KR20110001911U - 태양전지와 엘이디 램프를 이용한 휴대용 전등 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양전지를 이용하고 이러한 태양전지의 전원을 이용하여 엘이디 램프를 점등시키며, 자전거용 또는 휴대용으로 편리하게 사용할 수 있는 전등에 관한 것이다.

본 고안은 내부에 회로부와 배터리가 내장된 본체부와, 엘이디 램프가 설치된 발광부로 구분된 전등을 구성하되, 본체부의 일측에는 자전거의 핸들이나 기타 골조 부분에 부착이 용이한 장착구를 구성하고 본체부의 상부 측과 후면에는 태양전지 모듈을 설치하며, 엘이디 램프가 설치되는 발광부의 내부에는 발광부에 물체가 근접할 경우 엘이디 램프의 작동을 중지시키도록 센서를 설치하였고 발전이 시작되면 엘이디 램프는 자동으로 소등되도록 제어한다.

또한, 회로부의 MPU에는 엘이디 램프의 전원소모를 최소화할 수 있는 전원 공급방식을 채택한 것을 특징으로 하는 고안이다.

태양전지, 태양광발전, 엘이디 램프, 휴대용 전등, 전조등

Description

태양전지와 엘이디 램프를 이용한 휴대용 전등{The portable electric light which uses solar battery and LED lamp}

본 고안은 태양전지를 이용하고 이러한 태양전지의 전원을 이용하여 엘이디 램프를 점등시키며, 자전거용 전조등 또는 휴대용 전등으로 편리하게 사용할 수 있는 전등에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 근래에는 자원의 고갈과 환경오염 등의 문제로 인하여 태양전지를 이용한 발전기술의 개발이 상당한 속도를 내고 있으며, 실제 가정용이나 산업용 등으로 많은 분야에서 사용되고 있다.

또한 엘이디램프 역시 전원의 소모가 적으면서도 수명도 길고 고휘도의 빛을 발할 수 있는 수단으로서 현재 거의 모든 조명수단을 대체해 나가고 있는 실정이다.

본 고안은 이러한 태양발전 기술과 엘이디 기술을 접목하여 특히 자전거의 전조등과 후미등으로 유용하며, 필요에 따라서 개인 휴대용으로 사용하기에도 적합한 전등의 제공을 목적으로 하는 것이다.

기존의 자전거용 전조등 및 후미등은 자전거에 바퀴에 의해 회전하는 발전기 를 이용하여 전원을 얻거나 건전지를 이용하기고 하였는데, 건전지를 교체하는 불편함과 건전지 가격이 고가이므로 비용이 많이 소요되는 단점이 있고, 발전기를 이용하는 경우에는 자전거기 달릴 때만 전원이 공급되므로 전등을 켠 상태로 달릴 때는 힘이 많이 들며, 휴대용으로는 전등을 사용할 수 없는 문제를 갖는 것이다.

또한, 종래의 전등들은 사용자의 ON/OFF 조작에 의해 엘이디 램프를 점등 또는 소등하고 있으므로 불편함과 동시에 사용이 불필요할 때 소등시키는 것을 잊어버려 전원을 낭비하는 경우가 많다.

상기 문제점을 감안하여 안출한 본 고안은 태양전지와 고효율 저전력의 엘이디 램프를 적용한 전등을 구성함으로써 건전지를 수시로 교체함에 따른 불편함과 비용을 절감하면서도 주간에는 휴대용 손전등으로 사용하고 야간에 편리하게 자전거용 전조등이나 후미등으로 사용할 수도 있으며, 특히 자동 오프(OFF) 기능을 이용하여 발광부분이 바닥에 닿거나 태양전지에 전압이 발생되면 램프가 자동으로 꺼지도록 하는 등 매우 편리하고 효율적으로 사용이 가능하도록 함을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 내부에 회로부와 배터리가 내장된 본체부와, 엘이디 램프가 설치된 발광부로 구분된 전등을 구성하되, 본체부의 일측에는 자전거의 핸들이나 기타 골조 부분에 부착이 용이한 장착구를 구성하고 본체부의 상부 측과 후면에는 태양전지 모듈을 설치하며, 엘이디 램프가 설치되는 발광부의 내부에는 발광부에 물체가 근접할 경우 엘이디 램프의 작동을 중지시키도록 센서를 설치하였고 발전이 시작되면 엘이디 램프는 자동으로 소등되도록 제어한다.

또한, 회로부의 MPU에는 엘이디 램프의 전원소모를 최소화할 수 있는 전원 공급방식을 채택한 것을 특징으로 하는 고안이다.

