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KR102091051B1 - 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR102091051B1
KR102091051B1 KR1020190149034A KR20190149034A KR102091051B1 KR 102091051 B1 KR102091051 B1 KR 102091051B1 KR 1020190149034 A KR1020190149034 A KR 1020190149034A KR 20190149034 A KR20190149034 A KR 20190149034A KR 102091051 B1 KR102091051 B1 KR 102091051B1
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KR
South Korea
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power supply
psu
supply unit
master timer
flashlight
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Active
Application number
KR1020190149034A
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English (en)
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임대영
임민수
이재표
정승태
이요한
김효영
Original Assignee
유양산전 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 외부에서 전원을 공급받아 전원장치에 전원을 공급하고, 온,오프 및 밝기단계의 제어신호를 전원장치에 공급하고, 섬광등의 작동상태 신호를 받아 섬광등 상태를 표시하고, 제어실의 섬광등 제어명령에 따라 섬광등을 제어하고 섬광등 상태를 제어실로 전송하는 마스터타이머(Master Timer)(100); 및 상기 마스터타이머(Master Timer)(100)로부터 섬광 시점, 출력광도 명령 신호를 받아 고유한 자기 주소(Address)에 따라 활주로 외곽부터 순차적으로 발광부의 LED 모듈을 연속 섬광시키는 기능을 수행하고, 전원장치 제어기에 부착된 고유 주소 입력기를 통해 구분할 수 있으며, 연쇄 섬광등의 섬광 순서를 결정할 수 있는 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(Master Timer)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 것이다.

Description

공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법{Flashing light control system for airport aerodrome and its control method}
본 발명의 실시예는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(Master Timer)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 것이다.
주지하다시피 섬광등(Flashing light)은 항공기에 활주로 착륙 방향을 알려주는 활주로 진입구에 설치하는 등화이다.
즉, 상기 섬광등은 공항의“진입등시스템(Approach Lighting System)”의 하나로 착륙 하려는 항공기에 경로를 알려주기 위하여 진입구역에 설치하는 등화로서 착륙하는 항공기에서 활주로 진입로를 표시하기 위하여 활주로 900m 전반에서부터 30m간격으로 설치되며, 안개에 의해 시정이 좋지 않은 경우나 일출/일몰전후에 운용하는 필수적인 항공등화 시설이다. 섬광등은 공항 사양에 따라 수개~31열로 설치되며 이 등화들이 1초회 2회씩 연쇄식 섬광을 한다.
한편, 매립 LED 섬광등은 항공기가 이착륙할 때 착륙대의 끝을 초과하여 활주하는 긴급용 보조 활주로 지역(over run)에 설치하며 노출 LED 섬광등과 연동 되어야 한다. 매립 LED 섬광등도 항공등화의 일종으로 항공등화란 불빛에 의하여 항공기의 항행을 돕기 위한 항행 안전시설로서 항공기와 그 운항 형태의 발달은 전천후 운항과 항공 등화가 제공하는 정보의 질적 향상이 이루어지고 있다. 특히, 진입등 시스템은 항공기가 이착륙을 할 때 진입 위치를 알려주는 등화로 진입경로가 바르지 않거나 등화를 조종사가 인식 하지 못해 사고가 발생할 때는 상상을 초월하는 재난으로 이어지기 때문에 항공등화 제품들 중에서도 그 중요성이 가장 중요시 되고 있다.
상기한 섬광등은 발광부와 전원장치, 마스터타이머로 구성된다.
그러나 상기한 종래 섬광등 제어시스템 및 방법은 다음과 같은 여러 문제점이 노출 되었다.
즉, 상기 종래 기술 중 직렬 통신방법은 시스템 구조상 전원 주파수를 사용하지 않기 때문에 동기화가 쉽지 않다는 문제점이 발생 되었다.
또한 상기 종래 기술 중 통신방법은 전력선통신(PLC) 대비 구성이 용이하지 않기 때문에 시스템 비용이 상승하게 되는 문제점이 발생 되었다.
그리고 상기 종래 기술 중 병렬 통신방법은 시스템에서는 전원부 수량에 따라 동일 수량의 제어선이 필요하다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
아울러 상기 종래 기술 중 직렬 통신방법은 시스템 구조상 통신 데이터를 최소화 시킬 수 없으므로 통신 에러율을 현저히 감소시킬 수 없다는 문제점도 발생 되었다.
