KR101070970B1 - 피난유도표시기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피난유도표시기에 관한 것이다.
본 발명은 솔라셀(7)에서 발생하는 전기를 제너다이오드(ZD1)로 전압 조정하여 평활용 콘덴서(C1)에서 평준화된 직류를 공급받는 전원부(10)와; 기준전압과 비교하여 과전압, 저전압 및 정상 전압을 2색 LED로 디스플레이하는 전압감시반(11)과; 포토다이오드와 증폭용 OP Amp가 하나의 칩에 내장되어 있는 포토 IC를 사용하여 외부 노이즈를 차단하고 비교출력부(13)에 측정전압을 전송하는 주위조도측정부(12)와; 측정된 조도치를 A/D Converter에서 디지털화하여 정밀도를 높이고 데이터를 디지털 Controller에 전송하는 비교출력부(13)와; 68 bytes RAM, 64 bytes EEPROM 메모리가 있는 8-bit Micrcontroller를 사용하여 조도에 따른 데이터를 프로그램하여 기록하여 두며, 주위조도측정부(12)의 센서와 출력을 디지털로 판독하여 출력의 대, 소를 설정하는 설정데이터 저장 및 운용부(14) 및; EL(8)의 휘도와 레이저 빔의 강, 약을 조절하는 인버터 및 제어부(15)로 피난유도표시기(1)의 PCB(6)를 구성한 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명은 전력소비가 현저히 적고(LED의 1/10) 자체에 충전할 수 있는 전원과 충전된 전원으로 장시간(20~24시간; 전지용량 300㎃ 기준) 사용 가능하면서 주파수로 휘도가 조절되는 EL의 특성을 이용하여 주변환경의 조도와 비교하여 그 밝기가 자동으로 조절되면서 화재 또는 정전 등의 유사시에는 100%의 휘도로 점등함과 동시에 대피통로를 향해 레이저 빔이 발사되도록 하여 안전하게 대피할 수 있다.
피난유도표시기, 솔라셀, EL, 주위조도측정부, 비교출력부, 설정데이터 저장 및 운용부, 인버터 및 제어부, 레이저빔

Description

피난유도표시기{REFUGE INDUCTION INDICATIOR}
본 발명은 주파수로 휘도가 조절되는 EL(전계발광)의 특성을 이용하여 주변환경의 조도와 비교하여 그 밝기가 자동으로 조절되면서 화재 또는 정전 등의 유사시에는 100%의 휘도로 점등됨과 동시에 대피통로를 향해 레이저 빔이 발사되도록 하여 안전하게 대피통로를 이용할 수 있도록 한 피난유도표시기에 관한 것이다.
일반적으로 피난유도표시기로 자주 사용되는 것으로는 축광식 표시기, 반사도료 표시기, LED를 사용한 표시기 등이 있다.
그러나 상기 축광식 표시기는 빛이 있을 때 그 빛을 축적하는 도료를 사용하고 있으며 정전, 화재 등의 재난이 발생할 경우에는 지속되는 시간이 짧고 연기 등에는 시인성이 급격히 나빠진다.
상기 반사도료 표시기는 주변의 조명을 받아 반사되는 것으로서, 역시 주변환경이 암흑으로 변하면 무용지물이 된다.
