KR940002418B1 - 가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도제어방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도제어방법

제1도는 본 발명 방법을 적용한 가로등 자동점멸 및 조도제어장치의 블록 구성도.

제2도는 본 발명 방법을 적용한 제어 장치에서 마이컴과 키보드부 및 표시부의 상세한 블록 구성도.

제3도는 본 발명 방법을 적용한 제어 장치에서 표시패널의 구성도.

제4도는 본 발명 방법을 적용한 제어 장치에서 위상검출기의 상세 회로도.

제5a 내지 d도는 제4도의 회로 각 부분 신호 파형도.

제6도는 본 발명 방법을 적용한 제어 장치에서 교류 스위칭수단의 회로도.

제7a 내지 d도는 제6도의 스위칭 동작을 설명하기 위한 위상 관계의 신호 파형도.

제8도는 본 발명 방법에 따른 교류 위상 제어방법을 설명하기 위한 도표.

제9도는 본 발명 방법에 따른 교류 위상 제어시간 및 위상 제어수치와 절전량의 관계를 설명하기 위한 도표.

제10도는 본 발명 방법에 따른 시간별 가로등 조도 가변관계를 나타낸 일실시예의 도표.

제11도는 본 발명 방법에 따른 1년간 점,소등시간의 실시예 도표.

제12도는 본 발명 방법에서 자동 점멸 제어방법을 설명하기 위한 메인 플로우 챠트.

제13도는 본 발명 방법에서 자동 점멸 제어방법의 출력제어 서브 루틴을 설명하기 위한 플로우 챠트.

제14도는 본 발명 방법에서 자동 조도 제어방법을 설명하기 위한 메인 플로우 챠트.

제15도는 본 발명 방법에서 자동조도 제어방법의 인터럽터 서브루틴을 설명하기 위한 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 변류기 2 : 전류검출기

3 : 버퍼 4 : 위상검출기

5 : 마이크로 컴퓨터 유니트 6,6' : 안정기

7 : 합선 표시기 8 : 광결합기

9 : 전원공급부 10 : 광검지소자

11 : A/D 변환기 12 : 입출력 인터페이스

13 : 마이크로 프로세서 14 : 프로그램 메모리

15 : 일시 저장메모리 16 : 실시간 클록부

17 ; 키보드 조정기 18 : 구동부

19 : 디지탈 표시기

본 발명은 가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도제어방법에 관한 것으로 특히, 1년간, 점,소등시간에 준하여 자동적으로 가로등을 점등 및 소등시키는 한편 고압나트륨등 또는 수은등과 같은 고역률 가로등을 차량과 사람의 통행에 많은 시간대에는 조도를 높이고, 통행이 한산한 시간대에는 시간별로 조도가 점차 낮아지도록 자동 제어하여 전력소모를 줄일 수 있도록 한 가로등 점멸기의 자동 점멸 및 조도 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 백열등 또는 형광등과 같은 조명등의 조도조절은 인가전압을 가변시켜 원하는 밝기로 조도를 조절할 수 있으나 통상 고압나트륨등 또는 수은등과 같은 고역률 가로등은 안정기와 등 자체가 고역률인 관계로 전압 가변 방식으로는 조도조절이 어려운 실정이다.

이에 관하여 종래에는 가로등을 제어하기 위하여 1년간의 일출 및 일몰시간 통계에 준하여 일일 점등 및 소등시간을 저장시켜 두고 이 점,소등시간에 따라 가로등을 상시등으로 점멸시키거나 또는 심야 및 계절에 따라 필요한 시간마다 격등으로 가로등을 점등 및 소등시키는 방법이 채택되고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 가로등 점멸방법은 상시등으로 점멸시키는 경우 소비전력이 과다해지고 이에 비하여 격등으로 점멸시키는 경우 소비전력을 줄일 수는 있지만 통상 가로등의 설치 이격거리가 30 내지 50미터 인점을 감안하면 격등된 지점은 점등되어 있는 가로등으로부터 이격거리가 과도하게 길어지게 되므로 상대적으로 조도가 급격히 악화되어 이 지역을 통과하는 차량이나 거주하는 시민들에게 불편과 불안감을 주게 되는 문제점이 있었다.

