생활수준의 향상으로 인하여 조명 및 디스플레이 제품을 이용하여 건물 및 건축물에 대하여 장식을 하는 것이 일반화 되어가고 있다. 본 연구에서는 옥외 및 옥내에 사인물로 사용되어지고 있으며 설치가 간편한 디스플레이 조명기기인 LED Tile을 개발하여 옥내 및 옥외용 디스플레이 조명 시장의 시장성 확보하기 위하여, 광학설계를 통한 고휘도 LED의 선정 및 배치, 케이스 설계를 실시하고 LED모듈에 AC 220V 전원을 직접 인가할 수 있으며 효율이 높고 최적화된 구동회로를 설계하였다. 또한 One Chip 마이크로컨트롤러를 사용하여 RGB LED의 광색가변 및 점멸 제어회로를 설계하고, LED 모듈간에 2개의 제어선만을 연결하여 다양하고 다이나믹한 패턴 동작(점멸, 광색가변)이 가능하도록 펌웨어를 설계하였다. 그 결과 설계된 LED Tile은 전체 크기가 $D130{\times}W130{\times}H50mm$로 매우 컴팩트하고 LED 배치 및 광학설계를 통하여 최대광도 60cd를 실현하였으며, LED Tile의 동작개수에 관계없이 설치가 간단하며 10개 이상의 디스플레이 패턴 제어가 가능하였다.
본 논문에서는 LED 조명을 효율적으로 제어하기 위한 방안으로 ARM사에서 개발한 마이크로컨트롤러인 Cortex M3를 사용하여 구성하였다. 또한, 근거리 무선통신을 사용하여 무선으로 LED조명을 제어하기 위하여 Bluetooth 통신방식을 적용하여 무선제어 회로를 구성하였다. 본 논문에서는 LED조명 제어회로를 무선으로 제어하기 위하여 누구나 가지고 있는 스마트폰을 가지고 제어할 수 있도록 안드로이드 어플리케이션을 설계하여 안드로이드 기반의 스마트폰에서 사용자가 쉽게 다운로드하여 LED조명 제어회로를 쉽게 무선으로 제어한다. 본 논문에서 구성한 Cortex M3를 이용한 LED조명 무선제어회로는 실내 및 실외에 적용할 경우 친환경적인 기술이며, LED의 효율을 높이기 위하여 LED드라이버를 사용하여 안정적인 전압공급이 이루어지게 되어 LED조명의 밝기가 제어된다.
최근 친환경 에너지에 대한 인식의 전환과 정부 시책에 힘입어 실용 수준의 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 조명기구가 등장하여 보급되고 있으며 이에 따라 매우 큰 에너지 절감효과의 영향이 나타나고 있다. 하지만 실제 LED 조명을 사용하는 것에 있어서는 개인을 위주로 하는 사용은 가능하지만, 대형 가로등이나 전체 홈 조명을 사용하는데 있어서는 효율의 문제, 안정성의 문제, 신뢰성의 문제 등 여러 가지 문제로 인해 전체 조명시스템을 구현하는 것은 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 종래의 DC LED가 가지고 있는 발열 현상 등의 안전상 문제점들을 해결하기 위해 최근 AC LED가 개발되기는 하였으나 이 또한 기존의 AC Power를 사용해서는 옥외 조명으로 사용하기 어려운 품질 안전성 및 신뢰성 등의 여러 가지 문제점이 발생한다. 이에 따라 AC LED에 적합한 Power를 개발 적용하여야 하며 이러한 LED 조명의 등장은 기존 LED 조명이 가지고 있는 한계상황을 타파함과 동시에 지속 가능한 에너지 절감을 실천할 수 있는 도구로서 그 역할을 해내게 될 것이다.
본 논문에서는 현재 단수명 및 잔고장의 빈도가 높은 LED 조명기의 수명 및 고장 발생을 최소화 하고자 연구를 진행하였으며, 현재 LED 칩의 경우 수명이 반영구적이라고 할 수 있지만, LED 칩의 수명에 비해 LED 조명기의 구동드라이버는 수명이 길지 않다. 최근에는 중국산등의 저가 LED 조명기가 시장에 진입함으로써 많은 소비자로부터 LED 조명기의 인식이 나빠지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 고장의 원인이 되는 LED 구동드라이버 부분에 있는 전해 콘덴서 부분을 제거하여 기존의 구동드라이버 보다 수명이 긴 AC Direct IC를 이용하여 25W급의 LED 조명기를 설계하였다.
