KR20220116347A - 스위칭가능한 광 디바이스의 전기적 속성 변화를 결정 및 수정하기 위한 방법 - Google Patents
스위칭가능한 광 디바이스의 전기적 속성 변화를 결정 및 수정하기 위한 방법 Download PDFInfo
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Abstract
사이트 모니터링 시스템은 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들과 관련된 디바이스, 센서, 또는 제어기가 문제가 있는 때를 결정하기 위해 사이트들로부터 정보를 분석할 수 있다. 시스템이 적절하다면 해당 문제에 조치를 취할 수 있다. 임의 실시예들에서, 시스템은 고객의 목적들을 만족시키기 위해 고객/유저 선호사항들을 학습하여 그것의 제어 로직을 적응시킨다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014년 3월 5일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 61/948,464, 및 2014년 4월 3일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 61/974,677의 이익을 주장하고, 둘 모두는 모든 목적을 위하여 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
때때로 “스마트 윈도우(smart window)들”으로 지칭되는 전기변색 윈도우(electrochromic window)과 같은 전기적으로 틴트가능한 윈도우(tintable window)들은 제한된 장치들에 배치되어 왔다. 이와 같은 윈도우들은 지지를 얻어 보다 폭넓게 배치되고, 스마트 윈도우들과 관련된 큰 데이터의 양이 있기 때문에 그것들은 점점 더 복잡한 제어 및 모니터링 시스템들을 필요로 할 수 있다. 큰 장치들을 관리하기 위한 개선된 기술들은 필요할 것이다.
사이트 모니터링 시스템(site monitoring system)은 디바이스, 센서, 또는 제어기가 문제가 있는 때를 결정하기 위해 사이트(site)들로부터 정보를 분석할 수 있다. 상기 시스템이 적절하다면 해당 문제에 조치를 취할 수 있다. 임의 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 고객의 목적들을 만족시키기 위해서 고객/유저 선호사항들을 학습하여 그것의 제어 로직을 적응시킨다.
하나 이상의 컴퓨터들 및/또는 다른 프로세싱 디바이스들의 시스템은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 상기 시스템상에 인스톨된 그것들의 조합을 가져서 동작시에 또는 상기 시스템이 상기 조치들을 수행하게 하는 특정한 동작들 또는 조치들을 수행하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들은 데이터 프로세싱 장치에 의해 실행될 때, 상기 장치로 하여금 상기 조치들을 수행하게 하는 명령들을 포함하는 특정한 동작들 또는 조치들을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 일반적 측면은 각각이 스위칭가능한 광 디바이스들의 네트워크를 갖는 복수개의 원격 사이트들을 모니터링하기 위한 시스템을 포함하고, 상기 시스템은: (a) 상기 원격 사이트들내 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 기능에 대한 데이터를 저장하도록 구성된 데이터 저장소;(b) 상기 복수개의 원격 사이트들로부터 데이터를 수신하기 위한 하나 이상의 인터페이스들 ; 및 (c) 예상되는 성능 영역(performance region)의 바깥쪽에서 수행하고 있는 임의의 상기 스위칭가능한 광 디바이스들 또는 임의의 상기 스위칭가능한 광 디바이스들과 함께 동작하는 임의의 제어기들 또는 센서들을 식별하기 위해 상기 원격 사이트들로부터의 데이터를 분석하는 로직을 포함한다. 이 측면의 다른 실시예들은 대응하는 컴퓨터 시스템들, 장치, 및 각각이 상기 로직의 특징들을 수행하기 위한 명령들을 수행하거나 또는 저장하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터 스토리지 디바이스들상에 기록된 컴퓨터 프로그램들을 포함한다.
구현예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 스위칭가능한 광 디바이스와 함께 동작하는 스위칭가능한 광 디바이스, 또는 제어기 또는 센서가 상기 예상되는 성능영역의 바깥쪽에서 수행하고 있다는 통지를 생성하기 위한 로직을 더 포함한다. 상기 시스템은 (i) 분석하기 위한 로직에 의해 식별된 스위칭가능한 광 디바이스, 제어기, 또는 센서를 상기 예상되는 성능 영역으로 가져오는 교정 동작을 결정하고, 및 (ii) 상기 식별된 스위칭가능한 광 디바이스, 제어기, 또는 센서를 갖는 원격 사이트로 상기 교정 동작을 통신하기 위한 로직을 더 포함한다. 상기 시스템은 상기 교정 동작은 상기 스위칭가능한 광 디바이스를 제어하기 위한 알고리즘을 수정하는 단계를 포함한다. 상기 시스템은 (i) 사이트(site)에서 스위칭가능한 광 디바이스들과 유저의 상호작용들을 식별함으로써 유저의 선호사항(preference)을 학습하고; 및 (ii) 상기 유저의 선호사항을 만족시키기 위해 상기 스위칭가능한 광 디바이스들을 제어하기 위한 절차들을 조정하기 위한 로직을 더 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 하나 이상의 인터페이스들상에서, 로직이 상기 사이트들로부터 수신하는 데이터에 응답하여 상기 사이트들로 데이터 및/또는 제어 메시지들을 발송하기 위한 상기 로직을 더 포함한다. 상기 시스템은 상기 예상되는 성능 영역의 바깥쪽에서 동작하는 스위칭가능한 광 디바이스, 제어기, 또는 센서를 갖는 사이트들을 플래그(flag)하도록 구성되거나 또는 디자인된 대시보드(dashboard)를 더 포함할 수 있다. 상기 시스템은, 워크스테이션들, 휴대용 컴퓨터들, 및 모바일 컴퓨팅 디바이스들로 구성된 그룹에서 선택된 복수개의 클라이언트 기계들을 더 포함하고, 각각의 클라이언트 기계는 임의의 상기 사이트들내 상기 스위칭가능한 광 디바이스들, 제어기들, 및/또는 센서들 디바이스들의 기능에 대한 정보를 제공하도록 구성된다. 상기 시스템은 애플리케이션 서비스들 및/또는 리포트들을 제공하기 위해 상기 클라이언트들과 접속하도록 구성된 애플리케이션 서버 및/또는 리포트 서버를 더 포함한다. 상기 시스템은 데이터 및 이벤트 리포터, 데이터 및 이벤트 로거(logger) 및/또는 데이터 분석기를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 예상되는 성능 영역은 정의된 사양(specification)이다. 상기 시스템은 (i) 사이트내 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 전기 전류에 저하를 결정하고, 및 (ii) 상기 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 상기 스위칭 전압을 증가시키도록 상기 스위칭가능한 광 디바이스와 관련된 제어기에 지시함으로써 상기 저하를 자동-교정하기 위한 로직을 더 포함한다. 상기 시스템은 (i) 원격 사이트의 공간이 점유될 것을 예측하고; 및 (ii) 상기 공간이 점유될 것으로 예측된 때 틴팅(tinting)을 시작하도록 상기 공간내 스위칭가능한 광 디바이스를 위한 틴트 알고리즘(tint algorithm)을 자동으로 조정하기 위한 로직을 더 포함한다. 상기 시스템은 (i) 단일 파사드(facade)내 스위칭가능한 광 디바이스들을 갖는 상이한 윈도우들에 대한 틴팅 레벨들 또는 틴팅 시간들에서의 차이를 감지하고, 및 (ii) 램핑(ramping) 전압 파라미터들을 자동 조정함으로써 상기 파사드내 모든 윈도우들이 동시에 및/또는 동일한 틴트 레벨로 틴트되게 하기 위한 로직을 더 포함한다. 상기 시스템은 사이트의 HVAC 시스템 및/또는 조명 시스템에 대한 데이터 미리 보기(look ahead)를 제공하기 위한 로직을 더 포함함으로써 상기 HVAC 또는 조명 시스템이 거주자 편안함 및/또는 에너지 절약을 증강시키는 것을 가능하게 하기 위한 로직을 더 포함할 수 있다. 상기 시스템은 에너지 절약을 개선시키는 알고리즘들 및/또는 디바이스 유형들을 식별하기 위해 다수의 사이트들로부터의 에너지 절약들을 비교하기 위한 로직을 더 포함할 수 있다. 상기 시스템은 (i) 상기 원격 사이트들의 시운전(commissioning)동안에 상기 사이트들의 상기 스위칭가능한 광 디바이스들, 제어기들, 및/또는 센서들의 핑거프린트(fingerprint)들을 생성하고, 및 (ii) 시운전동안에 생성된 그것들의 사전 핑거프린트들에 대하여 그것들의 현재 핑거프린트들을 비교함으로써 상기 스위칭가능한 광 디바이스들, 제어기들, 및/또는 센서들의 성능을 결정하기 위한 로직을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 원격 사이트들은 주거용 빌딩들, 오피스 빌딩들, 학교들, 공항들, 병원들, 및/또는 정부 빌딩들을 포함한다. 임의 실시예들에서, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 기능에 대한 데이터는 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 대한 전압 및/또는 전류 대 시간 데이터를 포함한다. 일부 구현예들에서, 상기 시간 변수는 태양 위치 또는 날씨와 관련된다. 어떤 구현예들에서, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 기능에 대한 데이터는 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 대한 피크 전류에서의 변화들, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 대한 누설 전류에서의 변화들, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 요구된 전압 보상에서의 변화들, 및 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 전력 소모에서의 변화들을 포함한다.
일 일반적 측면은 각각이 스위칭가능한 광 디바이스들의 네트워크를 갖는 복수개의 원격 사이트들을 모니터링하기 위한 사이트 모니터링 시스템상에서 구현되는 방법을 포함하고, 상기 방법은: (a) 상기 원격 사이트들내 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 기능에 대한 데이터를 저장하는 단계; (b) 예상되는 성능 영역(performance region)의 바깥쪽에서 수행하고 있는 임의의 상기 스위칭가능한 광 디바이스들 또는 임의의 상기 스위칭가능한 광 디바이스들과 함께 동작하는 임의의 제어기들 또는 센서들을 식별하기 위해 상기 원격 사이트들로부터의 데이터를 분석하는 단계를 포함한다. 이 측면의 다른 실시예들은 대응하는 컴퓨터 시스템들, 장치, 및 각각이 상기 방법들의 행동들을 수행하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터 스토리지 디바이스들상에 기록된 컴퓨터 프로그램들을 포함한다.
구현예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 스위칭가능한 광 디바이스와 함께 동작하는 스위칭가능한 광 디바이스, 또는 제어기 또는 센서가 상기 예상되는 성능영역의 바깥쪽에서 수행하고 있다는 통지를 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은: (c) 분석하기 위한 로직에 의해 식별된 스위칭가능한 광 디바이스, 제어기, 또는 센서를 상기 예상되는 성능 영역으로 가져오는 교정 동작을 결정하는 단계; 및 (d) 상기 식별된 스위칭가능한 광 디바이스, 제어기, 또는 센서를 갖는 원격 사이트로 상기 교정 동작을 통신하는 단계를 더 포함한다. 일부 구현예들에서, 상기 교정 동작은 상기 스위칭가능한 광 디바이스를 제어하기 위한 알고리즘을 수정하는 단계를 포함한다. 일부 경우들에서, 상기 방법은 : (c) 사이트(site)에서 스위칭가능한 광 디바이스들과 유저의 상호작용들을 식별함으로써 유저의 선호사항(preference)을 학습하는 단계; 및 (d) 상기 유저의 선호사항을 만족시키기 위해 상기 스위칭가능한 광 디바이스들을 제어하기 위한 절차들을 조정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 사이트들로부터 수신된 데이터에 응답하여 상기 사이트 모니터링 시스템으로부터 상기 사이트들로 데이터 및/또는 제어 메시지를 발송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 원격 사이트들로부터의 데이터를 이용하여 상기 사이트들에 대한 리포트들을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 예상되는 성능 영역은 정의된 사양(specification)이다.
임의 실시예들에서, 상기 방법은: (c) 사이트내 스위칭가능한 광 디바이스로의 전기 전류의 저하를 결정하는 단계; 및 (d) 상기 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 상기 스위칭 전압을 증가시키도록 상기 스위칭가능한 광 디바이스와 관련된 제어기에 지시함으로써 상기 저하를 자동-교정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 (c) 원격 사이트의 공간이 점유될 것을 예측하는 단계; 및 (d) 상기 공간이 점유될 것으로 예측된 때 틴팅(tinting)을 시작하도록 상기 공간내 스위칭가능한 광 디바이스를 위한 틴트 알고리즘(tint algorithm)을 자동으로 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은: (c) 단일 파사드(facade)내 스위칭가능한 광 디바이스들을 갖는 상이한 윈도우들에 대한 틴팅 레벨들 또는 틴팅 시간들에서의 차이를 감지하는 단계; 및 (d) 램핑(ramping) 전압 파라미터들을 자동 조정함으로써 상기 파사드내 모든 윈도우들이 동시에 및/또는 동일한 틴트 레벨로 틴트되게 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 사이트의 HVAC 시스템 및/또는 조명 시스템에 대한 데이터 미리 보기(look ahead)를 제공하는 단계를 더 포함함으로써 상기 HVAC 또는 조명 시스템이 거주자 편안함 및/또는 에너지 절약을 증강시키는 것을 가능하게 하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 에너지 절약을 개선시키는 알고리즘들 및/또는 디바이스 유형들을 식별하기 위해 다수의 사이트들로부터의 에너지 절약들을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은: (c) 상기 사이트들의 시운전(commissioning)동안에 상기 사이트들의 상기 스위칭가능한 광 디바이스들, 제어기들, 및/또는 센서들의 핑거프린트(fingerprint)들을 생성하는 단계; 및 (d) 시운전동안에 생성된 그것들의 사전 핑거프린트들에 대하여 그것들의 현재 핑거프린트들을 비교함으로써 상기 스위칭가능한 광 디바이스들, 제어기들, 및/또는 센서들의 성능을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 임의 실시예들에서, 상기 원격 사이트들은 주거용 빌딩들, 오피스 빌딩들, 학교들, 공항들, 병원들, 및/또는 정부 빌딩들이다. 임의 실시예들에서, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 기능에 대한 데이터는 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 대한 전압 및/또는 전류 대 시간 데이터를 포함한다. 일 예로서, 상기 시간 변수는 태양 위치 또는 날씨와 관련된다. 일부 구현예들에서, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 기능에 대한 데이터는 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 대한 피크 전류에서의 변화들, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 대한 누설 전류에서의 변화들, 상기 스위칭가능한 광 디바이스들에 요구된 전압 보상에서의 변화들, 및 상기 스위칭가능한 광 디바이스들의 전력 소모에서의 변화들을 포함한다. 상기 방법은 원격 사이트에서 BMS, 네트워크 제어기, 및/또는 윈도우 제어기로부터 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 설명된 기술들의 구현예들은 하드웨어, 컴퓨터-액세스 가능한 매체상에 방법 또는 프로세스, 또는 컴퓨터 소프트웨어를 포함할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 특징들은 관련 도면을 참조하여, 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 1a는 모니터링 네트워크 제어기를 갖는 네트워크 계층의 블럭 다이어그램이다.
도 1b는 빌딩 관리 시스템 (BMS : Building Management System)의 실시예의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 1c는 빌딩 네트워크의 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 1d는 시스템 빌딩의 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 기능들을 제어하기 위한 시스템의 컴포넌트들의 블럭 다이어그램이다.
도 2는 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 및 착색된 것으로부터 탈색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 3은 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 임의 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 4는 윈도우 제어기의 컴포넌트들의 간략화된 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 5는 틴트가능한 윈도우(tintable window) 및 적어도 하나의 센서를 포함하는 공간의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 6은 빌딩내 하나 이상의 전기변색 윈도우들을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직의 일부 단계들을 보여주는 플로우 차트이다.
도 7은 윈도우 제어기에 의해 사용되는 스케줄을 생성하기 위해 스케줄 정보를 입력하는데 사용될 수 있는 유저 인터페이스의 예제 예시이다.
도 8은 사이트 모니터링 시스템을 위한 대시보드의 일 예를 도시한다.
도 9는 사이트 모니터링 시스템에 의해 획득될 수 있는 광센서 데이터의 예를 제공한다.
도 10은 윈도우에 대한 제어기에 의해 발행된 명령들에 관련하여 보여진 윈도우의 응답을 보여주는 데이터를 제공한다. 이 는 모니터링 시스템에 의해 획득될 수 있는 사이트 정보의 다른 예이다.
도 11은 사이트내 세개의 상이한 네트워크 제어기들에 의해 제어되는 윈도우들의 상태 전환들을 보여준다. 이 는 모니터링되고 저장될 수 있는 사이트 정보의 또 다른 예이다.
도 12는 다수의 틴팅이 하나의 광학적 상태로부터 다른 광학적 상태로 디바이스를 스위칭하는 것이 요구되는 경우를 예시하는 사이트 모니터링된 데이터를 도시한다.
도 13은 통합된 유리 유닛에 전력선의 연결로 성능저하를 나타내는 사이트 모니터링된 데이터를 도시한다.
도면들 14a-d는 제어 로직이 적절하게 작동하는 것을 보장하기 위해 모니터링 시스템에 의해 사용될 수 있는 존 상태 변화들을 비교하는 사이트 모니터링된 데이터를 도시한다.
도 15는 동일한 존이지만 상이한 스위칭 특성들을 갖는 다수의 윈도우들에 대하여 모니터링된 데이터를 예시한다.
도 16은 관심 존이 존내 나머지 제어기들과 동기 되지 않은(out of sync) 제어기들 중 하나를 갖는다는 것을 보여주는 모니터 정보를 예시한다.
도 17은 각각이 사이트상에 상이한 방향을 향하는 네개의 광센서들의 모니터 정보를 제공한다.
도면들 18a-h는 단일 파사드(facade)상의 윈도우들에 대한 그룹 제어기들내 윈도우 제어기에서의 문제를 감지하고 분석하기 위해 사이트 모니터링 시스템에 의해 사용되는 정보를 제공한다.
도 1b는 빌딩 관리 시스템 (BMS : Building Management System)의 실시예의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 1c는 빌딩 네트워크의 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 1d는 시스템 빌딩의 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 기능들을 제어하기 위한 시스템의 컴포넌트들의 블럭 다이어그램이다.
도 2는 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 및 착색된 것으로부터 탈색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 3은 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 임의 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 4는 윈도우 제어기의 컴포넌트들의 간략화된 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 5는 틴트가능한 윈도우(tintable window) 및 적어도 하나의 센서를 포함하는 공간의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 6은 빌딩내 하나 이상의 전기변색 윈도우들을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직의 일부 단계들을 보여주는 플로우 차트이다.
도 7은 윈도우 제어기에 의해 사용되는 스케줄을 생성하기 위해 스케줄 정보를 입력하는데 사용될 수 있는 유저 인터페이스의 예제 예시이다.
도 8은 사이트 모니터링 시스템을 위한 대시보드의 일 예를 도시한다.
도 9는 사이트 모니터링 시스템에 의해 획득될 수 있는 광센서 데이터의 예를 제공한다.
도 10은 윈도우에 대한 제어기에 의해 발행된 명령들에 관련하여 보여진 윈도우의 응답을 보여주는 데이터를 제공한다. 이 는 모니터링 시스템에 의해 획득될 수 있는 사이트 정보의 다른 예이다.
도 11은 사이트내 세개의 상이한 네트워크 제어기들에 의해 제어되는 윈도우들의 상태 전환들을 보여준다. 이 는 모니터링되고 저장될 수 있는 사이트 정보의 또 다른 예이다.
도 12는 다수의 틴팅이 하나의 광학적 상태로부터 다른 광학적 상태로 디바이스를 스위칭하는 것이 요구되는 경우를 예시하는 사이트 모니터링된 데이터를 도시한다.
도 13은 통합된 유리 유닛에 전력선의 연결로 성능저하를 나타내는 사이트 모니터링된 데이터를 도시한다.
도면들 14a-d는 제어 로직이 적절하게 작동하는 것을 보장하기 위해 모니터링 시스템에 의해 사용될 수 있는 존 상태 변화들을 비교하는 사이트 모니터링된 데이터를 도시한다.
도 15는 동일한 존이지만 상이한 스위칭 특성들을 갖는 다수의 윈도우들에 대하여 모니터링된 데이터를 예시한다.
도 16은 관심 존이 존내 나머지 제어기들과 동기 되지 않은(out of sync) 제어기들 중 하나를 갖는다는 것을 보여주는 모니터 정보를 예시한다.
도 17은 각각이 사이트상에 상이한 방향을 향하는 네개의 광센서들의 모니터 정보를 제공한다.
도면들 18a-h는 단일 파사드(facade)상의 윈도우들에 대한 그룹 제어기들내 윈도우 제어기에서의 문제를 감지하고 분석하기 위해 사이트 모니터링 시스템에 의해 사용되는 정보를 제공한다.
이 문서는 내부에 배치된 스위칭가능한 광학적 디바이스들을 갖는 하나 이상의 빌딩들 또는 다른 사이트들 모니터링을 위한 플랫폼(platform)을 설명한다. 일부 경우들에서, 사이트들 각각은 하나 이상의 제어기들을 가지며, 각각의 제어기는 하나 이상의 디바이스들의 스위칭을 제어한다. 사이트는 예를 들어, 언제 그리고 얼마나 자주 (틴트 레벨(tint level)) 디바이스들을 스위치할지를 결정하는데 사용되는 데이터를 제공하는 센서들 예컨대 광 센서들, 열 센서들, 및/또는 거주 센서(occupancy sensor)들을 또한 가질 수 있다. 임의 실시예들에서, 광 디바이스들은 구조들 예컨대 윈도우들 및/또는 미러들상에 전기변색 디바이스들이다. 아래의 설명에서, 스위칭가능한 광 디바이스들은 종종 “윈도우(window)들” 또는 “전기변색 윈도우(electrochromic window)들”로 지칭된다. 이런 용어들은 스위칭가능한 광 디바이스들을 갖는 구조들 다른 윈도우들을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 더구나, 스위칭가능한 디바이스들은은 전기변색 디바이스들에 제한되지 않고, 화소로 나누어지지 않을 수 있는(non-pixelated) 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스, 및 유사한 것과 같은 다른 스위칭가능한 디바이스들을 포함한다.
