MCU提升LED照明品质 - 高效能MCU助阵 LED照明系统增添智能功能

灵活修正色彩与亮度　MCU提升LED照明品质

对于商用照明及娱乐照明等多项应用而言，照明品质相当重要。品质在此是指能够输出一致的亮度和色彩之能力。然而，制造变异（Manufacturing Variation）、温度和老化这叁个主要因素会影响LED效能。

此外，各批次的LED输出可能差异极大。使用同一批次的LED可维持单一装置的品质稳定。然而，如果同一产品线的装置使用不同批次的LED，可能由于制造变异而出现不同的照明品质。若将其中两个装置相邻安装，则可能产生显着差异，并令人无法接受的照明品质。透过智能型MCU，即可调校系统，以弥补任何差异。由于这是以软体进行，因此，产品须维持一致时，可在制造过程中进行有效的调校程序。

随着环境温度变化，LED的输出也会产生变化。为因应这一点，系统须能以感测器侦测环境温度。MCU须能够读取感测器，并随之调整LED驱动，以灵活修正色彩及亮度。由于温度检查仅须定期进行，因此该功能的常用开支相当低。

此外，MCU亦可使系统能监控自身安全运作；如果LED的温度超过特定临界值，照明控制器可降低亮度或关闭灯串，同时远端通知操作人员发生问题。过热会使得LED提早老化，造成照明输出降低。确保LED不超过特定温度可延长其使用寿命。

当LED老化的同时，品质也会受影响，造成色彩配置变异。例如，红光LED的寿命比蓝光LED短，而特定电源输出或脉冲宽度调变（PWM）频率所产生的色彩会随时间改变。智能型控制器可解决老化问题，并修正色彩配置，以维持LED系统在使用寿命期间一致的照明效果。

管理品质技术也可提升安全及效率。例如照明依环境光线而调整--大雨期间，可将部分地区路灯提早点亮；若环境光线充足，可将照明调暗，以减少电源耗用。 透过运用各种感测器及远端连线，LED照明应用的安全及效率可大幅提升。例如，交通号誌或特定路灯的感测器可监测深夜的交通路况。如果交通相当繁忙，该网路即可点亮比平时更多的路灯。

智能型LED控制器不仅提高照明品质，还拥有调光及色彩混合等其他功能。在评估照明的使用方式后，如不需要完整的亮度，即可将个别灯光关闭或调暗。例如，在仓库中，工人可能分散在不同的空间作业，此时使用人体感测器，即可将正在使用的空间点亮，如果同一时间只有50%的楼层使用中，即可将其余的灯光关闭，节省一半的能源。

再次以图2的路灯为例。由于深夜交通流量减少，多数路灯的亮度可调暗。若搭配通讯网络使用动作感测器，即可按照实际的交通需求开启或关闭路灯。若路灯关闭的时间达到25%的程度（图3），则可节省25%的能源，即68，218美元。此例中，透过电源供应效率与智能运作，系统每年总共可节省多达101，844美元，大约达到33%的程度。

图3 在评估照明的使用方式后，如不需要完整的亮度，即可将个别灯光关闭或调暗。例如，使用人体感测器即可将目前须要使用的灯光点亮。接续图2的例子，如果路灯关闭的时间达到25%的程度，则可节省25%的能源（68，218美元）。对于此应用，透过电源供应效率与智能运作，系统每年总共可节省多达101，844美元，大约达到33%的程度。

降低LED照明维护成本　远端连线不可或缺

远端连线是智能型照明系统的关键功能。智能型装置可自动管理某些运作，以提升效率及品质。然而，除非设备能与中央控制器进行通讯，否则须预先设定该智能功能，且只能使该设备发挥最大效率。

将照明系统的各个元件连接成网路后，即可整体协调设备的运作，这能够带来全新的功能，包括远端调光、远端关闭及紧急控制。例如，操作人员可从中央位置调整所有照明设备的照明强度，而不须个别调整每盏灯。

为使照明系统达到最大效率，各个元件不仅须接收资讯，且亦须将资讯传回给操作人员。因此，照明装置可进行简单的自我诊断。例如，LED是否烧毁或低于最低品质限度，并提醒操作人员进行所有必要的维护。如此一来，不须透过派遣技术人员定期维护、确保设备正常运作，只要远端检查设备即可。只有在发生需要实际解决的问题时，才须派遣技术人员前往现场勘验。此维护方式加上LED使用寿命延长，使得维护成本可大幅降低，而且，由于可立即查明故障，因此操作安全也更加提升。

远端控制能启动其他会大幅影响运作效率及成本的进阶功能。远端控制可动态控制照明，并可将多个照明装置透过网络连接至可能与实际装置距离遥远的集中控制点。例如，路灯可能须配合日光节约时间有所调整。此时不须派遣技术人员到各个控制箱，只要远端修正系统所有照明的排定时间即可。这也让操作人员能轻鬆因应时间安排上，任何预期外的变化，例如，运动比赛到很晚才结束，而需要道路照明，或在工厂生产旺季时可持续点亮照明，抑或在紧急情况下，透过直接控制照明，远端控制也可用来提升安全。

准确记录照明耗电量　降低企业与工业电费成本

商用及工业用智能型照明的其中一项功能是能准确记录耗电量。以都市为例，一般都以支付固定的费用来维持路灯运作。透过智能型照明控制器，可测量实际消耗的电量，并传送到集中的位置，如此即可确保都市不会支付超过实际用度的电费，达到实质节省作业成本的效用。

实际用度资料纪录亦可供执行单位重新规画作业成本、维护资源。另外也可加入进阶预测诊断功能。例如，若耗电量增加或须更换的灯泡数目剧增，则可提醒操作人员发现潜藏问题。

连线对于许多照明系统同样相当重要，尤其是娱乐应用。市场上已出现许多通讯标准，包括DALI、DMX-512及KNX，且多家厂商已推出支援这些通讯协定的设备。