KR102209139B1 - 곤충사육사용 조명 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곤충사육사용 조명에 관한 것으로, 곤충사육사(10)에 설치되며 자연광의 빛을 구현하는 자연광 조명부(110)와 상기 자연광 조명부(110)가 자연광의 빛을 구현하도록, 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 상기 자연광 조명부(110)의 색온도와 점등 및 소등을 제어하는 제어기(120)를 포함한다. 본 발명은 태양의 고도에 따라 일출에서 일몰까지 변화하는 색온도를 실내에서 구현하여 동애등에를 사육하는 곤충사육사의 조명 환경을 개선하여 동애등에의 생산성을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

곤충사육사용 조명{Light for insect breeding}
본 발명은 곤충사육사용 조명에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동애등에를 사육하기 위한 곤충사육사에 사용되는 곤충사육사용 조명에 관한 것이다.
동애등에는 가축의 분, 잔여 음식물 등을 먹이로 삼기 때문에 환경정화능력이 탁월하고 작물과 인간에게는 전혀 해를 끼치지 않는 유익한 곤충이다. 또한 쓰레기 분해 과정 중에 생성되는 동애등에의 분변토는 비료원료로 사용할 수 있고, 가공된 유충은 사료재료로 전환할 수 있어 활용도가 풍부한 미래자원이다.
또한, 동애등에는 사료 단백질로 주목받고 있고, 부산물로 발생하는 기름을 사료로 이용하는 연구가 진행중이다. 동애등에의 기름은 다른 동물성 지방과 달리 중쇄지방산인 라우릭산이 풍부한데, 중쇄지방산은 체지방으로 축적되지 않고 바로 에너지원으로 소모되며 라우릭산은 유해 세균과 바이러스에 대한 항균 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
상기한 이유로 최근에는 동애등에 사육 산업이 커지게 되었으나, 사육이 쉽지 않은 만큼 동애등에의 생산성을 높이기 위한 연구가 계속되고 있다.
등록특허공보 제2166308호(2020.10.08 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동애등에를 사육하는 곤충사육사의 조명 환경을 개선하여 동애등에의 생산성을 증가시킬 수 있도록 한 곤충사육사용 조명을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 곤충사육사용 조명은 곤충사육사에 설치되며 자연광의 빛을 구현하는 자연광 조명부와 상기 자연광 조명부가 자연광의 빛을 구현하도록, 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 상기 자연광 조명부의 색온도와 점등 및 소등을 제어하는 제어기를 포함한다.
상기 자연광 조명부는 기판에 복수 개의 엘이디가 배열 설치되어 형성되며, 상기 복수 개의 엘이디는 색온도 2800~3000K 대역을 가지는 제1 엘이디와 색온도 4000K를 가지는 제2 엘이디와 색온도 5700K를 가지는 제3 엘이디와 색온도 6500K를 가지는 제4 엘이디와 색온도 8000K~10000K을 가지는 제5 엘이디를 포함한다.
상기 제어기는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 컨버터와 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터가 저장된 저장부와 DC 전원을 공급받아 구동하고, 상기 저장부에 저장된 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터에서 현재 날짜와 시간에 대응되는 색온도를 판단하여 구동 제어신호를 전송하는 제어부와 상기 제어부의 구동 제어신호를 입력받아 상기 엘이디의 온 오프를 제어하는 정전류 회로를 포함한다.
상기 정전류 회로는 상기 제1 엘이디 내지 상기 제5 엘이디를 각각 제어하기 위한 정전류 회로1 내지 정전류 회로5를 포함하고, 상기 제1 엘이디 내지 상기 제5 엘이디는 복수 개이다.
상기 제어부는 상기 제1 엘이디 내지 상기 제5 엘이디를 선택적으로 온 오프시켜, 색온도를 2800K~10000K 범위에서 순차적으로 높이고 낮추며, 상기 제1 엘이디 내지 상기 제5 엘이디의 전류를 제어하고 점등 및 소등시키며, 상기 제어부는 스마트폰 앱과 연결되어 작업자가 수동 조절 또는 자동으로 조절 가능하며, 상기 제어부가 상기 제1 엘이디 내지 제5 엘이디를 온 오프시킨 정보 데이터는 상기 스마트폰 앱에 저장될 수 있다.
또는, 상기 자연광 조명부는 기판에 복수 개의 엘이디가 배열 설치되어 형성되며, 상기 복수 개의 엘이디는 색온도 2800~3000K 대역을 가지는 제1 엘이디와 색온도 8000K~10000K을 가지는 제2 엘이디를 포함하고, 상기 제어기는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 컨버터와 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터가 저장된 저장부와 DC 전원을 공급받아 구동하고, 상기 저장부에 저장된 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터에서 현재 날짜와 시간에 대응되는 색온도를 판단하여 구동 제어신호를 전송하는 제어부와 상기 제어부의 구동 제어신호를 입력받아 상기 엘이디의 온 오프 및 상기 엘이디의 조도를 제어하는 정전류 회로를 포함한다.