더하여 상기 종래 기술 중 전력선 통신방법은 노이즈나 간섭이 많아서 안정적으로 데이터를 송수신 할 수 없다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
대한민국 등록특허공보 제1302521호(2013. 08. 27)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1965036호(2019. 03. 27)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제0993869호(2010. 11. 05)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1455566호(2014. 10. 21)가 등록된바 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 마스터타이머(Master Timer)에 컨트롤패널과 컨트롤보드 그리고 트랜스포머와 위상제어모듈 및 커런트트랜스포머(CT:current transformer)가 구비되고, 섬광등전원장치(PSU:power supply unit)에 솔리드스테이트계전기(SSR:solid state relay)와 컨트롤보드 그리고 LED구동보드가 구성되며, LED섬광등이 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 전원선을 통해 통신하는 방법으로 이 방식을 사용하게 되면 별도의 통신선을 설치하지 않아도 되며 노이즈 발생에 따른 통신 장애가 없어 통신 불량이 적은 장점을 제공하는 것이고, 제3목적은 전원 주파수를 이용하기 때문에 동기화가 쉽다는 장점이 있고, 제4목적은 전력선통신(PLC) 대비 구성이 용이하기 때문에 시스템 비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있고, 제5목적은 기존의 시스템에서는 전원부 수량에 따라 동일 수량의 제어선이 필요했으나 본 발명의 제어선은 단상전원(0V와 110V)으로 모든 수량의 전원부 제어가 가능하도록 한 것이고, 제6목적은 통신 데이터를 최소화 시킬 수 있으므로 다른 통신방식에 비해 통신 에러율을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 것이고, 제7목적은 노이즈나 간섭이 없어 안정적으로 데이터를 송수신이 가능하도록 한 것이고, 제8목적은 마스터 타이머의 트리거 신호 송출은 개별 전원부로 송출하지 않고, 별도의 트리거 신호 선로를 사용하지 않고 전원부의 입력전원 선로를 이용하여 일괄 전송되는 편의성을 제공 하도록 한 것이고, 제9목적은 섬광등의 발광부는 전원장치 1대당 1대의 발광부와 연결되어 발광하고, 발광부는 전원부의 동신호에 따라 분당 120회(2회/1초) 섬광을 하며 규정된 유효 광도와 색도, 광도 단계 등이 구현되도록 한 것이고, 제10목적은 이로 인해 섬광등 제어시스템의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템에 관한 것으로, 외부에서 전원을 공급받아 전원장치에 전원을 공급하고, 온,오프 및 밝기단계의 제어신호를 전원장치에 공급하고, 섬광등의 작동상태 신호를 받아 섬광등 상태를 표시하고, 제어실의 섬광등 제어명령에 따라 섬광등을 제어하고 섬광등 상태를 제어실로 전송하는 마스터타이머(Master Timer); 및 상기 마스터타이머(Master Timer)로부터 섬광 시점, 출력광도 명령 신호를 받아 고유한 자기 주소(Address)에 따라 활주로 외곽부터 순차적으로 발광부의 LED 모듈을 연속 섬광시키는 기능을 수행하고, 전원장치 제어기에 부착된 고유 주소 입력기를 통해 구분할 수 있으며, 연쇄 섬광등의 섬광 순서를 결정할 수 있는 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit);가 포함됨을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법에 관한 것으로, (a) 마스터타이머에 전원이 인가되고, 마스터타이머의 CPU에서 H/W를 초기화하는 단계; (b) 마스터타이머에 공급된 220V와 트랜스포머의 110V가 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)에 공급되는 단계; (c) 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)의 CPU에서 H/W를 초기화하는 단계; (d) 마스터타이머와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 110V 전압의 주파수에 동기화되는 단계; (e) 마스터타이머의 컨트롤패널에 현재 시스템의 상태를 표시하는 단계; (f) 마스터타이머가 원격제어소 또는 컨트롤패널을 통해 동작명령을 받는 단계; (g) 마스터타이머에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 연쇄섬광명령어, 밝기제어명령어 및 중지명령어를 보내는 단계; 및 (h) 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광을 종료하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 마스터타이머(Master Timer)에 컨트롤패널과 컨트롤보드 그리고 트랜스포머와 위상제어모듈 및 커런트트랜스포머(CT:current transformer)가 구비되고, 섬광등전원장치(PSU:power supply unit)에 솔리드스테이트계전기(SSR:solid state relay)와 컨트롤보드 그리고 LED구동보드가 구비되며, LED섬광등이 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 전원선을 통해 통신하는 방법으로 이 방식을 사용하게 되면 별도의 통신선을 설치하지 않아도 되며 노이즈 발생에 따른 통신 장애가 없어 통신 불량이 적은 장점을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 전원 주파수를 이용하기 때문에 동기화가 쉽다는 장점이 있다.
그리고 본 발명은 전력선통신(PLC) 대비 구성이 용이하기 때문에 시스템 비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 기존의 시스템에서는 전원부 수량에 따라 동일 수량의 제어선이 필요했으나 본 발명의 제어선은 단상전원(0V와 110V)으로 모든 수량의 전원부 제어가 가능하도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 통신 데이터를 최소화 시킬 수 있으므로 다른 통신방식에 비해 통신 에러율을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 것이다.
