KR20220111045A - 네트워크 제어방식의 led 조명 시스템 - Google Patents

Abstract

실시예는 네트워크 방식의 LED 조명 시스템에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 LED 조명 시스템은 공장 내에 여러 설비에 설치된 LED등을 사용할 경우, 조명 서비스 등의 미리 설정된 다수의 상이한 서비스 유형별로 네트워크를 스위칭해서, 여러 서비스별로 네트워크를 다원화한다.
그리고, 이에 따라 조명 서비스가 수행된 경우에, 다수의 상이한 설비 장소별 LED등 개수에 따라 LED등의 점멸 동작을 제어하므로, 다양한 LED 조명 환경별로(예: 절약형 또는, 제품별 작업환경) 맞게 조명 서비스가 이루어진다.
따라서, 이를 통해 일실시예는 공장 내에 여러 설비의 LED등을 사용할 경우, 네트워크 방식으로부터 LED등의 점멸 동작을 다원화 네트워크와, 여러 설비 장소별로의 LED등 개수에 따라 네트워크 스위칭과 제어하므로, 다양한 조명 서비스가 된다.
그리고, 일실시예는 이에 더하여 이렇게 LED등이 천장 등에서 사용될 경우에는, 상용 전원(또는, 자신의 네트워크에 따른 PoE)으로부터 LED등의 구동전원을 무선으로 발생하여 천장 등의 LED등에 공급하므로, 천장의 복잡한 배선 작업을 간소화하고 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등을 한다.

Description

네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템{System for lighting of LED employing method of controlling network}

본 명세서에 개시된 내용은 LED 조명 제어 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장 내에 여러 설비에 설치된 LED등을 사용할 경우, 네트워크 방식으로부터 LED등의 점멸 동작을 제어해서, 다양한 LED환경에 맞게 조명 서비스를 제공하는 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 조명 시스템은 백열전구와, 방전등, 형광등과 같은 광원을 사용하였으며, 주로 가정용과, 경관용, 산업용 등으로 이용되었다. 이러한 광원 중 백열전구와 같은 저항성 광원은 효율이 낮고 발열 문제가 있었고, 방전등은 높은 가격과 높은 전압으로 인한 문제가 있었으며, 형광등은 수은 사용에 따른 환경 문제가 있었다.

이러한 이유로, 조명 산업 분야에서는 오랜 역사에도 불구하고 여전히 조명 장치를 위한 광원과, 발광 방식, 구동방식 등에 대한 연구가 계속되고 있다.

한편, 조명 시스템의 광원과 관련하여, 최근에 효율과, 색 다양성, 디자인의 자율성 등에 장점이 있는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)가 주목받고 있다. 발광 다이오드는, 즉 LED는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성이 있는데, 이러한 특성으로 인해 발광 다이오드가 전술한 종래 광원들을 빠르게 대체하고 있다.

그리고, 이러한 LED등은 광원을 제공할 경우, 산업설비에 있어서 공장 등에 설치되어 이 장점들을 제공해서 많이 이용되는 상황이다.

한편, 최근의 설비 공장 또는, 사무용 건물들은 대형화, 고기능화되어 공조와, 위생, 전력, 방범, 방재 등의 각종 설비들이 복잡하게 조합되어 있다.

그래서, 이러한 각종 설비들을 관리하기 위하여 각종 설비 및 시스템(공조제어, 전력제어, 조명제어 등에 대한 감시제어 시스템) 상호 간의 제어 및 감시에 필요한 많은 정보를 공유해야 하며, 신뢰성 높고 속도가 매우 빠른 통신인프라를 구축하도록 한다.

이러한 배경의 선행기술문헌은 아래의 특허문헌이 나올 정도이다.

(특허문헌 0001) KR102038328 B1

참고적으로, 상기 선행기술은 본 명세서의 개시된 내용과 관련하여 네트워크 방식을 이용해서 LED등의 동작을 제어하는 점이 유사하며, 여기에서는 네트워크 방식(즉, 이더넷)을 이용해서 LED등의 동작을 제어하는 기본적이고 전체적인 기술내용 정도가 나타난다.

한편으로는, 그런데, 이때 LED등은 이렇게 설치가 될 때, 대체적으로 천장에 관련된 장치를 설치해서 많은 선로 등으로 인하여 배선 작업이 쉽지 않고, 설치와 유지보수 상에 여러 어려움이 있으며, 이는 LED등이 많이 설치될수록 더욱 더 커진다.

개시된 내용은, 공장(공동구) 내에 여러 설비의 천장 등에 설치된 LED등을 사용할 경우, 각 설비별로의 LED등을 사용자가 원하는 바에 따라 다양한 형태로 제어해서, 각종 여러 가지 조명 서비스를 제공하도록 하는 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템을 제공하고자 한다.

그리고, 이러한 경우에 상기 LED 조명 시스템은 공장(공동구) 내 천장에서의 LED등을 사용할 경우, LED등에 전원을 무선으로 공급함으로써, 천장에서의 복잡한 배선 작업을 간소화하고 방습과 방수형 등의 전원공급을 할 수 있도록 한다.

실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템은,

여러 설비별로 설치된 LED등을 제어할 경우, 조명 서비스와 공조 서비스 등의 미리 설정된 여러 서비스 유형별로 상이하게 네트워크를 스위칭해서, 상이한 서비스별로 맞게 네트워크를 다원화한다.

그리고, 이렇게 다원화 네트워크가 된 경우, 이에 따른 조명 서비스 상태에서 LED등의 점멸 동작을 다수의 상이한 설비 장소별 LED등 개수에 따라 제어하므로, 여러 LED 조명 환경별로(예: 절약형 또는, 제품별 작업환경) 맞게 조명 서비스가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 공장 내에 여러 설비의 천장 등에 설치된 LED등을 사용할 경우, 상용 전원으로부터 자기장에 의한 전력을 발생해서 무선으로 천장 등의 LED등에 공급하므로 전원을 원활하게 공급한다.

