DMX512 프로토콜은 경관 조명, 무대 연출을 위한 조명 시스템을 제어한다. 그러나 유선기반의 DMX512 프로토콜은 시스템 설치, 유지 및 보수에 높은 비용을 필요로 하고, 제어 가능한 채널수와 물리적 제어 범위의 한계점이 존재 한다. 또한, 넓은 범위의 조명 시스템을 제어하기 위해서는 추가적인 장비를 요구한다. 이 논문에서는 넓은 지역의 조명을 효율적으로 제어하기 위하여 DMX512 프로토콜 기반의 무선 조명 제어 기법을 제안하고 ZDMX 모듈을 개발한다. 제안된 기법은 DMX512 프로토콜이 갖는 문제점을 해결하며, 넓은 범위의 조명 장치를 효과적으로 제어할 수 있다. 그리고 ZDMX 모듈을 이용한 LED 조명 시스템을 구현함으로써 실제 환경에 대한 제안 기법의 적합성을 확인하였다.
DMX512 프로토콜은 경관 조명, 무대 연출을 위한 조명 시스템을 제어한다. 그러나 유선기반의 DMX512 프로토콜은 시스템 설치, 유지 및 보수에 높은 비용을 필요로 하고, 제어 가능한 채널수와 물리적 제어 범위의 한계점이 존재 한다. 또한, 넓은 범위의 조명 시스템을 제어하기 위해서는 추가적인 장비를 요구한다. 이 논문에서는 넓은 지역의 조명을 효율적으로 제어하기 위하여 DMX512 프로토콜 기반의 무선 조명 제어 기법을 제안하고 ZDMX 모듈을 개발한다. 제안된 기법은 DMX512 프로토콜이 갖는 문제점을 해결하며, 넓은 범위의 조명 장치를 효과적으로 제어할 수 있다. 그리고 ZDMX 모듈을 이용한 LED 조명 시스템을 구현함으로써 실제 환경에 대한 제안 기법의 적합성을 확인하였다.
DMX512 protocol controls a lighting system for outdoor lightings and stage lightings. But lighting systems using DMX512 protocol based wired needs expensive cost in installation, maintain, repair. And it has restrictions about control channel numbers and its ranges. Also, it needs additional equipme...
DMX512 protocol controls a lighting system for outdoor lightings and stage lightings. But lighting systems using DMX512 protocol based wired needs expensive cost in installation, maintain, repair. And it has restrictions about control channel numbers and its ranges. Also, it needs additional equipments for the control of lighting systems which installed on wide area. In this paper, we propose wireless control technique and a ZDMX module for lighting systems on wide area based on DMX512 protocol. Our technique solves problems of DMX512 protocol, and it can control lighting systems on wide area effectively. We developments the LED lighting system using ZDMX modules and we have confirmed the suitability of our technique for real environment.
DMX512 protocol controls a lighting system for outdoor lightings and stage lightings. But lighting systems using DMX512 protocol based wired needs expensive cost in installation, maintain, repair. And it has restrictions about control channel numbers and its ranges. Also, it needs additional equipments for the control of lighting systems which installed on wide area. In this paper, we propose wireless control technique and a ZDMX module for lighting systems on wide area based on DMX512 protocol. Our technique solves problems of DMX512 protocol, and it can control lighting systems on wide area effectively. We developments the LED lighting system using ZDMX modules and we have confirmed the suitability of our technique for real environment.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
대단위 LED 조명 시스템의 경우 다양한 시나리오를 각각의 LED 조명에서 연출되어야 하기 때문에 Z-DMX512 프로토콜의 개선이 필요하다. 따라서, 이 논문에서는 Z-DMX512 프로토콜을 개선하여 대단위 LED 조명 시스템의 개별 제어와 동시 제어를 모두 가능하게 하는 ZDMX 프로토콜을 제안한다.
