KR20240053310A - Rs-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템 - Google Patents

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KR20240053310A
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윤상복
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에세라이트 주식회사
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Abstract

본 발명은 교량, 건축물 등에 설치되는 대규모 조명장치를 제어하여 원하는 색연출이 가능하고 그리고 실시간으로 대규모의 경관 조명 연출을 용이하게 구현할 수 있는 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템에 관한 것이다.

Description

RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템{Lighting control system using RS-485 communication module}
본 발명은 교량, 건축물 등에 설치되는 대규모 조명장치를 제어하여 원하는 색연출이 가능하고 그리고 실시간으로 대규모의 경관 조명 연출을 용이하게 구현할 수 있는 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, LED(Light Emitting Diode)는 빛을 발하는 반도체 소자인 발광다이오드이다. 청색 LED를 적색 및 녹색 LED와 함께 집합 실장하여 LED 집합 램프를 구성하면 조명광의 색을 자유롭게 변화시키는 것이 가능하다. 이에 도시외관, 대형교량, 건축물 등에 디스플레이 연출용으로 사용할 수 있다. 또한, RGB 3원색의 LED군을 집합 실장하여 여러 가지 형태의 조명 램프를 구성하고, RGB LED군의 휘도를 색깔별로 가변하도록 제어하여 광범위하고 다채로운 조명광을 연출할 수 있다.
관광 특화도시전체 또는 대형 교량등에 수백개의 조명장치를 부가하여 여러가지 문양을 표현할 수 있도록 마스터 컨트롤러가 장착된 메인 조명 장치와 슬레이브 컨트롤러가 장착된 서브 조명 장치를 포함하여 구현된다. 하나의 메인 조명 장치에는 서브 조명 장치가 256, 512, 또는 1024개 까지 연결 가능하다.
메인 조명 장치에서 다수개의 서브 조명 장치를 정확하게 제어하기 위해서는 다수개의 서브 조명 장치에 고유아이디를 부여해야 한다. 예를 들어, 메인 조명 장치는 256개의 서브 조명 장치가 연결되었다면, 각각의 서브 조명 장치에 0번부터 255번까지의 고유아이디를 부여한다.
도 1을 참조하면, 메인 조명 장치(1)는 다수개의 서브 조명 장치(2~5)에 고유아이디를 부여하고, 발광제어신호를 출력하고, 각각의 서브 조명 장치(2~5)는 메인 조명 장치(1)에서 부여된 고유아이디를 저장하고, 메인 조명 장치(1)로부터 수신된 제어신호에 따라서 연결되는 LED 어레이를 구동시킨다. 또한 조작스위치(2a~5a)는 서브 조명 장치(2~5)에 각각 포함되어 사용자의 수동조작에 의해 해당 서브 조명 장치(2~5)에 고유아이디를 부여한다. 조작스위치(2a~5a)는 바이너리코딩방식(Binary Coded Decimal)에 의해서 서브 조명 장치(2~5)에 고유아이디를 부여한다.
그러나 도시 외관이나 교량 등에 설치된 수백개의 서브 조명 장치에 고유아이디를 부여하기 위해 작업자가 수작업으로 조작스위치를 조작해야되므로 작업시간이 장시간 걸리는 문제점이 있다. 또한 서브 조명 장치에 고장이 발생시에는 앞 또는 뒤의 서브 조명 장치의 고유아이디를 확인한 후 해당 서브 조명 장치를 교체하고, 확인된 서브 조명 장치에 종전의 고유아이디를 수작업으로써 부여해야되며, 실제적으로 수백개가 넘는 서브 조명 장치의 앞 또는 뒷번호의 서브 조명 장치를 찾아서 해당 고유아이디를 구해야 되는 작업이 용이하지 않고, 해당 고유아이디를 구했다 하더라도 그 작업시간이 장시간 걸리는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 한국등록실용신안번호 제20-0374533호(이하, 선행문헌 이라 함.)에는, 마스터의 제 1 통신포트(TXD1)에 병렬연결되는 주통신라인에서 각각의 스위치를 가변시켜 제 1 내지 제 N-1 슬레이브의 통신포트에 직렬연결되도록 하고, 각 슬레이브는 자신의 고유아이디가 수신되면 수신된 고유아이디를 저장하고, 자신의 고유아이디에 1을 더하여 이웃하는 슬레이브의 고유아이디를 설정하고 이를 이웃하는 슬레이브와 연결되는 통신포트를 통해 송신한다.
