KR20170072099A - 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 외부 전원이 유입되는 콘센트와 에어컨 사이에 연결되고, 상기 에어컨에 전력을 공급하는 상태에서 상기 에어컨의 전력 사용량을 연산하며 상기 전력 사용량을 기초로 소정의 제어 신호를 생성하여 무선 송출하는 원격 제어기, 및 에어컨 실외기 주변의 루버에 설치되고, 상기 원격 제어기로부터 무선 수신한 상기 제어 신호를 이용하여 상기 루버에 구비된 셔터의 개폐 동작을 제어하는 주 제어기를 포함하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 원격지에서 자동으로 실외기 주변의 셔터를 개폐시킬 수 있어 건물 외부에 실외기가 설치된 경우 무더운 날씨 등 기상 악화시에도 야외로 나가지 않고도 셔터를 개방할 수 있어 사용자의 편의성이 향상될 수 있으며, 에어컨의 동작시애 전력 사용량을 감지하여 셔터를 개폐하게 되므로 불필요한 셔터의 동작을 방지하여 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템{IoT automatic remote control system due to the use of energy}

본 발명은 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어컨의 작동 시에 검출되는 에어컨의 사용 전력량에 따라 실외기 주변에 설치된 루버의 셔터를 자동으로 제어함과 아울러 에어컨 작동 시에 셔터를 자동으로 개방시켜 실외기의 방열 작용이 원활하게 이루어지게 하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 압축기에 냉매를 고온고압의 가스로 압축하고, 압축된 가스가 응축기에서 응축되면서 액화되고, 액화된 냉매가 팽창밸브를 통과하면서 단열팽창한 후 증발기에서 기화되면서 흡열 작용을 통해 공기를 냉각시키고, 기화된 냉매가 다시 압축기로 공급되는 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉각시키도록 하고 있다.

또한, 에어컨은 냉매를 기화시키는 증발기와 냉매를 응축시키는 응축기가 하나의 몸체 내에 배치된 일체형 에어컨과, 증발기는 실내에 배치되고 응축기는 실외에 배치된 분리형 에어컨으로 구분되며, 소형 에어컨을 제외한 대부분의 에어컨은 실내기와 실외기가 분리된 분리형 에어컨으로 이루어져 있다.

여기서, 분리형 에어컨의 실외기는 주로 건물 외부의 노출된 장소나 아파트의 실외기실이나 베란다 등에 설치되고, 실내기와는 파이프 및 전선으로 연결되어 있다. 그리고, 실외기에는 압축기와 송풍기가 장착되어 냉매의 응축열로 인해 상당한 열풍이 발생하게 된다.

또한, 분리형 에어컨의 실외기는 외부에 노출되어 있어 압축기나 송풍기 등의 내부 부품을 보호하기가 어렵고 부품들의 내구성이 저하된다.

이에 따라 최근에는 실외기의 내부 부품을 보호할 수 있도록 실외기의 전방에 셔터를 설치하며 실외기를 사용하지 않는 동안에는 셔터가 실외기의 전방을 막아줌으로써 햇빛이나 빗물 등의 외부 요인으로부터 내부 부품을 보호하게 된다.

그러나, 종래의 아파트에 설치된 셔터의 경우 사용자가 실외기실 문을 열고 수동 개폐시키거나 셔터 개폐용 모터를 직접 작동시켜야 하고, 외부 건물에 설치된 셔터의 경우 특히 사용자가 더운 여름철에 에어컨을 작동시키려면 야외의 실외기 셔터를 개방하여야 하므로 뜨거운 햇빛에 노출될 수밖에 없는 불편함이 있다.

한편, 실용신안공개 제20-1997-0018915호(이하, '선행기술'이라 함)는 운전 정지시에 공기조화기용 실외기의 토출구를 통하여 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 토출구 일측에 자동수단이 구비된 공기조화기용 실외기의 차폐장치가 기재되어 있다.

그러나, 상기 선행기술은 운전 정지시에 셔터를 닫는 기능을 수행할 뿐이고 공기조화기의 전력 사용량에 연동되는 원격 제어 기술과는 무관하다.

