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LED Dimming Module

LED Dimming Module
개요...
 스마트 조명으로서 LED 조명은 매우 적합한 아이템이다. LED조명은 현재 대부분의 건축물들에 적용되고 있다. 그리고 좀 더 효율적인 조명 관리를 위해, DALI, 무선방식의 디밍 모듈들이 LED등기구에 채택되고 있다.
 이에 우리는 각 종 LED Dimming Module을 개발하였고, 실제 여러 대형 프로젝트에 적용하고 있다.LED조명과 함께 설치되는 LED Dimming Module을 제대로 선택을 하여야, LED의 효율적인 조명 제어 운영이 가능하다.
 이 LED조명은 LED기판과 전원공급장치인 SMPS,그리고 Dimming Module로 구성되고 있다. 이 데이타쉬트 상에 우리느 종류 별로 각 Module들의 내용을 준비했다.

특징...
…유지보수에 편리한 DALI Dimming Module.
…기본적으로 3가지 형태의 LED Dimming Module로 구성(SMPS와 같은 출력단, PWM 신호 Only, 0-10v 신호 Only).
…재실센서와 조도센서 연결 동작.
…각종 통신 방식 : 유선(DALI, 0-10V), 무선 방식(Zigbee 및 BLE통신).
…각 SMPS와 분리형 및 일체형으로 공급 가능 : PCB형태로 공급 가능.
…경쟁력 있는 가격 제공.

어플리케이션
 최근 조명등기구는 실내조명이든 실외조명이든 LED 조명으로 광원소자가 거의 바뀌어서 설치되고 있다. 이러한 이유 중의 하나는 기존의 형광등, 백열등, 할로겐, 머큐리움등과 같은 광원소자가 효율과 절전효과에서 LED 광원보다 성능면에서 떨어지고 있기 때문이다. 이러한 추세로 이제 전세계 조명시장은 LED조명으로 시장변화를 가져왔고, 일부 글로벌기업은 경쟁력 상실로 조명사업를 포기하기도 하였다.

 최근 조명전시회를 다니면서 느낀 사항은 이제 모든 등기구의 광원은 LED이고, 이 LED조명으로 세상은 한단계 기술적인 도약을 맞이하고 있다는 것이다. 4차산업혁명에서 LED조명이 차지하는 비중은 상당히 클 것이라는 생각을 해본다.
 그리고, LED조명과 우리 엠알바스의 조명제어가 기술적인 사항에서 맞물리면서, 기술개발의 방향을 새롭게 정리할 필요가 있다고 생각해 본다.

현재 우리 엠알바스가 “LED조명시스템”으로 구현하는 기술은 다음과 같다.


...LED조명등기구 개별 Dimmin제어가 가능한 시스템과 제품들을 개발하였고, 이미 국내 대형프로젝트 현장에서 설치 경험을 가지고 있다.

...DALI와 Wireless 통신 방식의 시스템을 기존 조명제어시스템 네트워크에 연결 확장시켜, 전체 조명제어의 통합 연동제어가 가능토록 했다.

...LED조명 등기구 방식이 정전류, 정전압 방식과 같은 여러가지 타입이 있는 데, 우리 제어모듈은 그러한 여러가지 타입의 LED조명에서도 호환이 가능하다. 그 이유는 우리 조명제어시스템에서 PWM 주파수 값을 등기구 타입에 따라 조정해 줄 수 있는 기능을 가지고 있기 때문이다. 이러한 호환이 제대로 되지 않으면, 조명등기구는 Flicker 및 Glare 현상이 심하게 발생한다.

...몇 천개 이상의 조명등기구를 제어하기 위해서 통신이 양호해야 한다. 우리 엠알바스의 시스템은 통신의 Traffic의 문제가 발생하지 않도록 하는 적절한 솔루션을 보유하고 있다.

...LED조명은 이제 개인의 취향에 맞게 제어되고, 관리가 된다. 예를 들어, 자기 책상 위에 설치되어 있는 조명에 대해, 본인의 PC나 스마트폰에서 제어할 수 있고, 본인이 부재 시 자동으로 단계별 디밍제어가 되어야 할 것이다. 그러한 기능을 위해 각 조명은 센서가 장착되어 있고, 단계별 디밍제어가 될 수 있도록 개별디밍모듈이 DALI 또는 무선통신방식으로 연결되어 있다.

...감성지능조명 기능을 위한 제어모듈을 보유하고 있다. 계절별, 또는 각 공간의 분위기에 따라 색온도 제어 및 디밍제어가 가능하다. 이 기능을 위해서는 LED조명업체와의 사전 협력이 필요할 것이다.

...각 센서를 다양하게 연결하여 연동제어 활용 할 수 있다. DALI Communication Line 또는 일반 데이타라인에 센서모듈을 이용하여, 각 센서를 연결하여 활용한다. 기존 방식에서는 DALI Line에 센서를 연결할 수 없어, 별도의 통신라인을 끌어와야하는 불편함이 있었는데, DALI 프로토콜용 센서를 개발하여 이를 해결하였다.


