외국산제품의 수입에만 의존하던 항로표지용 전원일체형 소형 LED 등명기(Self-powered LED Lantern)를 국내 처초로 개발하여 제작하고 시험을 통해 그 성능을 확인하였다. 이에 외국에서 생산되는 제품들의 동향과 국내 최초로 개발된 항로표지용 전원일체형 소형 LED 등명기(Self-powered LED Lantern)의 주요 특징 및 성능을 소개한다.
해상용 등명기의 동기 점멸은 해상에서 선박이 운항할 때, 다른 위험 표시기의 점등 패턴과 구분하여 선박의 안전한 운항을 지원한다. 일반적인 해상용 등명기의 점등기법은 낮과 밤을 감지하여 정해진 점등 규약에 따라 점등하는 방식으로 시간이 지남에 따라 등명기들의 시간 오차가 발생하여 등명기 전체의 동기 점멸이 이루어지지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 GPS의 위성시간을 기준으로 하여 모든 등명기들이 개별적으로 동기시간을 일정하게 맞추는 동기식 점등기법을 사용한 정전류방식의 해상용 LED 등명기를 설계하였으며, LED등명기 내부의 제한되고 밀폐된 공간에서 효율적인 방열성능을 갖는 방열방법을 제시하였다.
본 논문은 최대전력추종 태양광 충전법을 적용한 LED 동기점멸등 제어시스템 설계 및 구현을 목표로 한다. 즉, 선박의 야간 안전항해를 돕기 위한 항로표지인 등부표에 장착되는 LED 동기점멸등의 구동제어 시스템, 최대전력추종 방식의 전류제어 벅 컨버터를 적용한 배터리 충전시스템의 설계 및 구현, 그리고 그 특성파악에 대해 중점적으로 다룬다. 시스템에 적용한 태양광 모듈의 모델링 및 MATLAB 시뮬레이션을 통해 추출한 태양전지 파라미터를 충전회로 시스템에 적용하여 최대전력추종 태양광 충전시스템을 설계하였다. 따라서, 본 논문에서는 원칩 마이크로컨트롤러를 사용하여 최대전력추종(MPPT) 태양광 충전제어시스템과 GPS활용 LED 동기점멸등 구동제어시스템을 구현하여, 그 특성파악을 통한 실시스템 적용가능성을 확인하였다.
현재, 해양 선박의 경우 주간에는 육안을 통하여 쉽게 항구를 찾아 쉽게 선박을 정박시키거나 출항을 할 수 있지만, 사람의 시야를 확보할 수 없는 야간의 경우에는 선박의 전자 장비에 의존하거나 해상위에 떠 있는 해상 유도 표시등을 이용하여 선박을 정박시키거나 출항을 하고 있다. 또한, 현재의 많은 해상 유도 표시등은 GPS를 사용하여 제품을 설계하고 있지만, 시간에 따른 점멸 제어에 대한 오차가 누적되어 일정시간의 경과 후에는 유도등의 동기화에 많은 문제가 발생하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 야간에 선박의 안전한 출항과 정박의 안내를 위하여 해상 유도 표시등의 동시 점멸에 관한 논문으로 PGS 시간 정보 데이터를 이용하여 일정시간이 흘러간 뒤에도 유도등의 점멸 제어 누적 오차를 제거할 수 있는 알고리즘을 개발하여 기존의 제품을 보완할 수 있는 알고리즘을 제안하고 그 성능을 실험을 통하여 제시하고자 한다.
For a vessel to safely navigate on the ocean, it is required to check the vessel position as frequently as possible. When a vessel navigates oil the ocean or entering/leaving a port, the target area such as islands, points and mountain peak, etc. are used. However, when such target are not available or when vessel navigates in night time, installed artificial navigation aid facilities help successful vessel navigation. Light Wave Aid helps to confirm a position to the navigator directly and quickly. So, the synchronous light to display the accurate signal has wide applications. However, lantern domestic industry is small, and most of the products show non-compatibility. Consequently, this paper presents the synchronous lighting using UTC of GPS, which maintains compatibility with different lanterns. Also, by replacing conventional electric bulb with LED lamp, simple and efficient lighting system is obtained.
해안 또는 항만에 설치되는 항로표지 시설에 3색 LED를 적용하여 식별을 용이하게 하는 시각적인 감성식별 조명에 대한 연구로 항만 양측의 홍등 및 녹등에 의하여 입구를 확실하게 표시하고, GPS에 의한 시각동기와 타이머를 통하여 항만 유도등을 좌우동시 동기 및 일렬순차 동기시키는 콘트롤러를 구현하였다. LED에 의한 등대 구조물을 다양한 색상으로 표현하고 또한 높이에 따른 층별 색상으로 조화시키는 감성적 조명으로 야간에 항만의 수많은 조명과 구별되어 항해사들의 표지식별에 대한 혼란을 예방하고, 야간항만의 경관을 미화시키는 기대효과가 있다. 선박의 항만진입을 돕는 유도등의 동기 및 순차점멸 그리고 항만안전 메시지를 전달하는 CW 발광에 대한 기능을 부가하였고, 동명기를 고휘도 LED로 대체하여 전력소비를 크게 감소시킨다.
해안 및 항만에 설치되는 항로표지 시설에 3색 LED를 적용하여 야간에 식별을 용이하게 하는 감성적 시각의 조명과 항만 진입등의 점멸제어 방식에 대하여 연구하였다. 항만 양측에 홍등, 백등의 항로표지를 주변의 조명과 차별화하여 식별을 쉽게 하였고, GPS에 의한 시각동기와 타이머를 통하여 항만 진입등을 좌우 및 일렬순차 점등으로 동기시키는 통합형 콘트롤러를 설계하였다. LED에 의한 AtoN(Aids to Navigation) 시설을 높이에 따른 층별 색상으로 조화시키고 감성조명으로 표현하여 항해사의 표지식별에 대한 혼란을 방지하며 야간항만의 경관을 미화시키는 효과를 얻었다. 또한 선박의 항만진입을 인도하는 메시지를 전달하는 모르스 부호 발광의 기능을 부가적으로 구현하였다. 등명기는 반영구적인 고휘도 LED로 대체되므로써 수명과 소비전력에 대한 효율성을 증대하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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