외선센서(12) 및 마이컴제어기(10)의 동작원리는 같다. 이와 같이 하여 거실 및 각 방의 인원수가 메모리에 저장되고 메인프로그램에 의해 주기적으로 리플레쉬된다.

이때, 선택스위치(16)가 자동모드이면 마이컴제어기(10)는 단계 ST20에서 서브루팅프로그램을 시작한다.

단계 ST21에서 광센서(13)의 입력을 받고, 단계 ST22에서 메모리 상의 기준치와 비교한다. 단계 ST22에서 야간으로 판단되는 경우에만 단계 ST23으로 가서 메인프로그램에 의해 리플레쉬되는 카운터부의 데이터를 입력한다.

단계 ST24에서 거실 또는 방의 인원수를 확인하고 사람이 있다면 단계 ST25에서 마이크로폰(14)으로부터 입력을 받는다.

단계 ST26에서 마이크로폰(14)의 입력을 일정시간(예컨대 30분) 동안 일정한 시간간격(예컨대 1분)으로 체크하여 1회라도 메모리 상의 소정치 이상으로 판단하면 단계 ST27에서 해당되는 공간의 조명등(15)을 켜고, 그렇지 않으면 단계 ST28에서 해당되는 공간의 조명등(15)을 끈다.

단계 ST27에서 조명등(15)은 시간의 지연을 필요로 하지 않지만, 단계 ST28에서는 카운터부의 타이머 기능을 이용하여 소정의 시간을 지연시킨다. 즉, 최후의 마이크로폰(14) 입력 후 소정의 시간이 경과해도 마이크로폰(14)의 재입력이 없는 경우에만 꺼지도록 한다. 만일 사람이 없는 상태에서 마이크로폰(14)의 입력이 있다면 주변의 소음으로 판단한다. 이러한 시간지연을 두지 않고 즉시 작동되도록 하는 것도 가능하다.

한편, 취침시에는 본 서브루틴프로그램의 단계 ST26에 의해 소정의 시간 후 자동적으로 조명등(15)이 꺼지나, 이보다 빨리 끄려면 선택스위치(16)를 오프 모드로 절환시킨다.

이상과 같이 본 발명의 조명기구 자동제어 장치는 주택이나 사무실 등에서 주간 또는 야간, 사람의 존재, 사람의 활동 영역을 인식하고 필요한 부분에서 조명등을 자동적으로 온·오프 제어함으로써, 주거생활에서 편리성을 제공하고 절전의 이익을 도모하는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (4)

1. 각각의 도어를 지니는 다수의 독립된 공간에서 각각의 조명등(15)을 온·오프 제어하는 장치에 있어서: 상기 도어의 상방향으로 벽상에 설치되고, 사람의 접근에 따른 아날로그 신호를 발생하는 적외선센서(11)(12); 실내에서 창문등 외부를 향해 설치되고, 외부의 광량에 따른 아날로그 신호를 발생하는 광센서(13); 상기 조명등(15) 부근에 설치되고, 음량의 변화에 따른 아날로그 신호를 발생하는 마이크로폰(14); 온·자동·오프의 세 가지 모드를 구비하고, 사용자의 수동 조작으로 상태가 변경되는 선택스위티(16); 그리고 자체의 메모리, A/D컨버터, 카운터부, 구동부 등을 지니고, 상기 적외선센서(11)(12)·광센서(13)·마이크로폰(14) 등으로부터 입력을 받아 사람의 유무를 판단하여 조명등(15)을 온·오프 시키는 마이컴제어기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기구 자동제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 적외선센서(11)(12)는 도어의 내측 및 외측으로 분리 설치되는 동일한 기능의 한 쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명기구 자동 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 선택스위치(16)는 자동모드에서만 조명등(15)을 자동제어하고, 온 또는 오프모드에서는 수동 제어하는 것을 특징으로 하는 조명기구 자동제어 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 마이컴제어기(10)는 상기 선택스위치(16)의 모드에 관계없이 항상 각각의 독립된 공간에 있는 인원수를 카운트하고, 자체의 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 조명기구 자동제어 장치.