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대부분의 조명 역사에서 가로등의 밝기를 조정한다는 개념은 사실상 존재하지 않았습니다. 기존의 가로등은 간단한 이진 원리에 따라 작동했습니다. 황혼에 켜지고 밤새 최대 강도로 켜지고 새벽에 꺼졌습니다. 이 접근 방식은 간단하기는 하지만 현재 현대 기술이 가능하게 하는 에너지 보존 및 적응형 조명에 대한 엄청난 잠재력을 무시했습니다. 오늘날 문제는 더 이상 가로등의 밝기를 조절할 수 있어야 하는지 여부가 아니라 가로등의 밝기를 조정하는 다양한 방법이 무엇인지입니다. 대답은 단순한 아날로그 신호부터 정교한 무선 네트워크에 이르기까지 다양한 기술을 포함하며, 각 기술은 다양한 애플리케이션, 인프라 제약 및 성능 요구 사항에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다.

현대 조명 제어의 정교함을 감상하려면 과거의 한계를 이해하는 것이 도움이 됩니다. 고압 나트륨 또는 수은 증기 기술을 사용하는 구식 가로등은 실질적인 밝기 조절 기능을 제공하지 못했습니다.- 이러한 램프의 전력을 줄이려고 하면 종종 불안정성, 색상 변화 또는 조기 고장이 발생합니다. 마찬가지로 간단한 광전지가 장착된 구식 가로등은 중간 상태 없이 온{4}}오프 제어만 제공됩니다. LED 기술로의 전환은 이러한 환경을 근본적으로 변화시켰습니다. LED는 본질적으로 밝기 조절이 가능한 장치로 전류 감소에 선형적으로 반응합니다. 이는 LED 가로등 플랫폼의 기능을 기반으로 하는 다양한 제어 방법의 문을 열었습니다.

가장 기본적이고 널리 배포되는 디밍 방법 중 하나는 0~10V 아날로그 디밍입니다. 이 접근 방식은 일반적으로 0~10V DC 범위의 저-전압 직류 제어 신호를 사용하여 원하는 밝기 수준을 LED 드라이버에 전달합니다. 제어 신호가 10V일 때 드라이버는 최대 전력을 출력합니다. 전압이 감소함에 따라 드라이버는 비례적으로 출력을 감소시키며, 일반적으로 0V는 최소 디밍 또는 완전 꺼짐에 해당합니다. 0~10V 디밍의 우아함은 단순함에 있습니다. 네트워크 인프라, 복잡한 프로그래밍, 디지털 프로토콜이 필요하지 않습니다. 간단한 타이머, 광전지 또는 수동 스위치로 제어 신호를 생성할 수 있습니다. 오래된 가로등을 최신 조명으로 교체하는 지방자치단체의 경우 0~10V 조도 조절은 적응형 조명에 대한 비용 효율적인 진입점을 제공합니다.{18} 이 기능을 갖춘 현대식 가로등은 기본 시간 일정에 따라 프로그래밍할 수 있습니다. 즉, 자정 이후에 미리 설정된 수준으로 어두워지고 새벽이 되기 전에 최대 밝기로 돌아옵니다. 이 모든 작업은 모두 간단한 유선 연결을 통해 이루어집니다. 고급 시스템의 세분성은 부족하지만 0~10V는 전 세계적으로 수많은 설치를 위한 안정적인 장치로 남아 있습니다.

밀접하게 관련되어 있지만 별개의 방법은 PWM 조광 또는 펄스{0}}폭 변조입니다. 연속적인 아날로그 신호를 변화시키는 대신, PWM은 사람의 눈에 감지할 수 없는 주파수로 LED 전류를 빠르게 켜고 끕니다. 전류가 흐르는 시간의 비율-듀티 사이클-에 따라 인지되는 밝기가 결정됩니다. 100% 듀티 사이클은 LED가 항상 최대 밝기로 켜져 있음을 의미합니다. 듀티 사이클이 30%라는 것은 각 스위칭 사이클의 30% 동안 켜져 있고 70% 동안 꺼져 있음을 의미하며, 결과적으로 인지되는 밝기는 약 30%입니다. 일반적으로 1kHz를 훨씬 넘는 충분히 높은 스위칭 주파수로 구현되면 PWM 조광은 부드럽고 깜박임이 없는- 조명을 생성합니다. 이 방법은 LED 드라이버 자체 내에서 특히 일반적이며 드라이버가 외부 디밍 명령에 응답하는 내부 메커니즘 역할을 하는 경우가 많습니다. 많은 지능형 가로등은 명령이 0~10V 신호, 디지털 프로토콜 또는 온보드 센서에서 유래했는지 여부에 관계없이 밝기 제어의 최종 단계로 PWM을 활용합니다.