사이트 모니터링 시스템(site monitoring system)은 디바이스, 센서, 또는 제어기가 문제가 있는 때를 결정하기 위해 사이트(site)들로부터 정보를 분석할 수 있다. 시스템이 적절하다면 해당 문제에 조치를 취할 수 있다. 임의 실시예들에서, 시스템은 고객의 목적들을 만족시키기 위해 고객/유저 선호사항들을 학습하여 그것의 제어 로직을 적응시킨다.
관련 방법에서, 시스템은 때때로 사이트의 조명 및/또는 HVAC 시스템들과의 상호작용을 통하여 에너지를 어떻게 더 잘 절약할지를 학습할 수 있고, 및 그런다음 그에 따라서 제어기 설정들을 변경한다. 다수의 사이트들상에서 이를 행함으로써, 시스템은 완전히 새로운 에너지 제어 방법들을 학습할 수 있고, 그것은 다른 사이트들상에 배치될 수 있다. 일 예로서, 시스템은 빠르게 변화하는 날씨 (예를 들어, 폭풍)의 유형에 맞서 가열 부하(heating load)를 어떻게 제어할 지를 학습할 수 있다. 경험을 통하여, 시스템은 예를 들어, 빈번하게 폭풍들이 발생하는 사이트들에서 어떻게 윈도우 틴팅(window tinting)을 조정할지를 학습하고, 그런다음 다른 사이트들에서 폭풍들이 발생한 때 그것의 학습된 모드의 조정을 다른 사이트들에 적용한다. 시스템은 차례로 나중의 폭풍 사이트에서 윈도우 틴트 조정으로부터 새로운 것을 학습할 수 있고 그 학습한 것을 이전 또는 다른 사이트들로 릴레이(relay)할 수 있다.
임의 실시예들에서, 사이트 모니터링 시스템은 사양을 벗어난 윈도우들, 센서들, 및/또는 제어기들을 갖는 사이트들을 플래그(flag)하는 대시보드(dashboard)를 포함한다. 대시보드는 기술 요원이 플래깅된 윈도우, 센서, 또는 제어기의 세부사항들을 조사하는 것을 허용하고 컴포넌트의 로그 또는 성능 데이터를 볼 수 있다. 따라서 예를 들어, 엔드 유저가 유닛의 성능이 사양을 벗어난 것을 인식할 수 있기 전에 시스템은 순향(proactive) 및/또는 예방을 위한 조절 및/또는 윈도우, 센서 또는 제어기의 수리를 허용한다. 이런 식으로 더 나은 엔드 유저 경험이 실현된다.
시스템 용어(System Terminology)
사이트 모니터링 시스템(Site monitoring system) - 다수의 사이트들과 통신하는 프로세싱 센터(processing center). 프로세싱 센터는 사이트들에서 스위칭가능한 광 디바이스들 및 관련된 제어기들 및 센서들에 대한 데이터를 수신하고, 이 데이터로부터, 그것은 잠재적인 문제들을 감지 및/또는 제시할 수 있고, 디바이스들 및/또는 제어기들의 성능에 추이(trend)를 식별하고, 스위칭가능한 광 디바이스들, 등을 제어하기 위한 알고리즘들을 변경한다. 프로세싱 센터는 또한 사이트들로 데이터 및/또는 제어 메시지들을 송신할 수 있고, 때때로 데이터에 응답하여 프로세싱 센터는 사이트들로부터 수신할 수 있다. 사이트 모니터링 시스템은 시스템이 모니터링하는 다수의 사이트들 중 하나 이상으로부터 원격에 위치된다.
사이트(Site) - 이것은 인스톨된 스위칭가능한 광 디바이스들의 빌딩 또는 다른 위치이다. 사이트들은 모니터링 및 선택적으로 제어를 허용하기 위해 사이트 모니터링 시스템과 통신한다. 사이트들의 예들은 주거용 빌딩들, 오피스 빌딩들, 학교들, 공항들, 병원들, 정부 빌딩들, 등을 포함한다. 스위칭가능한 디바이스들은 네트워크로 제공될 수 있고 하나 이상의 알고리즘들의 제어하에서 동작할 수 있다. 하나의 광학적 상태로부터 다른 광학적 상태로의 전환들은 2013년 2월 21일에 출원된 US 특허 출원 번호. 13/772,969에 설명된 것과 같은 프로그램 또는 로직에 의해 구술될 수 있고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다. 스위칭가능한 디바이스들을 제어하기 위해 사용되는 하나 이상의 제어 함수들 (예를 들어, 알고리즘들)은 하나이상의 윈도우 제어기들, 네트워크 제어기들 및/또는 마스터 네트워크 제어기들에 의해 사이트상에서 구현될 수 있다. 이하에서 추가 설명될 것처럼, 시스템이 모니터링하는 각각의 사이트에서의 특정 셋업에 기초한 이들 제어기들의 임의의 것 또는 전부에 시스템은 데이터를 발송하고/발송하거나 회수할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 하나의 사이트에 마스터 네트워크 제어기(master network controller)과 통신할 수 있지만 동시에 다른 사이트에 네트워크 제어기들과 통신할 수 있다. 다른 예에서, 시스템은 모든 사이트들에서 단지 마스터 네트워크 제어기들과 통신한다. 또 다른 예에서, 시스템은 임의 사이트에서 하나 이상의 윈도우 제어기들과 간접적으로 통신할 수 있고, 예를 들어, 시스템은 윈도우 제어기 데이터를 시스템에 릴레이하고 그리고 그 반대로 빌딩 관리 시스템과 직접 통신할 수 있다.
모니터링(Monitoring) - 사이트에서 모니터링 시스템이 정보 사이트들로부터 정보를 획득하는 주용 방법. 모니터링은 시스템에 시스템이 서비스하는 사이트들내 다양한 센서들, 윈도우들, 제어기들, 및 다른 윈도우 시스템들에 대한 정보를 제공할 수 있다.
“광학적으로 스위칭가능한 디바이스(optically switchable device)” 또는 “스위칭가능한 광 디바이스(switchable optical device)”는 전기 입력에 응답하여 광학적 상태를 변화시키는 디바이스이다. 디바이스는 전형적으로, 박막 디바이스(thin film device)이지만, 그러나 반드시 그럴 필요는 없다. 두개 이상의 광학적 상태들사이에서 가역적으로 순환한다. 이들 상태들 사이의 스위칭은 미리 정의된 전류 및/또는 전압을 디바이스에 인가함으로써 제어된다. 디바이스는 전형적으로 적어도 하나의 광학적으로 활성층 양쪽에 걸쳐있는(straddle) 두개의 얇은 도전성 시트들을 포함한다. 광학적 상태에 변화를 구동시키는 전기 입력이 얇은 도전성 시트들에 인가된다. 어떤 구현예들에서, 입력은 도전성 시트들과 전기적 통신하고 있는 버스 바(bus bar)들에 의해 제공된다.
본 개시는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들의 예들로서 전기변색 디바이스들을 강조하지만, 본 개시는 거기에 제한되지 않는다. 다른 유형들의 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 예들은 어떤 전기영동 디바이스들, 액정 디바이스들, 및 유사한 것을 포함한다. 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들은 다양한 광학적으로 스위칭가능한 제품들, 예컨대 광학적으로 스위칭가능한 윈도우들상에 제공될 수 있다. 그러나, 본 출원에서 개시된 실시예들은 스위칭가능한 윈도우들에 제한되지 않는다. 다른 유형들의 광학적으로 스위칭가능한 제품들의 예들은 미러들, 디스플레이들, 및 유사한 것을 포함한다. 이 본 개시의 상황하에서, 이들 제품들은 전형적으로 픽셀로 나누어지지 않는 포맷(non-pixelated format)으로 제공된다.
“광학적 전환(optical transition)” 은 스위칭가능한 광 디바이스의 임의의 하나 이상의 광학적 특성들에서의 변화이다. 변화하는 광학적 특성은 예를 들어, 틴트(tint), 반사율, 굴절률, 색상, 등일 수 있다. 임의 실시예들에서, 광학적 전환은 정의된 시작 광학적 상태 및 정의된 종료 광학적 상태를 가질 것이다. 예를 들어 시작 광학적 상태는 80% 투과율일 수 고 종료 광학적 상태는 50% 투과율일 수 있다. 광학적 전환은 전형적으로 적절한 전위 걸쳐서 스위칭가능한 광 디바이스의 두개의 얇은 도전성 시트들을 가로질러 적절한 전위를 인가함으로써 구동된다.
“시작 광학적 상태(starting optical state)”는 광학적 전환을 시작하기 바로 전 스위칭가능한 광 디바이스의 광학적 상태이다. 시작 광학적 상태는 전형적으로 틴트, 반사율, 굴절률, 색상, 등일 수 있는 광학적 상태의 크기로서 정의된다. 시작 광학적 상태는 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 최대 또는 최소의 광학적 상태; 예를 들어, 90% 또는 4% 투과율일 수 있다. 대안적으로, 시작 광학적 상태는 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 최대 광학적 상태와 최소 광학적 상태의 사이의 어딘가의 값을 갖는 중간 광학적 상태; 예를 들어, 50% 투과율일 수 있다.
“종료 광학적 상태(ending optical state)”는 시작 광학적 상태로 광학적 전환을 완료한 직후의 스위칭가능한 광 디바이스의 광학적 상태이다. 광학적 상태가 특정 애플리케이션에 대하여 완료된 것으로 이해되는 방식으로 변화될 때 전환 완료(complete transition)가 일어난다. 예를 들어, 완전한 틴팅(tinting)은 75% 광학적 투과율로부터10% 투과율로 전환으로 간주될 수 있다. 종료 광학적 상태는 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 최대 또는 최소의 광학적 상태; 예를 들어, 90% 또는 4% 투과율일 수 있다. 대안적으로, 종료 광학적 상태는 스위칭가능한 광 디바이스에 대한 최대 광학적 상태와 최소 광학적 상태의 사이의 어딘가의 값을 갖는 중간 광학적 상태; 예를 들어, 50% 투과율일 수 있다.
“버스 바(Bus bar)”는 스위칭가능한 광 디바이스의 영역에 걸친 투명 도전성 전극과 같은 도전성 계층에 부착된 전기적으로 도전성 스트립(strip)을 지칭한다. 버스 바는 외부 리드(lead)로부터 도전성 계층으로 전기 전위 및 전류를 전달한다. 스위칭가능한 광 디바이스는 각각이 디바이스의 단일 도전성 계층에 연결된 두개 이상의 버스 바들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 버스 바는 디바이스의 도전체 시트들의 대부분의 길이 또는 폭에 걸쳐지는 길고 얇은 라인(line)을 형성한다. 흔히, 버스 바는 디바이스의 에지(edge) 근처에 위치된다.
"인가 전압(applied voltage)" 또는 Vapp는 전기변색 디바이스상의 두개의 반대 극성의 버스 바들에 인가된 전위에서의 차이를 나타낸다. 각각의 버스 바는 별개의 투명 도전성 계층에 전자적으로 연결된다. 인가된 전압은 광학적 전환을 구동시키거나 또는 광학적 상태를 홀드하는 것과 같이 상이한 크기들 또는 기능들에서 달라질 수 있다. 투명 도전성 계층들 사이에 전기변색 재료들과 같은 스위칭가능한 광 디바이스 재료들이 샌드위치된다. 각각의 투명 도전성 계층들은 버스 바가 그것에 연결된 위치와 버스 바로부터 원격인 위치사이의 전위 강하를 경험한다. 일반적으로, 버스 바로부터 거리가 더 멀수록, 투명 도전성 계층에서의 전위 강하가 더 크다. 투명 도전성 계층들의 로컬 전위(local potential)는 본 출원에서 VTCL로서 종종 언급된다. 반대 극성의 버스 바들은 스위칭가능한 광 디바이스의 표면을 가로질러 서로로부터 횡방향에서(laterally) 이격될 수 있다.
"유효 전압(effective voltage)" 또는 Veff는 스위칭가능한 광 디바이스상의 임의의 특정 위치에서 양의 투명 도전성 계층 및 음의 투명 도전성 계층들 사이의 전위를 지칭한다. 직교좌표(Cartesian)의 공간에, 유효 전압은 디바이스상의 특정한 x,y 좌표 에 대하여 정의된다. Veff가 측정된 해당 지점에서, 두개의 투명 도전성 계층들은 z 방향에서 (디바이스 재료들에 의해) 이격되지만, 동일한 x,y 좌표를 공유한다.
“홀드 전압(hold voltage)”은 디바이스를 무기한으로 종료 광학적 상태에서 유지하기 위해 필요한 인가 전압을 지칭한다.
“구동 전압(drive voltage)”는 광학적 전환의 적어도 일부동안에 제공되는 인가 전압을 지칭한다. 구동 전압이 광학적 전환 부분을 "구동시키는 것(driving)"으로 볼 수 있다. 구동 전압의 크기는 광학적 전환의 시작 바로 전 인가 전압의 크기와 다르다. 임의 실시예들에서, 구동 전압의 크기는 홀드 전압의 크기보다 더 크다. 구동 및 홀드 전압들의 예제 애플리케이션이 도 3에 도시된다.
윈도우 “제어기(controller)”는 전기변색 윈도우의 전기변색 디바이스의 틴트 레벨(tint level)을 제어하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 윈도우 제어기는 전기변색 윈도우를 두개의 틴트 상태들 (레벨들), 탈색된 상태(bleached state) 및 착색된 상태(colored state)사이에서 전환할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어기는 전기변색 윈도우 (예를 들어, 단일 전기변색 디바이스를 갖는)를 중간 틴트 레벨들로 추가적으로 전환할 수 있다. 일부 개시된 실시예들에서, 윈도우 제어기는 전기변색 윈도우를 네개의 또는 그 이상 틴트 레벨들로 그리고 네개의 또는 그 이상 틴트 레벨들로부터 전환하는 것이 가능하다. 어떤 전기변색 윈도우들은 각각의 라이트가 두개의-상태 라이트인 단일 IGU내 두개의 (또는 그 이상의) 전기변색 라이트들을 이용함으로써 중간 틴트 레벨들을 허용한다. 다른 전기변색 윈도우들은 단일 전기변색 라이트에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 중간 상태들을 허용한다.
일부 실시예들에서, 윈도우 제어기는 전기변색 윈도우내 하나 이상의 전기변색 디바이스들에 전력을 공급할 수 있다. 전형적으로, 윈도우 제어기의 이 기능은 이하에 보다 상세하게 설명되는 하나 이상의 다른 기능들과 함께 증대된다. 본 출원에서 설명된 윈도우 제어기들은 제어 목적과 관련된 전기변색 디바이스에 전력을 공급하는 기능을 갖는 것들에 제한되지 않는다. 즉, 전기변색 윈도우를 위한 전원은 윈도우 제어기와 별개일 수 있고, 제어기는 그것 자체의 전원을 갖고 윈도우 전원으로부터 윈도우로 전력의 애플리케이션을 지시한다. 그러나, 제어기가 윈도우에 직접 전력을 공급하도록 구성하고 윈도우 제어기와 함께 전원을 포함하는 것이 편리한데, 그것이 전기변색 윈도우에 전력을 공급하기 위한 별개의 와이어링(wiring)에 대한 요구를 제거하기 때문이다.
더구나, 이 섹션에 설명된 윈도우 제어기들은 빌딩 제어 네트워크 또는 빌딩 관리 시스템 (BMS)내에 윈도우 제어기의 통합없이 단일 윈도우 또는 복수개의 전기변색 윈도우들의 기능들을 제어하도록 구성될 수 있는 독립형 제어기들로서 설명된다. 그러나, 윈도우 제어기들은 본 개시의 빌딩 관리 시스템 섹션에 추가로 설명되는 빌딩 제어 네트워크 또는 BMS내에 통합될 수 있다.
사이트들 및 사이트 모니터링 시스템들 (Sites and Site Monitoring Systems)
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네트워크 엔티티(entity)들 및 사이트 모니터링 시스템의 일 예가 도 1a에 도시된다. 거기에 도시된 바와 같이, 사이트 모니터링 시스템 (11)은 다수의 모니터링되는 사이트들 - 사이트들 1-5과 접속한다. 각각의 사이트는 윈도우들의 스위칭을 제어하도록 디자인되거나 또는 구성된 하나 이상의 스위칭가능한 광 디바이스들 예컨대 전기변색 윈도우들 및 하나 이상의 제어기들을 갖는다. 사이트 모니터링 시스템 (11)은 또한 다수의 클라이언트 기계들 - 클라이언트들 1-4과 접속한다. 클라이언트들은 워크스테이션들, 휴대용 컴퓨터들, 모바일 디바이스들 예컨대 스마트폰들, 및 유사한 것일 수 있고, 각각은 사이트들내 디바이스의 기능에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사이트 모니터링 시스템 (11)와 관련된 직원은 하나 이상의 클라이언트들로부터 이 정보를 액세스할 수 있다. 일부 경우들에서, 클라이언트들은 서로와 통신하도록 구성된다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 사이트들과 관련된 직원은 클라이언트를 통하여 정보의 서브셋(subset)을 액세스할 수 있다. 다양한 구현예들에서, 클라이언트 기계들은 사이트들의 일부 또는 전부에 대한 광 디바이스 정보의 뷰들 및 분석을 제공하도록 구성되거나 또는 디자인된 하나 이상의 애플리케이션들을 운영한다.
사이트 모니터링 시스템 (11)은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 시스템 (11)은 데이터 웨어하우스(data warehouse) (13), 애플리케이션 서버 (15), 및 리포트 서버(report server) (17)를 포함한다. 데이터 웨어하우스는 사이트들과 직접 접속한다. 그것은 데이터 관련 데이터베이스 또는 다른 데이터 스토리지 배열에 사이트들로부터의 데이터를 저장한다. 일 실시예에서, 데이터는 데이터베이스 또는 다른 데이터 저장소 예컨대 Oracle DB, Sequel DB, 또는 주문 디자인된(custom designed) 데이터베이스에 저장된다. 데이터 웨어하우스 (13)는 사이트들에서 임의의 많은 엔티티들 예컨대 마스터 네트워크 제어기들로부터 정보를 획득할 수 있다. 제어기들의 체계 구조(hierarchy)를 포함하는 네트워크 배열들의 예들이 도면들 1b-d를 참고로 하여 이하에서 설명된다. 애플리케이션 서버 (15), 및 리포트 서버(report server) (17)는 개별적으로 애플리케이션 서비스들 및 리포트들을 제공하기 위해 클라이언트들과 접속한다. 일 실시예에서, 리포트 서버는 Tableau, Jump, Actuate, 또는 주문 디자인된 리포트 제너레이터를 운영한다. 도시된 실시예에서, 데이터 웨어하우스(data warehouse) (13) 및 애플리케이션 서버 (15) 각각은 리포트 서버(report server) (17)에 정보를 제공한다. 데이터 웨어하우스 (13)와 리포트 서버 (17)간의 통신 뿐만 아니라 애플리케이션 서버 (15)와 리포트 서버 (17)간의 통신이 그런것 처럼 데이터 웨어하우스 (13)와 애플리케이션 서버 (15)간의 통신은 양방향이다.
사이트 구성들의 예들은 도면들 1b-d에 도시되고 이하에서 설명된다. 임의 실시예들에서, 사이트는 (a) 각각이 (윈도우) 제어기에 의해 직접 제어되는 다수의 스위칭가능한 광 디바이스들, (b) 다수의 센서들 예컨대 조사 센서(illumination sensor)들, 및 (c) 하나 이상의 상위 레벨의 제어기들 예컨대 네트워크 제어기들 및 마스터 네트워크 제어기들을 포함한다.
사이트 모니터링 시스템은 원격 사이트들과 통신하기 위한 하나 이상의 인터페이스들을 포함할 수 있다. 이들 인터페이스들은 전형적으로 인터넷상에서 안전하게 통신하기 위한 포트들 또는 연결들이다. 물론, 다른 형태들의 네트워크 인터페이스들이 사용될 수 있다. 데이터는 하나의 사이트로부터 사이트 모니터링 시스템으로 발송하기 전에 압축될 수 있다. 사이트 모니터링 시스템은 무선 연결 또는 케이블 연결을 통하여 개별 사이트들과 접속할 수 있다. 임의 실시예들에서, 사이트 모니터링 시스템은 “클라우드(cloud)”로 구현된다. 사이트 모니터링 시스템은 중앙 집중되거나 또는 분포될 수 있고 허가된 직원에 의한 클라이언트 애플리케이션을 이용하여 어디서든 액세스될 수 있다. 시스템의 다양한 컴포넌트들은 모든 사이트들로부터 원격인 위치 및/또는 클라우드내 하나 이상의 사이트들에 함께 또는 따로 따로 위치될 수 있다. 사이트 모니터링 시스템의 추가 특징들, 기능들, 모듈들, 등은 데이터 및 이벤트 리포터, 데이터 및 이벤트 로그 및/또는 데이터베이스, 데이터 분석기/리포터, 및 커뮤니케이터를 포함할 수 있다.
많은 실시예들에서, 모든 또는 대부분의 사이트 데이터 분석은 사이트 모니터링 시스템에서 수행되지만, 이것은 항상 그런 것은 아니다. 일부 구현예들에서, 일부 사이트 레벨 분석론, 데이터 압축, 등은 사이트 데이터를 사이트 모니터링 시스템로 발송하기 전에 원격 사이트에서 수행된다. 예를 들어 네트워크 또는 마스터 네트워크 제어기는 분석론, 데이터 압축, 등을 수행하기에 충분한 프로세싱 파워 및 다른 자원들을 가질 수 있어서 프로세싱은 이것의 장점을 취하기 위해 분배될 수 있다. 프로세싱 파워의 이 분배는 즉, 어떤 기능들이 수행될지에 의존하여 정적이 아닐 수 있고, 모니터링 시스템은 앞서 언급한 태스크들을 수행하기 위해 원격 프로세서들상에 드로우될 수 있거나, 또는 그렇지 않을 수 있다. 따라서 모니터링 시스템은 사이트에서 원격 프로세서들을 이용하여 가요성을 갖도록 구성될 수 있거나 또는 그렇지 않다.
