KR200421359Y1 - 항로 표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템 - Google Patents

항로 표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 항로표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템을 개시한다.
본 고안의 항로표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템은 가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 LED 모듈; 상기 복수의 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 지지 플레이트; 상기 복수의 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 보조 프레임; 및 상기 복수의 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 보조 프레임을 지지하는 메인 프레임을 포함하고, 상기 복수의 LED 모듈은 각각 LED 모듈용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB); 상기 LED 모듈용 PCB 상에 가로 및 세로 방향으로 배열되며, 착탈 가능하게 장착되는 복수의 LED; 상기 LED 모듈용 PCB 상의 소정 위치에 장착되는 로컬 컨트롤러용 PCB; 상기 로컬 컨트롤러용 PCB 상에 장착되는 로컬 컨트롤러; 및 상기 로컬 컨트롤러와 연결되는 로컬 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 복수의 LED는 상기 가로 방향 또는 상기 세로 방향 중 어느 한 방향으로 직렬로 연결되는 복수의 LED 어레이를 제공하도록 연결되되, 상기 복수의 LED 어레이 내의 일측단 LED가 각각 상기 로컬 컨트롤러에 연결되며, 상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED가 각각 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되는 것을 특징으로 한다.
항로표지장치, 도등 시스템

Description

항로 표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템{Beacon System for aiding navigation and Leading light system using the same}
도 1은 본 고안에 따른 항로표지장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 고안에 따른 항로표지장치를 구성하는 각 LED 모듈의 바람직한 실시예의 정면도를 도시한 도면이다.
도 2a는 도 2에 도시된 로컬 컨트롤러의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2에 도시된 로컬 컨트롤러의 동작 상태에 따른 LED 모듈의 고유 식별 번호를 구체적으로 표시한 도면이다.
도 2c는 도 2에 도시된 본 고안에 따른 각 LED 모듈의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 고안의 각 LED 모듈의 이면에 장착되는 방열판의 측면도를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 고안에 따른 항로표지장치를 구비한 도등 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 고안은 항로표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 고안은 LED를 이용하여 원거리에서의 시인성을 향상하고 원하는 조도의 빛을 직접 또는 원격 제어 가능하게 조사하도록 구성된 항로표지장치 및 이를 이용한 도등 시스템에 관한 것이다.
기존의 항로표지에 사용되는 조명장치는 백열등, 할로겐 램프 등과 같은 광원을 이용하고 있으며, 특히 원거리에서도 식별이 가능해야 하는 도등(導燈)의 경우에는 면광원을 구현하기 위하여 대형의 형광등을 다수개 사용하고 있다.
도등 시스템은 통상적으로 항로표지장치 또는 도등과 이를 제어하는 제어장치가 전방 및 후방의 상이한 위치에 상이한 높이로 2개가 설치되어 있다. 이러한 도등 시스템을 이용하여, 항구에 입항하는 선박 등은 자신의 위치가 전방 및 후방에 위치한 2개의 항로표지장치 또는 도등을 직선으로 연장한 가상선 상에 놓여 있는지(즉, 2개의 항로표지장치 또는 도등과 선박 등의 위치가 일직선을 이루는지) 여부를 시각적으로 판단할 수 있으며, 따라서 도등 시스템은 입항시 항로를 이탈하지 않고 정해진 항구 위치에 입항할 수 있도록 도움을 주는 장치이다.
상술한 종래 기술의 항로표지장치 또는 이를 사용하는 도등 시스템은 제어기 및 안정기 등과 같은 구성요소를 별도로 설치하여 광원의 점등 및 소등을 제어할 수 있도록 한 것으로, 다수개의 대형의 형광등을 사용하여야 하므로 전기에너지의 소모가 많을 뿐만 아니라, 제어기 및 안정기 등과 같은 구성요소의 사용으로 인한 추가 비용이 발생하고 또한 설치 비용이 상승한다는 등의 문제점이 발생한다.
또한, 종래 기술의 항로표지장치 중 형광등을 사용하는 경우에는 다수개의 형광등과 이를 제어하기 위한 여러 가지 별도의 제어 장치 등을 설치하여야 하므로 설치가 매우 까다롭다는 시공상의 문제점이 있을 뿐만 아니라, 시공 후에도 관리상의 많은 불편이 따르는 등의 문제점이 지적되고 있으며, 이러한 형광등을 사용하는 항로표지장치는 정해진 항로표지장치의 크기에 형광등을 배치하여 원하는 밝기 또는 조도를 얻는 것이 어렵게 되고, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 결국 형광등을 촘촘히 배치하여야 하는데 이 경우 유지보수 시에 촘촘히 배열된 형광등 뒷면에 있는 각각의 작은 문을 통해 형광등을 교체하여야 하는 어려움과 불편함이 따르고 또한 전력 사용량도 증가하는 등의 문제가 있었다.