향후 연구로는 이 논문에서 기술한 각 모듈의 통합화를 진행하고자 한다. 또한 스마트 폰과 같은 휴대형 단말기를 통해 자유로운 조명 제어가 가능한 시스템을 개발하고자 한다. 더 나아가서는 개인의 감성과 생활 패턴 등을 조명 시스템에 적용하여 감성 조명 및 스마트 조명 시스템을 개발하고자 한다.
그리고 기존의 DMX512 프로토콜과 Zigbee 프로토콜을 결합한 새로운 ZDMX 프로토콜을 제안한다. 또한, ZDMX 프로토콜을 이용하고 친환경/고효율의 LED를 조광 모듈로 이용하는 대단위 LED 조명 시스템을 구축하여 제안된 기법의 적합성을 확인하고자 한다.
이 논문에서는 DMX512 프로토콜을 기반으로하여 무선 조명 시스템을 제어하기 위한 ZDMX 프로토콜을 제안하였다. ZDMX 프로토콜은 무선 통신 프로토콜과 DMX512 프로토콜을 연결해주는 역할을 하며 실시간 조명 제어 및 조명 연출 시나리오 데이터를 이용하는 조명 제어를 가능하게 한다.
그리고 이와 같은 기술은 미래 조명 기술의 핵심이 되는 기술로써 그 중요성이 매우 크다. 이 논문에서는 기존의 유선 조명 시스템이 가지는 몇 가지 한계점(제어 가능 채널, 제어 범위)등의 문제점을 해결하고 IP 기반의 무선 통신이 아닌 유비쿼터스 컴퓨팅의 대표 기술인 Zigbee 무선 통신을 이용하는 조명 제어 기법에 대하여 제안한다. 그리고 기존의 DMX512 프로토콜과 Zigbee 프로토콜을 결합한 새로운 ZDMX 프로토콜을 제안한다.
제안 방법
[7]의 Z-DMX512 프로토콜은 기존의 무선 기반의 조명 시스템이 사용한 IP 기반의 무선 네트워크 통신 이 아닌 Zigbee 통신을 이용하였다. Zigbee 통신을 이용하여 넓은 범위의 조명 시스템을 효과적으로 제어하였으며 스마트폰과 같은 개인의 단말 장치에도 적용될 수 있는 장점을 제공하였다.
구현하고자 하는 조명 시스템은 PC기반의 조명 컨트롤러 UI와 5×5 LED 조명 판넬로 이루어진 조명장치 그리고 조명 판넬 내에 구성된 ZDMX 모듈 및 DMX 모듈로 구성된다.
이 논문에서는 기존의 유선 조명 시스템이 가지는 몇 가지 한계점(제어 가능 채널, 제어 범위)등의 문제점을 해결하고 IP 기반의 무선 통신이 아닌 유비쿼터스 컴퓨팅의 대표 기술인 Zigbee 무선 통신을 이용하는 조명 제어 기법에 대하여 제안한다. 그리고 기존의 DMX512 프로토콜과 Zigbee 프로토콜을 결합한 새로운 ZDMX 프로토콜을 제안한다. 또한, ZDMX 프로토콜을 이용하고 친환경/고효율의 LED를 조광 모듈로 이용하는 대단위 LED 조명 시스템을 구축하여 제안된 기법의 적합성을 확인하고자 한다.
[3]에서는 에너지를 획기적으로 줄이는 LED를 이용한 조명 시설의 수요가 증가하고 단순한 조명 시설이 아닌 인간 친화적인 감성 조명의 기술이 요구된다고 하였다. 그리고 유비쿼터스 사회의 다양한 U-컴퓨팅 기술과 융합되는 조명 시설을 통해 홈네트워크와 연동되는 스마트 조명 시스템으로 발전할 것으로 예측하였다.
[그림 11]의 동작은 실내 환경에서 수행된 결과이고 수 십미터 떨어진 조명장치를 제어하는 실외 환경에서도 같은 결과를 얻었다. 또한 ZDMX 중계 모듈을 이용하여 ZDMX 중계 모듈에 의한 조명 장치의 동작도 확인하였다.