그러나, 선행문헌에 따르면, 각 슬레이브 고유아이디의 순서를 설정하는 방법이 너무 제한적이어서, 다양한 조명 연출을 용이하게 구현할 수 없다는 문제점이 있다. 예를 들어, 동일한 LED 구동프로그램과 LED 구동데이터를 사용하여 각기 다른 조명 연출을 하고자 하는 경우 각 슬레이브 고유아이디의 순서를 1, 2, 3 과 같은 시계열적인 번호에서 3, 2, 1 과 같은 역순으로 변동하는 것이 선행문헌은 불가능하다. 또한, 각 슬레이브의 고유아이디 순서를 1, 3, 2 와 같이 무작위로 설정할 수 없다.
한국특허공개공보 제10-2020-0144890호(공개일 : 2020년12월30일) 한국특허공개공보 제10-2017-0110350호(공개일 : 2017년10월11일) 한국등록실용신안번호 제20-0374533호(등록일 : 2005년01월20일)
본 발명은 상술한 배경에서 제안된 것으로서, 교량, 건축물 등에 설치되는 대규모 조명장치를 제어하여 원하는 색연출이 가능한 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템에 관한 것이다.
또한 본 발명은 작업자가 새로운 조명 장치를 교체한 후 원격제어장치를 통해 새로 교체한 조명 장치의 고유아이디를 실시간으로 설정 및 변경할 수 있고 또한 실시간으로 대규모의 경관 조명 연출을 용이하게 구현할 수 있는 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템에 관한 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템은, RS-485 케이블을 통해 연결되는 메인 조명 장치와 복수개의 서브 조명 장치가 원격제어장치로부터 입력된 데이터에 따라 동시에 또는 순차적으로 구동하여 조명을 연출하며,
상기 메인 조명 장치 및 복수개의 서브 조명 장치는,
RS-485 케이블을 통해 연결되는 메인 조명 장치와 복수개의 서브 조명 장치가 원격제어장치로부터 입력된 데이터에 따라 동시에 또는 순차적으로 구동하여 조명을 연출하는 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템으로서,
상기 메인 조명 장치 및 복수개의 서브 조명 장치는,
메모리부와; 통신패킷을 입력받는 RS-485 리시버와; 상기 RS-485 리시버와 전기적으로 연결되는 개폐스위치를 포함하며, 이웃하는 서브 조명 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 상기 개폐스위치가 연결된 상태에서 상기 RS-485 리시버로부터 입력되는 통신패킷을 이웃하는 서브 조명 장치로 출력하는 RS-485 트랜스미터와;
상기 RS-485 리시버로부터 입력된 통신패킷이 고유아이디 설정에 관한 데이터를 포함하면 상기 RS-485케이블의 단자와 상기 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치가 전기적으로 연결되지 않도록 제어하고, 상기 RS-485 리시버로부터 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 상기 메모리부에 저장한 후 상기 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어하는 고유아이디 처리부와;
상기 RS-485 리시버로부터 입력된 통신패킷에 포함된 고유아이디와 상기 메모리부에 저장된 고유아이디가 동일한지 판단하고 판단결과 긍정이면 상기 통신패킷에 포함된 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 상기 메모리부에 저장하고, 상기 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 이용하여 조명제어신호를 출력하는 LED 제어부와; 상기 LED 제어부로부터 출력되는 조명제어신호를 펄스폭변조신호(PWM)로 변환하는 데이터 디코더부와; 상기 PWM 신호에 의해 LED를 구동시키는 LED 구동부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 복수개의 서브 조명 장치는 상기 원격제어장치와 데이터를 송수신하는 원격제어장치 통신부를 더 포함하고, 상기 원격제어장치 통신부로부터 고유아이디, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 입력받는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 메인 조명 장치는 상기 원격제어장치와 데이터를 송수신하는 원격제어장치 통신부를 더 포함하고, 상기 원격제어장치 통신부로부터 고유아이디, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 입력받는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 원격제어장치 통신부는 상기 원격제어장치와 무선 신호를 송수신하는 무선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템은 메인 조명 장치 및 복수개의 서브 조명 장치가 RS-485 리시버로부터 입력된 통신패킷이 고유아이디 설정에 관한 데이터를 포함하면 상기 RS-485케이블의 단자와 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치가 전기적으로 연결되지 않도록 제어하고, 상기 RS-485 리시버로부터 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 메모리부에 저장한 후 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어하는 고유아이디 처리부를 포함하여 구현됨으로써, 작업자가 새로운 조명 장치를 교체한 후 원격제어장치를 통해 새로 교체한 조명 장치의 고유아이디를 실시간으로 설정 및 변경할 수 있고 또한 실시간으로 대규모의 경관 조명 연출을 용이하게 구현할 수 있다.