아울러, 형광등을 사용하는 항로표지장치에서는 원거리에서 시인성(視認性: 시각적으로 인식할 수 있는 성능)도 떨어지게 된다. 이러한 문제점이 없이 항로표지장치로서 기능하는데 필요한 조건을 충족시키기 위해서는 궁극적으로 상당한 크기의 전력이 필요하게 되고, 이는 낮은 에너지 효율성 및 에너지 낭비로 이어지게 되는 등의 결과를 초래한다.
상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해서는, 항로표지장치의 단위면적당 원하는 조도를 얻을 수 있는 다수개의 조명장치를 설치하여 원하는 조도를 얻거나 또는 원거리에서 시인성을 향상시키기 위해 빛의 직진성을 증가시키기 위한 대형 렌즈를 사용하는 경우를 고려해 볼 수 있다. 그러나, 항로표지장치를 구성하는 조명장치의 수를 늘리거나 또는 대형 렌즈를 제작하는 것은 또다시 상당한 비용 증가로 이어지게 되는 바람직하지 못한 문제점이 여전히 발생하므로, 이에 대한 적절한 개선책이 요구되고 있다.
본 고안은 전술한 바와 같은 종래 항로표지장치 및 도등 시스템의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 고안은 LED 모듈을 포함하며, 원격 방식으로 제어 가능한 항로표지장치 및 도등 시스템을 제공하기 위한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 고안의 제 1 특징에 따르면, 항로표지장치에 있어서, 가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 LED 모듈; 상기 복수의 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 지지 플레이트; 상기 복수의 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 보조 프레임; 및 상기 복수의 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 보조 프레임을 지지하는 메인 프레임을 포함하고, 상기 복수의 LED 모듈은 각각 LED 모듈용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB); 상기 LED 모듈용 PCB 상에 가로 및 세로 방향으로 배열되며, 착탈 가능하게 장착되는 복수의 LED; 상기 LED 모듈용 PCB 상의 소정 위치에 장착되는 로컬 컨트롤러용 PCB; 상기 로컬 컨트롤러용 PCB 상에 장착되는 로컬 컨트롤러; 및 상기 로컬 컨트롤러와 연결되는 로컬 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 복수의 LED는 상기 가로 방향 또는 상기 세로 방향 중 어느 한 방향으로 직렬로 연결되는 복수의 LED 어레이를 제공하도록 연결되되, 상기 복수의 LED 어레이 내의 일측단 LED가 각각 상기 로컬 컨트롤러에 연결되며, 상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED가 각각 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되는 항로표지장치를 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 제 2 특징에 따르면, 제 1 도등 시스템 및 제 2 도등 시스템으로 구성되는 도등 시스템에 있어서, 상기 제 1 도등 시스템과 상기 제 2 도등 시스템과 실질적으로 동일하며, 각각 설치되는 위치가 서로 상이하고, 상기 제 1 도등 시스템은 제 1 철제 구조물; 상기 제 1 철제 구조물 상에 고정 부착되는 제 1 항로표지장치; 상기 제 1 항로표지장치에 연결되며, 상기 제 1 철제 구조물에 고정 설치되는 제 1 분전반; 및 상기 제 1 분전반에 연결되는 제 1 메인 컨트롤러를 포함하고,
상기 제 2 도등 시스템은 제 2 철제 구조물; 상기 제 2 철제 구조물 상에 고정 부착되는 제 2 항로표지장치; 상기 제 2 항로표지장치에 연결되며, 상기 제 2 철제 구조물에 고정 설치되는 제 2 분전반; 및 상기 제 2 분전반에 연결되는 제 2 메인 컨트롤러를 포함하며, 상기 제 1 항로표지장치는 가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 제 1 LED 모듈; 상기 복수의 제 1 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 제 1 지지 플레이트; 상기 복수의 제 1 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 제 1 보조 프레임; 및 상기 복수의 제 1 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 제 1 보조 프레임을 지지하는 제 1 메인 프레임을 포함하고, 상기 제 2 항로표지장치는 가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 제 2 LED 모듈; 상기 복수의 제 2 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 제 2 지지 플레이트; 상기 복수의 제 2 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 제 2 보조 프레임; 및 상기 복수의 제 2 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 제 2 보조 프레임을 지지하는 제 2 메인 프레임을 포함하는 도등 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