더우기 가로등을 한등 건너 지그재그식으로 격동시키는 방법은 3선로 배선인 경우에 한하여 가능할뿐 2선로 배선인 경우에는 도로의 일측변 가로등만을 소등시키고 타측변 가로등만을 점등시키는 방법으로 제어되며 1선로 2선 배선인 경우에는 격등식 점멸제어가 불가능하므로 가로등 제어에 많은 제약이 수반되고 이에따라 효과적인 절전제어가 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 1년간 통계 데이타에 의한 일일 점,소등시간과 일일 점등시간대에 따른 조도 가변시간에 준하여 사람과 차량의 통행량이 많은 저녁시간대에는 정상적인 조도를 유지시키고 심야이후부터 새벽시간까지의 한산한 시간대에는 가로등 조도를 최대 50퍼센트까지 자동적으로 감소시켜 점등시키므로써 기존 도로에 매설된 선로수에 관계없이 가로등의 조도를 자동적으로 가변시켜 절전을 도모하고 선로수에 의존하는 가로등 점멸 제어방법(상시등 또는 격등제어)에 제약을 받지 않도록 한 가로등 점멸기의 자동 점멸 및 조도 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것으로, 이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 방법을 적용한 가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도 제어 장치는 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 선로에 연결된 가로등(고압나트륨등)을 점등시키기 위한 가로등 안정기(6,6')와, 교류 다운용 트랜스(T₁)와, 다운된 교류를 직류로 변환시켜 각 기능회로에 필요한 직류전원을 공급시키는 전원공급부(9)와, 조도검출을 위한 광검지소자(10)와, 이 검출 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D 변환기(11)와, 실시간 클록 발생용 실시간 클록부(16)와, 입출력 데이타 래치용 일시 저장메모리(15 : RAM)와, 1년간의 날짜와 그날의 시간별 점등 및 소등에 관련된 정보 및 점멸제어 과정이 수록된 프로그램 저장용 메모리(14 : EPROM)와, 상기 메모리(14)에 저장된 점멸제어 과정에 따라 가로등 점멸을 순차적으로 제어시키는 조명시간 제어용 마이크로 프로세서(13)와, 입출력 인터페이스(12 : 1201,1202)와, 디지탈 표시기(19)와, 디지탈 표시기를 구동하기 위한 구동부(18 : 1801,1802)와, 프로그램 설정 변경용 키보드 조정기(17)와, 키보드 조정기(17)의 신호 제어용 인버터(20)와, 동작상태를 표시하기 위한 발광다이오드(LED)와, 정전 대비용 축전지(BAT)와, 교류입력의 역률 변동 전류를 검출하는 변류기(1) 및 전류검출기(2)와, 상기 트랜스(T₁)의 2차측 교류전원(AC 9V)을 입력받아 위상 노이즈 방지 및 제로볼트 위상을 소정의 위상각으로 지연시키고 위상제어의 기준점을 형성시키는 위상검출기(4)와, 상기 전류검출기(2)로부터 검출된 변동전류의 역률에 따라 위상제어정지 및 정해진 위상제어수치에 이르기까지 제어하고 또한 위상검출기(4)로부터 검출된 위상 제어의 기준점에 따라 교류위상 파형과 대응하는 위상각도를 확인하여 가로등 점멸기의 실시간 클록과 동일한 시간대로 시간별 조도 가변제어를 수행시키는 조명 절전 제어용 마이크로 컴퓨터 유니트(5)와, 다중 위상제어를 포함하고 가로등에 공급하는 입력교류의 전류를 제어시키는 스위칭 수단을 이루는 트라이액(TRC)과, 상기 트라이액(TRC)의 게이트단에 트리거링시키기 위한 수단의 광결합기(8)와, 상기 광결합기(8)의 역작용 영향을 차폐하고 마이크로 컴퓨터 유니트(5)의 출력을 완충시키는 버퍼(3)와, 선로 단락시 변류기(1) 및 전류검출기(2)의 부하변동에 따른 전류차를 검출하여 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 의해 트라이액(TRC)구동을 정지시킴과 동시에 단락상태를 표시하기 위한 합선표시기(7)를 구비하여서 된 것이다.

또한 상기 위상검출기(4)는 제4도에 도시한 바와 같이 저항(R₁)과 콘덴서(C₁)로 된 위상각 지연부(21)와, 교류를 전파 정류하기 위해 다이오드(D₁내지 D₄)로 구성된 전파정류기(22)와, 상기 전파정류기(22)로 부터 정류된 맥류를 평활하기 위해 콘덴서(C₂)와 제너다이오드(ZD₁) 및 다이오드(D₅)로 된 평활부(23)와, 저항(R₂내지 R₅)과 비교기(CO₁)로 구성되어 기준레벨과 전파정류기(22)의 출력을 비교하는 선형비교부(24)와, 상기 선형비교부(24)의 출력을 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 전달하기 위한 수단의 포토다이오드((PD₁) 및 포토 트랜지스터(PN₁)로 구성된 포토커플러(PC₁)를 상호 연결하여서 구성된 것이다.

