Română English

Procesor pentru temperatura de culoare a aparatelor de Iluminat cu LED și garanție extinsă - PCAI

Contract de cercetare finanțat de UEFISCDI tip PN-III-P2-2.1-CI-2018-0965, Nr. 163CI / 2018

Cofinanțator: SC GREENTEK LIGHTING SRL București

Durata proiectului: între 4.07.2018 și 15.12.2018.

Raportare la 15.12.2019

Echipa de proiect:

  • Prof.univ.dr.ing. Cătălin Daniel Gălățanu
  • Prof.univ.dr.ing. Cristian Gyozo Haba
  • Prof.univ.dr.ing. Liviu Breniuc
  • Șef Lucrări dr.ing. Daniel Petrișor

Rezultate:

  • Număr de cereri de brevet de invenție depuse: 1, în iunie 2019

Lucrări Publicate:

  1. Breniuc, Liviu; Haba, Cristian-Gyozo; Gălățanu, Cătălin-Daniel; et al., Correlated Color Temperature Measuring and Adjustment System, 11th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE),WOS:000475904500083, 2019
  2. Haba, Cristian-Gyozo; Breniuc, Liviu; Gălățanu, Cătălin-Daniel; et al., IoT System for Implementation of Connected Lighting, 11th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), WOS:000475904500171, 2019
  3. Haba, Cristian-Gyozo; Breniuc, Liviu; Canale, Laurent; Gălățanu, Cătălin-Daniel, Study on the Influence of Various Factors on Measurement of CCT for a Controlled Lighting System, IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Baltimore, USA, DOI: 10.1109/ IAS.2019.8912313 și urmează indexare WOS, 2019
  4. Gălățanu, Cătălin-Daniel, Improving the Luminance Measurement from Digital Images, International Conference on Electromechanical and Energy Systems (SIELMEN ), DOI: 10.1109/SIELMEN.2019.8905887, și urmează WOS, 2019
  5. Haba, Cristian-Gyozo; Gălățanu, Cătălin-Daniel; Breniuc, Liviu, Reduction of Energy Consumption for Architectural Lighting Systems, 2019 International Conference on Electromechanical and Energy Systems (SIELMEN), DOI: 10.1109/ SIELMEN.2019.8905855 și urmează WOS, 2019

Principiul metodei măsurării CCT

Măsurarea temperaturii de culoare se poate realiza prin utilizarea de aparate specializate, din categoria spectrometrelor, a căror preț le face însă să fie utilizate pe scară redusă, și numai în laborator. Proiectul a dezvoltat o metodă și un mijloc prin care se poate măsura temperatura de culoare a surselor de iluminat folosind o cameră digitală. Astfel, pentru surse cu temperatură de culoare variabilă (sau surse diferite), se achiziționează mai întâi diverse imagini, ca în Fig.1:

Fig.1 – Imaginea unor surse cu diferite temperaturi de culoare

Menționăm că în Fig.1 nuanțele sunt exagerate și denaturate de lanțul nespecific al redării inclusiv senzorul RGB, care a fost subexpus, pentru a nu avea imagini saturate care redau nuanța de alb dar în care informația referitoare la CCT se pierde. Rezultă că Fig.1 se va interpreta ca lumină albă (RGB = [256, 256, 256]) dar subexpus, redându-se astfel lumina alb cad (2700 K) până la alb rece (6500 K).

Metoda de calibrare extrage apoi valorile pixelilor și se prelucrează statistic aceste valori, ca în Fig.2:

Fig.2 – Histograma distribuției pixelilor în jurul valorilor care indică trei temperaturi de culoare

Pentru măsurători specializate ale temperaturii de culoare se poate calcula matricea de conversie RGB to XYZ pentru diverse tipuri de senzori de imagine.

Pe lângă măsurarea imagistică a CCT s-a realizat și un sistem de reglare a CCT, conform Fig.3, unde este indicată și componența:

Fig.3 – Sistemul de reglare automată a CCT.
1 – Corp de iluminat cu CCT variabil, programabil (GREENTEK LIGHTING)
2 – Microsistem WF32
3 – Adaptor RS232
4 – Adaptor RS232 – DALI
5 – Encoder PmodENC
6 – Display OLED
7 – Senzor RGB TCS34725

Cu acest sistem de reglare automată a putut fi realizat reglajul CCT, conform Fig.4:

Fig.4 –
a) Temperatura de culoare măsurată în funcție de valoarea presetată;
b) Erorile sistemului de reglare a temperaturii de culoare

In Fig. 4 se observă că reglarea este proporțională, practic valoarea CCT măsurată este identică cu CCT presetată, mai puțin la valorile extreme, acolo unde sistemul nu mai face reglaj. Ca principiu, CCT variabil se obține din amestecul a două componente de flux luminos cu CCT extreme, în cazul nostru 2700 K și 6500K. Nu s-a putut obține valoarea de 6500K deoarece LED-urile cu lumină rece din aparatul testat s-au dovedit a avea CCT de 6200 K.

Acest principiu și sistem poate fi utilizat pentru realizarea aparatelor de iluminat cu CCT variabil sau, în alte situații, CCT constant.

Principalele rezultate:

  • Concepția și prototipul unui sistem integrat (microprocesor) pentru controlul temperaturii de culoare. Acesta are interfațare cu sistemul DALI care este folosit în mod curent de către Greentek.
  • Calibrarea unei camere digitale pentru măsurarea câmpului de temperaturi de culoare.
  • Software dedicat calculului temperaturii de culoare.