KR20060063731A - 대기전력 자동차단장치 및 이를 이용한 멀티콘센트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기전력 자동차단장치 및 이를 이용한 멀티콘센트에 관한 것이다. 특히,주변의 명암, 사람의 유무, 전류 소모량 및 리모콘 적외선 신호를 인식하고 시스템을 제어하면서 전기를 효과적으로 절감할 수 있는 대기전력 자동차단장치에 관한 것이다. 본 발명은 마이컴에 명암인식부와, 전원공급부와, 인체감지부와, 적외선감지부와, 전류측정부와 표시부가 결합되어 구성된다.

본 발명에 의하면, 전자기기가 사용되지 않거나 전자기기 사용시간이 아닌 경우에 대기전력을 차단하여 전력소비를 절감하는 효과가 있다.

특히, 사용자가 전자기기를 사용하지 않는 상태 정보를 전력 타임테이블로 이용할 뿐만 아니라 밝기, 사람유무 및 적외신호 유무 등 주변 환경적 요소를 센서가 인식하여 대기전력을 효과적으로 차단할 수 있다.

대기전력, 차단장치, 전류센서, 불루투수, 멀티콘센트, 인체감지부

Description

대기전력 자동차단장치 및 이를 이용한 멀티콘센트{The Automatic Braking Apparatus for Waiting Electric Power and Multi- Outlet Using it}

도 1은 종래의 멀티탭 회로를 나타낸 블록도.

도 2는 종래 전류유도형 스위치장치의 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 대기전력 자동차단장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 4는 본 발명에 의한 광전센서의 제어출력 특성도.

도 5는 본 발명에 의한 적외선 신호처리도.

도 6은 본 발명에 의한 시간별 전력소비 및 표준 전력공급 비교도.

도 7은 본 발명에 의한 적외선신호 입력에 따른 전력공급 상태도.

도 8은 본 발명에 의한 광전센서신호 입력에 따른 전력공급 상태도.

도 9는 본 발명에 의한 전류센서신호 입력에 따른 전력공급 상태도.

도 10은 본 발명의 인체감지센서신호 입력에 따른 전력공급 상태도.

도 11은 본 발명의 대기전력 자동차단장치가 멀티콘센트에 적용되는 것을 보인 사시도.

도 12는 본 발명의 대기전력 자동차단장치가 멀티미디어에 적용되는 것을 보인 사시도.

<도면의 주요 구성에 대한 부호의 설명>

10 : 전원공급장치 20 : 명암인식부

30 : 마이컴 40 : 전원공급부

50 : 인체감지부 60 : 적외선감지부

70 : 전류측정부 80 : 표시부

100 : 멀티콘센트 200 : 제어부

본 발명은 대기전력 자동차단장치 및 이를 이용한 멀티콘센트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 명암, 사람의 유무, 전류 소모 및 리모콘 적외선 신호를 인식하고 시스템을 제어할 수 있어서 전기를 효과적으로 절감할 수 있는 대기전력 자동차단장치 및 이를 이용한 멀티콘센트에 관한 것이다.

본 발명에서 사용하는 "대기전력"용어는 TV, VTR, 오디오, 컴퓨터 등은 리모콘 또는 전원스위치를 이용하여 전원을 OFF 하여도 플러그가 꽂혀 있는 동안 상당량의 전력이 소모되는데 이를 "대기전력" 또는 "도둑전기"라 한다.

일반적으로 대기 시 소비전력은 상당히 광범위하여 복사기나 비디오의 경우는 전체소비전력의 80%를 차지하며 구형 컴퓨터 모니터의 경우 사용 시(ON)와 사용하지 않을 시(OFF)의 전력 소비가 같다.

이렇게 대기시간에 버려지는 전력은 한국의 경우 가정, 상업부문 전력 사용량의 10% 이상이며, 연간 약 7,600억원이다. 이 비용은 화력발전소 2기를 건설하는 비용과 맞먹는다고 한다.

보통 회사의 경우 하루 9시간 근무 중 이렇게 버려지는 PC 및 주변기기의 낭비전력은 5시간에 이르고, 퇴근 시나 취침 시 등 전원을 OFF하지 않을 때의 낭비전력까지 합하면 PC 및 주변 기기 총사용 전력의 80% 이상에 이르는 엄청난 양의 전기가 소비되고 있다.

많은 사람들이 스크린세이버를 절전시스템으로 착각하고 있으나 전력량계로 검침해보면 인터넷 사용 시와 스크린세이버 작동 시의 PC 본체 및 모니터 전력사용량이 150 Wh 내 외로 동일함을 알 수 있다.

