KR20110050101A - 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 엘이디 조명장치에 광감지센서를 구비하여 인접한 조명장치로부터 전송되는 광데이터에 의해 조도 및 색상, 온.오프 제어 등이 이루어는 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템에서 전원 주파수를 매개로 각 엘이디 조명장치의 데이터 송수신을 동기화 시켜 보다 정확한 데이터의 송수신이 이루어질 수 있도록 한 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법은, 동일 선로상에 설치된 다수 개의 엘이디 조명장치 측으로 일정한 주파수를 갖는 AC 전원이 공급되는 단계와; 각 엘이디 조명장치에 구비된 CPU에서 상기 공급전원으로부터 주파수 주기가 "0"이 되는 순간을 각각 검출하는 단계와; 각 엘이디 조명장치에 구비된 CPU가 주파수 주기가 "0"이 되는 순간에 엘이디 모듈이 순간적으로 점멸되도록 제어를 행하는 단계 및; 상기 엘이디 모듈의 점멸에 따른 엘이디의 소등과 동시에 CPU가 엘이디 조명장치의 스위칭 제어를 위한 광데이터가 송신되도록 제어를 행하여 동일 선로상의 다수 개의 엘이디 조명장치를 동기화 시키는 단계;를 통해 제어가 이루어진다.

엘이디, 조명장치, 스위칭, 조도, 광감지센서, CPU, 주파수, 주기, 동기화

Description

엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법{SWITCHING CONTROL METHOD FOR LIGHT-EMITTING DIODE LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수 개의 엘이디 조명장치에 각각 광감지센서를 일체로 구성하여 인접한 조명장치로부터 전송되는 광데이터에 의해 조도 및 색상, 온.오프 제어 등이 이루어지는 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템에서 다수 개의 엘이디 조명장치를 동기화 시켜 데이터의 전송효율을 높일 수 있도록 한 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 사무실을 비롯한 다양한 장소에서는 조명기구로서 형광등 및 백열등이 가장 널리 사용되고 있으며, 그 이외의 다양한 장소에서 상기 형광등 및 백열등을 비롯하여 나트륨등이나 수은등 등과 같은 다양한 종료의 조명장치가 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 상술한 바와 같은 조명장치들은 제조 시에 많은 어려움이 발생하게 되됨과 아울러, 반복적이고 빈번한 스위칭 작동에 따라 많은 소비전력이 소요됨과 아울러 수명이 제한적인 문제점을 갖는다.

한편, 최근에는 다양한 산업분야에서 엘이디를 응용한 다양한 제품이 개발되어 적용되고 있는데, 특히 고휘도의 엘이디 램프는 수명이 반영구적이면서도 소비전력이 매우 낮은 장점을 갖고 있으므로, 기존의 형광등이나 백열등, 나트륨등, 수은등을 비롯한 다양한 전등을 대체할 수 있을 것으로 예상된다.

즉, 엘이디 램프를 통해 각종 유해물질이 포함되고 수명이 짧은 기존의 전등을 대체함에 따라 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있음과 더불어, 엘이디 램프의 낮은 전력소모를 통해 에너지 절감 효과도 얻을 수가 있는 것이다.

여기에서, 상기 고휘도의 엘이디 램프가 조명장치로 사용되는데 있어서는 엘이디 모듈로 이루어진 각각의 조명장치가 천장 등의 조명 제공지점에 설치되어, 다수 개의 엘이디 조명장치가 배열된 형태로 조명을 형성하게 되는데, 이때 다수 개의 엘이디 조명장치는 이웃하는 엘이디 조명장치와 별도의 통신선로가 설치되어야만 온.오프를 비롯한 조도 및 색상조절 등을 위한 통신이 가능하며, 또한 전력선 통신이라 하더라도 전원선로가 반드시 동일한 선로상에 존재해야만 통신이 가능한 문제점이 발생하게 된다.

이는, 다양한 조도 및 색상 조절을 구현하기 위한 엘이디 조명장치의 제어에 있어서 큰 문제점을 발생시키게 되는 것이다.

