개별 대기전력 제어시스템{Individual Management of Standby Powre}

본 발명은 대기전력의 개별 제어 시스템에 관한 것으로서, 각 콘센트의 출력부마다 개별적으로 대기전력을 제어

할 수 있고, zigbee 통신을 이용하여 원격 허브에서 개별 대기전력을 제어할 수 있는 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전기ㆍ전자기기(이하, '전자기기')는 콘센트와 전자기기의 플러그를 분리하지 않을 경우, 전자기기

를 사용하지 않을 때에도 시간당 대략 5W 정도의 미세한 대기전력이 소모되며, 이는 연간 수 천억원의 전력 손

실 이 발생하는 원인이라고 알려져 있다. 또한, 대기전력이 흐르는 상태에서 낙뢰가 발생할 경우, 고압의 전류가 전자기기로 유입되어 뇌전피해(雷電被害)를 일으킬 우려가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 전류의 공급을 차단할 수 있도록 on/off 스위치가 설치된 콘센트, 멀티탭이

개발되어 사용되고 있으나, 설치 장소가 사용자의 수동 조작이 용이하지 않은 위치인 경우가 많고, 연결된 전자

기기들의 플러그에 흐르는 대기전력을 개별적으로 차단시킬 수 없다는 한계가 있다.

최근에는 개별 콘센트 단자(출력부)마다 대기전력 차단 기능을 갖도록 하는 경우도 있으나, 종래 2구의 콘센트

커버를 사용하되 1구에만 콘센트가 설치되고 다른 위치에는 대기전력 차단을 제어하는 제어부가 설치되어 있어,

공간상의 제약이 있다. 즉, 일반적으로 건물에 설치되는 콘센트는 안전상, 외관상의 이유로 미리 콘센트가 설

치될 위치의 벽면에 콘센트 본체가 삽입될 수 있도록 홈을 형성하고, 이후에 콘센트 본체와 콘센트 커버를 조립

하여 콘센트 본체가 상기 홈에 삽입되도록 설치한다. 그러나, 위와 같은 종래기술에서는 상기 홈에 제어부가

삽입되도록 함으로써 공간상의 제약이 생기게 되고, 설치할 수 있는 콘센트가 하나로 제약될 수밖에 없다. 또

한, 개별 콘센트를 제어할 때, 각 콘센트가 설치된 위치에서 직접 콘센트의 상태를 설정하여야 하므로, 접근하

기 어려운 위치에 있는 콘센트가 있거나 설치된 콘센트의 수가 많을 때는 제어가 용이하지 않은 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 콘센트 별로 대기전력 차단을 개별 제어하는 것

을 목적으로 한다.

또한, 이격 설치된 각 콘센트를 무선 연결된 허브에서 제어하여 직접적인 수동 제어로 인한 불편함을 해소하는

것을 목적으로 한다.

이밖에도, 실시간으로 전력량을 확인할 수 있도록 하여 전력 사용량 절감의 동기를 부여함으로써 전력 낭비로

인한 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 2 이상의 콘센트와 각 콘센트와 정보를 송수신하는 허브로 구

성되는 제어 시스템으로서, 상기 콘센트는 2 이상의 출력부와 상기 출력부에 연결된 하나 이상의 제어부를 구비

하며, 상기 2 이상의 출력부의 입력 단자는 상용 전원의 서로 다른 입력 라인에 연결되고, 상기 제어부는 상기

허브와 zigbee 방식으로 정보를 송/수신하는 zigbee 통신 모듈; 상용 전원을 입력받는 입력 단자에 접속되어,

전원 회로를 개방하거나 연결하는 릴레이 구동 모듈; 상기 릴레이 구동 모듈과 직렬로 연결되고, 현재 전력량을

감지하는 전력량 확인 모듈; 상기 릴레이 구동 모듈과 직렬로 연결되고, 전류를 감지하여 설정된 과전류치 이상

이면 릴레이 구동 모듈을 작동시켜 전원 회로를 차단하는 누전 확인 모듈;을 포함하고, 상기 허브는 상기 콘센트와 zigbee 방식으로 정보를 송/수신하는 zigbee 통신 모듈; 상기 zigbee 통신 모듈을 통해 수신한 출력부의

전력량 정보와 기 설정된 대기전력치를 비교하여 전력량이 대기전력치 이하이면 전원회로를 차단하도록 상기 릴

레이 구동 모듈을 작동시키는 제어 모듈; 상기 zigbee 통신 모듈을 통해 수신한 출력부의 전력량 정보와 누전

정보 및 환산된 요금 정보를 디스플레이에 현시하는 전력량 표시 모듈;을 포함하여 허브에서 zigbee 통신을 이용하여 상기 콘센트의 출력부마다 대기전력을 별개로 제어하는 대기전력 개별 제어 시스템을 제공한다.