도 1 은 종래 조명제어시스템을 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명에 따른 조명제어시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 은 본 발명에 따른 메인 조명 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 4 는 본 발명에 따른 서브 조명 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 5 내지 도 8 은 본 발명에 따른 조명제어시스템에서 각 조명 장치의 고유아이디를 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9 는 본 발명에 따른 조명제어시스템에서 각 조명 장치의 고유아이디를 변경 후 조명 연출 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 "부", "모듈", "장치", "단말기", "서버" 또는 "시스템" 등의 용어는 하드웨어 및 해당 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어의 조합을 지칭하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 하드웨어는 CPU 또는 다른 프로세서(processor)를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있다. 또한, 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어는 실행중인 프로세스, 객체(object), 실행파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program) 등을 지칭할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 조명제어시스템을 개략적으로 도시한 것이고, 도 3 은 본 발명에 따른 메인 조명 장치의 구성을 도시한 것이고, 도 4 는 본 발명에 따른 서브 조명 장치의 구성을 도시한 것이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템은 원격제어장치(20), DMX512 제어기(70), 메인 조명 장치(300), 복수의 서브 조명 장치(400-1, 400-2, 400-3)를 포함하여 구현될 수 있다.
원격제어장치(20)는 인터넷이 가능한 데스크탑 PC, 노트북, 태블릿 PC, 또는 스마트폰으로 구현될 수 있다. 원격제어장치(20)는 와이파이, 블루투스, 적외선통신과 같은 무선통신이 가능한 장치일 수 있다. 원격제어장치(20)와 메인 조명 장치(300)는 RS-232C 유선 케이블로 연결될 수 있다. 원격제어장치(20)는 작업자 조작에 따라 메인 조명 장치(300)와 복수의 서브 조명 장치(400-1, 400-2, 400-3)의 고유아이디를 설정하고 변경하고, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 생성한다. 여기서, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터는 LED의 색, 휘도, 동작시간 변화폭에 대한 정보를 포함한다.
DMX512 제어기(70)는 RS485 통신을 기반으로 하며, 한쌍의 꼬임 신호선을 이용하여 디지털 신호를 전달하며 512개의 신호를 처리할 수 있다. DMX512 제어기(70)는 메인 조명 장치(300)와 복수의 서브 조명 장치(400-1, 400-2, 400-3)의 고유아이디를 설정하고, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 전송하는 기능을 포함한다.
메인 조명 장치(300)와 복수의 서브 조명 장치(400-1, 400-2, 400-3)는 RS-485 케이블을 통해 연결되며, 원격제어장치(20) 또는 DMX512 제어기(70)로부터 입력된 고유아이디를 저장하고, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터에 따라 동시에 또는 순차적으로 청색 LED와 적색 LED 및 녹색 LED가 함께 실장된 복수의 LED 어레이를 구동한다.
RS-485 통신방식은 EIA에 의해서 전기적인 사양이 규정되어 있으나 물리적인 커넥터 및 핀에 대한 사양은 아직 규정되어 있지 않다. RS-485인 경우 RS-232C처럼 양방향 통신(Full Duplex)이 아닌 반이중 방식(Half Duplex)만 지원하기 때문에 RS-485 통신을 사용하는 장치는 TXD신호를 멀티포인트 버스에 접속 또는 단락시켜야 하고, RXD신호 역시 모드에 따라서는 접속, 단락의 제어를 하여야 한다. RS-485에서는 에코(Echo) 모드와 논 에코(Non Echo) 모드 두 가지가 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 메인 조명 장치는 원격제어장치 통신부(310)와 메모리부(320)와 RS-485 리시버(330)과 마스터 컨트롤러(340)와 RS-485 트랜스미터 (340)과 데이터 디코더부(360)와 LED 구동부(370)를 포함하여 구현된다.