다양한 장치들에서의 센서들 및 제어기들의 모니터링을 통하여, 사이트 모니터링 시스템은 이하의 서비스들 중 임의의 하나 이상을 제공할 수 있다:
a. 고객 서비스(customer service) - 사이트 모니터링 시스템은 스위칭가능한 디바이스, 센서, 및/또는 제어기로부터의 데이터가 문제를 나타낼 때를 주목할 수 있다. 문제는 기능장애(malfunction)와 같이 당면할 수 있거나, 또는 임박한 문제는 예를 들어, 컴포넌트의 성능이 지정된 파라미터들에서 벗어났을 때 (그러나 여전히 적절하게 기능하고 있는) 예견될 수 있다. 응답에서, 서비스 직원은 문제를 시정하기 위해 원격 위치를 방문할 수 있고 및/또는 원격 위치, 문제가 있는 장치에 통신할 수 있다. 후자의 시나리오에서, 서비스 직원은 예를 들어, 사양으로부터 드리프트(drift)를 보상하기 위해 스위칭가능한 디바이스의 제어기를 다시 프로그램 할 수 있다. 일부 경우들에서, 잠재적인 이슈들이 사이트에서 분명하게 되기 전에 잠재적인 이슈들이 플래깅되고 해결된다. 예를 들어, 앞서 언급한 다시프로그램하기(reprogramming)은 윈도우에서 영구적으로 적절한 성능을 제공할 수 있거나 또는 필드 서비스 사람이 사이트를 방문하여 유닛을 교체하거나 또는 수리할 때까지 적절한 성능을 제공할 수 있다. 추가적으로, 모니터링 시스템은 사이트들이 갖는 문제들을 자동교정(autocorrect)하도록 구성될 수 있다. 다른 식으로 언급되지 않는한, 본 출원에서 설명된 임의의 문제들, 이슈들, 에러들, 등은 사이트 모니터링 시스템내 경험(heuristics)을 이용하여 자동교정될 수 있다. 일 예에서, 모니터링 시스템은 전기변색 윈도우내 사양으로부터의 드리프트(drift)를 감지하고 드리프트를 보상하기 위해 윈도우의 제어기(들)을 자동으로 다시 프로그램 할 수 있다. 시스템은 또한 이 이벤트에 관하여 서비스 직원에 경고한다. 그런 다음 서비스 직원은 예를 들어, 추가의 다시프로그램하기, 윈도우 교체, 제어기 교체, 및 유사한 것의 최적의 방책을 결정할 수 있다. 거주자는 윈도우 및/또는 제어기에 대하여 어떤 것이 잘못되었는지에 어떤 징후도 가지지 않을 수 있고, 윈도우의 성능의 거주자의 지각은 이것들내내 변화되지 않을 수 있다.
이슈들이 감지된 때 경고 통지들이 발송될 수 있다.
이 시스템은 문제들의 빠른 해결을 가능하게 한다. 예를 들어, 대시보드 인터페이스는 고 레벨 개요(summary)로부터 이슈들로 드릴 다운(drill down)하는 능력을 제공할 수 있다. 하이 레벨 개요로부터, 시스템은 로그 파일 섹션들, 개략도들(schematics), 픽쳐들 및 리포트들에 기초하여 사이트-특정 환경(site-specific context)에 용이한 액세스를 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 시스템은 사이트가 갖는 하나 이상의 문제들이 식별된 때 전체 사이트를 플래그한다(flag). 이런 식으로, 시스템과 상호작용하는 사람들은 그들이 이런 정보를 원할 때까지는 이슈 관련 세부사항(minutiae)에 노출될 필요가 없다. 따라서, 예를 들어, 서비스 직원은 빠르게 플래깅된 사이트를 선택할 수 있고, 예를 들어, 중요하지 않은 이슈를 갖는 단일 윈도우일 수 있는 실제 문제에 드릴 다운할 수 있다. 이것은 서비스 개인에게 (a) 문제들이 일어난 곳을 빠르게 결정하고, (b) 각각의 사이트에서의 문제의 성질을 빠르게 결정하고, 및 (c) 효율적으로 임의의 문제들에 우선순위를 정하는 것을 허용한다. 도 8을 참조하라.
시스템은 또한 사이트의 다른 시스템들 예컨대 HVAC 시스템들로 데이터 미리보기(look ahead)를 제공할 수 있고, 그렇게 함으로써 이런 시스템들이 유저 편안함 및/또는 에너지 절약을 증강시키는 것을 가능하게 한다.
b. 관측된 사용량 추이(trend)에 기초하여 장치를 커스터마이즈한다. 유저 선호사항(preference)들이 시간에 대한 프로그램에 통합될 수 있다. 일 예로서, 사이트 모니터링 시스템은 어떻게 엔드 유저 (예를 들어, 거주자)가 특정 시각에 윈도우 제어 알고리즘을 오버라이드(override) 할지 그리고 유저의 향후 행위를 예견하기 위해 이 정보를 사용할려고 할지를 결정할 수 있다. 그것은 학습된 유저 선호사항에 따라 틴트 레벨들을 설정하는 윈도우 제어 알고리즘을 변경할 수 있다.
c. 학습된 접근법들을 다른 장치들에 배치한다(예를 들어, 오후에 뇌우가 접근할 때 윈도우들을 어떻게 최적으로 틴트할지). 스위칭가능한 디바이스 네트워크들의 인스톨된 베이스로부터의 정보 및 총체적 경험을 이용하여 달성되는 장점들이 있다. 예를 들어, 그것은 제어 알고리즘들 미세 튜닝(tune), 특정 시장 세그먼트에 대하여 윈도우/네트워크 제품들 커스터마이즈, 및/또는 새로운 아이디어들 (예를 들어, 제어 알고리즘들, 센서 배치) 테스트하는데 도움이 된다.
모니터링된 데이터(Data monitored)
이하의 설명은 사이트 모니터링 시스템에 의해 모니터링될 수 있는 사이트 정보의 일부 유형들의 예들을 제공한다. 정보는 다양한 소스들 예컨대 개별 스위칭가능한 디바이스들에 대한 전압 및/또는 전류 대 시간 데이터, 센서 출력 버전 시간, 통신 및 네트워크 이벤트들 및 제어기 네트워크들에 대한 로그들, 등으로부터 제공될 수 있다. 시간 변수는 외부 이벤트들 예컨대 태양 위치, 날씨, 등과 관련될 수 있다. 주기적 컴포넌트를 갖는 정보는 주파수 도메인 뿐만 아니라 시간 도메인에서 분석될 수 있다. 이 섹션에서 설명되는 정보의 일부는 본 출원에 제공된 도면들의 환경하에서 고려될 수 있다.
1. 윈도우 제어기들 I/V 데이터로부터:
a. 피크 전류에서의 변화들 [이는 때때로 광학적 전환을 생성하기 위해 구동 전압의 램프(ramp)의 인가 동안에 생성된다. 도면들 2 및 3을 참조하라.]
b. 홀드 (누설) 전류에서의 변화들 [이것은 스위칭가능한 디바이스의 종료 상태에서 관측될 수 있다. 누설 전류의 증가율은 디바이스내 단락(short)이 발생하였을 가능성과 상관될 수 있다. 때때로 단락은 바람직하지 않은 결정(blemish) 예컨대 디바이스내 할로(halo)를 일으킬 수 있다. 이들은 예를들어, 2013년 4월 9일에 출원된 US 특허 출원 번호. 13/859,623에 설명된 것과 같은 휴대용 결함 완화 장치를 이용하여 서비스가능한 필드일 수 있고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.]
c. 요구된 전압 보상에서의 변화 [전압 보상(Voltage compensation)은 파워 서플라이로부터 스위칭가능한 디바이스로의 도전성 경로에서의 전압 강하를 설명하기 위해 요구되는 전압에서의 변화이다.]
d. 전하 전송된 총 전하에서의 변화 [시간 기간 동안에 측정된 및/또는 스위칭가능한 디바이스의 어떤 상태 동안에 (예를 들어, 구동 동안에 또는 홀드(hold) 동안에).]
e. 전력 소모에서의 변화 [전력 소모는 윈도우 또는 제어기당 (I*V)에 의해 산출될 수 있다.]
f. 같은 부하들을 갖는 동일 파사드상에 다른 WC (윈도우 제어기들)과의 비교 [이것은 모니터링 시스템이 해당 제어기에 의해 제어되는 특정 디바이스 보다는 특정 제어기가 이슈(issue)를 갖는지 결정하는 것을 허용한다. 예를 들어, 윈도우 제어기는 각각이 동일한 이슈를 나타내는 다섯개의 절연 유리 유닛들에 연결될 수 있다. 다섯개의 디바이스들이 모두 동일한 이슈를 겪을 것 같지는 않기 때문에, 모니터링 시스템은 해당 제어기 책임인 것으로 결론 내릴 수 있다.]
g. 비정상 프로파일들의 사례들: 예를 들어, 더블 틴팅/더블 클리어링 [더블 틴팅/클리어링은 정상 구동 사이클 (전압 및/또는 전류 프로파일)이 인가되는 상황을 지칭하고 스위칭가능한 디바이스가 스위칭되지 않았다는 것이 발견되고, 해당 경우에서 제 2 구동 사이클이 수행되어야 한다. 도 12를 참조하라.]
h. 스위칭 특성들 vs. 외부 날씨 [어떤 온도 또는 날씨 상태들에서, 모니터링 시스템은 특정한 스위칭 결과들 또는 성능을 예상한다. 예상되는 응답으로부터의 편차들이 제어기, 스위칭가능한 디바이스, 및/또는 센서에서 이슈를 암시한다.]
여기에서 설명된 변화들 및 비교들은 예를 들어, 네트워크 제어기 레벨에서 수집된 데이터로부터 생성될 수 있다. 이력 데이터 (날들, 주들, 달들, 년들)는 사이트 모니터링 시스템내에 보존되고, 이런 데이터는 비교를 위해 사용될 수 있다. 이런 데이터를 가지고, 온도에 기인한 변화들이 식별될 수 있고 적절하면 무시될 수 있다. 다양한 변화들은, 조합으로 또는 조합에 따라서, 윈도우, 제어기, 센서, 등내 문제의 시그니처(signature)를 제공할 수 있다. 앞에서의 파라미터들 중 임의의 하나 이상은 파워 서플라이로부터 스위칭가능한 디바이스까지의(스위칭 가능한 디바이스를 포함) 임의의 위치에서 임피던스에서의 증가를 식별할 수 있다. 이 경로는 스위칭가능한 디바이스, 디바이스에 연결된 버스 바, 버스 바에 대한 리드 어테치(lead attach), 리드 어테치 또는 IGU에 대한 커넥터, 커넥터 (또는 IGU)와 파워 서플라이 사이의 그룹 와이어들 (때때로 소위 “피그테일(피그테일)”)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 임의의 또는 그 이상의 파라미터들 1a - 1e에서의 변화는 윈도우 프레임내 물에 의해 발생된 부식을 나타낼 수 있다. 이들 파라미터들의 조합을 이용하는 모델은 이런 부식의 시그니처를 인식할 수 있고 이 이슈를 원격에 정확하게 리포트할 수 있다.
2. 윈도우 제어기 상태 및 존 상태 변화들로부터:
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a. 그것의 존과 동기 되지 않은 임의의 윈도우 제어기 - 예를 들어, 이것은 통신 이슈들에 기인할 수 있다 [예: 만약 사이트의 존내 다수의 제어기들이 있다면, 이들 제어기들 중 하나는 예상된 대로 행동하고, 사이트 모니터링 시스템은 이상 제어기는 통신 네트워크 상에서 명령들을 수신하지 않거나 따르지 않는다고 결론내릴 수 있다. 사이트 모니터링 시스템은 문제의 소스를 격리시키고 그것을 교정하기 위해 조치를 취할 수 있다.]
b. 해당 존에 대한 최장 스위칭 시간 및 모든 유리를 동일한 속도(rate)로 스위치시키기 위한 조정들 [사이트 모니터링 시스템은 희망하는 속도 또는 예상되는 속도에서 스위칭되지 않는 특정 스위칭가능한 디바이스를 식별할 수 있다. 도 15를 참조하라. 디바이스 교체 또는 변경없이, 모니터링 사이트는 디바이스가 예상 속도에서 스위칭되도록 스위칭 알고리즘을 수정할 수 있다. 예를 들어, 만약 디바이스가 너무 느리게 스위칭하는 것으로 관측되면, 구동시키기 위한 그것의 램프는 또는 구동 전압이 증가될 수 있다. 임의 실시예들에서 이는 원격에서, 그리고 자동으로 수행될 수 있다.]
3. 시스템 로그(system log)들로부터:
a. 통신 에러들의 주파수에서의 임의의 변화 - 잡음 또는 디바이스 성능저하에서의 증가 [제어기로부터의 수신 통신은 느려지거나 또는 중단될 수 있다. 또는, 발송 통신은 확인응답(acknowledge)되지 않거나 또는 그에 따라 조치되지 않을 수 있다.]
b. 연결 성능저하 만약 피그테일 (또는 다른 연결부)이 연결되지 않은 것으로 보이기 시작한다면[임의 실시예들에서, 예를 들어 메모리 및/또는 로직을 포함하여 커넥터가 그것이 연결되어 있지 않은 것을 나타내는 신호를 제공한다. 원격 사이트 모니터링 시스템에서 로그 될 수 있는 윈도우 제어기가 이런 신호들을 수신할 수 있다. 도 13을 참조하라. 2014년 11월 27일에 출원된 US 특허 출원 번호. 14/363,769에 피그테일들 및 다른 전기적 연결 특징부들의 추가 설명이 제공되고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.]
4. 광센서(photosensor) 데이터로부터:
a. 시간 경과에 대한 임의의 성능저하 [이것은 신호 크기 감소로서 명백해질 수 있다. 그것은 센서에 대한 손상, 센서 위에 먼지, 센서 앞에 출현한 차단물 등을 포함하는 다양한 요인들에 의해 발생될 수 있다.]
b. 외부 날씨와의 상관관계 [정상적으로, 사이트 모니터링 시스템은 광센서 출력이 날씨와 상관관계가 있는 것으로 가정할 것이다.]
c. 윈도우 제어 기술이 정확하게 동작하는 것을 보장하기 위해서 존 상태 변화와 비교[사이트 모니터링 시스템은 보통 그것의 광센서 출력이 어떤 상태-변화 기준(state-change criteria)을 만족시킬 때 존이 상태를 변경할 것으로 예상한다. 예를 들어, 만약 센서가 맑은 상태들로의 전환을 표시하면, 존 내 스위칭가능한 디바이스들은 틴트(tint) 되어야 한다. 임의 실시예들에서, 존 마다 하나 이상의 광센서들이 있다. 도면들 14a-d를 참조하라.]
d. 시운전(commissioning)이후에 주변환경(surrounding)들에서의 임의의 변화들 [일 예로서, 하나 이상의 센서들의 앞에 나무들이 자라고, 빌딩은 하나 이상의 센서들 앞에 건설되거나 또는 구성 스캐폴드(construction scaffold)가 하나 이상의 센서들의 앞에 건립된다. 주변환경들에서 이런 변화들은 유사하게 영향을 받고 있는 변화들에 의해 영향을 받는 다수의 센서들에 의해 입증된다 (예를 들어, 그것들의 광센서 출력들이 동시에 낮아진다). 다른 목적들 가운데, 시운전은 사이트내 센서들, 제어기들, 및/또는 스위칭가능한 광 디바이스들의 배치의 정보를 제공하는 역할을 한다. 시운전은 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 출원 번호. PCT/US2013/036456에 추가로 설명되고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.]
5. 상태 변화들의 드라이버의 로그 파일 분석으로부터:
a. 존에 의한 오버라이드(override) - 존에 대한 제어 알고리즘들의 추가 튜닝[사이트 모니터링 특정 사이트의 요건(requirement)을 학습할 수 있고 요건들을 처리하기 위해 그것의 학습 알고리즘을 적응시킬 수 있다. 다양한 유형들의 적응적 학습(adaptive learning)이 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 출원 No. PCT/US2013/036456에 설명되고, 이는 그 전체가 참조로서 본 출원에 앞에 통합되었다.]
b. 모바일 디바이스 vs. 벽 스위치 오버라이드 - 소비자 선호 [오버라이드가 관측된때, 모니터링 시스템은 개시된 디바이스의 유형이 오버라이드된다, 예를 들어, 벽 스위치 또는 모바일 디바이스 것에 유의할 수 있다. 보다 빈번한 벽 스위치들의 사용은 모바일 디바이스 상의 윈도우 애플리케이션에 대한 트레이닝 이슈 또는 문제를 나타낼 수 있다.]
c. 다양한 상태들의 시간/빈도 - 각각의 상태의 유용성 [다수의 틴트 상태들이 이용 가능하고, 그리고 일부는 충분히 이용되지 않을 때, 특정한 상태에 대하여 이슈가 있음을 원격 모니터링 시스템에 나타낼 수 있다. 시스템은 상태의 투과율 또는 다른 특성을 변화시킬 수 있다.]
d. 시장 세그먼트에 의한 변화 [사이트의 스위칭 특성들의 어떤 상태들 또는 다른 특성들의 사용(인기)의 빈도는 시장 세그먼트와 상관관계가 있을 수 있다. 사이트 모니터링 시스템이 이것을 학습하면, 시장-특정 알고리즘들을 제공하고 발전시킬 수 있다. 시장 세그먼트들의 예들은 공항들, 병원들, 오피스 빌딩들, 학교들, 정부 빌딩들, 등을 포함한다.]
e. 전환들의 전체 수 - 시장 세그먼트에 의한 보증 기간 및 수명에 대한 사이클들의 예상되는 수. [이는 인 시튜(in situ) 라이프사이클 정보를 제공할 수 있다. 도 12를 참조하라.}
6. 에너지 계산들:
a. 시즌 동안에 존에 의해 절약된 에너지, 시즌 동안에 총 시스템 에너지 절약 [사이트 모니터링 시스템은 개선들을 제공하는 알고리즘들, 디바이스 유형들, 구조들, 등을 식별하기 위해 다수의 사이트들로부터의 에너지 절약들을 비교할 수 있다. 사이트들을 비교하여 하위 실행 사이트들을 개선. 도면들 14b 및 d를 참조하라.]
b. 존에 의해 어드밴스드 에너지 부하(load) 정보를 AC 시스템에 제공[빌딩들은 큰 열 용량(thermal mass)을 가져서, 에어컨 및 가열은 즉각적으로 효과를 갖지 않는다. 태양 계산기 또는 다른 예측 툴들 (본 출원에 어디 다른곳에 설명되는)을 이용하여, 사이트 모니터링 시스템은 HVAC 시스템들이 일찍 전환을 시작할 수 있도록 HVAC 시스템에 사전 통지를 제공할 수 있다. 존에 의해 이 정보를 제공하는 것은 바람직할 수 있다. 게다가, 사이트 모니터링 시스템은 HVAC 시스템이 그것의 작업을 수행하는 데 도움을 주기 위해 하나 이상의 윈도우들 또는 존들을 틴트할 수 있다. 예를 들어, 열 부하가 특정 파사드상에서 예상된다면, 사이트 모니터링 시스템은 그렇지 않으면, HVAC의 냉각 요건들일 것들을 줄이기 위해서 빌딩의 해당 측면상의 HVAC 시스템 및 또한 틴트 윈도우들에 사전 통지를 제공할 수 있다. 윈도우들의 틴팅 속도에 의존하여, 사이트 모니터링 시스템은 적절하게 시간 틴팅 및 HVAC 활성화 시퀀스들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 만약 윈도우들이 느리게 틴트되면, HVAC 활성화는 더 빨라질 수 있고, 만약 그것들이 빠르게 틴트되면, 그러면 실행할 HVAC 신호는 시스템상에 부하를 줄이기 위해 더 느리게 램프되거나 지연될 수 있다. 도면들 14b 및 d를 참조하라.]