한편 PC 및 주변기기 역시 사용하지 않을 시 전원을 각각 OFF 한다 하여도 코들 뽑지 않는다면 10~30% 이상에 이르는 "대기전력" 이 계속 소모되게 된다. 이렇게 PC 및 주변기기는 사용치 않을 시(전원 OFF 시)코드를 뽑지 않아 소모되는 "대기전력"과 전원 ON시 그냥 켜 놓아서 사용중 소모되는"낭비전력"으로 막대한 에너지 낭비와 더불어 환경문제의 야기 및 고가의 장비들의 스트레스로 인한 수명단축 등 문제점이 있다.

일반적으로 가정, 사무실, 각종의 작업공간에서 사용되어지는 전력공급장치용 교류 콘센트에 적용되어지는 전력 절감을 위한 제어기술과 관련되는 종래 기술은 기계적 장치를 이용하여 전력공급시간과 차단시간을 수동으로 설정하여 대기전력을 차단하는 장치가 있으나, 이러한 류의 장치는 전력공급시간과 차단시간이 한 번 정해지면 지속적으로 그 시간 범위 내에서만 동작함으로 적용하는 분야나 영역에 한계가 있다.

현재 사무실에서 사용되고 있는 기기들 중에서 메인을 서포트하는 기기들로 구성되는 것들 중 대표적인 예로 컴퓨터와 컴퓨터를 보조하기 위한 프린터, 데이터를 컴퓨터간에 공유하기 위하여 사용되는 허브, 이미지를 읽고, 이를 데이터화하는 스캐너 등을 들 수 있다.

사용자가 상기 컴퓨터를 사용하기 위하여 컴퓨터 본체의 전면에 설치되어 있는 스위치를 작동하면 그 스위치의 신호에 의해 콘센트로부터 공급되는 통상의 AC전원이 컴퓨터 본체의 파워서플라이로 인가되어 컴퓨터 본체가 구동되며, 이와 동시에 상기 파워서플라이에서 모니터 쪽으로도 전원이 공급되어 사용자가 원하는 워드 작업이나 이미지 작업등을 할 수 있는 것이다.

또한, 가정에서도 상기와 같이 컴퓨터와 그 주변기술을 사용하고 있으며, 현재 가정에서 컴퓨터와 같이 주변 기기들을 사용하는 경우가 발생되는 그 일례로 홈 씨어터가 대표적인 일례이다.

홈 씨어터의 경우에는 메인이 되는 것이 텔레비전 또는 프로텍터이고, 그 주변기기로는 VCR 또는 DVD 플레이어가 연결되고, 별도의 전원을 필요로 하는 스피커와, 오디오를 연결하여 사용하고 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 메인 기기와 이를 보조하는 기기들의 경우에 주변기기를 사용하기 위해서는 별도의 전원을 ON하거나 또는 OFF하여 그 전원을 단속하여야 하는 불편함이 있었다.

상기한 불편함 때문에 대부분의 사용자들의 경우에는 메인 기기의 전원만 OFF하고 주변 기기들의 전원은 OFF하지 않는 상태를 계속적으로 유지하므로 인하여 소모되는 대기전력의 양과 그로 인하여 발생되는 전기료의 상승에 원인이 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 기술은 한국 특허등록공보 제10- 0316067호"멀티 탭에 의한 제어회로"에 대한 것으로, 종래에는 메인 시스템의 전원 플러그에 끼워지는 메인텝(1)과, 상기 메인 시스템에 종속되어 사용되는 서부 시스템의 전원 플러그가 끼워지는 복수의 서브텝(2)과, 교류전원(AC)이 상기 메인텝(1)을 통해 상기 메인시스템으로 공급되는지를 판단하고 교류전원(AC)이 공급되지 않음이 판단될 경우에 상기 복수의 서브텝(2)으로 교류전원(AC)이 공급되지 않도록 차단하고 교류전원이 공급됨이 판단될 경우에 상기 복수의 서브텝(2)으로 교류전원이 공급되게 하는 제어수단(3)으로 구성된다.

이와 같이 메인 시스템으로 교류전원(AC)이 공급되면, 메인 시스템으로 흐르는 교류전원(AC)의 전류를 제어수단(3)이 검출하여 메인 시스템으로 교류전원이 공급됨을 판단하게 된다.

이러한 종래기술은 회로 구성이 복잡하고, 상기 회로를 동작시키기 위한 별도의 전원이 필요하며, 기계식 릴레이를 사용하므로 전원 노이즈 및 접점의 불안전을 인한 수명이 기기의 수명이 단축되고, 부품의 다품종 사용으로 인한 원가의 상승으로 인해 제품의 경쟁력이 저하되었다.