더 높은 정밀도와 개별 제어를 요구하는 애플리케이션의 경우 DALI 디밍은 상당한 발전을 의미합니다. Digital Addressable Lighting Interface의 약자인 DALI는 조명 제어를 위해 특별히 설계된 표준화된 디지털 프로토콜입니다. 간단한 아날로그 전압을 전송하는 0~10V와 달리 DALI는 개별 고정 장치의 주소를 지정하고 상태를 쿼리하고 피드백을 받을 수 있는 디지털 메시지를 전송합니다. DALI- 기반 시스템에서 각 LED 가로등 설비에는 고유한 주소가 있으므로 중앙 컨트롤러는 특정 위치 및 요구 사항에 따라 하나의 조명을 40%로, 다른 조명을 60%로, 세 번째 조명을 100%로 어둡게 할 수 있습니다. 이러한 개별 주소 지정 기능은 주변 조명 조건이 다양한 터널, 교차로 또는 도로와 같은 복잡한 설치에 매우 중요합니다. DALI는 또한 양방향 통신을 지원합니다.{11}} 컨트롤러는 각 고정 장치가 명령을 수신하고 실행했는지 확인할 수 있으며 드라이버나 LED 모듈에 문제가 발생할 때 오류 보고를 받을 수 있습니다. DALI는 아날로그 대안보다 가격이 비싸지만 전문 실외 조명 프로젝트에 필요한 안정성, 정밀도 및 진단 기능을 제공합니다.

통신 프로토콜에서 제어 로직으로 이동하면서 타이머- 기반 디밍은 여전히 ​​가장 널리 적용되는 전략 중 하나입니다. 이 방법은 사전-프로그래밍된 일정을 사용하여 밤 시간에 따라 밝기를 조정합니다. 일반적인 일정은 저녁 교통 및 보행자 활동을 수용하기 위해 황혼부터 오후 10시까지 최대 밝기를 요구할 수 있으며, 그 다음에는 오후 10시부터 오전 5시까지 30% ~ 50%의 어둡게 한 상태, 그리고 이른 아침 통근을 위해 최대 밝기로 돌아갑니다. 타이머{13}} 기반 시스템은 위도와 경도를 기준으로 일출과 일몰을 계산하는 간단한 천문 타이머를 사용하거나 네트워크로 연결된 설비에 일정을 푸시하는 보다 정교한 중앙 관리 시스템을 통해 구현할 수 있습니다. 이 접근 방식의 장점은 예측 가능성과 단순성입니다. 타이머 기반 조광 기능을 갖춘 LED로 변환된 기존 가로등의 경우 에너지 절감 효과가 크며 작동 패턴이 일관되고 대중에게 쉽게 전달됩니다. 그러나 제한사항은 타이머-기반 시스템이 실시간 조건에 응답할 수 없다는 것입니다. 심야 행사나 예상치 못한 교통량 급증으로 인해 전체 조명이 필요한지 여부에 관계없이 시계에 따라 어두워집니다.