임의 실시예들에서, 윈도우들, 제어기들, 및/또는 센서들은 초기 포인트(point)에서 시간에 맞춰 그것들의 성능 또는 응답이 체크되고 그 후에 반복적으로 다시체크된다. 일부 경우들에서, 최근 성능/응답 측정량은 추이들, 편차들, 안정성, 등을 감지하기 위해서 이전 성능/응답 측정량과 비교된다. 필요하면, 비교과정 동안에 감지된 추이들 또는 편차들을 다루기 위해 조정들이 이루어질 수 있거나 또는 서비스가 제공될 수 있다. 윈도우, 센서, 또는 제어기를 위한 관련 파라미터들의 수집은 디바이스를 위한 “핑거프린트(fingerprint)”의 역할을 할 수 있다. 이런 파라미터들은 본 출원의 어디 다른곳에서 설명된 전압 응답, 전류 응답, 통신 충실도(fidelity), 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 윈도우들, 센서들, 및/또는 제어기들은 공장에서 체크되고 선택적으로 핑거프린트된다. 예를 들어, 스위칭가능한 윈도우는 관련된 파라미터들이 추출될 수 있는 동안에 번인(burn-in)절차를 거칠 수 있다. 문제들을 보이는 윈도우들은 배송/인스톨후에 또는 동작 동안 문제가 발전되었는지 여부를 선택적으로 결정하기 위해서 이전 핑거프린트들에 대비하여 비교되는 그것들의 현재 성능을 가질 수 있다. 핑거프린트들은 또한 디바이스들이 시운전될 때(예를 들어, 사이트에서 인스톨되고 처음에 감지되고 카탈로그되고) 선택적으로 자동으로, 생성될 수 있다. 핑거프린트들은 예를 들어, 피그테일(pigtail)내 윈도우와 관련된 메모리에 저장될 수 있다. 사이트 모니터링 시스템은 임의 실시예들에서 원격에서 및 자동으로 피그테일 (또는 다른 메모리)내 메모리를 다시 프로그램 할 수 있다. 시운전(Commissioning)은 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 출원 No. PCT/US2013/036456에 설명되고, 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
임의 실시예들에서, 새로운 사이트에서의 시운전 동안에, 사이트 모니터링 시스템은 임의의 시운전의 시간에 임의의 불일치(discrepancy)를 플래그하기 위해서 디자인된 사이트 레이아웃을 시운전되는 레이아웃으로서 실제 레이아웃에 비교한다. 이 는 디자인 문서(design document)를 교정하기 위해 또는 사이트에서 디바이스, 제어기, 등을 교정하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 사이트 모니터링 시스템은 단순히 모든 윈도우 제어기들, 네트워크 제어기들, 존들, 등이 디자인 문서와 실제 사이트 구현간에 일치하는지를 확인한다. 다른 경우들에서, 케이블 길이들 등을 확인할 수 있는 보다 광대한 분석이 수행된다. 비교는 또한 인스톨 문제들 예컨대 부정확한 광센서 방위들, 결함이 있는 광센서들, 등을 식별할 수 있고 선택적으로 자동으로 이런 문제들을 자동으로 교정할 수 있다. 표시된 대로, 시운전동안에, 사이트 모니터링 시스템은 상이한 디바이스 전환들을 위한 스위칭가능한 광 디바이스들에서 전압/전류 측정량을 포함하여 사이트내 많은 또는 모든 개별 컴포넌트들의 초기 핑거프린트들을 획득하여 저장할 수 있다. 이런 핑거프린트들은 업스트림 하드웨어 (즉, 와이어링, 파워 서플라이들, 무정전 파워 서플라이 (UPS : uninterrupted power supply)), 뿐만 아니라 윈도우 제어기들 및 스위칭가능한 광 디바이스들에서의 성능저하를 감지하고 그리고 사이트를 주기적으로 체크하기 위해 사용될 수 있다. 스위칭가능한 광학 윈도우 네트워크내 UPS를 이용하는 것이 2014년 6월 30일 출원된 US 특허 출원 No. 62/019,325에 설명되고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
사이트 모니터링 시스템에 의한 자동-감지 및 자동-교정 (Auto-Detection and Auto-Correction by the Site Monitoring System)
본 출원에 많은 논의는 스위칭가능한 광 디바이스들의 네트워크들이 가진 이슈들을 감지하고 진단하기 위한 시스템들에 중점을 두지만, 본 개시의 추가 측면은 데이터를 자동으로 수집하고, 문제들 및 잠재적인 문제들을 자동으로 감지하고, 문제들 또는 잠재적인 문제들을 직원 또는 시스템들에 자동으로 통지하고, 이런 문제들 또는 잠재적인 문제들을 자동으로 교정하고, 및/또는 데이터를 분석하고, 교정들을 구현하고, 서비스 티켓들을 생성하기 위해 빌딩 또는 통합 시스템들과 자동으로 접속하는 이들 성능들을 레버리지(leverage)하는 사이트 모니터링 시스템에 관련한다.
사이트 모니터링 시스템들의 이 자동 특징들의 예들 (Examples of this automatic features of site monitoring systems)
1. 만약 윈도우에 대한 전류(또는 윈도우에 의해 수신된 스위칭 전류에 대한 비 치명적인 이유의 다른 시그니처)에서의 느린 저하가 있다면, 예를 들어, 윈도우에 대한 스위칭 전압을 증가시키기 위해 윈도우와 관련된 제어기를 통제함으로써 사이트 모니터링 시스템은 이 이슈를 자동-교정할 수 있다. 시스템은 뽑은 전류에서의 변화들 또는 광학적 스위칭 특성들을 인가 전압에서 변화들에 관련시키는 경험적 및/또는 분석적 기술들을 이용하여 전압에서의 증가량을 산출할 수 있다. 전압에서의 변화들은 윈도우 네트워크내 디바이스들에 대한 전압 또는 전류의 안전 레벨(safe level)들을 정의하는 범위와 같은 범위에 제한될 것이다. 전압에 대한 변화들은 윈도우 문제의 틴트 전환 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리들을 다시프로그램하는 사이트 모니터링 시스템에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, 윈도우의 피그테일내, 윈도우와 관련된 메모리는, 윈도우 제어기가 윈도우와 관련된 전기변색 코팅을 위한 적절한 구동 전압들을 결정하는 것을 허용하는 윈도우 파라미터들을 수용하도록 공장에서부터 프로그래밍된다. 만약 저하 또는 유사한 이슈들이 있다면, 하나 이상의 이들 파라미터들은 바뀔 필요가 있을 수 있어서 사이트 모니터링 시스템은 메모리를 다시 프로그램 할 수 있다. 예를 들어, 만약 윈도우 제어기가 메모리 (예를 들어, 피그테일(pigtail)과 관련된 메모리)내 저장된 값들에 기초하여 구동 전압 파라미터들을 자동으로 생성한다면 이것이 수행될 수 있다. 즉, 사이트 모니터링 시스템이 새로운 구동 파라미터들을 윈도우 제어기로 발송하기 보다는, 시스템이 간단히 윈도우 메모리를 다시 프로그램 할 수 있어서 윈도우 제어기는 자체적으로 새로운 구동 파라미터들을 결정할 수 있다. 물론, 사이트 모니터링 시스템이 또한 틴트 전환 파라미터들을 윈도우 제어기에 제공할 수 있고, 그런다음 그것들을 그것 자체의 내부 프로토콜에 따라 적용할 수 있고, 이는 그것들을 관련 메모리에 저장하는 단계 또는 그것들을 상위 레벨의 네트워크 제어기에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
2. 만약 정확한 판독보다 열등한 것을 발생시키는 광센서에서의 느린 저하 (또는 센서가 갖는 비 치명적인 이슈의 다른 시그니처)가 있다면, 사이트 모니터링 시스템은 광 디바이스 스위칭 알고리즘들에 입력과 같은 다른 목적을 위한 판독을 이용하여 이전의 센서 판독을 자동 교정할 수 있다. 임의 실시예들에서, 사이트 모니터링 시스템은 광센서 판독을 보상하기 위해서 일부 한계치내에서 오프셋을 적용한다. 이것은 예를 들어, 개선된 심미적인 면들을 위한 윈도우 틴팅의 자동 조절 및 중단되지 않는 거주자의 안락함을 허용한다. 다시, 예를 들어, 거주자는 윈도우 및/또는 관련된 컴포넌트들 또는 소프트웨어에 대하여 임의의 이들 변화들이 발생하였다는 것을 실감하지 못할 수 있다.
3. 만약 시스템이 공간이 점유된 것을 감지하거나 또는 공간이 통상 점유되고, 및 환한 빛이 시작된 후에 틴팅 알고리즘이 틴트를 적용한다는 것을 학습하였다면 사이트 모니터링 시스템은 공간 점유되거나 또는 점유가 예견 될 때보다 더 빨리 틴트 알고리즘을 시작하도록 자동으로 조정할 수 있다. 임의 실시예들에서, 환한 빛(glare)는 환한 빛이 발생하는 공간 외측에 또는 공간내에 위치된 광센서에 의해 검출된다. 알고리즘은 센서 공간내에 위치된 거주 센서(occupancy sensor)를 채용할 수 있다.
4. 시스템이 동일한 파사드에 상이한 윈도우들에 대한 틴팅 시간들에서의 차이를 감지한 때, 그것은 램핑 전압 파라미터들 (만약 거주자 전체 파사드를 동시에 틴팅하는 것을 원한다면)를 자동 조정하여 모든 윈도우들을 동일한 틴트 레벨로 동시에 틴트할 수 있다.
5. 사이트 모니터링 시스템은 존 또는 파사드내 윈도우들의 그룹에 대하여 다른 윈도우 제어기들과 동기 되지 않은 윈도우 제어기를 감지할 수 있다. 도면들 18a-h의 설명은 이런 예의 상세한 설명을 포함한다. 시스템은 그런다음 그것의 제어내에서 다른 교정 조치를 취하거나 또는 인가된 스위칭 전압을 자동으로 조정함으로써 윈도우를 다시 동기상태에 이르게 할 수 있다.
보조 서비스들 (Ancillary Services)
원격 모니터링 시스템은 다양한 목적을 위해 로컬 기후 정보, 사이트 조명 정보, 사이트 열 부하(thermal load) 정보, 및/또는 날씨 피드(feed) 데이터를 사용하고 수집할 수 있다. 몇개의 예들이 이어진다.
날씨 서비스 등급(weather service rating): 그것들의 서비스들을 판매 및/또는 가능하게하는 날씨 피드들/데이터에 의존하는 현존 서비스들이 있다. 예를 들어, “스마트 스프링쿨러들” 및 통상의 스프링쿨러 시스템들을 이용하는 심지어 조경 회사들은 그것들의 분무 패턴(watering pattern)들을 프로그램하기 위해 날씨 데이터를 사용한다. 이들 날씨 데이터는 흔히 로컬, 예를 들어, 우편 번호 기반 데이터이고, 날씨 데이터의 다수의 소스들이 있다. 임의 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템은 날씨 서비스들이 임의의 주어진 영역에 대하여 예측하는 것을 등급화하기 위해 그것이 수집한 실제 데이터를 사용한다. 시스템은 가장 정확한 것을 결정할 수 있고 날씨 피드(weather feed)들에 의존하는 서비스들에 해당 등급을 제공할 수 있다. 임의의 주어진 날씨 서비스는 정확한 지리적 영역에 의존하여 더 정확할 수 있는데, 예를 들어, 날씨 서비스 A는 샌프란시스코에서 최적일 수 있지만, 그러나 산타 클라라 밸리에서는 좋지 않을 수 있다 (서비스 B가 더 나은 경우에). 시스템은 그것의 실제 센서 데이터를 수집하고, 통계적 분석을 행하고, 및 귀중한 정보로서 고객들에 제공함으로서 주어진 영역에 대하여 어느 날씨 피드가 더 신뢰할 수 있는 지를 식별하는 등급 서비스(rating service)를 제공할 수 있다. 이 정보는 사이트들 외에 엔티티들에 대하여 유용하고; 예들은 스프링쿨러 회사들, 태양 패널들, 실외 장소, 날씨에 의존하는 임의의 엔티티를 제어 또는 사용하는 회사들을 포함한다.
날씨 서비스: 사이트 모니터링 시스템은 큰 지리적 영역들에 대하여 생생한 센서 데이터를 수집할 수 있다. 임의 실시예들에서, 그것은 날씨 서비스들이 날씨 데이터를 더 정확하게 제공할 수 있도록 날씨 서비스들에 이 데이터를 제공한다. 다시 말해서, 날씨 서비스들은 위성 사진 및 더 큰 하늘 패턴 데이터 피드들에 크게 의존한다. 폭넓게 배치된 스위칭가능한 광 디바이스들 및 관련된 센서들을 갖는 하나이상의 사이트들로부터의 정보는 태양, 구름들, 열, 등에 관한 실시간 그라운드 레벨 정보를 제공할 수 있다. 이들 두개의 데이터를 조합함으로써, 더 정확한 날씨 예보가 달성될 수 있다. 이 접근법은 다수의 사이트들이 존재하는 나라 또는 다른 지리적 영역에 걸쳐 센서 넷을 생성하는 것으로 보일 수 있다.
소비자 행위: 예를 들어, 임의의 지리적 위치 또는 영역내 광학적 틴트가능한 윈도우들을 엔드 유저들이 언제/어떻게 틴트 또는 탈색하는지를 이해함으로써 엔드 유저 패턴들로부터의 간접 데이터가 수집될 수 있다. 임의 실시예들에서, 사이트 모니터링 시스템에 의해 수집된 데이터는 다른 소비자 제품들 벤더들에게 가치를 가질 수 있는 패턴들을 위해 분석된다. 예를 들어, “심한 틴터(heavy tinter)들” : 햇빛/열에 대한 반감, 높은 햇빛 레벨들이 존재한다는 사실, 영역내에 더 많은 물에 대한 수요, 더 많은 선글래스 판매들 등에 적합한 영역을 나타낼 수 있다. 마찬가지로, “심한 블리처(heavy bleacher)들”은 예를 들어: 선 램프(sun lamp)들, 차(tea), 책들, 가열 패드들, 퍼니스들, 일광욕용 부스(tanning booth)들, 및 유사한 것을 판매하는 벤더들에게 유용할한 반대 경향들을 나타낼 수 있다.
빌딩 관리 시스템 (BMS : Building Management System)
BMS는 사이트의 기계적인 및 전기적 장비 예컨대 환기, 조명, 파워 시스템들, 엘리베이터들, 화재 시스템들, 및 보안 시스템들을 제어 및 모니터링 할 수 있는 사이트 (예를 들어, 빌딩)에 설치된 컴퓨터기반 제어 시스템이다. 임의 실시예들에서, BMS는 사이트에서 시스템들로부터의 모니터링된 정보를 통신하고 제어 신호들을 수신하기 위해 사이트 모니터링 시스템과 통신하도록 디자인되거나 또는 구성될 수 있다. BMS는 거주자들, 사이트 관리기, 및/또는 사이트 모니터링 시스템 관리기에 의해 설정된 선호사항들에 따라 상태들을 유지하기 위해 통신 채널들에 의한 컴퓨터 또는 컴퓨터들, 및 관련된 소프트웨어로의 상호 접속들을 포함하는 하드웨어로 구성된다. 예를 들어, BMS는 로컬 영역 네트워크, 예컨대 이더넷을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어는 예를 들어, 인터넷 프로토콜들 및/또는 오픈 표준들에 기반될 수 있다. 소프트웨어의 일 예는 Tridium, Inc의 (Virginia, Richmond의) 소프트웨어이다. BMS에 사용되는 흔한 하나의 통신 프로토콜은 BACnet이다 (빌딩 자동화 및 제어 네트워크들).
BMS은 큰 빌딩에 가장 흔하고, 전형적으로 빌딩내 환경을 제어하는 기능을 한다. 예를 들어, BMS는 제어 빌딩내 온도, 이산화탄소 레벨들, 및 습도를 제어할 수 있다. 전형적으로, 예컨대 히터들, 에어 컨디셔너들, 송풍기들, 벤트(vent)들, 및 유사한 것과 같은 BMS에 의해 제어되는 많은 기계 디바이스들이 있다. 빌딩 환경을 제어하기 위해, BMS는 정의된 상태들하에서 이들 다양한 디바이스들을 턴 온 및 오프할 수 있다. 전형적인 현대 BMS의 핵심 기능은 가열 및 냉각 비용/수요를 최소화하면서 빌딩 거주자들을 위해 편안한 환경을 홀드하는 것이다. 따라서, 현대 BMS는 모니터링 및 제어하는 것 뿐만 아니라, 예를 들어, 빌딩 운영 경비를 낮추고 에너지를 절약하기 위해 다양한 시스템들사이의 시너지(synergy)를 최적화하기 위해 사용된다.
일부 실시예들에서, 윈도우 제어기는 BMS와 통합되고, 윈도우 제어기는 하나 이상의 전기변색 윈도우들 또는 다른 틴트가능한(tintable) 윈도우들을 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 각각은 적어도 하나의 완전 고체 상태 및 무기 전기변색 디바이스를 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 각각은 완전 전체 고체 상태 및 무기 전기변색 디바이스들만을 포함한다. 다른 실시예에서, 틴트가능한 윈도우들의 하나 이상은 “멀티페인 전기변색 윈도우들(Multipane Electrochromic Windows)”명칭으로 2010년 8월 5일에 출원된 U.S. 특허 출원, 일련 번호 12/851,514에 설명된 다중상태 전기변색 윈도우들이다.
도1b는 보안 시스템들, 가열/환기/에어컨 (HVAC), 빌딩의 조명, 파워 시스템들, 엘리베이터들, 화재 시스템들, 및 유사한 것을 포함하여 빌딩의 많은 시스템들을 관리하는 BMS를 갖는 사이트 네트워크 (1100)의 실시예의 개략적인 다이어그램을 도시한다. 보안 시스템들은 자기 카드 액세스, 회전식문, 솔레노이드 구동 도어락들, 감시 카메라들, 도난 경보기, 금속 검출기들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 화재 시스템들은 물 배관 제어를 포함하는 화재 진압 시스템들 및 화재 경보기를 포함할 수 있다. 조명 시스템들은 내부 조명, 외부 조명, 비상 경고 조명들, 비상구 사인들, 및 비상 층 출구 조명을 포함할 수 있다. 파워 시스템들은 메인 파워, 백업 파워 제너레이터들, 및 무정전 파워 서플라이(UPS) 그리드들을 포함할 수 있다.
또한, BMS는 마스터 윈도우 제어기 (1102)를 관리한다. 이 예에서, 마스터 윈도우 제어기 (1102)는 마스터 네트워크 제어기, (1103), 중간 네트워크 제어기들, (1105a) 및 (1105b), 및 엔드 또는 리프(leaf) 제어기들 (1110)를 포함하는 윈도우 제어기들의 분배 네트워크로서 도시된다. 엔드 또는 리프 제어기들 (1110)는 도면들 4 및 5에 대하여 설명된 윈도우 제어기 (450)에 유사할 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 BMS에 근접할 수 있고, 빌딩 (1101)의 각 층은 하나 이상의 중간 네트워크 제어기들 (1105a) 및 (1105b)을 가질 수 있고, 동시에 빌딩의 각각의 윈도우는 그것 자체의 엔드 또는 리프 제어기 (1110)를 가질 수 있다. 이 예에서, 각각의 제어기들 (1110)은 빌딩 (1101)의 특정 틴트가능한 윈도우를 제어한다. 임의 실시예들에서, 마스터 윈도우 제어기 (1102) 및/또는 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 데이터 웨어하우스(data warehouse)와 같은 사이트 모니터링 시스템 또는 그것의 컴포넌트와 통신한다.
각각의 제어기들 (1110)은 제어기가 제어하는 틴트가능한 윈도우로부터 별개의 위치에 있을 수 있거나, 또는 틴트가능한 윈도우내에 통합될 수 있다. 단순화를 위하여, 빌딩 (1101)의 단지 10개의 틴트가능한 윈도우들이 마스터 윈도우 제어기 (1102)에 의해 제어되는 것으로 도시된다. 전형적인 설정에서는 마스터 윈도우 제어기 (1102)에 의해 제어되는 빌딩내 많은 틴트가능한 윈도우들이 있을 수 있다. 마스터 윈도우 제어기 (1102)는 윈도우 제어기들의 분배 네트워크(distributed network)일 필요는 없다. 예를 들어, 단일 틴트가능한 윈도우의 기능들을 제어하는 단일 엔드 제어기 또한 상기에서 설명된 본 출원에서 개시된 실시예들의 범위내에 해당한다. BMS들과 본 출원에서 설명된 틴트가능한 윈도우 제어기들을 통합하는 장점들 및 특징들이 적절한 도 1b에 관련하여 보다 상세하게 이하에서 설명된다.
개시된 실시예들의 일 측면은 본 출원에서 설명된 다용도 윈도우 제어기를 포함하는 BMS이다. 윈도우 제어기로부터의 피드백을 통합함으로써, BMS는 틴트가능한 윈도우들이 자동으로 제어될 수 있기 때문에 예를 들어, 증강된: 1) 환경 제어, 2) 에너지 절약들, 3) 보안, 4) 제어 옵션들에서의 유연성, 5) 거기에 낮은 의존에 기인한 다른 시스템들의 개선된 신뢰성 및 사용 가능한 수명 그리고 그에 따른 그것의 적은 유지보수, 6) 정보 가용 가능성 및 진단들, 7) 효율적인 스태트의 활용, 및 이들의 다양한 조합들을 제공할 수 있다. 임의 실시예들에서, 임의의 하나 이상의 이들 기능들은 BMS를 통하여 직접 또는 간접적으로 윈도우들 및 윈도우 제어기들과 통신할 수 있는 사이트 모니터링 시스템에 의해 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, BMS는 존재하지 않을 수 있거나 또는 BMS는 존재하지만 그러나 마스터 네트워크 제어기와 통신하지 않을 수 있거나 또는 예컨대 사이트 모니터링 시스템이 마스터 윈도우 제어기와 직접 통신할 때 마스터 네트워크 제어기와 하이 레벨(high level)에서 통신할 수 있다. 이들 실시예들에서, 마스터 네트워크 제어기는 틴트가능한 윈도우들이 자동으로 제어될 수 있기 때문에 예를 들어, 증강된: 1) 환경 제어, 2) 에너지 절약들, 3) 제어 옵션들에서의 유연성, 4) 거기에 낮은 의존에 기인한 다른 시스템들의 개선된 신뢰성 및 사용 가능한 수명 그리고 그에 따른 그것의 적은 유지보수, 5) 정보 가용 가능성 및 진단들, 6) 효율적인 스태트의 활용, 및 이들의 다양한 조합들을 제공할 수 있다. 이들 실시예들에서, BMS에서의 유지보수는 틴트가능한 윈도우들의 제어를 중단하지 않을 것이다.
임의 실시예들에서, BMS는 사이트 네트워크내 하나 이상의 시스템들로부터 모니터링된 데이터를 송신하고 제어 신호들을 수신하기 위해 사이트 모니터링 시스템과 통신상태에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 사이트 모니터링 시스템은 시스템들을 관리하기 위해서 사이트 네트워크내 마스터 윈도우 제어기 및/또는 다른 시스템들과 직접 통신상태에 있을 수 있다.
도 1c는 사이트 (예를 들어, 빌딩)에 대한 사이트 네트워크 (1200)의 실시예의 블럭 다이어그램을 도시한다. 상기에서 언급한 바와 같이, 네트워크 (1200)는 BACnet을 포함하여 임의 개수의 상이한 통신 프로토콜들을 채용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 사이트네트워크 (1200)는 마스터 네트워크 제어기 (1205), 조명 제어 패널 (1210), BMS (1215), 보안 제어 시스템 (1220), 및 유저 콘솔 (1225)를 포함한다. 사이트에 이들 상이한 제어기들 및 시스템들은 사이트의 HVAC 시스템 (1230), 조명들 (1235), 보안 센서들 (1240), 도어 락들 (1245), 카메라들 (1250), 및 틴트가능한 윈도우들 (1255)을 제어 및/또는 그것들로부터의 입력을 수신하기위해 사용될 수 있다.