특히 본 발명은 노이즈나 간섭이 없어 안정적으로 데이터를 송수신이 가능하도록 한 것이다.
아울러 본 발명은 마스터 타이머의 트리거 신호 송출은 개별 전원부로 송출하지 않고, 전원부의 입력전원 선로를 이용하여 일괄 전송되는 편의성을 제공 하도록 한 것이다.
더하여 본 발명은 섬광등의 발광부는 전원장치 1대당 1대의 발광부와 연결되어 발광하고, 발광부는 전원부의 동신호에 따라 분당 120회(2회/1초) 섬광을 하며 규정된 유효 광도와 색도, 광도 단계 등이 구현되도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 섬광등 제어시스템의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 적용된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용된 위상제어모듈의 상세 회로도.
도 3 은 본 발명 섬광등전원장치(PSU:power supply unit)의 SSR1을 보인 상
세 회로도.
도 4 는 본 발명에 적용된 컨트롤패널을 보인 구성도.
도 5 는 본 발명에 적용된 섬광등의 통신방법을 나타낸 파형 그래프로, 한
주기의 간격으로 섬광을 시작하는 것을 보인 것이다.
도 6 은 본 발명에 적용된 섬광등 통신의 설계를 나타낸 그래프.
도 7 은 본 발명에 적용된 섬광등의 명령어를 보인 설명도.
도 8 은 본 발명에 적용된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법을
보인 흐름도.
본 발명에 적용된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법은 도 1 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템에 관한 것으로 다음의 기술적 구성을 구비한다.
즉, 본 발명은 외부에서 전원을 공급받아 전원장치에 전원을 공급하고, 온,오프 및 밝기단계의 제어신호를 전원장치에 공급하고, 섬광등의 작동상태 신호를 받아 섬광등 상태를 표시하고, 제어실의 섬광등 제어명령에 따라 섬광등을 제어하고 섬광등 상태를 제어실로 전송하는 마스터타이머(Master Timer)(100)가 구비된다.
특히 상기 마스터타이머(Master Timer)(100)는 원격 제어소(예: CCR 룸 또는 타워) 또는 마스터 타이머의 자체 조작 장치(예: Key Pad)를 통해 활주로 상에 설치된 연쇄식 섬광등의 출력광도 밝기(예: 저광도, 중광도, 고광도)를 제어하고 섬광등의 섬광을 시작하는 제어명령 트리거 신호를 섬광등 전원부로 전송한다. 그리고 섬광등 전원장치의 동작 상태를 감시하고 이를 원격 제어소로 전송 할 수 있다. 마스터 타이머는 섬광등의 구성 개수를 가변적으로 결정하여 운영할 수 있다. 마스터 타이머의 트리거 신호 송출은 개별 전원부로 송출하지 않고, 전원부의 입력전원 선로를 이용하여 일괄 전송되는 편의성을 제공 하고 있다.
또한 본 발명은 상기 마스터타이머(Master Timer)(100)로부터 섬광 시점, 출력광도 명령 신호를 받아 고유한 자기 주소(Address)에 따라 활주로 외곽부터 순차적으로 발광부의 LED 모듈을 연속 섬광시키는 기능을 수행하고, 전원장치 제어기에 부착된 고유 주소 입력기를 통해 구분할 수 있으며, 연쇄 섬광등의 섬광 순서를 결정할 수 있는 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 포함된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템을 제공한다.
이때 상기 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 마스터타이머에서 AC220V, AC110V, 0V를 입력받아 AC 220V 으로는 PSU의 전원으로 사용하고 AC 110V 는 통신용으로 사용한다. PSU는 자체적으로 주소를 지정할 수 있는 스위치가 있다. 마스터타이머에서 시작 신호(1주기 단락)가 들어오면 자신의 주소에 맞춰(자신의 주기)LED 구동보드를 구동하여 섬광하는 역할을 한다. 섬광 중 LED 구동보드에서 나오는 신호와 PSU 내부에 센서들을 읽어 자신의 상태를 마스터타이머로 전송하는데 SSR을 이용하여 전송한다.
한편, 본 발명에 적용된 상기 마스터타이머(Master Timer)(100)에는 다음의 기술적 구성이 구비된다.
즉, 본 발명은 마스터 타이머의 조작 및 표시장치로, 섬광등전원공급장치(200)이 동작상태를 표시하는 컨트롤패널(110)이 구비된다.