DALI Dimming System이 필요한 이유


최근 LED조명의 디밍제어방식 중에 가장 대표적으로 활용하는 시스템이 DALI 시스템이다. 이 시스템을 사용하는 이유에 대해서 다음과 같이 정리 해보았다.

1. 개별등기구별로 제어방식을 도입할 경우, LED조명의 전원장치 2차측에 LDM(LED DALI Dimming Module)을 간단하게 장착하는 방법으로 개별 제어가 가능함, 달리 통신은 전원라인과 같은 케이블을 사용해도 유도 현상으로 통신에 문제를 일으키지 않기에 이 달리통신 방식에 전등라인과 혼합해서 사용하기에 적합한 통신방식이라 판단됨.

2. 빈번하게 일어나는 사무실 내의 파티션이 변경시에, 제어 Zone이 수정되었을 때, 별도 배관배선 수정 공사가 필요 없이 프로그램 수정으로 간단하게 제어 Zone 구성이 가능함.

3. 개별 사무공간을 만들어 줌으로써, 창조적인 사무환경을 제공하며, 부재중 재실센서에 의해 자동 소등 및 Dimming(예; 30분 부재 감지 시 : 70% 디밍, 60분 부재 감지 시 : 30% 디밍, 2시간 이후에는 완전 소등)으로 낭비되는 전기에너지를 절감할 수 있음.

4. 기존 회로별 근무시간대별 ON/OFF 제어 방식에 비해, 디테일하게 전기 에너지를 절감을 할 수 있는 시스템으로 최근 LED조명 설치 빌딩의 최우선 아이템으로 DALI 통신 방식의 LED Dimming Module은 필수적 선택사항임.

5. 설치 위치에 따라 센서 기능은 2가지 센서 기능을 혼합해서 적용합니다... 창가는 조도센서 위주, 사무실 지역은 감광보상용 조도와 재실센서 2가지 기능을 혼합해서 제어 기능을 적용함. 감광보상용 기능은 사무실 요구 조도를 맞추면서도 조명의 효율을 극대화 할 수 있는 조명의 빛 밝기를 유지하는 조도 레벨이 80 -90%인 경우, 주변의 조명 밝기를 센싱하면서 자체 조도도 적절히 제어하며 조도를 약 85% 정도 지속적으로 유지하는 기능.

DALI Dimming System 적용 시 고려해야 할 사항


1.통신 Traffic 문제 해결에 대한 방안이 있는지? 검토 요망.

...1천개 이상의 DALI Dimming Module이 설치되었을 때, 통신 트래픽이 Busy 상태로 통신이 불량으로 오작동 예상 됨.

..해결안은 :
 1) 각 DALI Master(또는 DALI Controller) 1개 마다 64개의 DALI Dimming Module을 연결 가능하나, 원활한 통신을 위해 최대 50개 이내로 설치하는 것이 좋다.

 2) 조명제어시스템의 메인 통신장치를 가능한 여러개를 설치하여, 약1,000개의 DALI Dimming Module당 1개의 통신장치로 연결 운영하는 것이 좋다.

 3) 소프트웨어 프로그램 상에서 DALI Dimming Module이 가지고 있는 STATUS(조도상태, 재실감지상태, Dimming 현재 상태)의 통신 인터벌을 조정하는 기능이 있어, 통신 속도의 트래픽을 해결한다.

2. 달리안정기 일체형으로 적용시 문제 해결에 대한 방안이 있는지? 대안은?

 1) LED등기구의 안정기(SMPS)에는 콘덴서가 있고, 이 콘덴서에 의해 LED조명을 제어하는 데, 국내 양질의 안정기의 콘덴서 수명은 5년정도 이어서, 5년 후에는 안정기를 교체 해야 한다. 달리디밍모듈과 안정기가 일체형으로 적용시에, 5년마다 안정기 교체를 해야하고, 디밍프로그램을 다시 재설정해야 하는 문제점이 있다.

 2) 이 문제에 대한 대안은 안정기와 디밍모듈을 분리형으로 적용하는 것이 좋다. 국내 최대 실적으로 세종시 정부청사와 한전나주사옥, 롯데2월드에도 안정기와 달리디밍모듈은 분리형으로 설치되어 사용되고 있음.

3. LED 등기구에 달리디밍모듈의 적용시 문제 해결에 대한 방안이 있는지? 검토 요망.

 1) LED의 SMPS(파워서플라이)의 형식이 CCCV(정전류정전압)방식이어야만, DALI Dimming Module과 연결시 양질의 Dimming 제어 가능 : Glare 및 Flickering 현상이 없음. 가격 문제로 국내 LED조명업체들은 안정기를 정전류(CC)방식으로 적용하고 있고, 이 정전류 방식의 경우에 양질의 Dimming 제어에 문제 발생.

 2) 소프트웨어 프로그램상에서 Flickering 또는 Glare 현상이 발생하였을 때, 주파수 조정을 해서 각 DALI Dimming Module로 다운로딩하여, 적절한 PWM 주파수 발생이 가능토록 한다.

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