본 발명의 선행기술로 도 2에 도시된 전류유도형 스위치장치는 한국특허공보 제10- 0367930호의 기술이다. 도 2에 기기의 전원을 공급하는 메인 단자(5)와, 상기 메인 단자(5)에 연결된 메인 기기의 전원을 단속하여 주변기기의 전원까지 제어할 수 있도록 전원공급수단(10)이 구비된다. 상기 전원공급수단(10)은 상기 메인 단자(5)에 부하가 걸리면 전압을 유도하고, 유도한 전압을 DC로 정류하며, 정류된 전압에서 트리거 펄스를 발생하여 AC전원으로 턴 온(turn on)하여 상기 메인 단자(5)로 인가한다. 상기 전력공급수단(10)은 전류검출기(11)와, 정류/평활회로(12)와, 제로크로스(13)와, 아웃풋(14)으로 이루어진다.

상기 전류검출기(11)는 통상의 AC 110V/220V 전원이 인가되면, 인가되는 전류를 유도하여 교류전류를 직류전류로 전환하고, 상기 정류/평활회로(12)는 상기 전류검출기(11)로부터 검출되는 펄스형 전류를 통해 제로크로스(13)회로를 구동 시킬 수 있도록 일정전압으로 만든다.

상기 제로크로스(13)는 상기 정류/평활회로(12)에서 출력되는 일정전압을 통해 AC출력을 트리거 하기 위한 회로부로 전기적으로 제로부근에서 트리거 펄스를 발생시킨다. 또한, 상기 메인 단자(5)는 상기 제로크로스(13)로부터 인가되는 트리거신호를 받아서 AC전류를 출력하기 위하여 턴온 (Turn on) 작용을 한다. 상기 메인 단자(5)와 연결되어 보조기기들의 전원을 인가함과 동시에 상기 메인 단자(5)의 제어를 받는 보조단자(6)가 더 구비된다.

또 다른 선행기술로 한국공개특허공보 특1999-7636호(공개일; 199.1.25) "절 전형 콘센트"에 의하면, 가정용 전자제품의 콘센트내에 광역 주파수를 수용할 수 있는 집적회로를 연결 설치하므로써 주파수가 각각 다른 각종 전자제품을 그에 상당하는 주파수를 갖는 리모콘으로 ON/OFF 작동할 수 있게 한 절전형 콘센트에 관한 기술이 공개되어 있다.

그러나, 집안이나 사무실 등에서 사용되는 각종의 전자기기가 그 전원이 꺼지고 사용하지 않고 있음에도 불구하고 리모콘 동작을 위한 대기전원 혹은 각종의 직류어댑터가 소비하는 무부하시의 소비전력 등을 완전히 제거하기 위해 사용 환경 정보, 사용자의 전력사용 패턴, 사람의 존재 유무 등을 복합적으로 고려하여 전력 공급장치를 ON/OFF하는 기술은 미비한 실정이다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인간이 활동하는 환경 정보, 즉 주변 명암과 리모콘을 사용여부, 또한 일일전력 소모의 형태를 인식하여 가장 최적의 자동 전력 공급의 상태를 구현함과 아울러 각종 전자기기에서 전원이 비록 OFF되어 동작을 하지 않더라도 소비되어지는 대기전력의 소비를 완전히 줄일 수 있는 대기전력 자동차단장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전자 기기의 주변 환경을 고려한 적외선센서, 광전센서, 인체감지센서 및 전류센서를 포함하는 대기전력 자동차단장치를 이용한 멀티콘센트를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 전자기기를 사용하지 않는 시간대 즉 취침시간이거나 사람이 부재중이거나 기타 리모콘을 이용한 가전기기의 사용이 없는 상황의 각종의 정보를 인식하여 교류전력 공급장치에서 발생되는 대기전력을 차단하여 전기에너지를 절감할 수 있는 위한 전력제어장치이다.

본 발명의 구성은 전자기기의 전원을 스위칭하면서 대기전력을 차단하는 장치에 있어서, 전류 실효값을 입력하여 공급전력을 제어하고 시스템을 제어하는 마이컴과; 사용자의 작업환경을 인지하기 위하여 명암정보를 취득하기 위한 광전소자와, 명암정보와 기준값을 비교하기 위한 비교부로 구성되는 명암인식부와; 인체감지센서를 이용하여 사람의 존재유무 관련 신호를 마이컴에 보내어 사람의 존재 유무에 의한 전력제어가 상기한 반복되는 표준 전력사용의 형태와 조합하여 공급전력을 제어하는 인체감지부와; 적외선 리모콘신호를 인지하여 마이컴에서 리모콘 신호의 유무를 인지하게 하여 사용자가 리모콘 기기를 사용하는지를 인지하는 적외선감지부와; 전력 사용의 일상적 패턴정보를 측정하는 전류센서와, 상기 교류센서로부터의 검출된 전류신호를 실효값으로 변환하는 신호변환부와, AC어댑터로 구성되는 전류측정부와; 상기 명암인식부, 인체감지부, 적외선감지부, 전류측정부는 각각 마이컴에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 대기전력의 유무와 시스템의 상태를 표시하기 위한 공지의 표시부를 더 포함하고, 상기 표시부는 마이컴과 연결되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 서 사용되는 전력량을 측정하여 표시하는 전력량측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 대기전력 차단장치를 멀티콘센트에 이용하는 이용발명을 청구한다.