원격제어장치 통신부(310)는 원격제어장치(도 2의 참조부호 20)와 데이터를 송수신하는 통신모듈이다. 원격제어장치 통신부(310)는 일례로, RS-232C 직렬통신모듈을 포함할 수 있다. 다른 예로, 원격제어장치 통신부(310)는 와이파이, 블루투스, 적외선통신과 같은 무선 통신부를 포함할 수 있다.
메모리부(320)는 마스터 컨트롤러(340)와 연결되며, 마스터 컨트롤러(340)의 제어명령에 따라 각종 데이터, 예컨대 고유아이디, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 지정된 경로로 전달하는 역할을 수행한다.
RS-485 리시버(330)는 DMX512 제어기(도 2의 참조부호 70)로부터 각종 데이터를 수신한다. 마스터 컨트롤러(340)는 원격제어장치 통신부(310)를 통해 원격제어장치와 연결되며 RS-485 리시버(330)을 통해 DMX512 제어기와 연결된다. 또한, 마스터 컨트롤러(340)는 RS-485 트랜스미터(350)를 통해 이웃하는 서브 조명 장치와 연결된다.
RS-485 트랜스미터(350)는 RS-485 리시버(330)와 전기적으로 연결되는 개폐스위치를 포함하며, 이웃하는 서브 조명 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 상기 개폐스위치가 연결된 상태에서 RS-485 리시버(330)로부터 입력되는 통신패킷을 이웃하는 서브 조명 장치로 출력한다. RS-485 트랜스미터(350)는 RS-485 리시버(330)는 IC칩 모듈로 제작되어 금속패턴 바가 형성된 회로기판에 장착될 수 있다.
마스터 컨트롤러(340)는 롬과 램이 일체로 집적된 마이크로프로세서로 구현될 수 있다. 마스터 컨트롤러(340)는 고유아이디 처리부(341와 LED 제어부(342)를 포함하여 구현될 수 있다.
고유아이디 처리부(341)는 RS-485 리시버(330)로부터 입력된 통신패킷이 고유아이디 설정에 관한 데이터를 포함하면 외부 서브 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 RS-485 트랜스미터(350)의 개폐스위치가 전기적으로 연결되지 않도록 제어한다.
고유아이디 처리부(341)는 RS-485 리시버(330)로부터 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 메모리부(320))에 저장한 후 상기 RS-485 트랜스미터(350))의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어한다.
LED 제어부(342)는 RS-485 리시버(330)로부터 입력된 통신패킷에 포함된 고유아이디와 메모리부(320)에 저장된 고유아이디가 동일한지 판단하고 판단결과 긍정이면 통신패킷에 포함된 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 메모리부(320)에 저장하고, 상기 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 이용하여 조명제어신호를 출력한다. 일례로, 메모리부(320)에는 복수개의 LED 구동프로그램들이 저장될 수 있다. 각 LED 구동프로그램에는 식별번호가 설정되고, LED 제어부(342)는 LED 구동프로그램의 식별번호를 선택하여 조명제어신호를 출력할 수 있다. 각 LED 구동프로그램에는 색, 휘도, 시간 변화폭 등이 설정되어 있어 선택된 LED 구동프로그램에 따라 색, 밝기, 시간폭으로 LED를 제어할 수 있다.
데이터 디코더부(360)는 마스터 컨트롤러(340)에 연결되며, LED 제어부(343)로부터 출력되는 조명제어신호를 펄스폭변조신호(PWM)로 변환한다. 예컨대, 색 지정은 24비트로 표현할 수 있어 16만 칼라의 색을 지정할 수 있다.
LED 구동부(370)는 데이터 디코더부(360)에 연결되며, 데이터 디코더부(360)로부터 인가되는 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 해당 LED를 구동시키는 역할을 수행한다. LED 구동부(370)는 NOT 게이트, 및 구동 드라이브를 포함할 수 있다. NOT 게이트를 통해 LED 출력부(365)의 회로를 보호하고, 구동 드라이브를 통해 낮은 레벨의 신호를 높은 레벨의 신호로 변환하여 해당 LED를 구동시킨다.