이때 상기 컨트롤패널(110)은, 마스터 타이머의 조작/표시장치이다. 도 4 의 숫자(1)~(32)까지는 섬광등전원장치(PSU)(200)에 동작상태를 표시하는 LED번호이다. 만약 1번 PSU가 정상동작한다면 1번 LED에 불이 들어온다. 촤측하단 ● 표시는 동작상태 표시등 이다. SFL RUN(섬광등이 동작), SFL WARN(워닝), SFL ALARM(알람) 등 다양한 상태를 LED로 표시한다. 중앙의 LCD(네모칸)와 방향키들은 PSU 의 수량을 결정하고 운영하기 위한 설정메뉴를 세팅하는 기능을 한다. 우측 하단의 원형 스위치는 마스터타이머를 조작하기 위한 스위치이다. REM 은 리모트 동작으로 원격제어소에서 동작지시를 받아 동작한다. OFF부터 LO ME HI는 리모트가 아닌 마스터 타이머에서 조작하기 위한 스위치다. OFF시 섬광등 끔, LO시 저단 섬광, ME시 중단 섬광, HI시 고단 섬광 동작을 시작한다. (현재 그림은 저단 섬광에 설정되어 있다.)
또한 본 발명은 위상제어모듈의 SSR1을 상시 ON시켜 단락 전 대부분 전류를 SSR1을 통해 흐르게 하고, 110V와 0V를 단락시키기 위해 SSR1은 OFF시키고 SSR2를 ON 시키므로 회로가 단락되도록 한 컨트롤보드(120)가 구비된다.
그리고 본 발명은 AC220V 전원을 입력받아 AC110V를 만들어내고, AC 110V는 통신을 위해 사용되는 트랜스포머(130)가 구비된다.
또한 본 발명은 마스터 타이머 컨트롤보드에서 보내는 신호를 받아 섬광등전원장치에 보내는 역할을 하는 위상제어모듈(140)이 구비된다.
이때 상기 신호를 보내는 방법은 다음과 같다. 위상제어모듈의 SSR1을 상시 ON시켜 단락 전 대부분 전류를 SSR1을 통해 흐르게 한다. 110V와 0V를 단락시키기 위해 SSR1은 OFF시키고 SSR2를 ON 시키므로, 회로가 단락된다. 이때 회로보호용 저항을 통해 110V 와 0V 가 단락되므로, 전류가 흐르게 되고, 회로는 안전하게 단락된다. 마스터 타이머는 전압을 1주기 단위로 단락시켜 명령을 전송한다.
그리고 본 발명은 AC110V 선의 전류를 감지하는 역할을 하는 CT(current transformer)(150)가 포함된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템을 제공한다.
이때 상기 CT(current transformer)(150)의 AC110V에 전류가 흐르는 것은 PSU의 SSR이 AC110V를 0V 와 단락시켰을 때 이고 이것이 PSU가 정상신호를 보내는 방법이다.
또 한편, 본 발명에 적용된 상기 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에는 다음의 기술적 구성이 구비된다.
즉, 본 발명은 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에서 마스터타이머(100)로 신호를 보내기 위한 장치로 PSU 컨트롤보드에서 신호를 받아 AC110V 0V를 단락시켜 전류를 발생시키는 솔리드스테이트계전기(SSR:solid state relay)(210)가 구비된다.
이때 상기 솔리드스테이트계전기(SSR:solid state relay)(210)는 자신의 주소에 해당하는 주기에 전류를 발생시키기 때문에 마스터타이머는 CT(current transformer)(150)를 통해 전류를 읽고 해당주소를 판별할 수 있다.
또한 본 발명은 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)를 제어하는 보드로, AC110V의 위상을 읽어 마스터타이머의 신호를 분석하는 컨트롤보드(220)가 구비된다.
이때 상기 분석은 AC110V가 단락된 시간을 계산 하는 것으로 타이머인터럽트를 이용하여 시간을 계산하며, 시간을 계산하여 주기를 알아낸다. 마스터타이머에서 시작명령어가 전송되면 자신의 주기에 섬광을 시작하며 LED 구동보드를 ON 시켜 섬광시킨다. 또한, LED 구동보드를 감시하고, PSU 상태를 감시하여 마스터타이머로 전송하는 역할을 한다.
그리고 본 발명은 섬광등(240)을 제어하는 LED구동보드(230)가 구비된다.
또한 본 발명은 LED발광부로 긴 수명과 저전력을 사용하고, 전원장치에서 공급받은 전원으로 섬광하고, 고광도, 중광도, 저광도로 섬광하는 섬광등(240)이 포함된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템을 제공한다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(Master Timer)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 본 발명에 적용된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 구성도이다.
상기한 방식은 교류전압을 이용한다는 점에 있어서 기존의 P.L.C(전력선통신)방식과 유사하나, 주파수를 변조를 하지 않고, 그대로 사용한다는 점에서 차이가 크다. 마스터타이머(100)는 도 1 의 위상제어모듈(140)을 통해 트랜스포머(130)의 110V와 0V를 단락시키게 된다.
도 2 는 본 발명에 적용된 위상제어모듈의 상세 회로도로, 상기 위상제어모듈(140)을 통해 트랜스포머(130)의 110V와 0V를 단락시키는 방법은 다음과 같다. 즉, 위상제어모듈(140)은 도 2 와 같이 두 개의 SSR(SSR1, SSR2)과 두 개의 저항으로 구성되어 있다.