그리고, 상기 정전류 회로는 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디를 각각 제어하기 위한 정전류 회로1과 정전류 회로2를 포함하고, 상기 정전류 회로1은 상기 제1 엘이디에 공급되는 전류 출력량을 제어하여 상기 제1 엘이디의 색온도를 제어하고, 상기 정전류 회로2는 상기 제2 엘이디에 공급되는 전류 출력량을 제어하여 상기 제2 엘이디의 조도를 제어하며, 상기 제1 엘이디 및 상기 제2 엘이디는 복수 개이고, 상기 제어부는 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디를 선택적으로 온 오프시키고, 색온도 및 조도를 제어하여, 색온도를 2800K~10000K 범위에서 순차적으로 높이고 낮추고, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디의 전류를 제어하고 점등 및 소등시키며, 상기 제어부는 스마트폰 앱과 연결되어 작업자가 수동 조절 또는 자동으로 조절 가능하며, 상기 제어부가 상기 제1 엘이디 및 상기 제2 엘이디를 온 오프시킨 정보 데이터는 상기 스마트폰 앱에 저장된다.
그리고, 상기 제어부는 상기 제1 엘이디 및 상기 제2 엘이디의 점등 및 소등이 춘분 계절의 실외 환경에 대응되도록 06시에 점등하고 19시에 소등하며, 상기 06시에는 상기 제1 엘이디만 점등하고 상기 제2 엘이디는 소등하며, 12시에서 13에는 상기 제1 엘이디는 소등하고 상기 제2 엘이디만 점등하며, 18시에는 상기 제1 엘이디는 점등하고 상기 제2 엘이디는 소등하도록 상기 정전류 회로1과 상기 정전류 회로2에 구동 제어신호를 출력한다.
본 발명은 자연광 조명부의 색온도 변화로 쾌적한 사육환경을 제공할 수 있고, 계절별로 소등을 환경에 따라 자유롭게 조절 가능하며, 리모컨 또는 스마트폰을 활용하여 점등 및 소등의 조절이 가능하며, 동애등에의 생산성 증가 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 자연광 조명부의 색온도와 점등 및 소등을 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은 자연광 조명부를 실시간 태양의 색온도와 일치시켜 생산성이 가장 높은 춘분 계절의 실외 환경과 동일한 효과를 구현하는 것에서 동애등에의 생산성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명이 적용된 곤충사육사를 보인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명을 보인 사시도이다.
도 3 및 도 4는 춘분 계절의 태양의 고도에 따라 일출에서 일몰까지 변화하는 태양의 색파장(색온도)을 보인 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명을 보인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명의 제어 방법의 일 예를 보인 플로차트이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 의한 곤충사육사용 조명을 보인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 곤충사육사용 조명의 제어 방법의 일 예를 보인 플로차트이다.
도 9는 표 1의 1차, 2차 일반조명 테스트 결과를 보인 사진이다.
도 10은 표 1의 3차 자연광 조명인 곤충사육사용 조명을 테스트한 결과를 보인 사진이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명이 적용된 곤충사육사를 보인 구성도이다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 곤충사육사용 조명(100)은 곤충을 사육하는 곤충사육사(10)에 설치된다. 곤충사육사(10)는 동애등에를 사육하기 위한 장소이다.
동애등에는 파리목 동애등에과에 속하는 곤충이며, 파리처럼 생겼지만 사람에게는 전혀 피해를 입히지 않는 곤충이다. 동애등에의 유충은 유기성 폐기물(음식물 쓰레기)를 먹어 분해하고, 동애등에의 유충의 성충은 가축의 훌륭한 사료가 되며, 동애등에의 유충의 배설물은 퇴비로 재활용할 수 있다. 또한, 동애등에의 유충을 활용해 애완 동물 사료, 낚시 미끼 등으로 사용할 수 있고, 유충에서 발산하는 특정 동물성 기름, 항균물질 등을 이용해 화장품, 약품 소재로 사용할 수 있다.
곤충사육사(10)는 컨테이너 등을 사용할 수 있으며, 동애등에의 탈추를 방지하기 위해 출입문(11)에 방충망을 설치할 수 있다.
