KR20100011072U - 조명등 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인체의 움직임이 없어도 인체가 존재하면 계속 점등 상태를 유지하는 조명등 제어 장치에 관한 것으로, 조명장치의 외곽에 설치되어 원격으로 온도를 측정하여 인체의 움직임 및 인체 존재를 인식하여 감지신호를 출력하는 감지 센서; 상기 감지 센서를 통해 원격으로 인체의 온도를 측정할 때 상기 조명장치와 인체간의 거리를 측정하여 인체의 거리 정보를 전달하는 초음파센서; 상기 감지 센서 및 초음파센서로부터 출력된 감지 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 증폭기를 통해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기에서 출력된 디지털 신호를 분석하여 인체의 거리, 움직임 및 인체의 존재 유무를 판독하여, 인체의 움직임이 있으면 조명등을 점등하고, 인체가 존재할 동안에는 계속하여 상기 조명등의 점등 상태를 계속 유지하고, 인체가 존재하지 않을 경우 지정된 시간 후에 자동으로 조명등이 소등되도록 제어신호를 출력하는 제어부; 그리고 상기 제어부의 제어신호에 따라 조명등에 인가되는 전원을 온/오프 하는 스위칭부를 구비하여 구성됨을 특징으로 한다.

인체감지, 인체 존재, 조명등, 제어장치, 초음파 센서, 거리

Description

조명등 제어 장치{Apparatus for controlling lamp}

본 고안은 조명등의 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인체의 거리, 움직임 및 인체 유무를 감지하여 인체의 움직임이 감지되면 자동으로 조명등을 점등하고 인체의 움직임이 없어도 인체가 존재하면 계속 점등 상태를 유지하는 조명등 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 센서를 이용한 조명등 제어 장치는, 인체의 움직임을 감지하여 인체의 움직임이 검출되면 조명등을 점등하고, 인체의 움직임이 감지되지 않으면 일정 시간 후 자동으로 조명등을 소등하여 불필요하게 소비되는 에너지를 절약할 수 있도록 하였다.

도 1은 종래의 센서 부착 조명등 제어 장치의 구성도이다.

종래의 조명등 제어 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 인체의 움직임을 감지하여 감지신호를 출력하는 감지센서(1)와, 상기 감지센서(1)에서 출력된 감지신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(2)와, 상기 증폭기(2)에서 증폭된 신호를 수신하여 인체의 움직임을 인식하고, 인체의 움직임이 감지되면 상기 조명등(5)의 스위칭부(4)를 제어하여 상기 조명등이 점등되도록 하고, 인체의 움직임이 없으면 일정 시간 카운트하여 자동으로 상기 조명등(5)이 소등되도록 상기 스위칭부(4)를 제어하는 제어부(3)를 포함하여 구성되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 센서를 이용한 조명등 제어 장치는, 인체의 움직임이 없이 조명등 근접 부에 인체가 존재하더라도 일정 시간 후 자동으로 조명등을 소등한다. 따라서, 사용자가 조명등의 점등을 계속 원할 경우에는 상기 감지센서를 향해 손을 흔들거나 인체를 움직여 조명등을 재 점등시켜야 하는 불편함이 있었다.

또한, 적외선 센서 또는 온도 센서 등의 감지센서를 이용하여 인체의 존재를 감지할 때 일정한 거리가 이격되는 경우에 정확하게 감지할 수가 없었다. 즉, 감지센서의 인체 감지거리를 임의로 설정되는데, 예를 들면 감지센서의 감지거리가 3m로 설정되어 있을 경우에 3m보다 넓은 공간에서 인체가 3m이상 이격되는 경우에 이를 감지하지 못해 조명등을 소등하게 된다.

