조명 제어 시스템

Lighting control system
조명 제어 시스템의 효과를 보여주는 라스베이거스 컨벤션 센터 루프

조명제어시스템은 하나 이상의 중앙컴퓨팅디바이스를 사용하여 조명제어와 관련된 다양한 시스템 입력 및 출력 간의 통신을 통합한 인텔리전트 네트워크 기반의 조명제어 솔루션입니다.조명 제어 시스템은 상업, 산업 및 주거 공간의 실내 및 실외 조명 모두에 널리 사용됩니다.조명 제어 시스템은 스마트 조명이라는 용어로 언급되기도 한다.조명 제어 시스템은 필요한 [1]장소와 시간에 적절한 양의 빛을 제공하는 역할을 합니다.

조명 제어 시스템은 조명 시스템의 에너지 절약을 극대화하고, 건물 규정을 충족하며, 친환경 건물 및 에너지 절약 프로그램을 준수하기 위해 사용됩니다.조명 제어 시스템은 에너지 효율, 편의성 및 보안을 위해 설계된 조명 기술을 포함할 수 있습니다.여기에는 점유율 또는 일광 가용성과 같은 조건에 따라 조정되는 고효율 고정장치 및 자동 제어 장치가 포함될 수 있습니다.조명은 미적 또는 실질적인 효과를 얻기 위해 의도적으로 빛을 적용하는 것이다(예: 보안 침해의 조명).작업 조명, 액센트 조명 및 일반 조명을 포함합니다.

조명 컨트롤

조명 컨트롤이라는 용어는 일반적으로 공간 내 조명에 대한 독립형 제어를 나타내기 위해 사용됩니다.여기에는 고정된 조명 그룹을 독립적으로 제어하도록 유선 연결된 점유 센서, 타임클럭 및 광전지가 포함될 수 있습니다.조정은 각 디바이스 위치에서 수동으로 이루어집니다.주거용 조명 제어의 효율성 및 시장은 에너지 [2]효율을 위한 컨소시엄에 의해 특징지어졌습니다.

조명 제어 시스템이란 조명 제어와 관련된 장치의 지능형 네트워크 시스템을 말합니다.이러한 장치에는 릴레이, 점유 센서, 광전지, 조명 제어 스위치 또는 터치스크린 및 다른 건물 시스템(예: 화재 경보 또는 HVAC)의 신호가 포함될 수 있습니다.시스템 조정은 디바이스 위치 및 소프트웨어 프로그램 또는 기타 인터페이스 디바이스를 통해 중앙 컴퓨터 위치 모두에서 이루어집니다.

이점

독립형 조명 제어 또는 기존의 수동 전환에 비해 조명 제어 시스템의 주요 장점은 단일 사용자 인터페이스 장치에서 개별 조명 또는 조명 그룹을 제어할 수 있다는 것입니다.사용자 장치에서 여러 광원을 제어하는 이 기능을 통해 복잡한 조명 장면을 만들 수 있습니다.룸에는 여러 장면이 미리 설정될 수 있으며, 각 씬은 룸의 다른 액티비티를 위해 작성됩니다.조명 제어 시스템의 주요 이점은 에너지 소비 절감입니다.사용하지 않을 때 조명을 어둡게 하거나 끌 때도 긴 램프 수명을 얻을 수 있습니다.무선조명제어시스템은설치비용절감및스위치및센서설치장소에대한유연성향상등의장점을갖추고있습니다.[3]

에너지 사용 최소화

조명 애플리케이션은 전 세계 에너지 사용량의 19%, 전체 온실가스 [4]배출량의 6%를 차지합니다.미국에서는 에너지 소비의 65%가 상업 및 산업 부문에 의해 사용되고 있으며, 이 중 22%는 조명에 사용되고 있다.

스마트 라이팅으로 가정과 사용자는 냉난방, 조명 및 기기를 원격으로 제어할 수 있어 불필요한 빛과 에너지 사용을 최소화할 수 있습니다.이 기능은 에너지를 절약하고 어느 정도의 편안함과 편리함을 제공합니다.전통적인 조명 산업 외부에서 미래의 조명 성공을 위해서는 다수의 이해관계자와 이해관계자 커뮤니티가 참여해야 합니다.스마트 라이팅의 개념은 또한 태양으로부터의 자연광을 활용하여 인공조명의 사용을 줄이고,[5] 사람들이 방을 나갈 때 조명을 끄는 단순한 개념을 포함한다.