곤충사육사(10)에는 다단식 프레임을 설치하고, 다단식 프레임에 동애등에를 담은 사육상자(30)를 적층식으로 배치할 수 있다. 사육상자(30)는 특정 각도를 오르기 시작하는 용화 단계의 동애등에 유충 습성을 이용하여 특정 각도의 경사면이 존재하고 테두리에는 요입홈이 형성되어 유충이 담겨질 수 있도록 되며, 요입홈에 담겨진 유충들은 별도로 제작된 번식실로 옮겨질 수 있다.
곤충사육사용 조명(100)은 곤충사육사(10)의 사육상자(30)에 담겨진 동애등에의 생산성을 높일 수 있도록 실시간 자연광의 빛을 구현한다. 실시간 자연광의 빛은 태양의 고도에 따라 일출에서 일몰까지 변화하는 색온도를 실내에서 재현하도록 한 것이다. 또한, 곤충사육사용 조명(100)은 실시간 태양의 색온도와 일치시켜 생산성이 가장 높은 춘분 계절의 실외 환경과 동일한 효과를 가지도록 한다.
곤충사육사용 조명(100)은 곤충사육사(10)의 천정에 복수 개가 설치될 수 있으며 각도 조절 가능하다. 실시예에서 곤충사육사용 조명(100)은 4개를 사용하는 것으로 도시하였으나, 그 개수는 조절 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명을 보인 사시도이다.
도 2에 도시된 바에 의하면, 곤충사육사용 조명(100)은 실시간 색온도 조절이 가능한 엘이디(LED) 조명을 적용한다. 또한, 곤충사육사용 조명(100)은 실시간 색온도 조절 및 색온도별 조도조절이 가능한 엘이디 조명을 적용할 수 있다.
실시예에서는 실시간 색온도 조절이 가능한 엘이디 조명을 적용하는 것을 예로 들어 설명한다. 색온도는 자연광 범위인 2800K~10000K 범위로 조절된다. 자연의 조도는 흐린날을 표현하기 위한 것이고, 실시예는 생산성을 높이기 위한 것이 목적이므로 맑은날을 표현하는 것이 바람직하다. 따라서 색온도별 조도조절은 구현이 가능하나 실질적으로 고려하지 않는 것이 바람직하다. 단, 일몰시간 30분 전부터 서서히 조도가 낮아지면서 소등되고 일출시간에도 30분간 서서히 조도가 높아져서 30분이후에는 최대 밝기가 유지된다. 이는 갑작스런 점소등에 따른 충격을 최소화하여 동애등에의 생체리듬을 왜곡하지 않기 위한 것이다.
동애등에의 생산성은 색온도와 점등 및 소등 방법에 영향이 있고, 계절에도 영향을 받는다. 실험 결과, 춘분 계절에 동애등에의 생산성이 가장 좋고, 특히 춘분 계절의 태양이 구현하는 자연 환경처럼 곤충사육사용 조명(100)을 19시에 서서히 소등하고 익일 06시에 서서히 점등하는 것이 동애등에의 바이오 리듬에 좋은 영향을 준다.
도 3 및 도 4는 춘분 계절의 태양의 고도에 따라 일출에서 일몰까지 변화하는 태양의 색파장(색온도)을 보인 사진이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바에 의하면, 춘분 계절의 태양은 6시에 떠올라서 18시 정도에 지며, 13시경 태양의 고도가 가장 높다. 태양이 떠오르는 시점의 태양의 색온도는 2800K(따뜻한 주황색)로 촛불과 비슷하다. 태양이 뜨고 40분 정도가 지나면 태양의 색온도는 3000K(밝은 주황색) 정도가 된다. 태양이 뜨고 2시간이 지나면 태양의 색온도는 4000K(은은한 흰색) 정도가 되고, 여기서 1시간이 더 지나면 태양의 색온도는 5700K(흰색) 정도가 되고, 정오(12시)가 되면 태양의 색온도는 6500K(밝은 흰색) 정도가 되며, 오후(13시)가 되면 태양의 색온도는 7000K(푸른 흰색) 이상이 된다. 일반적으로, 구름낀 오후는 태양의 색온도가 7000K, 맑은 오후는 8000K, 유난히 맑은 오후는 10000K 이상이 된다.
이후, 14시경이 되면 태양의 고도가 낮아짐에 따라 태양의 색온도는 6500K 정도가 되고, 15시경이 되면 태양의 색온도는 5700K가 되며, 17시경이 되면 태양의 색온도는 4000K가 되고, 18시가 되면 태양의 색온도는 2800~3000K 범위가 된다.
뇌를 활성화시키는 멜라토닌 호르몬 분비량은 태양의 색파장(색온도)에 의해 영향을 받는다. 가금류를 포함하여 멜라토닌 호르몬의 분비량이 좋아지면 성장호르몬이 잘 분비되어 생산성이 향상된다.