이에, 본 출원인은 상술한 바와 같은 종래의 엘이디 조명장치에 있어서의 문제점을 해소하기 위하여, 국내 특허출원 제2009-0099703호를 통해 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, "조명 제공지점에 배열 설치되는 다수 개의 엘이디 조명장치를 제어하기 위한 시스템에 있어서, 임의의 엘이디 조명장치 측으로 온.오프를 비롯한 조도 및 색상 조절을 위한 신호를 인가하는 스위칭 수단(50) 및; 외부로부터의 교류전원을 직류로 정류 및 변압하여 장치에 공급하는 SMPS(20)와, 외부로부터 광신호로 이루어진 데이터를 수신하는 광감지센서(40)와, 소정 제어신호에 따라 구동되며 광데이터가 포함된 빛을 발산하면서 조명을 제공하는 엘이디 모듈(10) 및, 상기 광감지센서(40)로부터 입력되는 데이터 정보를 기초로 해당 엘이디 모듈(10)에 대하여 온.오프를 비롯한 조도 및 색상의 제어를 행함과 아울러 상기 엘이디 모듈을 통해 광데이터가 송신되도록 제어를 행하는 CPU(30)를 포함하여 구성된 엘이디 조명장치(100);로 이루어진 것."을 특징으로 하는 '엘이디 조명장치의 조도 및 스위칭 제어 시스템'을 출원한 바 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 엘이디 조명장치의 조도 및 스위칭 제어 시스템에 있어서는 각 엘이디 조명장치에 구비된 엘이디 모듈 및 광감지센서의 데이터 송수신 시에 동기화가 이루어지지 않으므로, 주위의 엘이디 조명장치 등으로부터 외란에 의해 상호 간섭이 일어나게 되어 광데이터의 정확한 전송이 이루어지지 못하면서 데이터 수신률이 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 각 엘이디 조명장치에 광감지센서를 구비하여 인접한 조명장치로부터 전송되는 광데이터에 의해 조도 및 색상, 온.오프 제어 등이 이루어는 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템에서 전원 주파수를 매개로 각 엘이디 조명장치의 데이터 송수신을 동기화 시켜 보다 정확한 데이터의 송수신이 이루어질 수 있도록 한 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법은, 외부로부터의 전원을 장치에 공급하는 SMPS, 광데이터를 수신하는 광감지센서, 소정 제어신호에 따라 구동되며 광데이터가 포함된 빛을 발산하는 엘이디 모듈, 광감지센서로부터 입력되는 데이터 정보를 기초로 해당 엘이디 모듈에 대한 제어를 행함과 아울러 엘이디 모듈을 통한 광데이터의 송신을 제어하는 CPU를 포함하는 조명장치 및, 엘이디 조명장치 측으로 스위칭 신호를 인가하는 스위칭 수단으로 구성된 엘이지 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신을 제어하는 방법에 있어서; 동일 선로상에 설치된 다수 개의 엘이디 조명장치 측으로 일정한 주파수를 갖는 AC 전원이 공급되는 단계와; 각 엘이디 조명장치에 구비된 CPU에서 상기 공급전원으로부터 주파수 주기가 "0"이 되는 순간을 각 각 검출하는 단계와; 각 엘이디 조명장치에 구비된 CPU가 주파수 주기가 "0"이 되는 순간에 엘이디 모듈이 순간적으로 점멸되도록 제어를 행하는 단계 및; 상기 엘이디 모듈의 점멸에 따른 엘이디의 소등과 동시에 CPU가 엘이디 조명장치의 스위칭 제어를 위한 광데이터가 송신되도록 제어를 행하여 동일 선로상의 다수 개의 엘이디 조명장치를 동기화 시키는 단계로 이루어지는 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 AC 전원으로부터 주파수 주기가 "0"이 되는 순간은 OP AMP 회로를 통하거나, 또는 마이크로 컨트롤러에서 직접 검출되도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템에서 전원 주파수를 매개로 각 엘이디 조명장치의 데이터 송수신을 동기화 시킴에 따라, 보다 정확한 데이터의 송수신을 구현하여 데이터 수신률을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.