따라서 마스터타이머(100)의 컨트롤보드(120)는 위상제어모듈(140)의 SSR1을 상시 ON시켜 단락 전 대부분 전류를 SSR1을 통해 흐르게 한다. 110V와 0V를 단락시키기 위해 SSR1은 OFF시키고 SSR2를 ON 시키므로 회로가 단락된다. 이때 회로보호용 저항을 통해 110V 와 0V 가 단락되므로, 전류가 흐르게 되고 회로는 안전하게 단락된다.
도 3 은 본 발명 섬광등전원장치(PSU:power supply unit)의 SSR1을 보인 상세 회로도이다.
즉, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 LED모듈상태를 감시/검출 할 수 있는데, LED구동보드(230)에 있는 전류센서를 통해 섬광시 회로에 흐르는 전류를 컨트롤보드(220)에서 감지하여 LED가 개방되었거나 단락된 상태를 확인 할수 있다. 또한, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)와 LED발광부에 설치된 도어센서를 통해 도어의 개방여부를 감시한다. 만약, 도어가 개방 될 경우, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 입력전원(AC220V)과 LED모듈의 입력전원(DC48V)이 모두 차단된다.
이때 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 LED모듈과 전원부에 이상이 없을 경우 자신의 주소에 해당하는 주기에 110V와 0V를 단락시켜 전류를 발생시키며 방법은 다음과 같다.
즉, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 컨트롤보드(220)에서 도 3 의 SSR1을 ON 시키면 저항을 통해 110V 와 0V가 단락되므로 전류가 회로에 흐르게 된다.
도 4 는 본 발명에 적용된 컨트롤패널(110)을 보인 구성도이다.
즉, 상기 컨트롤패널(110)은 마스터 타이머의 조작/표시장치로, 숫자(1)~(32)까지는 섬광등전원장치(PSU)(200)에 동작상태를 표시하는 LED번호이다. 만약 1번 PSU가 정상동작한다면 1번 LED에 불이 들어온다. 촤측하단 ● 표시는 동작상태 표시등 이다. SFL RUN(섬광등이 동작), SFL WARN(워닝), SFL ALARM(알람) 등 다양한 상태를 LED로 표시한다. 중앙의 LCD(네모칸)와 방향키들은 PSU 의 수량을 결정하고 운영하기 위한 설정메뉴를 세팅하는 기능을 한다. 우측 하단의 원형 스위치는 마스터타이머를 조작하기 위한 스위치이다. REM 은 리모트 동작으로 원격제어소에서 동작지시를 받아 동작한다. OFF부터 LO ME HI는 리모트가 아닌 마스터 타이머에서 조작하기 위한 스위치다. OFF시 섬광등 끔, LO시 저단 섬광, ME시 중단 섬광, HI시 고단 섬광 동작을 시작한다.(도 4 는 저단 섬광에 설정되어 있다.)
만약, LED모듈의 LED가 25%이상 단락이 되거나, 회로가 개방되었을 때, 그리고 전원부에 문제가 발생하여 신호를 발생시키지 않을 경우, 마스터타이머(100)는 신호가 들어오지 않은 해당 주기를 계산하여, 고장난 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 번호를 인식하며 그 상태를 컨트롤패널(110)의 LED에 표시하고, REMOTE 접점을 통해 섬광등의 상태를 상위 서버로 전송한다.
도 5 는 본 발명에 적용된 섬광등의 통신방법을 나타낸 파형 그래프로, 한 주기의 간격으로 섬광을 시작하는 것을 보인 것이다.
즉, 상기 마스터타이머(100)는 전압을 1주기 단위로 단락시켜 명령을 전송하고, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 전압이 단락 된 시간을 타이머 인터럽트를 이용하여 계산하게 되며, 계산 된 주기로 명령을 인식하고, 한 주기가 단락되면 그 다음 주기부터 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 자신의 주소에 따라 연쇄섬광을 하고, 한 주기의 간격으로 섬광을 시작하게 된다.
이때 성광등 통신방법에서 빨간색 곡선은 AC110V 의 위상을 나타낸 것이다. 1주기에 직선으로 표현된 부분은 마스터타이머(100)에서 1주기 시간만큼 AC110V를 단락시켰을 때 나오는 파형을 그린 것이다. 1주기가 단락되면 1번 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 그 다음 주기에 섬광을 시작하고 2번은 또 그 다음 주기에, 이어서 연쇄적으로 섬광한다는 내용을 표현한 것이다. 7주기에 보면 6번 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 섬광을 했고 동시에 1번 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 검출을 시작하게 된다.
도 6 은 본 발명에 적용된 섬광등 통신의 설계를 나타낸 그래프이다.
