조도제어기:독립제어기

개요

독립으로 운영 가능한 조도 제어기를 만드는데 필요한 내용을 기술한다.

개념

Arduino를 이용하여 조도를 감지하고, LED의 밝기에 대응되는 PWM 신호를 출력한다.

Dimmer 기능이 내장된 LED Driver에서 Arduino의 PWM 신호를 받아서 LED를 알맞게 조절한다.

사용되는 환경이 습도가 높으므로, 기초적인 방수 기능을 고려한다.

재료 목록

※ 내용 미 정리 상태. 실물과 오차 있음. ※

번호	항목명	사양	필요수량	필요금액	MOQ(수량)	MOQ가격	단가	단위	비고	Link
1	LED Bar	Green 3-LEDs, 12V 25mA, 60-LEDs/m	2m (=20EA×3-LEDs×2)	￦32,040	240EA(×3-LEDs)	￦192,240	￦801		-	12V-SB-GRN-12M
2	Plastic Tube	투명 원통, 1m×12mm(OD)×8mm(ID)	2m (=2EA)	￦11,300	1EA	￦7,050	￦7,050		배송비 ￦2,800	아크릴관
3	End-Cap	QSEC110-14/5-01-QB200	4EA	￦7,360	1EA	￦1,840	￦1,840		-	QSEC110-14/5-01-QB200
4	LED Driver	12V 1.8A 21.6W, 2in1 Dim	1EA	￦28,100	1EA	￦28,100	￦28,100		-	IDLV-25A-12
5	PWM Level Converter	3.3V-to-12V	1EA	￦979	1EA	￦979	￦979		-	IRF520
6	Arduino	Arduino UNO WiFi 호환	1EA	￦6,600	1EA	￦6,600	￦6,600		-	WeMos D1
7	Arduino Proto Shield	Arduino 호환 Proto Shield	1EA	￦3,850	1EA	￦3,850	￦3,850		-	아두이노 호환 Proto Shield
8	Power for Arduino	9V 1A	1EA	￦5,340	1EA	￦5,340	￦5,340		-	아답터 9V 1A
9	조도 센서	0~65Klx, 3V~5V	1EA	￦3,190	1EA	￦3,190	￦3,190		-	GY-30
10	RS485	UART-to-RS485 with Isolation	1EA	￦13,204	1EA	￦13,204	￦13,204		-	U094 / Info.
11	data cable	Cat.5e utp	5m	￦520	300m	￦31,100	￦104		-	IN-5UTP300MGE CAT.5E
12	Power cable	VCTF 0.75㎟ 2C	5m	￦2,000	100m	￦40,000	￦400		-	VCTF(충진형)전선
13	data wire	Jumper cable 10cm M/F	20Pin	￦990	40Pin	￦1,980	￦1,980		-	DC-40P 10cm(M/F)
14	Power Plug	무접지 220V 2A 이상	1EA	￦362	20EA	￦7,240	￦362		-	BE-NPL
15	Power Concent	2구 220V 5A 이상	1EA	￦1,190	10EA	￦11,900	￦1,190		-	BE-2C
16	Main Case	200㎜(W)×150㎜(H)×150㎜(D) 이상	1EA	￦5,214	1EA	￦5,214	￦5,214		-	BC-AGQ-162113G
17	Sensor Case	투명, 40㎜(W)×20㎜(H)×20㎜(D) 이상	1EA	￦2,979	1EA	￦2,979	￦2,979		-	BC-ATS-050605
18	케이블 그랜드	3~6㎜	5EA	￦1,025	10EA	￦2,050	￦205		-	BC-PG-7-D
19	저항	-	2EA	￦44	10EA	￦220	￦22		-	고정저항(Lead)
20	Diode	-	2EA	￦70	100EA	-	-		-	다이오드
21	열수축튜브	3.5파이	15cm	￦25	1m	￦161.7	￦161.7		-	열수축튜브3.5파이(1m)
22	나사	M3 8mm	10EA	￦787	100EA	￦7,865	￦7,865		-	MPMS 003 0008 PH
23	너트	M3	10EA	￦686	100EA	￦6,853	￦6,853		-	MHNZ 003
24	지지대	M3 35mm	7EA	￦978	4EA	￦558.8	￦558.8		-	PS3-S35M
25	기타 부자재	납, 전선, 접착제 등	-	￦5,000	-	-	-		-	-

• 기타 : 전원 연결 선 필요. (설치 장소에 따라 길이 달라짐)
• 제작 기간 : 3주(자재 수급) + 2일(실리콘 양생 기간 1일 포함)

결선도

• 전체 결선도

  

• 주소 설정

  Arduino-UNO 내부의 'Address-Circuit'은 RS485를 사용하지 않는 경우에는 아무것도 연결하지 않는다.

  D3 pin은 Scan line으로, D4/D5/D6은 Data line으로 사용한다. 1N4148과 저항을 적절히 이용하여 각 Board별로 회로를 구성하여 사용한다.

• 참고

  '조도센서'와 'RS485'의 설치는 선택 가능하나, 둘 중 최소한 한 가지는 꼭 설치되어야 함.

동작 로직

1. 내부 변수 기본값 설정/복원
   • EEPROM 값으로 주요 변수 복원 (조도 기본값은 225㏓이고, ±25㏓를 Hysterisys 범위로 함)
   • Digital-I/O에서 주소 값 읽음. (통신 적용시 0x01~0x7E 범위의 값을 가짐)
2. 내부 기능 정상 여부 확인
   1. 조도 센서 부착되어 있으면,

      통신으로 값 읽어오기.

      LED를 100%로 켜서, 조도센서 값 변하는지 확인.

   2. 조도 센서 없으면,

      LED를 0.5초마다 10%씩 증가시켰다가, 100%가 되면 1초간 유지하고, 다시 0.5초마다 10%씩 감소시켜서 끔.

   3. 조도 센서가 있는데, 값에 변화가 없으면, 1.5초 간격으로 LED를 0%/100% 반복 함.

      문제 없다고 판단되면, 다음 단계로 이동 함.

3. 통신 상태 확인
   • 통신 버퍼에 데이터가 수신되어 있으면, 처리 함.
   • 조도 기본값 및 오차범위가 변경된 경우, EEPROM에 기록 함.
4. 조도 센서 값 확인
   • 조도 센서는 최소 0.5초 간격으로 확인 함. 즉, 최근 확인 후 0.5초 이상 경과해야만 조도 센서 값을 갱신 함.
5. LED 상태 제어
   • 조도 센서 값을 확인한 후에만 LED 값을 변경 함.
   • 기준 상한값 이상이면 1% 감소시킴. (어둡게)
   • 기준 하한값 이하이면 1% 증가시킴. (환하게)
6. 동작 반복
   • '통신 상태 확인', '조도 센서 값 확인', 'LED 상태 제어' 루틴을 반복해서 수행 함.

통신(원격) 제어

원격지에서 RS485를 이용한 Modbus-RTU 통신으로 조명제어기를 제어/모니터링 할 수 있다.

1. 모니터링

   현재 조도 센서값, 제어 기준값(중심, 상한, 하한) 확인, 제어 출력값

2. 제어

   제어 기준값(중심, 상한, 하한) 변경, 제어 출력 강제 지정 -단, 통신 오류 등을 고려하여 한번 지정하면 10분간 유효하다-

• 모드버스 맵

  ...

Technical Information

기술적인 자료는 별도 Page에 정리 함.

☞ 『제이의뜰 연구소』 (※ 『제이의뜰』 내부에서만 접근 가능 함!)