KR200356350Y1 - 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버스정류장의 조명장치에 관한 것으로, 특히 태양전지를 이용하여 자체 생산한 전력으로 버스정류장에 발광다이오드 조명을 제공할 수 있는 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다.

본 고안의 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치는, 외부의 태양광을 받아서 직류전압을 발생시키는 태양전지와; 상기 태양전지에서 발생된 직류전압에 의해 충전되며, 제어수단의 제어에 따라 직류전압을 조명용 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에 공급하는 축전수단과; 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 공급받아 버스정류장을 조명하는 조명용 발광다이오드; 및 버스정류장 내의 사람의 존재를 감지하는 제1 승객감지 센서를 포함하고, 상기 태양전지, 상기 축전수단, 상기 조명용 발광다이오드, 및 상기 제1 승객감지 센서를 전기적으로 연결하고, 상기 제1 승객감지 센서에 의해 감지된 결과에 따라 버스정류장 내의 사람이 존재하는 경우에는 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드에 공급하여 상기 발광다이오드를 점등시키나, 반대의 경우에는 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드로부터 단절시켜 상기 발광다이오드를 소등시키는 제어수단을 포함하여 이루어진다.

Description

태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치{LED Lighting Device Using Sunshine For A Bus Stop}

본 고안은 버스정류장의 조명장치에 관한 것으로서, 특히 태양광을 이용하는 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다.

버스정류장은 버스 등이 사람이 타고 내리도록 잠시 멈추는 일정한 장소를 말하는데, 오늘날 대중교통 체계의 발달로 인하여 도심 뿐 아니라 지방도로변에도 일정한 간격으로 빠짐없이 설치되어 있다.

통상의 버스정류장에 있어서, 도심의 경우나 일부 지방도로변의 경우는 그 조명장치에 필요한 전력은 외부전원에 별도로 연결하는 공사를 통하여 공급받아왔는데, 이러한 외부전원은 고체연료나 원자력과 같이 발전에서 발생한 것으로 환경을 훼손하고 지구적인 에너지 고갈 문제에 대처할 수 없는 한계가 있다.

또한 나머지의 인구가 적은 지방도로변의 경우에 있어서는, 상기와 같은 공사의 어려움과 경제적인 이유로 버스정류장의 조명장치가 전혀 제공되지 않아서, 야간에 버스가 승객의 존재를 알아보지 못하고 버스정류장을 지나치거나, 버스를 발견하고 앞으로 나오는 승객과 충돌하여 사고를 일으키거나, 또는 어둠을 틈타서 버스를 기다리는 승객을 대상으로 한 범죄가 발생하는 등 승객의 편의와 안전에 취약함을 드러내는 경우가 종종 있었다.

본 고안은 전술한 종래 기술의 문제점을 효율적으로 해결하기 위한 것으로, 별도의 외부전원의 공급 없이 무한한 자연의 태양광을 이용해서 자체 생산한 전력으로 버스정류장의 조명장치에 전원을 공급함으로써, 기존의 조명장치를 갖춘 버스정류장은 친환경적인 조명장치를 갖는 버스정류장으로 만들고, 조명장치가 구비되지 않은 버스정류장은 경제적인 조명장치를 갖출 수 있도록 하여 승객의 편의와 안전을 보장하는 것에 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 버스정류장의 조명장치를 효율적으로 운영하기 위하여 조도의 변화나 버스의 운행시간 및 버스 정류장에 승객의 존재 여부를 고려하여 버스정류장의 조명장치의 작동여부를 결정하여 자체 생산한 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는, 경제적인 버스정류장 조명장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 전력소비가 적고, 긴 수명으로 인해 교체가 거의 없으며, 다른 조명수단에 비해 견고하고 충격에 대한 강도가 높은 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 이용한 조명을 이용함으로써, 보다 경제적이고 내구성이 있는 버스정류장 조명장치를 제공하는 것이다.

도1: 본 고안의 제1실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 대한 블럭도.

도2: 본 고안의 제2실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 대한 블럭도.