또한, 상기 광결합기(8)는 제6도에 도시한 바와 같이 포토다이오드(PD₂)와 포토 트라이액(PT₁)으로 구성되며, 또한 펄스 트랜스(T₂)를 구비하여 실시한다. 도면중 미설명 부호 R₆,R₇,R₈,R₉는 저항, C₂는 콘덴서, NFB-1, NFB-2는 전원 자동 차단기이다.

상기한 장치에 의하여 수행되는 본 발명 자동점멸 제어방법은 제12도에서와 같이 실시간 클록부(16)의 카렌다 시계의 RAM 데이타를 해독하여 시계가 틀리면 12/24시 사용을 지정하고 윤년을 확인한후 재 기입한 다음 현재시간을 디지탈 표시기(19)에 표시하고 이어서 가로등의 점등 및 소등여부와 절전시간 여부에 따른 출력제어 서브루틴을 수행하는 과정과, 이어서 키보드 조정기(17)의 조작여부를 확인하여 시계 조정 키이이면 시간 조정용 숫자키이를 해독하여 해당 키이에 따른 시간으로 변경시키는 시계조정 서브루틴을 수행하는 과정과, 절전 조정 키이이면 절전 조정용 숫자키이에 따른 절전 시간으로 변경시키는 절전 조정 서브루틴을 수행하는 과정과, 조도 조정 키이이면 조도 조정 숫자키이에 따라 가로등의 조도를 변경 설정시키는 조도조정 서브루틴을 수행하는 과정과, 확인 키이이면 절전 시간과 조도 조정상태, 점등 및 소등상태, 시간등을 디지탈표시기(19)에 표시하는 확인 서브루틴을 수행하는 과정과, 지연 점등 키이이면 가로등을 소정시간 지연시켜 점등시키는 지연점등 서브루틴을 수행하는 과정과, 사전 소등 키이이면 당일 소등시간 이전에 가로등을 미리 소동시키는 사전소등 서브루틴을 수행하는 과정과, 직접 점등 키이이면 키이 입력 시간부터 소정시간(예 : 30분) 동안 가로등을 점등시키는 직접 점등 서브루틴을 수행하는 과정으로 이루어진 것이다.

또한, 상기 과정중에서 출력제어 서브루틴은 제13도에서와 같이 직접 소등상태를 확인하여 직접 점등이면 30분간 가로등을 점등시켰다가 30분후 소등시키는 과정과, 이어서 실시간 클록부(16)의 현재시간을 해독하여 현재시간이 12시 이후이면 사전 점등시간을 해독하는 과정과, 현재시간이 사전 점등시간 이전인가를 확인하여 이후이면 현재시간이 점등시간 이전인가를 확인하는 과정과, 점등시간 이후이면 현재시간이 절전시간인가를 확인하여 절전시간이면 현재의 절전시간을 해독하여 저장하고 현재의 상기 각 과정 수행에 따른 동작상태를 메모리에 저장한후 리턴하는 과정과, 상기 현재시간 해독단계에서 현재시간이 12시 이전이면 현재시간이 소등시간 이전인가를 확인하여 소등시간 이전이면 절전시간 확인단계로 이행되고 이후이면 현재동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 사전 점등시간 확인단계에서 사전 점등시간 이전이면 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 현재시간의 점등시간 이전 확인 단계에서 점등시간 이전이면 사전점등 표시등을 온시키고 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 사전 점등시간 확인 단계에서 사전 점등시간 이전이면 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 절전시간 확인 단계에서 현재시간이 절전시간이 아니면 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정으로 이루어진 것이다.

이와 같이 이루어진 본 발명 자동점멸 제어방법을 제1도 내지 제15를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 스위치(SW₁)를 온시키면 전원공급부(9)를 통해 각 회로에 필요 직류전원이 공급됨에 따라 마이크로 프로세서(13)는 프로그램 메모리(14)에 기억되어 있는 제11도의 1년간 점,소등 시간에 준하여 해당 날짜의 설정된 점등시간과 소등시간에 따라 가로등을 자동 점멸시키는 본 발명 제12도 및 제13도의 과정을 수행한다.

즉, 마이크로 프로세서(13)는 초기에 인터럽트를 금지시키고 각 레지스터와 입,출력 포트의 지정을 위한 초기화를 수행한후 실시간 클록부(16)로부터 RAM에 기록된 시간데이타를 확인한다.

