현재 오디오 신호의 가청주파수와 가시광선 스펙트럼의 매칭을 통한 조명 방식은 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있으며 관련제품이 상용화 되어 출시 및 판매되고 있다. 하지만 기존 방식들은 단순한 매핑만을 사용함으로써, 감성을 전달하기에 다소 부족한 면이 있다. 따라서 실질적이고 체계적인 감성디자인을 통한 매칭 알고리즘 및 시스템에 대한 요구가 증가되고 있으며, 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 디지털 음원 기반의 LED 컬러 제어를 위한 시스템을 구성해 보았다. 해당 시스템 구성을 위해서 알고리즘을 개발하여 디지털 음원 소스를 이용한 LED 컬러 제어 실험을 진행하였으며, 시뮬레이션을 이용한 실제 LED 컬러 제어 시스템을 통해 알고리즘의 유용성을 입증하였다. 본 논문에서 제안하는 디지털 음원 기반의 LED 컬러 제어 시스템은 LED 제어 및 다양한 분야에 응용하여 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제19권4호
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pp.214-220
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2021
In this study, we constructed several scenarios that are required for LED lighting, and we designed and implemented an LED lighting control system to operate these scenarios to confirm their behavior. An LED lighting control system is a hybrid control board that is designed by combining LED controllers and SMPS, consisting of an AC/DC power supply part that converts AC 220 V into DC 12 V, and a drive and control part that controls the scenario and color of the LED module. Conventional LED light controllers have an input power of DC 12 V, so when using the input AC 220 V, the SMPS must be connected to the LED light controller. To eliminate this inconvenience, a hybrid LED lighting control system was configured to combine LED lighting controllers and SMPS into one control system. Furthermore, we designed a control system to represent the most appropriate color according to the input of the distance and illumination using a fuzzy control system to conduct computer simulations.
Full-Color LED lighting system requires efficient control of the lighting color in order to easily achieve various color effects. In this paper, we present not only a portable color scanner using color sensors which can control lighting color directly from detected color but also methods to convert detected color to a complementary color, similar colors and so on. In addition, we propose a compensation method for measured sensor color to reduce measurement errors more than 50[%] in detected color. The developed color scanner is applied to control full-color LED ceiling light for emotional lighting.
본 논문에서는 PA스피커 시설물 부착형 LED패치의 음원감성 연계형 컬러코드 제어 기술에 관한 연구를 진행하였다. PA스피커 음원에 따라 LED패치의 컬러코드를 제어할 수 있는 기술을 제시하였으며, 이를 위한 PA스피커 시설물 부착형 LED 패치를 개발하였다. PA스피커 시설물 부착형 LED패치의 컬러코드 제어 기술은 PA스피커로부터 음원 감지 유무를 확인하고, 음원이 감지된 경우 아날로그 신호(음원)을 디지털 신호로 변환하여 메인컨트롤러에 전달하여 LED패치의 컬러코드 색상 및 패턴을 제어할 수 있도록 구현하였다. 본 논문에서는 PA스피커 시설물 부착형 LED패치의 음원감성 연계형 컬러코드 제어 시스템을 구축하고, 이를 통하여 PA스피커의 음원에 따라 효과적으로 컬러코드를 제어할 수 있는 PA스피커 시설물 부착형 LED패치 컬러코드 제어 실험을 진행하였으며, LED패치의 컬러코드 제어 유무를 통한 제안기술의 유용성을 보였다. PA스피커 시설물 부착형 LED패치의 음원감성과 연계된 컬러코드 제어 기술은 향후 다양한 분야에 연구 방향을 제시하고, 응용사례로 널리 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
The color temperature flexibility-typed Lighting Emitting Diode(LED) lighting control system proposed in this thesis employs Pulse Width Modulation(PWM) technique to control the brightness of LED lighting. The LED lighting used as a light source has 20W downlight composed of two types of LED chips: one is Warm White and the other is Cool white. One multi-sensor module consisting an infrared sensor, an illumination sensor, and a temperature sensor was made, to which Bluetooth wireless communication technique was applied to enable a smartphone application to control lighting brightness and identify the information collected from the sensor. CS-1000, a spectroradiometer, was used to measure LED dimming control and the changing values of a color temperature in eight steps. According to a test, it was found that it was possible to change a color temperature from 3187K of Warm White LED to 5600K of Cool White LED.