빌딩을 위한 조명 제어 패널(Lighting Control panel for building)
마스터 네트워크 제어기 (1205)는 도 1b에 대하여 설명된 마스터 네트워크 제어기 (1103)와 유사한 방식으로 기능할 수 있다. 조명 제어 패널 (1210)은 내부 조명, 외부 조명, 비상 경고 조명들, 비상구 사인들, 및 비상 층 출구 조명을 제어하는 회로들을 포함할 수 있다. 조명 제어 패널 (1210)은 또한 사이트의 공간내 거주 센서들을 포함할 수 있다. BMS (1215)는 사이트 네트워크 (1200)의 다른 시스템들 및 제어기들로 명령들을 발행하거나 그것들로부터 데이터를 수신하는 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 예를 들어, BMS (1215)는 마스터 네트워크 제어기 (1205), 조명 제어 패널 (1210), 및 보안 제어 시스템 (1220)의 각각으로 명령들을 발생하고 각각으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 보안 제어 시스템 (1220)은 자기 카드 액세스, 회전식문, 솔레노이드 구동 도어락들, 감시 카메라들, 도난 경보기, 금속 검출기들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 유저 콘솔 (1225)은 사이트의 상이한 시스템들의 제어, 모니터링, 최적화, 및 문제 해결의 동작들을 스케줄하기 위해 사이트 관리기에 의해 사용될 수 있는 컴퓨터 단말 일 수 있다. Tridium, Inc의 소프트웨어는 유저 콘솔 (1225)에 상이한 시스템들로부터의 데이터의 시각적 표현들을 생성할 수 있다.
상이한 제어들의 각각은 개별 디바이스들/장치를 제어할 수 있다. 마스터 네트워크 제어기 (1205)는 윈도우들 (1255)을 제어한다. 조명 제어 패널 (1210)은 조명들 (1235)을 제어한다. BMS (1215)는 HVAC (1230)를 제어할 수 있다. 보안 제어 시스템 (1220)은 보안 센서들 (1240), 도어 락들 (1245), 및 카메라들 (1250)을 제어한다. 데이터 는 사이트 네트워크 (1200)의 부분일 수 있는 모든 상이한 디바이스들/장치 및 제어기들간에 교환 및/또는 공유될 수 있다.
일부 경우들에서, 사이트 네트워크 (1100) 또는 사이트 네트워크 (1200)의 시스템들은 매일, 매월, 분기별, 또는 매년 스케줄들에 따라 운영할 수 있다. 예를 들어, 조명 제어 시스템, 윈도우 제어 시스템, HVAC, 및 보안 시스템은 사람들이 근무일 동안에 사이트에 있을 때를 차지하는 24 시간 스케줄로 동작할 수 있다. 밤에는, 사이트는 에너지 절약 모드로 진입할 수 있고, 낮 동안에는, 시스템들은 거주자 편안함을 제공하면서 사이트의 에너지 소모를 최소화하는 방식으로 동작할 수 있다. 다른 예로서, 시스템들은 휴일 기간동안에 셧 다운 할 수 있거나 또는 에너지 절약 모드로 진입할 수 있다.
스케줄 정보는 지리적 정보와 결합될 수 있다. 지리적 정보는 예컨대, 예를 들어, 빌딩과 같은 사이트의 위도 및 경도를 포함할 수 있다. 빌딩의 경우에서, 지리적 정보는 빌딩 각 측면이 마주하는 방향에 대한 정보를 또한 포함할 수 있다. 이런 정보를 이용하여, 빌딩의 상이한 측면들상에 상이한 공간들은 상이한 방식들로 제어될 수 있다. 예를 들어, 겨울에 빌딩의 동쪽을 마주하는 공간들에 대하여, 윈도우 제어기는 공간을 비추는 햇빛에 의하여 공간이 따뜻해지도록 아침에는 윈도우들을 틴트하지 않도록 지시할 수 있고 조명 제어 패널은 햇빛으로부터의 빛 때문에 조명을 어둡게 하도록 지시할 수 있다. 서쪽을 마주하는 윈도우들은 서쪽 측면상의 윈도우들의 틴트는 에너지 절약에 영향을 미치지 않기 때문에 아침에 공간의 거주자들에 의해 제어 가능할 수 있다. 그러나, 동쪽을 마주하는 윈도우들 및 서쪽을 마주하는 윈도우들의 동작 모드들은 밤에는 스위치될 수 있다(예를 들어, 해가 질때, 서쪽을 마주하는 윈도우들은 열 및 조명 둘모두를 위해 안으로의 햇빛을 허용하도록 틴트되지 않는다).
사이트 네트워크, 외부 윈도우들 (예를 들어, 빌딩의 내부를 빌딩의 외부와 분리시키는 윈도우들)을 위한 틴트가능한 윈도우들, 및 많은 상이한 센서들을 포함하는 예를 들어 도 1b에 빌딩 (1101)와 같은 사이트의 예가 이하에 설명된다. 빌딩의 외부 윈도우들로부터의 빛은 일반적으로 윈도우들로부터 약 20 피트 또는 약 30 피트 빌딩내 내부 조명에 영향을 미친다. 즉, 외부 윈도우로부터 약 20 피트 또는 약 30 피트보다 더 먼 빌딩내 공간은 외부 윈도우로부터 빛을 거의 수신하지 않는다. 빌딩내 외부 윈도우들로부터 떨어진 이런 공간들은 빌딩의 조명 시스템들에 의해 점등된다.
더구나, 빌딩내 온도는 외부 빛 및/또는 외부 온도에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 추운 날, 가열 시스템에 의해 가열되는 빌딩에서, 도어들 및/또는 윈도우들에 더 가까운 공간들은 빌딩의 내부 영역들 보다 더 빨리 열을 상실할 것이고 내부 영역들에 비하여 더 추워질 것이다.
외부 상태 모니터링을 위해, 빌딩은 빌딩의 지붕에 외부 센서들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 빌딩은 빌딩의 각 측면상에 외부 센서 또는 각각의 외부 윈도우와 관련된 외부 센서를 포함할 수 있다. 빌딩의 각 측면상에 외부 센서는 해가 하루 내내 위치를 바꿈에 따라 빌딩의 측면상에 복사조도(irradiance)을 추적할 수 있다.
윈도우 제어기가 사이트 네트워크내에 통합된 때, 외부 센서들로부터의 출격들은 사이트 네트워크 및/또는 사이트 모니터링 시스템에 입력될 수 있다. 일부 경우들에서, 이들 출력들은 로컬 윈도우 제어기에 입력으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 임의의 두개 이상의 외부 센서들로부터의 출력 신호들이 수신된다. 일부 실시예들에서, 단지 하나의 출력 신호가 수신되고, 일부 다른 실시예들에서, 세개, 네개, 다섯개, 또는 그 이상의 출력들이 수신된다. 이들 출력 신호들은 사이트네트워크를 통하여 수신될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서(들)에 의해 수신된 출력 신호들은 빌딩내 가열 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 조명에 의한 에너지 또는 전력 소모를 나타내는 신호를 포함한다. 예를 들어, 빌딩의 가열 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 조명의 에너지 또는 전력 소모는 에너지 또는 전력 소모를 신호를 제공하기 위해 모니터링될 수 있다. 디바이스들은 이 모니터링을 가능하게 하기 위해 빌딩의 회로들 및/또는 와이어링에 부착되거나 또는 그것들에 접속될 수 있다. 대안적으로, 빌딩내 개별 공간또는 빌딩내 그룹 공간들을 위한 가열 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 조명에 의해 소모된 전력이 모니터링될 수 있도록 빌딩내 파워 시스템들이 인스톨될 수 있다.
틴트가능한 윈도우의 틴트를 결정된 틴트 레벨로 변화시키기 위해 틴트 명령들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 관련하여, 이는 빌딩의 각각의 윈도우를 제어하는 엔드 제어기들 (1110)로 명령들을 차례로 발행하는 하나 이상의 중간 네트워크 제어기들 (1105a) 및 (1105b)에 명령들을 발행하는 마스터 네트워크 제어기 (1103)를 포함할 수 있다. 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 BMS 및/또는 사이트 모니터링 시스템으로부터 수신된 명령들에 기초하여 명령들을 발행할 수 있다. 엔드 제어기들 (1100)은 틴트 명령들에 따라 틴트에서의 변화들을 구동시키기 위해 윈도우에 전압 및/또는 전류를 인가할 수 있다.
일부 실시예들에서, 틴트가능한 윈도우들을 포함하는 사이트는 사이트에 파워를 공급하는 유틸리티 또는 유틸리티들에 의해 운용되는 요구 응답 프로그램에 등록되거나 또는 참여될 수 있다. 프로그램은 피크 부하 발생이 예상될 때 사이트의 에너지 소모가 축소되는 프로그램일 수 있다. 유틸리티(utility)는 예상되는 피크 부하 발생 이전에 경고 신호를 발송할 수 있다. 예를 들어, 경고는 예상되는 피크 부하 발생 하루전, 피크 발생의 아침에 또는 약 한 시간 전에 발송될 수 있다. 피크 부하 발생은 뜨거운 여름 날 예를 들어 냉각 시스템들/에어 컨디셔너들이 유틸리티로부터 큰 양의 파워를 끌어 쓸 때 예상될 수 있다. 경고 신호는 빌딩의 BMS에 의해, 사이트 모니터링 시스템에 의해, 또는 빌딩내 틴트가능한 윈도우들을 제어 하도록 구성된 윈도우 제어기들에 의해 수신될 수 있다. 이 경고 신호는 틴팅 제어를 푸는 메커니즘을 오버라이드할 수 있다. BMS 또는 사이트 모니터링 시스템은 그런다음 피크 부하가 예상되는 시간에 빌딩내 냉각 시스템들의 파워 드로우(draw)를 줄이는데 도움을 주는 틴트 레벨을 어둡게 하기 위해 틴트가능한 윈도우들내 적절한 전기변색 디바이스를 전환하도록 윈도우 제어기(들)에 명령할 수 있다.
일부 실시예들에서, 사이트 윈도우들의 틴트가능한 윈도우들 (예를 들어, 전기변색 윈도우들)은 유사한 방식으로 지시되는 존내 틴트가능한 윈도우들을 갖는 존들내에 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 사이트의 외부 윈도우들 (즉, 빌딩의 외부와 내부를 분리하는 윈도우들)은 유사한 방식으로 지시되는 존내 틴트가능한 윈도우들을 갖는 존들내에 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 빌딩의 상이한 측면들 또는 빌딩의 상이한 층들상에 틴트가능한 윈도우들의 그룹들은 상이한 존들에 있을 수 있다. 일 경우에 있어서, 빌딩의 제 1 층에서, 모든 동쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 1에 있을 수 있고, 모든 남쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 2에 있을 수 있고, 모든 서쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 3에 있을 수 있고, 그리고 모든 북쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 4에 있을 수 있다. 다른 경우에, 빌딩의 제 1 층에 모든 틴트가능한 윈도우들은 존 1에 있을 수 있고, 제 2 층에 모든 틴트가능한 윈도우들은 존 2에 있을 수 있고, 및 제 3 층에 모든 틴트가능한 윈도우들은 존 3에 있을 수 있다. 또 다른 경우에 있어서, 모든 동쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 1에 있을 수 있고, 모든 남쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 2에 있을 수 있고, 모든 서쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 3에 있을 수 있고, 그리고 모든 북쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 4에 있을 수 있다. 또 다른 경우에, 1 층에 동쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 상이한 존들로 분할될 수 있다. 빌딩의 동일한 측면 및/또는 상이한 측면들 및/또는 상이한 층들상에 임의 개수의 틴트가능한 윈도우들은 하나의 존에 할당될 수 있다.
일부 실시예들에서, 존내 틴트가능한 윈도우들은 동일한 윈도우 제어기에 의해 제어될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 존내 틴트가능한 윈도우들은 상이한 윈도우 제어기들에 의해 제어될 수 있지만, 그러나 윈도우 제어기들은 모두 센서들로부터 동일한 출력 신호들을 수신할 수 있고 그리고 존내 윈도우들을 위한 틴트 레벨을 결정하기 위해 룩업 테이블 또는 동일 기능을 사용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 존내 틴트가능한 윈도우들은 투과율 센서로부터 출력 신호를 수신하는 윈도우 제어기 또는 제어기들에 의해 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 투과율 센서(transmissivity sensor)는 존내 윈도우들에 근접하여 마운트될 수 있다. 예를 들어, 투과율 센서는 존내 포함된 IGU (예를 들어, 프레임의 수평 새시(sash), 멀리온(mullion)내에 또는 그 위에 마운트된)를 포함하는 프레임내에 또는 프레임위에 마운트될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 빌딩의 단일 측면상의 윈도우들을 포함하는 존내 틴트가능한 윈도우들은 투과율 센서로부터 출력 신호를 수신하는 윈도우 제어기 또는 제어기들에 의해 제어될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서(예를 들어, 광센서)는 제 1 존 (예를 들어, 마스터 제어 존)의 틴트가능한 윈도우들을 제어하는 윈도우 제어기에 출력 신호를 제공할 수 있다. 윈도우 제어기는 제 1 존과 동일한 방식으로 제 2 존 (예를 들어, 슬레이브 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들을 또한 제어할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 다른 윈도우 제어기는 제 1 존과 동일한 방식으로 제 2 존내 틴트가능한 윈도우들을 제어할 수 있다.
일부 실시예들에서, 틴트 레벨 예컨대 착색된 상태 (레벨) 또는 클리어(clear) 상태로 진입하기 위해 사이트 관리기, 제 2 존내 공간들의 거주자들, 또는 다른 사람은 제 2 존 (즉, 슬레이브 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들에 수동으로 지시할 수 있다 (예를 들어, BMS의 유저 콘솔로부터의 틴트 또는 클리어 명령 또는 명령을 이용하여). 일부 실시예들에서, 제 2 존내 윈도우들의 틴트 레벨이 이런 수동 명령으로 오버라이드될 때, 제 1 존 (즉, 마스터 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들은 투과율 센서로부터의 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하에 있을 수 있다. 제 2 존은 시간 기간 동안 수동 명령 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다. 예를 들어, 제 2 존은 오버라이드 명령을 수신한 후에 한 시간 동안 수동 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다.
일부 실시예들에서, 틴트 레벨 예컨대 착색된 상태 또는 클리어 상태로 진입하기 위해 사이트 관리기, 제 1 존내 공간들의 거주자들, 또는 다른 사람은 제 1 존 (즉, 마스터 제어 존)내 윈도우들에 수동으로 지시할 수 있다(예를 들어, BMS의 유저 콘솔로부터의 틴트 명령 또는 명령을 이용하여). 일부 실시예들에서, 제 1 존내 윈도우들의 틴트 레벨이 이런 수동 명령으로 오버라이드될 때, 제 2 존 (즉, 슬레이브 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들은 외부 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하에 있을 수 있다. 제 1 존은 시간 기간 동안 수동 명령 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다. 예를 들어, 제 1 존은 오버라이드 명령을 수신한 후에 한 시간 동안 수동 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 제 2 존내 틴트가능한 윈도우들은 제 1 존에 대한 수동 오버라이드가 수신된 때 그것들이 있었던 틴트 레벨에 있을 수 있다. 제 1 존은 시간 기간 동안 수동 명령 모드에 있을 수 있고 그런다음 제 1 존 및 제 2 존 둘 모두는 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다.
본 출원에서 설명된 틴트가능한 윈도우의 제어의 임의의 방법들은, 윈도우 제어기가 독립형 윈도우 제어기인지 또는 사이트 네트워크와 접속되든 여부에 관계없이, 틴트가능한 윈도우의 틴트를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
무선 또는 유선 통신(Wireless or Wired Communication)
일부 실시예들에서, 본 출원에서 설명된 윈도우 제어기들은 윈도우 제어기, 센서들, 및 개별 통신 노드들 간에 유선 또는 무선 통신을 위한 유선 또는 무선 통신을 포함한다. 무선 또는 유선 통신은 윈도우 제어기와 직접 접속하는 통신 인터페이스로 성취될 수 있다. 이런 인터페이스는 마이크로프로세서에 내재될 수 있거나 또는 이들 기능들을 가능하게 하는 추가 회로부를 통하여 제공된다. 추가하여, 사이트 네트워크의 다른 시스템들은 상이한 시스템 엘리먼트들간 유선 또는 무선 통신을 위한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
무선 통신을 위한 개별 통신 노드는 예를 들어, 다른 무선 윈도우 제어기, 엔드, 중간, 또는 마스터 윈도우 제어기, 원격 제어 디바이스, BMS, 또는 사이트 모니터링 시스템일 수 있다. 무선 통신은 이하의 동작들: 틴트가능한 윈도우 (505)를 프로그래밍 및/또는 동작 (도 5 참조), 본 출원에서 설명된 다양한 센서들 및 프로토콜들에서 틴트가능한 윈도우 (505)로부터 데이터 수집하기, 및 무선 통신을 위한 중계 지점으로서 틴트가능한 윈도우 (505)를 이용하기 중 적어도 하나를 위해 윈도우 제어기에서 사용된다. 틴트가능한 윈도우들 (505)로부터 수집된 데이터는 또한 EC 디바이스가 활성화되어진 횟수, 시간에 대한 EC 디바이스의 효율, 및 유사한 것과 같은 카운트 데이터를 포함할 수 있다. 이들 무선 통신 특징들이 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
일 실시예에서, 무선 통신은 예를 들어, 적외선 (IR), 및/또는 라디오 주파수 (RF) 신호를 통하여 관련된 틴트가능한 윈도우들 (505)을 동작시키기 위해 사용된다. 임의 실시예들에서, 제어기는 무선 프로토콜 칩, 예컨대 블루투스, EnOcean, 와이파이, 지그비, 및 유사한 것을 포함한다. 윈도우 제어기들은 네트워크를 통한 무선 통신을 또한 가질 수 있다. 윈도우 제어기로의 입력은 직접 또는 무선 통신를 통하여 벽 스위치에서 엔드 유저에 의해 수동으로 입력될 수 있거나, 또는 입력은 틴트가능한 윈도우가 BMS의 컴포넌트인 사이트의 BMS로부터 또는 시스템을 관리하는 사이트 모니터링 시스템으로부터 있을 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우 제어기가 제어기들의 분배 네트워크의 부분일 때, 무선 통신은 각각이 무선 통신 컴포넌트들을 갖는 제어기들의 분배 네트워크를 통하여 복수개의 틴트가능한 윈도우들의 각각으로부터 그리고 각각으로 데이터를 전송하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 1b를 다시 참조하여, 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 각각의 중간 네트워크 제어기들 (1105a) 및 (1105b)과 무선으로 통신하고, 중간 네트워크 제어기들은 차례로 각각이 틴트가능한 윈도우와 관련된 엔드 제어기들 (1110)과 무선으로 통신한다. 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 BMS와 사이트 모니터링 시스템과 무선으로 또한 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우 제어기내 적어도 하나의 통신 레벨은 무선으로 수행된다.
일부 실시예들에서, 무선 통신의 하나 초과의 모드는 윈도우 제어기 분배 네트워크에서 사용된다. 예를 들어, 마스터 윈도우 제어기는 와이파이 또는 지그비를 통하여 중간 제어기들과 무선으로 통신할 수 있지만, 그러나 중간 제어기들은 블루투스, 지그비, EnOcean, 또는 다른 프로토콜을 통하여 엔드 제어기들과 통신한다. 다른 예에서, 윈도우 제어기들은 무선 통신을 위한 엔드 유저 선택의 유연성을 위해 중복 무선 통신 시스템들을 가진다.
틴트가능한 윈도우들의 기능들을 제어하기 위한 시스템의 예(Example of System for controlling functions of tintable windows)
도 1d는 실시예들에 따라 사이트(예를 들어, 도 1b에 도시된 빌딩 (1101))에서 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 기능 (예를 들어, 상이한 틴트 레벨들로 전환하기)들을 제어하기 위한 시스템 (1400)의 컴포넌트들의 블럭 다이어그램이다. 시스템 (1400)은 BMS (예를 들어, 도 1b에 도시된 BMS (1100))을 통하여 사이트 모니터링 시스템에 의해 관리되는 시스템들 중 하나일 수 있거나 또는 사이트 모니터링 시스템에 의해 직접 관리될 수 있거나 및/또는 BMS와 독립적으로 동작할 수 있다.
시스템 (1400)은 그것의 기능들을 제어하기 위해 틴트가능한 윈도우들로 제어 신호들을 발송할 수 있는 마스터 윈도우 제어기 (1402)를 포함한다. 시스템 (1400)은 마스터 윈도우 제어기 (1402)과 전자 통신하는 네트워크 (1410)를 또한 포함한다. 틴트가능한 윈도우(들)의 기능들을 제어하기 위한 제어 로직 및 명령들, 및/또는 센서 데이터는 네트워크 (1410)를 통하여 마스터 윈도우 제어기 (1402)에 통신될 수 있다. 네트워크 (1410)는 유선 또는 무선 네트워크 (예를 들어, 클라우드 네트워크)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크 (1410)는 BMS가 빌딩내 틴트가능한 윈도우(들)로 네트워크 (1410)를 통하여 틴트가능한 윈도우(들)을 제어하기 위한 명령들을 발송하는 것을 허용하기 위해 BMS와 통신상태에 있을 수 있다. 일부 경우들에서, BMS는 사이트 모니터링 시스템으로부터 틴트가능한 윈도우(들)을 제어하기 위한 명령들을 수신하기 위해 사이트 모니터링 시스템과 통신상태에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 네트워크 (1410)는 사이트 모니터링 시스템이 빌딩내 틴트가능한 윈도우(들)로 네트워크 (1410)를 통하여 틴트가능한 윈도우(들)을 제어하기 위한 명령들을 발송하는 것을 허용하기 위해 사이트 모니터링 시스템과 통신상태에 있을 수 있다. 임의 실시예들에서, 마스터 윈도우 제어기 (1402) 및/또는 마스터 네트워크 제어기 (1403)는 데이터 웨어하우스(data warehouse)와 같은 사이트 모니터링 시스템 또는 그것의 컴포넌트와 통신하도록 디자인되거나 또는 구성된다.