바람직하게, 멀티콘센트는 공지의 콘센트에 제어부를 내장하여 구성하고, 상기 제어부는 불루투수 통신을 포함한다.

상기 제어부에는 습도센서, 전류감지센서, 적외선센서, 광전센서 및 인체감지센서중 어느 하나를 포함하거나 이들 센서를 조합하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 멀티콘세트는 습도센서, 적외선센서, 광전센서 및 인체감지센서 및 전류센서를 포함하고, 광전센서, 적외선센서 및 인체감지센서가 모두 Off 신호인 경우에 대기전력이 차단되는 것을 특징으로 한다.

상기 불루투수에 TV, 오디오 등이 무선으로 연결된다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 근거로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 대기전력 자동차단장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4는 본 발명에 의한 광전센서의 제어출력 특성도이다.

도 5는 본 발명에 의한 적외선 신호처리도이다. 도 6은 본 발명에 의한 시간별 전력소비 및 표준 전력공급 비교도이다. 도 7은 본 발명에 의한 적외선센서 신호 입력에 따른 전력공급 상태도이다. 도 8은 본 발명에 의한 광전센서 신호 입력에 따른 전력공급 상태도이다. 도 9는 본 발명에 의한 전류센서 신호 인력에 의한 전력공급 상태도이다. 도 10은 본 발명의 인체감지센서 신호 입력에 따른 전력공급 상태도이다. 도 11은 본 발명의 대기전력 자동차단장치가 멀티콘센트에 적용되는 것을 보인 사시도이다. 도 12는 본 발명의 대기전력 자동차단 장치가 멀티미디어에 적용되는 것을 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명의 본 발명에 의한 대기전력 자동차단장치의 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 발명의 구성은 마이컴(30)에 명암인식부(20)와, 공지의 전원공급부(40)와, 인체감지부(50)와, 적외선감지부(60)와, 전류측정부(70)와, 공지의 표시부(80) 및 전력량표시부(90)가 각각 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 명암인식부(20)는 현재의 사용 환경의 명암정보를 취득하기 위한 cds센서(광전센서)와, 그 응용회로가 조합된 회로로, 낮인지 밤인지 혹은 전등이 완전히 소등되었는지 아니지를 파악할 수 있는 전기회로이다.

상기 마이컴(30)은 전력 공급/차단의 수동입력이나 각종 동작 모드의 전환, 리셋트등의 사용자 입력 환경을 제공하기 위해 제어용 스위치 포트(m1~m6)를 부설하고 있다. 본 시스템의 전체적 동작전원을 공급하기 위해 교류 AC커넥터(7)에 저전력소비형 스위칭모드 전원공급부(40)가 연결된다.

상기 인체감지부(50)는 사람의 존재 여부를 파악하기 위해 최근에 흔히 사용하고 있는 인체감지센서(HSI)를 사용한다. 사람이 있는 경우와 없는 경우에 인체감지센서(HS1)로부터 로직적으로 "H" 혹은 "L"로의 변화가 생기므로 이를 이용하여 사람 존재여부를 파악하고, 본 발명의 전체동작을 제어하는 마이컴(30)이 전력 공급의 유무를 결정하게 된다. 일반적으로 사람이 있다고 판단되면 전력이 공급된다.

상기 적외선감지부(60)는 가전기기의 대부분은 리모콘을 사용하고 있으므로 이러한 리모콘을 사용자가 조작했는지를 인식하기 위해 리모콘 수신모듈부(61)와, 적분부(62) 및 리모콘신호의 신호처리를 위한 디플립롭(DFF)(63)으로 구성된다.

본 발명에서는 사람의 열을 감지하는 인체감지센서 및 리모콘의 적외선 센서부와, 프로그램을 내장한 마이컴에 의해 일전한 시간을 설정하고, 릴레이 출력부에 의해 작동시켜주며 움직이는 사람이 없을 때 설정된 시간에서 역 카운트하며 역 카운트 중에도 움직이는 사람을 감지하여 동시에 제어하는 특징으로 한다.