또한, 이에 더하여 설치가 될 경우에는, 천장에서 자석 구조를 적용한 탈부착 방식에 의해 설치가 되므로, 기존의 천장에 설치되어져서 나타나는 문제점을 개선해서 등기구 유지보수 편익성과 설치 등이 용이한 것을 특징으로 한다.

실시예들에 의하면, 공장(공동구) 내에 여러 설비별로 천장 등에 설치된 LED등을 사용할 경우, 네트워크 방식으로부터 LED등의 점멸 동작을 다원화 네트워크와, 여러 설비 장소별로의 LED등 개수 등으로 네트워크 스위칭과 제어함으로써, 각종 다양한 조명 서비스를 제공한다.

공장(공동구) 등 여러 설비의 천장에 설치된 LED등을 사용할 경우, 상용 전원으로부터 자기장에 의한 전력을 발생해서 무선으로 천장 등의 LED에 공급함으로써, 천장에서의 복잡한 배선 작업을 간소화하고 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등을 한다.

그리고, 이러한 경우에 천장에 탈부착 방식으로 쉽게 설치가 되므로, 장치의 설치와, 등기구 유지보수 편익성 등을 제공한다.

도 1은 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템을 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템을 전체적으로 보여주는 도면
도 3은 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템의 구성을 도시한 블록도
도 4는 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트

도 1은 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 LED 조명 시스템은 기본적으로 기존과 같이, 산업과 관련된 설비의 동작을 관리할 경우에, 관리 정보처리장치(100)에서 네트워크 스위치(200)를 통해 조명 서비스와 공조 서비스 등을 수행하는 장치를 제어하므로 이루어진다.

이러한 경우, 이러한 LED 조명 시스템은 기본적으로 조명 서비스를 제어할 경우에는, 관리 정보처리장치(100)에서 각 LED등 제어기의 LED등 점멸 제어동작을 상이한 설비별로 제어하여 LED등(LED등 #1, LED등 #2, ... )을 점/소등한다.

보다 구체적으로는 아래와 같다.

먼저 여기에서, 일실시예에 따라 상기 LED 조명 시스템은 이렇게 LED등(LED등 #1, LED등 #2, ... )을 제어할 경우, 미리 설정된 다수의 상이한 서비스 유형별로 네트워크를 스위칭해서, 다양한 서비스별로 맞게 네트워크를 다원화한다. 이때, 상기 네트워크는 랜 또는 이더넷 등이 사용된다.

또한, 이에 더하여 상기 LED 조명 시스템은 이러한 네트워크 다원화를 할 경우, 상이한 제어정보별로 네트워크를 스위칭하므로 관리 자원을 효율적으로 사용하고, LED 조명에 대해서도 원활히 운영할 수 있도록 한다. 이러한 경우, 상기 상이한 제어정보는 예를 들어, 제어신호 정보와, 제어스케쥴 정보 등이다.

그리고, 이어서 이러한 다원화에 의해 조명 서비스가 추출될 경우에, 네트워크 방식으로부터 다수의 상이한 설비별로 설치된 LED등(LED등 #1, LED등 #2, ... )을 통합적으로 제어해서, 다양한 형태의 조명 서비스가 이루어진다.

구체적으로는, 상기 네트워크 방식은 이러한 LED등(LED등 #1, LED등 #2, ... ) 제어가 될 때, 상이한 설비와 작업 단위별로 미리 그룹핑된 LED등 정보로부터 네트워크 스위치(200)를 관리자의 요청에 따라 상이하게 스위칭함으로써, 통합적으로 LED등이 점멸된다.

이때, 상기 LED 등은 예를 들어, 공장(공동구) 내의 룸 1, 2나 작업장(또는 습도가 많은 장소) 등에 설치되며, 일실시예에 따라 이러한 각각의 설비 장소별 LED등 개수에 따라 사용자가 원하는 바에 따라 그룹화하여 전원공급이 이루어진다.

이때, 상기 전원공급은 상이한 그룹별로 예를 들어, 관리자가 지정한 설비 장소별로의 LED등 개수에 따라 자기장에 의한 LED등의 무선전력을 변환하므로, 관리자가 원하는 그룹별로 이루어진다.

부가적으로, 이러한 일실시예의 LED 조명 시스템에 적용된 기본적인 구성을 아래에서 설명한다.

상기 LED 조명 시스템은 크게, 관리 정보처리장치(100)와 네트워크 스위치(200) 및, LED 제어기(미도시)를 포함한다.

여기에서, 상기 관리 정보처리장치(100)는 설비의 동작을 관리할 경우, 미리 설정된 스케쥴 정보 또는 이벤트 정보로부터 각 설비 내의 조명 서비스와 공조 서비스를 포함한 적어도 하나 이상의 서비스를 상이하게 제어해서, 여러 설비환경을 전체적으로 관리한다.

그리고, 상기 네트워크 스위치(200)는 상기 관리 정보처리장치(100)에 의해 제어 신호를 입력받은 경우, 미리 등록된 네트워크 정보를 기반으로부터 상기 입력된 제어 신호를 스위칭하여 각각의 서비스 장치로 전달하므로 중계한다.

또한 상기 LED 제어기(미도시)는 상기 네트워크 스위치(200)에 의해 제어 신호가 전달된 경우, 자신이 담당하는 LED등에 대해서 점멸 동작 또는, 밝기나 색상 등을 제어하여 관리자가 원하는 바에 따라 LED등을 구동한다.