시스템 (1400)은 마스터 윈도우 제어기 (1402)와 전자 통신하는 틴트가능한 윈도우들 (미도시)의 EC 디바이스들 (400) 및 벽 스위치들 (1490)을 또한 포함한다. 이 예시된 예에서, 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 EC 디바이스(들)을 갖는 틴트가능한 윈도우들의 틴트 레벨을 제어하기 위해 EC 디바이스(들)로 제어 신호들을 발송할 수 있다. 각각의 벽 스위치 (1490)는 EC 디바이스(들) 및 마스터 윈도우 제어기 (1402)과 또한 통신상태에 있다. 엔드 유저 (예를 들어, 틴트가능한 윈도우를 공간의 거주자)는 EC 디바이스(들)를 갖는 틴트가능한 윈도우의 다른 기능들 및 틴트 레벨을 제어하기 위해 벽 스위치 (1490)를 사용할 수 있다.
도 1d에서, 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 마스터 네트워크 제어기 (1403), 마스터 네트워크 제어기 (1403)와 통신하는 복수개의 중간 네트워크 제어기들 (1405), 및 다수의 복수개의 엔드 또는 리프 윈도우 제어기들 (1110)을 포함하는 윈도우 제어기들의 분배 네트워크로서 도시된다. 각각의 복수개의 엔드 또는 리프 윈도우 제어기들 (1110)은 단일 중간 네트워크 제어기 (1405)와 통신상태에 있다. 비록 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 윈도우 제어기들의 분배 네트워크로서 예시되지만, 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 또한 다른 실시예들에서 단일 틴트가능한 윈도우의 기능들을 제어하는 단일 윈도우 제어기일 수 있다. 도 1d에 시스템 (1400)의 컴포넌트들은 도 1b에 대하여 설명된 컴포넌트들에 관하여 일부 유사할 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기 (1403)는 마스터 네트워크 제어기 (1103)에 유사할 수 있고 중간 네트워크 제어기들 (1405)는 중간 네트워크 제어기들 (1105)에 유사할 수 있다. 도 1d의 분배 네트워크내 각각의 윈도우 제어기들은 프로세서와 전기 통신하는 프로세서 (예를 들어, 마이크로프로세서) 및 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있다.
도1d에서, 각각의 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 빌딩내 해당 틴트가능한 윈도우의 틴트 레벨을 제어하기 위해 단일 틴트가능한 윈도우의 EC 디바이스(들) (400)과 통신상태에 있다. IGU의 경우에, 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 IGU의 틴트 레벨을 제어하기 위해 IGU의 다수의 라이트들상에 EC 디바이스들 (400)와 통신상태에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 복수개의 틴트가능한 윈도우들와 통신상태에 있을 수 있다. 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 틴트가능한 윈도우내에 통합될 수 있거나 또는 그것이 제어하는 틴트가능한 윈도우와 별개일 수 있다. 도 1d에 리프 및 엔드 윈도우 제어기들 (1110)은 도 1b에 엔드 또는 리프 제어기들 (1110)에 유사할 수 있고 및/또는 도 5에 대하여 설명된 윈도우 제어기 (450)에 유사할 수 있다.
각각의 벽 스위치 (1490)는 벽 스위치 (1490)와 통신하는 틴트가능한 윈도우의 틴트 레벨 및 다른 기능들을 제어하기 위해 엔드 유저 (예를 들어, 공간의 거주자)에 의해 동작될 수 있다. 엔드 유저는 관련된 틴트가능한 윈도우내 EC 디바이스들 (400)로 제어 신호들을 통신하기위해 벽 스위치 (1490)를 동작시킬 수 있다. 벽 스위치 (1490)로부터 이들 신호들은 일부 경우들에서 마스터 윈도우 제어기 (1402)로부터의 신호들을 오버라이드할 수 있다. 다른 경우들에서(예를 들어, 높은 수요 경우들), 마스터 윈도우 제어기 (1402)로부터의 제어 신호들은 벽 스위치 (1490)로부터의 제어 신호들을 오버라이드할 수 있다. 벽 스위치 (1490)로부터 거꾸로 마스터 윈도우 제어기 (1402)로 발송된 제어 신호들에 대한 정보 (예를 들어, 요청된 시간, 날, 틴트 레벨, 등.)를 발송하기 위해 각각의 벽 스위치 (1490)는 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)와 또한 통신상태에 있다. 일부 경우들에서, 벽 스위치들 (1490)은 수동으로 동작될 수 있다. 다른 경우들에, 벽 스위치들 (1490)은 예를 들어, 적외선 (IR), 및/또는 라디오 주파수 (RF) 신호들을 이용하여 제어 신호들을 갖는 무선 통신을 발송하는 원격 디바이스 (예를 들어, 휴대 전화기, 태블릿, 등.)를 이용하여 엔드 유저에 의해 무선으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 벽 스위치들 (1490)은 무선 프로토콜 칩, 예컨대 블루투스, EnOcean, 와이파이, 지그비, 및 유사한 것을 포함한다. 비록 도 1d 에 도시된 벽 스위치들 (1490)은 벽(들)상에 위치되어 있지만, 시스템 (1400)의 다른 실시예들은 공간의 어디 다른곳에 위치된 스위치들을 가질 수 있다.
예를 들어, 마스터 및/또는 중간 윈도우 제어기들 및 엔드 윈도우 제어기들간의 무선 통신은 하드 통신 라인들의 인스톨을 제거하는 장점을 제공한다. 이것은 윈도우 제어기들과 BMS간 무선 통신에 대하여 또한 적용된다. 일 측면에서, 이들 역할들에서 무선 통신은 윈도우를 동작시키기 위해 전기변색 윈도우들로 그리고 전기변색 윈도우들로부터의 데이터 전송 그리고 예를 들어, 빌딩내 환경 및 에너지 절약을 최적화하기 위해 BMS로 데이터를 제공하기 위해 유용하다. 센서들로부터 피드백 뿐만 아니라 윈도우 위치 데이터는 이런 최적화를 위해 협력작용된다(synergize). 예를 들어, 세분 레벨(granular level)의 (윈도우마다) 마이크로기후 정보가 빌딩의 다양한 환경들을 최적화하기 위해 BMS에 공급된다.
예제 스위칭 알고리즘(Example Switching Algorithm)
광학적 전환들에 따른 속도에 대하여, 인가된 전압은 처음에 평형의 특정 광학적 상태에서 디바이스를 유지하기 위해 요구되는 것보다 더 큰 크기에서 제공된다. 이 접근은 도면들 2 및 3에 예시된다. 도 2는 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 및 착색된 것으로부터 탈색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다. 도 3은 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 임의 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 2는 전기변색 디바이스의 광학적 상태 전환 사이클 (착색에 뒤이은 탈색)을 일으키기 위해 간단한 전압 제어 알고리즘을 채용함으로써 전기변색 디바이스의 완전한 전류 프로파일 및 전압 프로파일을 보여준다. 그래프에서, 총 전류 밀도 (I)는 시간의 함수로 나타낸다. 언급된 바와 같이, 총 전류 밀도는 전기화학적으로 활성 전극들 사이에서의 전기변색 전환과 관련된 이온 전류 밀도 및 전자 누설 전류의 조합이다. 많은 상이한 유형들 전기변색 디바이스는 도시된 전류 프로파일을 가질 것이다. 일 예에서, 캐소드 전기변색 재료 예컨대 텅스텐 산화물은 카운터 전극에서의 애노드 전기변색 재료 예컨대 니켈 텅스텐 산화물과 함께 사용된다. 이런 디바이스들에서, 음의 전류들은 디바이스의 착색을 나타낸다. 일 예에서, 리튬 이온들은 전기변색 전극을 애노드식으로(anodically) 착색하는 니켈 텅스텐 산화물로부터 전기변색 전극을 캐소드식으로(cathodically) 착색하는 텅스텐 산화물로 흐른다. 대응하여, 양으로 대전된 들어오는 리튬 이온들의 분포를 보상하기 위해 전자들은 텅스텐 산화물 전극으로 흐른다. 따라서, 전압 및 전류는 음의 값을 가지는 것으로 도시된다.
도시된 프로파일은 전압을 설정 레벨까지 램프 업(ramp up)하고 그런다음 광학적 상태를 유지하기 위해 전압을 홀드함으로써 생긴다. 전류 피크들 (201)은 광학적 상태, 즉, 착색 및 탈색에서의 변화들과 관련된다. 구체적으로, 전류 피크들은 디바이스를 착색 또는 탈색하는데 요구되는 이온 전하의 전달을 나타낸다. 수학적으로, 피크 아래의 음영된 영역은 디바이스를 착색 또는 탈색하는데 요구되는 총 전하를 나타낸다. 처음 전류 스파이크(spike) 후에 커브 부분들 (부분들 (203))은 디바이스가 새로운 광학적 상태에 있는 동안의 전자 누설 전류를 나타낸다.
도면에서, 전압 프로파일 (205)은 전류 커브 위에 중첩된다. 전압 프로파일은 시퀀스: 음의 램프 (207), 음의 홀드 (209), 양의 램프 (211), 및 양의 홀드 (213)를 따른다. 디바이스가 그것의 정의된 광학적 상태에 잔류하는 시간의 길이 동안 그것의 최대값 크기에 도달한 후에 전압은 일정하게 남아있다는 것에 유의한다. 전압 램프 (207)는 디바이스를 그것의 새로운 착색된 상태로 구동시키고 및 전압 홀드 (209)는 반대 방향에서의 전압 램프 (211)가 착색된 상태로부터 탈색된 상태로의 전환을 구동할 때까지 디바이스를 착색된 상태로 홀드한다. 일부 스위칭 알고리즘들에서, 전류 캡(cap)이 도입된다. 즉, 전류는 디바이스 손상을 방지하기 위해서 정의된 레벨을 초과하는 것이 허용되지 않는다 (예를 들어, 재료 층들을 통한 이온 움직임을 너무 빠르게 구동시키는 것은 재료 층들을 물리적으로 손상시킬 수 있다). 착색 속도는 인가된 전압 뿐만 아니라 또한 온도 및 전압 램핑 레이트의 함수이다.
도 3은 임의의 실시예들에 따른 전압 제어 프로파일을 예시한다. 도시된 실시예에서, 전압 제어 프로파일은 탈색된 상태로부터 착색된 상태로 (또는 중간 상태로) 전환을 구동시키기 위해 채용된다. 전기변색 디바이스를 역 방향, 착색된 상태로부터 탈색된 상태로 (또는 더 착색된 상태로부터 덜 착색된 상태로) 으로 구동시키기 위해서, 유사하지만 역전된 프로파일이 사용된다. 일부 실시예들에서, 착색된 것으로부터 탈색된 것으로 가기 위한 전압 제어 프로파일은 도 3에 도시된 것의 미러 이미지(mirror image)이다.
도 3에 도시된 전압 값들은 인가된 전압 (Vapp) 값들을 나타낸다. 인가된 전압 프로파일은 파선(dashed line)에 의해 도시된다. 대조를 위해, 디바이스내 전류 밀도는 실선에 의해 도시된다. 도시된 프로파일에서, Vapp는 네개의 컴포넌트들: 구동(drive)을 위한 램프 컴포넌트 (303), 이것은 전환을 개시하고, Vdrive 컴포넌트 (313), 이것은 계속하여 전환을 유도하고, 홀드를 위한 램프 컴포넌트 (315), 및 Vhold 컴포넌트 (317)를 포함한다. 램프 컴포넌트들은 Vapp에서의 변동들로서 구현되고Vdrive 및 Vhold 컴포넌트들은 일정한 또는 실질적으로 일정한 Vapp 크기들을 제공한다.
컴포넌트를 구동시키기 위한 램프는 램프 레이트 (크기를 증가시키는) 및 Vdrive의 크기에 의해 특성화된다. 인가된 전압의 크기가 Vdrive에 이르렀을 때, 구동을 위한 램프 컴포넌트가 완성된다. Vdrive 컴포넌트는 Vdrive의 값 뿐만 아니라 Vdrive의 지속기간에 의해 특성화된다. Vdrive의 크기는 상기에서 설명된 것처럼 전기변색 디바이스의 전체 표면상에서 안전하지만 유효범위를 갖는 Veff를 유지하기 위해서 선택될 수 있다.
홀드하기 위한 램프 컴포넌트는 전압 램프 레이트 (크기를 감소시키는) 및 Vhold의 값 (또는 선택적으로 Vdrive 및 Vhold사이의 차이) 에 의해 특성화된다. Vapp는 Vhold의 값이 도달할 때까지 램프 레이트에 따라 강하한다. Vhold 컴포넌트는 Vhold의 크기뿐만 아니라 Vhold의 지속기간에 의해 특성화된다. 실제로, Vhold의 지속기간은 디바이스가 착색된 상태로 (또는 반대로 탈색된 상태로) 홀드되는 시간의 길이에 의해 전형적으로 지배된다. 구동의 램프와 달리, Vdrive, 및 홀드를 위한 램프 컴포넌트들, Vhold 컴포넌트는 임의의 길이를 가지며, 이는 디바이스의 광학적 전환의 물리현상과는 관계없다.
전기변색 디바이스의 각각의 유형은 광학적 전환을 구동시키기 위한 전압 프로파일의 그 자체의 특성 컴포넌트들을 가질 것이다. 예를 들어, 상대적으로 큰 디바이스 및/또는 더 큰 저항성 도전성 계층을 갖는 것은 Vdrive의 더 큰 값 및 어쩌면 구도을 위한 램프 컴포넌트에서 더 높은 램프 레이트를 요구할 것이다. 더 큰 디바이스들은 또한 Vhold의 더 큰 값들을 필요로 할 수 있다. 2012년 4월 17일 출원되고 본 출원에 참조로서 통합된 U.S. 특허 출원 번호 13/449,251 광범위한 상태들에 관한 광학적 전환들을 구동시키기 위한 제어기들 및 관련된 알고리즘들을 개시한다. 거기에 설명된 것처럼, 인가된 전압 프로파일 (본 출원에서의 구동을 위한 램프, Vdrive, 홀드를 위한 램프, 및 Vhold)의 각각의 컴포넌트들은 실시간 상태들 예컨대 전류 온도, 투과율의 전류 레벨, 등을 다루기 위해 독립적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 인가된 전압 프로파일의 각각의 컴포넌트의 값들이 특정 전기변색 디바이스 (그 자체의 버스 바 분리, 비저항, 등을 갖는)에 대하여 설정되고 현재 상태들에 기초하여 변화할 수 있다. 다시 말해서, 이런 시스템들에서, 전압 프로파일은 피드백 예컨대 온도, 전류 밀도, 및 유사한 것을 고려하지 않는다.
표시된 바와 같이, 도 3의 전압 전환 프로파일에 도시된 모든 전압 값들 은 상기에서 설명된 Vapp 값들에 대응한다. 그것들은 상기에서 설명된 Veff 값들 에 대응하지 않는다. 다시 말해서, 도 3에 도시된 전압 값들은 전기변색 디바이스상의 반대 극성의 버스 바들 사이의 전압 차이를 나타낸다.
어떤 실시예들에서, 전압 프로파일의 구동을 위한 램프 컴포넌트는 전기변색 및 카운터 전극들 사이에서 흐르는 이온 전류를 안전하지만 빠르게 구동시키기 위해 선택된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프로파일의 구동을 위한 램프 부분이 끝나고 Vdrive 부분이 시작할 때까지 디바이스에서 전류는 구동 전압 컴포넌트에 대한 램프의 프로파일을 따른다. 도 3에서 전류 컴포넌트 (301)를 참조하라. 전류 및 전압의 안전 레벨들은 경험적으로 또는 다른 피드백에 기초하여 결정될 수 있다. 2102년 8월 28일에 발행되고 2011년 3월 16일에 출원된 U.S. 특허 번호 8,254,013는 전기변색 디바이스 전환들 동안에 안전 전류 레벨들을 홀드하기 위한 알고리즘들의 예들을 제공하고, 참조로서 본 출원에 통합된다.
어떤 실시예들에서, Vdrive의 값은 상기에서 설명된 고려사항들에 기초하여 선택된다. 특별히, 전기변색 디바이스의 전체 표면상에서 Veff의 값은 큰 전기변색 디바이스들을 효율적으로 및 안전하게 전환하는 범위 내에 남아있도록 선택된다. Vdrive의 지속기간은 다양한 고려사항들에 기초하여 선택될 수 있다. 이들 중 하나는 디바이스의 실질적 착색을 일으키기에 충분한 기간 동안 구동 전위가 홀드되는 것을 보증한다. 이 목적을 위하여, Vdrive의 지속기간은 Vdrive가 제 위치에 있는 시간 길이의 함수로서 디바이스의 광학적 밀도를 모니터링함으로써 경험적으로 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, Vdrive의 지속기간은 지정된 시간 기간으로 설정된다. 다른 실시예에서, Vdrive의 지속기간은 희망하는 통과되는 이온의 전하의 양에 상당하도록 설정된다. 도시된 바와 같이, 전류는 Vdrive동안에 램프 다운한다. 전류 세그먼트 (307)를 참조하라.
다른 고려사항은 광학적 전환 동안에 애노드 착색 전극으로부터 캐소드 착색 전극으로 (또는 카운터 전극) 리튬이온들의 여정 완성에 의한 이용 가능한 리튬 이온들의 결과로서의 이온 전류가 감쇠하기 때문에 디바이스내 전류 밀도에서의 감소이다. 전환이 완성된때, 디바이스를 가로질러 흐르는 전류만이 이온 도전성 계층을 통과하는 누설전류이다. 결과로서, 디바이스의 표면에 걸친 전위에서의 오믹 강하는 줄어들고 그리고 Veff의 로컬 값들은 증가한다. 인가되는 전압이 줄어들지 않는다면 Veff의 이들 증가된 값들은 디바이스를 손상시키거나 또는 성능 저하시킬 수 있다. 따라서, Vdrive의 지속기간을 결정하는데 있어서 다른 고려사항은 누설 전류와 관련된 Veff의 레벨을 줄이는 목적이다. Vdrive로부터 Vhold로 인가되는 전압을 강하시킴으로써, Veff가 디바이스의 표면상에 줄어들 뿐만 아니라 누설 전류도 또한 줄어든다. 도 3에 도시된 바와 같이, 홀드를 위한 램프 컴포넌트 동안에 디바이스 전류는 세그먼트 (305)에서 전환한다. 전류는 Vhold동안에 안정한 누설 전류 (309)로 들어간다.
도 4는 개시된 실시예들의 윈도우 제어기 시스템의 다른 컴포넌트들 및 윈도우 제어기의 일부 컴포넌트들(450)의 블럭 다이어그램을 도시한다. 도 4 는 윈도우 제어기의 간략화된 블럭 다이어그램이고, 보다 상세한 관련 윈도우 제어기들은 U.S. 특허 출원 일련 번호들 13/449,248 및 13/449,251에서 찾아볼 수 있고, 둘 모두는 발명자로서 Stephen Brown를 지정하고, 둘 모두의 명칭은 “광학적으로-스위칭가능한 윈도우들을 위한 제어기(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)” 및 둘 모두는 2012년 4월 17일에 출원되었고, U.S. 특허 일련 번호 13/449,235, 명칭은 “광학적으로 스위칭가능한 디바이스들에서의 전환들 제어하기(CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES) ”이고 Stephen Brown를 발명자들로서 지정하고 및 2012년 4월 17일 출원되었고, 이의 모두는 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
도 4 에서, 예시된 윈도우 제어기의 컴포넌트들 (450)은 마이크로프로세서 (410) 또는 다른 프로세서를 갖는 윈도우 제어기 (450), 파워 폭 변조기 (PWM) (415), 신호 컨디셔닝 모듈 (405), 및 구성 파일(422)을 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체 (420) (예를 들어, 메모리)을 포함한다. 윈도우 제어기 (450)는 하나 이상의 전기변색 디바이스들 (400)로 명령들을 발송하기 위해 네트워크(425) (유선 또는 무선)를 통하여 전기변색 윈도우내 하나 이상의 전기변색 디바이스들 (400)와 전자 통신상태에 있다. 일부 실시예들에서, 윈도우 제어기 (450)는 마스터 윈도우 제어기로 네트워크 (유선 또는 무선)를 통하여 통신하는 로컬 윈도우 제어기일 수 있다.
개시된 실시예들에서, 사이트(site)는 빌딩의 외부와 내부 사이에 전기변색 윈도우를 갖는 적어도 하나의 공간을 갖는 빌딩일 수 있다. 하나 이상의 센서들이 빌딩의 외부 및/또는 공간 내부에 위치될 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 센서들로부터의 출력은 윈도우 제어기 (450)의 신호 컨디셔닝 모듈 (405)로 입력될 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 센서들로부터의 출력은 BMS로 또는 사이트 모니터링 시스템으로 입력될 수 있다. 비록 도시된 실시예들의 센서들은 빌딩의 외측 수직 벽상에 위치된 것으로 도시되었지만, 이는 단순함을 위한 것이고, 센서들은 다른 위치들, 예컨대 내부 공간 또는 다른 표면들상에 또는 외부에 등에 있을 수 있다. 일부 경우들에서, 두개 이상의 센서들이 동일한 입력을 측정하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 하나의 센서가 고장된 경우에 또는 그렇지 않으면, 잘못된 판독을 갖는 경우에 이중화를 제공할 수 있다.
공간 센서들 및 윈도우 제어기 (ROOM SENSORS AND WINDOW CONTROLLER)
도 5는 적어도 하나의 전기변색 디바이스를 갖는 틴트가능한 윈도우 (505)을 갖는 공간 (500)의 개략적인 다이어그램을 도시한다. 틴트가능한 윈도우 (505)는 공간 (500)을 포함하는 빌딩의 외부와 내부 사이에 위치된다. 공간 (500)은 또한 제어 틴트가능한 윈도우 (505)의 틴트 레벨을 제어하도록 구성되고 윈도우에 연결된 윈도우 제어기 (450)를 포함한다. 외부 센서 (510)는 빌딩의 외부에 수직 표면상에 위치된다. 다른 실시예들에서, 내부 센서는 공간 (500)내 주변 광을 측정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 거주 센서는 또한 거주자가 공간 (500)내 있을 때를 결정하기 위해 또한 사용될 수 있다.