특히, 아파트의 현관, 엘리베이터 앞 등에서는 인체가 있음에도 불구하고 조명등이 소등되므로 사용에 불편하였으며, 화장실용 조명에는 감지 센서를 이용한 제어 장치를 이용할 수 없었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조명등과 인체간의 거리, 인체의 움직임은 물론 인체의 존재 유무를 감지 센서와 초음파 센서를 통해 감지하여 인체의 움직임이 없이 인체가 존재하면 조명등의 점등을 계속 유지하는 조명등 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 조명등 제어 장치는 조명장치의 외곽에 설치되어 원격으로 온도를 측정하여 인체의 움직임 및 인체 존재를 인식하여 감지신호를 출력하는 감지 센서; 상기 감지 센서를 통해 원격으로 인체의 온도를 측정할 때 상기 조명장치와 인체간의 거리를 측정하여 인체의 거리 정보를 전달하는 초음파센서; 상기 감지 센서 및 초음파센서로부터 출력된 감지 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 증폭기를 통해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기에서 출력된 디지털 신호를 분석하여 인체의 거리, 움직임 및 인체의 존재 유무를 판독하여, 인체의 움직임이 있으면 조명등을 점등하고, 인체가 존재할 동안에는 계속하여 상기 조명등의 점등 상태를 계속 유지하고, 인체가 존재하지 않을 경우 지정된 시간 후에 자동으로 조명등이 소등되도록 제어신호를 출력하는 제어부; 그리고 상기 제어부의 제어신호에 따라 조명등에 인가되는 전원을 온/오프 하는 스위칭부를 구비하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 조명등 제어 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 조명등과 인체의 거리, 인체의 움직임을 초기에 감지하여 조명등을 점등하고, 인체가 계속 존재할 동안에는 계속하여 상기 조명등의 점등 상태를 계속 유지하고, 인체가 존재하지 않을 경우 지정된 시간 후에 자동으로 조명등을 소등하므로 조명등 사용의 편리성과 에너지 절약의 목적을 달성하여 소비자의 만족함을 증대시킬 수 있다.

둘째, 화장실, 엘리베이터 앞 및 아파트 현관 등에 적용할 경우 불필요한 에너지 소비를 줄이면서 편리하게 사용할 수 있다.

셋째, 화장실용 조명등은 일반 스위치로 전원을 온/오프할 경우, 사용자가 전원 스위치를 오프하지 않는 한, 불필요한 전력이 소비되었으나, 본 고안과 같은 제어 장치를 사용하면, 화장실내에 사람이 존재하지 않으면 자동으로 소등되므로 에너지를 절약할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 고안에 따른 조명등 제어 장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 조명등 제어 장치의 구성도이다.

본 고안에 따른 조명등 제어 장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 조명등(16)의 외곽에 설치되어 원격으로 온도를 측정하여 인체의 움직임 및 인체의 존재 유무를 인식하여 감지신호를 출력하는 감지 센서(11)와, 상기 감지 센서(11)를 통해 원격으로 온도를 측정할 때 상기 조명등(16)과 인체간의 거리를 측정하여 정보를 전달하는 초음파센서(20)와, 상기 초음파센서(20)와 상기 감지 센서(11)로부터 출력된 감지 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(12)와, 상기 증폭기(12)를 통해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC; Analog to Digital Convertor)(13)와, 상기 아날로그 디지털 변환기(13)에서 출력된 디지털 신호를 분석하여 인체의 거리, 움직임 및 인체의 존재 유무를 판독하여, 인체의 움 직임이 있으면 조명등(16)을 점등하고, 인체가 존재할 동안에는 계속하여 상기 조명등(16)의 점등 상태를 계속 유지하고, 인체가 존재하지 않을 경우 지정된 시간 후에 자동으로 조명등이 소등되도록 제어신호를 출력하는 제어부(14)와, 상기 제어부(14)의 제어신호에 따라 조명등(16)에 인가되는 전원을 온/오프 하는 스위칭부(15)를 구비하여 구성된다.

여기서, 상기 감지 센서(11)는 인체(사람)의 움직임을 인식함은 물론 인체가 존재하는지를 감지하는 센서로서, 원격으로 온도를 측정하여 인체의 움직임 및 인체 존재를 인식 가능한 서모파일(Thermopile)센서, 인체의 온도가 변화하는 동안 전류가 흐르는 것을 이용한 초전형 센서, 및 인체에서 발생된 적외선을 감지하여 인체의 움직임 및 존재를 감지하는 적외선 센서 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 감지 센서(11)로 서모파일 센서 또는 초전형 센서를 이용할 경우, 이들 센서는 주변은 온도를 반영하여 인체의 움직임 및 인체 존재 감지 신호를 출력한다.

상기 감지 센서(11)를 이용하여 온도를 측정할 때 조명등(16)과 인체간의 거리에 따라 측정된 온도에 오차가 발생할 수 있으므로 상기 초음파센서(20)를 이용하여 조명등(16)과 인체간의 거리를 측정하고 이를 근거로 온도를 측정함으로써 보다 정확하게 인체의 거리에 따른 인체의 온도를 측정할 수 있다.

상기 감지 센서(11)는 이동 또는 정지하는 인체와 배경(예를 들면 마루, 벽 등)과의 온도차를 열선(원적외선)의 변화로서 검출하며, 변화량에 따른 출력이 초 전소자로부터 출력된다. 그후, 출력된 신호를 증폭하여 콤퍼레이터에서 신호 레벨을 비교 판단하여 인체를 검출한다.