따라서 태양의 고도에 따라 일출에서 일몰까지 변화하는 색온도를 실내에서 재현할 수 있는 곤충사육사용 조명(100)을 제공한다.
곤충사육사용 조명(100)은 색온도 변화에 따른 쾌적한 사육사 환경을 제공하고, 계절별(춘하추동) 소등을 환경에 따라 자유롭게 조절 가능하며, 리모컨 또는 스마트폰을 활용하여 색온도와 점등 및 소등을 조절 가능하다. 또한, 테스트 베드(Bed)별 각각 연속 실험이 가능하며, 동에등에의 생산성 증가 환경을 조성할 수 있다.
다시, 도 2에 도시된 바에 의하면, 곤충사육사용 조명(100)은 원형의 기판에 복수 개의 엘이디(112)가 배열 설치되어 형성된다. 곤충사육사용 조명(100)은 곤충사육사(10)의 천정에 설치되어 각도 조절 가능하다. 실시예에서 곤충사육사용 조명(100)의 형상을 태양과 유사하도록 원형으로 형성하였으나, 원형이 아닌 사각 형상으로 형성할 수도 있다.
곤충사육사용 조명(100)의 복수 개의 엘이디(112)는 2800K~10000K 범위의 색온도를 구현하고, 점등 및 소등 시간은 춘분을 기준으로 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명을 보인 구성도이다.
도 2 및 도 5에 도시된 바에 의하면, 곤충사육사용 조명(100)은 자연광 조명부(110)와 제어기(120)를 포함한다.
자연광 조명부(110)는 자연광의 빛을 구현한다. 자연광 조명부(110)는 기판(111)에 복수 개의 엘이디(112)가 배열 설치된 형상을 갖는다. 복수 개의 엘이디(112)는 색온도 2800~3000K 범위인 제1 엘이디(112a)와 색온도 4000K인 제2 엘이디(112b)와 색온도 5700K인 제3 엘이디(112c)와 색온도 6500K인 제4 엘이디(112d)와 색온도 8000K인 제5 엘이디(112e)를 포함한다.
제1 엘이디(112a), 제2 엘이디(112b), 제3 엘이디(112c), 제4 엘이디(112d) 및 제5 엘이디(112e)는 각각 복수 개가 구비되고, 서로 혼용되어 있을 수도 있다. 또는 제1 엘이디(112a), 제2 엘이디(112b), 제3 엘이디(112c), 제4 엘이디(112d) 및 제5 엘이디(112e)는 원형의 기판에 일자형 또는 원형으로 규칙 배열될 수 있다.
제1 엘이디(112a), 제2 엘이디(112b), 제3 엘이디(112c), 제4 엘이디(112d) 및 제5 엘이디(112e)는 단색 또는 혼합색 발광다이오드로 구성될 수 있고, 단색 또는 혼합색 발광다이오드는 RGB 발광다이오드일 수 있다.
제어기(120)는 자연광 조명부(110)가 자연광의 빛을 구현하도록, 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 자연광 조명부(110)의 색온도와 점등 및 소등을 실시간으로 제어할 수 있다.
제어기(120)는 컨버터(121), 저장부(122), 제어부(123) 및 정전류 회로(124)를 포함한다.
컨버터(121)는 AC 전원을 DC 전원으로 변환한다. 컨버터(121)는 외부에서 공급되는 AC 전원을 입력받아 DC 전원으로 변환하여 제어부(123)에 공급한다. 예를 들어, 컨버터(121)는 외부로부터 입력되는 AC 220V 전원을 제공받아 일정 DC 전압으로 변환한 후, DC 전압을 제어부(123)로 공급할 수 있다.
저장부(122)는 계절 및 시간대별 태양광 데이터가 저장된다. 저장부(122)에 저정된 데이터는 수정 가능하고 재설정 가능하다.
제어부(123)는 DC 전원을 공급받아 구동하고, 저장부(122)에 저장된 계절 및 시간대별 태양광 데이터에서 현재 날짜와 시간에 대응되는 색온도를 판단하여 구동 제어신호를 전송한다. 구체적으로, 제어부(123)는 DC 전압을 공급받아 구동하고, 저장부(122)에 저장된 계절 및 시간대별 태양광 데이터에서 현재 날짜와 시간에 대응되는 색온도를 판단하여 정전류 회로(124)에 구동 제어신호를 전송할 수 있다. 제어부(123)는 저장부(122)와 연결되어 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 실시간으로 전송받을 수 있다.
제어부(123)는 제1 엘이디(112a) 내지 제5 엘이디(112e) 중 어느 하나를 선택적으로 온 오프시켜, 색온도를 2800K~10000K 범위에서 순차적으로 높이고 낮출 수 있다. 또한, 제어부(123)는 제1 엘이디(112a) 내지 제5 엘이디(112e)를 점등 및 소등시킬 수 있다.