본 발명은 에어컨의 동작 시에 검출되는 에어컨의 전력 사용량에 따라 실외기 전방에 설치된 루버의 셔터를 자동으로 개폐하여 원격 조정할 수 있는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 외부 전원이 유입되는 콘센트와 에어컨 사이에 연결되고, 상기 에어컨에 전력을 공급하는 상태에서 상기 에어컨의 전력 사용량을 연산하며 상기 전력 사용량을 기초로 소정의 제어 신호를 생성하여 무선 송출하는 원격 제어기, 및 에어컨 실외기 주변의 루버에 설치되고, 상기 원격 제어기로부터 무선 수신한 상기 제어 신호를 이용하여 상기 루버에 구비된 셔터의 개폐 동작을 제어하는 주 제어기를 포함하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 원격 제어기는, 상기 에어컨의 실시간 전류 값을 검출하는 전류 검출부와, 상기 검출한 전류 값과 상기 에어컨의 사용 전압을 이용하여 상기 에어컨의 전력 사용량을 연산하는 에너지 센서부와, 상기 콘센트로부터 전달받은 상기 외부 전원을 직류 전력으로 변환하여 상기 원격 제어기의 각 구성 요소에 공급하는 컨버터부와, 상기 연산한 전력 사용량을 기초로 상기 소정의 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서, 및 상기 생성한 제어 신호를 무선 송출하는 RF 송신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 원격 제어기는, 상기 전력 사용량이 기 설정한 기준 값을 초과한 경우 상기 초과한 정도에 대응하는 각도로 상기 셔터를 개방하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 전력 사용량이 상기 기준 값을 미달한 경우 상기 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 주 제어기는, 상기 원격 제어기로부터 송출된 상기 제어 신호를 무선 수신하는 RF 수신부와, 상기 제어 신호에 대응하는 모터 구동 신호를 발생하는 MCU, 상기 모터 구동 신호를 상기 셔터의 모터에 전달하여 상기 셔터의 개폐 동작을 제어하는 모터 제어부, 및 충전된 전원을 이용하여 상기 주 제어기의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 주 제어기는, 사용자의 조작에 따라 상기 모터의 수동 제어를 위한 동작 신호를 발생시켜 상기 모터 제어부에 전달하는 유선 제어부를 더 포함하며, 상기 셔터의 개폐 제어 시에 상기 유선 제어부에 의한 상기 동작 신호는 상기 원격 제어기에 의한 상기 제어 신호보다 우선적으로 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템에 따르면, 원격지에서 자동으로 실외기 주변의 셔터를 개폐시킬 수 있어 건물 외부에 실외기가 설치된 경우 무더운 날씨 등 기상 악화시에도 야외로 나가지 않고도 셔터를 개방할 수 있어 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 에어컨의 동작시 전력사용량을 감지하여 셔터를 개폐하게 되므로 불필요한 셔터의 동작을 방지하여 에너지를 절감할 수 있으며, 에어컨의 동작시에만 실외기 셔터가 개방되므로 실내의 온도 유지에 기여할 수 있으며 실외기의 내부 부품을 보호하고 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 주 제어기에 별도의 유선 제어부를 연결하여 모터를 작동시킬 수 있으므로 원격 제어기에 고장이 발생한 경우에도 유선 스위치를 이용하여 셔터를 개폐시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 원격 제어기를 구체적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 주 제어기를 구체적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템은 원격 제어기(10)와 주 제어기(20)를 포함한다.

먼저, 원격 제어기(10)는 외부 전원이 유입되는 콘센트(3)와 에어컨(1) 사이에 연결되어 에어컨(1)에 전력을 공급한다. 이와 동시에 원격 제어기(10)는 에어컨(1)에 전력을 공급하는 상태에서 에어컨(1)의 동작에 따른 전력 사용량을 연산하고 연산한 전력 사용량을 기초로 소정의 제어 신호를 생성하여 주 제어기(20)로 무선 송출한다.