편리

스마트 조명 시스템은 사용 시 어두운 영역을 조명할 수 있습니다.조명은 탑승자의 조명 요구를 예측하는 센서 및 인텔리전스(논리)를 기반으로 탑승자의 활동에 능동적으로 반응합니다.

보안.

불빛은 그들이 있어서는 안 되는 영역에서 그들을 설득하기 위해 사용될 수 있다.예를 들어 보안 침해는 침해 지점에서 투광 조명을 트리거할 수 있는 이벤트입니다.예방책으로는 야간에 주요 접근포인트(보도 등)를 조명하고, 외출 시에는 조명을 자동으로 조정하여 거주자가 있는 것처럼 보이게 하는 것이 있습니다.

자동 제어

조명 제어 시스템은 일반적으로 다음을 기준으로 조명 장치의 출력을 자동으로 조정할 수 있는 기능을 제공합니다.

시간순

시간표에는 하루, 주, 월 또는 연도의 특정 시간이 포함됩니다.

태양시

태양 시간표에는 일출과 일몰 시간이 포함되어 있으며, 종종 실외 조명을 전환하는 데 사용됩니다.태양 시간 스케줄을 설정하려면 건물의 위치를 설정해야 합니다.이는 위도와 경도를 통해 건물의 지리적 위치를 사용하거나 주어진 데이터베이스에서 가장 가까운 도시를 선택하여 대략적인 위치와 그에 상응하는 태양 시간을 제공함으로써 달성된다.

사용

공간 점유율은 주로 점유 센서에 의해 결정됩니다.점유 센서를 활용한 스마트 라이팅은 같은 네트워크에 연결된 다른 조명과 연동해 다양한 [6]조건에 맞춰 조명을 조정할 수 있다.아래 표는 승객 감지 센서를 사용하여 다양한 유형의 [7]공간에서 조명을 제어함으로써 얻을 수 있는 잠재적인 전기 절약량을 보여줍니다.

초음파

초음파 장치의 장점은 모든 유형의 움직임에 민감하고 일반적으로 시야 [8][7]범위 외의 움직임을 감지할 수 있기 때문에 커버리지 갭이 없다는 것이다.

일광 이용 가능

조명 에너지 사용은 사용 가능한 일광 수준에 따라 전등을 자동으로 어둡게 하거나 전환하여 조정할 수 있습니다.햇빛이 비칠 때 사용하는 전구의 양을 줄이는 것을 일광 하베스팅이라고 합니다.

일광 감지

채광 기술에 대응하여 에너지 [9][10]소비를 더욱 줄이기 위해 일광 연동 자동 응답 시스템이 개발되었습니다.이러한 테크놀로지는 도움이 되지만 단점도 있습니다.많은 경우, 특히 불안정한 기상 조건이나 전환 조도 주변의 일광 수준이 변화할 때 조명이 빠르고 자주 켜지고 꺼질 수 있습니다.이는 탑승자를 방해할 뿐만 아니라 램프 수명도 단축할 수 있습니다.이 기술의 변형으로는 '디퍼셜 스위칭' 또는 '데드밴드' 광전 컨트롤이 있으며, 이 컨트롤은 탑승자의 방해를 [11][12]줄이기 위해 전환되는 여러 조도를 갖추고 있습니다.

알람 상태

경보 조건에는 일반적으로 화재 경보 또는 HVAC 시스템과 같은 다른 건물 시스템의 입력이 포함됩니다. 예를 들어 비상 '모든 조명 켜짐' 또는 '모든 조명 깜박임' 명령을 트리거할 수 있습니다.

프로그램 로직

프로그램 로직은 if-then-else 문이나 논리 연산자와 같은 구조를 사용하여 위의 모든 요소를 연결할 수 있습니다.Digital Addressable Lighting Interface(DALI)는 IEC 62386 표준에 명시되어 있습니다.

자동 조광

자동 조광의 사용은 에너지 [13]소비를 줄이는 스마트 조명의 한 측면입니다.수동 조광도 에너지 사용을 줄이는 데 동일한 효과가 있습니다.

센서 사용

논문 "점유 센서 및 개인 통제로 인한 에너지 절약: 파일럿 현장 연구", A.D. G. G. G. G. G. G.R은 점등센서나 개인(개인)컨트롤을 포함한 자동조명시스템이 오픈플랜 오피스 환경에 적합하며 자동조명시스템 설치시 조명전력밀도가 50 이하인 경우에도 기존 조명시스템에 비해 상당한 에너지(약 32%)를 절약할 수 있음을 확인했다.기존 [14]시스템보다 % 높습니다.