이하에서 본 고안의 실시예 및 도면을 참조하여 본 고안을 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 항로표지장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1 에 도시된 본 고안에 따른 항로표지장치를 구성하는 각 LED 모듈의 바람직한 실시예의 정면도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 항로표지장치(100)는 가로 및 세로 방향으로 각각 배열되는 복수의 LED 모듈(110)을 포함하고 있다. 도 1에 도시된 항로표지장치(100)는 LED 모듈(110)이 가로 및 세로 방향으로 5개씩 총 25개가 배열되는 것으로 도시되어 있으며, 각각의 모듈 번호가 1 내지 25로 표시되어 있다. 당업자라면 본 고안의 항로표지장치(100)에 사용되는 LED 모듈의 수가 필요에 따라 증감될 수 있다는 것을 충분히 이해할 것이다. 각각의 LED 모듈(110)은 예를 들어, 모듈 번호 제 1 번 내지 제 25번은 각각 직류 전원(DC power: 미도시)의 단자번호 제 1 번 내지 제 25번에 연결된다. LED 모듈(110) 간의 접속은 통상적인 직렬 통신 인터페이스 프로토콜인 RS-485가 사용되지만, 당업자라면 RS-485 이외에 대표적인 통신 프로토콜인 RS-232 또는 기타 적합한 통신 프로토콜이 사용될 수도 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 각각의 LED 모듈(110)은 지지 플레이트(150)(도 2 참조) 상에 고정 설치되며, 이들 지지 플레이트(150)는 복수의 보조 프레임(120)에 고정 설치된다. 복수의 보조 프레임(120)은 4각형 형상의 메인 프레임(130) 중 상부 및 하부 프레임 상에 고정 설치되어, 메인 프레임(130)이 복수의 보조 프레임(120)을 지지한다. 그러나, 당업자라면 복수의 보조 프레임(120)이 4각형 형상의 메인 프레임(130) 중 양 측면 프레임 상에 고정 설치될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 보조 프레임(120)과 메인 프레임(130)은 통상적으로 철제 빔(beam)으로 구성되며, LED 모듈(110)과 보조 프레임(120)을 고정 설치하는 수단으로는 통상적인 고정 수단인 볼트와 너트, 또는 나사 등이 사용될 수 있다.
도 1에는 복수의 보조 프레임(120)이 메인 프레임(130)에 수직방향으로 설치되는 것으로 도시되어 있지만, 당업자라면 복수의 보조 프레임(120)이 메인 프레임(130)에 수평방향으로 설치될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, LED 모듈(110)은 또한 가로 및 세로 방향으로 각각 배열되는 복수의 LED(140)를 포함한다. 도 2에는 복수의 LED(140)가 가로 및 세로 방향으로 각각 6개씩 36개가 배열되는 것으로 도시되어 있지만, 당업자라면 이러한 복수의 LED(140)의 개수는 필요에 따라 증감될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 또한, LED 모듈(110)은 복수의 LED(140)를 보호하기 위해 전면부에 소정 두께의 강화 유리(미도시)가 부착될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, LED 모듈(110)은 지지 플레이트(150) 상에 고정 설치된다. 지지 플레이트(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 보조 프레임(120)에 고정 설치된다. LED 모듈(110)은 LED 모듈용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)(160)을 포함하며, 각각의 LED(140)는 LED 모듈용 PCB(160) 상에 착탈 가능하 게 장착된다. LED 모듈용 PCB(160)는 알루미늄(Al)과 같은 금속 기판이 사용된다. 또한, LED 모듈(110)은 LED 모듈용 PCB(160) 상에 장착되는 로컬 컨트롤러용 PCB(170)를 포함하며, 로컬 컨트롤러용 PCB(170) 상에는 로컬 컨트롤러(180)가 장착된다. 로컬 컨트롤러(180)는 각각의 LED 모듈(110) 상에 장착된 복수의 LED(140)의 동작 상태를 제어한다. 이를 위해 로컬 컨트롤러(180)는 내부에 후술하는 메인 컨트롤러(Main Controller)로부터 전송되는 예를 들어 RS-485 통신 형식의 명령을 수신하고, 이러한 통신 명령에 따라 LED 모듈(110)의 밝기 조절 기능, 온/오프(ON/OFF) 기능, 및 각 LED(140)의 고장 감지 기능 등을 수행하는 로컬 마이크로프로세서(200, 도 2c 참조) 및 통신부(미도시)를 포함한다. 마이크로프로세서(200)는 통신부를 통해 수신된 명령 데이터가 해당 LED 모듈(110)의 고유 어드레스인지를 확인하고, 고유 어드레스인 것으로 확인되면 해당 명령에 따른 각각의 기능(밝기 조절 기능, 온/오프(ON/OFF) 기능, 및 각 LED(140)의 고장 감지 기능 등)을 제어한다.