그리고 LED를 사용한 표시기의 경우에는 상기 표시기들의 단점을 보완할 수 있으나 전력소비가 EL에 비하면 10배 정도가 높아 에너지 효율성이 떨어지고 대부 분 상용 전원을 사용하므로 배관 및 배선의 어려움이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 극복하기 위해 창안한 것으로서, 전력소비가 현저히 적고(LED의 1/10) 자체에 충전할 수 있는 전원과 충전된 전원으로 장시간(20~24시간; 전지용량 300㎃ 기준) 사용 가능하면서 주파수로 휘도가 조절되는 EL의 특성을 이용하여 주변환경의 조도와 비교하여 그 밝기가 자동으로 조절되면서 화재 또는 정전 등의 유사시에는 100%의 휘도로 점등함과 동시에 대피통로를 향해 레이저 빔이 발사되도록 하여 안전하게 대피할 수 있는 피난유도표시기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 외부의 상용전원을 이용하지 않고 건물 내부의 조명 및 기타 조명 빛을 사용하여 솔라셀로 충전지에 전기를 충전하는 수단과; 외부 조도가 설정치 이하로 내려가면 외부 조도에 따라 내부에 장착된 마이크로 컨트롤러에 의하여 전계발광(EL) 표시에 휘도(밝기)가 자동으로 변화하고, 또한, 화재 또는 정전 등의 유사시에는 100%의 휘도로 점등되게 하는 수단 및; 100%의 휘도로 점등됨과 동시에 대피통로를 향해 레이저빔이 발사되도록 하는 수단을 강구하였다.
상술한 본 발명의 피난유도표시기는 상용전원을 사용하지 않고 건물 내부의 조명을 이용하여 충전하면서 주파수에 따라 밝기가 변화하는 EL의 특성을 이용하여 주변환경의 조도와 비교하여 그 밝기가 자동으로 조절되므로 에너지 절약을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 피난유도표시기는 화재 또는 정전 등의 유사시에는 100%의 휘도로 점등됨과 동시에 대피통로를 향해 레이저빔이 발사되므로 신속하고 안전하게 대피할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 피난유도표시기 구성을 이하, 첨부 도면과 관련하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 피난유도표시기 내부 구성을 보인 조립 단면도이고, 도 2는 본 발명의 피난유도표시기 내부 구성을 보인 분해 단면도이며, 도 3은 화재 또는 정전 기타 재난 발생시 EL이 점등된 상태를 나타낸 평면도, 도 4는 본 발명의 개략 구성을 나타낸 블록도, 도 5는 본 발명의 상세 구성을 나타낸 회로도이다.
본 발명의 피난유도표시기(1)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 충전용 2차 전지(4)가 수납되고 한쪽에 레이저발생기(5)가 형성된 원형의 하부 뚜껑(2)과; 상기 하부 뚜껑(2)의 상단부에 얹히는 PCB(6)와; 고리 형태의 솔라셀(7)과; 피난유도 방향이 표시된 EL(8) 및; 투명보호커버(9)가 형성된 원형의 상부 캡(3)으로 구성된다.
도 4 내지 도5와 관련하여 상기 피난유도표시기(1)를 구성하는 PCB(6)를 살펴보면, 상기 PCB(6)는 솔라셀(7)과; 전원부(10)와; 전압감시반(11)과; 주위조도측정부(12)와; 비교 출력부(13)와; 설정데이터 저장 및 운용부(14)와; 인버터 및 제 어부(15)로 나누어진다.
상기 솔라셀(7)은 외부의 조명(예: 형광등, 실내등)을 이용하여 전기를 발생하며, 본 발명은 실내용으로 제작된 SS2724-Y 모델의 솔라셀(7)을 사용하여 실내 조명하에서도 효율적으로 작용하도록 하였다.
상기 솔라셀(7)에서 발생하는 전기는 제너다이오드(ZD1)로 전압조정되어 평활용 콘덴서(C1)에서 평준화된 직류를 전원부(10)에 공급하며, 역류방지용 다이오드(D2)를 사용하여 빛이 없을 때 충전용 2차 전지(4)에서 전류가 역류 되는 것을 막아 준다.
상기 전원부(10)는 외부 조명의 강한 빛 또는 직사광선에 장시간 노출되었을 때 지나치게 높은 전압 및 전류로 충전 한계치를 초과하면 과충전방지회로가 동작하여 충전회로를 분리, 충전용 2차 전지(4)를 안전하게 보호한다. 또한, 충전 한계치를 초과하는 원인이 제거되면 자동으로 회로를 연결하여 충전을 개시한다.