일 예로, 제어부(123)는 06시에 제1 엘이디(112a)를 점등시키고, 08시가 되면 제1 엘이디(112a)를 소등시키고 제2 엘이디(112b)를 점등시키며, 09시가 되면 제3 엘이디(112c)를 점등시키고 제2 엘이디(112b)를 소등시키며, 12시가 되면 제4 엘이디(112d)를 점등시키고 제3 엘이디(112c)를 소등시키며, 13시가 되면 제5 엘이디(112e)를 점등시키고 제4 엘이디(112d)를 소등시킨다. 또한, 제어부(123) 14시가 되면 제5 엘이디(112e)를 소등시키고 제4 엘이디(112d)를 점등시키며, 15시가 되면 제4 엘이디(112d)를 소등시키고 제3 엘이디(112c)를 점등시키며, 17시가 되면 제3 엘이디(112c)를 소등시키고 제2 엘이디(112b)를 점등시키며, 18시가 되면 제2 엘이디(112b)를 소등시키고 제1 엘이디(112a)를 점등시킨다. 또한, 제어부(123)는 19시가 되면 제1 엘이디(112a)를 소등시킨다.
정전류 회로(124)는 제어부(123)의 구동 제어신호를 입력받아 엘이디(112)의 온 오프를 제어한다. 구체적으로, 정전류 회로(124)는 제어부(123)의 구동 제어신호를 입력받아 제1 엘이디(112a) 내지 제5 엘이디(112e)의 온 오프를 제어한다. 정전류 회로(124)는 제1 엘이디(112a) 내지 제5 엘이디(112e)를 각각 제어하기 위한 정전류 회로1(124a) 내지 정전류 회로5(124e)를 포함한다.
정전류 회로(124)는 안정적인 전원공급으로 자연광 조명부(110)의 밝기를 항상 일정하게 안정적으로 유지시킬 수 있다. 정전류 회로(124)는 출력 전류량의 제어로 엘이디의 온오프를 제어할 수 있다. 정전류 회로(124)는 출력 전류량을 높이는 것에서 엘이디(112)를 온(ON)하고 출력 전류량을 낮추는 것에서 엘이디(112)를 오프(OFF)할 수 있다.
제어부(123)는 작업자의 스마트폰 앱과 연결되어 작업자가 수동으로 조절 가능하다. 제어부(123)가 제1 엘이디(112a) 내지 제5 엘이디(112e)를 온 오프시킨 정보 데이터는 스마트폰 앱에 저장된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 곤충사육사용 조명의 제어 방법의 일 예를 보인 플로차트이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바에 의하면, 곤충사육사용 조명의 제어 방법은 제어부의 제어에 의해 곤충사육사용 조명이 자동으로 점등 및 소등될 수 있다. 제어부는 태양의 고도에 따른 색온도와 자연광 조명부의 색온도를 일치시켜 동애등에의 사육에 쾌적한 환경을 조성할 수 있다.
태양의 고도에 따른 색온도는 춘분 계절의 맑은날을 기준으로 설정하였다.
곤충사육사용 조명의 스위치를 온(ON)하여 곤충사육사용 조명에 전원이 공급되면, 제어부는 5단계의 색온도를 조절할 수 있다. 5단계의 색온도는 제1 엘이디(112a) 내지 제5 엘이디(112e)로 조절할 수 있다.
일 예에서, 1단계는 색온도 2800~3000K이고 제1 엘이디가 온되어 구현된다. 2단계는 색온도 4000K이고 제2 엘이디가 온되어 구현된다. 3단계는 색온도 5700K이고 제3 엘이디가 온되어 구현된다. 4단계는 6500K이고 제4 엘이디가 온되어 구현된다. 5단계는 8000K~10000K이고 제5 엘이디가 온되어 구현된다.
곤충사육사용 조명의 전원이 온되면, 제어부는 현재 시간을 확인하고, 확인한 현재 시간이 06시 이상 08시 미만 또는 18시 이상 19시 미만에 해당하면 제1 엘이디를 온시켜 색온도가 2800~3000K가 되도록 한다.
이 과정에서 제어부는 실시간으로 현재 시간을 확인하며, 확인한 현재 시간이 08시 이상 09시 미만 또는 17시 이상 18시 미만에 해당하면 제2 엘이디를 온시켜 색온도가 4000K가 되도록 한다.