즉, 전원부에 이상이 없을 경우 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 7번째 주기부터 전류를 발생시켜 신호를 보내는데, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 1번부터 시작하여 세 주기 간격으로 신호를 보내게 되고, 이때 마스터타이머(100)는 회로에 흐르는 전류를 CT(current transformer)(150)를 통해 감지하여 전류가 흐른 주기의 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 정상동작하고 있음을 알 수 있도록 한다.
이때 상기 주기는 정현파 주파수의 한 Cycle로 60Hz의 경우, 16.6666ms를 60Hz 의 경우 20ms를 한주기로 한다. 도 6 에서 표현한 것은 0.5초간 30개의 주기가 흐른 것을 표현한 것이다.
그리고 마스터타이머는 1번째 주기에 단락된 것을 표시한 것이다.
또한 섬광은 2주기에 1번 PSU섬광, 3주기에 2번 PSU섬광, 이후 순차적으로 섬광함을 표현한 것이다.
그리고 감시/검출은 PSU가 잘 섬광하였고, 전원부에 이상이 없다면 1번 PSU가 7번째 주기에 SSR(210)을 단락시켜 전류를 만들고 마스터타이머(100)에 신호를 보내고, 이후 10번째 주기에 2번 PSU가 보내고, 이후 3 주기 간격으로 신호를 보냄을 표현한 것이다.
도 7 은 본 발명에 적용된 섬광등의 명령어를 보인 설명도이다.
즉, 마스터타이머(100)는 공항의 지형과 상황에 따라 다양한 수량의 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)를 제어할 수 있는데, 총 32개까지 제어가 가능하며, 최초 섬광등 설치시 마스터타이머(100), 컨트롤패널(110)의 메뉴에서 해당 공항에서 사용할 섬광등(240)의 수량을 입력하여 설정함에 따라, 섬광등 운영 시 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 상태를 감시 및 관리할 수 있다.
이때 상기 마스터타이머(100)는 0.5초에 한번 씩 시작 명령을 전송하는데, 시작 1부터 시작 4까지 명령어를 반복, 전송하여 섬광을 유지하며, 밝기를 제어하거나, 섬광을 중지 할 땐 상기 도 7 과 같이 명령어를 전송한다.
이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 만약 60Hz의 상용 전원을 이용하여 섬광을 한다고 가정하고 20개의 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)를 사용한다고 가정한다면, 0.5초는 총 30개의 주기를 갖게 된다.
이때 마스터타이머(100)가 첫 번째 주기를 단락하면 2번째 주기부턴 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 자신의 번호부터 섬광을 하고, 30번째 주기가 될 때까지 연쇄적으로 섬광할 것이다.(20개의 PSU기 때문에 21주기까지 섬광하고 22~30까지는 섬광이 없음)
따라서 30주기가 되면 0.5초가 흘렀고 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 한번씩 섬광을 마쳤다. 그 다음 마스터타이머(100)는 2주기를 단락시켜 다시 섬광 시작신호를 알리는데 1주기가 단락되면 그 다음 주기부터 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 다시 한번 연쇄섬광을 시작하게 된다. 그렇게 0.5초가 지나 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 1초 동안 두 번 연쇄섬광을 하게되는 것이다.
한편, 도 8 은 본 발명에 적용된 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법을 보인 흐름도를 나타낸 것이다.
즉, 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법에 관한 것으로 이하에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
(a) 마스터타이머(100)에 전원이 인가되고, 마스터타이머(100)의 CPU에서 H/W를 초기화하는 단계를 거친다.
(b) 마스터타이머(100)에 공급된 220V와 트랜스포머(130)의 110V가 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 공급되는 단계를 거친다.
(c) 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 CPU에서 H/W를 초기화하는 단계를 거친다.
(d) 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 110V 전압의 주파수에 동기화되는 단계를 거친다.
(e) 마스터타이머(100)의 컨트롤패널(110)에 현재 시스템의 상태를 표시하는 단계를 거친다.
(f) 마스터타이머(100)가 원격제어소 또는 컨트롤패널을 통해 동작명령을 받는 단계를 거친다.
(g) 마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 연쇄섬광명령어, 밝기제어명령어 및 중지명령어를 보내는 단계를 거친다.
(h) 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광을 종료하는 단계를 거쳐 공항 비행장용 섬광등 제어시스템을 제어하게 된다.
이때 상기 본 발명에 적용된 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)간의 통신은 교류전압을 통해 이루어진다.
그리고 상기 마스터타이머의 트랜스포머에서 공급되는 교류전압은 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 병렬로 접속되므로 마스터타이머(100)와 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 서로 동기화된 교류 주파수의 주기를 갖게 된다.
또한 상기 마스터타이머(100)는 전압을 1주기 단위로 단락시켜 명령을 전송하고, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 전압이 단락 된 시간을 타이머 인터럽트를 이용하여 계산하게 되며, 계산 된 주기로 명령을 인식하고, 한 주기가 단락되면 그 다음 주기부터 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 자신의 주소에 따라 연쇄섬광을 하고, 한 주기의 간격으로 섬광을 시작하게 된다.