원격 제어기(10)에는 콘센트(3)와의 접속을 위한 플러그와 에어컨(1)의 전원선의 연결을 위한 콘센트가 존재한다. 도 1의 경우 원격 제어기(10)의 플러그가 멀티 탭의 콘센트(3)에 접속된 것을 예시한 것이나 벽면 등의 콘센트 부위에 직접 연결되는 것도 가능하다.

그리고, 주 제어기(20)는 에어컨 실외기 주변의 루버(2)에 설치되며 원격 제어기(10)로부터 무선 수신한 제어 신호를 이용하여 셔터(2b)의 개폐 동작을 제어한다. 일반적으로 루버(2)는 개폐 가능한 셔터(2b)가 장착되며 셔터(2b)의 개방 시에 에어컨 실외기의 열을 외부로 방출시키고 실외기의 내부 부품을 보호한다. 본 발명의 실시예에서 루버란 시스템 루버, 블라인드 등을 의미할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 시스템에 의하면, 에어컨(1)이 동작하는 동안에만 셔터(2b)가 개방되도록 하여 사용자 편의성을 향상시키고 전력 소비량을 최소화하면서 실외기의 열을 외부로 배출시켜 실내 온도를 유지하는 동시에 실외기의 내부 부품의 내구성을 향상시킨다.

도 2는 도 1에 도시된 원격 제어기를 구체적으로 나타낸 블록 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어기(10)는 에어컨(1)의 전력 사용량에 연동하여 실외기의 셔터(2b)를 무선으로 원격 제어한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 원격제어기(10)는 전류 검출부(11), 에너지 센서부(12), 컨버터부(13), 메인 프로세서(14) 및 RF 송신부(15)를 포함한다.

먼저, 전류 검출부(11)는 에어컨(1)의 실시간 전류값을 검출한다.

그리고, 에너지 센서부(12)는 전류 검출부(11)에서 검출한 전류 값과 에어컨(1)의 사용 전압을 이용하여 에어컨(1)의 전력 사용량을 연산하고 모니터링한다.

여기서, 에너지 센서부(12)는 사용 전압 값을 측정하기 위해 교류 전압(ex, 220V)를 저항 소자를 사용해서 분할해서 낮은 전압(ex, 5V 이하)으로 전압 강하시키며, 전압 강하된 전압을 A/D 컨버터를 통하여 계량한다. 물론, 전류 검출부(11)는 높은 교류 전류를 낮은 전류로 변환한 후 저항 소자와 A/D 컨버터를 통하여 전류 값을 계량한다.

그리고 컨버터부(13)는 콘센트(3)로부터 전달받은 외부 전원을 직류 전력으로 변환하여 원격 제어기(10)의 각 구성 요소에 공급한다.

또한, 메인 프로세서(14)는 에너지 센서부(12)에서 전달된 전력 사용량을 바탕으로 셔터(2b)의 개폐를 제어하는 제어 신호를 생성한다. 구체적으로, 메인 프로세서(14)는 전력 사용량이 미리 설정한 기준 값을 초과한 경우 셔터(2b)의 개방을 위한 제어 신호를 발생하고, 전력 사용량이 미리 설정한 기준값에 미달하는 경우 셔터(2b)의 폐쇄를 위한 제어 신호를 발생할 수 있다. 이때, 기준 값은 제작 또는 설정 단계에서 사용자에 의해 임의로 조절될 수 있다.

여기서, 메인 프로세서(14)는 전력 사용량이 기준 값을 초과할 때에는 기준 값을 초과한 정도에 대응하는 각도로 셔터(2b)를 개방하기 위한 제어 신호를 발생할 수 있다. 이러한 경우, 전력 사용량이 기준 값을 많이 초과할수록 셔터(2b)의 틸팅 각도가 증가하게 되며 임계 이상이 되면 셔터(2b)의 틸팅 각도가 최대로 유지된다.

이와 별도로, 메인 프로세서(14)는 자체적으로 구현된 프로그램과 내장메모리를 통해 에어컨(1)의 전력 사용량을 연산하여 에너지 센서부(12)의 기능을 대체할 수 있음은 물론이다.

