探索利用MCU增加LED照明系统的智能程度的方法

调光、变换色彩输出或调整亮度输出时，数位电源控制能使LED照明系统的功率级达到更高的效率。同样在固定照明的情况下，MCU也能够透过更进阶的功率级设计提升运作效能。这样的效率提升对于终端使用者相当具吸引力，对于在其他方面皆相同的两个LED系统而言，是值得突显的差异之处。

　　举例来说，假设某座城市计画更换两千盏路灯，在比较两种型号时，效率达到10%的差异（图2）。值得注意的是，高效率系统的系统输入电源为178瓦（W），而低效率系统需要200瓦才能达到相同的160瓦照明输出。相当于年度能源成本节省10%，光就电源供应的能源效率计算，等于节省33，726美元，这笔节省的成本远高于LED系统所节省的成本。

　　图2 电源的数位控制能够达到高于类比系统的转换效率，且节省的成本高于LED技术。在这个例子中，10%的效率差异，相当于年度能源成本节省10%，单就电源供应的能源效率计算，等于节省33，726美元。这样的效率对于终端使用者相当具吸引力，对于在其他部分皆相同的两个LED系统而言，是关键的差异。

　　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，製造变异（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，可能由于製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，可在製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衝宽度调变（PWM）频率所产生的色彩会随时间改变。智能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慧运作，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慧运作，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

　　远端连线是智能照明系统的关键功能。智能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慧功能，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，