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제안 방법
- 1개의 채널에 12VDC 4구 LED 모듈 2개를 연결하고 220VDC를 12VDC로 변환시키기 위한 SMPS와 LED CONTROL BOARD를 연결하여 구성하였다. SMPS의 용량은 30W이며 초음파 거리센서의 ADC 입력 값과 연산식에 따른 CLCD 출력 거리 값과 실제 거리가 일치 하는지 확인하였다.
- 제어보드에서 사용되는 최대 전압은 12VDC 이므로 220VAC를 12VDC로 변환시켜주는 AC/DC 컨버터를 사용하였다. 30W용량의 SMPS는 비교적 작은 용량이므로 다수의 RGB LED를 동시에 제어하기에 부족함이 있다고 판단하여, RGB LED Module 4구 모델을 기준으로 2개의 RGB LED만을 사용하였다. SMPS의 용량이 200W 이상일 경우 최대 200여개의 RGB LED를 제어할 수 있다.
- 1개의 채널에 12VDC 4구 LED 모듈 2개를 연결하고 220VDC를 12VDC로 변환시키기 위한 SMPS와 LED CONTROL BOARD를 연결하여 구성하였다. SMPS의 용량은 30W이며 초음파 거리센서의 ADC 입력 값과 연산식에 따른 CLCD 출력 거리 값과 실제 거리가 일치 하는지 확인하였다. 또한, 조도센서의 ADC 입력 값과 연산 식에 따른 CLCD 출력 조도 값과 실제 조도가 일치 하는지 확인 한 후, 거리와 조도 값에 따른 LED의 색상 변화를 측정하였다.
- 조도의 경우 민감한 외부 환경 요인이기 때문에 일반적인 조도계로는 정확한 측정이 어렵다. 그러므로 일반적인 조명 제어 시스템과 퍼지 제어시스템을 이용한 결과 값의 명확한 비교가 어렵게 되므로 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 결과 값을 비교 연구하였다.
- SMPS의 용량은 30W이며 초음파 거리센서의 ADC 입력 값과 연산식에 따른 CLCD 출력 거리 값과 실제 거리가 일치 하는지 확인하였다. 또한, 조도센서의 ADC 입력 값과 연산 식에 따른 CLCD 출력 조도 값과 실제 조도가 일치 하는지 확인 한 후, 거리와 조도 값에 따른 LED의 색상 변화를 측정하였다.
- 퍼지화의 방법으로는 수치적인 값 \(x\)를 퍼지 싱글턴으로 변환하는 방법과 퍼지수로 변환하는 두 가지 방법이 있는데, 여기서는 퍼지 싱글턴으로 변환하여 사용하였다[2]. 본 논문에서는 마이크로 프로세서로 입력되는 값은 조도, 거리 2가지 변수이다. 그리고 이 변수는 퍼지연산으로 LED 조명 색의 값을 도출한다.
- 본 논문에서는 세밀하고 선형적인 Lux 값의 입력보다 퍼지 추론에 적합한 CdS 센서를 선택하였다. 거리 센서는 Parallax사의 SRF04 초음파 거리 측정 센서를 사용하였다.
- 본 논문에서는 입력 변수인 조도 센서와 초음파 거리센서의 ADC 입력 값을 MCU인 ATmega128에서 연산한다. 연산한 결과 값을 RGB LED 모듈로의 출력 및 각 센서 입력 값과 RGB 출력 펄스 값을 실시간으로 모니터링이 가능하게 하는 디스플레이부로 RGB LED 제어기를 설계 및 제작하였다.
- 본 논문에서는 입력 변수인 조도 센서와 초음파 거리센서의 ADC 입력 값을 MCU인 ATmega128에서 연산한다. 연산한 결과 값을 RGB LED 모듈로의 출력 및 각 센서 입력 값과 RGB 출력 펄스 값을 실시간으로 모니터링이 가능하게 하는 디스플레이부로 RGB LED 제어기를 설계 및 제작하였다.
- RGB LED DRIVE의 색상 제어는 기본적으로 타이머/카운터 기능을 통해 이루어진다. 이 기능을 활용하여 PWM(Pulse Width Modulation) 출력을 만들어서 Red, Green, Blue의 휘도 비율을 조절한다. 타이머/카운터에서도 16비트 카운터인 타이머/카운터1을쓰고 FAST PWM, CTC모드 등 여러 가지 모드가 있는데 그 중에서도 CTC 모드를 사용한다.
- LED를 이용한 IT 융합기술들 중 빛을 이용한 통신기술인 가시광통신(VLC, Visible Light Communication) 기술이 현재 전 세계적으로 주목 받고 있으며, 많이 연구되고 있다. 현재 기존의 외부 환경 요인인 온도, 습도 등의 외부 환경 요인은 일반적으로 가장 많이 사용되기 때문에 본 논문에 서는 조도 센서와 초음파 거리센서를 이용하고 실시간으로 거리와 조도를 확인할 수 있는 CLCD(Character Liquid Crystal Display) 를 추가하여 RGB LED 모듈 조명 제어기를 구현하였다. 조도의 경우 민감한 외부 환경 요인이기 때문에 일반적인 조도계로는 정확한 측정이 어렵다.
대상 데이터
- 16x4 Line의 일반적인 CLCD(Character LCD)를 사용하였다. CLCD를 통하여 현재 출력되는 Red, Green, Blue의 PWM 값을 실시간으로 확인이 가능하며, 동시에 실제 거리 및 현재 밝기 또한 확인할 수 있다.
- 8비트 RISC 마이크로 컨트롤러인 ATmega128모델을 사용하였으며 AVR제어부에서는 조도센서와 거리센서의 ADC 값을 받아서 실제로 각 RGB LED Module의 색상을 제어한다. RGB LED DRIVE의 색상 제어는 기본적으로 타이머/카운터 기능을 통해 이루어진다.
- 본 논문에서는 세밀하고 선형적인 Lux 값의 입력보다 퍼지 추론에 적합한 CdS 센서를 선택하였다. 거리 센서는 Parallax사의 SRF04 초음파 거리 측정 센서를 사용하였다. 초음파 센서는 공기 중에 340m/s 속도의 음파를 발산하여, 피사체에 부딪혀 반사되는 음파를 수신하여 거리를 측정하는 방식의 센서이다.
- 색상으로 내주는 LED RGB module은 RGB LED 4구 모듈을 사용하였다. MCU에서 출력되는 값은 TTL 전압 레벨인 5VDC이므로 LED RGB module을 구동 시킬 수 없다.
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