또한, 제어부는 실시간으로 확인한 현재 시간이 09시 이상 12시 미만 또는 15시 이상 17시 미만에 해당하면 제3 엘이디를 온시켜 색온도가 5700K가 되도록 한다. 또한, 제어부는 실시간으로 확인한 현재 시간이 12시 이상 13시 미만 또는 14시 이상 15시 미만에 해당하면 제4 엘이디를 온시켜 색온도가 6500K가 되도록 한다. 또한, 제어부는 실시간으로 확인한 현재 시간이 13시 이상 14시 미만이면 제5 엘이디를 점등시켜 색온도가 8000K~10000K가 되도록 한다. 또한 제어부는 실시간으로 확인한 현재 시간이 06시 미만 또는 19시 이상이면 전체 엘이디를 소등한다.
상기한 곤충사육사용 조명의 제어 방법은 태양의 고도에 따라 일출에서 일몰까지 변화하는 색온도를 실내에서 재현하여, 실시간 태양의 색온도와 일치시켜 생산성이 가장높은 춘분 계절의 실외 환경과 동일한 환경을 조성할 수 있다.
다른 실시예로 곤충사육사용 조명은 색온도가 시간의 변화에 따른 태양광의 색온도에 대응하여 자연스럽게 변화되게 구성할 수 있다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 의한 곤충사육사용 조명을 보인 구성도이다.
도 7에 도시된 바에 의하면, 다른 실시예에 의한 곤충사육사용 조명(100')은 자연광 조명부(110')와 제어기(120)를 포함한다.
자연광 조명부(110')는 2종류의 엘이디로 구성된다. 자연광 조명부(120')는 색온도 2800~3000K 대역을 가지는 제1 엘이디(112a)와 색온도 8000K~10000K을 가지는 제2 엘이디(112b)로 구성된다. 색온도 2800~3000K 대역을 가지는 제1 엘이디(112a)는 주황색을 나타내고, 색온도 8000K~10000K을 가지는 제2 엘이디(112b)는 푸른빛을 나타낸다.
제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)는 각각 복수 개가 구비되고 서로 혼용되어 있을 수 있다.
제어기(120)는 자연광 조명부(110')가 자연광의 빛을 구현하도록, 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 자연광 조명부(110')의 색온도와 점등 및 소등을 제어할 수 있다. 제어기(120)는 컨버터(121), 저장부(122), 제어부(123) 및 정전류 회로(124')를 포함한다.
컨버터(121)는 AC 전원을 DC 전원으로 변환한다. 저장부(122)는 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터가 저장된다. 제어부(123)는 DC 전원을 공급받아 구동하고, 저장부(122)에 저장된 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터를 근거로 구동 제어신호를 전송한다.
정전류 회로(124)는 제어부(123)의 구동 제어신호를 입력받아 엘이디의 온 오프 및 엘이디의 조도를 제어한다. 정전류 회로(124')는 제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)를 각각 제어하기 위한 정전류 회로1(124a)과 정전류 회로2(124b)를 포함한다.
정전류 회로1(124a)은 제1 엘이디(112a)에 공급되는 전류 출력량을 제어하여 제1 엘이디(112a)의 색온도를 제어할 수 있다. 정전류 회로2(124b)는 제2 엘이디(112b)에 공급되는 전류 출력량을 제어하여 제2 엘이디(112b)의 조도를 제어할 수 있다.
제1 엘이디(112a) 및 제2 엘이디(112b)는 복수 개일 수 있다. 제어부(123)는 제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)를 선택적으로 온 오프시키고 색온도 및 조도를 제어하여, 자연광 조명(110')의 색온도를 2800K~10000K 범위에서 순차적으로 높이고 낮출 수 있다. 또한, 제어부(123)는 제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)를 점등 및 소등시켜 자연광 조명(110')을 점등 및 소등시킨다.
제어부(123)는 스마트폰 앱과 연결되어 작업자가 수동 조절 또는 자동으로 조절 가능하다.
제어부(123)는 제1 엘이디(112a) 및 제2 엘이디(112b)의 점등 및 소등이 춘분 계절의 실외 환경에 대응되도록 06시에 점등하고 19시에 소등할 수 있다. 또한, 제어부(123)는 06시에는 제1 엘이디(112a)만 점등시키고 제2 엘이디(112b)는 소등시켜 오전에 해당하는 태양광 색온도 조건을 구현할 수 있다. 또한, 제어부(123)는 12시에서 13에는 제1 엘이디(112a)를 소등시키고 제2 엘이디(112b)만 점등시켜 정오에 해당하는 태양광 색온도 조건을 구현할 수 있다.
또한, 제어부(123)는 18시에는 제1 엘이디(112a)를 점등시키고 제2 엘이디(112b)는 소등시켜 저녁에 해당하는 태양광 색온도 조건을 구현할 수 있다.