구성 요소들

완전한 센서는 동작 검출기, 전자 제어 유닛 및 제어 가능한 스위치/릴레이로 구성됩니다.디텍터는 움직임을 감지하고 공간에 [9]탑승자가 있는지 확인합니다.또한 설정된 시간 동안 비활성 상태가 지속된 후 전자 제어 장치에 신호를 보내는 타이머가 있습니다.컨트롤 유닛은 이 신호를 사용하여 스위치/릴레이를 활성화하여 장비를 켜거나 끕니다.조명 용도에는 패시브 적외선, 초음파 [8]및 하이브리드 세 가지 주요 센서가 있습니다.

다른이들

동작 감지(마이크로웨이브), 발열 감지(적외선), 음향 감지. 광학 카메라, 적외선 모션, 광학 트립 와이어, 도어 접촉 센서, 열 카메라, 마이크로 레이더, 주광 센서.[15]

표준 및 프로토콜

1980년대에는 에너지 효율을 높이기 위해 상업용 조명을 보다 쉽게 제어할 수 있어야 한다는 강력한 요구가 있었습니다.처음에는 아날로그 제어를 통해 형광 밸러스트와 조광기를 중앙 소스에서 제어할 수 있었습니다.이는 올바른 방향으로 나아가는 단계였지만 케이블 배선이 복잡하여 비용 효율이 낮았습니다.

Tridonic은 1991년에 방송 프로토콜인 DSI를 디지털로 전환한 초기 회사였습니다.DSI는 라인에 부착된 모든 고정 장치의 밝기를 변경하기 위해 하나의 제어 값을 전송하기 때문에 기본 프로토콜이었습니다.이 프로토콜을 더욱 매력적으로 만들고 확립된 아날로그 옵션과 경쟁할 수 있었던 것은 단순한 배선이었습니다.

조명 제어 시스템에는 다음 두 가지 유형이 있습니다.

아날로그 조명 제어 시스템의 예는 다음과 같습니다.

  • 0~10V 기반 시스템
  • AMX192 기반 시스템(종종 AMX라고도 함) (미국 표준).
  • D54 기반 시스템(유럽 표준)

실제 조명에서는 0~10V 시스템이 D54 및 AMX192와 같은 아날로그 멀티플렉스 시스템으로 대체되었으며, 그 자체는 DMX512로 거의 완전히 대체되었습니다.조광형광램프(1~10V에서 1V가 최소이고 0V가 꺼짐)의 경우 시스템은 DSI로 교체되고 있으며 DSI 자체는 DALI로 교체되고 있습니다.

디지털 조명 제어 시스템의 예는 다음과 같습니다.

  • DALI 기반 시스템
  • DSI 기반 시스템
  • KNX 기반 시스템

모두 유선 조명 제어 시스템입니다.

MIDI, ZigBee, Bluetooth Mesh 등의 표준 프로토콜을 기반으로 하는 무선 조명 제어 시스템도 있습니다.디지털 주소 지정 가능한 조명 인터페이스의 표준은 대부분 전문가 및 상업용 배치에서 IEC 62386-104입니다.이 규격은 무선에서는 공업용 Sub-1GHz 주파수 대역에서 동작하는 VEMESH와 2.4GHz 주파수 대역에서 동작하는 Bluetooth Mesh가 기반이 되는 테크놀로지를 지정합니다.

기타 주목할 만한 프로토콜, 표준 및 시스템은 다음과 같습니다.

블루투스 조명 컨트롤

새로운 유형의 조명 시스템 컨트롤은 블루투스 연결을 사용하여 조명 시스템에 직접 연결합니다.Philips HUE에 의해 최근에 소개되었으며 회사 이름은 이전에 Philips Lighting으로 알려졌던 시그니컬입니다.이 시스템에는 사용자가 특별한 필립스 휴 블루투스 앱을 설치할 수 있는 스마트폰이나 태블릿이 필요합니다.블루투스 전구는 필립스 휴 브릿지가 없어도 작동합니다.해당 시스템에서 조명을 제어하기 위해 Wi-Fi 또는 데이터 연결이 필요하지 않습니다.

스마트 조명 생태계

스마트 조명 시스템은 인터넷을 사용하여 조명 밝기와 [6]일정을 조정할 수 있습니다.한 기술은 [16]전구에 IP 주소를 할당하는 스마트 조명 네트워크를 포함한다.