이때, 전력량 확인 모듈이 상기 릴레이 구동 모듈과 직렬로 연결되고, 현재 [0009] 전력량을 감지하여 기 설정된 대기

전력치 이하이면 전원회로를 차단하도록 상기 릴레이 구동 모듈을 작동시키고; 제어 모듈은 상기 전력량 확인

모듈이 전력량을 감지하여 기 설정된 대기전력치 이하이면 상기 릴레이 구동 모듈을 작동시키는 "절전상태"로

설정되거나 해제되도록 신호를 송신할 수 있다.

또한, 상기 콘센트에는 각각의 출력부에 연결된 수동 입력부가 구비되어 있어, 상기 릴레이 구동 모듈이 전원

회로를 차단하도록 설정하거나 상기 전력량 확인 모듈을 "절전상태"로 설정 또는 해제할 수 있다.

이밖에도, 상기 허브에는 입력 모듈이 구비되어 있어, 실시간 또는 시간을 정하여 각 출력부의 전원 차단 여부

를 설정할 수 있다.

본 발명의 시스템에서는 개별 콘센트마다 대기전력 차단을 제어할 수 있어, 대기전력 차단의 효율을 높일 수 있다.

또한, 이격 설치된 각 콘센트를 무선 연결된 허브에서 제어할 수 있으므로 각 콘센트별로 직접 제어하는 경우에

발생하는 불편함을 해소할 수 있다.

이밖에도, 실시간으로 전력량을 확인할 수 있으므로 사용자로 하여금 적극적으로 대기전력을 차단하는 동기를 부여하여 전력 낭비를 방지하며, 결과적으로 전력 사용으로 인한 환경 오염을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제어 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제어 시스템에 적용되는 콘센트의 평면도 및 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제어 시스템에 적용되는 허브의 일례를 보여주는 개략적인 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명

세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발

명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙

에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이

고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에는 본 발명의 제어 시스템을 보여주는 블록도가 도시되어 있고, 도 2a 및 도 2b에는 각각 본 발명의 제어

시스템에 적용되는 콘센트(100)의 평면도 및 블록도가 도시되어 있다.

도면에서 보듯이 본 발명의 제어 시스템은 2 이상의 콘센트(100)와 이를 제어하는 허브(200)를 포함하여 구성되

며, 상기 콘센트(100)와 허브(200)는 무선 통신으로 정보를 송/수신한다.

각각의 콘센트(100)는 콘센트부(10)와 제어부(20)를 포함하며, 상기 콘센트부(10)는 도 2a에서 보듯이, 2개 이

상의 출력부(11)를 갖는다. 각각의 출력부(11)에 구비된 출력단자(12)에 전자기기의 플러그가 삽입되고, 각

출력부(11)의 입력단자(미도시)는 상용 전원의 입력 라인에 연결된다. 이때, 각각의 입력단자는 개별적으로

상용 전원에 연결되고, 각각의 출력부(11)가 도 2b의 (a)와 같이 서로 다른 제어부(20)에 연결되어, 출력부(11)마다 대기전력 차단이 각각 이루어지도록 할 수도 있고, 도 2b의 (b)에서 보듯이 하나의 제어부(20)가 서로 다른 출력부(11)를 동시에 제어하도록 할 수도 있다.

상기 제어부(20)는 도시된 바와 같이 zigbee 통신 모듈(21), 릴레이 구동 모듈(22), [0021] 전력량 확인 모듈(23), 누

전 확인 모듈(24)을 구비한다. 상기 zigbee 통신 모듈(21)은 허브(200)의 zigbee 통신 모듈(30)과 정보를 송/

수신하는데, zigbee 통신 방식은 다른 통신 방식에 비해 저전력으로 구동하는 장점이 있다. 또한, zigbee 통

신 모듈(21) 자체가 중계기 역할을 하여 무선 매쉬 네트워킹이 가능하므로 허브(200)에서 이격된 콘센트(100)의

zigbee 통신 모듈(21)까지 정보를 전송할 수 있어 일반적인 건물 전체를 하나의 허브로 제어하는 것도

가능하다.

상기 릴레이 구동 모듈(22)은 실질적으로 출력부(11)의 대기전력을 차단하는 역할을 하며, 상기 zigbee 통신 모

듈(21)로부터 수신한 허브(200)(제어 모듈(40))의 제어 명령이나 콘센트(100) 제어부(20)의 전력량 확인 모듈

(23)에 따라 출력부(11)의 스위치를 on/off 한다. 이때, 상기 릴레이 구동 모듈(22)은 허브(200)로부터 수신

한 제어 명령 이외에도 도 2a에 도시된 바와 같이 수동 입력부(25)를 통해 직접 출력부(11)의 스위치를 on/off

하는 것도 가능하다.