제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)의 점등과 소등, 색온도와 조도는 제어부(123)가 정전류 회로1(124a)과 정전류 회로2(124b)에 구동 제어신호를 출력하여 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 곤충사육사용 조명의 제어 방법의 일 예를 보인 플로차트이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바에 의하면, 다른 실시예에 의한 곤충사육사용 조명의 제어 방법은, 제어부의 구동 제어신호를 전달받은 정전류 회로1과 정전류 회로2에 의해 전류 출력량이 제어되어 자연광 조명의 색온도를 2800K~10000K 범위에서 순차적으로 높이고 낮추는 동작이 수행된다.
그 과정은, 06시에 제1 엘이디(112a)가 점등되어 2800K의 색온도가 나타나며, 시간이 경과함에 따라 색온도는 2801K, 2802K, 2803K와 같이 상승하게 된다. 이는 제어부(123)의 구동 제어신호를 전달받은 정전류 회로1(124a)가 제1 엘이디(112a)에 공급하는 전류량을 점차적으로 증가시켜 구현될 수 있다.
08시경이 되어 제1 엘이디(112a)가 2900K의 색온도가 되면, 제2 엘이디(112b)가 점등되고 조도가 낮은 10000K의 색온도가 나타난다. 조도가 낮은 10000K의 색온도와 2900K의 색온도가 혼합되어 08시경의 태양의 색온도에 대응되는 색온도가 구현될 수 있다.
이후 제1 엘이디(112a)의 색온도는 점차적으로 상승하여 3000K까지 높아지고, 제2 엘이디(112b)의 색온도의 조도도 점차적으로 높아지게 된다. 이는 정전류 회로1(124a)과 정전류 회로2(124b)가 제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)에 공급하는 전류량을 점차적으로 증가시켜 구현될 수 있다.
10시경이 되어 제1 엘이디(112a)가 3000K의 색온도가 되면, 제2 엘이디(112b)의 색온도의 조도도 이전에 비해 더 높아지게 된다. 정오가 되면 제1 엘이디(112a)를 소등하고, 제2 엘이디(112b)에 공급되는 전류량을 최대로 한다. 이후 13시까지 제1 엘이디(112a)를 소등하고, 제2 엘이디(112b)에 공급되는 전류량을 최대로 하여 색온도 10000K가 유지되게 한다.
이후 13시가 경과하면 제1 엘이디(112a)를 점등하고 제1 엘이디(112a)에 공급하는 전류량을 점차적으로 낮추면서 제1 엘이디(112a)의 색온도가 점차적으로 낮아지게 한다. 이 과정에서 제2 엘이디(112b)에 공급하는 전류량도 점차적으로 낮추어 제2 엘이디(112b)의 색온도의 조도가 낮아지도록 한다.
구체적으로, 정전류 회로1은 제1 엘이디(112a)에 공급되는 전류량을 점차적으로 낮추어 18시경이 되면 제1 엘이디(112a)가 2800K의 색온도를 갖도록 한다. 그리고 정전류 회로2는 제2 엘이디(112b)에 공급되는 전류량을 점차적으로 낮추어 조도를 낮추고 18시경이 되면 제2 엘이디(112b)에 전류 공급을 중단하여 제2 엘이디(112b)를 소등한다.
그리고, 19시가 되면 제1 엘이디(112a)를 소등하여 제1 엘이디(112a)와 제2 엘이디(112b)가 모두 소등된 상태가 유지되게 한다. 상술한 과정은 24시간을 주기로 반복되면서 태양이 움직이면서 나타내는 색온도의 사이클을 형성하게 된다.
다른 실시예는 전술한 실시예와 대비할 때 자연광 조명의 색온도가 태양과 유사하게 자연스럽게 변하게 되므로 곤충의 사육에 보다 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
이하에서는 본 발명의 작용을 실험을 통해 설명하기로 한다.
표 1은 본 발명의 다른 실시예에 의한 자연광 조명인 곤충사육사용 조명을 테스트한 결과이고, 도 9는 표 1의 1차, 2차 일반조명 테스트 결과를 보인 사진이며, 도 10은 표 1의 3차 자연광 조명인 곤충사육사용 조명을 테스트한 결과를 보인 사진이다.
테스트 일정 조명종류 색온도 점등 및 소등 방법
1차
20/05		 150W/2등 6500K 19시소등 06시점등
(수동 점소등)
2차
20/06		 150W/3등 5700K 19시 소등 06시 점등
(수동 점소등)
3차
20/08		 150W/2등 자연광
2800~10000K		 19시 소등 06시 점등
(자동 점소등)
표 1 및 도 9에 의하면, 1차, 2차 테스트 결과, 수동 점소등시 갑작스러운 조도 변화로 인한 충격으로 동애등에의 생체리듬에 영향을 미쳤고, 동애등에의 생산성이 좋지 않음이 확인된다.