도3: 본 고안의 제3실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 대한 블럭도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 태양전지 200: 축전지

300: 제어수단 310: 전력제어기

320: 비교기 330: 광 센서

340: 제1 승객감지 센서 350: 제2 승객감지 센서

400: 발광다이오드부 410: 조명용 발광 다이오드

420: 알람용 발광다이오드

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 버스정류장 조명장치는 외부의 태양광을 받아서 직류전압을 발생시키는 태양전지와; 상기 태양전지에서 발생된 직류전압에 의해 충전되며, 제어수단의 제어에 따라 직류전압을 조명용 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에 공급하는 축전수단과; 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 공급받아 버스정류장을 조명하는 조명용 발광다이오드; 및 상기 태양전지, 상기 축전수단, 및 상기 조명용 발광다이오드를 전기적으로 연결하고, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드에 공급하여 상기 발광다이오드를 점등시키거나, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드로부터 단절시켜 상기 발광다이오드를 소등시키는 제어수단을 포함하여 이루어지는 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치인 것을 특징을 한다.

상기 제어수단은, 주변의 조도에 따른 버스정류장의 조명을 위해, 상기 태양전지의 출력전압의 변화를 감지하고 이를 미리 프로그램된 설정 값과 비교하여, 상기 축전수단에 충전된 직류전압을 상기 조명용 발광다이오드에 공급하거나 상기 조명용 발광다이오드로의 공급을 차단하는 제어신호를 발생시키는 비교기를 포함하는 제어수단인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어수단은, 상기 축전수단에 충전된 전압을 효율적으로 활용하기 위하여, 미리 설정된 버스의 미 운행 시각에는 주변의 조도와 관계없이 상기 조명용 발광다이오드로의 직류전압의 공급을 차단하는 전력제어기를 포함하는 제어수단인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어수단은, 상기 축전수단의 과 충전으로부터 축전수단을 보호하기 위한 과 충전 방지회로와 상기 축전수단의 과 방전으로부터 상기 축전수단을 보호하기 위한 과 방전 방지회로를 구비한 전력제어기를 포함하는 제어수단인 것을 특징으로 한다.

상기 축전수단은, 그 경제성과 유지보수의 편리성을 고려하여 무보수 완전밀폐형 가스 재결합 식 납 축전지인 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단에는, 축전수단에 충전된 전원을 효율적으로 활용하기 위하여 버스정류장 내의 사람의 존재를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 센서에 의해 감지된 결과에 따라 버스정류장 내의 사람이 존재하는 경우에는 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드에 공급하여 상기 발광다이오드를 점등시키나, 반대의 경우에는 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드로부터 단절시켜 상기 발광다이오드를 소등시키는 제어수단인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어수단은 버스정류장 내의 특정된 승차구역 내에 버스정류장에 진입하는 당해 버스에 승차할 승객이 존재하는 경우에 이를 감지하는 승객감지 센서를 더 포함하는 제어수단이고, 상기 발광다이오드는 상기 승객감지 센서에 의해 감지된 결과에 따라 버스정류장에 접근하는 당해 버스에 승차구역 내의 승차할 승객의 존재를 알려주는 알람용 발광다이오드를 더 포함하는 발광다이오드인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어수단의 센서는, 승객의 편의와 신뢰성을 높이기 위하여, 바람직하게는 열 센서와 초음파 센서를 병용한 센서인 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 등에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음을 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도1은 본 고안의 제1실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도1을 참조하면, 본 고안의 제1실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치는 태양전지(100), 축전지(200), 제어수단(300), 및 조명용 발광다이오드(410)를 포함한다.

상기 태양전지(solar cell)(100)는 태양광과 같은 외부의 빛을 수광하여 직류전압을 발생시키고, 이 직류전압을 상기 축전지(200)에 공급하여 궁극적으로 조명용 발광다이오드(410)의 전력공급원이 된다. 상기 태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 반도체 소자로서, p형의 반도체와 n형의 반도체의 접합형태를 가지며 그 기본구조는 다이오드와 동일하다. 외부에서 빛이 태양전지에 입사되었을 때 p-형 반도체의 전도대(conduction band) 전자(electron)는 입사된 광에너지에 의해 가전자대(valence band)로 여기된다. 이렇게 여기된 전자는 p-형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(EHP: electron hole pair)을 생성하게 된다. 이렇게 해서 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 pn 접합 사이에 존재하는 전기장(electric field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.