도 2a는 도 2에 도시된 로컬 컨트롤러의 구체적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2에 도시된 로컬 컨트롤러의 동작 상태에 따른 LED 모듈의 고유 식별 번호를 구체적으로 표시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 로컬 컨트롤러(180)는 구체적으로 딥 스위치(dip switch: 182)와 로터리 스위치(rotary switch: 184)를 포함한다. 이들 딥 스위치(182)와 로터리 스위치(184)는 도 1에 도시된 각 LED 모듈(110)의 고유 번호(모듈 번호)를 식별(identify)하는데 사용된다. 딥 스위치(182)는 3개의 온/오프 단자를 구비하고 있으며, 로터리 스위치(184) 상에는 아라비아 숫자 1 내지 9 및 영문자 대문자 A 내지 F가 제공되며, 각각의 아라비아 숫자 및 영문자를 가리키는 화살표가 제공된다. 예를 들어, LED 모듈(110)의 고유 식별 번호인 모듈 번호 제 1번은 딥 스위치(182)의 세 개의 온/오프 단자가 모두 오프 상태에 있고, 로터리 스위치(184)의 화살표가 아라비아 숫자 1을 가리키는 경우에 해당한다. 또한, LED 모듈(110)의 고유 식별 번호인 모듈 번호 제 16번은 딥 스위치(182)의 세 개의 온/오프 단자 1 및 2는 오프 상태에 있고, 단자 3은 온 상태에 있으며, 로터리 스위치(184)의 화살표는 아라비아 숫자 0을 가리키는 경우에 해당한다. 이러한 방식으로, 도 1에 도시된 25개의 LED 모듈(110)의 각각의 고유 식별 번호(모듈 번호)가 로컬 컨트롤러(180)에 의해 확인될 수 있다.
도 2c는 도 2에 도시된 본 고안에 따른 각 LED 모듈의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다. 도 2c를 참조하면, 각각의 세로 방향의 LED 어레이(array)는 직렬로 연결되어 있다. 본 고안의 실시예에서는 6개의 LED 어레이가 도시되어 있으며, 각각의 LED 어레이는 6개의 LED(140)가 직렬로 연결되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 당업자라면 LED 어레이의 개수와 각 LED 어레이 내의 LED(140)의 개수가 필요에 따라 증감될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 각 LED 어레이 내의 상부 LED(140)는 로컬 컨트롤러(180)에 연결되고, 각 LED 어레이 내의 하부 LED(140)는 펄스 변조방식(PWM)의 정전류 하이브리드 제어 회로(190)에 연결된다. 펄스 변조방식(PWM)의 정전류 하이브리드 제어 회로(190)는 각각 로컬 마이크로프로세서(200)에 연결된다. 로컬 컨트롤러(180)는 또한 직류/직류 컨버터(DC/DC converter: 192)를 통해 로컬 마이크로프로세서(200)에 연결되어 로컬 마이크로프로세서(200)를 제어한다. 로컬 컨트롤러(180)에 포함되는 딥 스위치(182)와 로터리 스위치(184)로 구성되는 LED 모듈 식별(ID) 선택 장치(194)도 로컬 마이크로프로세서(200)에 연결된다. 로컬 컨트롤러(180)에는 직류 전원 장치(미도시)로부터 직류 전원이 공급되고, 로컬 마이크로프로세서(200)는 후술하는 도 4에 도시된 메인 컨트롤러(440,442)와 예를 들어 RS-485 통신 프로토콜을 이용하여 직접 또는 원격 방식으로 양방향으로 통신이 가능하다. 좀 더 구체적으로, 로컬 마이크로프로세서(200)를 탑재하고 있는 로컬 컨트롤러(180)는 직접 또는 원격 방식으로 메인 컨트롤러(440,442: 도 4 참조)로부터 전송된 명령에 따라 각각의 하이브리드 제어 회로(190)로 펄스 변조방식(PWM)의 신호를 전송하여 각각의 LED(140)의 광도(밝기)를 예를 들어 256(=28) 단계의 소정의 원하는 고정 광도(밝기)값으로 자유롭게 제어할 수 있다. 또한, 로컬 마이크로프로세서(200)를 탑재한 로컬 컨트롤러(180)는 임의의 LED 모듈(110)을 점등 및 소등하는 기능을 수행할 수 있으며, 또한 로컬 마이크로프로세서(200)는 로컬 컨트롤러(180)가 도 4에 도시된 메인 컨트롤러(450,452)와 통신이 원활하지 않은 경우, 각각의 LED 모듈(110)이 항상 점등 상태를 유지하도록 프로그래밍될 수 있다. 나아가, 로컬 마이크로프로세서(200)를 탑재한 로컬 컨트롤러(180)는 통신부(미도시)를 통해 메인 컨트롤러(도 4 참조)로부터 자신의 고유 어드레스에 해당하는 명령 데이터(예를 들어, 소정의 LED 모듈(110)의 현재 광도(밝기)가 상술한 256 단계 중 64 단계인 경우, 이를 126 단계의 광도(밝기)로 변경하기 위해 메인 컨트롤러가 지시한 126 단계의 광도(밝기)에 해당하는 특정 기준 값)를 수신하여 각각의 LED 모듈(110)을 제어한 후, 제어된 각각의 LED 모듈(110)의 결과값과 각 LED 모듈(110) 자체의 정상/고장을 나타내는 상태값을 메인 컨트롤러에 전송하고, 메인 컨트롤러(450,452)는 이들 각각의 LED 모듈(110)로부터 수신한 결과값 및 상태값과 메인 컨트롤러(450,452) 자신의 특정 기준값 및 정상/고장을 나타내는 기준 상태값을 비교하여 각 LED 모듈(110)의 통신 상태의 이상 유무와 각 LED 모듈(110)의 고장 유무를 확인할 수 있다.