시간데이타의 이상 유,무를 검색하여 이상이 없으면 인터터럽트를 해제시키되, 이상이 있어서 실시간 클록데이타가 틀리면 12시와 24시 사용을 지정하고 당해 년도가 윤년인가의 여부를 확인하여 실시간 클록데이타를 재 기입한후 인터럽트를 해제시킨다.

인터럽트 해제후에는 제2도에서와 같이 입,출력 인터페이스(1201)와 구동부(1801,1820)를 통해 디지탈 표시기(19)에 당해년도의 월,일,시간을 표시한다.

즉, 제3도에서와 같이 디지탈 표시기(19)에 월,일,시,분,초를 표시하는 시간 표시 서브루틴을 수행한다. 시간표시 서브루틴은 통상의 디지탈 시간 표시기의 동작과정에 따른다. 이어서 실시간 클록부(16)의 카렌다 시계를 검색하여 해당날짜의 점등 및 소등시간을 제11도에서와 같이 프로그램 메모리(14)에 기록된 1년간 점등 및 소등시간에 준하여 결정하고 그 데이타를 입,출력 인터페이스(1202)를 통해 조명 절전 제어용 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 공급하여 광결합기(8)를 통한 스위칭수단(TRC : 트라이액)의 제어로 가로등을 점등 또는 소등시킨다.

이와 같은 출력제어는 제13도에서와 같이 출력제어 서브루틴에 의하여 수행된다.

즉, 제1단계로 직접 점등상태를 확인하는데 직접 점등이라 함은 가로등을 주간에 보수할 경우 키보드 조정기(17)에 구비된 직접 점등키이를 누르면 가로등을 점등시키고 이어서 점등시간을 검색하여 소정시간(예 : 30분)이 경과되면 자동적을 소등시키는 것으로 직접 점등키이가 온된 것이 입출력 인터페이스(1202)를 통해 마이크로 프로세서(13)에 감지되면 시간을 검색하여 30분이 경과되기까지 가로등을 점등시켰다가 30분이 경과되면 광결합기(8)를 통해 트라이액(TRC)을 오프시켜 직접 점등을 오프시킨다.

이어서 현재시간을 해독하여 현재시간이 12시 이전이면 현재시간이 소등시간(제11도의 시간표에 준함)이전인가를 판별하고 현재시간이 12시 이후이면 사전 점등시간을 해독한다.

상기 현재시간이 소등시간 이전인가를 판별하는 단계에서 소등시간 이전이면 절전시간 판별단계로 이행되고 이후이면 현재 마이크로 프로세서(13)의 제반신호처리와 관련된 동작상태를 일시 저장메모리(15)에 저장시킨후 리턴한다. 현재시간 검색단계 이후의 사전 점등시간 해독 단계에서 사전점등 시간이란 당일의 점등시간이 되기전에 날씨가 흐린 경우나 비 또는 눈이 오는 경우에 시간표에 따른 점등시간 10분(가변가능)전에 가로등을 미리 점등시키는 시간을 의미한다.

이 사전 점등시간은 광검지소자(10)로 가로등 주변의 조도가 검출되어 그 조도가 A/D 변환기(11)를 통해 디지탈 데이타로 마이크로 프로세서(13)에 입력되면 마이크로 프로세서(13)가 조도를 판별하여 가로등에 의한 조명을 필요로 하는 조도 이하가 되었을 시간으로 결정한다.

이와 같이 사전 점등시간을 해독하여 사전 점등시간 이전이면 리턴하고 이후이면 현재시간이 점등시간 이전인가를 판별하여 점등시간 이전이면 입출력 인터페이스(1202)를 통해 사전점등 표시등(LED)를 온시킨다.

그러나, 점등시간 이후이면 현재시간이 절전시간인가를 판별하여 절전시간이면 현재 절전시간을 해독하여 저장시키고 현재의 동작상태를 메모리에 저장시킨후 리턴한다.

또한, 현지시간이 절전시간이 아닌 경우에는 현재의 동작상태를 메모리에 저장시킨후 리턴한다.

이와 같이 출력제어 서브루틴을 수행한후 제12도에서와 같이 키보드 조정기(17)의 조작여부를 확인하여 해당 키이에 따른 각 서브루틴을 수행한다. 이대 키보드 조정기(17)에서 조작된 키이는 제2도에서와 같이 키보드 구도부(1803)와 인버터(20) 및 입출력 인터페이스(1201)를 통해 마이크로 프로세서(13)에서 검색되며 검색결과 제3도에서 시계조정 키이가 조작된 경우에는 디지탈 표시기(19)로 표시되는 시간을 세트/리세트시키면서 현재시간의 조정을 수행한다.

