LED구동회로및 제어회로를 개발하였다. 개발된 LED구동회로는 새로운 PWM회로를 가지고 있으며 LED열의 디밍, 전류 및 온도제어 및 통신 기능을 할 수 있다. 개발된 PWM회로는 기본적인 디지털 논리소자를 사용하여 만들어 질 수 있는 두 개의 링 발진기와 한 개의 카운터로 구성되어 있다. 부가적으로 이 회로는 온-오프 제어 모드, 비상모드, 전력절감모드를 가지고 있으며 직열통신을 이용해서 제어된다. 설계 된 PWM 발생기와 제어회로는 마그나칩/하이닉스의 디지털 공정을 이용하여 제작되었다. 제작된 칩은 LED구동장치와 제어기 보드에 장착되어 테스트 되었으며 성공적으로 동작하였다.
최근 에너지 절약과 친환경 조명에 대한 관심이 고조되면서 기존 광원보다 효율이 좋은 LED 조명에 대한 연구가 증가되고 있다. LED 조명은 타 조명에 비해 초절전, 친환경, 장수명으로 21세기에 적합한 조명이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 기존의 LED 등기구 전원구동회로에 마이크로 컨트롤러 기반 볼트 레귤레이터를 이용한 전류 제어시스템을 장착하여 다양한 LED 등기구에 적합한 전류가변제어시스템을 개발하는 것이다. 이를 위해 가변저항과 보상저항을 이용하여 LED 순방향 전압값에 대한 영향이 최소화되도록 회로를 구성하여 안정적인 전원공급과 전류조정이 가능하도록 하는 전류가변제어시스템을 제안한다. 본 연구에서 제시한 마이크로 컨트롤러 기반 볼트 레귤레이터를 이용한 정전류 회로 및 이를 이용한 에너지 절감방법은 발광소자에 불필요한 발열을 최소화할 수 있고, 저항값을 세밀하게 조정할 수 있어 다양한 대용량 LED 등기구에 적용 가능하다. 본 연구는 궁극적으로 안정적인 전류 공급으로 LED 등기구의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 LED 조명 환경에서 LED 조명 제어보드를 구성하고자 하였다. LED 조명 제어보드는 주변 밝기의 변화에 따라 LED 조명의 밝기를 제어하도록 하였으며, 본 논문에서 구성된 LED 조명 제어보드는 8bit 마이크로컨트롤러인 ATmega128을 사용하여 제어 하도록 구성 하였다. LED 제어는 주변 밝기에 따른 CdS 출력값을 입력받아 ADC값을 결정하며, 결정된 ADC값은 LED 드라이버로 입력할 PWM 파형을 결정하게 된다. 이렇게 결정된 PWM 파형에 의해서 LED 조명의 밝기 제어가 가능하도록 하였다.
In this paper, we have studied for the current control method with high accuracy for the high power LED driver that is necessary to the lighting system using LEDs. The control performance of LED driver can be improved with the adjustment of current control boundary by introducing D/A converters for setting high-offset and low-offset. And microprocessor (ATmega128) and D/A converter with 8 bits resolution are used in the proposed driver so that LED's illumination can be remotely controlled by serial communication on the spot or by key input. In the results of performance tests, we confirmed that the proposed control method is superior to the conventional control method using op-amps.
가로등 조명의 점멸시스템은 효율적인 관리와 에너지 절감을 위하여 IT 기술과 LED 조명을 결합한 형태로 발전되고 있다. 따라서 본 논문에서는 GPS 위성통신과 마이크로프로세서가 내장된 아두이노를 이용하여 LED 가로등기구의 사용전력을 제어할 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 LED 가로등 조명 제어 회로는 GPS를 이용하기 위한 통신제어부와 트랜지스터, 저항 및 정전류 공급 회로를 이용하여 전류를 제어할 수 있는 부분으로 설계하였고 실험을 통하여 정상적으로 동작함을 확인하였다. 개발된 제어 시스템은 GPS를 이용하여 계절과 위치에 따른 정확한 시간을 추출하고, 추출된 시간에 따라 LED 가로등에 공급되는 전류를 단계적으로 제어하여 소비전력을 11% 이상 줄일 수 있도록 하였다. 따라서 교통량이 적은 시간과 지역에 가로등의 밝기를 그대로 유지하여 발생되는 비효율적인 에너지 관리를 개선하고, 에너지 절약을 위해 사용하는 가로등 격등방식과 편등방식에 따른 안전사고 발생을 방지할 수 있을 것으로 사료된다.
