Journal of information and communication convergence engineering
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제19권4호
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pp.269-275
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2021
Light-emitting diodes (LEDs) are modulated using a square wave pulse sequence for flicker prevention and dimming control in visible light communication (VLC). In a VLC transmitter, the high and low bits of the non-return-to-zero (NRZ) data are converted to two square waves of different frequencies, which continue for a finite time defined by the fill ratio in an NRZ bit time. As the average optical power was kept constant and independent of data transmission, the LED was flicker-free. Dimming control is carried out by changing the fill ratio of the square wave in the NRZ bit time. In the experiments, the illumination of the LED light was controlled in the range of approximately 19.2% to 96.2% of the continuous square wave modulated LED light. In the VLC receiver, a high-pass filter combined with a latch circuit was used to recover the transmitted signal while preventing noise interference from adjacent lighting lamps.
환경오염으로 인하여 일조량 감소가 점점 심해지고 있으며 이로 인해 농작물의 피해가 보고되고 있다. 부족한 일조량을 보충하기 위하여 LED 를 도입한 스마트 팜을 도입하고 있지만, 같은 양의 LED 빛을 일정시간 지속적으로 쬐어줌으로써 비용적인 문제가 발생하여 꺼려하는 청장년층 사람들이 나타나기 시작하였다. 그리하여 본 논문에서는 야외 일조량에 따른 밝기를 변경하여 기존 스마트 팜 보다 효율적인 방식을 제안하고자 한다.
식물묘의 생장 및 형태형성 제어용 인공광원으로서 조합광 LED 모듈을 제작하여 조합광 LED모듈의 광전기 특성을 분석하고, 광량자 센서와 분광광도계를 이용하여 LED 모듈로부터 조사된 광량자속에 대한 정량화를 시도하였다. 청색과 적생의 단색광 LED로부터 조사된 광량자속을 광량자센서로 측정한 값과 분광광도계로 측정하여 수치적으로 적분한 값을 qly한 결과 거의 일치하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 광량자센서로서 측정이 불가능한 원적색광 LED로부터의 광량자속 정량화에 분광광도계를 적용될 수 있음을 의미하는 것이다. 적생광에 원적색광을 조사하는 LED스틱의 혼합 비율을 달리한 조합광 LED 모듈의 광량지속은 원적색광을 조사하는 LED 스틱이 증가할수록 조합광 LED의 광량자속이 조금씩 증가하였다. 이러한 결과는 단위에너지당 조사된 광량지수는 파장에 비례해서 증가히기 때문인 것으로 해석된다. 이밖에 적색과 원적색광 LED 스틱의 조합 비율을 달리하였을 때 조합광 LED 모듈의 조도는 비시감도가 매우 낮은 원적색광이 차지하는 비율이 클수록 낮게 나타났다. 한편 적색광과 원적생광의 혼합 정도가 조합광 LED의 복사조도에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.
앰비언트 인포메이션 시스템(Ambient Information System)은 앰비언트 디스플레이(우리 주변에서의 빛과 소리 움직임의 미묘한 변화를 통하여 공간 안에서 정보를 보여주는 미디어)의 확장된 개념으로써 비관입적인 방법으로 정보를 전달한다[4]. 최근 사용자 개인의 감각과 경험에 영향을 주는 미디어의 중요성이 증대되고 있을 뿐만 아니라, 공공 장소에서의 앰비언트 인포메이션 시스템의 역할도 증대되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 공공 장소에서의 정보 인식에 대하여 여러 가지 디자인 요소를 비추어 봤을 때 가장 적합한 시스템 형태를 찾고 그것을 활용하는 데에 주안점을 두었다. 우리는 기존 연구를 토대로, 앰비언트 인포메이션 시스템의 실제적 활용에서 숙고해야 할 디자인 요소를 13가지로 추출하였다. 또한 이를 검증하기 위하여 'Followingflow'라고 명명한 인터랙티브 조명을 설치하고 실험하였다. 그 결과, 정보에 따른 추상적 패턴 정의 시 누구라도 이해할 수 있도록 '통상적인 멘탈 모델'을 고려할 필요가 있다고 사료되었다. 또한 공공 장소에 적합한 정보는 날씨와 같은 알려져도 좋을 사실과 소수 그룹의 정보라도 행인이 알 수 없다면 좋다고 여겼다.