각 1바이트로 구성되는 채널 데이터는 0부터 255 사이의 값을 통해 한 채널의 빛의 세기를 결정하는 데이터이다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 위한 하드웨어의 성능에 따라 채널 데이터의 전체 크기를 105 바이트로 정의하였고 3채널 LED를 이용하는 경우 35개의 LED 를 한번의 데이터 전송으로 제어할 수 있도록 하였다. Data Length 데이터는 채널 데이터의 전체 크기를 나타낸다.
조명 컨트롤러 UI에 의해 작성된 조명 제어 데이터는 RF 통신 모듈을 통해 ZDMX 모듈로 전송되는데 시뮬레이션 시스템에서는 PC와 시리얼 통신 인터페이스를 이용하여 연결하였다. 조명 컨트롤러와 연결된 RF 통신 모듈은 ZDMX 모듈의 하드웨어와 같은 하드웨어로 구성하였고 UI로부터 발생되는 조명 제어 데이터를 전송하는 동작을 수행한다.
Z-DMX512 프로토콜은 통신 스펙이 서로 상이한 기존의 DMX512 프로토콜과 Zigbee 프로토콜을 연결해주는 프로토콜로 조명 제어 데이터를 무선으로 전송하도록하여 DMX 모듈이 조명을 제어하도록 하였다. 특히 Z-DMX512 프로토콜의 Z-Address를 이용하여 여러 지역에 위치하고 독립된 형태로 구성된 조명 시스템을 동시에 제어하게 함으로써 기존의 DMX512 프로토콜의 제어 범위의 한계성을 극복하였다. Z-Address는 독립된 조명 시스템의 고유 주소 값으로써 Z-Address의 값에 따라 특정 위치의 LED 조명을 제어하거나 전체 LED 조명을 동시에 제어할 수 있는 기능을 제공한다.
대상 데이터
통신가능 범위는 실외의 경우 약 100m 이다. ZDMX 모듈의 RF 모듈은 CC2420 칩을 이용하고 연출 시나리오 저장을 위한 Memory 공간은 MPU내의 메모리공간을 이용하였다.
ZMDX 모듈의 Zigbee 통신을 위한 통신 모듈은 MPU로 Atmega128 칩과 통신칩으로는 Chipcon 사의 CC2420 칩으로 구성되어 있다. CC2420 칩은 IEEE 802.
후속연구
매우 간단하고 견고한 프로토콜을 이용하기 때문에 현재까지도 무대조명이나 경관조명과 같은 조명 시설에 광범위하게 이용되고 있다. DMX512 프로토콜은 조명장치의 단순한 개폐(On/Off) 기능 뿐 만아니라 페이드 인/페이드 아웃 등 다양한 연출효과를 구현할 수 있기 때문에 앞으로도 이를 이용한 무대조명이나 경관조명 시스템 개발이 지속될 것이다.
또한 스마트 폰과 같은 휴대형 단말기를 통해 자유로운 조명 제어가 가능한 시스템을 개발하고자 한다. 더 나아가서는 개인의 감성과 생활 패턴 등을 조명 시스템에 적용하여 감성 조명 및 스마트 조명 시스템을 개발하고자 한다.
환경 친화적인 조명 시스템을 구축하기 위해 고효율의 LED를 조명 장치로 이용하는 사례가 늘어나고 있으며 앞으로는 백열구 등의 조명장치는 사라지고 보다 친환경적인 LED를 이용한 조명 장치가 주류를 이룰 것이다. 또한 인간의 감성과 상황, 개인의 설정이나 생활패턴에 의해 조명 시스템은 앞으로 더욱 스마트해질 것이며 이러한 조명 시스템을 위한 기술개발이 계속될 것이다.
[그림 4]는 무선 조명 제어 기술을 이용한 조명 시스템의 구조이다. 시스템의 세부 동작은 이후 장에서 설명하는 ZDMX 프로토콜을 기반으로 동작하며 대규모/소규모의 조명 시스템에 모두 적용될 수 있다.