그리고, 추가적으로 일실시예의 LED 조명 시스템은 이러한 LED등(LED등 #1, LED등 #2, ... )이 제어될 경우, 관리자 모바일 단말기로부터의 제어신호를 무선으로 수신하여 상기 네트워크 스위치(200)를 통해 LED 제어기로 전달할 수 있도록 하는 WiFi AP를 포함한다.

그래서, 이를 통해 일실시예는 여러 설비의 LED등(LED등 #1, LED등 #2, ... )을 제어할 경우, 이 네트워크 구성으로부터 LED 제어기의 점멸 또는 밝기, 색상 등의 동작을 제어함으로써, 다양한 시간대와 장소에서도 관리자가 편리하게 조명 서비스를 제공한다.

또한, 한편으로는 일실시예에 따른 LED 제어기는 아래의 구성을 구비한다.

공장(공동구) 내에 여러 설비의 천장 등에 설치된 LED등을 사용할 경우, 상용 전원으로부터 자기장에 의한 무선전력을 발생해서 천장 등의 LED등에 공급하므로, 기존에 천장의 상용 전원과 LED등을 전기적으로 연결하는 많은 유선형 배선 작업을 간소화하고, 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등을 한다.

그리고, 다른 예로서 이러한 경우, 이러한 LED 제어기는 상용 전원 이외에 PoE로부터 자기장에 의한 무선전력이 발생되도록 한다.

또한, 이에 더하여 이러한 LED 제어기는 이렇게 LED등을 사용할 경우, 천장에서 상용 전원 측(예: 안정기)과 LED등의 등기구 측에 탈부착 방식으로부터 설치가 되므로, 천장에 설치가 되어져서 나타나는 문제점을 개선해서 등기구 유지보수 편익성과 설치 등이 용이하다.

이를 위해, LED 제어기는 설치가 될 경우에, 상용 전원의 안정기 부분과 LED등 등기구에 각기 자신을 자석으로 탈부착해서 결합하므로, 등기구에 대한 설치가 쉽고 편리하게 이루어진다(탈부착 구조에 관한 구체적인 설명은 후술함).

도 2는 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예의 시스템은 다수의 상이한 작업장 등별로 설치된 LED조명의 동작을 제어하는 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )와, 각 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )로 제어 신호를 스위칭하는 네트워크 스위치(200), LED조명제어를 전체 관리하는 관리 정보처리장치(100)를 포함한다.

이러한 경우, 상기 시스템은 각각의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )에서 상용 전원으로부터의 자기장에 의한 전력을 무선으로 제공받으므로, 기존에 천장의 상용 전원과 LED등을 전기적으로 연결하는 많은 유선형 배선 작업을 간소화하고, 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등을 한다.

추가적으로, 다른 예로서 상기 시스템은 각각의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )에서 네트워크 스위치(200)를 통해서 PoE를 공급받으므로, 이러한 PoE에 의해 자기장을 유도하여 LED등의 무선전력이 발생되도록 하기도 한다.

상기 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )는 기본적으로 기존과 같이, 관리 정보처리장치(100)의 제어 신호가 네트워크 스위치(200)를 통해 전달된 경우, 자신이 담당하는 LED등에 대해서 점멸 동작 또는, 밝기나 색상 등을 제어하여 관리자가 원하는 바에 따라 LED등을 구동한다. 이러한 상태에서, 일실시예에 따라 상기 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )는 다수의 상이한 작업장 등별로 LED 등이 운영될 경우, 네트워크 방식으로부터 먼저 각 설비의 여러 서비스 중에서 조명 서비스를 네트워크 스위치(200)에 의해 다원화로 스위칭하여 추출하도록 한다. 그리고, 다음으로 상기 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )는 이렇게 조명 서비스가 스위칭될 경우에, 상이한 설비와 작업단위별로 미리 등록된 LED등 정보로부터 관리 정보처리장치(100)의 제어 신호가 통합적으로 스위칭됨으로써, 다양한 형태로 설비별로서 맞게 조명 서비스를 제공한다. 또한, 이에 더하여 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )는 LED 제어 신호에 LED등 개수정보가 포함되도록 해서 전달된 경우, 미리 설정된 하나의 LED등 구동전력의 스위칭시간과 LED등 개수별로 대응하는 구동전력의 스위칭시간 간 차이값에 따라 상이하게 변환시켜 통합적으로 전력변환한다. 그리고, 이러한 경우, 상기 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )는 이렇게 전력변환이 될 경우, 기존의 상용 전원(또는, 무선 등의 PoE)으로부터 자기유도방식에 의해 전력을 발생해서, 무선으로 천장 등의 LED등에 제공하므로, 천장 등에서의 복잡한 배선 작업이 간소화되고 편리하게 전원공급이 이루어지도록 한다(이에 대한 구체적인 설명은 아래에서 함).

상기 네트워크 스위치(200)는 기본적으로, 상기 관리 정보처리장치(100)에 의해 제어 신호를 입력받은 경우, 미리 등록된 네트워크 정보를 기반으로부터 상기 입력된 제어 신호를 스위칭하여 각각의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )로 전달해서 중계한다. 이러한 경우에, 네트워크 스위치(200)는 이렇게 스위칭될 경우, 미리 설정된 다수의 상이한 서비스 유형별로 상이하게 네트워크를 스위칭하므로, 다양한 서비스별로 네트워크를 다원화해서 사용자가 원하는 서비스 프로바이딩에 맞게 네트워킹을 한다. 한편, 그리고 나서, 상기 네트워크 스위치(200)는 이에 따라 조명 서비스가 스위칭된 경우에는, 미리 구비된 다수의 상이한 LED 조명별로 대응되는 제어포트 정보를 가진 LED포트 테이블로부터 LED 제어 신호를 상이한 LED 조명 서비스별로 스위칭해서 작업 단위로 조명 서비스를 한다. 이때, 상기 LED 조명 서비스는 설비 장소(또는, 작업장)별로의 LED등 개수로 사용자가 원하는 바에 따라 그룹화하여 전원공급이 이루어진다. 이러한 경우에, 상기 전원공급은 예를 들어, 관리자가 지정한 설비 장소별로의 LED등 개수로 일실시예의 자기장에 의한 LED등의 무선전력을 상이하게 변환하므로, 사용자가 원하는 그룹별로 즉, LED등 조명 환경별로(예: 절약형 또는, 제품별 작업환경) 맞게 이루어진다.