이러한 본 고안에 의하면, 일반적인 태양광발전을 이용하여 발전하고 엘이디 램프를 이용하여 점등을 하므로 고가의 배터리를 교체할 필요 없이 저렴한 비용으로 조명을 얻을 수 있는 장점은 당연할 것이다.

이와 아울러 특히 본 고안의 전등에 의하면 태양광에 의해 발전이 시작되면 자동으로 램프를 소등하도록 구성하였으므로 전원을 낭비하는 일 없이 최대한 효율적인 사용 가능하게 되었으며, 야간에도 사용이 불필요할 경우 발광부가 지면이나 벽에 닿도록 하기만 하면 램프가 소등되므로 매우 편리하다.

또한 본 고안의 전등은 전원의 사용을 최소화할 수 있도록 착시현상에 의해 사람이 감지 못 하는 범위 내에서 ON/OFF펄스가 반복되도록 제어를 함으로써 전력을 절감하여 사용토록 하였다.

아울러 본 고안의 전등을 휴대용 손전등은 물론, 자전거용 전조등이나 후미등으로도 사용할 수 있도록 구성하였으므로 자전거의 야간운행 안전에 큰 도움을 줄 수 있는 유용한 고안이라 할 수 있다.

이하 본 고안의 바람직한 구성실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 전등에 대한 내부 구성도이다.

도 2a, 2b, 2c는 본 고안의 전등에 대한 작용상태 예시도로서,

도 2a는 주간 충전상태, 도 2b는 야간 점등상태, 도 2c는 야간 소등상태이다.

본 고안의 휴대용 전등(1)은 본체부(10)와 발광부(20)로 구성된다.

본체부(10)의 외부에는 측면과 후면에 태양전지모듈(2)을 구성하였고 본체부(10)의 내부에는 MPU(11; micro processing unit)를 갖는 엘이디 구동 및 충전회로(12)를 구성하였고 배터리(13)를 연결하여 태양전지모듈(2)이 발생하는 전원을 배터리(13)에 충전하도록 하였다.

발광부(20)의 내부에는 엘이디 램프(3)를 설치하여 배터리(13)로부터 공급받은 전원으로 점등하도록 하며, 엘이디 램프(3)의 측면에는 전방을 향하여 물체를 감지하는 근접센서(21)를 설치하여 근접센서(21)가 물체를 감지하면 그 신호를 MPU(11)로 보내 야간이더라도 엘이디 램프(3)의 점등이 차단되도록 한 것이다.

그리고 MPU(11)는 엘이디 램프(3)의 점등을 구동할 때는 인체의 시각이 착시현상이 일어나는 시간 범위 내에서 일정한 간격(fs=착시현상이 일어나는 최적 펄스주파수)으로 전원을 공급하도록 설정하였으며, 태양전지모듈(2)이 태양광에 의해 발전을 시작할 때도 엘이디 램프(3)의 점등을 차단하도록 설정하여 구성한 것이다.

도 3과 같이 본체부(10)의 측면 태양전지모듈(2)이 설치된 반대 측면에는 자전거의 핸들이나 프레임을 감싸면서 고정시킬 수 있는 장착구(14)를 일체형 또는 탈부착 형으로 구성하면, 자전거용 전조등으로 사용할 수 있다.

한편, 도 4의 경우는 자전거의 후미등(1')에 적용된 한 예를 보여주는 것으로서, 이러한 후미등(1')의 경우에도 상단에 태양전지모듈(2)을 설치하는 방식으로 구성하게 되고, MPU가 동일한 기능을 하도록 하면, 후미등(1') 역시 동일한 기능을 하면서 편리하게 사용할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 된 본 고안의 전등에 대하여 사용방법에 따라 그 작용을 상세히 살펴본다.

먼저 주간에 태양광이 잘 비치는 장소에 태양전지모듈(2)이 태양빛을 잘 받을 수 있도록 휴대용 전등(10)을 안착시킨다.

태양광을 받아 태양전지모듈(2)이 발전을 하고 엘이디 구동 및 충전회로(12)가 배터리(13)에 충전을 하게 된다. 야간이 되어 발전이 중단되면 MPU(11)가 이를 감지하여 자동으로 엘이디 램프(3)를 점등한다.