한편, 로컬 컨트롤러(180)를 포함하는 각 LED 모듈(110)은 별도의 방수 구조물(예를 들어, 방수 케이스) 내부에 위치될 수 있다. 또한, 하이브리드 제어 회로(190)는 각 LED 모듈(110)의 고장을 검지하는 기능을 구비하며, 하이브리드 제어 회로(190) 및 개별 LED(140)는 로컬 마이크로프로세서(200)와 직류/직류 컨버터(192)와 광커플러(Opto-coupler: 미도시)에 의해 전기적으로 분리되어, 전기적 간섭에 의한 오동작을 방지한다.
도 3은 도 2에 도시된 본 고안의 각 LED 모듈의 이면에 장착되는 방열판의 측면도를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 고안에 사용되는 방열판(210)은 LED 모듈(110)이 제공되는 LED 모듈용 PCB(160)의 이면에 착탈 가능하게 고정 체결된다. 방열판(210)은 금속 재질로 제조되며, 특히 알루미늄 재질로 제조되는 것이 바람직하다. 방열판(210)은 방열 효과를 높이기 위해 복수의 핀 플레이트(fin plate: 212)를 구비하며, 부식을 방지하기 위해 흑화 표면 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 방열판(210)은 LED 모듈용 PCB(160)의 이면 상에 체결시킬 때, LED 모듈용 PCB(160)와의 사이에서 발생하는 갭(gap)으로 인해 각각의 LED(140)에 의해 발 생하는 열이 LED 모듈용 PCB(160)로부터 방열판(210)으로 충분히 전달되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 불충분한 열전달을 방지하고 또한 우수한 열전달 특성을 달성하기 위해 LED 모듈용 PCB(160)와 방열판(210) 사이에 열 전도성 컴파운드(Thermally Conductive Compound)가 추가로 도포될 수 있다. 본 고안에 사용되는 열 전도성 컴파운드는 구체적으로 GE Toshiba Silicones Co., Ltd. 사로부터 입수 가능하고, 모델명이 ‘YG6111’인 열 전도성 컴파운드가 사용될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 본 고안에 따른 항로표지장치를 구비한 도등 시스템을 개락적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 고안의 도등 시스템(400)은 제 1 도등 시스템(410) 및 제 2 도등 시스템(412)으로 구성된다. 제 1 도등 시스템(410)은 제 2 도등 시스템(412)과 실질적으로 동일하며, 각각 설치되는 위치가 서로 상이하다.
제 1 도등 시스템(410) 및 제 2 도등 시스템(412)은 각각 제 1 및 제 2 철제 구조물(430,432), 상기 제 1 및 제 2 철제 구조물(420,422) 상에 고정 부착되는 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102), 상기 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102)에 연결되는 제 1 및 제 2 분전반(30,432), 상기 제 1 및 제 2 분전반(430,432)에 연결되는 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102)의 상세한 구성은 도 1 내지 도 3을 참조하여 이미 상세히 설명한 바 있으므로, 이하에서는 나머지 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102)가 각각 고정 부착되는 제 1 및 제 2 철 제 구조물(430,432)은 철탑과 같은 통상적인 철제 구조물이 사용된다. 또한, 제 1 및 제 2 방수 분전반(430,432)은 제 1 및 제 2 철제 구조물(430,432) 상에 고정 설치된다. 분전반은 주개폐기, 분기회로용 분기개폐기나 자동차단기를 모아서 설치한 것으로, 소정의 부하에 배선을 분기하는 개소에 설치되는 배전반의 일종이며, 본 고안에 사용되는 제 1 및 제 2 방수 분전반(430,432)은 통상적인 강판제 분전반 또는 캐비넷제 분전반이 사용될 수 있다. 또한, 본 고안의 목적상, 제 1 및 제 2 분전반(430,432)은 예를 들어 방수 케이스 또는 방수 분전함 내에 내장되어 방수 기능을 갖는다.