이에 따라, 각 엘이디 조명장치가 주위의 빛에 의해 오작동 되는 것이 방지되어, 보다 우수한 품질의 조명장치를 제공할 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 따라 검출되는 상용전원의 주파수 파형을 나타내는 도면, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 따라 상용전원의 주파수를 검출하기 위한 구성을 나타내는 도면, 도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 따라 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템이 제어되는 과정을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법은, 천장 등과 같은 조명 설치지점에 광감지센서(40)가 일체로 형성된 엘이디 조명장치(100)가 다수 개 배열 설치되어, 별도의 통신케이블과 같은 데이터 전송수단 없이도 다수 개의 엘이디 조명장치(100)를 간편하게 제어할 수 있도록 이루어진 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템에서, 데이터 송수신의 동기화를 통해 보다 정확한 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 함에 따라 구현된다.

주지된 바와 같이, 상기 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템은, 임의의 엘이디 조명장치(100) 측으로 조명의 온.오프 및 각 엘이디 모듈(10)의 조도 및 색상 등을 조절하기 위한 신호를 인가하기 위한 무선리모컨이나 유선 스위치 등의 스위칭 수단이 구비되는 한편, 천장 등의 조명 설치지점에 설치되는 각 엘이디 조명장치는(100) 외부로부터 입력되는 교류전원을 직류로 정류 및 변압하여 장치에 공급하는 SMPS(20)와, 외부로부터 광신호로 이루어진 데이터를 수신하는 광감지센서(40)와, 소정 제어신호에 따라 구동되며 광데이터가 포함된 빛을 발산하면서 조명을 제공하는 엘이디 모듈(10) 및, 상기 광감지센서(40)로부터 입력되는 데이터 정보를 기초로 해당 엘이디 모듈(10)에 대하여 온.오프를 비롯한 조도 및 색상의 제어를 행함과 아울러 상기 엘이디 모듈(10)을 통해 광데이터가 송신되도록 제어를 행하는 CPU(30)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따라, 상기 CPU에서는 상기 SMPS(SMPS: Switched-mode power supply)(20)을 통해 외부로부터 입력되는 상용전원의 주파수에서 그 파형이 "0" 상태가 되는 시점을 검출하여, 상기 엘이디 모듈(10)에 대한 제어를 행하게 된다.

즉, 외부로부터 상기 SMPS(20) 측으로 입력되는 상용교류전원은 200[V]-60[Hz]의 값을 갖게 되는데, 이에 따라 동일 선로상에 설치된 다수 개의 엘이디 조명장치(100)의 CPU(30)에서 그 값이 0[V]에 도달하는 주기(대략 166[ms])를 검출하여 엘이디 모듈(10)을 점멸시킴과 동시에 광데이터의 송수신이 이루어지도록 제어를 행함에 따라, 동일 선로상에 있는 엘이디 조명장치 상호간의 동기화를 맞출 수가 있게 된다.

이때, 상기 200[V]-60[Hz]의 교류전원에서 "0"의 주기를 검출하는데 있어서는 도 3a에 도시된 바와 같이 엘이디 조명장치(100)에 OP AMP 회로를 구성하여 검출하거나, 도 3b에 도시된 바와 같이 마이크로 컨트롤러를 매개로 직접 검출하도록 구성할 수가 있다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템에서 무선통신이 제어되는 과정에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법은 전원공급단계(S1)와, 주기검출단계(S2)와, 점멸단계(S3) 및, 동기화단계(S4)의 과정을 거쳐 제어가 이루어지게 된다.

상술한 바와 같이, SMPS(20), 광감지센서(40), 엘이디 모듈(10), CPU(30)를 포함하여 구성된 엘이디 조명장치(100)를 소정 지점에 다수 개 배열 설치하여 조명을 구성한 상태에서, 상기 전원공급단계(S1)에서는 동일 선로상에 설치된 상기 다수 개의 엘이디 조명장치(100) 측으로 일정한 주파수(220[V]-60[Hz])를 갖는 AC 전원이 공급되게 되며, 상기 전원이 공급됨에 따라 상기 주기검출단계(S2)에서는 각 엘이디 조명장치(100)에 구비된 CPU(30)가 상기 공급전원으로부터 주파수 주기가 "0"이 되는 순간을 연속적으로 검출하게 된다.