특히 본 고안의 휴대용 전등(1)은 MPU(11)가 엘이디 램프(3)의 점등을 구동할 때는 인체의 시각이 착시현상이 일어나는 시간 범위 내에서 일정한 간격으로 전원을 공급하도록 설정하였다. 따라서 배터리(13)에 충전된 전기는 MPU(11)의 통제에 따라 엘이디 램프(3)의 특성에 맞추어 전압과 전류를 제어하고, 그 전기를 일정한 간격으로 공급하게 된다. 따라서 기존의 지속적인 전압공급식 엘이디 구동회로에 비하여 일정간격(펄스파)으로 전기를 공급함에 따라 소비전류와 발열을 최소화할 수 있게 된다.

즉, 인체의 시각이 착시현상이 일어나는 것을 이용한 제어 기법으로 사람의 시각으로 깜박거림을 감지할 수 없는 펄스 고주파로 전원제어를 하고 전압과 전류를 공급하여 소비전류를 최소화한다는 것이며, ON과 OFF가 반복되면서 OFF펄스 타임 만큼의 전력을 절감하게 된다. 이는 엘이디 램프의 구동 특성이 반도체 소자로 되어 가능한 것이다.

그리고 본 고안의 전등은 태양광이 유입되어 충전이 시작되면 자동으로 엘이디 램프가 소등되도록 제어되므로 전등을 꺼두는 것을 잊어버리더라도 방전을 염려할 필요가 없다.

야간 사용 중에 전등의 사용이 필요 없을 때는 바닥에 발광부(20)가 닿도록 전등(1)을 세워두면 감지센서(21)가 바닥을 감지하여 배터리(13)로 부터 전원이 공급되는 것을 차단하여 엘이디 램프(3)가 소등되도록 한다.

본 발명의 손전등은 기본적으로 휴대용 손전등으로 적합하고, 필요에 따라 장착구(4)를 이용하여 자전거에 장착하게 되면 자전거의 전조등으로 사용이 가능하게 되는데, 주간에는 자전거 운행시 자동으로 충전이 이루어지고 야간에 충전된 전원으로 자전거의 안전 주행에 사용될 수 있으며, 아울러 후미등의 경우에도 동일한 기술적 구성으로 사용이 가능하고, 점멸기능을 추가하면 자전거의 안전 운행에 더욱 유용하게 사용된다.

도 1은 본 고안의 전등에 대한 내부 구성도

도 2a, 2b, 2c는 본 고안의 전등에 대한 작용상태 예시도로서,

도 2a는 주간 충전상태, 도 2b는 야간 점등상태, 도 2c는 야간 소등상태이다.

도 3은 본 고안을 자전거 전조등으로 사용시의 예시도

도 4는 본 고안을 자전거 후미등으로 사용시의 예시도

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 전등 2: 태양전지모듈

3: 엘이디 램프

10: 본체부 11: MPU

12: 엘이디구동 및 충전회로 13: 배터리

14: 장착구

20: 발광부 21: 근접센서

Claims (2)

1. 본체부(10)와 발광부(20)로 구성되는 전등에 있어서,

   본체부(10)의 외부에는 측면과 후면에 태양전지모듈(2)을 구성하고, 내부에는 MPU(11)를 갖는 엘이디 구동 및 충전회로(12)를 구성하며,

   배터리(13)를 연결하여 태양전지모듈(2)이 발생하는 전원을 배터리(13)에 충전하도록 하며,

   발광부(20)의 내부에는 엘이디 램프(3)를 설치하여 배터리(13)로부터 공급받은 전원으로 점등하도록 하며,

   엘이디 램프(3)의 측면에는 전방을 향하여 물체를 감지하는 근접센서(21)를 설치하여 근접센서(21)가 물체를 감지하면 그 신호를 MPU(11)로 보내 야간이더라도 엘이디 램프(3)의 점등이 차단되도록 하며,

   MPU(11)는 엘이디 램프(3)의 점등을 구동할 때는 인체의 시각이 착시현상이 일어나는 시간 범위 내에서 일정한 간격으로 전원을 공급하도록 설정하고, 태양전지모듈(2)이 태양광에 의해 발전을 시작하면 엘이디 램프(3)의 점등을 차단하도록 설정하여 구성함을 특징으로 하는 태양전지와 엘이디 램프를 이용한 휴대용 전등.
2. 제1항에 있어서,

   본체부(10)의 측면 태양전지모듈(2)이 설치된 반대 측면에는 자전거의 핸들이나 프레임을 감싸면서 고정시킬 수 있는 장착구(14)를 일체형 또는 탈부착형으로 구성하여 자전거용 전조등으로 사용할 수 있도록 함을 특징으로 하는 태양전지와 엘이디 램프를 이용한 휴대용 전등.

Images