절전조정 키이가 조작된 경우에는 키이 입력에 따라 절전조정을 위한 데이타의 처리를 수행하고, 조도 조정키이가 조작된 경우에는 가로등의 조도를 조정하기 위한 데이타의 처리를 수행하고, 재점등 키이가 조작된 경우에는 이미 소등 상태에 있던 가로등을 재점등시키고, 확인키이가 조작된 경우에는 현재 셋팅된 동작상태를 표시하여 조작자에게 인식시켜 주고, 지연점등 키이가 조작된 경우에는 가로등을 소정시간 지연시켜 점등시키고, 사전 소등 키이가 조작된 경우에는 소등시간이 되기전에 가로등을 미리 소등시키고, 직접 점등시키가 조작된 경우에는 점등 시간표에 관계없이 가로등을 직접 점등시킨다.

상기한 각 키이조작에 수반되는 가로등의 점멸제어는 마이크로 프로세서(13)로부터 입출력 인터페이스(12 : 1202)를 통해 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 공급되는 점멸 제어에 관련된 데이타(키이중에서 조작된 키이에 대한 신호 처리과정(서브루틴)에 의존)에 따라 광결합기(8)를 통해 트라이액(TRC)을 온,오프시켜 수행된다.

한편, 상기한 마이크로 프로세서(13)에 의하여 가로등 자동점멸 제어방법에 의하여 조명시간(조도, 점등, 소등)에 관한 데이타가 조명 절전 제어용 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 공급되면 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에서는 본 발명 조도 제어방법의 동작과정을 수행하여 당일의 점등 및 소등시간에 따른 점등, 소등 제어와 동시에 시간대별로 가로등의 조도를 가변시키는 조도 가변제어를 수행하는데 이를 제14도와 제15도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명 조도 제어방법은 제14도에서와 같이 초기화 수행후 지연타이머를 "0"으로 리세트시키고 전번에 메모리에 저장된 시간 지시데이타와 현재 입력된 데이타를 비교하는 과정과, 비교결과 동일하면 상기 과정으로 복귀하고 상이하면 데이타를 1/30초 간격으로 4회 검색하여 이상이 없으면 변경된 시간 지시데이타를 메모리에 저장하여 절전시간을 검색하는 과정과, 검색결과 소등시간이면 가로등을 소등시키고 100% 점등이면 100% 점등시키기고 90% 점등이면 90% 점등시키고 80% 점등이면 80% 점등시키고 70% 점등이면 70% 점등시키고 60% 점등이면 60% 점등시킨후 소등단계로 복귀하거나 또는 시간 지시데이타에 따라 절전비율 데이타를 RAM에 기록한후 타이머 리세트 단계부터 반복 수행하는 절전시간에 따른 조도 가변 과정으로 이루어진 것이다.

또한, 상기 과정 수행중에 위상검출기(4)로부터 인터럽트가 걸리면 수행되는 인터럽트 서브루틴은 제15도에서와 같이 스위칭수단(TRC)을 오프시키고 시간지시데이타를 해독하여 "0"이면 점등시간 이전으로 판별하여 리턴하고 "1"인가를 검색하여 "1"이면 점등 시간으로 판별하여 스위칭수단(TRC)과 동작표시등(LED)을 온시킨후 리턴하고 "1"이 아니면 절전 점등으로 판별하여 절전량 가변데이타를 해독하는 과정과, 해독결과 40% 절전이면 위상 제어 수치 변동시간을 14초 단위로 스위칭수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 40% 절전을 수행하는 과정과, 30% 절전이면 위상제어수치 변동시간을 8초 단위로 스위칭수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 30% 절전을 수행하는 과정과, 20% 절전이면 위상제어수치 변동시간을 5초 단위로 스위칭 수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 20% 절전을 수행하는 과정과, 10% 절전이면 위상제어수치 변동시간을 3초 단위로 스위칭수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 10% 절전을 수행하는 과정과, 상기 각 과정 수행후에 절전량 가변 데이타와 절전량 고정데이타를 비교하는 과정과, 비교결과 동일하면 10단위 및 1단위의 초계산 데이타를 "0"으로 리세트시키고 초계산 데이타의 리세트를 수행한후 각 레지스터와 시간계산에 관련된 정보를 초기화시킨 다음 스위칭 수단(TRC)을 오프시키는 과정과, 이어서 절전량 고정데이타의 수치가 120 이상이면 스위칭수단(TRC)을 오프시키고 이하이면 리턴하는 과정으로 이루어진 것이다.