상기 관리 정보처리장치(100)는 LED등의 점멸 동작을 관리할 경우, 미리 설정된 스케쥴 정보 또는 이벤트 정보로부터 각 설비 내의 LED등의 점멸 동작을 상이하게 제어해서, 다양한 설비의 조명환경을 전체적으로 관리한다. 예를 들어, 상기 관리 정보처리장치(100)는 각각의 LED등이 사용될 경우, 다수의 LED 제어기(300-1, 300-2, ... )로 LED등의 온 또는 오프 제어정보를 사용자가 미리 설정한 LED등 스케쥴 등에 따라 자가망으로 제공하므로, 사용자가 원하는 시간 등에 맞추어 LED등이 점멸된다. 그리고, 이러한 상태에서, 일실시예에 따라 상기 관리 정보처리장치(100)는 조명 서비스를 수행할 경우, 상기 LED 제어 신호에 LED 조명 서비스별로 구동할 설비 장소(또는, 작업장)별로의 LED등 개수정보 등을 포함해서, 즉 LED 조명등 조명 환경별로 맞게 조명 서비스를 이루어지도록 한다.

도 3은 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템에 적용된 LED 제어기의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예의 LED 제어기(300)는 상용 AC전원의 안정기 측에 탈착되어 상용 전원으로부터 자기장에 의한 전력을 발생하여 무선으로 주변에 송출하는 무선전력전송 송신부(311)를 포함한다.

그리고, 상기 안정기 측과 이격되어 LED등의 등기구 측에 탈착되어서 이 무선전력을 수신하는 수신 코일(312), 이 무선전력을 LED등 구동전원으로 변환하는 무선전력전송 수신부(314), 이러한 구동전원으로 LED등을 구동하는 LED 드라이버(330), LED등의 구동 동작을 제어하는 제어부(320)를 포함한다.

추가적으로, 일실시예의 LED 제어기(300)는 LED등의 상태정보가 감지될 경우에, 상기 제어부(320)에서 현재 상태정보를 관리 정보처리장치(100)로 제공하므로, 관리 정보처리장치(100)에서 LED등 이상 여부를 확인하도록 하는 통신 모듈(340)을 포함한다.

그리고, 이에 더하여 이러한 LED 제어기(300)가 천장 등에서 설치가 쉽도록 하기 위해서, 실제적으로 설치될 경우에는, 케이블케이싱에 고정되고, 하면에는 자석이 부착되며 상기 무선전력전송 송신부(311)가 중간 부위에 설치된 지지부(미도시)를 포함한다.

이러한 경우에, 상기 지지부의 하면에 자석을 통해 접합되고, 자신의 하면에는 수신 코일(312)과, 무선전력전송 수신부(314)가 설치됨으로써, 장치 전체적으로 탈부착형 설치가 될 수 있도록 하는 받침부(미도시)도 포함한다.

추가적으로, 다른 한편으로 이러한 LED 제어기(300)는 상기 수신 코일(312)이 자신의 하부에 위치한 금속부재(미도시)와, 상기 금속부재의 하부에 위치한 페라이트 차단부재(미도시)를 포함한다.

그래서, 이에 따라 상기 수신 코일(311)은 수신된 무선전력을 무선전력전송 수신부(314)로 전달할 경우에, 이 무선전력에서 전자파를 차단하고, 자기장을 외부로의 차단을 방지한 상태로 무선전력전송 수신부(314)로 전달하므로, 무선전력이 그대로 전달되도록 한다.

그리고, 이에 더하여 상기 수신 코일(311)에 의해 교류 전원이 발생될 경우, 수신 코일(311)로부터 차폐재를 감싸도록 형성하고, 수신 코일(311)의 내측 방향으로 연금속성 돌극 구조가 형성되어 전자기 빔을 가지면서, 주변의 금속을 통해 발생하는 와류도 방지하므로, 최대의 무선전력을 가이드하는 가이드부재(313)도 포함한다.

또 다른 한편으로는, 이에 더하여 상기 LED 제어기(300)는 많은 작업장이 있는 공장에서 관리자가 원하는 특정 작업장과 LED등 개수만큼만 LED등을 선택적으로 구동하기 위해, 상기 제어부(320)에서 아래의 구성을 구비하므로, 이를 달성한다.

구체적으로는, 상기 제어부(320)는 먼저 이러한 경우 관리 정보처리장치(100) 등에서 LED등이 사용될 작업장별로의 LED등 개수 정보를 제공받아서, 사용할 LED등의 환경 유형을 확인한다.

다음, 제어부(320)는 이렇게 확인 완료된 경우에, 상기 LED 드라이버(330)의 변환 동작을 제어하여 LED등이 사용될 작업장별로의 LED등 개수에 따라 상이하게 LED등 구동전원을 즉, 자기장에 의한 무선전력으로부터 나온 직류 전원을 변환함으로써, 사용자가 원하는 LED등 환경 유형별로 맞게 조명 서비스가 된다.