그리고, 상기 점멸단계(S3)에서는 각각의 엘이디 조명장치(100)에 구비된 CPU(30)가 주파수 주기가 "0" 상태가 되는 순간마다 해당 엘이디 모듈(10)이 순간적으로 점멸되도록 제어를 행하게 되는데, 이때 상기 점멸은 매우 빠른 순간에 이루어지게 되므로 조도에 영향을 미치지 않게 된다.

또, 상기 동기화단계(S4)에서는 상기 상기 엘이디 모듈(10)의 점멸에 따른 엘이디의 소등과 동시에 상기 CPU(30)가 엘이디 조명장치(100)의 스위칭 제어를 위한 광데이터가 송신되도록 제어를 행하게 되며, 이에 따라 동일 선로상의 설치된 모든 엘이디 조명장치(100)는 동기화가 이루어진 상태로 데이터 송수신이 행해지게 된다.

이에, 소정 스위칭 수단을 통해 엘이디 조명장치(100)의 구동을 위한 신호가 인가되면, 모든 엘이디 조명장치(100)가 동기화된 상태에서 임의의 엘이디 조명장치의 구동에 따라 발생되는 광신호가 인접한 엘이디 조명장치 측으로 연속적으로 수신되면서 다수 개의 엘이디 조명장치(100)가 신속하게 모두 제어될 수 있게 되 며, 이때 다수 개의 엘이디 조명장치의 동기화를 통해 각 엘이디 조명장치가 주위의 빛에 의해 오작동 되지 않으면서 정확한 데이터의 송수신을 행할 수가 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법이 적용되는 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 따라 검출되는 상용전원의 주파수 파형을 나타내는 도면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 따라 상용전원의 주파수를 검출하기 위한 구성을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법에 따라 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템이 제어되는 과정을 나타내는 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 엘이디 모듈, 20: SMPS,

30: CPU, 40: 광감지센서,

50: 리모컨, 100: 엘이디 조명장치.

Claims (2)

1. 외부로부터의 전원을 장치에 공급하는 SMPS, 광데이터를 수신하는 광감지센서, 소정 제어신호에 따라 구동되며 광데이터가 포함된 빛을 발산하는 엘이디 모듈, 광감지센서로부터 입력되는 데이터 정보를 기초로 해당 엘이디 모듈에 대한 제어를 행함과 아울러 엘이디 모듈을 통한 광데이터의 송신을 제어하는 CPU를 포함하는 조명장치 및, 엘이디 조명장치 측으로 스위칭 신호를 인가하는 스위칭 수단으로 구성된 엘이지 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신을 제어하는 방법에 있어서;

   동일 선로상에 설치된 다수 개의 엘이디 조명장치 측으로 일정한 주파수를 갖는 AC 전원이 공급되는 단계와;

   각 엘이디 조명장치에 구비된 CPU에서 상기 공급전원으로부터 주파수 주기가 "0"이 되는 순간을 각각 검출하는 단계와;

   각 엘이디 조명장치에 구비된 CPU가 주파수 주기가 "0"이 되는 순간에 엘이디 모듈이 순간적으로 점멸되도록 제어를 행하는 단계 및;

   상기 엘이디 모듈의 점멸에 따른 엘이디의 소등과 동시에 CPU가 엘이디 조명장치의 스위칭 제어를 위한 광데이터가 송신되도록 제어를 행하여 동일 선로상의 다수 개의 엘이디 조명장치를 동기화 시키는 단계로 이루어지는 것;을 특징으로 하는 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 AC 전원으로부터 주파수 주기가 "0"이 되는 순간은 OP AMP 회로를 통하거나, 또는 CPU에서 직접 검출되도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치용 스위칭 시스템의 무선통신 제어방법.

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