또한, 전류측정부(70)는 AC전원과 연결되는 AC 어댑터(71)와, 콘센트에 꽂혀 있는 전자기기가 소모하고 있는 전력을 실시간으로 측정하여 저장하고 관리하기 위한 전류센서(72)와, 신호 정형용 브리지회로(73) 및 버퍼(74)로 구성된다. 상기 전력측정부(70)는 간이적 장치이며 전원 공급/차단용 릴레이(RLI)가 턴온(turn on) 되었을 경우에만 전력을 측정하게 된다. 참고로 상기 전류센서(72)는 가운데 전선이 통과하는 환형구조로 되어 있어서 전선에 전기가 흐르면, 로렌츠(Lorentz)법칙에 의하여 그 주위에 전계가 형성되고 전계의 증감에 따라서 발생되는 전류의 세기를 기준 전류와 비교하여 기준 값 이상의 전류가 흐르면 ON되고, 기준 값 이하이면 OFF되면서 릴레이(RL1)에 신호를 전달한다.

상기 표시부(80)는 본 발명의 전제적 동작을 사용자에게 알리고 표시하기 위해 LCD를 사용한다. 대체적으로 본 시스템의 소비전력이 500mW이하임으로 일반적 가전기기의 대기전력의 소비 전력에 대비하면 매우 절전효과가 크다고 볼 수 있다.

본 발명은 마이컴(30)에 명암인식부(20)와, 전원공급부(40)와, 인체감지부 (50)와, 적외선감지부(60)와, 전류측정부(70)와, 표시부(80) 및 전력량표시부(90)가 각각 연결되어 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 사용자 환경에서 명암의 정보는 광전센서(cds1)에서, 적외선 신호의 유무는 적외선센서(D2)에서, 사람의 존재 유무는 인체감지센서(HSI)에서, 실시간 전력소모 정보는 전류센서(CSI)에서 감지한다.

적외선센서(D2)는 리모콘을 커면 전원을 ON시키는 역할을 하고, 광전센서, 인체감지센서 및 전류센서는 전원을 OFF시키는 역할을 한다. 즉, 광전센서, 인체감지센서 및 전류센서가 모두 동시에 Low 신호인 경우에 전원은 OFF 되고 본 발명의 대진전력 자동차단장치는 OFF되게 된다. 예를 들어, 여행을 떠나서 집안에 사람이 아무도 없다면, 저녁 시간에(설정된 시간동안)대기전력은 자동으로 차단된다.

본 발명은 이러한 센서들 발생되는 정보를 종합하여 전자기기를 실질적으로 사용할 때만의 시간정보를 인식하여 교류 전원을 공급하거나 차단함으로서 불필요한 대기전력의 소모를 최소화하는 것이 특징이다.

본 발명의 작용과 회로 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서 전력을 공급하는 형태 즉, 마이컴(30)의 릴레이 포트에서 (Relay-o)가 "H"가 출력되고 있으면 릴레이 드라이브 트랜지스터(Q1)가 ON되어 교류전원 제어용 릴레이(RLI)도 ON된다. 따라서 AC어댑터(71)에 교류가 공급되며 만약에 전자기기가 AC어댑터(71)에 꼽혀 동작이 되고 있다면 교류 부하 전류가 흐르게 된다. 이때 전류센서(72)가 이 교류 부하전류를 측정하고, 교류전류값은 일정한 직류 형태의 값이 아니라 맥동의 형태로 측정됨으로 이러한 맥동형태의 교류전류를 다음 단의 브리지 정류회로(73)를 통해 직류의 실효 값으로 변환된다.

이렇게 변환된 값은 다음단 버퍼(74)를 통해 마이컴(30)의 전력입력 포트(Watt)로 입력되어 마이컴(30)내에서 A/D변환하여 디지털 정보로 바뀌어 시간대별 전력소모량을 저장하게 된다. 이러한 전력소모량은 전력량표시부(90)의 모드설정에 따라서 전략량이 표시된다. 필요시 모드설정에 따라서 전력량을 돈으로 환산하여 표시할 수 있다.

그리고 사용자 환경정보중 주변 명암을 인식하는 명암인식부(20)는 대부분 아주 어두운 상황 즉 새벽대 시간이거나 전등이 완전히 소등된 어두운 상태에서는 전자기기가 작동할 수 없으므로 이를 인식하기 위해 사용된다. 특별히 팩스나 서버, 냉장고등은 24시간 전원을 ON 시켜 두어야할 필요가 없음으로 이점에 착안하여 전력 공급을 제어하기 위한 용도로 사용된다.