그리고, 이러한 경우에 이 작업장별로의 LED등 개수 정보는 키신호 입력부(340) 또는 별도의 감지부(미도시)에서도 관련된 정보를 제공받아서, 사용자가 원하는 LED등 그룹에 따른 LED등 환경 정보를 파악하여 상기 제어부(320)로 전달이 된다.

상기 통신 모듈(340)은 관리 정보처리장치(100)의 LED등 환경별로 설정된 제어 신호를 네트워크 스위치를 통해 상이한 서비스 유형별로 스위칭되어서 입력받을 경우, 미리 설정된 통신 프로토콜로부터 관련된 정보를 추출해서, LED등 제어의 관련정보를 획득한다. 이러한 경우, 상기 통신 모듈(340)은 예를 들어, 이더넷 등의 통신 프로토콜이 사용된다.

상기 무선전력전송 송신부(311)는 LED등이 사용될 경우에, 기존 상용 AC전원의 안정기에 탈착되어서 자기장에 의한 전력을 이 상용 전원으로부터 유도하여 무선으로 주변의 LED등에 송출하므로, 특정 장소(예: 천장)에 설치되는 LED등에 별도의 유선형 배선작업을 간소화하고 전력 소스를 제공한다. 이때, 무선전력전송 송신부(311)는 예를 들어, 이렇게 전력이 송출될 경우에, 상용 AC전원의 안정기(즉, 안정기의 SMPS부)에 연결된 과전압보호부와, 이 SMPS부의 직류 전원을 강하게 송출하기 위한 HF인버터, 인버팅된 전원으로 자기장의 전력을 무선으로 주변에 송출하는 무선전력전송용 코일을 포함한다. 참고로, 상기 SMPS부는 예를 들어, 상용 AC전원에서의 노이즈를 제거하는 라인필터와, 직류 전원으로 변환하는 정류기, 전원의 전압과 전류의 위상을 동일하도록 맞추는 PFC부, 과전류 보호부 및 과전압 보호부를 포함한다.

상기 수신 코일(312)은 상기 무선전력전송 송신부(311)에 의해 안정기 측으로부터 무선전력이 송출된 경우, LED등 측에 탈착되어서 이 무선전력을 그 주변에서 수신하는 것이다. 이러한 경우에, 상기 수신 코일(312)은 상기 무선전력전송 송신부(311)와의 이격 거리만큼 권취 길이를 가지므로, 최대의 무선전력이 얻어지도록 한다.

상기 무선전력전송 수신부(314)는 상기 수신 코일(312)에 의해 무선전력이 수신될 경우, 자신 내의 동기정류기에서 이 수신된 무선전력을 LED등 구동전원의 직류전원으로 변환하므로, LED등이 구동되도록 한다. 이때, 상기 무선전력전송 수신부(314)는 예를 들어, 커뮤니케이션 FET와, 동기정류기, 클램프 FET, WPTC를 포함한다. 이러한 경우, 상기 WPTC는 상기 제어부(320)의 제어에 따라 상호 간의 통신을 통해 LED 구동부의 전력과, 전압, 전류 등을 모니터링한다. 그리고, 상기 커뮤니케이션 FET는 WPTC의 부하 변조 신호를 온/오프하므로, 무선전력전송 송신부(311)와 통신한다. 또한, 상기 클램프 FET는 동기정류기를 통해 직류전원으로 변환될 때에, 과전압에 대해서 클램핑하므로, LED 구동부(즉, LED 드라이버(330))의 손상을 방지한다.

상기 LED 드라이버(330)는 상기 무선전력전송 수신부(314)에 의해 변환된 직류 전원을 다른 값으로 상이하게 변환하므로, LED등을 사용자가 원하는 형태로 다양하게 구동한다.

상기 제어부(320)는 이렇게 자기장에 의해 LED등의 무선전력이 발생될 경우에, 예를 들어, 관리 정보처리장치(200)에서 관리자가 사용하기를 원하는 LED등이 사용될 작업장별로의 LED등 개수 정보를 제공받아서, 사용할 LED등의 환경 유형을 확인한다. 다음, 제어부(320)가 이렇게 확인 완료된 경우, LED 드라이버(330)의 변환 동작을 제어하여 LED등이 사용될 작업장과 개수에 따라 상이하게 LED등 구동전원의 직류 전원을 변환함으로써, 상이한 LED등 환경 유형별로 맞게 조명 서비스가 된다.

또한, 추가적으로 이러한 LED 제어기(300)는 LED등과 자기장을 이용하는 점을 고려하여 전원을 절약하도록 하기 위해서, LED등을 점/소등할 경우에 미리 LED 등의 전력 소비패턴을 파악해서 이상이 발생될 경우에는 알람을 제공함으로써, 고장수리 등의 조치가 이루어지도록 한다.

이를 위해, 상기 제어부(320)는 아래의 구성을 구비한다.

a) 즉, 제어부(320)는 상기 자기장에 의한 LED구동특성을 기초로 LED등에 대한 전력의 소비 패턴을 예를 들어, LSTM(Long short-term memory)으로 학습 분석하여 상이한 전력의 변화 패턴별로 예측 소비전력을 매칭하여 등록한다.

이러한 경우, 상기 학습은 충전부의 충전특성을 기초로 한 학습이 소비전력 패턴 변화와 연동하여 어떤 성향을 보이고 예측되는지를 확인한다.

b) 그리고, 상기 LED등을 구동할 경우, 실제 전력의 변화 패턴을 추출한다.

c) 다음, 이렇게 추출된 실제 전력의 변화 패턴에 따른 실제 소비전력과, 실제 전력의 변화 패턴에 매칭된 예측 소비전력을 비교한다.

d) 그래서, 상기 비교결과, 실제 소비전력과 예측 소비전력의 차이값이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에 미리 등록된 단말기로 알람을 제공하지 않고, 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에는 알람을 제공한다.

