KR200268699Y1

KR200268699Y1 - 어댑터형 간이 전력량 측정기기

Info

Publication number: KR200268699Y1
Application number: KR2020010039315U
Authority: KR
Inventors: 박영홍
Original assignee: 박영홍
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2002-03-18
Anticipated expiration: 2011-12-19

Abstract

텔레비젼이나 컴퓨터, 또는 냉장고와 같은 개개의 전력소모기기의 전력(W) 또는 전력량(kwh)을 측정할 수 있는 간이 전력 및 전력량 측정기기가 고안되었다. 본 고안은 이러한 가정전기기기에 표시된 전력과 실제 사용시 전력을 비교할 수 있을뿐만 아니라 과부하의 경우 경고표시기능을 가지며 일정기간 전력량을 사용자가 측정할 수 있도록 고안된 것이다. 본 고안은 교류전류계를 이용하여 부하의 전류를 측정하고 측정된 전류를 마이크로프로세스에 의하여 연산하여 전력을 계산하고 리셋(reset)기능을 가진 타이머를 이용하여 전력량을 계산하고 정해진 값이상의 전류가 흐르는 경우 이를 일정한 경보장치를 통하여 경고하도록 고안되었다. 상기 전류, 전력 혹은 전력량은 필요에 따라서 LCD화면등에 표시되도록 하였다.

본 고안은 가정용 전기 기기에 표시된 전력과 실제 사용시의 전력을 비교하여 사용자로 하여금 사용전기기기에 대한 신뢰성을 제고할 수 있게하며 일정기간의 전력량을 측정하여 과도한 전력소비를 줄일 수 있게 할 뿐만 아니라 접지 불량등에 의한 과부하여부를 알 수 있게 한다.

Description

어댑터형 간이 전력량 측정기기{ADAPTER-SHAPED COMPACT APPARATUS FOR MEASUREING ELECTRIC ENERGY}

본 고안은 전력 및 전력량의 측정에 관한 것으로서 보다 상세하게는 일반인이 실내에 설치된 콘센트에 꽂아 사용하고자 하는 가정용 전기기구의 소비전력량들을 간단하게 측정하기 위한 기기이다. 본 고안은 부하에 흐르는 전류를 측정하여 마이크로 프로세스의 연산을 통하여 전력 및 전력량을 산출한다.

전력량을 산출하는 종래의 기기로는 한전에서 제공하는 적산전력계량장치가 있으며 이는 가정이나 공장등 건물 전체의 전력 소비량을 측정하기 위한 기기이다. 상기 적산전력계는 개개의 전력량을 측정하기 위한 기기가 아니며 또한 사용자가 원하는 일정한 기간동안의 전력량을 측정하기도 곤란하다는 문제점이 있으며 특정한 전기기기의 접속불량등으로 인한 과부하상태를 알리는 기능을 가지지 못한다. 한편으로 가정에서 사용하는 각각의 전기기기에는 소비전력이 표시되어 있으며 사용자는 상기 전기기기가 실제로 소비하는 전력이 표시된 전력과 일치하는지 여부를 알고자 하면 옴미터기(저항측정기기)를 이용하여 상기전기기기의 저항을 측정하여전력 소비량을 계산해야하는 불편함이 있다.

본 고안은 상기한 문제점들을 개량하기 위해 안출된 것으로 본 고안의 목적은 각각의 가정용 전기기기의 전력 및 전력량을 측정하는 것이다. 또한 본 고안의 다른 목적은 상기 전력량을 사용자가 원하는 일정한 기간동안의 전력소비량을 산출하고 필요에 따라서 전력량 사용비용을 산출하는 것이다. 본 고안의 또 다른 목적은 전류를 측정하여 전기기기상 정격 전류이상의 전류가 흐르는 경우 이를 사용자에게 알려주고 연결을 차단하는 역할을 한다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 전류계(31)와 A/D변환기(32) 및 마이크로프로세서(33)를 기기에 장착하여 전류계(31)를 통하여 검출된 전류를 아날로그/디지탈 변환기(A/D변환기)(32)를 통하여 디지털 값으로 변환한 후 이 값을 마이크로프로세서(33)로 전송하고 상기 마이크로프로세스(33)는 상기 전송된 전류와 시간표시 입력 선택부(44c)에 의하여 입력된 시간과 미리 저장된 전력 산출, 전력량 산출공식 및 전력요금 산출공식에 의하여 전력, 전력량 및 전력요금을 산출하며 검출된 상기 전류 및 산출된 상기 전력, 전력량 및 전력요금표시 입력 선택부(44)의 입력에 의하여 마이크로프로세서(33)로부터 상기 LCD표시창(41)에 표시되도록 하는 한편 기기의 전면부(4)에는 전류, 전력, 시간, 전력량, 현재시각을 표시할 수 있는 LCD표시창(41)과 과부하 전류 입력부(42a) 및 측정전류 최대값 설정부(42b)로 이루어진 전력입력부(42)와 리셋(reset)가능한 타이머(45)와 전류표시입력선택부(44a), 전력 표시 입력 선택부(44b), 시간 표시 입력 선택부(44c), 전력량 표시 입력 선택부(44d) 및 전력 요금 표시 입력선택부(44e)로 이루어진 표시 입력 선택부(44), 전기기기의 과부하시 사용자에게 경고하는 경고등(45); 콘센트(46)로 구성되고, 기기의 배면부(5)에는 전압의 인입선과 연결된 또는 다른 콘센트와 연결된 콘센트와 연결될 수 있는 플러그(51)로 구성된다.