본 논문은 LED 조명을 이용한 실내 환경에서 사용자가 운동 및 휴식을 취할 때 퍼지 추론을 통하여 상황에 최적화된 LED 감성조명 알고리즘을 구현한다. 기존의 단순 색온도 제어보다 퍼지이론을 사용하여 복잡한 조건하에서 색상과 색온도를 사용자 환경에 맞게 LED 광원을 컨트롤 한다. 사용자의 행동에 따라 감성언어의 색상과 온도에 따른 색상의 배합을 통한 퍼지 추론 기반의 LED 감성조명 시스템을 설계한다. 그 결과 색상과 색온도가 사용자의 감성에 좋은 영향을 주어서 휴식 및 운동에 효과적인 감성조명을 나타낼 수 있을 것이다.
This paper presents an LED lighting which can control its color temperature. It consists of a power factor correction (PFC) circuit, an LED driver, and an LED color control circuit. The proposed system can adjusts the light intensity to obtain a desired color with independently changeable illuminance. The power factor of the PFC circuit is 98%. The LED driver has 90% efficiency at 300mA output current. The output power of the experimented LED lighting is 150 W. The achieved color temperature range was from 3000K to 7500K, and the illumination one was from 500 lux to 1500 lux.
본 논문에서는 색상과 밝기가 조절 가능한 LED 조명 기기를 설계하고 구현하였다. 본 조명 기기는 RGB와 백색 LED로 구성되고 마이크로 컨트롤러에 의해 구동된다. 4색 LED를 사용하여 자연계의 거의 모든 색상을 조명 시스템 내에서 표현하도록 하였다. 조명기구의 수명 연장을 위해 LED를 흐르는 전류는 최대값을 넘지 않도록 PWM을 이용한 전류 제어를 실시하였다. 또한 사용자가 미리 설정한 여러 개의 색상과 밝기정보를 저장하고 다시 불러올 수 있는 기능을 탑재하여 사용자가 손쉽게 원하는 조명을 설정하여 사용하도록 하였다. 구현된 조명시스템은 전자기적합성 검사 등을 통과하였으며 실제 조명기구 제품으로 사용가능하다.
In this paper, the method to calculate chromaticity coordinate from spectral power distribution of LED is presented. Also, inverse tri-stimulus algorithm to find mixed luminance of red, green, blue LED from targeted luminance and chromaticity coordinate is proposed. Besides, digital light color control system of LED lamp applied this algorithm has been developed. In experiments, each chromaticity coordinate of red, green, blue LED calculated from this algorithm has relative percentage error of few % to measured values. Digital code is drawn from inverse tri-stimulus algorithm, and measured values of luminance and chromaticity coordinate of LED lamp digitally controlled by this code also have relative percentage error within a few % to targeted luminance and chromaticity coordinate.
현대 사회에서 조명은 인간 중심적인 자연 조명의 변화를 연출하고 에너지 소비 절감과 효율적인 관리를 위하여 IT 기술과 LED를 결합한 형태로 개발 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 Arduino Due와 Bluetooth 및 Zigbee 무선통신 기술을 이용하여 3000K Warm LED와 6000K Cool LED로 구성된 LED 조명의 색온도 및 밝기를 제어할 수 있는 LED 조명 제어 시스템을 제안하였다. Arduino Due는 Duty rate을 조절하여 조명의 색온도를 여러 단계로 조절 할 수 있도록 하였고, 1:N 다중통신이 가능한 Zigbee 통신을 이용하여 많은 조명을 제어할 수 있도록 하였다. 그리고 Bluetooth 통신을 이용하여 스마트폰 어플리케이션으로 LED 조명을 손쉽게 제어할 수 있도록 하여 사용자의 편리성을 증대시켰다. 본 논문에서 구현한 무선통신 기반의 LED 조명제어 시스템은 3067K~5960K의 다양한 색온도 제어와 조도 제어를 통하여 인간 중심적인 조명을 연출할 수 있을 뿐만 아니라 소비전력을 줄일 수 있어 자연 친화적인 조명 시스템으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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