한편, 이에 더하여 이러한 LED 제어기(300)는 무선전력전송 송신부(311)에서 수신 코일(312)로 자기장을 발생할 경우, 무선전력전송용 코일과 수신 코일(312)의 이격된 위치에서 자기장을 강한 상태로 유지할 수 있도록 중계부(미도시)를 구비한다.

구체적으로는, 일실시예의 제 1 중계부는 무선전력전송용 코일과 폐로를 형성하는 상호 간에 이격된 차폐재의 서브 무선전력전송용 코일과 서브 수신 코일로 이루어지고, 두 코일에 모두 연결되어 공진과 임피턴스 매칭을 하는 제 1 가변 커패시터를 구비한다.

그리고, 이러한 경우 상기 수신 코일(312)은 상기 중계부의 폐로 내에 위치된다.

다른 실시예의 제 2 중계부는 무선전력전송 코일과 폐로를 형성하는 상호 간에 이격된 차폐재의 전도성 금속 박막과 서브 수신 코일로 이루어지고, 전도성 금속 박막과 서브 수신 코일에 연결되어 공진과 임피턴스 매칭을 하는 제 2 가변 커패시터를 구비한다.

그리고, 이러한 경우에도 상기 수신 코일(312)은 상기 중계부의 폐로 내에 위치된다.

추가적으로, 이때 자속을 강하게 유지하도록 하기 위해서 무선전력전송용 코일은 예를 들어, 상기 각 중계부의 폐로 내에 자성체코어에 감아 세워지거나 또는, 폐로에서 발생하는 자속을 상쇄하도록 자성체코어에 감아 눕혀서 된다.

따라서, 이를 통해 실시예에 따른 LED 제어기는 무선전력전송 송신부에서 수신 코일로 자기장을 발생할 경우, 송신부 측의 코일과 수신부 측 코일의 사이에서 자기장을 강한 상태로 유지한다.

도 4는 일실시예에 따른 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다(도 3 참조).

도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 LED 조명 시스템은 먼저 기본적으로 기존과 같이, 관리 정보처리장치(100)가 설비의 동작을 관리할 경우, 미리 설정된 스케쥴 정보 또는 이벤트 정보로부터 각 설비 내의 조명 서비스와 공조 서비스를 포함한 적어도 하나 이상의 서비스를 상이하게 제어해서, 여러 설비환경을 전체적으로 관리한다(S401).

그리고, 상기 네트워크 스위치(200)가 상기 관리 정보처리장치(100)에 의해 제어 신호를 입력받은 경우, 미리 등록된 네트워크 정보를 기반으로부터 상기 입력된 제어 신호를 스위칭하여 각각의 서비스 장치로 전달해서 중계한다(S402).

또한, 상기 LED 제어기(300)는 상기 네트워크 스위치(200)에 의해 제어 신호가 전달된 경우, 자신이 담당하는 LED등에 대해서 점멸 동작을 제어하여 관리자가 원하는 바에 따라 LED등을 구동한다(S403).

이러한 상태에서, 일실시예에 따른 LED 조명 시스템은 아래의 동작을 수행한다.

먼저 상기 네트워크 스위치(200)가 아래의 동작을 수행한다.

a) 상기 네트워크 스위치(200)는 상기 관리 정보처리장치(100)로부터의 제어 신호가 스위칭될 경우, 미리 설정된 다수의 상이한 서비스 유형별로 상이하게 네트워크를 스위칭해서, 상이한 서비스별로 네트워크를 다원화한다.

b) 그리고, 상기 스위칭된 네트워크가 조명 서비스인 경우, 미리 구비된 다수의 상이한 LED 조명별로 대응되는 제어포트 정보를 가진 LED포트 테이블로부터 LED 제어 신호를 상이한 LED 조명 서비스별로 스위칭해서, 작업 단위로 조명 서비스를 한다.

다음으로, 상기 LED 조명 시스템은 추가적으로 아래의 동작을 수행한다.

구체적으로, 이러한 동작은 관리 정보처리장치(100)가 먼저 조명 서비스를 수행할 경우, 상기 LED 제어 신호에 LED 조명 서비스별로 상이한 설비 장소(작업장)별로의 LED등 개수정보를 포함한 그룹 LED 제어 신호를 발생하므로, 여러 LED등 조명 환경별로 조명 서비스가 이루어진다.

그리고 나서, 상기 LED 제어기(300)가 상기 그룹 LED 제어 신호가 전달된 경우, 미리 설정된 하나의 LED등 구동전력의 스위칭시간과 각각의 설비 장소별로의 LED등 개수의 구동전력의 스위칭시간 간 차이값에 따라 상이하게 변환시켜 통합적으로 전력변환한다.

또한, 이러한 경우 LED 제어기(300)는 상이한 작업장의 천장 등에 설치된 LED등이 사용될 경우, 이러한 자기장 유도방식으로부터 구동전원을 무선으로 주변의 LED등에 제공하므로, 기존 천장에서의 상용 전원과 LED등 등기구를 전기적으로 연결하는 복잡한 유선형 배선 작업을 간소화하고, 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등을 한다.

이를 위해, 상기 LED 제어기(300)는 아래의 동작도 수행한다.

먼저, 상기 LED 제어기(300)는 기본적으로 다수의 상이한 설비별로 천장 등에 설치된 LED등을 사용할 경우, 상기 무선전력전송 송신부(상용 전원 측)에서 LED등 전력을 상용 전원으로부터 자기장 유도방식에 의해 발생하여 무선으로 주변에 송출한다.