한편, 본 고안의 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 각각 제 1 및 제 2 방수 분전반(430,432)을 통해 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102)를 구성하는 각각의 LED 모듈(110)의 로컬 마이크로프로세서(200)와 양방향으로 통신하여, 로컬 마이크로프로세서(200)가 각각의 LED 모듈(110)의 광도(밝기) 조정, 온/오프(ON/OFF) 제어, 및 불량 또는 고장 상태를 감시하는 등의 제어를 할 수 있도록 해준다. 또한, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 각각의 LED 모듈(110)의 로컬 마이크로프로세서(200)와 직접 방식 또는 원격 방식에 의해 주기적으로 통신을 하여 제어 명령이 없어도 각 LED 모듈(110)의 상태를 점검할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 각각 RS-485 통신 장치가 내장된 통상적인 제 1 및 제 2 패널 PC(개인용 컴퓨터)(450,452)가 사용될 수 있으며, 각 LED 모듈(110)을 감시 또는 제어할 수 있는 별도의 운영 프로그램(OS)을 구비한다.
또한, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)에 사용되는 운영 프로그램은 일 몰/일출이나 기상 변화에 따라 자동으로 각 LED 모듈(110)의 밝기를 조절하는 프로그램을 포함하고 있으며, 이러한 프로그램 설정에 의해 야간에는 밝기를 약하게 제어하고, 주간에는 밝기를 더 세게 제어하여 주변 환경에 따른 자동 밝기 제어가 가능하다. 또한, 상술한 운영 프로그램은 계절별, 지역별 일몰/일출 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 관리자가 상주하여, 운영 프로그램을 통해 각 LED 모듈(110)을 직접 방식으로 제어하는 것이 가능하지만, 통신 단자로 USB 단자와 RS-232 포트(미도시)를 별도로 구비하여, CDMA 방식의 제 1 및 제 2 통신 모뎀(460,462)을 통해 원격 방식으로 각 LED 모듈(110)의 감시와 제어가 가능하고, 또한 각 LED 모듈(110)에 이상 또는 고장이 발생했을 경우 정해진 휴대폰으로 문자 메시지를 자동으로 발송할 수도 있다.
한편, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 각각 제 1 및 제 2 RS-485 중계기(470,472)를 추가로 구비할 수 있다. 일반적으로 RS-485 통신은 통신 기기 간의 거리와 연결된 노드(Node)에 영향을 많이 미치기 때문에, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)가 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102)로부터 멀리 떨어져 설치되는 경우, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)와 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102) 간의 통신이 안정적으로 이루어지지 않을 가능성이 존재할 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)의 제 1 및 제 2 패널 PC(450,452)와 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102) 사이에 제 1 및 제 2 RS-485 중계기(470,472)를 설치함으로써, 제 1 및 제 2 RS-485 중계기(470,472)가 소정의 버퍼(buffer) 기능을 하여 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)가 제 1 및 제 2 항로표지장 치(100,102)로부터 멀리 떨어져 설치되는 경우에도, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)와 제 1 및 제 2 항로표지장치(100,102) 간의 통신이 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 각각 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)(480,482)를 추가로 구비할 수 있다. 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(480,482)는 각각 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러(440,442)가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 차단된 전원이 복구 또는 대체 투입되기 전까지 안정적으로 전원을 지속적으로 공급한다. 좀 더 구체적으로, 제 1 및/또는 제 2 메인 컨트롤러(440,442)가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 제 1 및/또는 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 제 1 및/또는 제 2 무정전 전원 공급장치(480,482)로부터 전원 차단 상황을 시리얼 포트(serial ports)를 이용한 유선 통신으로 수신하고, 제 1 및 제 2 통신 모뎀(460,462)을 통해 차단된 상황을 원격지의 별도의 운영 감시 시스템(미도시)에 통지한다. 그 후, 소정의 일정시간 동안 차단된 전원의 복구 또는 대체가 이루어지지 않으면, 제 1 및/또는 제 2 메인 컨트롤러(440,442)는 자체적으로 안전하게 종료되어 해당 메인 컨트롤러(440,442)의 동작 프로그램에 결함이 생기지 않도록 하여 해당 메인 컨트롤러(440,442)를 보호한다.
본 고안에 따른 항로표지장치 및 도등 시스템을 사용하면, 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 복수의 LED 모듈에 대한 각각의 전류를 제어하여 각 LED 모듈의 광도(밝기) 및 온/오프(ON/OFF) 상태를 임의로 조절할 수 있다.
2. 전체 구성이 간단하고 설치 및 유지보수가 용이하다.
3. 원거리에서의 시인성과 광도(밝기)가 현저하게 향상된다.
4. 관리자가 임의의 상황에 따라 광원의 밝기 및 고장 상태 등을 원격 방식으로 제어하거나 감지할 수 있으며 항로표지장치의 효율적인 운용과 전기에너지의 절감 효과를 얻을 수 있다.