도 1은 본 고안의 연결 상태를 도시한 연결상태도다.

도 2는 본 고안의 작동 상태를 도시한 블록도다.

도 3은 본 고안에 장착된 장치 블록도를 도시한 것이다.

도 4는 본 고안의 전면부의 장치구성을 도시한 것이다.

도 5는 본 고안의 배면부를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31: 전류계 32: A/D 변환기

33: 마이크로프로세서 34: 연결차단장치

4: 전면부

41: LCD표시창 42: 전류 입력부

42a: 과부하 전류 입력부 42b: 측정 전류 최대값 설정부

43: 타이머 44: 표시입력 선택부

44a: 전류표시 입력 선택부 44b: 전력표시 입력 선택부

44c: 시간표시 입력 선택부 44d: 전력량 표시 입력 선택부

44e: 전력요금 표시 입력 선택부 46: 콘센트

5: 배면부

51: 플러그

본 고안의 내용을 도면을 중심으로 설명하면 아래와 같다.

도 1은 본 고안이 전력 및 전력량을 측정하고자 하는 전기기기에 연결된 상태를 도시한 도면으로 A1은 인입선쪽에 연결된 콘센트를 나타내며 A2는 본 고안을 나타내며 A3은 측정하고자 하는 전기기기를 나타낸다. 도면에 도시된 것처럼 본 고안은 콘센트와 전기기기사이에 연결되며 측정하고자 하는 전기기기가 콘센트에 연결되는 것이 아니라 본 고안에 연결된다.

도 2는 본 고안의 작동단계를 나타내는 블록도이며 도 3은 본 고안에 장착된 기기들의 상호 연결관계를 나타낸 장치 블록도이다. 이하 도 2와 도 3에 기초하여 본 고안의 구성 및 작용을 설명한다.