그러면, 상기 수신 코일(LED등 등기구 측)은 상기 무선전력전송 송신부에 의해 송출된 전력을 주변에서 수신한다.

그리고, 상기 무선전력전송 수신부는 상기 수신 코일에 의해 수신된 무선 전력을 LED등 구동전원인 직류 전원으로 변환한다.

이러한 경우, 상기 제어부는 전술한 그룹 LED 제어 신호를 제공받을 경우에, LED 드라이버의 변환 동작을 제어하여 이 직류전원을 미리 설정된 하나의 LED등 구동전력의 스위칭시간과 설비 장소별로의 LED등 개수에 따른 구동전력 스위칭시간 간 차이값에 따라 상이하게 변환시키므로, 통합적으로 전력변환한다.

그리고 나서, LED 드라이버는 이렇게 변환된 직류 전원을 즉, 사용자가 원하는 LED등 조명 환경에 맞게 변환된 직류 전원을 LED등에 공급하므로, 다양한 LED등 조명 환경별로(예: 절약형 또는, 제품별 작업환경) 적합한 조명 서비스가 이루어진다.

따라서, 이를 통해 일실시예는 공장(공동구) 내에 여러 설비별로의 LED등을 사용할 경우, 네트워크 방식으로부터 LED등을 다원화 네트워크와, 여러 설비, 개수별로 네트워크 스위칭과 제어를 하므로, 다양한 서비스 프로바이딩과 LED등 환경에 맞게 조명 서비스가 된다.

그리고, 이에 더하여 일실시예는 이렇게 천장 등에 주로 설치된 LED등이 사용될 경우, 상용 전원(또는, 자신의 네트워크에 따른 PoE)으로부터 LED등의 구동전원을 무선으로 천장 등의 LED등에 제공하므로, 천장 등의 복잡한 배선작업이 생략되고, 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등이 이루어진다.

이상과 같이, 일실시예는 공장 내에 여러 설비의 천장 등에 설치된 LED등을 사용할 경우, 조명 서비스와 공조 서비스 등의 미리 설정된 다수의 상이한 서비스 유형별로 상이하게 네트워크를 스위칭해서, 상이한 서비스별로 네트워크를 다원화한다.

그리고, 일실시예는 이 다원화 네트워크에 따라 조명 서비스가 수행될 경우에, 다수의 상이한 설비 장소별로 LED등 개수에 따라 LED등의 점멸 동작을 상이하게 제어함으로써, 다양한 LED등 조명 환경별로(예: 절약형 또는, 제품별 작업환경) 맞게 조명 서비스가 이루어진다.

이에 더하여 일실시예는 LED등이 천장 등에 설치될 경우에는, 천장에서 자석을 적용한 탈부착 구조를 적용해서 결합하므로, 장비의 설치와 유지보수 등이 쉽고 편리하게 이루어진다.

추가적으로 이러한 경우, 상기 LED 등은 예를 들어, 공장(공동구) 내의 작업장(또는 습도가 많은 장소)에 설치되며, 일실시예에 따라 이러한 각각의 설비 장소별 LED등 개수로 사용자가 원하는 바에 따라 그룹화하여 전원공급이 이루어진다.

이때, 상기 전원공급은 예를 들어, 관리자가 지정한 설비 장소별로의 LED등 개수에 따라 자기장에 의한 LED등의 무선전력을 상이하게 변환하므로, 관리자가 원하는 그룹별로 이루어진다.

따라서, 이를 통해 일실시예는 공장 내에 여러 설비별로의 LED등을 사용할 경우, 네트워크 방식으로부터 LED등을 다원화 네트워크와, 여러 설비, 개수별로 네트워크 스위칭과 제어를 하므로, 다양한 서비스 프로바이딩과 LED등 환경에 맞게 조명 서비스가 된다.

그리고, 일실시예는 이에 더하여 이렇게 천장 등에 주로 설치된 LED등이 사용될 경우, 상용 전원(또는, 자신의 네트워크에 따른 PoE)으로부터 LED등의 구동전원을 무선으로 천장 등의 LED등에 제공하므로, 천장 등의 복잡한 배선작업이 간소화되고, 방습과 방수형의 안정적인 전원공급 등이 이루어진다.

100 : 관리 정보처리장치
200 : 네트워크 스위치
300 : LED 제어기
310 : 통신 모듈 320 : 제어부
330 : LED 드라이버 311 : 무선전력전송 송신부
312 : 수신 코일 313 : 가이드 부재
314 : 무선전력전송 수신부
340 : 키신호 입력부

Claims (5)

1. 설비의 동작을 관리할 경우, 미리 설정된 스케쥴 또는 이벤트 정보로부터 설비의 조명 서비스를 포함한 다수의 상이한 서비스 동작을 제어해서, 설비환경을 전체적으로 관리하는 관리 정보처리장치;
   상기 제어 신호를 입력받은 경우, 미리 등록된 네트워크 정보를 기반으로 제어 신호를 스위칭하여, 조명을 포함한 각각의 서비스 장치로 중계하는 네트워크 스위치; 및
   상기 조명과 관련된 제어 신호가 전달된 경우에, 자신의 LED등 점멸 동작을 제어해서, 관리자가 원하는 바에 따라 LED등을 구동하는 LED 제어기; 를 포함하고 있으며,
   
   상기 네트워크 스위치는,
   a) 상기 제어 신호가 스위칭될 경우, 미리 설정된 다수의 상이한 서비스 유형별로 네트워크를 스위칭해서, 서비스별로 네트워크를 상이하게 다원화하고,
   b) 상기 스위칭된 네트워크가 조명 서비스인 경우에, 미리 구비된 다수의 상이한 LED 조명별로 대응되는 제어포트 정보를 가진 LED포트 테이블로부터 제어 신호를 상이한 LED 조명 서비스별로 스위칭해서, 작업 단위로 조명 서비스를 하고,
   