표 1 및 도 10에 의하면, 3차 테스트 결과, 춘분 계절의 태양이 지는 자연환경처럼 19시에 서서히 소등되고 익일 06시에 서서히 점등되어 바이오리듬에 좋은 영향을 미침으로 인해 생산성이 좋아졌음이 확인된다.
위 테스트 결과로부터, 동애등에의 생산성은 색온도, 점등 및 소등 방법에 따라 영향이 있음이 확인된다.
따라서 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 자연광 조명부의 색온도와 점등 및 소등을 제어하되, 자연광 조명부를 실시간 태양의 색온도와 일치시켜 생산성이 가장 높은 춘분 계절의 실외 환경과 동일한 효과를 구현하는 것에서 동애등에를 실내에서 대량 증식시킬 수 있음을 알 수 있다.
상술한 곤충사육사용 조명은 동애등에 사육뿐 아니라 생산성을 높이기 위한 다른 곤충의 사육에도 적용 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10: 곤충사육사 11: 출입문
20: 다단식 프레임 30: 사육상자
100: 곤충사육사용 조명 110: 자연광 조명부
111: 기판 112: 엘이디
112a: 제1 엘이디 112b: 제2 엘이디
112c: 제3 엘이디 112d: 제4 엘이디
112e: 제5 엘이디 120: 제어기
121: 컨버터 122: 저장부
123: 제어부 124: 정전류 회로
124a: 정전류 회로1 124b: 정전류 회로2
124c: 정전류 회로3 124d: 정전류 회로4
124e: 정전류 회로5

Claims (2)

  1. 곤충사육사에 설치되며 자연광의 빛을 구현하는 자연광 조명부; 및
    상기 자연광 조명부가 자연광의 빛을 구현하도록, 계절 및 시간대별 태양광 데이터를 기초로 상기 자연광 조명부의 색온도와 점등 및 소등을 제어하는 제어기;
    를 포함하며,
    상기 자연광 조명부는
    기판에 복수 개의 엘이디가 배열 설치되어 형성되며,
    상기 복수 개의 엘이디는
    색온도 2800~3000K 대역을 가지는 제1 엘이디; 및
    색온도 8000K~10000K을 가지는 제2 엘이디;
    를 포함하고,
    상기 제어기는
    AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 컨버터;
    계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터가 저장된 저장부;
    DC 전원을 공급받아 구동하고, 상기 저장부에 저장된 계절 및 시간대별 태양광 고도 및 색온도 데이터에서 현재 날짜와 시간에 대응되는 색온도를 판단하여 구동 제어신호를 전송하는 제어부; 및
    상기 제어부의 구동 제어신호를 입력받아 상기 엘이디의 온 오프 및 상기 엘이디의 조도를 제어하는 정전류 회로;
    를 포함하고,
    상기 정전류 회로는
    상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디를 각각 제어하기 위한 정전류 회로1과 정전류 회로2를 포함하고,
    상기 정전류 회로1은 상기 제1 엘이디에 공급되는 전류 출력량을 제어하여 상기 제1 엘이디의 색온도를 제어하고,
    상기 정전류 회로2는 상기 제2 엘이디에 공급되는 전류 출력량을 제어하여 상기 제2 엘이디의 조도를 제어하며,
    상기 제1 엘이디 및 상기 제2 엘이디는 복수 개이고,
    상기 제어부는
    상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디를 선택적으로 온 오프시키고, 색온도 및 조도를 제어하여,
    색온도를 2800K~10000K 범위에서 순차적으로 높이고 낮추고, 상기 제1 엘이디와 상기 제2 엘이디를 점등 및 소등시키며,
    상기 제어부는 스마트폰 앱과 연결되어 작업자가 수동 조절 또는 자동으로 조절 가능하며,
    상기 제어부가 상기 제1 엘이디 및 상기 제2 엘이디를 온 오프시킨 정보 데이터는 상기 스마트폰 앱에 저장되며,
    상기 제어부는
    상기 제1 엘이디 및 상기 제2 엘이디의 점등 및 소등이 춘분 계절의 실외 환경에 대응되도록 06시에 점등하고 19시에 소등하며,
    상기 06시에는 상기 제1 엘이디만 점등하고 상기 제2 엘이디는 소등하며,
    12시에서 13에는 상기 제1 엘이디는 소등하고 상기 제2 엘이디만 점등하며,
    18시에는 상기 제1 엘이디는 점등하고 상기 제2 엘이디는 소등하도록 상기 정전류 회로1과 상기 정전류 회로2에 구동 제어신호를 출력하는,
    곤충사육사용 조명.
  2. 삭제
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