도 4를 살펴보면, 좌측그래프에서 먼저 광전소자(cds1)는 빛이 조사되면(bright) 저항이 1㏀ 이하의 값을 가지면서 전기적으로는 쇼트에 가까운 상태로 되며 빛이 없는 어두운 상태가 되면(dark)저항이 수백 ㏀ 이상으로 커지면서 전기적으로는 오픈 즉 무한대 저항의 상태로 된다. 우측의 그래프에서 알 수 있듯이 어두운 상태서 전압 값은 2.5V 이상으로 상승하고, 밝은 상태에서 매우 낮아지게 된다.

이러한 특성을 이용하며 회로 상에서 보면 저항(R1)을 1 ㏀으로 하면 어두울 경우에는 광전소자(cds1)의 내부저항이 수백 ㏀ 됨으로 광전소자 인출전압(Vcds)이 거의 공급전압(VCC)에 가깝게 걸리게 된다.

따라서 이 경우 비교기(OPI)의 (-)입력으로 광전소자 인출전압(Vcds)이 걸리고 비교기(OPI)의 (+)입력에 기준전압용 저항(R2,R3)의 분압전압이 걸리므로 만약 이 기준전압(Vref)을 0.5V 정도로 맞추어 놓으면 광전소자(cds1)에 어느 정도 밝기가 있어야 비교기(OPI)의 출력전압(OPI-output)이 "H"가 되어서 마이컴(30)이 주변 밝기가 어느 정도인지 인지할 수 있게 된다.

이때 밝기의 정도를 조정할 수가 있는데 이는 가변저항(R3)의 조정에 의해 가능하다. 이와 관련한 광전소자(cds1)특성과 광전소자 인출전압(Vcds)특성도는 도 4에 나타내고 있다. 특성도에서 알 수 있듯이, 어두울 경우는 광전소자의 내부저항이 수백㏀이 되고 밝을 경우는 광전소자의 내부저항이 수㏀이하가 된다,

도 5는 본 발명의 적외선 신호수신 및 신호처리도를 나타내는 것으로, 적외선 수신부는 대개의 가전기기는 리모콘으로 작동되며 이러한 리모콘 신호가 수신된다. 사용자가 가전기기를 제어할 목적으로 하는 것이 대부분임으로 리모콘신호가 적외선수신부(61)에 입력되면 도 5의 적외선신호로 검파되어 나오며 이 신호를 적분부(62)를 거치면 초기신호 형태로 적분되어 출력된다. 이렇게 적분을 하는 이유는 사용자의 어떠한 리모콘이든 전부 동작해야함으로 수신된 리모콘 신호의 코드(code)해석방법이 아니라 무조건 리모콘신호만 있으면 이를 이용하기 위한 목적이라고 볼 수 있다. 이렇게 적분된 신호(초기신호)는 다음 단 디플립플롭(63)으로 입력되어 최종적으로 도 5의 맨 아래에 있는 IR의 신호로 변환되어 마이컴(30의 적외 입력 포트(IR)에 입력되어진다. 디플립플롭(63)을 적용한 이유는 최초 한번이라도 리모콘 신호가 들어온 후 그 이후의 리모콘 수신신호는 무시하기 위한 것이다.

도 6은 본 발명의 시간별 전력소모도 와 표준 전력공급 상태도를 나타낸다. 도 3의 회로도에서 전류센서(72) 및 주변 인터페이스 회로에서 측정되어져 마이컴(30) 연산한 시간대별 전력소모 그래프를 나타낸다. 이때 실효전력(Prms)은 220V 실효 교류 전압값(Vrms)에 측정된 교류 실효전류(1rms)를 곱함으로 실효 소비 전력을 계산할 수 있는 것이다. 그 수식은 아래와 같다.

Prms = 220Vrms * 1rms(측정치)

따라서 매일 반복되는 이러한 전력 소모의 형태(Pattern)를 마이컴이 인식하여 그 최대공약수 값 즉 가장 전력 시간 폭이 넓은 경우를 저장해 두었다가 이를 표준 전력 공급 Time Table로 사용할 수 있는 것이다. 이러한 표준 전력 공급 테이블은 도 6의 하단의 그래프이다. 이때 전원ON/OFF 시간즉, 표준전력공급의 시간은 마이컴(30)에 설정(setting)하되, 좌 · 우측으로 조금의 여유를 두는 것이 좋다.

도 7은 본 발명의 적외선신호 입력에 따른 전력공급 상태도를 나타낸다. 리모콘 수신신호가 있을 때의 기존의 표준 전력공급 테이블에 추가하여 전력공급의 형태가 어떻게 변화하는지를 나타내는 것으로 적외선 신호가 한번이라도 들어오면 리모콘신호가 입력되는 시점부터 전력 공급이 시작되어 표준전력공급의 Time테이블의 형태를 따르게 된다.