그리고 전원부에 이상이 없을 경우 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 7번째 주기부터 전류를 발생시켜 신호를 보내는데, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 1번부터 시작하여 세 주기 간격으로 신호를 보내게 되고, 이때 마스터타이머(100)는 회로에 흐르는 전류를 CT(current transformer)(150)를 통해 감지하여 전류가 흐른 주기의 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 정상동작하고 있음을 알 수 있도록 한다.
특히 상기 (g) 단계에는 마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 시작1,2,3,4의 명령어를 순차적으로 보내는 단계; 이후 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광하는 단계; 이어서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 LED구동부와 전원부의 상태를 감시/검출해 마스터타이머(100)로 보내는 단계;가 포함되고, 아울러
마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 저단, 중단, 고단 밝기의 명령어를 순차적으로 보내는 단계; 이후 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광하는 단계; 이어서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 LED구동부와 전원부의 상태를 감시/검출해 마스터타이머(100)로 보내는 단계;가 포함되고, 더하여
마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 섬광 중지 명령어를 보내는 단계를 거치게 됨은 물론이다.
따라서 본 발명에 적용된 상기 마스터타이머(100)는 0.5초에 한번씩 시작 명령을 전송하되, 시작 1부터 시작 4까지 명령어를 반복 전송하여 섬광을 유지하며, 밝기를 제어하거나 섬광을 중지하는 명령어를 전송하게 된다.
본 발명에 적용된 상기 주기는 정현파 주파수의 한 Cycle로 60Hz 의 경우, 16.6666ms를 50Hz 의 경우 한주기로 한다.
그리고 동기화는 입력되는 상용전원 주파수의 상승구간을 타이머로 계산하여 마스터타이머와 PSU가 정확한 시간(주기)을 공유하도록 한 것이다.
또한 H/W 초기화는 마스터타이머의 H/W와 PSU의 H/W의 초기화, 마스터타이머의 MICOM(DSP Chip)의 IO 핀, PSU MICOM(AVR Chip)의 IO 핀과 주변회로의 상태를 미리 설정된 값으로 초기화 하는 것이다.
그리고 주파수는 상용전원의 주파수, 50Hz, 60Hz이다.
또한 모니터링은 PSU에서 발생시킨 전류를 마스터타이머의 CT(전류변압기)를 통해 읽고, 해당주기를 계산하여 몇 번 PSU에서 발생시켰는지 모니터링 하는 것이다.
그리고 상태표시는 모니터링 된 PSU의 상태를 컨트롤패널의 LED에 표시하는 것이다.(정상인 PSU 번호 LED는 ON비정상 PSU 번호 LED는 OFF 함)
또한 감시 및 검출은 PSU의 LED 모듈의 상태와 전원부의 상태를 감시하고 PSU SSR1을 통해 자신의 주소에 해당하는 주기에 전류를 발생시켜 마스터타이머가 알 수 있도록 한 것이다.
상기한 결과 본 발명은 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(Master Timer)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 하는 효과를 제공하게 된다.
본 발명 공항 비행장용 섬광등 제어시스템 및 그 제어방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 마스터타이머(Master Timer)
110: 컨트롤패널
120: 컨트롤보드
130: 트랜스포머
140: 위상제어모듈
150: 커런트트랜스포머(CT:current transformer)
200: 섬광등전원장치(PSU:power supply unit)
210: 솔리드스테이트계전기(SSR:solid state relay)
220: 컨트롤보드
230: LED구동보드
240: 섬광등

Claims (6)

  1. 주파수를 변조하지 않고 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템에 관한 것으로,
    외부에서 전원을 공급받아 전원장치에 전원을 공급하고, 온,오프 및 밝기단계의 제어신호를 전원장치에 공급하고, 섬광등의 작동상태 신호를 받아 섬광등 상태를 표시하고, 제어실의 섬광등 제어명령에 따라 섬광등을 제어하고 섬광등 상태를 제어실로 전송하는 마스터타이머(Master Timer)(100); 및 상기 마스터타이머(Master Timer)(100)로부터 섬광 시점, 출력광도 명령 신호를 받아 고유한 자기 주소(Address)에 따라 활주로 외곽부터 순차적으로 발광부의 LED 모듈을 연속 섬광시키는 기능을 수행하고, 전원장치 제어기에 부착된 고유 주소 입력기를 통해 구분할 수 있으며, 연쇄 섬광등의 섬광 순서를 결정할 수 있는 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200);가 포함되되,
    상기 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에는, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에서 마스터타이머(100)로 신호를 보내기 위한 장치로 PSU 컨트롤보드에서 신호를 받아 AC110V 0V를 단락시켜 전류를 발생시키는 솔리드스테이트계전기(SSR:solid state relay)(210); 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)를 제어하는 보드로, AC110V의 위상을 읽어 마스터타이머의 신호를 분석하는 컨트롤보드(220); 섬광등(240)을 제어하는 LED구동보드(230); 및 LED발광부로 긴 수명과 저전력을 사용하고, 전원장치에서 공급받은 전원으로 섬광하고, 고광도, 중광도, 저광도로 섬광하는 섬광등(240);이 포함됨을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 마스터타이머(Master Timer)(100)에는,
    마스터 타이머의 조작 및 표시장치로, 섬광등전원공급장치(200)이 동작상태를 표시하는 컨트롤패널(110);
    위상제어모듈의 SSR1을 상시 ON시켜 단락 전 전류를 SSR1을 통해 흐르게 하고, 110V와 0V를 단락시키기 위해 SSR1은 OFF시키고 SSR2를 ON 시키므로 회로가 단락되도록 한 컨트롤보드(120); 및
    AC220V 전원을 입력받아 AC110V를 만들어내고, AC 110V는 통신을 위해 사용되는 트랜스포머(130);
    마스터 타이머 컨트롤보드에서 보내는 신호를 받아 섬광등전원장치에 보내는 역할을 하는 위상제어모듈(140); 및
    AC110V 선의 전류를 감지하는 역할을 하는 CT(current transformer)(150);가 포함됨을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템.