상기 축전지(200)는 태양전지(100)에서 발생되는 직류전압을 아래 기술할 상기 제어수단(300)을 통해 받아서 충전되며, 상기 제어수단(300)의 제어신호에 의해 방전하여 상기 직류전압을 상기 조명용 발광다이오드(410)에 공급한다. 축전지에는 일반적으로 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 축전지 같은 알칼리계 축전지와 납(연) 축전지가 있다. 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 축전지는 종래에 가장 널리 사용되는 충전식 전지이나,제작비가 쌀 뿐 아니라 출력이 높고 방전 과정에서 매우 안정한 전압을 내보내는 장점이 있으나 오염 물질인 카드뮴을 사용할 뿐 아니라 전지의 용량이 상대적으로 작고 무게가 무겁고 무엇보다도 '메모리 효과'가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 따라서 태양전지와 함께 사용하기에는 가장 긴 역사를 가지며, 싼 가격으로 제조가 가능하고 기술완성도가 높은 납(연) 축전지가 바람직하다. 나아가, 납 축전지 중에서도 일반 액산 연축전지 보다는 무보수 밀폐형 축전지가 바람직하다. 후자는 전자에 비교하여, 방출가스공해가 없고 세우거나 뒤집어 놓아도 액 누출이 없어 환경친화 적이며, 수명종료 시까지 전해액을 보충하는 등의 유지보수가 불필요하여 경제적이고, 또한 넓은 온도범위에서 사용할 수 있어 유용하며, 자기 방전율이 낮아 수명이 더 긴 이점이 있기 때문이다. 상기 축전지(200)는 만충시에 대략 13.3V~13.5V의 전압을 가지며, 완전 방전시의 전압은 대략 10.7V정도이다.

상기 제어수단(300)은 전력제어기(310), 비교기(320)를 포함하며, 상기 태양전지(100), 상기 축전지(200), 및 조명용 발광다이오드(410)를 전기적으로 연결하고, 상기 축전지(200)로부터 방전되는 직류전압을 상기 조명용 발광다이오드(410)에 공급하여 상기 조명용 발광다이오드(410)를 점등시키거나, 상기 축전지(200)로부터 방전되는 직류전압을 상기 조명용 발광다이오드(410)로부터 단절시켜 상기 조명용 발광다이오드(410)를 소등시킨다.

상기 제어수단(300)이 상기 조명용 발광다이오드(410)를 점등/소등하는 방식에는 크게 4가지가 있을 수 있다.

첫째는, 비교기(320)를 이용하는 방식으로서, 상기 태양전지(100)로부터 공급되는 직류전압을 조도 변화에 따른 점등/소등의 제어를 위해 미리 설정된 기준전압(VREF)과 비교하여 기준전압 이하인 경우에는 상기 조명용 발광다이오드(410)의 점등을 지시하는 신호를, 반대의 경우에는 상기 조명용 발광다이오드(410)의 소등을 지시하는 신호를 전력제어기(310)에 내보내서 점등/소등을 제어한다.

둘째는, 첫째 방식과 비슷하나 상기 비교기(320) 대신에 광 센서(330)를 사용하여 조도의 변화를 직접 감지한 다는 것에 특징이 있다.

셋째는, 첫째나 둘째 방식을 개선한 것으로서, 상기 전력제어기(310)에 내장된 마이크로프로세서를 이용하여 버스가 운행하지 않는 시간대에는 상기 조명용 발광다이오드(410)를 소등시키는 방식이다. 예를 들어, 일몰시간이 저녁 6시이고 일출시간이 아침 6시며, 버스가 운행하지 않는 시간대가 새벽 0시부터 4시까지인 경우에 있어서, 상기 비교기(310) 또는 상기 광 센서(330)의 작용에 의하여 대략 저녁 6시부터 상기 조명용 발광다이오드(410)가 점등되었다가 상기 전력제어기(310)에 내장된 마이크로프로세서에 의해 소등으로 설정된 시간대인 새벽 0시부터 4시까지는 소등이 되고, 다시 새벽 4시에 점등이 되었다가 대략 새벽 6시에 상기 비교기(310) 또는 상기 광 센서(330)의 작용에 의해 소등된다. 이 방식은 버스가 운행하지 않는 시간대에도 상기 발광다이오드(410)가 점등이 되어 불필요한 전력을 낭비하는 문제점을 해결하여, 보다 경제적이며 효율적인 본 고안에 따른 조명장치를 구현하는 이점이 있으며, 상기 버스 미 운행 시간대는 상기 전력제어기(310)에 조작하여 적절하게 조절할 수 있다.

