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LED控制系統(tǒng)在夜景照明中的應(yīng)用
錄入時(shí)間:2012/8/10 16:26:35   點(diǎn)擊次數(shù):3905次   【返回上一頁(yè)】

                    LED控制系統(tǒng)在夜景照明中的應(yīng)用 
  
  近幾年以來(lái),隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,我國(guó)城鄉(xiāng)居民居住條件有了質(zhì)的飛躍,但是各類污染現(xiàn)象也日益加重。現(xiàn)代污染種類越來(lái)越繁多,對(duì)自然環(huán)境和人民群眾的正常生活、身體健康等構(gòu)成的威脅也越來(lái)越大。

   為了維護(hù)我國(guó)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,我們一定要采取發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品等有利的措施來(lái)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。建筑物作為城市的主要文化載體與形象工程,其夜晚的景觀價(jià)值與商業(yè)價(jià)值也在逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái)。城市光污染也就隨之悄然興起,這種新型的污染問(wèn)題主要來(lái)源于城市車輛照明和建筑夜景照明。

    目前,我們已經(jīng)開(kāi)始了致力于解決這類污染問(wèn)題的研究。我們可以通過(guò)在建筑夜景照明中采用環(huán)保節(jié)能的led照明控制系統(tǒng)這個(gè)措施來(lái)一定程度上減輕這種污染造成的危害。本文將就LED照明控制系統(tǒng)在建筑夜景照明中的應(yīng)用進(jìn)行探討。  

 目前我國(guó)LED照明的發(fā)展現(xiàn)狀
  當(dāng)前形勢(shì)下,受到上游芯片價(jià)格下降以及LED照明器具發(fā)光效率的提升,人們?cè)絹?lái)越重視LED在照明領(lǐng)域的發(fā)展,而且LED行業(yè)自身也呈現(xiàn)出極為良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)專家預(yù)測(cè),雖然2010年在國(guó)內(nèi)照明市場(chǎng)LED所占市場(chǎng)比重不到還百分之五,但是,在2011年LED照明市場(chǎng)占有率有望翻一番,達(dá)到10%以上,并且在兩年之內(nèi),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新,LED技術(shù)更加成熟,其市場(chǎng)占有率至少能夠到達(dá)五分之一。而在LED照明發(fā)展進(jìn)程中,建筑夜景照明無(wú)疑是其中的一個(gè)主要發(fā)展方向。從整體來(lái)看LED照明系列產(chǎn)品在短期內(nèi)價(jià)格呈下降趨勢(shì)。
  我國(guó)政府以及各省市企業(yè)對(duì)LED照明發(fā)展十分重視,2010年,國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)斥巨資投入LED芯片生產(chǎn)領(lǐng)域,LED芯片價(jià)格不在貴若千金,而是逐步下調(diào)價(jià)格,尤其是照明應(yīng)用的highpowerLED價(jià)格跌幅已經(jīng)達(dá)到15%至20%左右。值得一提的是,在未來(lái)幾年內(nèi),我國(guó)規(guī)劃增加超過(guò)1200臺(tái)的LED設(shè)備MOCVD。企業(yè)的資金投入與國(guó)家的大力支持提高了芯片的產(chǎn)能,同時(shí)極大地促進(jìn)了國(guó)內(nèi)LED照明產(chǎn)品成本、價(jià)格的下降。
  另外,技術(shù)進(jìn)步也是促使LED芯片價(jià)格走低原因之一。據(jù)介紹,以美國(guó)能源部所訂LED來(lái)看,2010年目標(biāo)為140lm/W,到了2020年LED的發(fā)光效率將達(dá)到243lm/W。
  LED照明產(chǎn)品與LED智能照明控制系統(tǒng)
  LED(Light Emitting Diode發(fā)光二極管),其發(fā)光材料主要以固體半導(dǎo)體芯片為主,在半導(dǎo)體芯片兩端加上正向電壓,半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合,產(chǎn)生能量發(fā)出可見(jiàn)光,是白熾燈照明的完美替代升級(jí)產(chǎn)品。它具有以下特點(diǎn):1、安全可靠。半導(dǎo)體二極管發(fā)光, 光色柔,無(wú)眩光,無(wú)紫外線輻射的產(chǎn)生。2、節(jié)省電能。LED以二極管內(nèi)光子反射運(yùn)動(dòng)而發(fā)光,不產(chǎn)生多余熱量,能量轉(zhuǎn)化效率高,同樣亮度下,耗電僅為普通白熾燈的1/10,節(jié)電率可達(dá)90%。3、使用壽命長(zhǎng)。LED燈具是白熾燈使用壽命的100倍,具有超過(guò)100000小時(shí)的平均使用壽命,并且可以在高頻繁的啟動(dòng)或關(guān)斷狀態(tài)下工作無(wú)損壞。
  LED建筑照明智能控制系統(tǒng),主要結(jié)構(gòu)包括傳感器單元,控制單元,驅(qū)動(dòng)電路,照明系統(tǒng)等部分組成,為城市建筑夜景照明提供了方便快捷的條件,有效的節(jié)省了人力物力,避免了資源的浪費(fèi)。
  這里筆者主要闡述一套LED智能照明和恒流驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
  首先介紹系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),如圖1 所示,該智能照明控制系統(tǒng)基于μPD78F0034為主控器件設(shè)計(jì),其主要由傳感器單元、控制器單元、LED驅(qū)動(dòng)電路和照明系統(tǒng)四部分組成。μPD78F0034芯片的主要功能在于計(jì)算處理由熱紅外傳感器、強(qiáng)光傳感器、聲控傳感器接受到并且經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換初步加工過(guò)的信號(hào)數(shù)據(jù),信號(hào)處理完畢后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換,作用于LED驅(qū)動(dòng)電路和顯示電路,幫助系統(tǒng)能夠正常工作。