   상기 LED 제어기는,
   상기 조명 서비스가 될 경우에, 상용 전원 측에 설치되어서 자기장에 의한 전력을 상용 전원으로 유도하여 무선으로 송출하는 무선전력전송 송신부;
   상기 상용 전원 측과 이격된 LED등 측에 설치되어서, 상기 무선전력전송 송신부에 의해 송출된 무선전력을 수신하고, 상기 무선전력전송 송신부와의 이격 거리에 대응하여 권취 길이를 가지므로, 최대 무선전력을 수신하는 수신 코일;
   상기 무선전력전송 송신부가 자신의 중간 부위에 설치되고, 자체적으로는 케이블케이싱에 고정되고, 하면에는 자석이 부착된 지지부;
   상기 지지부의 하면에 자석을 통해 접합되고, 자신의 하면에는 상기 수신 코일이 설치됨으로써, 장치 전체적으로 탈부착형 설치가 되도록 하는 받침부;
   상기 수신 코일의 하부에 위치한 금속부재;
   상기 금속부재의 하부에 위치한 페라이트 차단부재;
   상기 수신 코일을 통해 무선전력이 수신되어 상기 금속부재로 전달될 경우, 상기 수신 코일로부터 차폐재를 감싸도록 형성하고, 상기 수신 코일의 내측 방향으로 연금속성 돌극 구조가 형성되어서 전자기 빔을 가지면서 주변의 금속을 통해 발생하는 와류도 방지하므로, 무선전력을 양호한 상태로 가이드하는 가이드부재;
   상기 받침부의 수신 코일 하부에 위치해서, 상기 금속부재와, 페라이트 차단부재, 와류방지부재를 통한 무선전력을 LED등 구동전원인 직류 전원으로 변환하는 무선전력전송 수신부;
   상기 무선전력전송 수신부에 의해 변환된 직류 전원을 다른 값으로 상이하게 변환하여 각각의 LED등으로 공급하는 LED 드라이버; 및
   상기 LED 드라이버의 변환 동작을 제어하여 LED등의 점멸 동작을 사용자가 원하는 바에 따라 제어하는 제어부; 를 포함하고 있으며,
   
   상기 제어부는,
   관리자가 사용할 다수의 상이한 설비 장소별 LED등 개수정보를 제공받을 경우에, 상기 LED 드라이버의 변환 동작을 제어하여 상기 직류 전원을 미리 설정된 하나의 LED등 구동전력의 스위칭시간과, 설비 장소별 LED등 개수의 구동전력 스위칭시간 간 차이값에 따라 상이하게 변환시키므로, 여러 조명 환경별로 통합적으로 전력변환하는 것; 을 특징으로 하는 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 LED 제어기는,
   a) 상기 자기장에 의한 LED구동특성을 기초로 LED등에 대한 전력의 소비 패턴을 분석하여 상이한 전력의 변화 패턴별로 예측 소비전력을 매칭하여 등록하고,
   b) 상기 LED등을 구동할 경우, 실제 전력의 변화 패턴을 추출해서,
   c) 상기 추출된 실제 전력의 변화 패턴에 따른 실제 소비전력과, 실제 전력의 변화 패턴에 매칭된 예측 소비전력을 비교하여,
   d) 상기 비교결과, 상기 실제 소비전력과 예측 소비전력의 차이값이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에 미리 등록된 단말기로 알람을 제공하지 않고, 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에는 알람을 제공하는 것; 을 특징으로 하는 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선전력전송 송신부는
   상기 전력이 송출될 경우에, 상용 전원을 직류 전원으로 변환하는 SMPS부를 구비한 안정기에 연결된 과전압보호부와, 상기 SMPS부의 직류 전원에 대한 HF인버터, 상기 HF인버터에 의한 전원을 자기장으로 무선 송출하는 무선전력전송용 코일을 포함하고,
   
   상기 무선전력전송 송신부와 폐로를 형성하는 상호 간에 이격된 차폐재의 서브 무선전력전송용 코일과 서브 수신 코일로 이루어지고, 상기 서브 무선전력전송용 코일과 상기 서브 수신 코일에 연결되어 공진과 임피턴스 매칭을 하는 제 1 가변 커패시터를 구비한 제 1 중계부; 를 포함하고,
   상기 수신 코일은,
   상기 중계부의 폐로 내에 위치된 것; 을 특징으로 하는 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선전력전송 송신부는
   상기 전력이 송출될 경우에, 상용 전원을 직류 전원으로 변환하는 SMPS부를 구비한 안정기에 연결된 과전압보호부와, 상기 SMPS부의 직류 전원에 대한 HF인버터, 상기 HF인버터에 의한 전원을 자기장으로 무선 송출하는 무선전력전송용 코일을 포함하고,
   
   상기 무선전력전송용 코일과 폐로를 형성하는 상호 간에 이격된 차폐재의 전도성 금속 박막과 서브 수신 코일로 이루어지고, 상기 전도성 금속 박막과 상기 서브 수신 코일에 연결되어 공진과 임피턴스 매칭을 하는 제 2 가변 커패시터를 구비한 제 2 중계부; 를 포함하고,
   상기 수신 코일은,
   상기 중계부의 폐로 내에 위치된 것; 을 특징으로 하는 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 무선전력전송용 코일은,
   상기 각 중계부의 폐로 내에 자성체코어에 감아 세워지거나 또는, 폐로에서 발생하는 자속을 상쇄하도록 자성체코어에 감아 눕혀서 된 것; 을 특징으로 하는 네트워크 제어방식의 LED 조명 시스템.

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