센서- 기반 디밍은 밝기가 실제 환경 및 활동 조건에 반응하도록 하여 이러한 제한을 해결합니다. 광 센서 또는 광전지는 주변 조명 수준을 감지하고 이에 따라 인공 조명을 조정합니다. 흐린 날에는 시스템이 아침 늦게까지 최대 밝기를 유지할 수 있습니다. 밝은 보름달 동안에는 약간 어두워질 수 있습니다. 더 정교한 것은 일반적으로 레이더나 마이크로파 기술을 사용하는 동작 및 존재 센서입니다. 외딴 지역에 태양광 가로등을 설치하면 이 전략을 최대한 활용할 수 있습니다. 심야-시간 동안 80w LED 태양광 가로등은 기본 방향에 적합한 낮은 대기 밝기-10% 또는 20%-를 유지합니다. 차량이나 보행자가 접근하면 센서가 동작을 감지하고 즉시 조명 장치의 밝기를 최대 밝기로 높여 필요할 때 정확하게 안전을 보장합니다. 더 이상 움직임이 없는 사전 설정된 간격이 지나면 조명이 대기 모드로 돌아갑니다. 이 접근 방식은 교통량이 적은 위치의 강력한 태양광 가로등에 특히 효과적입니다. 여기서 조도 조절로 인한 에너지 절약은 배터리 사용 시간을 직접 연장하고 태양광 패널 요구 사항을 줄입니다. 레이더 센서가 장착된 120w 태양광 가로등은 적응형 디밍 기능을 통해 실제 필요한 순간에 저장된 에너지를 확보하므로 햇빛이 제한된 지역에서도 효과적으로 작동할 수 있습니다.

디밍 방법의 진화에는 다양한 통신 기술을 통한 원격 디지털 제어도 포함되었습니다. PLC 디밍 또는 전력선 통신은 기존 전기 케이블을 사용하여 디밍 명령을 전달합니다. 중앙 컨트롤러는 고주파-주파수 신호를 전력선에 주입하고, PLC 모뎀이 장착된 각 LED 가로등 설비는 주소가 지정된 명령을 수신하고 디코딩합니다. PLC의 장점은 추가 배선이 필요하지 않다는 것입니다. 조명 인프라에는 이미 전원 케이블이 포함되어 있으며 동일한 케이블이 통신 네트워크가 됩니다. 이로 인해 PLC는 새로운 통신 케이블을 설치하는 데 엄청나게 많은 비용이 드는 기존 도시 가로등을 개조하는 데 매력적인 옵션이 됩니다.

무선 대안은 최근 몇 년 동안 상당한 관심을 끌었습니다. Zigbee, LoRa 및 NB-IoT와 같은 기술은 클라우드-연결 지능형 태양광 가로등과 그리드{3}}연결 설비를 모두 가능하게 합니다. Zigbee- 기반 시스템에서 각각의 최신 가로등에는 메시 네트워크를 형성하여 인접 설비와 통신하는 무선 모듈이 포함되어 있습니다. 중앙 서버의 명령은 네트워크를 통해 전파되어-개별 조명, 그룹 또는 도시 전체를 실시간으로 조정할 수 있습니다. 운영자는 유지 관리를 위해 도시 태양광 가로등의 특정 부분을 어둡게 하거나, 특별 행사를 위해 복도를 밝게 하거나, 설비가 비정상적인 동작을 보고할 때 자동 경고를 받을 수 있습니다. 무선 제어는 또한 정교한 데이터 수집을 용이하게 합니다. 시스템은 에너지 소비를 기록하고 조광 일정을 추적하며 향후 최적화 노력을 알리는 보고서를 생성할 수 있습니다. 주차장, 캠퍼스 또는 산업 시설에 설치된 상업용 LED 태양광 가로등의 경우, 무선 제어는 설비를 수동으로 재프로그래밍하기 위해 직원을 파견하지 않고도 사용 패턴 변화에 따라 조명 패턴을 조정할 수 있는 유연성을 제공합니다.

전류 조절 디밍은 LED 밝기를 제어하는 ​​가장 직접적인 방법을 나타냅니다. LED는 전류-구동 장치입니다. 광 출력은 이를 통과하는 순방향 전류에 비례합니다. 드라이버는 LED 어레이에 공급되는 정전류를 직접 줄여 부드러운 선형 디밍을 달성합니다. 이 방법은 종종 드라이버 설계 자체에 통합되어 다른 제어 신호가 작동하는 기초 역할을 합니다. 디밍 명령이 0~10V, DALI 또는 무선 네트워크를 통해 도착하든 드라이버는 궁극적으로 현재 조정을 통해 해당 명령을 구현합니다. 이 접근 방식은 에너지 절약 이상의 추가적인 이점을 제공합니다. 감소된 전류에서 LED를 작동하면 접합 온도가 낮아지고 반도체 재료의 열 응력이 줄어듭니다. 결과적으로 어두운 수준에서 밤의 상당 부분을 보내는 LED 태양광 가로등 설비는 일반적으로 최대 출력으로 지속적으로 작동하는 가로등 설비에 비해 작동 수명이 길어집니다. 유지 관리 접근이 어려운 원격 설치의 경우 이러한 수명은 중요한 이점입니다.

