Lighting Control of LED Luminaries Using LED Sensor

Abstract

조명제어에서 제어 대상은 밝기, 색온도, 연색지수이다. 조명제어를 위해서는 이들 값을 인식할 조도센서, 값비싼 칼라센서 등이 필요하다. 대형 조명장치에는 수많은 조명기로 구성되어 있으며, 조명장치의 균일한 조명환경을 유지하기 위해서는 각 조명기에 대한 개별적인 조명제어를 해야 한다. 따라서 조명장치의 조명제어는 매우 값비싼 제어가 된다. 조명의 색온도와 연색지수는 광의 Red, Green, Blue 스펙트럼 분포로 결정된다. 그런데 LED는 전기를 가하면 빛이 발생하고, 역으로 LED에 빛을 가하면 전기가 발생하는 반도체이며, 또한 Red LED는 Red 광 스펙트럼 분포에 비례한 전기신호를 발생할 수 있고, Green LED는 Green 광 스펙트럼 분포에 비례한 전기신호를 발생하고, Blue LED는 Blue 광 스펙트럼 분포에 비례한 전기신호를 발생한다. 따라서 특정한 색온도와 연색지수를 갖는 빛에 대한 특성을 R, G, B LED의 전기신호를 해석하여 판단할 수 있다. 그러나 LED의 광에 대한 전기신호는 심한 비선형적인 특성을 가지고 있으므로, 본 연구에서는 LED를 센서로 활용하기 위하여 Fuzzy Logic을 적용하여 보았다. 제작된 조명기에 조도센서, R, G, B LED센서를 장착하여, 조명기가 내는 밝기, 색온도, 연색지수 값을 피드백하여 지정된 밝기, 색온도, 연색지수 값과 비교하여 그 오차에 대하여 PI(비례, 적분) 보상기로 보상하여 균일한 조명을 구현 하였다. 따라서 본 연구는 조명제어를 위하여 고가의 칼라센서 대신에 R, G, B LED를 활용할 수 있음을 보여 준다.