외부 센서 (510)는 광원으로부터 예컨대 태양 또는 표면, 대기내 입자들, 구름들, 등으로부터 센서로 반사된 광에서 흐르는 디바이스상의 복사 광 입사를 검출할 수 있는 디바이스, 예컨대 광센서이다. 외부 센서 (510)는 광전기 효과에서 기인한 전기 전류 형태에 신호를 생성할 수 있고 신호는 센서 (510)상에 입사 광의 함수일 수 있다. 일부 경우들에서, 디바이스는 watts/m2 단위 또는 다른 유사한 단위들에 복사조도(복사조도)의 면에서 복사 광을 감지할 수 있다. 다른 경우들에서, 디바이스는 피트 촉광(foot candle) 또는 유사한 단위들에 가시 파장 범위에 광을 감지할 수 있다. 많은 경우들에서, 복사조도와 가시 광의 이들 값사이에는 선형 관계가 있다.
햇빛으로부터의 복사조도 값들은 햇빛이 지구에 부딪치는 각도가 변함에 따라 시각(time of day) 및 연중 시각(time of year)에 기초하여 예측될 수 있다. 외부 센서 (510)는 복사 광을 실시간으로 감지할 수 있고, 이는 빌딩들 때문에 반사 및 차단된 광, 날씨에서의 변화들 (예를 들어, 구름들), 등을 설명한다. 예를 들어, 구름이 있는 날, 햇빛은 구름들에 의해 차단될 것이고 외부 센서 (510)에 의해 검출된 복사 광은 구름이 없는 날들보다 더 낮을 것이다.
일부 실시예들에서, 단일 틴트가능한 윈도우 (505)와 관련된 하나 이상의 외부 센서들 (510)이 있을 수 있다. 하나 이상의 외부 센서들 (510)로부터의 출력은 예를 들어, 만약 외부 센서들 (510)중 하나가 오브젝트에 의해, 예컨대 외부 센서 (510)위에 앉은 새에 의해 가려지는지를 결정하기 위해 서로 비교될 수 있다. 일부 경우들에서, 일부 센서들은 신뢰할 수 없고 및/또는 값이 비쌀수 있기 때문에 빌딩내 상대적으로 더 적은 센서들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 어떤 구현예들에서, 단일 센서 또는 약간의 센서들이 빌딩에 또는 아마 빌딩의 일 측면상에 부딪치는 햇빛으로부터의 복사 광의 전류 레벨을 결정하기 위해 채용될 수 있다. 구름은 태양 앞을 지나갈 수 있거나 또는 구성 차량이 셋팅 태양의 전방에 주차할 수있다. 이들은 빌딩에 수직으로 부딪치도록 산출된 태양으로부터의 복사 광의 양으로부터의 편차들로 귀결될 것이다.
외부 센서 (510)는 일 유형의 광센서일 수 있다. 예를 들어, 외부 센서 (510)는 전하 결합 디바이스 (CCD:charge coupled device), 포토다이오드, 광저항기, 또는 광전지일 수 있다. 관련 기술 분야에서의 통상의 기술자는 광 세기를 측정하고 광 레벨을 표시하는 전기 출력을 제공하는 광센서 및 다른 센서 기술에서 미래 개발품들이 또한 작동할 것이라는 것을 이해할 것이다.
일부 실시예들에서, 외부 센서(510)로부터의 출력은 BMS로 또는 사이트 모니터링 시스템으로 입력될 수 있다. 입력은 전압 신호의 형태일 수 있다. BMS 또는 사이트 모니터링 시스템은 입력을 프로세스하고 윈도우 제어기 (450)에 직접 또는 마스터 윈도우 제어기 (1102) (도 1b에 도시된)를 통하여 틴팅 명령들을 갖는 출력 신호를 전달할 수 있다. 틴트가능한 윈도우 (505)의 틴트 레벨은 다양한 구성 정보, 오버라이드 값(override value)들에 기초하여 결정될 수 있다. 윈도우 제어기 (450)는 그런다음 희망하는 틴트 레벨로 전환하기 위해 틴트가능한 윈도우 (505)로 전압 및/또는 전류를 인가하도록 PWM (415)에 지시한다.
개시된 실시예들에서, 윈도우 제어기 (450)는 윈도우를 네개의 또는 그 이상 상이한 틴트 레벨들 중 임의의 하나로 전환하기 위해 틴트가능한 윈도우 (505)로 전압 및/또는 전류를 인가하도록 PWM (415)에 지시할 수 있다. 개시된 실시예들에서, 틴트가능한 윈도우 (505)는 0 (가장 밝은), 5, 10, 15, 20, 25, 30, 및 35 (가장 어두운)로서 설명된 적어도 여덟개이 상이한 틴트 레벨들로 전환될 수 있다. 틴트 레벨들은 틴트가능한 윈도우 (505)통과하여 투과된 광의 태양 이득 열 계수 (SGHC:solar gain heat coefficient) 값들 및 시가적 투과 값들에 선형으로 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기의 여덟개의 틴트 레벨들을 이용하여, 가장 밝은 틴트 레벨 0은 0.80의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 5는 0.70의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 10은 0.60의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 15는 0.50의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 20은 0.40의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 25은 0.30의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 30은 0.20의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 및 틴트 레벨 35 (가장 어두운)은 0.10의 SGHC 값에 대응할 수 있다.
윈도우 제어기 (450)와 통신하는 윈도우 제어기 (450) 또는 마스터 윈도우 제어기와 통신하는 BMS 또는 사이트 모니터링 시스템은 외부 센서 (510) 및/또는 다른 입력로부터 신호들에 기초하여 희망하는 틴트 레벨을 결정하는 임의의 제어 로직을 채용할 수 있다. 윈도우 제어기 (415)는 전기변색 윈도우를 희망하는 틴트 레벨로 전환하기 위해 전기변색 윈도우 (505)로 전압 및/또는 전류를 인가하도록 PWM (460)에 지시할 수 있다.
빌딩내 윈도우들을 제어하기 위한 제어 로직(CONTROL LOGIC FOR CONTROLLING WINDOWS IN A BUILDING)
도 6은 실시예들에 따라 사이트에서 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들을 제어하는 방법을 위한 대표적인 제어 로직을 보여주는 플로우 차트이다. 제어 로직은 틴트가능한 윈도우(들)을 위한 틴트 레벨들을 계산하기 위해 하나 이상의 모듈들 A, B, 및 C을 사용하고 틴트가능한 윈도우(들)을 전환하기 위한 명령들을 발송한다. 제어 로직내 계산들은 단계 (610)에서의 타이머에 의해 타이밍을 맞추는 간격들로 1 내 n 번까지 진행된다. 예를 들어, 틴트 레벨은 하나 이상의 모듈들 A, B, 및 C에 의해 1 내지 n 번 재계산될 수 있고 예를 들어 시간 t i = t 1 , t 2 …t n 에 인스턴스에 계산될 수 있다. n는 수행되는 재계산들의 수이고 n은 적어도 1일 수 있다. 로직 계산들은 일부 경우들에서 일정한 시간 간격들로 수행될 수 있다. 하나의 경우들에서, 로직 계산들은 매 2 내지 5 분에 수행될 수 있다. 그러나, 큰 피스들의 전기변색 유리에 대한 틴트 전환은 30 분 또는 그 이상 걸릴 수 있다. 이들 큰 윈도우들에 대하여, 계산들은 덜 빈번한 베이시스(basis) 예컨대 매 30 분상에서 수행될 수 있다. 비록 예시된 실시예에서 모듈들 A, B, 및 C은 사용되지만, 다른 실시예들에서 하나 이상의 다른 로직 모듈들이 사용될 수 있다.
단계 (620)에서, 로직 모듈들 A, B, 및 C은 시간 t i 에 단일 인스턴스에서 각각의 전기변색 윈도우 (505)를 위한 틴트 레벨을 결정하기 위해 계산들을 수행한다. 이들 계산들은 윈도우 제어기 (450)에 의해, 또는 사이트 모니터링 시스템에 의해 수행될 수 있다. 임의 실시예들에서, 제어 로직은 실제 전환에 앞서서 윈도우가 어떻게 전환되어야 하는지 예견하여 계산한다. 이들 경우들에서, 모듈들 A, B, 및 C에서의 계산들은 전환이 완료될 무렵 또는 그 후에 미래 시간에 기반될 수 있다. 이들 경우들에서, 계산들에 사용되는 미래 시간은 틴트 명령들을 수신한 후에 전환이 완료되는 것을 허용하기에 충분한 미래에 시간일 수 있다. 이들 경우들에서, 제어기는 실제 전환에 앞서서의 현재 시간에 틴트 명령들을 발송할 수 있다. 전환의 완료시 까지, 윈도우는 해당 시간동안 희망하는 틴트 레벨로 전환될 것이다.
단계(630)에서, 제어 로직은 모듈들 A, B, 및 C에서의 알고리즘에 자유로운 어떤 유형들의 오버라이드을 고려하고 일부 다른 고려사항에 기초하여 단계(640)에서 오버라이드 틴트 레벨들을 정의한다. 일 유형의 오버라이드(override)는 수동 오버라이드이다. 이것은 특정 틴트 레벨 (오버라이드 값)이 바람직한지를 결정하고 공간 점유하고 있는 엔드 유저에 의해 구현되는 오버라이드이다. 유저의 수동 오버라이드는 그 자체가 오버라이드되는 상황들일 수 있다. 오버라이드의 예는 빌딩내 에너지 소모가 축소되는 유틸리티의 요건과 관련되는 높은 수요 (또는 피크 부하) 오버라이드이다. 예를 들어, 특별히 큰 메트로폴리탄 영역들에서 뜨거운 날들에, 지방 자치단체의 에너지 생성 및 전달 시스템들에 과도하게 세금을 부과하지 않기 위해 지방 자치단체 전체에서의 에너지 소모를 줄이는 것이 필요할 수 있다. 이런 경우에, 빌딩은 모든 윈도우들이 특별히 하이 레벨의 틴팅을 갖는 것을 확실히 하기 위해 제어 로직으로부터 틴트 레벨을 오버라이드할 수 있다. 오버라이드의 다른 예는 공간에 거주자가 없을 때, 예를 들어, 커머셜 오피스 빌딩내 주말 동안에 있을 수 있다. 이들 경우들에서, 빌딩은 거주자 편안함에 관련한 하나 이상의 모듈들의 연결을 풀수 있다. 다른 예에서, 오버라이드는 모든 윈도우들이 추운 날씨에 하이 레벨의 틴팅을 가질 수 있거나 또는 모든 윈도우들이 따뜻한 날씨에 로우 레벨의 틴팅을 가질 수 있다는 것일 수 있다.
단계(650)에서, 틴트 레벨들을 갖는 명령들은 빌딩내 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들 (505)내 전기변색 디바이스(들)과 통신하는 윈도우 제어기(들)로 사이트 네트워크를 통하여 송신된다. 임의 실시예들에서, 빌딩의 모든 윈도우 제어기들로의 틴트 레벨들의 송신은 효율성을 염두에 두고 구현될 수 있다. 예를 들어, 만약 틴트 레벨의 재계산이 전류 틴트 레벨에서의 틴트에서의 변화가 요구되지 않은 것을 암시하면, 그러면 업데이트된 틴트 레벨을 갖는 명령들의 송신은 없다. 다른 예로서, 빌딩은 윈도우 사이즈에 기초한 존들로 분할될 수 있다. 제어 로직은 각각의 존에 대하여 하나의 틴트 레벨을 산출할 수 있다. 제어 로직은 더 큰 윈도우들을 갖는 존들에 대하여보다 더 적은 윈도우들을 갖는 존들에 대하여 보다 빈번하게는 존들에 대한 틴트 레벨들을 재계산할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전체 사이트내 다수의 틴트가능한 윈도우들 (505)에 대한 제어 방법들을 구현하는 도 6에 로직은 단일 디바이스, 예를 들어, 단일 마스터 윈도우 제어기상에 있을 수 있다. 이 디바이스는 사이트내 각각의 및 모든 윈도우에 대하여 계산들을 수행할 수 있고 그리고 또한 개별 틴트가능한 윈도우들 (505)내 하나 이상의 전기변색 디바이스들로 틴트 레벨들을 송신하기 위해 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 실시예들의 제어 로직의 어떤 적응적 컴포넌트들이 있을 수 있다. 예를 들어, 제어 로직은 하루의 특정 시간들에서 엔드 유저 (예를 들어, 거주자)가 어떻게 오버라이드 알고리즘을 오버라이드하려고 하는지를 결정할 수 있고 희망하는 틴트 레벨들을 결정하기 위해 보다 더 예측적 방식으로 이 정보를 사용할 수 있다. 하나의 경우에서, 엔드 유저가 벽 스위치를 이용하여 매일 어떤 시간에 오버라이드 값으로 예측 로직에 의해 제공된 틴트 레벨을 오버라이드하는 것 일 수 있다. 제어 로직은 이들 인스턴스들에 대한 정보를 수신하고 해당 시간에 오버라이드 값으로 틴트 레벨을 변경하기 위해 제어 로직을 바꿀 수 있다.
유저 인터페이스(USER INTERFACE)
윈도우 제어기에 의해 사용되는 제어 로직 부분은 어떤 경우들에서, 마스터 스케줄러와 전자 통신하는 유저 인터페이스를 또한 포함할 수 있다. 유저 인터페이스 (1405)의 예는 도 7에 도시된다. 이 예시된 예에서, 유저 인터페이스 (1405)는 마스터 스케줄러에 의해 사용되는 스케줄을 변경하거나 또는 생성하기 위해 사용되는 스케줄 정보를 입력하기 위한 테이블 형태일 수 있다. 예를 들어, 유저는 테이블에 시작 및 중단 시간들을 입력함으로써 시간 기간을 입력할 수 있다. 유저는 또한 프로그램에 의해 사용되는 센서를 선택할 수 있다. 유저는 또한 사이트 데이터 및 존/그룹 데이터를 입력할 수 있다. 유저는 또한 “햇빛 투과 룩업(Sun Penetration Lookup)”을 선택함으로써 사용될 거주 룩업 테이블(occupancy lookup table)을 선택할 수 있다.
유저 인터페이스 (1504)는 프로세서 (예를 들어, 마이크로프로세서)와 전자 통신상태하거나 및/또는 컴퓨터 판독가능한 매체 (CRM)와 전자 통신한다. 프로세서는 CRM와 통신한다. 프로세서는 윈도우 제어기 (1110)의 컴포넌트이다. CRM은 윈도우 제어기 (1110)의 컴포넌트일 수 있거나 또는 BMS 또는 사이트 모니터링 시스템의 컴포넌트일 수 있다. 제어 로직의 다른 컴포넌트들 및 마스터 스케줄러내 로직은 윈도우 제어기 (1110), BMS, 또는 사이트 모니터링 시스템의 CRM상에 저장될 수 있다.
유저 인터페이스 (1504)는 입력 디바이스 예컨대, 예를 들어, 키패드, 터치패드, 키보드, 등을 포함할 수 있다. 유저 인터페이스 (1504)는 스케줄에 대한 정보를 출력하는 디스플레이를 또한 포함할 수 있고 스케줄 설정을 위한 선택 가능한 옵션들을 제공한다.
유저는 유저 인터페이스 (1504)을 이용하여 스케줄을 준비하기 위해 (새로운 스케줄을 생성하거나 또는 현존하는 스케줄을 수정하는) 그것들의 스케줄 정보를 입력할 수 있다.
유저는 유저 인터페이스 (1504)을 이용하여 그것들의 사이트 데이터 및 존/그룹 데이터를 입력할 수 있다. 사이트 데이터 (1506)는 사이트의 위치에 대한 위도, 경도, 및 GMT 오프셋을 포함한다. 존/그룹 데이터는 위치, 크기 (예를 들어, 윈도우 폭, 윈도우 높이, 실(sill) 폭, 등.), 방위 (예를 들어, 윈도우 틸트), 외부 음영(shading) (예를 들어, 오버행(overhang) 깊이, 윈도우 위 오버행 위치, 측면 차원에 대한 왼쪽/오른쪽 핀(fin), 왼쪽/오른쪽 핀 깊이, 등.), 기준 유리 SHGC, 및 사이트의 각각의 존 내 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들에 대한 거주 룩업 테이블을 포함한다. 어떤 경우들에서, 사이트 데이터 및/또는 존/그룹 데이터는 정적 정보(즉, 예측 제어 로직의 컴포넌트들에 의해 변경되지 않는 정보)이다. 다른 실시예들에서, 이 데이터는 비행기에서 생성될 수 있다. 사이트 데이터 및 존/그룹 데이터는 윈도우 제어기 (1110)의 CRM 또는 다른 메모리상에 저장될 수 있다.
스케줄을 준비할(또는 변경할) 때, 유저는 사이트의 각각의 존들내 상이한 시간 기간들에서 마스터 스케줄러가 운영할 제어 프로그램을 선택한다. 일부 경우들에서, 유저는 다수의 제어 프로그램들로부터 선택하는 것이 가능할 수 있다. 하나의 이런 경우에, 유저는 유저 인터페이스 (1405)상에 디스플레이되는 모든 제어 프로그램들 (예를 들어, 메뉴)의 리스트로부터 제어 프로그램을 선택함으로써 스케줄을 준비할 수 있다. 다른 경우들에서, 유저는 모든 제어 프로그램들의 리스트로부터 그들이 이용가능한 제한된 옵션들을 가질 수 있다. 예를 들어, 유저는 두개의 제어 프로그램들의 사용을 위해서만 비용을 지불했을 수 있다. 이 예에서, 유저는 유저에 의해 비용 지불된 두개의 제어 프로그램들 중 하나를 선택하는 것만이 가능할 것이다.
예들 - 사이트 모니터링 시스템들 (EXAMPLES - A SITE MONITORING SYSTEM)
도 8 은 사이트 모니터링 시스템에 대한 대시보드의 일 예를 도시한다. 도시된 도면은 사이트 이름, 그것의 현재 상태, 및 가장 최근 이트 시간을 포함하는 각각의 로우(row)를 갖는 시스템에 의해 모니터링된 각각의 다수의 사이트들에 대한 로우를 포함한다. 상태 로우(status row)는 사이트내 모든 모니터링되는 디바이스들 및 제어기들이 적절하게 기능하는 것으로 보이는지 여부를 표시한다. 녹색 광은 문제가 없는 것을 표시하기 위해 사용될 수 있고, 빨간색 광은 문제가 있는 것을 표시하기 위해 사용될 수 있고, 노란색 광은 디바이스 또는 제어기가 문제에 대하여 기울어짐(trend)을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 뷰의 하나의 필드는 사이트에 대한 세부사항들에 대한 링크를 제공한다. 따라서, 만약 대시보드가 사이트에서 문제가 있는 것을 보여주면, 유저는 사이트에 대한 풀업(pull up) 이벤트 로그들, 센서 출력, 윈도우 전기적 응답들, 등을 획득할 수 있다. 이것은 유저가 계속 이슈들을 갖는 임의의 사이트들의 하이 레벨 픽처를 가지면서 정확한 이슈에 빠르게 드릴 다운(drill down)하는 것을 허용한다.
도 9는 사이트 모니터링 시스템에 의해 획득될 수 있는 일 유형의 사이트 정보의 예를 제공한다. 그래프는 시간에 대한 광센서로부터의 출력 신호를 젝공한다. 이 정보는 센서로부터의 정보를 이용하여 제어되는 윈도우의 틴트 상태와 함께 제공된다. 예시된 바와 같이, 윈도우 틴트 상태는 센서 출력과 상당히 부합한다.
도 10은 사이트 정보 모니터링 시스템에 의해 획득될 수 있는 사이트 정보의 다른 예를 제공한다. 이 경우에서, 윈도우의 응답은 윈도우에 대한 제어기에 의해 발행된 명령들에 관련하여 보여지다.
도 11은 모니터링되고 저장될 수 있는 사이트 정보의 또 다른 예이다. 이 예는 사이트내 세개의 상이한 네트워크 제어기들에 의해 제어되는 윈도우들 (전류, 전압, 및 제어기 명령들을 이용하여)의 상태 전환들을 보여준다. 만약 윈도우들 중 하나의 전환들이 예상되는 행위와 부합하지 않으면, 그것은 관련 네트워크 제어기가 갖는 문제를 나타낼 수 있다.
도 12는 다수의 틴팅 동작들이 하나의 광학적 상태로부터 다른 광학적 상태로 디바이스를 스위칭하는 것이 요구되는 경우를 예시한다. 상기의 경우 1g를 참조하라. 디바이스 스위칭에 대한 각각의 실패한 시도 (성공하든지 아닌든지)는 디바이스의 수명에 영향을 미친다. 하단 트레이스(trace)는 윈도우에 대한 전압을 나타내고 및 중간 트레이스는 윈도우에 대한 전류을 나타낸다. 적절하게 실행되는 전환에서, 인가 전압은 약 -1200 mV의 홀드 전압으로 결정될 것이다. 분명히, 이것은 사이트 모니터링 시스템에 의해 플래깅될 수 있는 상황의 고려하에 있는 모니터링된 윈도우를 갖는 경우는 아니다. 임의 실시예들에서, 시스템은 초기 고장으로 귀결될 수 있는 상황들, 더블 틴트 및 더블 클리어에 대한 시도들을 주목하는 자동진단 기능을 포함한다.
도 13은 어쩌면 윈도우 프레임 또는 IGU을 통하여 윈도우 또는 제어기로의 전기 커넥터와의 잠재적인 문제를 진단하기 위해 사용될 수 있는 모니터링된 데이터의 예를 제공한다. 상기의 모니터링 케이스 3b를 참조하라. 언급된, “피그테일(pigtail)”은 때때로 전원으로부터 윈도우로 와이어링을 연결하기 위해 사용된다. 일부 경우들에서, 커넥터는 제어기로 직접 연결한다. 도 13에 포함된 정보는 거듭되는 명령은 하이 레벨 제어기 (예를 들어, 마스터 네트워크 제어기)에 의해 발행되었다는 것을 보여준다. 상단으로부터 세번째 평평한 라인을 참조하라. 그러나 윈도우 제어기의 인가 전압 및 전류 (하단 및 상단 트레이스들)는 연결과의 문제로서 진단될 수 있는 빠른 및 상당한 변화들을 보여준다. 응답에서, 직원은 연결을 체크하고 필요하면 그것을 교체하도록 지시될 수 있다.