넷째는, 버스정류장 내에 사람의 존재를 감지하여 상기 조명용발광다이오드(410)를 점등하는 방식으로서, 셋째 방식을 보다 개선한 것으로서, 훨씬 더 경제적이며 효율적으로 본 고안에 따르는 조명장치를 구현하는 이점이 있다. 이에 대하여는 다음의 제2실시예에서 구체적으로 기술하기로 한다.

상기 전력제어기(310)는 또한 과 충전 방지회로, 과방전 방지회로, 역 전류 방지회로, 및 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 상기 과 충전 방지회로는 상기 축전지(200)를 보호하기 위한 회로로서 태양전지(100)에서 생산된 전력이 상기 축전지(200) 용량 이상으로 충전되지 않도록 보호하는 기능을 한다. 상기 과방전 방지회로는 역시 상기 축전지(200)를 보호하기 위한 회로로서 상기 축전지(200)의 충전량이 부족하여 조명용 발광다이오드(410) 등의 부하에 전력을 공급하기 어려울 때 부하 측에 전력공급을 중단시킴으로써 상기 축전지(200)를 보호한다. 상기 축전지(200)의 과 방전 차단 전압은 대략 11.7V이며, 본 고안의 고안자는 과 방전 차단 재접속전압은 12.2V로 설정함이 바람직하는 것을 발견하였다. 여기서 과 방전 차단 재접속전압이란 과 방전으로 상기 축전지(200)가 차단되고 다시 충전되었으나 상기 재접속전압을 넘지 못하는 경우에는 상기 축전지의 방전을 허용치 않은 전압으로 상기 축전지(200)의 수명을 최대한 활용하기 설정한 값이다. 상기 역 전류 방지회로는 태양전지(100)에서 축전지(200) 방향으로 전류가 흐를 수 있으나, 역으로는 전류가 흐르지 않게 함으로써 주간에는 상기 태양전지(100)에 의하여 생성된 전류가 상기 축전지(200)에 충전되나 야간에는 상기 축전지(200)에서 상기 태양전지(100)로 전류가 흐르는 것을 차단하여 야간에 상기 태양전지(100)에서 전력을 소모하지 않게 한다. 상기 마이크로프로세서는 프로그램으로 일몰과 일출신간을 자동 연산하여 점등과 소등을 계절에 관계없이 자동 동작시키며 점등시간을 10단계로 조절할 수 있다.