이와 같이 이루어진 본 발명 조도 제어방법을 제1도 내지 제11도 및 제14도와 제15도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1도에서 안정기(6,6')와 나트륨등의 특성에 의해 본 발명에 적용된 위상검출 및 위상제어는 입력 교류전원의 60°의 위상각 이후부터 입력검출 및 출력을 제어함을 선행 조건으로 한다.

또한, 제1도에서 도시한 바와 같이 전원 트랜스(T₁)의 2차측으로부터 소정의 교류전압(AC 9V)을 공급받는 위상검출기(4)는 제4도에서와 같이 저항(R₁)과 콘덴서(C₁)로 구성된 위상각 지연부(21)에 의해 제5a도에서와 같은 입력파형이 제5b도와 같은 파형으로 8V로 클램프되고 60°위상이 지연된다.

이때 위상검출기(4)의 전파정류기(22)를 통해 8V로 클램프된 60° 위상 지연 신호가 전파 정류되어 제5c도와 같은 위상검출용 직류파형이 출력되며 그 출력신호는 평활부(23)를 통해 평활되어 선형비교부(24)의 비교기(CO₁)에서 비반전 입력단(-)의 기준전위(저항(R₃,R₄)에 의해 설정됨)와 비교된다.

비교결과 제5d도에서와 같은 위상 검출파형이 출력되고 이와 같이 선형 비교부(24)의 비교기(CO₁)에서 출력되는 위상 검출파형은 60°위상각이 지연되어 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에서 위상제어에 대한 입력펄스의 위상각 기준점이 된다.

또한, 상기 위상검출기(4)이 위상각 지연부(21)에서 저항(R₁)과 콘덴서(C₁)가 채용된 것은 위상 지연과 함께 트라이액(TRC)의 위상 제어시 제7a도에서와 같은 입출력 파형과 b 내지 d의 파형으로 진행하는 도중 위상 노이즈 구간에서 위상검출에 따른 불필요한 위상 검출파형이 검출되는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같은 동작으로 입력펄스의 위상각의 기준점이 되는 제5d도와 같은 위상 검출파형은 포토 커플러(PC₁)를 통해 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 인가되면 마이크로 컴퓨터 유니트(5)는 제6도에 도시된 교류 스위칭수단의 제어를 수행한다.

예를들어 제7a도와 같은 입력신호(전원)에 대하여 제7b도와 같은 입력펄스(C-60°)가 위상각 60°에서 제어될 경우 입력파형에 대한 전력은 소량으로 제어되고, 제7c 또는 d도에서와 같이 위상각이 90°또는 120°에서 입력펄스(C-90°,C-120°)로 각각 제어되는 경우에는 위상을 60°이후부터 제어하게 된다.

이를 제8도에 도시한 교류파형(위상 180°)을 위상각도(입력펄스에 따른 위상 전력제어 각도)로 제어하는 경우의 도표를 참조하면 상기한 고압나트륨등 안정기(6,6')의 출력 파형에서 위상각이 60°지연되는 관계로 60°의 위상각 이전에는 위상제어가 불가능하다.

그러나, 60°이후부터는 위상감출기(4)의 위상검출을 시점으로 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에서 교류 위상 파형의 위상각 60°에서부터 120°에 걸쳐서 약 1000개 정도로 분할 샘플링된 위상제어 수치로써 각각의 위상을 수치 개념으로 제어시킨다.

이와 같은 위상제어수치를 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에서 위상 제어시간에 따라 전류를 제어할때의 관계는 제9도에 도시한 교류위상 제어시간 및 위상제어수치 관계의 도표에서와 같이 전류의 제어효율을 100%에서 98%까지 낮추는 경우를 예로든다면, 위상제어수치는 0000에서 0020까지 약 100초가 소요된다. 여기서는 위상제어수치를 변동시간 5초 간격으로 설명하였으나 실제로는 5초 간격의 위상제어 시간에만 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 3초 내지 20초 간격으로 설정할 수 있다.

이는 절전비율(10% 내지 40%)에 의존하며 계산에 의하여 미리 설정한다. 예를들어 전류를 100%에서 90%까지 하강시킬때 3초 간격으로 계산하면 0.1%×100초=10%이므로 3초×100초=300초(5분)가 소요되고 6초 간격일때는 상기 계산에 의해 600초(10분)가 소요된다.