도시하지 않았지만, 본 발명의 메인 조명 장치는 전원공급부와 DC/DC 컨버터부를 포함하여 구현될 수 있다. 전원공급부는 각 구성요소의 동작에 필요한 전원을 공급하고, DC/DC 컨버터부는 전원공급부로부터 인가되는 DC 전원을 소정 레벨의 DC 전원으로 변환한다. 예컨대, 전원공급부는 LED를 구동하기 위해 +24V를 공급하고, DC/DC 컨버터부는 전원공급부로부터 인가되는 +24V의 전원을 +5V의 전원으로 변환한다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 서브 조명 장치는 메모리부(410)와 RS-485 리시버(420)와 슬레이브 컨트롤러(430)와 RS-485 트랜스미터(440)와 데이터 디코더부(450)와 LED 구동부(460)를 포함하여 구현될 수 있다.
메모리부(410)는 슬레이브 컨트롤러(430)와 연결되며, 슬레이브 컨트롤러(430)의 제어명령에 따라 각종 데이터, 예컨대 고유아이디, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 지정된 경로로 전달하는 역할을 수행한다.
RS-485 리시버(420)은 이웃하는 메인 조명 장치 또는 서브 조명 장치로부터 각종 데이터를 수신한다. RS-485 리시버(420)은 DMX512 제어기(도 2의 참조부호 70)로부터 각종 데이터를 수신할 수도 있다. 예컨대, 서브 조명 장치가 고장이 나서 데이터를 수신할 수 없는 상황이 발생하면, 작업자는 고장난 서브 조명 장치 뒤에 연결된 서브 조명 장치에 DMX512 제어기(도 2의 참조부호 70)를 연결하여 데이터를 전송할 수 있다.
RS-485 트랜스미터(440)는 RS-485 리시버(420)와 전기적으로 연결되는 개폐스위치를 포함하며, 이웃하는 서브 조명 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 상기 개폐스위치가 연결된 상태에서 RS-485 리시버(420)로부터 입력되는 통신패킷을 이웃하는 서브 조명 장치로 출력한다. RS-485 트랜스미터(440)는 RS-485 리시버(420)는 IC칩 모듈로 제작되어 금속패턴 바가 형성된 회로기판에 장착될 수 있다.
슬레이브 컨트롤러(430)는 RS-485 리시버(420)을 통해 이전 서브 조명 장치 또는 DMX512 제어기와 연결될 수 있다. 또한, 슬레이브 컨트롤러(430)는 RS-485 트랜스미터(440)를 통해 다른 서브 조명 장치와 연결된다. 슬레이브 컨트롤러(430)는 고유아이디 처리부(431)와 LED 제어부(432)를 포함하여 구현될 수 있다.
고유아이디 처리부(431)는 RS-485 리시버(420)로부터 입력된 통신패킷이 고유아이디 설정에 관한 데이터를 포함하면 외부 서브 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 RS-485 트랜스미터(440)의 개폐스위치가 전기적으로 연결되지 않도록 제어한다.
고유아이디 처리부(431)는 RS-485 리시버(420)로부터 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 메모리부(410)에 저장한 후 RS-485 트랜스미터(440))의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어한다.
LED 제어부(432)는 RS-485 리시버(420)로부터 입력된 통신패킷에 포함된 고유아이디와 메모리부(410)에 저장된 고유아이디가 동일한지 판단하고 판단결과 긍정이면 통신패킷에 포함된 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 메모리부(410)에 저장하고, 상기 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 이용하여 조명제어신호를 출력한다. 일례로, 메모리부(410)에는 복수개의 LED 구동프로그램들이 저장될 수 있다. 각 LED 구동프로그램에는 식별번호가 설정되고, LED 제어부(432)는 LED 구동프로그램의 식별번호를 선택하여 조명제어신호를 출력할 수 있다. 각 LED 구동프로그램에는 색, 휘도, 시간 변화폭 등이 설정되어 있어 선택된 LED 구동프로그램에 따라 색, 밝기, 시간폭으로 LED를 제어할 수 있다.
데이터 디코더부(450)는 슬레이브 컨트롤러(430)에 연결되며, LED 제어부(443)로부터 출력되는 조명제어신호를 펄스폭변조신호(PWM)로 변환한다. 예컨대, 색 지정은 24비트로 표현할 수 있어 16만 칼라의 색을 지정할 수 있다.
LED 구동부(460)는 데이터 디코더부(450)에 연결되며, 데이터 디코더부(450)로부터 인가되는 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 해당 LED를 구동시키는 역할을 수행한다. LED 구동부(460)는 NOT 게이트, 및 구동 드라이브를 포함할 수 있다. NOT 게이트를 통해 LED 출력부(365)의 회로를 보호하고, 구동 드라이브를 통해 낮은 레벨의 신호를 높은 레벨의 신호로 변환하여 해당 LED를 구동시킨다.