다양한 변형예가 본 고안의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 고안을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 고안의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 항로표지장치에 있어서,
    가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 LED 모듈;
    상기 복수의 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 지지 플레이트;
    상기 복수의 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 보조 프레임; 및
    상기 복수의 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 보조 프레임을 지지하는 메인 프레임
    을 포함하고,
    상기 복수의 LED 모듈은 각각
    LED 모듈용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB);
    상기 LED 모듈용 PCB 상에 가로 및 세로 방향으로 배열되며, 착탈 가능하게 장착되는 복수의 LED;
    상기 LED 모듈용 PCB 상의 소정 위치에 장착되는 로컬 컨트롤러용 PCB;
    상기 로컬 컨트롤러용 PCB 상에 장착되는 로컬 컨트롤러; 및
    상기 로컬 컨트롤러와 연결되는 로컬 마이크로프로세서
    를 포함하며,
    상기 복수의 LED는 상기 가로 방향 또는 상기 세로 방향 중 어느 한 방향으로 직렬로 연결되는 복수의 LED 어레이를 제공하도록 연결되되, 상기 복수의 LED 어레이 내의 일측단 LED가 각각 상기 로컬 컨트롤러에 연결되며,
    상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED가 각각 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되는
    항로표지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 모듈은 각각 상기 LED 모듈용 PCB의 이면에 착탈 가능하게 고정 체결되며, 복수의 핀 플레이트(fin plate)를 구비하는 금속 재질의 방열판을 추가로 포함하는 항로표지장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 LED 모듈용 PCB와 상기 방열판 사이에 열 전도성 컴파운드(Thermally Conductive Compound)를 추가로 도포되는 항로표지장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 LED 모듈(110)은 각각 별도의 방수 구조물 내부에 위치되는 항로표지장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 LED 모듈(110)은 각각 별도의 방수 구조물 내부에 위치되는 항 로표지장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 복수의 LED 모듈의 고유 번호를 식별(identify)하기 위한 딥 스위치(dip switch) 및 로터리 스위치(rotary switch)를 포함하되, 상기 딥 스위치 및 로터리 스위치는 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되고,
    상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED 각각과 상기 로컬 마이크로프로세서 사이에 펄스 변조방식(PWM)의 정전류 하이브리드 제어 회로가 추가로 제공되는
    항로표지장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 복수의 LED 모듈의 고유 번호를 식별(identify)하기 위한 딥 스위치(dip switch) 및 로터리 스위치(rotary switch)를 포함하되, 상기 딥 스위치 및 로터리 스위치는 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되고,
    상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED 각각과 상기 로컬 마이크로프로세서 사이에 펄스 변조방식(PWM)의 정전류 하이브리드 제어 회로가 추가로 제공되는
    항로표지장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 복수의 LED 모듈의 고유 번호를 식별(identify) 하기 위한 딥 스위치(dip switch) 및 로터리 스위치(rotary switch)를 포함하되, 상기 딥 스위치 및 로터리 스위치는 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되고,
    상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED 각각과 상기 로컬 마이크로프로세서 사이에 펄스 변조방식(PWM)의 정전류 하이브리드 제어 회로가 추가로 제공되는
    항로표지장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 로컬 컨트롤러는 상기 복수의 LED 모듈의 고유 번호를 식별(identify)하기 위한 딥 스위치(dip switch) 및 로터리 스위치(rotary switch)를 포함하되, 상기 딥 스위치 및 로터리 스위치는 상기 로컬 마이크로프로세서에 연결되고,
    상기 복수의 LED 어레이 내의 타측단 LED 각각과 상기 로컬 마이크로프로세서 사이에 펄스 변조방식(PWM)의 정전류 하이브리드 제어 회로가 추가로 제공되는
    항로표지장치.