향후 연구로는 이 논문에서 기술한 각 모듈의 통합화를 진행하고자 한다. 또한 스마트 폰과 같은 휴대형 단말기를 통해 자유로운 조명 제어가 가능한 시스템을 개발하고자 한다.
[3]에서 논의 되었듯이 미래 조명 기술은 환경 친화적인고 인간 감성적이며 유비쿼터스 기술과 융합될 것이다. 환경 친화적인 조명 시스템을 구축하기 위해 고효율의 LED를 조명 장치로 이용하는 사례가 늘어나고 있으며 앞으로는 백열구 등의 조명장치는 사라지고 보다 친환경적인 LED를 이용한 조명 장치가 주류를 이룰 것이다. 또한 인간의 감성과 상황, 개인의 설정이나 생활패턴에 의해 조명 시스템은 앞으로 더욱 스마트해질 것이며 이러한 조명 시스템을 위한 기술개발이 계속될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
DMX512 시스템을 기반으로 IP 기반의 유/무선 기술을 이용한 대표적인 조명시스템은 무엇인가?
먼저 RS232/RS485 등의 유선 통신 기술을 이용하는 조명 시스템으로 대표적인 조명 시스템은 DMX512 시스템이다[4]. 두 번째는 DMX512 시스템을 기반으로, IP 기반의 유/무선 기술을 이용한 조명 시스템으로 대표적인 조명 시스템에는 ACN(Advanced Control Network)과 ADN(Advanced Dimmer Network)이 있다[5].
DMX512 시스템이 현재까지도 무대조명이나 경관조명과 같은 조명 시설에 광범위하게 이용되는 이유는 무엇인가?
DMX512 시스템으로 불리는 DMX512 프로토콜은 조명 장치와 조명 제어 모듈의 연결에 대한 표준방법으로써 1986년 이후로 세계적인 표준으로 이용되는 방법이다. 매우 간단하고 견고한 프로토콜을 이용하기 때문에 현재까지도 무대조명이나 경관조명과 같은 조명 시설에 광범위하게 이용되고 있다. DMX512 프로토콜은 조명장치의 단순한 개폐(On/Off) 기능 뿐 만아니라 페이드 인/페이드 아웃 등 다양한 연출효과를 구현할 수 있기 때문에 앞으로도 이를 이용한 무대조명이나 경관조명 시스템 개발이 지속될 것이다.
유선기반의 DMX512 프로토콜이 가진 단점은 무엇인가?
DMX512 프로토콜은 경관 조명, 무대 연출을 위한 조명 시스템을 제어한다. 그러나 유선기반의 DMX512 프로토콜은 시스템 설치, 유지 및 보수에 높은 비용을 필요로 하고, 제어 가능한 채널수와 물리적 제어 범위의 한계점이 존재 한다. 또한, 넓은 범위의 조명 시스템을 제어하기 위해서는 추가적인 장비를 요구한다. 이 논문에서는 넓은 지역의 조명을 효율적으로 제어하기 위하여 DMX512 프로토콜 기반의 무선 조명 제어 기법을 제안하고 ZDMX 모듈을 개발한다.
참고문헌 (7)
경관법 시행령, 2007.11.13, 대통령령 제 20376호
손수국, 한영석, "LED 조명장치를 위한 새로운 WDMX 제어기의 구현", 조명.전기설비학회논문지, 제22권, 제10호, pp.1-7, 2008.
장이화, “미래 조명시장의 4가지 트렌드”, LG 주간 경제, 2005년 11월호, pp.21-25, 2005.
http://www.dmx512.co.kr
http://www.esta.org/about/index.html
ESTA, "USITT DMX512-A - Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for controlling Lighting Equipment and Accessories", Entertainment Services and Technology Association, 2000.
서복일, 김재인, 황부현, “DMX512 프로토콜을 이용한 LED 무선 제어 시스템 설계”, 2010 한국컴퓨터종합학술대회 논문집, 제37권, 제1호(B), pp.442-445, 2010.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.