이와 같은 시간은 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에서 트라이액(TRC)을 스위칭 제어하여 가로등에 공급되는 전류를 10%정도 하강시키는데 필요한 시간이다. 그리고 가로등의 역률과 하강시간이 부합될 경우에 가로등의 조광에 대한 떨림현상이 발생되면 변류기(1) 및 전류검출기(2)로부터 역률 변동 전류를 검출하여 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 공급하므로서 현재 진행중인 위상제어를 중지시키고 이는 역률이 안정되기까지 계속되어 안정되면 위상제어를 정해진 수치까지 지속한다.

따라서 상기한 바와 같은 위상제어를 통하여 가로등에 공급되는 저류의 위상이 60°에서 180°범위에 걸쳐 제어되므로 이에 상응하여 가로등의 조도가 가변된다.

이와 같은 가로등의 조도 가변시의 가변정도와 가변시간은 여러가지 경우로 나누어 실시할 수 있겠으나 예로써 제10도에 도시된 바와 같이 가로등을 18시에 점등시킨다면 차량과 사람의 통행이 빈번한 시간대(18 : 00 - 20 : 00)에는 가로등의 조도를 100%로 하고, 복잡한 시간대 이후에는 매시간 경과마다 순차적으로 조도를 감소시켜 한산한 시간대(00 : 00-06 : 00)에 이르러서는 조도를 60% 정도로 감소시킨 상태로 유지하다가 소등시간(06 : 00)이 되면 완전히 소등시킨다.

상기한 조도의 가변은 곧 절전을 의미하므로 종래 100% 점등시에 비하여 현저한 절전의 효과를 거둘 수 있다.

한편, 이와 같은 조도의 가변제어는 가로등의 설치장소의 환경, 즉 차량 및 사람의 통행량과 그 지역의 특성에 따라 키보드 조정기(17)의 절전조정, 조도조정 키이를 조작하여 변경시킨다.