RF 송신부(15)는 메인 프로세서(14)에서 생성한 제어 신호를 주 제어기(20)로 무선 송출한다.

도 3은 도 1에 도시된 주 제어기를 구체적으로 나타낸 블록 구성도이다. 도 3에 도시한 것처럼, 주 제어기(20)는 RF 수신부(21), MCU(Main Control Unit)(22), 모터 제어부(23) 및 전원부(24)를 포함한다.

먼저, RF 수신부(21)는 원격 제어기(10)의 RF 송신부(15)에서 송출된 무선 신호를 수신한다. 여기서 무선 신호에는 제어 신호가 포함되어 있다.

그리고, MCU(22)는 RF 수신부(21)에서 수신된 무선 신호에서 메인 프로세서(14)의 제어 신호를 분리하여 제어 신호에 대응하는 모터 구동 신호를 발생한다.

다음으로, 모터 제어부(23)는 MCU(22)의 모터 구동 신호를 셔터(2b)의 구동 모터(2a)에 전달하여 셔터(2b)의 개폐 동작을 제어한다.

또한 전원부(24)는 충전된 전원에 의해 주 제어기(10)의 각 구성 요소에 전원을 공급한다.

이때, 외부의 전원을 정격 전원으로 변환하여 주 제어기(10)의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 어댑터(25)가 더 부가될 수 있다. 어댑터(25)가 설치됨에 따라 전원부(24)의 충전된 전원이 모두 방전된 경우에도 주 제어기(20)를 작동시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 원격 제어기(10)는 에어컨(1)의 전력 사용량에 따라 실외기 측의 셔터(2b)를 동작시키기 위한 모터(2a)의 작동 신호를 주제어기(20)로 무선 전송하고, 주 제어기(20)는 무선 신호에 따라 실외기의 셔터(2b)를 개폐하게 됨으로써, 전력 사용량에 따라 필요한 시점에서만 셔터(2b)를 동작시켜 에너지를 효율적으로 절감할 수 있게 된다.

부가적으로, 에어컨(1)의 동작시에만 실외기 측의 셔터(2b)가 개방되므로 실내 온도를 유지할 수 있고 실외기의 내부 부품을 보호하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 주 제어기(20)에는 별도의 유선 제어부(30)가 추가될 수 있다. 유선 제어부(30)는 사용자의 조작에 따라 모터(2a)의 수동 제어를 위한 동작 신호를 발생시켜 모터 제어부(23)에 전달한다. 유선 제어부(30)는 스위치 등의 형태로 구현되어 원격 제어기(10)에 고장이 있는 경우에도 유선 스위치를 통하여 모터(2a)를 직접 제어하여 셔터(2b)를 개폐시킬 수 있다.

여기서, 주 제어기(20)에서 셔터(2b)의 개폐 제어 시에, 유선 제어부(30)에 의한 동작 신호가 원격 제어기(10)에 의한 제어 신호보다 우선적으로 적용되는 것이 바람직하다. 또한 주 제어기(20)에 유선 제어부(30)에 의한 동작 신호가 들어오면 그에 대응하여 모터(2a)를 즉시 유선 제어하며 이와 동시에 일정시간 동안 주 제어기(20)로부터 수신되는 제어 신호를 무시하도록 동작할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 원격 제어기(10)에 이상이 발생한 경우에도 유선 제어부(30)를 통해 모터 제어부(23)에 작동 신호를 보내서 셔터(2b)를 개폐시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 이러한 도 4는 스마트폰(40)과 주 제어기(20)로 구현한 것으로서 사용자는 스마트폰(40)과 같은 휴대폰을 통하여 주 제어기(20)에 셔터 개폐 신호를 전달하여 사용자가 원하는 시기에 셔터 개폐 각도를 조절하여 셔터를 개폐시킬 수 있다.