S1은 도 1과 같이 전기기기에 본 고안을 연결하는 단계이며 본 고안은 도 5에 나타난 것처럼 후면부에 콘센트 연결부위를 가짐으로서 임의의 콘센트에 연결될 수 있다. 즉 측정대상이 되는 전기기기는 본 고안을 통해서 전압의 인입선과 연결된다. S2는 과부하 전류를 입력하는 단계로서 이는 도 4에 나타난 입력부를 통해서이루어진다. 입력된 전류는 과부하 상태를 나타내며 측정대상이 되는 전기기기의 이상유무를 확인하기 위한 값이다. 입력된 전류값은 도 3에 나타낸 것처럼 전류 입력부(42)의 과부전류 입력부(42a)에서 과부하상태를 나타내는 전류를 선택하고 이 값은 마이크로프로세서(33)로 전달되며 상기 전류값이상이 되면 마이크로프로세서(33)에서는 본 고안에 설치된 과부하경보장치(43)를 통하여 사용자에게 과부하상태를 알리는 한편 연결차단장치(34)를 이용하여 전기기기의 연결을 차단하게 된다. S3는 본 고안에 장치된 교류전류계(31)가 본 고안을 통과하는 또는 측정대상을 통과하는 전류를 검출하는 과정이다. 상기 전류계(31)는 임의의 전류계가 가능하며 검출된 전류는 마이크로프로세서(33)로 전송된다(S4). 마이크로프로세서(33)로 전송된 전류값은 입력된 전류값과 비교되어 과부하 상태여부가 판단되며(S5) 과부하라고 판단되는 경우에는 전원을 차단하고 도 4에 도시된 경고등(43)을 켜거나 혹은 벨등을 이용하여 사용자에게 과부하 상태를 알리게 되고 과부하가 아닌 경우 전력과 일정기간 또는 일정시간동안의 전력량을 측정하는데 사용된다. 즉 마이크로프로세서에 미리 전력값을 계산하는 공식(P=VI: P는 전력, V는 전압, I는 전류를 나타낸다)과 전력량(E = Pt: t는 시간을 나타낸다)을 계산하는 공식을 입력시켜두고 도 4에 도시된 선택부를 통하여 전력 또는 전력량을 선택하면 도 3에 도시된 것처럼 이 값은 마이크로프로세서(33)로 전송되며 전송된 전류값과 기억된 상기 공식과 입력된 시간(S7)을 이용하여 전력(S6) 및 전력량(S8)을 산출하고 산출된 값은 마이크로 프로세서상에 저장된다. 만약 사용자가 도 3에 도시된 것처럼 표시되기를 원하는 값을 표시입력선택부(44)의 입력을 통하여 마이크로프로세서(33)로 전송하면 마이크로프로세서(33)는 저장된 값을 다시 이를 도 4에 도시된 LCD 표시창(41)로 전송하고 상기 값이 LCD 표시창(41)에 나타나게 된다.(S11). 한편 사용자가 일정기간 사용된 전력량에 대한 요금을 알고자 하는 경우에는 도 3에 도시된 것 처럼 표시입력선택부(44)에서 전력요금 표시입력선택부(44e)를 선택한다. 단위 전력량에 대한 요금(1kwh에 대한 전력요금)은 미리 마이크로프로세서에 저장될 수도 있고 사용자가 입력할 수도 있다(S9). 즉 필요에 따라 선택적이다. 사용자의 입력은 마이크로프로세서(33)에 전송되고 마이크로프로세서(33)는 이를 일정기간 사용된 전력량을 이용하여 요금을 계산하고(S10) 상기 계산된 요금을 LCD표시창(41)으로 전송하고 이 값이 LCD표시창(41)에 표시된다.(S11)

도 4는 본 고안의 외부형상의 전면부를 도시한 것이다.

LCD표시창(41)은 사용자가 표시되기를 원하는 전류, 전력, 전력값을 표시하는 기능을 하며 또한 시간(현재시각 및 전력량이 산출된 기간)을 표시한다. 현재 시각은 표시창에 항상 나타나게 할 수 있으며 이는 별도의 전원공급장치(예를 들면 충전 가능한 건전지등)를 사용할 수 있다. 상기 LCD표시창(41)에 표시되는 값은 상기 현재시각 이외의 값은 마이크로 프로세서와 연결되어 상기 마이크로프로세서(33)에서 전송된 값이 표시된다. 한편 상기 LCD표시창(41)은 본 고안의 사용중 현재 시각뿐만 아니라 사용자의 선택에 의하여 전력, 또는 전력량이나 사용요금등이 항상 나타나도록 할 수 있다. 전류입력부(42)는 과부하 전류입력부(42a)와 측정전류 최대값 설정부(42b)로 이루어지며 과부하 전류 입력부(42a)에입력된 값은 마이크로 프로세서에 전송되며 또한 이 값은 마이크로 프로세서가 과부하상태인지 여부를 판단하는 기준이 된다. 즉 상기 입력된 값보다 더 큰 값의 전류가 흐르는 경우 마이크로프로세스(33)는 전류를 차단하고(차단 장치는 미도시) 경고등(44)을 켜게된다. 측정전류 최대값 설정부(42b)에 입력된 값 역시 상기 마이크로프로세서(33)로 연결되며 본 고안의 사용용도에 따라 상기 측정전류 최대값 설정부(41b)는 선택적이다. 즉 미리 일정한 값을 마이크로 프로세서에 저장시켜 둘 수도 있고 사용자가 입력에 의하여 설정할 수도 있다. 타이머(43)는 리셋(reset)기능을 가진 것이 장착되며 이는 전력량 산출기간을 설정하는데 사용된다. 즉 사용자는 일정한 시각을 기준으로 타이머(43)의 시작 시각을 설정하고 일정 시간 후의 시각을 선택하여 마이크로 프로세서로 전송하고 상기 마이크로 프로세서는 전송된 시간을 전력량의 계산에 사용한다. 표시선택부(44)는 전류표시 선택부(44a), 전력표시 선택부(44b), 시간표시 선택부(44c), 전력량표시 선택부(44d), 전력요금표시 입력 선택부로 이루어지며 전류표시 선택부(44a)는 필요에 따라 과부하전류 표시 선택부와 측정 가능 최대치 표시 선택부를 포함할 수 있으며 현재 전류표시 선택부를 반드시 포함한다. 상기 전류표시 선택부(44a), 전력표시 선택부(44b), 시간표시 선택부(44c) 및 전력량 선택부(44d) 및 전력요금표시 입력 선택부(44e)는 순환식으로 구성될 수도 있으며 혹은 별도의 선택부로 나누어서 구성할 수도 있다. 상기 표시 선택부(44)의 값은 사용자의 선택여하에 따라서 마이크로 프로세서로 전송되고 다시 마이크로 프로세서에서 상기 사용자의 선택여하에 의하여 선택된 값을 LCD표시창(41)에 표시한다. 경고등(45)은 마이크로 프로세스에서 과부하전류 입력부(42a)에서 입력된 값과 실제 측정 전기기기상에 흐르는 전류를 비교하여 상기 입력된 값 이상의 값이 흐를 때 사용자에게 알려주기 위한 장치로서 이는 경고벨(미도시)를 포함하여 구성할 수도 있다.

