KR940009502B1 - 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

솔라 라이트의 라이트닝 제어방법 및 장치

첨부된 도면은 본 발명에 의한 솔라 라이트 장치의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 솔라부 2 : 전기에너지 축적부

3 : 일몰감지부 4 : 충전상태 감지부

5 : 과방전 감지부 6 : 스위칭부

7 : 소등신호 출력부 8 : 타이머부

9 : 점등부 10 : 형광등

본 발명은 솔라 라이트(SOLAR LIGHT)에 관한 것으로, 특히 충전상태에 따라 점등시간을 자동으로 조절할 수 있고, 과방전 등에 의한 기기의 손상을 방지할 수 있도록 한 솔라 라이트의 라이트닝(lightening)제어방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 솔라 라이트는 태양전지에 의해 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜 축전지에 축적하고 있다가 필요할 때 축전된 전기에너지를 이용하여 전등을 점등시켜 주위를 밝혀 주는 것이다.

이러한 종래의 솔라 라이트 장치는 태양에너지를 전기에너지로 발전시키는 솔라부와, 상기 솔라부에 의해 발전된 전기에너지를 축전지에 축적시키는 전기에너지 축적부와, 일몰과 동시에 축전지에 축적된 전기에너지를 이용하여 전등을 점등시킬 수 있도록 일몰을 감지하는 일몰감지부와, 형광등 및 전등을 점등시키기 위한 점등부로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법은 다음과 같다.

즉, 낮시간 동안 솔라부 및 전기에너지 축적부에서 솔라를 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 발전시켜 전기에너지 축적부에 내장된 축전지에 전기에너지를 축적하고 있다가 일몰감지부에서 일몰을 감지한 신호를 점등부에 출력하면 점등부가 동작하여 형광등 또는 전등을 점등시켜 주위를 밝혀준다.

그러나 상기와 같은 종래의 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법에 있어서는 낮시간 동안 솔라를 통해 전기에너지 축적부의 축전지에 축적된 전기에너지는 일몰직후 축적된 전기에너지 양 만큼의 시간동안 전등이 점등됨으로 해서 모두 방전된다.

그러므로 날씨가 청쾌한 날의 만충전시에는 인적이 한적한 새벽시간까지도 전등이 점등되어 주위를 밝혀주는 반면, 날씨가 흐린 날(비 또는 눈이 오는 날)에는 충분한 전기에너지를 축적하지 못하여 가장 필요로 할 때(저녁 8시∼11시경)도 전등을 켤 수 없어 일상생활에 불편함을 느끼고, 과방전 등으로 인하여 기기가 손상될 우려가 있는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 충전상태에 따라 점등시간을 자동조절하여 솔라 라이트의 효율성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 종래의 솔라 라이트 장치에, 충전상태에 따라 점등시간을 조절하기 위해 축전지의 충전상태를 감지할 수 있는 충전상태 감지부와 점등시간을 카운트하여 소정의 시간이 되었음을 알리는 타이머와, 과방전으로 인한 축전지에 손실을 방지할 수 있도록 과방전 상태를 감지하여 알려주는 과방전 감지부와, 소정의 점등시간 후 소등시키기 위해 소등신호를 출력하는 소등신호 출력부와, 상기 소등신호 출력부, 일몰감지부, 과방전 감지부등의 출력신호를 논리 연산하여 점등부를 스위칭하기 위한 스위칭부를 추가하여 구성한 것이다.

이와 같은 본 발명의 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 솔라 라이트 장치는 도면에 도시한 바와 같이 태양에너지를 전기에너지로 발전시키는 솔라부(1)와, 다이오드(D₁∼D₉), 저항(R₂∼R₄), 콘덴서(C₁), 스위치(SW₁) 축전지 등으로 이루어져 솔라부에 의해 발전된 전기에너지를 저장하기 위한 전기에너지 축적부(2)와, 비교기(OP₁), 저항(R₅∼R₁₀), 가변저항(VR₁), 콘덴서(C₂∼C₄), 다이오드(D₄), 인버터(IC₁) 등으로 이루어져 일몰과 동시에 점등시키기 위해 상기 솔라부를 통해 일몰을 감지하는 일몰감지부(3)와, 저항(R₁₁∼R₁₈), 비교기(OP₂), 콘덴서(C₆∼C₈), 다이오드(D₆) 등으로 이루어져 상기 전기에너지 축적부(2)의 전기에너지 충전상태를 감지하여 충전 포화 유무를 출력하기 위한 충전상태 감지부(4)와 저항(R₁₉∼R₂₁), 비교기(OP₉), 콘덴서(C₉∼C₁₁), 발광다이오드(LED) 다이오드(D₇) 등으로 이루어져 상기 전기에너지 축적부(2)의 방전상태를 감지하여 과방전시에는 소등되도록 하기 위한 과방전 감지부(5)와, 콘덴서(C₂₈), 저항(R₄₇∼R₄₈), 카운터(IC₂,IC₃)로 이루어져 점등과 동시에 점등시간을 카운트하여 5시간 또는 2시간 30분이 되었음을 알려주는 타이머부(8)와, 앤드게이트(IC₄∼IC₆), 다이오드(D₁₀∼D₁₁), 비교기(OP₄), 저항(R₂₄∼R₂₆), 콘덴서(C₁₄∼C₁₈)등으로 이루어져, 타이머부(8)의 출력신호와 상기 일몰감지부(3)의 반전된 출력신호와, 충전상태 감지부(4)의 출력신호등을 논리 연산하여 충전상태에 따라서 일정시간 만큼 점등되도록 전등을 소등시키기 위한 신호를 출력하는 소등신호 출력부(7)와, 저항(R₂₂∼R₂₃), 콘덴서(C₁₂∼C₁₃), 앤드게이트(IC₇)로 구성되어 상기 일몰감지부(3)와 과방전 감지부(5), 소등신호 출력부(7)들의 출력신호를 논리 연산하여 점등 또는 소등시키는 신호를 출력하는 스위칭부(6)와, 비교기(OP₅∼OP₆), 저항(R₂₇∼R₄₅), 트랜지스터(Q₁∼Q₉), 콘덴서(C₁₉∼C₂₇) 다이오드(D₁₃∼D₁₈), 인버터(IC₈∼IC₁₂) 등으로 이루어져 스위칭부(6)의 신호에 따라 형광등에 전원을 공급하는 점등부(9)와, 형광등(10)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법은 다음과 같다.