한편, 상기 초음파 센서(20)는 초음파 진동자에 초음파 펄스를 입력함으로써 동일 진동자로부터 초음파를 송파하여, 인체와 같은 물체로부터 반사한 펄스파를 초음파 진동자로 수파한다. 그후, 수파신호를 증폭하고 콤퍼레이터로 신호 레벨을 비교 판단하여 인체를 검출한다. 또한, 상기 초음파 센서(20)는 송파하고 나서 수파할 때까지의 시간과 음속으로부터 인체까지의 거리를 측정한다.

상기 초음파 센서(20)는 인체가 통과했을 때의 수파 파형 패턴과 환경 갱신시에 기억해 둔 수파 파형 패턴을 비교하여 사람 이외의 물체로부터의 반사파를 제거한다. 이렇게 해서 인체로부터의 반사파만 추출하여 그 반사파가 거리한정 범위내에 연속적으로 존재할 경우에 인체검지가 확정된 것으로 한다.

그리고 상기 감지 센서(11)는 상기 인체를 인식해야 하므로 조명 장치의 외곽에 형성이 된다.

상기 증폭기(12)는 상기 감지 센서(11)에서 출력된 미약한 신호를 증폭하는 기능으로 일반적으로 연산증폭기(Operational Amplifier : OP AMP)를 사용하며, 상기 연산증폭기는 높은 입력 임피던스와 높은 증폭도로 미약한 신호를 변형 없이 선형증폭을 할 수 있다.

상기 제어부(14)는 상기 감지 센서(11) 및 초음파 센서(20)에서 출력된 데이터를 분석하여 상기 인체의 거리, 움직임 및 존재 유무를 해석하므로 초기값을 저장하는 메모리를 구비하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 조명등 제어 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 조명등 제어 장치의 동작 순서도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 초음파센서(20) 및 상기 감지 센서(11)를 통해 인식된 조명등(16)과 인체간의 거리 및 인체의 온도 감지신호가 상기 증폭기(12)를 통해 증폭되고 아날로그 디지털 변환기(13)를 통해 디지털 신호로 변환되어 상기 제어부(14)에 입력된다(1S).

상기 제어부(14)는 상기 아날로그 디지털 변환기(13)를 통해 입력된 감지 신호 데이터를 메모리에 저장된 초기값 데이터를 읽어 들여 두 신호 데이터를 비교하여 인체의 움직임을 판단하고 더불어 인체의 존재 유무를 판단한다(2S).

즉, 상기 감지 센서(11)는 인체의 움직임이 있거나, 인체의 존재가 감지되면 상기 메모리에 저장된 초기값 데이터 이상의 하이 신호를 출력하게 된다.

초기 조명등 소등 상태에서 인체의 움직임이 있는 것으로 판단되면 상기 스위칭부(15)를 온하여 조명등을 점등한다(3S).

계속하여 인체가 있는지의 여부를 판단하기 위해 상기 감지 센서(11)로부터 입력된 조명등(16)과 인체간의 거리 및 인체의 온도에 대한 데이터를 분석하게 된다. 분석결과 사람이 있다고 판단이 되면(즉, 조명등을 점등한 상태에서도 상기 감지 센서(11)에서 출력된 신호가 상기 메모리에 저장된 초기값 이상의 신호를 유지하면), 계속하여 점등 상태를 유지하게 된다(4S).

그리고, 인체가 없다고 판단되면(즉, 상기 감지 센서(11)에서 출력된 신호가 상기 메모리에 저장된 초기값 이하의 신호를 변경되면)(4S), 상기 제어부(14)는 내장하고 있는 타이머를 작동하여 지정된 시간을 카운트하여 지정된 시간이 되면(5S), 상기 스위칭부(15)를 오프하여 조명등(16)을 소등하게 된다(6S). 물론 타이머가 작동하고 있는 시간에 다시 인체의 움직임이 감지되거나 인체의 존재로 감지되면, 타이머는 초기화 되고 조명등은 계속 점등하게 된다.

이상과 같이 인체의 정지 또는 움직임을 초기에 조명등(16)과 인체간의 거리를 초음파 센서(20)를 통해 측정하고, 그 결과에 따라 인체의 온도를 감지센서(11)를 통해 감지하여 조명을 점등하고 사람이 있는 동안에는 계속하여 점등상태를 유지하고 사람이 없게 되면 지정된 시간 후에 소등을 하여 편리성과 에너지 절약의 목적을 달성하여 소비자의 만족감을 증대시키게 된다.