스마트 라이트로 정보를 전달

슈베르트는 혁신적인 조명 시스템이 정보를 감지하고 방송하는 완전히 새로운 수단을 제공할 것이라고 예측합니다.사람이 알아채지 못할 정도로 빠르게 깜박임으로써, 빛은 센서로부터 데이터를 포착하여 방마다 전달하게 되고, 보안 수준이 높은 건물 내의 모든 사람의 위치와 같은 정보를 보고하게 된다.Future Chips Constellation의 주요 초점은 스펙트럼 내용, 발광 패턴, 편광, 색온도, 강도 등의 요소에서 완전히 조정 가능한 효율적인 광원을 기반으로 하는 광학 분야의 혁신적인 새로운 분야인 스마트 조명이다.이 그룹을 이끄는 슈베르트는 스마트 라이팅이 더 좋고 효율적인 조명을 제공할 뿐만 아니라 "완전히 새로운 기능"을 제공할 것이라고 말한다.

극장 조명 제어

주요 기사:무대 조명

건축용 조명 제어 시스템은 극장의 점등 및 조광 제어 장치와 통합될 수 있으며, 종종 실내 조명 및 무대 조명에 사용되며 작업등, 리허설 조명 및 로비 조명을 포함할 수 있습니다.제어 스테이션은 건물 내 여러 곳에 설치할 수 있으며, 프리셋 옵션인 외관을 표시하는 단일 버튼부터 벽 내 또는 데스크톱 LCD 터치스크린 콘솔까지 복잡성이 다양합니다.기술의 대부분은 주거용 및 상업용 조명 제어 시스템과 관련되어 있습니다.

극장 내 건축 조명 제어 시스템의 장점은 극장 직원이 조명 제어 콘솔을 사용하지 않고도 작업등과 실내 조명을 켜고 끌 수 있다는 것입니다.또는 조명디자이너는 예를 들어 쇼가 시작되기 전에 실내등이 켜지고 쇼의 첫 번째 조명신호가 하나의 시스템으로 제어되도록 조명제어콘솔로부터의 광신호로 이들 같은 조명을 제어할 수 있다.

형광등용[17] 스마트 라이팅 비상 밸러스트

기존 비상 조명 시스템의 기능은 라인 전압 고장이 발생할 때 최소 조명 레벨을 공급하는 것입니다.따라서 비상 조명 시스템은 고장 시 램프를 공급하기 위해 배터리 모듈에 에너지를 저장해야 합니다.이러한 종류의 조명 시스템에서는 배터리 과다 충전, 손상된 램프 및 시동 회로 고장과 같은 내부 손상을 전문 작업자가 감지하여 수리해야 합니다.

따라서 스마트 조명 프로토타입은 14일마다 작동 상태를 확인하고 그 결과를 LED 디스플레이에 저장할 수 있습니다.이러한 기능을 통해 기능 상태를 점검하고 내부 손상을 표시할 수 있습니다.유지 보수 비용도 절감할 수 있습니다.

개요

주요 아이디어는 기존 시스템에 나타나는 단순한 라인 전압 감지 블록을 마이크로컨트롤러에 기반한 보다 복잡한 블록으로 대체하는 것입니다.이 새로운 회로는 한쪽은 라인 전압 감지 및 인버터 작동 기능을, 다른 한쪽은 램프 및 배터리 상태, 배터리 충전, 외부 통신, 전원 단의 올바른 작동 등 모든 시스템의 감독을 가정합니다.

이 시스템은 뛰어난 유연성을 갖추고 있습니다.예를 들어 마스터 컴퓨터와 여러 디바이스를 통신할 수 있으며, 각 디바이스의 상태를 항상 파악할 수 있습니다.

지능형 모듈을 기반으로 한 새로운 비상 조명 시스템이 개발되었습니다.제어 및 감시 장치로서의 마이크로 컨트롤러는 설치 보안의 향상과 유지 보수 비용 절감을 보증합니다.

또 다른 중요한 장점은 대량 생산에 드는 비용 절감입니다. 특히 ROM 메모리에 프로그램을 탑재한 마이크로 컨트롤러를 사용하는지 여부입니다.

광자학의 진보

최근 수십 년 동안 전자제품이 세계를 혁신했듯이 광자학의 발전은 이미 사회를 변화시키고 있으며 앞으로도 더 많은 기여를 할 것이다.통계에 따르면 북미 광전자 시장은 2003년 200억 달러 이상으로 성장했다.LED(발광다이오드) 시장은 2007년 50억달러, 솔리드 스테이트 조명 시장은 E사가 밝힌 15~20년 후 500억달러로 예측된다.Fred Schubert,[18] Rensselaer의 Wellfleet 미래 칩스 컨스텔레이션 시니어 디스팅트 교수입니다.

저명한 발명가

「 」를 참조해 주세요.

리스트

레퍼런스

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