본 연구에서는 방송 촬영용 LED Spot 조명기기를 두 가지 형태로 개발하여, 현재 방송용 스튜디오 조명기기가 설치되어 있는 공간에서 다수 사용되고 있는 영국의 Arri사 650W와 1000W Fresnel Spot 조명기기와 조도, 색온도, 연색성 등의 비교 데이터 측정과 피사체의 촬영 시 영상 및 연색성에 따른 색상을 비교 측정하였다. 그리고 방송 촬영용으로 LED Spot 조명기기가 대체 가능한지를 판단하기 위하여 성능평가분석 하였다.
LED 광원의 광학적 성능이 발전함에 따라 광원으로서의 광학효율이 기존 광원을 대체할 정도의 수준을 만족하고 있으며, 이에 의해 실내 조명광원으로서 활용도가 점차 증가하고 있다. 하지만, LED 광원의 경우 기존 광원과는 판이한 분광분포를 가지고 있으며, 소형 광원의 군집체로서 조명기구를 형성하기 때문에 이를 이용하는 사용자들에게 이전의 조명기구와는 크게 다른 느낌, 분위기 등을 가질 수가 있다. 본 연구에서는 기존광원과 LED 광원과의 차이점을 분석하고 이러한 차이점 즉, 분광분포 및 조명기구의 구성 형태 등에 따른 피험자들이 느끼는 색 편차, 조명 분위기의 변화 등을 평가 시험할 수 있는 실험실의 구성안을 제시하였다.
LED 조명은 IT융합 시대로의 진화에 따라 단순조명에서 인간중심화/다기능화 시스템 조명으로 발전하였고 그로 인해 다양한 센서기능, 통신기능 등의 IT기술과 소프트웨어를 융합시켜 사용 환경변화에 따른 조명 제어로 에너지를 절감하고, 빛의 세기와 색조절로 사용자 중심의 맞춤형 조명이 요구 되고 있다. 이러한 지능화된 시스템 조명을 위해서는 사용자 중심의 센서 적용 및 제어가 가능해야하며 이를 위한 통신 모듈의 플랫폼화가 필요하다. 이에 본 논문에서는 LED 조명관제를 위해 블루투스 BLE를 활용한 통신모듈 플랫폼을 제안하였다.
일본에서 지진의 여파로 전력난이 갈수록 심각해지면서 최근 친환경 고효율 발광다이오드(LED) 조명 시장이 특수를 누리고 있다는 보도를 심심찮게 접할 수 있다. 전력 수요가 집중되는 올 여름이면 가정과 기업들의 전력 사정이 더욱 악화될 것으로 예상되기 때문이다. LED 조명을 사용하면 백열등에 비해 전력 소모량을 10분 1가량으로 줄일 수 있지만, 고가의 제품은 무려 10배나 가격이 높다. 이처럼 LED 조명 시장이 특수를 누리자 제조 업체들도 증산에 적극 나서고 있다. 본 고는 Optronics 2011년 3월호에 개재된 Fuji Chimera 종합연구소 제1연구개발본부의 이에시마히데키씨가 기고한 내용으로서 일본을 비롯한 세계의 LED산업을 둘러싼 현상의 주요한 조류와 향후 전망에 관해 소개하고 있다.
LED는 화합물 반도체 특성을 이용해, 전기신호를 적외선 또는 빛으로 주고 받는 반도체의 일종으로 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화기기 등에 사용된다. LED는 최근 컴퓨터, 냉장고, 가로등, 주택용 일반 조명에 이르기까지 반도체산업을 뛰어넘을 차세대 산업군으로 주목받고 있다. LED 조명산업은 저탄소 녹색성장의 핵심축이고, 무(無)수은 친환경 아이템으로 포스트 교토의 기후협약, 저탄소사회 구현을 앞당기는 미래산업이다. 본 고에서는 LED 조명의 가치사슬 및 국내외 산업 구조를 분석하고 결론에서 시사점을 도출하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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