도 5는 본 고안의 배면의 형상을 나타낸 것으로서 일반적으로 콘센트에 연결될 수 있는 구조로 이루어져 있으며 필요에 따라 접지선을 포함할 수 있다.

이상과 같이 구성되고 작동하는 본 고안은 도 1에 도시된 것처럼 사용시 먼저 본 고안을 전압 또는 전류가 인입되는 콘센트와 배면부(5)의 플러그(51)를 이용하여 연결하고 측정대상이 되는 전기기기는 본 고안의 전면부(4)의 콘센트(46)과 연결된다. 상기와 같은 방법으로 연결된 본 고안을 이용하여 사용자는 일반 가정 전기기기의 과부하여부를 알 수 있을 뿐만 아니라 가정기기에 표시된 전력과 그 기기를 실제로 사용하는 경우 소비되는 전력과의 일치여부를 간단하게 확인할 수 있으며 실제 사용시 소비되는 전력값이 표시 전력값과 상이하게 나타나는 경우 기기의 이상유무 또는 전기기기의 신뢰성등을 재고할 수 있게되며 상기에 기술된 것처럼 일정기간의 사용 전력량 또는 전력량에 대한 요금이 LCD 표시창에 항상 나타나게 함으로써 특정기기에 대한 과소비를 예방할 수 있는 효과가 있다.

상기에서 상세히 설명한 것처럼 본 고안은 간단한 마이크로 프로세스를 장착하여 사용자가 실제 사용하고 있는 각각의 전기기기의 실제 전류 및 전력을 측정하여 표시된 정격 전류 및 소비 전력과의 일치여부를 확인할 수 있으며 각 가정에 보급된 적산 전력계가 전체 일 가구의 전력량을 측정하고 개개의 전기기기의 전력량을 측정할 수 없는 문제점을 해결하여 간단한 구성으로서 개개의 전력량을 측정하여 사용자가 각 전기기기의 전력사용을 적당하게 조절하여 전력소비를 절감할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

전류계(31), A/D변환기(32), 마이크로프로세서(33)가 장착되어,

전류계(31)를 통하여 검출된 전류를 아날로그/디지탈 변환기(A/D변환기)(32)를 통하여 마이크로프로세서(33)로 전송하며 상기 마이크로프로세스(33)는 상기 전송된 전류와 시간표시 입력 선택부(44c)에 의하여 입력된 시간과 미리 저장된 전력 산출, 전력량 산출공식 및 전력요금 산출공식에 의하여 전력, 전력량 및 전력요금을 산출하며 검출된 상기 전류 및 산출된 상기 전력, 전력량 및 전력요금표시 입력 선택부(44)의 입력에 의하여 마이크로프로세서(33)로부터 상기 LCD표시창(41)에 표시되도록 구성되고,

기기의 전면부(4)가

전류, 전력, 시간, 전력량, 현재시각을 표시할 수 있는 LCD표시창(41); 과부하 전류 입력부(42a) 및 측정전류 최대값 설정부(42b)를 포함하는 전력입력부(42);

리셋(reset)가능한 타이머(43);

전류표시 입력선택부(44a), 전력 표시 입력 선택부(44b), 시간 표시 입력 선택부(44c), 전력량 표시 입력 선택부(44d) 및 전력 요금 표시 입력선택부(44e)를 포함하는 표시 입력 선택부(44);

전기기기의 과부하시 사용자에게 경고하는 경고등(45);

콘센트(46)로 구성되고,

기기의 배면부(5)가

전압의 인입선과 연결된 또는 다른 콘센트와 연결된 콘센트와 연결될 수 있는 플러그(51)로 구성된 어댑터형 간이 전력계.