  10. 제 1 도등 시스템 및 제 2 도등 시스템으로 구성되는 도등 시스템에 있어서,
    상기 제 1 도등 시스템과 상기 제 2 도등 시스템과 실질적으로 동일하며, 각각 설치되는 위치가 서로 상이하고,
    상기 제 1 도등 시스템은
    제 1 철제 구조물;
    상기 제 1 철제 구조물 상에 고정 부착되는 제 1 항로표지장치;
    상기 제 1 항로표지장치에 연결되며, 상기 제 1 철제 구조물에 고정 설치되는 제 1 분전반; 및
    상기 제 1 분전반에 연결되는 제 1 메인 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 제 2 도등 시스템은
    제 2 철제 구조물;
    상기 제 2 철제 구조물 상에 고정 부착되는 제 2 항로표지장치;
    상기 제 2 항로표지장치에 연결되며, 상기 제 2 철제 구조물에 고정 설치되는 제 2 분전반; 및
    상기 제 2 분전반에 연결되는 제 2 메인 컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 제 1 항로표지장치는
    가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 제 1 LED 모듈;
    상기 복수의 제 1 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 제 1 지지 플레이트;
    상기 복수의 제 1 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 제 1 보조 프레임; 및
    상기 복수의 제 1 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 제 1 보조 프레임을 지지하는 제 1 메인 프레임
    을 포함하고,
    상기 제 2 항로표지장치는
    가로 및 세로 방향으로 각각 배열되며, 각각이 직류 전원에 연결되는 복수의 제 2 LED 모듈;
    상기 복수의 제 2 LED 모듈이 각각 고정 설치되는 복수의 제 2 지지 플레이트;
    상기 복수의 제 2 지지 플레이트가 각각 고정 설치되는 복수의 제 2 보조 프레임; 및
    상기 복수의 제 2 보조 프레임이 고정 설치되며, 상기 복수의 제 2 보조 프레임을 지지하는 제 2 메인 프레임
    을 포함하는
    도등 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 LED 모듈은 각각
    제 1 LED 모듈용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB);
    상기 제 1 LED 모듈용 PCB 상에 가로 및 세로 방향으로 배열되며, 착탈 가능하게 장착되는 복수의 제 1 LED;
    상기 제 1 LED 모듈용 PCB 상의 소정 위치에 장착되는 제 1 로컬 컨트롤러용 PCB;
    상기 제 1 로컬 컨트롤러용 PCB 상에 장착되는 제 1 로컬 컨트롤러; 및
    상기 제 1 로컬 컨트롤러와 연결되는 제 1 로컬 마이크로프로세서
    를 포함하고,
    상기 복수의 제 1 LED는 상기 가로 방향 또는 상기 세로 방향 중 어느 한 방향으로 직렬로 연결되는 상기 복수의 제 1 LED 어레이를 제공하도록 연결되되, 상기 복수의 제 1 LED 어레이 내의 일측단 LED가 각각 상기 제 1 로컬 컨트롤러에 연결되며,
    상기 복수의 제 1 LED 어레이 내의 타측단 LED가 각각 상기 제 1 로컬 마이크로프로세서에 연결되고,
    상기 복수의 제 2 LED 모듈은 각각
    제 2 LED 모듈용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB);
    상기 제 2 LED 모듈용 PCB 상에 가로 및 세로 방향으로 배열되며, 착탈 가능하게 장착되는 복수의 제 2 LED;
    상기 제 2 LED 모듈용 PCB 상의 소정 위치에 장착되는 제 2 로컬 컨트롤러용 PCB;
    상기 제 2 로컬 컨트롤러용 PCB 상에 장착되는 제 2 로컬 컨트롤러; 및
    상기 제 2 로컬 컨트롤러와 연결되는 제 2 로컬 마이크로프로세서
    를 포함하고,
    상기 복수의 제 2 LED는 상기 가로 방향 또는 상기 세로 방향 중 어느 한 방향으로 직렬로 연결되는 상기 복수의 제 2 LED 어레이를 제공하도록 연결되되, 상 기 복수의 제 2 LED 어레이 내의 일측단 LED가 각각 상기 제 2 로컬 컨트롤러에 연결되며,
    상기 복수의 제 2 LED 어레이 내의 타측단 LED가 각각 상기 제 2 로컬 마이크로프로세서에 연결되는
    도등 시스템.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 소정의 통신 장치가 내장된 제 1 및 제 2 패널 PC로 구현되며, 일몰/일출 및/또는 기상 변화에 따라 자동으로 상기 복수의 제 1 LED 모듈 및 상기 복수의 제 2 LED 모듈을 제어할 수 있는 운영 프로그램(OS)을 구비하는 도등 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 CDMA 방식의 제 1 및 제 2 통신 모뎀을 추가로 포함하여, 상기 제 1 및 제 2 통신 모뎀을 통해 원격 방식으로 상기 복수의 제 1 LED 모듈 및 상기 복수의 제 2 LED 모듈을 제어하는 도등 시스템.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 패널 PC에 연결되는 제 1 및 제 2 RS-485 중계기를 추가로 포함하는 도등 시스템.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 패널 PC에 연결되는 제 1 및 제 2 RS-485 중계기를 추가로 포함하는 도등 시스템.
  16. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 전원을 지속적으로 공급하기 위한 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)를 추가로 포함하는 도등 시스템.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 전원을 지속적으로 공급하기 위한 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)를 추가로 포함하는 도등 시스템.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 전원을 지속적으로 공급하기 위한 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)를 추가로 포함하는 도등 시스템.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 전원을 지속적으로 공급하기 위한 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)를 추가로 포함하는 도등 시스템.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러는 각각 상기 제 1 및 제 2 메인 컨트롤러가 설치된 장소의 전원이 차단되는 경우, 전원을 지속적으로 공급하기 위한 제 1 및 제 2 무정전 전원 공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)를 추가로 포함하는 도등 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101099390B1 (ko) * 2008-12-05 2011-12-29 우리해양 주식회사 엘이디형 교량표 원격 제어 시스템

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