스마트폰(40)은 사용자가 직접 실외기 전면의 셔터(2b)를 제어하기 위한 모바일 앱이 설치되며 주 제어기(20)와 통신 가능하다. 주 제어기(20)는 스마트폰(40)과의 보안 등록 과정을 통해 IoT(Internet of Things;사물 인터넷) 기반의 저전력(BLE;Bluetooth Low Battery) 근거리 무선 통신망에 연결될 수 있다.

스마트폰(40)은 모바일 앱에서 에어컨 시동 명령이 입력되면 그에 대응하는 무선 신호를 에어컨(1)과 주 제어기(20)로 동시에 전달하여 에어컨(1)의 전원을 켬과 동시에 실외기의 셔터(2b)를 개방할 수 있다. 또한 주 제어기(20)는 스마트폰(40)의 제어 신호에 응답하여 셔터의 열기/멈춤/닫기를 제어할 수 있으며 외부 날씨 환경을 고려한 셔터의 틸팅 제어를 수행할 수 있다.

이와 같은 도 4의 구성에 따르면 별도의 송신 장치가 필요 없이 스마트폰을 이용하여 시스템 루버나 블라인드의 개폐 제어가 가능할 뿐만 아니라 하나의 스마트폰으로 다중의 장치를 제어할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 에어컨 2: 루버
2a: 모터 2b: 셔터
3: 콘센트 10: 원격 제어기
11: 전류 검출부 12: 에너지 센서부
13: 컨버터부 14: 메인 프로세서
15: RF 송신부 20: 주 제어기
21: RF 수신부 22: MCU
23: 모터 제어부 24: 전원부
25: 어댑터 30: 유선 제어부
40: 스마트폰

Claims (5)

1. 외부 전원이 유입되는 콘센트와 에어컨 사이에 연결되고, 상기 에어컨에 전력을 공급하는 상태에서 상기 에어컨의 전력 사용량을 연산하며 상기 전력 사용량을 기초로 소정의 제어 신호를 생성하여 무선 송출하는 원격 제어기; 및
   에어컨 실외기 주변의 루버에 설치되고, 상기 원격 제어기로부터 무선 수신한 상기 제어 신호를 이용하여 상기 루버에 구비된 셔터의 개폐 동작을 제어하는 주 제어기를 포함하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 원격 제어기는,
   상기 에어컨의 실시간 전류 값을 검출하는 전류 검출부;
   상기 검출한 전류 값과 상기 에어컨의 사용 전압을 이용하여 상기 에어컨의 전력 사용량을 연산하는 에너지 센서부;
   상기 콘센트로부터 전달받은 상기 외부 전원을 직류 전력으로 변환하여 상기 원격 제어기의 각 구성 요소에 공급하는 컨버터부;
   상기 연산한 전력 사용량을 기초로 상기 소정의 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서; 및
   상기 생성한 제어 신호를 무선 송출하는 RF 송신부를 포함하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 원격 제어기는,
   상기 전력 사용량이 기 설정한 기준 값을 초과한 경우 상기 초과한 정도에 대응하는 각도로 상기 셔터를 개방하기 위한 제어 신호를 생성하고,
   상기 전력 사용량이 상기 기준 값을 미달한 경우 상기 셔터를 폐쇄하기 위한 제어 신호를 생성하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 주 제어기는,
   상기 원격 제어기로부터 송출된 상기 제어 신호를 무선 수신하는 RF 수신부;
   상기 제어 신호에 대응하는 모터 구동 신호를 발생하는 MCU;
   상기 모터 구동 신호를 상기 셔터의 모터에 전달하여 상기 셔터의 개폐 동작을 제어하는 모터 제어부; 및
   충전된 전원을 이용하여 상기 주 제어기의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 주 제어기는,
   사용자의 조작에 따라 상기 모터의 수동 제어를 위한 동작 신호를 발생시켜 상기 모터 제어부에 전달하는 유선 제어부를 더 포함하며,
   상기 셔터의 개폐 제어 시에 상기 유선 제어부에 의한 상기 동작 신호가 상기 원격 제어기에 의한 상기 제어 신호보다 우선적으로 적용되는 전력 사용량에 연동되는 IoT 자동 원격 제어 시스템.

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