We present a design and optical simulation of a cost-effective hybrid daylighting/LED system composed of mixing sunlight and light-emitting diode (LED) illumination powered by renewable solar energy for indoor lighting. In this approach, the sunlight collected by the concentrator is split into visible and non-visible rays by a beam splitter. The proposed sunlight collector consists of a Fresnel lens array. The non-visible rays are absorbed by the solar photovoltaic devices to provide electrical power for the LEDs. The visible rays passing through the beam splitters are coupled to a stepped thickness waveguide (STW) by tilted mirrors and confined by total internal reflection (TIR). LEDs are integrated at the end of the STW to improve the lighting quality. LEDs’ light and sunlight are mixed in the waveguide and they are coupled into an optical fiber bundle for indoor illumination. An optical sensor and lighting control system are used to control the LED light flow to ensure that the total output flux for indoor lighting is a fixed value when the sunlight is inadequate. The daylighting capacity was modeled and simulated with a commercial ray tracing software (LighttoolsTM). Results show that the system can achieve 63.8% optical efficiency at geometrical concentration ratio of 630. A required accuracy of sun tracking system achieved more than ±0.5o . Therefore, our results provide an important breakthrough for the commercialization of large scale optical fiber daylighting systems that are faced with challenges related to high costs.
반도체 제조기술의 발달로 고효율 및 고휘도의 LED가 개발됨에 따라 재래식 조명들로부터 LED를 이용한 조명으로 조명산업이 이동하는 추세이다. LED 조명등은 에너지 효율이 재래식 조명보다 뛰어나지만 많은 열이 발생한다는 단점이 있다. 특히 대형 LED 조명등에서는 이러한 발열문제가 심각한 실정으로, LED에 의한 메탈기판의 열은 납땜 부분을 열화시켜 조명등의 수명을 단축시키는 주된 원인이 된다. 따라서 대형 조명등을 개발하기 위해서는 이러한 열 문제를 해결하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 대형 LED 조명등에서 열문제를 해결하기 위한 방법을 제시하였고, 제시한 방식으로 1200W급 LED 조명등을 개발하였다. 본 연구에서 이용한 방법은 LED 조명등에 워터재킷을 설치하여 냉각수를 채웠으며, 소형의 수중펌프를 이용하여 냉각수를 순환시키는 방법을 이용하였다.
High power light emitting diode(LEDs), a strong candidate for the next generation general illumination applications are of interest. With major advantages of power saving, increased life expectancy and faster response time over traditional incandescent bulb, the LEDs are rapidly taking over many applications such as LCD backlighting, traffic light, automotive lighting, signage, etc. The increased electrical currents used to drive the LEDs have focused more attention on the thermal management because the efficiency and reliability of the solid-state lighting devices strongly depend on successful thermal management. There exist some problems that are caused by heat generation in the LED package, such as wire breakage, yellowing of epoxy resin, lifted chip caused by reflow of thermal paste chip attach and interfacial separation between LED package and silicon resin. The goal of this study is to analyze high power LED thermal properties of using pulsating heat pipe.
본 연구에서는 기존 LED 보안등의 LED 광원 직진성에 의한 눈부심 현상을 개선하고, 조도 균제도를 높게 유지하며, 회전 대칭이 아닌 편축으로 긴 배광 분포를 가지도록 하여 LED 보안등 간에 생기는 광 공핍현상을 해결할 수 있는 보안등용 LED 2차 렌즈를 개발하였다. 개발 광학계는 보안등용 조명 기준에 만족하도록 설계하였으며, 렌즈의 형태는 단일 렌즈로 조명 설계 및 해석 프로그램을 이용한 설계와 분석을 통해 최적화를 하였다. Mock-up을 제작하여 실제 측정을 통해 조도 측정 데이터와 조도 균제도 데이터를 확보하였다.
최근에는 물체의 움직임을 감지하는 기술은 에너지 절약, 충돌방지, 자동문 개폐 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 도플러 센서는 기존의 적외선 센서, 초음파 센서들의 문제점을 보완할 수 있는 센서로 온도, 잡음, 먼지 등과 같은 주변 환경에 큰 영향을 받지 않는다. 본 논문에서는 24시간 점등되어 있는 LED조명등을 도플러 센서로 물체가 감지 될 때만 ON, 없을 때는 OFF상태로 전환하고, LED조명등의 조도를 2단으로 제어하는 컨버터를 개발하였다. 개발된 도플러 센서 모듈과 절전형 제어 컨버터를 주차장등에 적용하여 절전 효과를 증명하였다.
차세대 조명광원인 LED가 급격하게 발전하고 저 전력, 고효율, 장수명의 장점을 가지고 있어 LED를 이용한 조명에 관심이 높아지고 있다. LED를 이용하여 감성조명을 구현하게 되면 기존의 단색의 조명과는 다르게 빛의 3원색을 이용한 모든 색상을 구현할 수 있다. 이러한 장점으로 인간의 감정까지 다스릴 수 있는 LED 감성조명이 지속적으로 개발되고 있다. 본 논문에서는 실내 환경에서의 집중 및 휴식상황에 맞는 색상을 추출하고 사용자가 느끼는 온도의 색상과 배합하여 상황과 온도에 대한 LED 감성조명을 표현하기 위해 알고리즘을 설계한다. 그리하여 뉴로-퍼지시스템을 이용하여 설계된 LED 감성조명은 사용자에게 집중 및 휴식에 대한 감성에 효과적인 영향을 나타낼 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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