  3. 삭제
  4. 컨트롤패널(110), 컨트롤보드(120), 트랜스포머(130), 위상제어모듈(140) 및 CT(150)가 포함된 마스터타이머(100)와, 솔리드스테이트계전기(210), 컨트롤보드(220), LED구동보드(230) 및 섬광등(240)이 포함된 섬광등전원공급장치(200)가 구비된 상태에서 주파수를 변조하지 않고 상기 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 서로 동기화(同期化)된 교류 주파수의 주기를 갖도록 한 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법에 관한 것으로,
    (a) 마스터타이머(100)에 전원이 인가되고, 마스터타이머(100)의 CPU에서 H/W를 초기화하는 단계;
    (b) 마스터타이머(100)에 공급된 220V와 트랜스포머(130)의 110V가 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 공급되는 단계;
    (c) 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 CPU에서 H/W를 초기화하는 단계;
    (d) 마스터타이머(100)와 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 110V 전압의 주파수에 동기화되는 단계;
    (e) 마스터타이머(100)의 컨트롤패널(110)에 현재 시스템의 상태를 표시하는 단계;
    (f) 마스터타이머(100)가 원격제어소 또는 컨트롤패널을 통해 동작명령을 받는 단계;
    (g) 마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 연쇄섬광명령어, 밝기제어명령어 및 중지명령어를 보내는 단계; 및
    (h) 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광을 종료하는 단계;를 거치므로, 마스터타이머(100)는 전압을 1주기 단위로 단락시켜 명령을 전송하고, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 전압이 단락 된 시간을 타이머 인터럽트를 이용하여 계산하게 되며, 계산 된 주기로 명령을 인식하고, 한 주기가 단락되면 그 다음 주기부터 모든 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 자신의 주소에 따라 연쇄섬광을 하고, 한 주기의 간격으로 섬광을 시작하게 되고, 전원부에 이상이 없을 경우 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)는 7번째 주기부터 전류를 발생시켜 신호를 보내는데, 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)의 1번부터 시작하여 세 주기 간격으로 신호를 보내게 되고, 마스터타이머(100)는 회로에 흐르는 전류를 CT(current transformer)(150)를 통해 감지하여 전류가 흐른 주기의 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 정상 동작하고 있음을 알 수 있도록함을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 (g) 단계에는,
    마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 시작1,2,3,4의 명령어를 순차적으로 보내는 단계; 이후 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광하는 단계; 이어서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 LED구동부와 전원부의 상태를 감시/검출해 마스터타이머(100)로 보내는 단계;가 포함되고, 아울러
    마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 저단, 중단, 고단 밝기의 명령어를 순차적으로 보내는 단계; 이후 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 명령을 받아 LED구동보드를 제어해 섬광하는 단계; 이어서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)가 LED구동부와 전원부의 상태를 감시/검출해 마스터타이머(100)로 보내는 단계;가 포함되고, 더하여
    마스터타이머(100)에서 섬광등전원공급장치(PSU:power supply unit)(200)에 섬광 중지 명령어를 보내는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법.
  6. 청구항 4 에 있어서,
    상기 마스터타이머(100)는,
    0.5초에 한번씩 시작 명령을 전송하되, 시작 1부터 시작 4까지 명령어를 반복 전송하여 섬광을 유지하며, 밝기를 제어하거나 섬광을 중지하는 명령어를 전송함을 특징으로 하는 공항 비행장용 섬광등 제어시스템의 제어방법.
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