  其次,系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。為達(dá)到簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的目的,采用模塊化設(shè)計(jì)思想為主導(dǎo),以主程序?yàn)楹诵脑O(shè)置功能模塊子程序,系統(tǒng)工作時(shí)由主程序調(diào)用各功能模塊子程序。各功能子模塊各司其職,信號(hào)輸入模塊負(fù)責(zé)三類傳感器信號(hào)輸入單片機(jī)數(shù)據(jù)通道,在控制系統(tǒng)軟件中,整流放大數(shù)字化后處理聲音傳感器的信號(hào)與紅外線探測(cè)器的信號(hào)為開(kāi)關(guān)的布爾型數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)整流放大的環(huán)境補(bǔ)光,光強(qiáng)度探測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)分兩路,一路為布爾值,并與前兩路信號(hào)處理后產(chǎn)生的輸出進(jìn)行與運(yùn)算,作為產(chǎn)生燈具開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)信號(hào)的依據(jù),另外一路將環(huán)境數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換,編碼輸出到系統(tǒng)的輸出模塊,由系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)燈具亮度,適當(dāng)根據(jù)周圍環(huán)境變化LED發(fā)光亮度,最終實(shí)現(xiàn)LED智能照明的目的。
  該系統(tǒng)設(shè)定完畢之后,無(wú)需人工實(shí)施監(jiān)督,就能夠根據(jù)不同的工作環(huán)境的要求,以及晝夜環(huán)境的交替,自動(dòng)控制LED照明燈具的開(kāi)關(guān)和亮度。尤其是對(duì)于城市建筑夜景照明中的大功率LED照明燈具,我們使用恒流源驅(qū)動(dòng)的方法,不僅僅可以提高用電效率,節(jié)約電能,同時(shí)能夠有效的延長(zhǎng)LED照明燈具的使用壽命。
  建筑夜景照明應(yīng)用LED照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
  隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,城市建筑照明技術(shù)獲得了穩(wěn)步提升,LED照明燈具必將逐步在我國(guó)甚至是全球市場(chǎng)上取得更高的市場(chǎng)份額,其發(fā)展?jié)摿ξ阌怪靡。然而,如何才能在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步,更好的做到低碳、節(jié)能、環(huán)保是我們研究建筑夜景照明中應(yīng)用LED照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面臨的首要問(wèn)題。
  我國(guó)城市建筑夜景照明方面的領(lǐng)軍人物中科院趙建平副院長(zhǎng)對(duì)城市建筑照明設(shè)計(jì)提出了建設(shè)性意見(jiàn):城市建筑夜景照明不僅要保證創(chuàng)造良好的光環(huán)境,具有科學(xué)性、實(shí)用性和前瞻性,又要做到維修方便、使用安全、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、保障健康和綠色照明等。
  在建筑照明節(jié)能評(píng)價(jià)方面我們一般采用LPD數(shù)值的高低作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。LPD,即照明功率密度,是評(píng)價(jià)建筑節(jié)能的主要指標(biāo),主要指建筑房間或場(chǎng)所單位面積的照明安裝功率(包括光源、鎮(zhèn)流器或變壓器),單位為瓦/平方米。LPD值規(guī)定LPD限值,關(guān)系到在照明領(lǐng)域的節(jié)能,將促使照明設(shè)計(jì)全面考慮和顧及照度水平、照明質(zhì)量和照明能效,促進(jìn)在設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用更高效的光源、鎮(zhèn)流器、燈具及其他產(chǎn)品。