상기 조명용 발광다이오드(410)는, 상기 제어수단(300)에 의해 상기 축전지(200)로부터 공급되는 전력을 제공받아 버스정류장 내를 조명한다. 발광다이오드는 Light-Emitting Diode로서 약어로 LED라 고도 하는데, 일반 전자기기의 표시등이나 숫자 표시에 사용됨으로써 우리생활과 친숙해졌다. LED는 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 Positive-negative 접합(Junction)부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다. 이렇게 빛을 방출하는 칩은 보편적으로 0.25㎟로 매우 작으며 LED 크기는 플라스틱 렌즈와 리드프레임으로 결정된다. 단파장의 발광 다이오드는 이하에 나타내는 것과 같은 뛰어난 특징을 갖고 있다. 환경 친화적이고 안전한 '새로운 고체소자 조명광원'으로서 21세기를 향하여 그 실용화가 기대된다. 그 구체적인 장점은, 1) 광 변환 효율이 높기 때문에 소비전력이 매우 적고(전구의 1/8, 형광등의 1/2), 2) 작은 광원이기 때문에 소형화, 박형화, 경량화를 할 수 있고, 3) 수명이 길며(50~100배), 4) 열적 방전적 발광이 아니기 때문에 여열시간이 불필요하여 점등, 소등속도가 매우 빠르고(200만 배), 5) 점등회로, 구동장치 등의 기구를 간이로 할 수 있어 부속품이 적게 들며, 6) gas, filament가 없기 때문에 충격에 강하고 안전하고 유지보수 노력이 적게 들고, 7) 안정적인 직류 점등방식을 위한 소비전력이 적고 高반복, pulse 동작이 가능하고 또한 시신경의 피로를 저감할 수 있으며, 8) 반영구적인 사용이기때문에 쓰레기를 발생시키지 않고, 9) 형광등과 같은 수은, 방전용 gas를 사용하지 않기 때문에 환경 친화적인 조명광원이라는 것이다. 10) 또한, 상기 태양전지(100)로부터 발생한 직류전압을 직접 사용함으로써, 종래의 형광등이나 백열등을 사용하는 경우에 있어서, 직류전압을 교류로 바꾸기 위한 인버터의 사용을 요구하지 않는 장점도 있다. LED에서 방출하는 빛의 색깔은 반도체 칩 구성원소의 배합에 따라 파장을 만들며 이러한 파장이 빛의 색깔을 결정짓는다. 조명용 발광다이오드(410)에서 종래의 형광등 불빛을 얻기 위해서는 백색의 발광다이오드를, 보다 밝은 조명을 원한다면 노란색의 발광다이오드를 사용함이 바람직하다. 그러나, 구체적인 조건에 따라서 다른 색상의 발광다이오드를 사용할 수 있음은 자명하다. 또한 발광다이오드 조명등의 모양도 일자형에서 원형에 이르기까지 개개의 발광다이오드를 적절히 배치하여 원하는 모양으로 얻을 수 있다. 발광다이오드 한 개에 인가되는 전압은 4V이며, 상기 축전지(200)에서 12V의 전압이 공급되므로, 발광다이오드는 3개씩 직렬로 연결한 쌍을 병렬로 연결하여 사용한다. 발광다이오드의 사용개수는 그 성능과 경제성을 고려하여 결정할 것인데, 본 고안자는 상기 조명용 발광다이오드(410)에 사용함에 있어서는, 대략 120개를 사용함이 그 성능과 경제성 면에서 바람직함을 발견하였다. 120개의 발광다이오드를 사용하는 경우라면 3개씩 직렬로 연결한 발광다이오드 40쌍을 병렬로 연결하여 사용하게 되는 것이다. 이러한 제안은 절대적인 것이 아니며, 구체적 상황에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.

한편, 본 고안의 태양광을 이용한 버스정류장의 발광다이오드 조명장치는 전술한 제1실시예의 구성에 국한되는 것이 아니고, 제어수단 및 발광다이오드 구조를후술하는 제2실시예 및 제3실시예와 같이 변경 및 치환할 수 있다.

본 고안의 제2 및 제3실시예에서 태양전지(100), 축전지(200) 및 조명용 발광다이오드(410)는 전술한 제1실시예와 구성 및 동작상태가 실질적으로 동일하므로, 설명의 편의를 위해, 제1실시예와 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

이제 도2를 참조하여 본 고안의 제2실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장의 발광다이오드 조명장치에 대해 상세히 설명한다.

도2는 본 고안의 제2실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장의 발광다이오드 조명장치에 대한 블럭도이다. 도2를 참조하면, 본 고안의 제2실시예에 따른 조명장치는 태양전지(100), 축전지(200), 제어수단(300), 조명용 발광다이오드(410)를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 제어수단(300)은 전력제어기(310), 제1 승객감지 센서(340), 및 제2 승객감지 센서(350)를 포함한다.