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.
LED는 기존 광원에 비하여 낮은 전력 소모량과 긴 수명, 작은 크기 등의 장점으로 예상보다 더 큰 성장을 가져올 것이라는 전망도 있다. LED 조명시스템에서 LED를 동작시키기 위해서는 구동 시스템이 필요하다. 대용량에서는 Switched Mode Power Supply (SMPS)가 Linear Regulator 보다 효율이 높기 때문에 주로 사용되고, 아날로그 방식 혹은 디지털 방식으로 이를 제어하고 있다. 디지털 제어방식는 중앙처리장치인 MCU나 DSP가 기존의 아날로그 제어 칩에 비해 단가가 비싸기 때문에, SMPS 시장에 진입이 쉽지 않았다. 하지만 LED 조명시스템처럼 하나의 MCU안에 다양한 디지털 제어 기능들을 통합시켜 전체 시스템을 구현함으로써 이득을 취할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 디지털 제어방식을 적용함에 있어 저가형 MCU를 이용하여 LED 구동 전류를 개선할 수 있는 알고리즘을 제안하고자 한다.
LED 가로등의 수요가 증가하면서 LED 가로등의 효율성 제고 및 다양한 부가서비스를 위한 원격 제어 및 모니터링에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 기존의 가로등 원격 제어 시스템은 전력선 통신망을 이용하는 유선 방식이 주를 이루고 있고, 무선 연결 방식이 존재하나 전송 속도의 제약이 있어 단순 제어 및 모니터링 이외의 부가 서비스를 지원하기에는 어려운 점이 있다. 따라서 본 논문에서는 무선랜 기반의 IEEE 802.11s 무선 메쉬 네트워크를 LED 가로등의 원격 제어 및 모니터링의 백본 네트워크로 사용하는 시스템을 제안한다. 무선 메쉬 네트워크를 사용함으로써 LED 가로등의 원격 제어 및 모니터링과 동시에 LED 가로등이 공공 Wi-Fi 액세스 포인트의 역할을 수행하게 한다. 이를 위해 Wi-Fi 통합형 LED 가로등 컨트롤러를 설계하고 시스템을 구현하고 Test Bed를 구성하여 성능을 평가 하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 무선 메쉬를 활용하여 U-city의 인프라로의 역할 수행이 가능할 것으로 판단된다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권8호
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pp.1100-1106
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2010
LED는 온도가 일정이상 올라가면 효율이 떨어지고 수명이 짧아지는 단점이 있다. 본 연구는 이러한 LED의 효율적인 온도제어에 대한 것이다. LED의 방열을 위해 방열판과 팬을 사용하고 시스템의 온도제어는 원칩 마이크로프로세서와 PID제어를 통해 원하는 온도를 제어할 수 있음을 실험을 통해 확인한다. 궁극적으로 팬을 냉각장치로 사용하고 이를 잘 제어하면 LED 시스템 구동전력의 약 2%만을 사용하여 적절한 조도와 온도를 유지하는 성능을 얻을 수 있음을 제어실험을 통해 확인하였다.
In this paper, a temperature control for LED(Light Emitting Diode) lamp using a cooling fan is studied. An efficient temperature control scheme for the LED lamp using the fan wind at the lowest sound noise is studied. For the study, after measurement of the minimum sound noise of the fan and related temperature of the LED lamp through tests, experiments on temperature control of the LED lamp using the fan with various size of heat sinks was performed. To minimize the fan sound noise, optimal size of the heat sink was studied. Also, a teleoperting control of LED lamps using RF communication was studied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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