태양에너지가 풍부한 낮시간부터 일몰이 되기전까지는 솔라(1)는 태양에너지를 전기에너지로 발전시켜 전기에너지 축적부(2)의 축전지에 전기에너지를 충전한다.

일몰감지부(3)는 솔라부(1)가 태양에너지를 전기에너지로 발전시켜 출력된 전압과 사용자의 원하는 일몰상태를 나타낸 소정의 기준전압을 비교기(OP₁)에서 비교하여 일몰되었음을 스위칭부(6)와 소등신호 출력부(7)에 출력한다.

즉, 기준전압을 비교기(OP)의 정(+) 단자에 솔라부(1)에서 출력된 전압을 부(-) 단자에 입력하여 기준 전압보다 솔라부(1)에서 출력된 전압보다 낮을 경우에 "하이" 신호를 출력하여 일몰이 되었음을 스위칭부(6)의 앤드게이트(IC₇)에 출력하고, 인버터(IC₁)를 통해 반전된 "로우" 신호를 소등신호 출력부(7)의 비교기(OP₄) 정(+) 단자에 출력한다.

충전상태 감지부(4)는 상기 전기에너지 축적부(2)의 출력전압과 만충전상태를 기준한 소정의 기준전압을 비교하여 충전상태를 감지한다.

즉, 예를 들어 축전지(B)의 충전용량을 7V로 가정하고 축전 감지부(4)의 비교기(OP₂)의 기준전압을 6V로 가정하여, 상기 비교기(OP₂)의 정(+) 단자에 기준전압을 인가하고, 부(-) 단자에 전기에너지 축적부(2)의 출력전압을 인가하면, 축전지(B)가 만충전시에는 6V 이상의 전압이 출력되므로, 비교기(OP₂)의 출력은 "로우"가 되고, 만충전시가 아닐 때는 6V 이하의 전압이 출력되므로 비교기(OP₂)의 출력이 "하이"가 되어 충전상태를 소등신호 출력부(7)의 앤드게이트(IC₄)에 출력한다.

과방전 감지부(5)는 과방전 상태를 발광다이오드(LED)를 통해 알려주고, 그 상태에 따른 신호를 스위칭부(6)에 출력한다.

즉, 과방전 기준을 전기에너지 축적부(2)의 출력이 2.5V 이하로 떨어질 때를 가정하여, 비교기(OP₃)의 정(+) 단자에 전기에너지 축적부(2)의 출력전압을 인가하고, 부(-) 단자에 기준전압을 인가하면, 과방전이 아닐 때는 비교기(OP₃)의 출력이 "하이"가 되고, 과방전시에는 비교기(OP₃)의 출력이 "로우"가 되어 스위칭부(6)에 입력된다.

이때 과방전시에는 발광다이오드(LED)가 발광하여 과방전임을 표시해 준다.

스위칭부(6)는 일몰감지부(3)의 출력신호와 과방전 감지부(5)의 출력신호를 입력하여 상기 일몰감지부(3)와 과방전 감지부(5)의 출력신호가 "하이" 신호일 때만 형광등이 점등될 수 있도록 점등부(9)에 스위칭 신호를 출력한다.

즉, 일몰이 되고 과방전 상태가 아닐 때 점등될 수 있는 신호를 출력한다. 스위칭부(6)는 소등신호 출력부(7)에서 소등신호가 입력되면 형광등이 소등되도록 점등부(9)에 스위칭 신호를 출력한다.