상기 전압감시반(11)은 기준전압과 비교하여 과전압, 저전압 및 정상 전압 등을 확인하여 과전압이면 적색으로, 저전압이면 황색, 정상이면 녹색을 표시하며 2색 LED를 사용하여 간편하게 단 하나의 LED로 위의 모든 상황을 LED 디스플레이를 통해 육안으로 식별하게 하였다.
상기 주위조도측정부(12)는 센서는 포토다이오드와 증폭용 OP Amp가 하나의 칩에 내장되어 있는 포토 IC를 사용하여 회로의 간략화 및 부품의 간소화를 하여 외부 노이즈를 차단하고 측정치를 직선화하여 다음의 비교출력부(13)에 측정전압을 전송한다.
상기 비교출력부(13)는 측정된 조도치를 A/D Converter에서 디지털화하여 정밀도를 높이고 데이터를 디지털 Controller에 전송한다. 부가된 OSC1은 A/D Converter 시스템 클록 발진기이며, Digital Controller는 A/D Converter에서 생성된 바이너리 코드를 16진 HES 코드로 변환하여 8-bit Micrcontroller에서 활용하기 쉽게 한다.
상기 설정데이터 저장 및 운용부(14)는 68 bytes RAM, 64 bytes EEPROM 메모리가 있는 8-bit Micrcontroller를 사용하여 조도에 따른 데이터를 프로그램하여 기록하여 두며, 주위조도측정부(12)의 센서와 출력을 디지털로 판독하여 출력의 대, 소를 설정한다. 즉 조도에 따른 출력을 미리 설정된 어드레스에 출력하여 인버터 및 제어부(15)에서 EL(8)의 휘도와 레이저빔의 강, 약을 조절한다. OSC2는 클록 주파수 설정이다.
상기 인버터 및 제어부(15)는 주파수 선택회로와 정현파 발진회로 및 Laser 발진회로로 구성되어 있다.
상기 주파수 선택회로는 cx11, cz12, cx13에 각각 용량이 다른 콘덴서를 접속하여 각각 100㎐, 300㎐, 400㎐로 발진할 수 있게 아날로그 멀티플렉스를 사용하여 인버터에 접속한다. 선택 출력은 8-bit Micrcorntroller의 어드레스 출력 핀에서 받는다. EL(8)은 주파수가 높을수록 휘도가 증가하지만 400㎐보다 주파수가 높으면 오히려 수명이 단축되기 때문에 본 발명은 400㎐을 max으로 사용하기로 하였으며, 이는 수명과 휘도를 고려한 최선의 선택이다.
상기 정현파 발진회로는 EL(8)에 사용되는 파형이 깨끗한 정현파이고, 정현 된 사인파 만이 수명과 휘도 등을 최상의 상태로 유지할 수 있기 때문에 L, C, R(코일, 콘덴서, 저항)을 구성하여 깨끗한 정현파를 만들고 승압 트랜스를 사용하여 AC 100V로 승압하여 EL(8)에 공급한다.
상기 Laser 발진회로는 주파수 선택회로와 동일하게 아날로그 멀티플렉스로 출력을 조정하고 R11, R12, R13으로 구성된 레이저 출력조정회로에서 레이저 발진회로에 공급하는 전류를 제한하여 레이저 출력을 EL(8)의 휘도와 맞추어 레이저빔을 대피방향으로 발사하므로 화재 또는 정전시에도 정확하고 안전하게 대피로를 찾아 갈 수 있게 된다.
본 발명을 실시함에 있어서는 평상시에는 건물 내부 조명이나 기타 조명을 이용하여 항시 솔라셀(7)로 충전하면서 주위조도측정부(12)의 외부조도 감시센서가 언제나 조명상태를 파악하여 조명이 150㏓ 이상일 때는 EL(8)이 완전히 소등되어 솔라셀(7)로 충전용 2차 전지(4)에 충분한 전류를 공급한다.