즉 최종 전력 차단시간이 표준전력공급조건과 같은 시점에 전력이 차단되게 되는 것이다. 이렇게 리모콘 수신에 의한 전력공급을 고려한 것은 집안에서 리모콘과 연결되는 기기를 사용할 경우를 고려하여 표준 전력공급의 상태가 아닌 비정상적인 사용의 경우를 고려한 경우이다.

도 8은 본 발명의 광전소자(cds)입력신호 따른 전력공급 상태도를 나타내는 것으로 표준전력공급 시간(power connect time)에서 예외적으로 사용자의 환경에서의 주변 밝기가 높아지면 이는 사용자가 전자기기를 사용할 것이라고 예측하고(제일 상단의 그림) 전력 공급을 재개하기 위한 고려하고 볼 수 있다.

즉 그래프에서 알 수 있듯이 광전소자(cds)로부터 빛이 들어오고 있다고 인식되면 마이컴(30)은 표준 전력공급상태와 관계없이 전력을 공급하는 체계를 가지게 된다. 제일 밑에 있는 전력공급시간대(04시부터 22시)에는 전력이 연결되어 있으므로(대기전력이 존재하므로)리모컨으로 전원을 ON 시키면, 광전센서도 ON으로 작동한다. 즉, 만약에 밤에 대기전력이 없다면 리모콘을 켜도 전기가 들어오지 않게 되는 문제점을 고려한 것이다.

도 9는 본 발명의 잔류센서(72)신호의 입력에 의한 전력공급 상태도를 나타낸다. 마이컴(30)의 모드 스위치(SW8)에 의한 표준 전력체계를 무시하고 오로지 작업환경 내에서의 주변 밝기에 의해서만 전력 공급 개시와 차단시간 동안 완전히 전류센서(72)가 동작할 때만 동작하게 한 것이다. 이는 대부분이 전자기기의 사용이 아주 어두운 경우는 사용하지 않는다는 점에 착안한 옵션(option)기능이라고 할 수 있다. 즉, 도 9의 최하단에 도시된 전력공급시간(power connect time) 동안은 전류센서가 작동되고, 최 상단 그림처럼 무언가 전자기기를 사용하여 전력소모(P1 내지 P3)가 발생함을 알 수 있다.

도 10은 본 발명의 인체감지센서(HS1)신호의 입력에 따른 전력공급 상태도를 나타낸다. 인체감지센서(HS1)는 사람의 움직임이 있으면 사람의 몸에서 방사되는 열 온도에 의한 특정의 파장대를 인지하여 사람의 유무를 인식하는 센서로 현관 등에 자주 사용되는 센서이다. 본 발명에서는 본 센서를 응용하여 사람의 존재 유무를 파악하여 전력 공급체계가 가동되도록 한 구조로서 하단의 그래프는 전력공급 Time 테이블(power connect time)을 나타내는 것으로 마이컴(30)에 설정되어 있어서 표준 전력 공급체계와 연동하여 사람이 있는지가 인지되면 그때부터 바로 전력 공급을 개시하게 된다.

상기한 바와 같이 주변이 어둡고 적외선신호도 없고 사람이 없는 상태라면 즉, 광전센서, 인체감지센서 및 적외선센서가 모두 동시에 Low 신호인 경우에만 발명의 대기전력 차단장치는 무조건 표준전력 time table을 따르게 된다. 따라서 본 발명은 이러한 여러 가지의 주변 환경적 요소를 고려함으로서 갑작스런 전력의 차단에 의한 불편을 최소화 하는 기술을 구현한다.

도 11은 본 발명의 대기전력 자동차단 장치가 멀티콘센트에 적용되는 것을 보인 사시도이다.

본 발명의 실시예에서 대기전력 자동차단 장치를 장착한 멀티콘센트(100)는 제어부(200)와 여러 개의 콘센트(300)로 구성되고, 통상 전원이 인가되는 전원선(L)은 콘센트 몸체(H)에 연결된다.

상기 제어부(200)는 통신장치인 블루투수(210)와, 습도센서(240)와, 전류센서(230)를 내장하고, 적외선센서(D 2), 광전센서(cds1) 및 인체감지센서(HS1)가 연결되고, 외부에 있는 TV, 오디오 등과 연결하는 오디오 연결잭(220)이 부착된다.

도 11의 동작을 설명한다. 먼저 가정에서 사용하는 리모콘으로 버튼을 누르면 콘센트(300)가 On되어 전자기기로 전원이 공급된다. 이 경우 회로 작동은 적외선센서(D2가 담당한다.

만약 광전센서, 인체감지센서 및 전류센서의 신호가 모두 Off 신호를 받으면 멀티콘센트(100)는 자동으로 Off된다. 상기 센서중 어느 하나 라도 On 신호를 받으면 멀티콘센트(100)는 Off되지 아니한다.