즉, 본 고안의 조명등 제어장치에서 초음파센서(20)를 이용하는 것은 거리를 측정하고, 측정된 거리정보를 근거로 인체의 움직임 및 인체 존재를 인식하기 위해 온도를 측정하는 서모파일 센서와 같은 감지 센서(11)에서 감지되는 온도를 보정하여 판단하게 되면 인식 대상물인 인체의 거리가 멀어도 보정할 수 있다.

예를 들면 인체와 서모파일 센서간의 거리가 멀면 상기 서모파일 센서에서 감지되는 온도가 낮아 지게 되는데 이렇게 되면 인체의 유무를 정확하게 알수가 없기 때문에 거리에 따른 보정을 행하기 위해 조명장치와 인체의 거리를 측정하기 위해 초음파센서(20)를 구비하여 인체의 정확한 거리정보를 얻을 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 의한 조명등 제어장치에서 감지센서와 초음파센서의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 적외선 또는 서머파일 센서를 이용한 감지센서의 출력(A,B)은 거리(m)에 반비례한다. 즉, 거리(m)에 따라 센서의 감지능력을 떨어진다.

또한, 도 4b에 도시한 바와 같이, 감지센서의 감지능력은 3m로서, 3m를 벗어나는 경우에 인체를 감지할 수가 없다.

상기 감지센서의 감지거리가 3m일 경우에 3m보다 넓은 공간에서 감지센서의 출력은 A값을 얻게 되고 이를 근거로 인체가 있다는 것을 감지하여 조명등의 점등상태를 유지하게 된다.

만약에 인체가 7m 떨어진 경우에 감지센서의 출력은 B값으로서 이를 반영하지 못하고 인체가 없다고 판단되어 조명등을 자동으로 소등하게 된다.

따라서 본 고안의 조명등 제어장치에서 초음파센서를 통해 조명등과 인체의 거리정보를 측정하여 감지센서와 인체의 거리가 7m이상 이격되는 경우에도 정보를 보정함으로써 인체가 있다는 것을 제어부에 송부하여 조명등의 점등상태를 유지하도록 한다.

한편, 이상에서 설명한 본 고안은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래의 센서 부착 조명등 제어 장치의 구성도

도 2는 본 고안에 따른 조명등 제어 장치의 구성도

도 3은 본 고안에 따른 조명등 제어 장치의 동작 순서도

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 의한 조명등 제어장치에서 감지센서와 초음파센서의 동작과정을 설명하기 위한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 감지 센서 12: 증폭기

13: 아날로그 디지털 변환기 14: 제어부

15: 스위칭부 16: 조명등

20: 초음파 센서

Claims (3)

1. 조명장치의 외곽에 설치되어 원격으로 온도를 측정하여 인체의 움직임 및 인체 존재를 인식하여 감지신호를 출력하는 감지 센서;

   상기 감지 센서를 통해 원격으로 인체의 온도를 측정할 때 상기 조명장치와 인체간의 거리를 측정하여 인체의 거리 정보를 전달하는 초음파센서와,

   상기 감지 센서 및 초음파센서로부터 출력된 감지 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기;

   상기 증폭기를 통해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;

   상기 아날로그 디지털 변환기에서 출력된 디지털 신호를 분석하여 인체의 거리, 움직임 및 인체의 존재 유무를 판독하여, 인체의 움직임이 있으면 조명등을 점등하고, 인체가 존재할 동안에는 계속하여 상기 조명등의 점등 상태를 계속 유지하고, 인체가 존재하지 않을 경우 지정된 시간 후에 자동으로 조명등이 소등되도록 제어신호를 출력하는 제어부; 그리고

   상기 제어부의 제어신호에 따라 조명등에 인가되는 전원을 온/오프 하는 스위칭부를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 조명등 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지 센서는, 원격으로 온도를 측정하여 인체의 움직임 및 인체 존재를 인식 가능한 서모파일(Thermopile)센서, 인체의 온도가 변화 하는 동안 전류가 흐르는 것을 이용한 초전형 센서, 인체에서 반사되어 되돌아오는 적외선을 감지하여 인체의 움직임 및 존재를 감지하는 적외선 센서 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 조명등 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 초음파 센서는 인체가 통과했을 때의 수파 파형 패턴과 환경 갱신시에 기억해 둔 수파 파형 패턴을 비교하여 사람 이외의 물체로부터의 반사파를 제거하여 상기 인체로부터의 반사파만 추출하여 그 반사파가 거리한정 범위내에 연속적으로 존재할 경우에 인체검지를 확정하는 것을 특징으로 하는 조명등 제어 장치.

Images