상기 제어수단(300)에 있어서, 상기 제1 승객감지 센서(340)는 전술한 상기 조명용 발광다이오드(410)를 점등/소등하는 넷째 방식을 실현하기 위한 것으로서, 버스정류장 내에 승객의 존재를 감지하여 승객이 버스정류장 내에 존재하는 경우에만 상기 전력제어기(310)에 상기 조명용 발광다이오드(410)에 전력을 공급하게 하는 신호를 보낸다. 이와 같이, 일몰 후라도 버스정류장에 승객이 없는 경우에는 버스정류장의 조명을 차단함으로써, 특히 겨울처럼 일조량이 부족하여 축전지의 효율이 크게 떨어지는 때를 대비하여 축전지의 용량을 크게 하여야만 하는 부담을 줄일수 있어서 매우 경제적이다. 이러한 점등/소등 방식은 제1 승객감지 센서(340)의 적절한 구성에 의하여 효율적으로 달성될 수 있다. 본 고안자는 상기 제1 승객감지 센서(340)로는 열 감지 센서와 초음파 센서를 병용하여 사용하는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 보통 인체감지 센서로 사용하는 것이 열 감지 센서이나 이는 인체의 움직임을 한번만 감지하여 인체의 움직임이 감지되면 자체 내장된 타이머로 대략 15초동안 사람이 존재를 가정한 신호를 출력한다. 따라서 사람이 계속해서 일정 수준의 동작을 취하지 않는 이상 처음 감지로부터 대략 15초 이후에는 사람의 존재를 무시하는 결과를 가져온다. 그래서 버스정류장에 적용될 센서로는 열 감지 센서와 초음파 센서를 병용하여 사용하는 것이 바람직하다. 초음파 센서는 음파의 메아리 현상을 이용한 것으로, 음파를 발생시키는 EMITTER부분이 있어 음파가 되돌아온 시간차를 분석하여 물체의 유무를 감지한다. 이 양 센서를 병용하여 사용하는 경우에 있어서, 승객이 버스정류장 안에 들어오면 열 감지 센서로 승객을 감지하고 초음파 센서로 승객의 유무를 결정한다. 이에 의하여 열 감지 센서만을 사용할 경우에, 버스정류장내에 승객이 자신의 존재를 알리기 위해 계속 일정 수준의 동작을 취해야 하는 불편은 극복된다. 하지만, 이러한 제안이 절대적인 것은 아니며, 다른 센서, 또는 다른 센서들의 조합을 승객감지 센서로 사용하는 것을 배제함이 아님은 자명하다.

이제 도3을 참조하여 본 고안의 제3실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장의 발광다이오드 조명장치에 대해 상세히 설명한다.

도3은 본 고안의 제3실시예에 따른 태양광을 이용한 버스정류장의 발광다이오드 조명장치에 대한 블럭도이다.

도3을 참조하면, 본 고안의 제3실시예에 따른 조명장치는 태양전지(100), 축전지(200), 제어수단(300), 발광다이오드부(400)를 포함한다.

본 실시예에 있어서, 상기 제어수단(300)은 제2 승객감지 센서(350)를 더 포함하고, 발광다이오드부(400)는 알람용 발광다이오드(420)를 더 포함한다.

상기 제2 승객감지 센서(350)의 구성 및 기능은 제1 승객감지센서(330)와 동일할 수 있다. 상기 제2 승객감지 센서(350)는 버스정류장 내에서 승객이 버스에 승차하는 잘 드러난 지정된 승차구역에 설치되며, 버스정류장에 접근하는 버스를 인식한 승객이 당해 버스에 승차하고자 할 때에 이 승차구역으로 이동하면 이를 감지하여 알람용 발광다이오드(420)를 점등시키는 신호를 상기 전력제어기(310)에 보내게 된다.

상기 알람용 발광다이오드(420)는 상기 제2 승객감지 센서(350)의 감지 결과에 따라 버스정류장 내에 승차할 승객의 존재를 버스정류장에 접근하는 버스에 알려주는 기능을 한다. 이는 버스정류장 내에 승객이 존재함에도 불구하고 버스기사의 부주의로 버스정류장을 무 정차 통과하는 것을 방지하기 위함이다. 상기 알람용 발광다이오드(420)는 상기 제2 승객감지 센서(350)의 감지 결과에 따라 승차할 승객의 존재를 버스정류장에 진입하는 버스에 알리기 위해서 승객이 승차구역에서 이탈 시까지 계속 켜지거나, 이탈 시까지 일정 시간 간격으로 점멸하는 방식으로 작동할 수 있다.