  另外,實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排是LED照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求之一,規(guī)定LPD限值,有助于照明節(jié)能的實(shí)現(xiàn),我們還需要盡量做到控制系統(tǒng)的節(jié)能,即傳感控制電路的節(jié)能環(huán)保。因?yàn)檎彰骱哪芊矫,不僅僅光源散發(fā)出光和熱,整個(gè)照明控制系統(tǒng)同樣依靠電能運(yùn)轉(zhuǎn),消耗能量,所以,控制系統(tǒng)節(jié)能非常重要。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的的LED照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)智能控制系統(tǒng),能夠完成達(dá)到二次節(jié)能或多次節(jié)能。
  建筑夜景照明應(yīng)用LED照明控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
  在城市建設(shè)與規(guī)劃中,燈光的設(shè)計(jì)越來(lái)越重要,甚至在許多國(guó)家和地區(qū),美麗的城市夜景燈光獲得了“夜間新尺度”的美名,已然成為一種新的城市文明程度衡量標(biāo)準(zhǔn)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)LED照明控制系統(tǒng)時(shí),只有堅(jiān)持“以人為本”的設(shè)計(jì)理念,滿足人們需求,最
大限度地融合照明效果與周邊環(huán)境。城市建筑夜景照明追求的是一種藝術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與享受。利用一些發(fā)光角度較小的LED小功率產(chǎn)品,以重點(diǎn)局部的照明為重點(diǎn),在外觀上流出足夠大的設(shè)計(jì)選擇空間,引領(lǐng)建筑照明的時(shí)尚和潮流。同時(shí),LED點(diǎn)光源更可以使建筑夜景照明畫(huà)面的空間層次感更強(qiáng)更豐富。將具有地域特色的傳統(tǒng)文化融入照明設(shè)計(jì)中,使照明不僅滿足基本的功能要求,且更能夠展現(xiàn)城市風(fēng)貌和地域文化特色,從而形成城市特有的光文化,創(chuàng)造出個(gè)性鮮明的城市夜景景觀。
  LED建筑照明控制系統(tǒng)在建筑夜景照明中的應(yīng)用也要注意建筑的整體效果和細(xì)節(jié)處理。對(duì)于一般的建筑而言,其隱框的玻璃幕墻照明系統(tǒng)、樓身顯框玻璃的幕墻照明、頂部玻璃穹頂?shù)恼彰、建筑底層的照明、樓身及頂部?biāo)志的照明等都是不可忽視的環(huán)節(jié)。
  LED的顏色好,功耗對(duì)于傳統(tǒng)照明工具來(lái)講相對(duì)較少,耐用壽命也相對(duì)較長(zhǎng),用點(diǎn)電壓也低,不存在安全隱患,沒(méi)有任何污染,體積小便于隱蔽,適合見(jiàn)光不見(jiàn)燈的城市照明原則等等,這些都為城市照明使用提供了可選性。城市照明其實(shí)更大程度上要求的是創(chuàng)意和藝術(shù),而不是亮度。
  1、裝飾草坪燈、景觀燈、球泡等