그리고 가로등 출력단의 선로가 단락되었을 경우에는 전류검출기(2)로 과도한 전류가 검출되고 이 검출신호가 마이크로 컴퓨터 유니트(5)에 입력되면 전류 이상(합선)으로 간주하여 트라이액(TRC)의 구동을 정지시킨 상태에서 일정한 시간 간격으로 소정횟수 동안 재 확인하여 이상전류의 검출이 지속되면 모든 동작을 중단하고 합선표시기(7)를 점등시켜 관리자에게 주지시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 기존 도로에 매설된 배선이 2선로, 3선로 어느 경우이거나 관계없이 가로등의 밝기를 시간별로 자동 조절하므로써 전력낭비를 방지할 수 있고, 또한 배선선로와 연관된 절전제어의 제약요소와 1등씩 격동제로 소등시키는데 따른 불편을 해소할 수 있으며, 반도체 교류 스위칭수단을 사용하므로 종래 전자개폐기를 사용하는데 따른 개폐기 접점의 마모 및 수명단축의 문제점을 해결하여 가로등 전구와 안정기의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 실시간 클록부(16)의 카렌다 시계의 RAM 데이타를 해독하여 시계가 틀리면 12/24시 사용을 지정하고 윤년을 확인한후 재기입한 다음 현재시간을 디지탈 표시기(19)에 표시하고 이어서 가로등의 점등 및 소등여부와 절전시간 여부에 따른 출력제어 서브루틴을 수행하는 과정과, 이어서 키보드 조정기(17)의 조작여부를 확인하여 시계조정 키이이면 시간조정용 숫자키이를 해독하여 해당 키이에 따른 시간으로 변경시키는 시계조정 서브루틴을 수행하는 과정과, 절전조정 키이이면 절전조정용 숫자키이에 따른 절전시간으로 변경시키는 절전조정 서브루틴을 수행하는 과정과, 조도조정 키이이면 조도조정 숫자키이에 따라 가로등의 조도를 변경설정 시키는 조도조정 서브루틴을 수행하는 과정과, 재점등 키이이면 가로등을 주ㆍ야에 불문하고 재점등시키는 재점등 서브루틴을 수행하는 과정과, 확인키이이면 절전시간과 조도조정상태, 점등 및 소등상태, 시간등을 디지탈 표시기(19)에 표시하는 확인 서브루틴을 수행하는 과정과, 지연점등 키이이면 가로등을 소정시간 지연시켜 점등시키는 지연점등 서브루틴을 수행하는 과정과, 사전소등키이이면 당일 소등시간 이전에 가로등을 미리 소등시키는 사전소등 서브루틴을 수행하는 과정과, 직접점등 키이이면 키이 입력시간부터 소정시간동안 가로등을 점등시키는 직접점등 서브루틴을 수행하는 과정으로 이루어진 가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도제어방법.
2. 제1항에 있어서, 출력제어 서브루틴은 직접 점등상태를 확인하여 직접 점등이면 소정 시간동안 가로등을 점등시켰다가 설정시간 경과후 소등시키는 과정과, 이어서 실시간 클록부(16)의 현재시간을 해독하여 현재시간이 12시 이후이면 사전 점등시간을 해독하는 과정과, 현재시간이 사전 점등시간 이전인가를 확인하여 이후이면 현재시간이 점등시간 이전인가를 확인하는 과정과, 점등시간 이후이면 현재시간이 절전시간인가를 확인하여 절전시간이면 현재의 절전시간을 해독하여 저장하고 현재의 상기 각 과정 수행에 따른 동작상태를 메모리에 저장한후 리턴하는 과정과, 상기 현재시간 해독 단계에서 현재시간이 12시 이전이면 현재 시간이 소등시간 이전인가를 확인하여 소등시간 이전이면 절전시간 확인단계로 이행되고 이후이면 현재 동작 상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 사전 점등시간 확인 단계에서 사전 점등시간 이전이면 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 현재시간의 점등시간 이전 확인 단계에서 점등시간 이전이면 사전점등 표시등을 온시키고 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 사전점등시간 확인단계에서 사전 점등시간 이전이면 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정과, 상기 절전시간확인 단계에서 현재시간이 절전시간이 아니면 현재 동작상태를 메모리에 저장하는 단계로 이행되는 과정으로 이루어진 가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도제어방법.
3. 초기화 수행후 지연 타이머를 "0"으로 리세트시키고 전번에 메모리에 저장된 시간 지시데이타와 현재 입력된 데이타를 비교하는 과정과, 비교 결과 동일하면 상기 과정으로 복귀하고 상이하면 데이타를 일정한 시간 간격으로 2회 이상 검색하여 이상이 없으면 변경된 시간 지시데이타를 메모리에 저장하여 절전시간을 검색하는 과정과, 검색결과 소등 시간이면 가로등을 소등시키고 100% 점등이면 100% 점등시키고 90% 점등이면 90% 점등시키고 80% 점등이면 80% 점등시키고 70% 점등이면 70% 점등시키고 60% 점등이면 60% 점등시킨후 소등 단계로 복귀하거나 또는 시간 지시데이타에 따라 절전비율 데이타를 RAM에 기록한 후 타이머 리세트 단계부터 반복 수행하는 절전시간에 따른 조도 가변 과정으로 이루어진 가로등 점멸기의 자동점멸 및 조도제어방법.
4. 제2항에 있어서, 위상 검출기(4)로부터 인터럽트가 걸리면 수행되는 인터럽트 서브 루틴은 스위칭 수단(TRC)을 오프시키고 시간 지시 데이타를 해독하여 "0"이면 점등시간 이전으로 판별하여 리턴하고 "1"인가를 검색하여 "1"이면 점등 시간으로 판별하여 스위칭 수단(TRC)과 동작 표시등(LED)을 온시킨후 리턴하고 "1"이 아니면 절전 점등으로 판별하여 절전량 가변데이타를 해독하는 과정과, 해독 결과 40% 절전이면 위상 제어 수치 변동시간을 14초 단위로 스위칭 수단(TRC)의 위상제어 수치를 가변시켜 40% 절전을 수행하는 과정과, 30% 절전이면 위상제어 수치 변동시간을 8초 단위로 스위칭수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 30% 절전을 수행하는 과정과, 20% 절전이면 위상제어수치 변동시간을 5초단위로 스위칭수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 20% 절전을 수행하는 과정과, 10% 절전이면 위상제어수치 변동시간을 3초단위로 스위칭수단(TRC)의 위상제어수치를 가변시켜 10% 절전을 수행하는 과정과, 상기 각 과정 수행후에 절전량 가변데이타와 절전량 고정데이타를 비교하는 과정과, 비교결과 동일하면 10단위 및 1단위의 초계산 데이타를 "0"으로 리세트시키고 초계산 데이타의 리세트를 수행한후 각 레지스터와 시간계산에 관련된 정보를 초기화시킨 다음 스위칭수단(TRC)을 오프시키는 과정과, 이어서 절전량 고정데이타의 수치가 120이상이면 스위칭수단(TRC)을 오프시키고 이하이면 리턴하는 과정으로 이루어진 가로등 점멸기의 자동점멸및 조도제어방법.

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