타이머부(8)는 일몰직후 형광등이 점등되는 순간부터 시간을 카운트하여 2시간 30분이 될 때와, 5시간이 될 때를 소등신호 출력부(7)에 출력한다. 즉, 점등시간이 2시간 30분 또는 5시간이 되었을 때 "하이신호"를 출력한다.

소등신호 출력부(7)는 타이머부(8)의 출력신호와, 상기 충전상태 감지부(4)의 출력신호에 따라 만충전시에는 5시간 동안 점등될 수 있도록 하고, 만충전시가 아닐 때는 2시간 30분 동안 점등될 수 있도록 스위칭부(6)에 소등신호를 출력한다.

즉, 충전상태가 만충전이 아닐시 앤드게이트(IC₄)의 입력단자에 타이머부(8)가 2시간 30분이 되었음을 알리는 하이신호와 충전상태 감지부(4)의 하이 출력신호가 입력됨으로 앤드게이트(IC₄)는 하이신호를 앤드게이트(IC₆)의 한 입력단자에 출력한다.

앤드게이트(IC₆)의 또 다른 입력단자에는 스위칭부(6)의 하이출력신호가 입력되어 있으므로 앤드게이트(IC₆)도 하이신호를 출력하여 비교기(OP₄)의 부(-) 단자에 입력되므로 비교기(OP₄)를 소등신호인 로우신호를 스위칭부(6)에 출력하여 형광등은 소등된다. 형광등이 소등됨과 동시에 타이머부도 시간 카운트를 중단한다.

또한, 만충전상태일 경우, 앤드게이트(IC₄)의 입력단에 충전상태 감지부(4)의 로우 출력신호가 입력되므로 앤드게이트(IC₄)는 타이머부(8)의 2시간 30분이 되었음을 알리는 신호와 관계없이 로우신호를 출력하게 되기 때문에 소등신호를 출력하지 않고, 타이머부(8)에서 5시간이 되었음을 알리는 하이신호를 앤드게이트(IC₅)가 입력단에 공통으로 인가받아 하이신호를 앤드게이트(IC₆)에 출력한다.

그 다음은 똑같은 방법으로 비교기(OP₄)에서 로우신호를 스위칭부(6)에 출력하므로 형광등은 소등된다.

이러한 라이트닝 제어방법으로, 본 발명의 솔라 라이트는 일몰시에 자동으로 점등되어 만충전시에 5시간 동안 형광등을 점등시키고, 흐린 날씨로 인하여 충분한 전기에너지를 충전하지 못하였을 경우 2시간 30분동안 점등된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법 및 장치에 있어서는 충전상태에 따라 하루저녁에 5시간 또는 2시간 30분씩 자동 점등되도록 하였기 때문에 흐린 날씨로 인하여 전기에너지가 축전지에 충전되지 않더라도 필요한 시간대에 쓸 수 있는 등의 효율성을 향상시키고 과방전을 방지하여 기기의 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 태양에너지를 전기에너지로 발전시켜 전기에너지를 충전시키는 스텝과, 일몰과 동시에 형광등을 점등하는 스텝과, 과방전시에는 점등될 수 없도록 하는 스텝과, 만충전시에는 5시간 후 소등시키는 스텝과, 만충전시가 아닐 경우에는 2시간 30분 후 소등시키는 스텝으로 이루어짐을 특징으로 하는 솔라 라이트의 라이트닝 제어방법.
2. 태양에너지를 전기에너지로 발전시키는 솔라부(1)와, 솔라부(1)에 의해 발전된 전기에너지를 축적하는 전기에너지 축적부(2)와, 상기 솔라부(1)를 통해 일몰시간을 감지하여 일몰과 동시에 점등될 수 있도록 하기 위한 일몰감지부(3)와, 상기 전기에너지 축적부(2)의 충전상태를 감지하여 충전포화 유무를 출력하는 충전상태 감지부(4)와, 상기 전기에너지 축적부(2)의 방전상태를 감지하여 과방전 유무상태를 출력하는 과방전 감지부(5)와, 점등과 동시에 점등시간을 카운트하여 제 1 소정시간, 제 2 소정시간이 지났음을 나타내는 타이머부(8)와, 상기 충전상태 감지부(4)의 충전포화 유무에 따라 타이머부(8)에서 출력한 신호중의 하나를 선택하여 제 1 소정시간 후 또는 제 2 소정시간 후에 소등될 수 있도록 소등신호를 스위칭부(6)에 출력하는 소등신호 출력부(7)와, 상기 일몰감지부(3)와 과방전 감지부(5)의 상태에 따라 점등시키고 소등신호 출력부(7)의 신호에 따라 일정시간 후 소등시키는 스위칭부(6)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 솔라 라이트 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 타이머부(8)에서 카운트 된 제 1 소정시간을 2시간 30분으로 하고, 제 2 소정시간을 5시간으로 함을 특징으로 하는 솔라 라이트 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 과방전 감지부(5)는 표시소자를 이용하여 과방전 상태를 표시해 줌을 특징으로 하는 솔라 라이트 장치.