도 4에 도시하지 않았지만, 본 발명의 서브 조명 장치는 원격제어장치와 데이터를 송수신하는 원격제어장치 통신부를 더 포함할 수 있다. 원격제어장치 통신부는 무선 통신 모듈로 구현될 수 있다. 이에 슬레이브 컨트롤러(430)는 원격제어장치 통신부를 통해 원격제어장치와 무선통신이 가능하다.
도 5 내지 도 8 은 본 발명에 따른 조명제어시스템에서 각 조명 장치의 고유아이디를 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 여기서, 도면부호 70은 DMX512 제어기, 300은 메인 조명 장치, 400-1 내지 400-2은 서브 조명 장치이다.
먼저 도 5를 참조하면 메인 조명 장치(300)와 서브 조명 장치(400-1 내지 400-2)는 RS-485 리시버(RECEIVER)와 RS-485 트랜스미터(TRANSMITTER)와 마이크로컨트롤러(Micro controller)와 LED 드라이버(Driver)를 포함하여 구현된다.
RS-485 트랜스미터는 RS-485 리시버와 전기적으로 연결되는 개폐스위치를 포함하며, 메인 조명 장치(300)와 서브 조명 장치(400-1 내지 400-2)가 LED 모듈(301, 401, 402)을 구동하는 동안 이웃하는 서브 조명 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치가 연결된 상태를 유지한다.
도 6을 참조하면, 메인 조명 장치(300)와 서브 조명 장치(400-1 내지 400-2)가 DMX512 제어기(70)로부터 고유아이디 설정 명령을 포함하는 통신패킷을 수신한 경우 RS-485케이블의 단자와 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치가 연결되지 않은 상태가 됨을 보여준다. 이러한 상태가 되면, RS-485 트랜스미터를 통해 이웃하는 서브 조명 장치로 어떠한 통신패킷도 전송할 수 없게 된다.
도 7를 참조하면, 메인 조명 장치(300)는 DMX512 제어기(70)로부터 첫번째 새로운 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 메모리부에 저장한다. 이후 메인 조명 장치(300)는 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어한다.
서브 조명 장치(400-1 내지 400-2)는 고유아이디를 포함하는 통신패킷을 수신할 때까지 RS-485케이블의 단자와 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치가 연결되지 않은 상태를 유지한다.
작업자가 DMX512 제어기(70)에 두번째 고유아이디를 생성하도록 조작하면, DMX512 제어기(70)는 생성한 두번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷을 출력한다. 두번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷은 메인 조명 장치(300)의 RS-485 리시버(RECEIVER)와 RS-485 트랜스미터(TRANSMITTER)를 통해 서브 조명 장치(400-1)로 전송된다. 서브 조명 장치(400-1)는 두번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 메모리부에 저장한다.
도 8을 참조하면 서브 조명 장치(400-1)는 두번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷을 입력받으면 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어한다. 한편, 두번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷을 입력받은 메인 조명 장치(300)의 마이크로컨트롤러(Micro controller)는 고유아이디 설정 명령을 포함하는 통신패킷을 수신한 이후에 첫번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷을 입력받았기 때문에 두번째 고유아이디를 포함하는 통신패킷을 무시한다.
도 9 는 본 발명에 따른 조명제어방법에 따라 각 조명 장치의 고유아이디를 변경 후 조명 연출 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9에서 300은 메인 조명 장치, 400-1 내지 400-3은 서브 조명 장치이다. 아래 표 1은 고유아이디와 LED 구동프로램 및 LED 구동데이터를 예시한다.
구분 P0 P1 P2 P3
색 빨강-보라, 빨강 빨강-노랑, 주황색 빨강-노랑, 노랑 초록-노랑, 초록
밝기 2 4 2 2
시간폭 6 6 6 6
메인 조명 장치와 서브 조명 장치는 청색 LED와 적색 LED 및 녹색 LED가 함께 실장된 복수의 LED 어레이에 교류전원을 인가하여 색을 연출한다. 이에 메인 조명 장치와 서브 조명 장치는 조명제어신호에 따른 펄스폭변조신호(PWM)가 LED 어레이에 인가된 후 바로 연출자가 의도하는 조명색을 표출할 수 없다. 예를 들어, 고유아이디 P0가 설정된 조명 장치의 경우, 시간폭 6초 중 처음 2∼3초 동안에는 빨강-보라에 해당하는 색을 연출하다가 나머지 시간에 전체적으로 빨강색을 연출한다.
