DALI 네트워크 기반의 조명제어시스템 설계 및 구현

Abstract

세계적으로 온실가스 감축 정책, 전기전자제품 유해물질 사용제한 지침(RoHS: Restriction of Hazardous Substances) 등 환경 규제 제도의 본격 시행으로 전통적인 조명이 친환경 고효율 LED(Light Emitting Diode)로 빠르게 대체되고 있으며, 에너지 효율의 극대화를 위한 효과적인 조명 제어 기술이 요구되고 있다[1]. 최근 조명기술의 요구들은 과거의 스위치를 이용한 단순 ON/OFF 제어뿐만 아니라 개별/그룹제어, 조도제어와 같이 더욱 세분화된 조명제어 기법들이 필요하고, 따라서 IEC(International Electro-technical Commission)에서는 DALI라는 국제 조명제어 프로토콜을 만들었다. 기존의 1-10V 조명 제어 기법과 비교하여 별도의 relay 회로와 dimming을 위한 장치 없이 digital 신호로 등 기구 단위로 독립적인 제어는 물론 그룹제어가 가능하고 이로 인해 사무실 용도 및 칸막이 변경 등에 아주 유연하게 대응하도록 하여 개인별 사무환경에 최적의 조명 환경을 제공할 수 있다[2]. 본 논문에서는 IEC-62386 표준을 기반으로 하여 DALI 조명 시스템을 구현하기 위해 DALI control gear(Slave), DALI control device(Master) 와 같은 기본적인 장치를 설계, 제작을 하고 개정 중에 있는 기존 DALI 표준에 언급되지 않은 DALI control device(master)간의 메시지 충돌문제 발생, 또한 DALI 표준에 간단히 제시되어있는 Random Address Allocation 방법을 이용하여 DALI control gear(slave)들의 주소를 할당할 때 소비되는 시간이 너무 길어진다는 점의 문제점들을 실험과 계산을 통해 제시하였다. DALI control device(master)간의 메시지 충돌문제는 여러 가지 해결방안이 있겠지만 이러한 문제들의 해결방안을 포함하는 새로운 DALI 표준이 개정되기 전에 먼저 해결방안을 모색한다는 의미에서 DALI control device에서 충돌발생을 확인하고 재전송하는 방안을 소프트웨어 설계와 구현을 통해 해결하고 또한 물리적 선택(Physical Selection) 방식이나 우선 선택(Pre-selection)방식을 통해 간단히 그리고 짧은 시간에 개별 주소를 할당하는 해결방안을 찾아 정상적으로 DALI control gear(slave)들이 주소를 갖도록 소프트웨어를 구현하였다. 이러한 해결방안을 바탕으로 각종 조명에 필요한 센서(master)들을 적용할 수 없었던 DALI 조명네트워크에 각종 센서제어 기술들을 하나의 DALI 조명 네트워크 적용하여 조명을 통해 화재 발생을 알릴 수 있는 방법이나 지하주차장 조명시스템에 각종 센서를 적용함으로써 차량이나 움직이는 사물을 감지를 통해 조명의 조도를 제어하여 조명에너지를 최소화할 수 있는 방법들을 제안하였다.