참고로 본 발명에서 DC어댑터는 3.3V 용을 사용하여 전원을 공급한다. 습도센서(240)는 가습기의 동작을 자동으로 조절한다. 오디오 연결잭(220)은 TV 혹은 오디오 잭을 꽂아서 사용하되, 음성을 무선으로 전송하여 와이어리스 시스템(wireless system)을 사용한다.

도 12는 본 발명의 대기전력 자동차단 장치가 멀티미디어에 적용되는 것을 보인 사시도이다. 본 발명이 내장된 멀티콘센트(100)가 오디오, TV, 및 스피커에 연결된 상태를 나타낸다. 멀티콘센트(100)의 제어부(200)내에 내장된 블루투스(210)는 음성을 스테레오로 무선으로 전송한다. 이러한 블루투수의 기술을 응용하면 스피커를 자유자재로 취향에 맞게 설치할 수 있다. 최근 홈시어터를 많이 구비하여 사용하고 있으므로 본 발명을 적용한 다면, 전력소비를 낮추면서 성능이 우수한 음질의 스피커를 이용할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 전자기기가 사용되지 않거나 전자기기 사용시간이 아닌 경우에는 아예 대기전력을 차단하여 전력절감의 효과를 극대화할 수 있다.

특히, 전자기기를 사용하는 모든 주변의 여건을 모두 고려하고, 사용자가 전자기기를 사용하지 않는 상태 정보를 이용하여 반복되는 전력공급 타임테이블 뿐만 아니라 각종 주변 환경적요소인 주변의 명암, 사람유무, 적외선신호 유무를 센서가 인식하여 대기전력을 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 멀티콘센트에 내장된 본 발명의 대기전력 차단장치에 의하여 각종 전자제품의 On/Off를 자동으로 감지하여 그에 따라 대기전력을 차단하거나 전력을 공급함으로써 불필요하게 낭비되는 전기에너지를 획기적으로 절감할 수 있다.

따라서, 과부하나 서지 등으로부터의 전자제품의 소산을 막는 보호기능, 화재예방 및 전자파 차단 등의 효과가 있다.

Claims (11)

1. 전자기기의 전원을 스위칭하면서 대기전력을 차단하는 장치에 있어서, 전류 실효값을 입력하여 공급전력을 제어하고, 시스템을 제어하는 마이컴과; 사용자의 작업환경을 인지하기 위하여 명암정보를 취득하는 광전센서와, 명암정보와 기준값을 비교하기 위한 비교부로 구성되는 명암인식부와; 인체감지센서를 이용하여 사람의 존재유무 관련 신호를 마이컴에 보내어 사람의 존재 유무에 의한 전력제어가 상기한 반복되는 표준 전력사용의 형태와 조합하여 공급전력을 제어하는 인체감지부와; 리모콘의 적외선센서 신호를 인지하여 마이컴에서 리모콘 신호의 유무를 인지하게 하여 사용자가 리모콘 기기를 사용하는지를 인지하는 적외선감지부와; 전력 사용의 일상적 패턴정보를 측정하는 전류센서와, 상기 교류센서로부터의 검출된 전류신호를 실효값으로 변환하는 신호변환부와, AC어댑터로 구성되는 전류측정부와; 상기 명암인식부, 인체감지부, 적외선감지부 및 전류측정부가 각각 마이컴에 결합되는 구성되는 것을 특징으로 하는 대기전력 자동차단장치.
2. 제 1항에 있어서, 대기전력의 유무와 시스템의 상태를 표시하기 위한 공지의 표시부와 전원을 공급하는 전력공급부를 더 포함하고, 상기 표시부와 전력공급부는 마이컴에 연결되는 것을 특징으로 하는 대기전력 자동차단장치.
3. 제 1항에 또는 제 2항에 있어서, 시스템의 전력 사용량을 표시하기 위한 전력량표시부를 더 포함하고, 상기 전력량표시부는 마이컴에 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 대기전력 자동차단장치.
4. 제 1항의 대기전력 자동차단장치를 공지의 콘센트에 이용하는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.
5. 제 4항에 있어서, 상기 멀티콘센트는 적외선센서를 포함하는 제어부와 공지의 콘센트와 결합하는 것을 특징으로 멀티콘센트.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는 광전센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.
7. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는 인체감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.
8. 제 5항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 전류센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.
9. 제 5항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 습도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.
10. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는 습도센서, 광전센서 및 인체감지센서 및 전류센서를 포함하여 구성하고, 광전센서, 적외선센서 및 인체감지센서가 모두 Off 신호인 경우에 대기전력이 차단되는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.
11. 제5항 내지 제7항 또는 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 블루투스 통신을 포함하고, TV, 오디오 등 전자 기기와 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티콘센트.

Images