도면들 14a-d는 태양 복사 (외부의 사이트상의 광 검출에 의해 검출된 때) 대 윈도우 틴팅 및 열 부하 관련 모니터링된 정보를 예시한다. 도면들 14a 및 14c는 적절하게 기능하는 제어기 및 윈도우에 대한 모니터링된 데이터를 예시하지만 그러나 도면들 14b 및 14d는 부적절하게 기능하는 제어기 및/또는 윈도우에 대한 데이터를 예시한다. 도 14a에서, 더 짙은 커브는 광 검출기에 의해 검출된 시간에 대한 복사조도 (W/m2)를 나타내고, 반면 더 밝고 더 선형인 플롯은 광 검출기와 동일한 방향을 마주하는 윈도우의 틴팅 상태를 나타낸다. 적절하게 기능하는 틴팅 알고리즘에 대하여 예상되는대로, 태양 복사조도가 증가할 때 윈도우는 틴트된다. 대조하여, 틴팅 도 14c에 도시된 틴팅는 예상되는 경로를 따르지 않는다; 그것은 최대 태양 노출동안에 높은 투과율 상태로 떨어진다. 이 상황은 사이트 모니터링 시스템에 의해 자동으로 감지된 및 플래깅될 수 있다. 시스템은 이 다른식으로 문제가 있는 상황이 예를 들어, 사이트에서 주체 윈도우 또는 제어기에 대한 공통 오버라이드에 기인한 실제로 수락할만한 것인지 여부를 결정하기 위한 추가 로직을 포함할 수 있다. 만약 이런 오버라이드가 식별되면, 모니터링 사이트는 문제가 없고 및/또는 그것은 틴팅 알고리즘을 오버라이드를 캡처하도록 변경하여야 한다고 결론지어질 수 있다.
도 14b는 시간의 함수로서 사이트에서의 윈도우 (또는 윈도우들의 그룹)를 통한 복사 열 부하(radiative heat load)를 예시한다. 상단 커브는 틴팅이 적용되지 않았을 때 빌딩이 수신할 것인 복사 열 플럭스 (W/m2)를 나타낸다. 하단 점선 커브는 문제의 윈도우(들)이 도 14a에 도시된 적절하게 기능하는 알고리즘에 따라 틴트된 때 사이트에서의 실제 복사 열 부하를 나타낸다. 평평한 중간 파선은 표준 윈도우 유형 (예를 들어, 정적 틴트된 유리 또는 저 E 유리)과 관련될 수 있는 디자인된 최대 복사 열 부하를 나타낸다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 실제 복사 열 부하는 틴트가 없는 열 부하 및 디자인된 열 부하 양쪽의 아래에서 적절하다. 이 상황에서, 사이트 모니터링 시스템은 문제를 플래그하지 않을 것이다. 그것은 그러나, 스위칭 가능한 틴팅 윈도우들을 이용하여 절약된 에너지 계산할 수 있고, 선택적으로 절약하거나 또는 절약된 에너지 양을 제공할 수 있다. 에너지는 커브들 아래의 영역으로부터 계산될 수 있다. 상단 솔리드 커브 (틴팅이 없는) 아래 영역과 하단 점선 커브 (제어되는 틴팅) 사이의 차이는 관심이 있는 사이트내 제어되는 틴팅을 이용하여 절약되는 에너지에 해당한다. 유사하게, 중간 파선 (디자인 열 부하)아래 영역과 하단 점선 커브 (제어되는 틴팅) 사이의 차이는 복사 열 플럭스를 관리하는 표준 정적 접근법에 비교하여 절약되는 에너지에 대응한다.
도 14d는 도 14b에서와 같은 열 부하이지만 도 14c에 반사되는 잠재적으로 문제가 있는 틴팅을 예시한다. 이 경우에서, 열 부하는 일시적으로 디자인 열 부하를 초과하지만, 틴팅이 없는 것으로부터 기인된 열 부하 아래에 적절히 머무른다. 시간에 대하여, 이 윈도우/제어기는 여전히 에너지 디자인 열 부하에 비교할 때 에너지를 절약한다.
도 15는 상이한 스위칭 특성들 및 어쩌면 상이한 사이즈들을 갖는 다수의 윈도우들에 대하여 모니터링된 데이터를 예시한다. 도면에서 각각의 트레이스는 상이한 윈도우에 대한 시간에 대한 스위칭 전압을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상이한 윈도우들은 상이한 스위칭 시간들을 나타내고; 최저의 V 트레이스는 최장의 스위칭 시간을 갖는 윈도우에 대한 것이다. 도시된 예에서, 상이한 윈도우들은 동일한 뱅크(bank) 또는 존의 부분이고 및 결과적으로 동일 또는 유사한 속도에서 전환되어야 한다. 모니터링 시스템이 도 15에 도시된 데이터를 수신한 때, 그것은 자동으로 스위칭 시간들이 폭넓게 변하고 어쩌면 사양을 벗어난 것으로 결정할 수 있다. 이는 윈도우들의 일부 또는 전부에 대한 스위칭 알고리즘에서의 조절을 트리거할 수 있고; 알고리즘은 빠른 스위칭 윈도우들의 전환 속도를 느리게 및/또는 느린 스위칭 윈도우들의 속도를 증가시키도록 변경될 수 있다.
도 16은 제어기들 중 하나가 존내 나머지 제어기들과 동기 되지 않기(out of sync) 때문에 관심 존이 잠재적인 문제 또는 에러를 갖는다는 것을 보여주는 모니터 정보를 제공한다. 이런 정보를 가지고, 모니터링 시스템 또는 시스템에 액세스하는 직원은 제어기, 그것의 연결들, 그것이 제어하는 윈도우, 등을 격리시키기 위해 문제를 추가로 조사할 수 있다.
도 17은 각각이 사이트상에 상이한 방향을 향하는 네개의 광센서들의 모니터 정보를 제공한다. 동쪽 센서가 도시된 바와 같이 제로(0) 근처로 떨어진 다음 전혀 변화하지 않는 그것의 출력 값에 의해 동작을 멈추었다. 다른 센서들은 여전히 판독하고 시간이 이른 오후이기 때문에, 시스템은 어떤 빛도 사이트 외부에 부딪치지 않고, 이것이 또한 매우 낮은 판독으로 이어질 것이라는 가능성을 배제할 수 있다. 모니터링 시스템은 동쪽 광센서가 고장난 것으로 결론 지을 수 있다.
도면들 18a-i는 “모니터링된 데이터” 섹션: 피크 전류내 변화들, 홀드 (누설) 전류내 변화들, 및 같은 부하들을 갖는 동일한 파사드상의 다른 윈도우 제어기들과 비교로부터 특징들 1.a, 1.b 및 1.f를 이용하여 감지 및 필드 성능저하의 예를 제공한다. 이 예에서, 윈도우 제어기들 WC1-WC11는 유사한 부하들을 갖고 (두개의 통합된 유리 유닛들/제어기) 그리고 그것들은 동일한 파사드 상에 윈도우들을 제어한다. 제어기 WC12는 절반의 부하 (1 IG/제어기)를 갖고 동일한 파사드상에 있다. 제어기들상에 저장된 정보는 도 18a의 그래프에 제공되고, 여기서, W, H, 및 SF는 윈도우들의 폭들, 높이들, 및 평방 피트 (영역)이다. 시스템은 제어기들 WC1-WC11이 동일한 구동 및 홀드 전류 프로파일들을 가질 것이라는 것을 예견한다.
도면들 18b-e에서, 이것들은 3월 1, 4, 및 5에 얻는 제어기 전류 판독들의 플롯들을 제공하고, 하단의 편평한 바닥의 커브는 윈도우 전환을 구동시키기 위해 인가되는 전압이다. 3월 5일에 대하여 WC1V, 3월 1일 대하여 WC09V, 3월 4일에 대하여 WC10V, 및 3월 5일 대하여 WC9V (도 18e) 라벨들을 참조하라. 도시된 인가된 전압 프로파일은 동일하고; 모든 제어기들은 동일하게 구동된다. 모든 다른 커브들은 제어기들로부터의 전류를 나타내고, WC12를 제외한 모든 제어기들은 같은 부하들을 갖는다. 따라서, 시스템은 WC1-WC11에 대한 전류 커브들이 동일한 것에 대하여 동일할 것으로 예측한다. 사이트 모니터링 시스템은 전류 전류들을 분석하고 비교하고, WC11는 두개의 이슈들 (a) 그것의 전류 프로파일은 그것내에 램프의 중간에 특징이 없는 딥(dip)을 가지며 (b) 그것은 WC1-WC10에 비교하여 약 절반의 피크 전류 (약 WC12 레벨만큼 많은)를 그린다는 두개의 이슈들을 가진다는 것을 알 수 있고, WC11에 의해 제어되는 두개의 윈도우들 중 하나는 틴트되지 않았다는 것을 암시한다. 확인된 윈도우들의 수동 검사는 WC11에 의해 제어되는 하나의 윈도우가 적절하게 틴팅되지 않았다는 것을 발견하였다. 추가 검사는 WC11에 의해 제어되는 두개의 윈도우 중 하나의 윈도우는 궁극적으로 작동이 중단되는 핀치(pinch)된 케이블 때문에 틴팅되지 않았고, 이는 왜 WC11가 결국에는 단일 윈도우를 구동시키는 WC12와 닮게 된 특성 없는 전류 프로파일을 가졌는지를 보여주었다.
앞선 날짜들 (도면들 18f-h 2월 8일 -10일 그래프들)로부터의 WC11의 분석은 그것이 고장난 제어기의 특성들을 가진다는 것을 보여준다. WC11로부터 드로우된 전류는 뾰족하게(spiky) 떨어졌고 문제 개시 징후인 전류가 증가하였다. 자동감지를 갖는, 사이트 모니터링 시스템은 윈도우들 중 하나가 틴팅을 중단하고 현저한 문제가 되기 전에 필드 서비스에 그것을 플래깅하고 이 문제를 발견할 수 있었다.
기계적인 셰이드(Mechanical Shades)
특정 개시는 스위칭가능한 광 디바이스들 (예를 들어, 전기변색 디바이스들)를 제어하기 위한 시스템들, 방법들, 및 로직을 강조하지만, 이들 기술들은 기계적인 셰이드 또는 스위칭가능한 광 디바이스들 및 기계적인 셰이드의 조합을 제어하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이런 기계적인 셰이드는 예를 들어, 마이크로전기기계식 시스템들 (MEMS) 디바이스들 또는 다른 전기기계식 시스템들 (EMS) 디바이스들의 어레이 또는 모터 동작 블라인드를 포함할 수 있다. 전기변색 디바이스들 및 EMS 시스템들 디바이스들의 조합을 갖는 윈도우들은 2012년 11월 26일에 출원된 PCT 국제 출원 PCT/US 2013/07208, 명칭 “전기변색 디바이스들 및 전기기계식 시스템들 디바이스들을 포함하는 멀티-페인 윈도우들(MULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICES)”에서 찾아볼 수 있고, 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다. 기계적인 셰이드는 전형적으로 스위칭가능한 광 디바이스들 예컨대 전기변색 디바이스들과 상이한 파워 요건들을 가진다. 예를 들어, 어떤 전기변색 디바이스들은 동작하는데 수 볼트를 요구하지만, 기계적인 셰이드는 일부 경우들에서 기계적인 특징부를 물리적으로 이동시키기 위해서 충분한 전위를 수립하기 위해 더 큰 전압들을 필요로 할 수 있다.
마이크로블라인들 및 마이크로셔터들은 EMS 디바이스들의 유형들의 예들이다. 마이크로블라인드들 및 마이크로셔터들, 및 그것들의 제조 방법들의 일부 예들이 개별적으로 U.S. 특허 번호. 7,684,105 및 U.S. 특허 번호. 5,579,149에 설명되고, 둘 모두는 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
임의 실시예들에서, 기계적인 셰이드는 EMS 디바이스들의 어레이일 수 있고각각의 EMS 디바이스는 기판 및 모바일 부분에 부착된 부분 (예를 들어, 힌지 또는 앵커)를 포함한다. 정전기력들에 의해 작동될 때, 모바일 부분은 기판을 어둡게 하고 이동시킬 수 있다. 미작동 상태에서, 모바일 부분은 기판을 노출시킬 수 있다. 일부 마이크로블라인드들의 예에서, 모바일 부분은 정전기력들에 의해 작동될 때 둥글게 감기는 재료 계층의 돌출 부분일 수 있다. 일부 마이크로셔터들의 예에서, 모바일 부분은 작동될 때 회전되거나 또는 둥글게 감길 수 있다. 일부 경우들에서, EMS 디바이스들은 정전기 제어 수단들에 의해 제어되고 작동될 수 있다. 마이크로셔터들의 예에서, 정전기 제어 수단은 상이한 상태들로 감거나 또는 회전 각도를 제어할 수 있다. EMS 디바이스들의 어레이를 갖는 기판은 도전성 계층을 또한 포함할 수 있다. 마이크로블라인드들의 예에서, 마이크로블라인드들은 제어되는 응력하에 있는 박층(들)을 이용하여 제조된다. EMS 디바이스들의 어레이를 갖는 실시예들에서, 각각의 EMS 디바이스는 두개의 상태들, 작동되는 상태 및 작동되지 않는 상태를 갖는다. 작동되는 상태는 EMS 디바이스들의 어레이를 실질적으로 불투명하게 할 수 있고 작동되지 않는 상태는 EMS 디바이스들의 어레이를 실질적으로 투명하게 할 수 있거나, 또는 반대로 할 수 있다. 작동되고 및 작동되지 않는 상태들은 또한 예를 들어 실질적으로 반사형 (또는 흡수형)과 실질적으로 투명형 사이에서 스위치될 수 있다. EMS 디바이스들의 어레이가 작동되거나 또는 작동되지 않는 상태에 있을 때 다른 상태들도 또한 가능하다. 예를 들어, 마이크로셔터들, MEMS 디바이스의 유형은, 틴트된 (그러나 불-불투명한) 코팅으로 제조될 수 있고, 코팅은 셔트가 틴트된 페인(pane)을 제공할 때, 틴트를 오픈할 때 실질적으로 제거된다. 더구나, EMS 디바이스들의 일부 어레이들은 전환되는 것이 가능한 세개의, 네개, 또는 그 이상 상태들을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, EMS 디바이스들은 가시 및/또는 적외선 송신을 변경할 수 있다. EMS 디바이스들은 일부 경우들에서는 반사할 수 있고, 다른 경우들에서는 흡수할 수 있고, 및 또 다른 실시예들에서는 반사형 및 흡수형 특성들 둘 모두를 제공할 수 있다. 임의 실시예들에서, EMS 디바이스들은 가변 속도에서, 예를 들어, 높은 송신 상태로부터 저-송신 상태로, 또는 비-송신 상태로 전환하도록 동작될 수 있다. 어떤 경우들에서, EMS 디바이스들은 예를 들어, 관련된 전기변색 디바이스가 더 낮은 투과율 상태 또는 더 높은 투과율 상태로 전환될 때까지 광을 차단하기 위해 일시적 광 차단 수단으로서 전기변색 디바이스 (또는 다른 스위칭가능한 광 디바이스)과 함께 사용될 수 있다.
전술한 실시예들은 이해를 용이하게 하기 위해 어느 정도 상세하게 기술되었지만, 설명된 실시예들은 한정이 아닌 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 첨부된 청구항들의 범위 내에서 몇몇 변화들 및 수정들이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 사이트 모니터링 디바이스들의 다양한 특징부들이 개별적으로 설명되었지만, 이런 특징부들은 단일 사이트 모니터링 디바이스내 결합될 수 있다.
Claims (23)
- 스위칭가능한 광 디바이스의 전기적 속성 변화를 결정 및 수정하기 위한 방법으로서,
스위칭가능한 광 디바이스의 광학적 상태를 제어하도록 스위칭가능한 광 디바이스를 포함하는 윈도우에 구동 전압을 인가하는 단계,
초기 시점에 상기 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하는 단계,
초기 시점 이후의 다른 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하는 단계,
상기 초기 시점에서 측정된 전기적 데이터와 상기 다른 시점에서 측정된 전기적 데이터에 기초하여 전기적 데이터의 변화를 결정하는 단계 - 상기 전기적 데이터의 변화는 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나의 변화를 나타냄,
변화를 결정함에 응답하여, 상기 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나의 변화를 수정하도록 상기 윈도우에 제공되는 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 1에 있어서,
윈도우의 전기적 데이터의 결정된 변화에 기초하여 상기 다른 시점에서 윈도우의 누설 전류를 결정하는 단계,
결정된 누설 전류가 예상 성능 영역의 바깥에 있을 경우, 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터 조정이 수행되는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 초기 시점 및 다른 시점 이후의 복수의 추가적인 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 전기적 데이터를 측정하는 단계,
복수의 추가적인 시점 각각에서 윈도우의 각자의 누설 전류를 결정하는 단계, 및
시간에 따른 누설 전류의 경향을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 3에 있어서,
시간에 따른 누설 전류의 경향을 결정하는 단계는 수설 전류의 시간에 따른 변화율을 결정하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 4에 있어서, 누설 전류의 시간에 따른 변화율이 예상 성능 영역의 바깥에 있음에 응답하여, 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 초기 시점 및 다른 시점보다 이후의 복수의 추가적인 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하는 단계,
상기 복수의 추가 시점 각각에서의 전기적 데이터를 초기 시점에서의 전기적 데이터에 비교하는 단계, 및
상기 복수의 추가 시점 중 임의의 하나에서 전기적 데이터가 규격 바깥에서 드리프트함으로써 초기 시점에서의 전기적 데이터와 다를 경우, 구동 전압의이 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 1에 있어서, 전기적 데이터를 측정하는 단계는 인가된 구동 전압에 대한 전류 응답을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 7에 있어서, 인가된 구동 전압에 대한 전류 응답을 측정하는 단계는, 인가된 구동 전압의 프로파일의 성분에 대한 전류 응답을 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계는,
전압을 증가시키는 단계,
전압 파라미터를 조정하는 단계, 그리고
스위칭 알고리즘을 조정하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 7에 있어서, 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하는 단계는, 윈도우에 인가되는 전압이 일정하게 유지될 때 윈도우를 통해 흐르는 전류를 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 전류 밀도를 측정하는 단계와, 측정된 전류 밀도에 기초하여 문제를 예측 또는 결정 또는 예측 및 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 스위칭가능한 광 디바이스는 액정 재료를 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나는 윈도우의 스위칭가능한 광 디바이스의 성능 저하(degradation)를 나타내는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 스위칭가능한 광 디바이스는 전기변색 디바이스인, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 스위칭가능한 광 디바이스는 솔리드 스테이트 무기질 디바이스인, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 스위칭가능한 광 디바이스는 전기 입력에 응답하여 광학적 상태를 변경시키는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 윈도우는 절연 유리 유닛인, 방법.
- 스위칭가능한 광 디바이스의 전기적 속성 변화를 결정 및 수정하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 제어기를 포함하며, 상기 제어기는:
스위칭가능한 광 디바이스의 광학적 상태를 제어하도록 스위칭가능한 광 디바이스를 포함하는 윈도우에 구동 전압을 인가하도록 구성되고,
초기 시점에 상기 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하도록 구성되며,
초기 시점 이후의 다른 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하도록 구성되고,
상기 초기 시점에서 측정된 전기적 데이터와 상기 다른 시점에서 측정된 전기적 데이터에 기초하여 전기적 데이터의 변화를 결정하도록 구성되며, 상기 전기적 데이터의 변화는 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나의 변화를 나타냄,
변화를 결정함에 응답하여, 상기 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나의 변화를 수정하도록 상기 윈도우에 제공되는 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하도록 구성되는, 시스템. - 청구항 18에 있어서, 상기 제어기는 또한,
윈도우의 전기적 데이터의 결정된 변화에 기초하여 상기 다른 시점에서 윈도우의 누설 전류를 결정하도록 구성되고,
결정된 누설 전류가 예상 성능 영역의 바깥에 있을 경우에만, 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하도록 구성되는, 시스템. - 청구항 19에 있어서, 상기 제어기는 또한,
상기 초기 시점 및 다른 시점 이후의 복수의 추가적인 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 전기적 데이터를 측정하도록 구성되고,
복수의 추가적인 시점 각각에서 윈도우의 각자의 누설 전류를 결정하도록 구성되며, 그리고
시간에 따른 누설 전류의 경향을 결정하도록 구성되는, 시스템. - 스위칭가능한 광 디바이스의 제어기로서, 상기 제어기는 다음의 동작을 수행함으로써, 스위칭가능한 광 디바이스의 전기적 속성 변화를 결정 및 수정하도록 구성되는, 제어기:
스위칭가능한 광 디바이스의 광학적 상태를 제어하도록 스위칭가능한 광 디바이스를 포함하는 윈도우에 구동 전압을 인가하는 동작,
초기 시점에 상기 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하는 동작,
초기 시점 이후의 다른 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 윈도우의 전기적 데이터를 측정하는 동작,
상기 초기 시점에서 측정된 전기적 데이터와 상기 다른 시점에서 측정된 전기적 데이터에 기초하여 전기적 데이터의 변화를 결정하는 동작 - 상기 전기적 데이터의 변화는 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나의 변화를 나타냄,
변화를 결정함에 응답하여, 상기 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나의 변화를 수정하도록 상기 윈도우에 제공되는 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 동작. - 청구항 18에 있어서, 상기 제어기는 또한,
윈도우의 전기적 데이터의 결정된 변화에 기초하여 상기 다른 시점에서 윈도우의 누설 전류를 결정하도록 구성되고,
결정된 누설 전류가 예상 성능 영역의 바깥에 있을 경우에만, 구동 전압의 적어도 하나의 파라미터를 조정하도록 구성되는, 제어기. - 청구항 19에 있어서, 상기 제어기는 또한,
상기 초기 시점 및 다른 시점 이후의 복수의 추가적인 시점에서 윈도우의 성능 및 응답 중 적어도 하나를 나타내는 전기적 데이터를 측정하도록 구성되고,
복수의 추가적인 시점 각각에서 윈도우의 각자의 누설 전류를 결정하도록 구성되며, 그리고
시간에 따른 누설 전류의 경향을 결정하도록 구성되는, 제어기.
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