위와 같이, 허브(200)의 제어 명령과 전력량 확인 모듈(23)의 제어, 수동 입력부(25)의 조작을 통해 출력부(1

1)의 스위치를 on/off 시키는 것 이외에도, 본 시스템에서는 출력부(11)가 특정 전력량 즉, 대기전력량 이하의

전력을 사용하는 경우 전자기기의 off를 감지하여 스위치를 off 시키는 "절전상태"와 전자기기의 on/off에 관계

없이 상용 전력을 제공하는 "사용상태"를 제어하도록 출력부(11)의 상태를 설정할 수 있다. 예를 들어, 수동

입력부(25)를 우측으로 움직이면 버튼의 좌측으로 초록 색상이 표시되도록 하여 "절전상태" 즉, 사용 전력이 대

기전력이 이하일 경우에 전원을 차단하도록 설정된 상태임을 동시에 표시할 수 있고, 수동 입력부(25)를 좌측으

로 움직이면 버튼의 우측으로 붉은 색상이 표시되도록 하여 "사용상태" 즉, 대기전력 차단을 위하여 스위치가

자동 on/off 되지 않는 상태임을 표시할 수 있다.

상기 수동 입력부(25)에 의한 스위치의 제어는 후술하는 허브(200)의 제어 명령에 의한 스위치의 제어와 우선순

위가 설정되도록 할 수 있으며, 허브(200)에 설정된 제어 명령을 바꾸지 않고서 수동으로 개별 출력부(11)의 스

위치를 on/off 시키거나 출력부(11)의 "절전/사용상태"를 제어할 필요가 있는 경우에 사용될 수 있다.

상기 전력량 확인 모듈(23)은 전원 회로에 직렬로 접속되어 전원 회로에 흐르는 전류를 확인한다. 상기 개별

전원이 연결된 각 출력부(11)의 사용 전력량을 계산하며, 누전 확인 모듈(24)은 각 출력부(11)의 누전 여부를

체크하는데, 전력량 정보와 누전 정보는 zigbee 통신 모듈(21)을 통해 상기 허브(200)로 전송된다. 이때, 일

시적인 누전, 서지가 감지되면 연결된 전자기기의 고장을 방지하기 위하여 허브(200)의 제어 명령에 따라 릴레

이 구동 모듈(22)이 작동할 수 있으며, 상기 누전 확인 모듈(24)이 직접 상기 릴레이 구동 모듈(22)을 작동시켜

스위치를 off 할 수도 있다.

도 3에는 본 발명의 제어 시스템에 적용되는 허브(200)의 일례를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다.

상기 허브(200)는 zigbee 통신 모듈(30), 제어 모듈(40), 전력량 표시 모듈(50)을 구비하는데, 상술한 바와 같

이 상기 zigbee 통신 모듈(30)을 통해 각각의 콘센트(100)와 정보를 송수신한다. 상기 허브(200)에는 각 콘센

트(100)의 전력량 정보, 누전 정보가 수신되며, 상기 제어 모듈(40)은 상기 전력량 정보로부터 대기전력 차단

여부를 판단하여 콘센트(100)의 각 제어부(20)에 스위치 on/off 명령을 송신한다. 이때, 상기 대기전력은 사

용자가 미리 설정할 수 있으며, 상기 전력량 확인 모듈(23)에서 감지된 전류가 설정된 대기전력값 보다 높으면,

릴레이 구동 모듈(22)을 작동시켜 스위치를 off 시킴으로써 전원 회로를 차단시킨다.

본 발명의 시스템은 허브(200)를 통해 여러 곳의 콘센트(100)와 이에 설치된 출력부([0030] 11)를 개별 제어할 수 있으

므로, 하나의 콘센트(100)의 서로 다른 출력부(11)에 연결된 전자기기가 반드시 동시에 꺼지거나 켜진 상태가

아니라도 효율적으로 대기전력을 차단할 수 있다. 또한, 사무실과 같이 일정 시간 동안 전력의 사용이 필요하

지 않은 장소에 설치된 본 시스템은 허브(200)의 입력 모듈을 통해 전력차단 시간을 설정하여 자동으로 전원을

off 시킴으로써 기계가 on 상태인 채로 불필요하게 전력을 소모하는 것을 방지할 수도 있다. 이 경우, 냉장시

설과 같이 퇴근 시간 이후에도 전원 공급이 이루어져야하는 기기는 허브(200)에서 별도로 설정을 하거나 콘센트

(100)에 구비된 수동 입력부(25)를 통하여 "사용상태"로 설정할 수 있다.

이상과 같이 모든 콘센트(100)와 허브(200)가 zigbee 통신으로 정보를 송/수신함으로써, 원격지에서 무선으로

상기 콘센트(100)의 대기전력을 차단할 수 있고, 상기 콘센트(100)에 설치된 출력부(11)마다 별도로 대기전력을

차단할 수 있어, 시스템 사용의 편의를 높이는 장점이 있다.

10 콘센트부 11 출력부 12 출력단자
20 제어부 21 zigbee 통신 모듈 22 릴레이 구동 모듈
23 전력량 확인 모듈 24 누전 확인 모듈
30 zigbee 통신 모듈 40 제어 모듈 50 전력량 표시 모듈
100 콘센트 200 허브