  城市的草坪綠地當(dāng)中,把LED的發(fā)光部位設(shè)計(jì)成環(huán)狀、圖形狀等各種結(jié)構(gòu)形式,局部照亮草坪,顯現(xiàn)出一種更加人性化的的照明來(lái),同時(shí)在白天時(shí)候,也成為一種裝飾的一個(gè)元素,非常特別。常用產(chǎn)品額定工作電壓AC220V,控制方式多為內(nèi)控(在需要同步變化的場(chǎng)所可利用同步線實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制同步)。實(shí)際工程中常與氣體放電燈光源配合作為裝飾性照明使用,利用草坪燈、景觀燈、球泡等各種不同造型、不同功能的LED光源可以組合成色彩絢麗的燈光幻影。這種“多色彩,多亮點(diǎn),多圖案”的變化,體現(xiàn)了LED光源的特點(diǎn)。景觀照明市場(chǎng)主要以街道、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所裝飾照明為主,推動(dòng)力量主要來(lái)自于政府。
  2、水下燈
  LED水下燈放在水下,用于水體的照明,防護(hù)水平應(yīng)達(dá)到IP68。額定工作電壓DC12V。LED的低電壓工作特性使其比以往的任何燈具都要安全,壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)也使維修起來(lái)更加方便,產(chǎn)生的照明效果也比常用的PAR燈、氣體放電燈更為豐富。
  3、地面燈具
  在城市照明中,用LED燈具作為地面燈具使用,優(yōu)勢(shì)很多。
  我們可以將LED光源大小小型化。使用的最普遍形式主要有兩類,一類是采用傳統(tǒng)的道路照明燈具外殼,只是在燈具內(nèi),在一個(gè)幾乎是平板的安裝面(也是反光面)上,裝上了矩陣式的LED,這種設(shè)計(jì)方式是不可能得到良好的燈具配光的。另一類是把多個(gè)LED集成在一個(gè)圓形的區(qū)域內(nèi)(區(qū)域直徑大約為30mm~40mm),使這一小區(qū)域的光輸出密度接近高強(qiáng)度氣體放電燈,再利用燈具反射其進(jìn)行配光,但這種設(shè)計(jì)方式的燈具分布光度也不會(huì)優(yōu)于傳統(tǒng)的道路照明燈具,并且由于在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)集成了高密度的LED,往往影響到LED的使用壽命。所以這個(gè)可以根據(jù)城市具體地面的大小結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)LED發(fā)光的面積。嵌入式石燈、地磚燈以切邊加工的方式與鋪裝的石材取得一致,達(dá)到環(huán)境與光源和諧統(tǒng)一的效果。目前部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)模數(shù)化設(shè)計(jì),例如作為地面鋪裝層照明的發(fā)光地磚,產(chǎn)品的尺寸與地磚的尺寸相協(xié)調(diào),即符合模數(shù)的要求,模數(shù)規(guī)格不一,看具體情況而定。
  結(jié)語(yǔ)
  “遠(yuǎn)遠(yuǎn)的街燈明了,好像閃著無(wú)數(shù)的明星;天上的明星現(xiàn)了,好像點(diǎn)著無(wú)數(shù)的街燈”。夜間逐漸成為人們生活休閑的一個(gè)重要時(shí)段,良好的照明成了城市建筑展示藝術(shù)風(fēng)采與形象的主要媒介,目前很多城市都在建筑物的夜景照明上大做文章。在城市夜景變得越來(lái)越霓虹閃爍的同時(shí),我們也應(yīng)該看到嚴(yán)峻的污染和浪費(fèi)問(wèn)題,及其給人民群眾的日常生活和身體健康帶來(lái)巨大危害。

   城市建設(shè)在進(jìn)步,我國(guó)的建筑夜景照明研究也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。要控制好建筑夜景照明造成的城市環(huán)境問(wèn)題,推廣使用LED建筑照明控制系統(tǒng)是必要的也是迫切的。濟(jì)南科揚(yáng)電子,是山東LED顯示屏生產(chǎn)廠家,專業(yè)從事全系列LED顯示屏生產(chǎn)、維修、租賃、設(shè)計(jì)為一體綜合服務(wù)商。公司以質(zhì)量為基準(zhǔn),以服務(wù)為根本,創(chuàng)山東LED顯示屏質(zhì)優(yōu)精品。http://www.vipgo8.com 服務(wù)熱線:0531-86981968

 

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