본 고안은 상기와 같이 도면에 의한 제1, 제2, 및 제3실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

본 고안의 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 의하면, 별도의 외부전원의 공급 없이 무한한 자연의 태양광을 이용해서 자체 생산한 전력으로 버스정류장의 조명장치에 전원을 공급함으로써, 버스정류장의 조명장치를 경제적이고 친환경적인 조명장치로 바꾸거나 설치하게 할 수 있다.

또한, 본 고안의 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 의하면, 조도의 변화나 버스의 운행시간 및 버스 정류장에 승객의 존재 여부를 고려하여 버스정류장의 조명장치의 작동여부를 결정함으로써 자체 생산한 에너지를 효율적으로 활용할 수 있어 더욱 경제적이며, 승객의 편의와 안전을 확보한 버스정류장 조명장치를 구현할 수 있다.

그리고, 본 고안의 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치에 의하면, 긴 수명으로 인해 교체가 거의 없으며, 다른 조명수단에 비해 견고하고 충격에 대한 강도가 높은 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 이용한 조명을 이용함으로써, 보다 경제적이고 내구성이 있는 버스정류장 조명장치를 구현할 수 있다.

Claims (4)

1. 외부의 태양광을 받아서 직류전압을 발생시키는 태양전지;

   상기 태양전지에서 발생된 직류전압에 의해 충전되며, 제어수단의 제어에 따라 직류전압을 조명용 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에 공급하는 축전수단;

   상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 공급받아 버스정류장을 조명하는 조명용 발광다이오드; 및

   버스정류장 내의 사람의 존재를 감지하는 제1 승객감지 센서를 포함하고, 상기 태양전지, 상기 축전수단, 상기 조명용 발광다이오드, 및 상기 제1 승객감지 센서를 전기적으로 연결하고, 상기 제1 승객감지 센서에 의해 감지된 결과에 따라 버스정류장 내의 사람이 존재하는 경우에는 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드에 공급하여 상기 발광다이오드를 점등시키나, 반대의 경우에는 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드로부터 단절시켜 상기 발광다이오드를 소등시키는 제어수단;

   을 포함하여 이루어지는, 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서, 버스정류장 내의 승차구역에 버스정류장에 진입하는 당해 버스에 승차할 승객이 존재하는 경우에 이를 감지하는 제2 승객감지 센서와 상기제2 승객감지 센서에 의해 감지된 결과에 따라 버스정류장에 접근하는 당해 버스에 승차구역 내의 승차할 승객의 존재를 알려주는 알람용 발광다이오드를 더 포함하여 이루어지는, 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 축전수단은 무보수 완전밀폐형 가스재결합식 납 축전전지이고 또는 상기 센서는 열 감지 센서와 초음파 센서를 병용한 센서인 것을 특징으로 하는, 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치.
4. 외부의 태양광을 받아서 직류전압을 발생시키는 태양전지;

   상기 태양전지에서 발생된 직류전압에 의해 충전되며, 제어수단의 제어에 따라 직류전압을 조명용 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에 공급하는 축전수단;

   상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 공급받아 버스정류장을 조명하는 조명용 발광다이오드; 및

   상기 태양전지, 상기 축전수단, 및 상기 조명용 발광다이오드를 전기적으로 연결하고, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드에 공급하여 상기 발광다이오드를 점등시키거나, 상기 축전수단으로부터 방전되는 직류전압을 상기 발광다이오드로부터 단절시켜 상기 발광다이오드를 소등시키는 제어수단;

   을 포함하여 이루어지며,

   상기 제어수단은 주변의 조도에 따른 버스정류장의 조명을 위해, 상기 태양전지의 출력전압의 변화를 감지하고 이를 미리 프로그램된 설정 값과 비교하여, 상기 축전수단에 충전된 직류전압을 상기 조명용 발광다이오드에 공급하거나 상기 조명용 발광다이오드로의 공급을 차단하는 제어신호를 발생시키는 비교기를 포함하고, 미리 설정된 버스의 미 운행 시각에는 주변의 조도와 관계없이 상기 조명용 발광다이오드로의 직류전압의 공급을 차단하는 전력제어기를 포함하는 제어수단인 것을 특징으로 하는, 태양광을 이용한 버스정류장 발광다이오드 조명장치.