또한, 외부조명이 120㏓면 EL(8)이 40%의 휘도로 점등되며 80㏓는 70%, 만약 외부조명이 50㏓ 이하로 내려가면 100%의 휘도로 점등되어 조명의 역할을 분담하면서 통로 피난유도표시기(1)로서 역할을 함과 동시에 레이저빔이 피난통로 방향으로 발사되어 신속하게 대피할 수 있게 한다. 그리고 휘도에 따라 전류가 조절되어 충전용 2차 전지(4)로도 장시간 발광이 가능하다.
도 1은 본 발명의 피난유도표시기 내부 구성을 보인 조립 단면도
도 2는 본 발명의 피난유도표시기 내부 구성을 보인 분해 단면도
도 3은 화재 또는 정전 및 기타 재난 발생시 EL이 점등된 상태를 나타낸 본 발명의 피난유도표시기 평면도
도 4는 본 발명의 피난유도표시기 개략 구성을 나타낸 블록도
도 5는 본 발명의 피난유도표시기 회로도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1 : 피난유도표시기 5 : 레이저발생기
6 : PCB 7 : 솔라셀
8 : EL 10: 전원부
11: 전압감시반 12: 주위조도측정부
13: 비교출력부 14: 설정데이터 저장 및 운용부
15: 인버터 및 제어부

Claims (3)

  1. 피난유도표시기(1)에 있어서,
    상기 피난유도표시기(1)는 충전용 2차 전지(4)가 수납되고 한쪽에 레이저발생기(5)가 형성된 원형의 하부 캡(2)과; 상기 하부 캡(2)의 상단부에 얹히는 PCB(6)와; 고리 형태의 솔라셀(7)과; 피난유도 방향이 표시된 EL(8) 및; 투명보호 커버(9)가 형성된 원형의 상부 캡(3)으로 구성된 것을 특징으로 하는 피난유도표시기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB(6)는 솔라셀(7)에서 발생하는 전기를 제너다이오드(ZD1)로 전압 조정하여 평활용 콘덴서(C1)에서 평준화된 직류를 공급받는 전원부(10)와; 기준전압과 비교하여 과전압, 저전압 및 정상 전압을 2색 LED로 디스플레이하는 전압감시반(11)과; 포토다이오드와 증폭용 OP Amp가 하나의 칩에 내장되어 있는 포토 IC를 사용하여 외부 노이즈를 차단하고 비교출력부(13)에 측정전압을 전송하는 주위조도측정부(12)와; 측정된 조도치를 A/D Converter에서 디지털화하여 정밀도를 높이고 데이터를 디지털 Controller에 전송하는 비교출력부(13)와; 68 bytes RAM, 64 bytes EEPROM 메모리가 있는 8-bit Micrcontroller를 사용하여 조도에 따른 데이터를 프로그램하여 기록하여 두며, 주위조도측정부(12)의 센서와 출력을 디지털로 판독하여 출력의 대, 소를 설정하는 설정데이터 저장 및 운용부(14) 및; EL(8)의 휘도와 레이저 빔의 강, 약을 조절하는 인버터 및 제어부(15)로 구성된 것을 특징으로 하는 피난유도표시기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터 및 제어부(15)는 cx11, cz12, cx13에 각각 용량이 다른 콘덴서를 접속하여 각각 100㎐, 300㎐, 400㎐로 발진할 수 있게 아날로그 멀티플렉스를 사용하여 인버터에 접속하는 주파수 선택회로와; 정현파 발진회로 및; 주파수 선택회로와 동일하게 아날로그 멀티플렉스로 출력을 조정하고 R11, R12, R13으로 구성된 레이저 출력조정회로에서 레이저 발진회로에 공급하는 전류를 제한하여 레이저 출력을 EL(8)의 휘도와 맞추어 레이저빔을 대피방향으로 발사하는 Laser 발진회로로 구성된 것을 특징으로 하는 피난유도표시기.
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