도 9의 (A)에서, 메인 조명 장치(300)에 설정된 고유아이디는 P0, 복수의 서브 조명 장치(400-1 내지 400-3)에 설정된 고유아이디는 각각 P1, P2, P3이다. 표1에 따른 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터에 따라 고유아이디 P0로 설정된 메인 조명 장치(300)는 빨강, 고유아이디 P1로 설정된 서브 조명 장치(400-1)는 주황색, 고유아이디 P2로 설정된 서브 조명 장치(400-2)는 노랑색, 고유아이디 P3로 설정된 서브 조명 장치(400-3)는 초록색을 연출한다.
도 9의 (B) 또는 (C)는 메인 조명 장치(300)와 복수의 서브 조명 장치(400-1 내지 400-3)가 고유아이디를 변경하고, 표 1과 같은 동일한 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터가 고유아이디와 함께 메인 조명 장치(300)와 복수의 서브 조명 장치(400-1 내지 400-3)에 입력된 경우 조명 연출 상태이다.
도 9에서 알 수 있듯이, 본 발명은 메인 조명 장치와 복수의 서브 조명 장치의 고유아이디를 무작위로 설정할 수 있고 또한 고유아이디를 실시간으로 변경하고 동일한 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 전송하는 조작만으로 메인 조명 장치와 복수의 서브 조명 장치에서 서로 다른 조명 연출을 용이하게 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
70 : DMX512 제어기
300 : 메인 조명 장치
400-1 내지 400-2 : 서브 조명 장치

Claims (3)

  1. RS-485 케이블을 통해 연결되는 메인 조명 장치와 복수개의 서브 조명 장치가 원격제어장치로부터 입력된 데이터에 따라 동시에 또는 순차적으로 구동하여 조명을 연출하는 RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템으로서,
    상기 메인 조명 장치 및 복수개의 서브 조명 장치는,
    메모리부와;
    통신패킷을 입력받는 RS-485 리시버;
    상기 RS-485 리시버와 전기적으로 연결되는 개폐스위치를 포함하며, 이웃하는 서브 조명 장치와 연결되는 RS-485케이블의 단자와 상기 개폐스위치가 연결된 상태에서 상기 RS-485 리시버로부터 입력되는 통신패킷을 이웃하는 서브 조명 장치로 출력하는 RS-485 트랜스미터와;
    상기 RS-485 리시버로부터 입력된 통신패킷이 고유아이디 설정에 관한 데이터를 포함하면 상기 RS-485케이블의 단자와 상기 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치가 전기적으로 연결되지 않도록 제어하고, 상기 RS-485 리시버로부터 고유아이디를 포함하는 통신패킷이 입력되면 상기 고유아이디를 상기 메모리부에 저장한 후 상기 RS-485 트랜스미터의 개폐스위치를 RS-485케이블의 단자와 연결되도록 제어하는 고유아이디 처리부와;
    상기 RS-485 리시버로부터 입력된 통신패킷에 포함된 고유아이디와 상기 메모리부에 저장된 고유아이디가 동일한지 판단하고 판단결과 긍정이면 상기 통신패킷에 포함된 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 상기 메모리부에 저장하고, 상기 LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 이용하여 조명제어신호를 출력하는 LED 제어부와;
    상기 LED 제어부로부터 출력되는 조명제어신호를 펄스폭변조신호(PWM)로 변환하는 데이터 디코더부와;
    상기 PWM 신호에 의해 LED를 구동시키는 LED 구동부를 포함하되,
    상기 메인 조명 장치는 상기 원격제어장치와 데이터를 송수신하는 원격제어장치 통신부를 더 포함하고, 상기 원격제어장치 통신부로부터 고유아이디, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 입력받는 것을 특징으로 하는,
    RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 복수개의 서브 조명 장치는 상기 원격제어장치와 데이터를 송수신하는 원격제어장치 통신부를 더 포함하고, 상기 원격제어장치 통신부로부터 고유아이디, LED 구동프로그램 및 LED 구동데이터를 입력받는 것을 특징으로 하는,
    RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
    상기 원격제어장치 통신부는 상기 원격제어장치와 무선 신호를 송수신하는 무선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    RS-485 통신모듈을 이용한 조명제어시스템.
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