디밍 방법의 확산으로 인해 이전에는 실용적이지 않았던 특수 애플리케이션이 가능해졌습니다. 생태학적으로 민감한 지역에서는 모션 센서와 원격 밝기 조절 기능을 갖춘 지능형 태양광 가로등이 안전을 위해 필요한 조명을 제공하는 동시에 빛의 침입과 야행성 야생 동물의 방해를 최소화할 수 있습니다. 자전거 도로와 보행자 도로를 따라 레이더-센서 디밍 기능은 사용자가 접근할 때 조명이 밝아지도록 보장하여 밤새도록 전체 조명으로 인한 에너지 비용 없이 보안을 제공합니다. 도시 중심부에서는 무선으로 제어되는-실외 조명 네트워크를 통해 도시 관리자가 안전, 에너지 절약, 주민 선호도의 균형을 전례 없이 정밀하게 조정할 수 있습니다.

이러한 방법은 상호 배타적이지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 일반적인 현대식 가로등 설치에는 기본 조광을 위한 타이머- 기반 예약, 주문형 밝기 조정을 위한 레이더 센서, 원격 모니터링 및 재정의 기능을 위한 무선 통신 등 여러 접근 방식이 결합될 수 있습니다. 외딴 마을에 배치된 유도 LED 태양광 가로등은 원활한 밝기 조절을 위한 전류 규정, 황혼-}~새벽 작동을 위한 광전지 센서, 에너지 보존을 위한 동작 센서에 의존할 수 있습니다. 방법 선택은 프로젝트 목표, 예산, 기존 인프라 및 현지 조건에 따라 달라집니다.

이러한 기능을 이전 세대와 비교하면 대조가 극명하게 나타납니다. 수십 년 전의 기존 가로등은 밝기 조절도, 적응성도, 지능도 제공하지 않았습니다. 구식 가로등은 조명의 혜택을 받는 사람이 있는지 여부에 관계없이 최대 전력으로 켜졌습니다. 오늘날의 조광 가능 시스템은 거리 조명이 무엇인지에 대한 근본적인 재구상을 나타냅니다. 이는 더 이상 수동적 인프라가 아니라 에너지 소비와 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 특정 요구 사항을 충족하도록 조정할 수 있는 능동적이고 반응성이 뛰어난 자산입니다.

결론

가로등의 밝기를 조정하는 방법은 존재하지 않는 것에서 놀라울 정도로 다양하게 발전했습니다. 아날로그 0~10V 제어는 기본 애플리케이션에 단순성과 신뢰성을 제공합니다. PWM은 드라이버 수준에서 부드럽고 깜박임이 없는{4}}조광 기능을 제공합니다. DALI는 복잡한 설치를 위한 디지털 정밀도와 개별 주소 지정 기능을 제공합니다. 타이머-기반 시스템은 예측 가능하고 일정에 따라-에너지 절감 효과를 제공합니다. 레이더 또는 광전지를 사용하는 센서 기반 접근 방식을 통해 실시간 조건에 대한 반응이 가능해집니다. 무선 및 전력선{13}}통신 네트워크를 통해 도시 전체에 걸쳐 원격 관리, 모니터링 및 조정이 가능합니다. 전류 조절 디밍은 조명기 수명을 연장하는 효율적이고 LED{15}}친화적인 작동을 보장합니다. 각 방법에는 고유한 위치가 있으며 최적의 솔루션은 여러 기술을 결합하여 에너지 효율성, 안전성, 신뢰성 및 운영 유연성의 원하는 균형을 달성하는 경우가 많습니다. 그리드 연결 조명기구에 적용되거나 개발도상국의 80W LED 태양광 가로등에 적용되는 이러한 조도 조절 방법은 현대적이고 지능적인 실외 조명의 기술 기반을 총체적으로 나타냅니다.

 

 

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