Sustav za automatsku regulaciju razine svjetlosti

Svrha sustava za automatsku regulaciju razine svjetlosti jest poboljšati kvalitetu života korisnika održavajući oku ugodnu razinu svjetlosti u prostoriji tijekom cijelog dana prethodno definiranu od strane samog korisnika. Sustav eliminira korisnikovu potrebu za dodatnim upravljanjem rasvjetnim sustavom, a zahtjeva samo inicijalno postavljanje željene razine svjetlosti.

Sustav omogućuje korisniku da pomoću infracrvenog daljinskog upravljača pošalje informaciju o razini svjetlosti koju želi u prostoriji. Željena razina svjetlosti odabire se potenciometrom, a predstavlja analogni iznos napona koji se preko A/D pretvornika pretvara u digitalni oblik, modulira i šalje u obliku infracrvenog zračenja preko IC emitirajuće diode. Razvojni sustav prima digitalni podatak o željenom intenzitetu svjetlosti preko IC prijemnika. Informacija o trenutnom intenzitetu svjetlosti u prostoriji, koja predstavlja zbroj intenziteta vanjske svjetlosti i intenziteta svjetlosti iz rasvjetnog tijela kojim sustav upravlja, dostupna je u obliku napona na naponskom djelilu koji se sastoji od fotootpornika i otpornika neosjetljivog na intenzitet svjetlosti. Cilj sustava je održavati napon naponskog djelila jednakim referentnom naponu poslanom iz IC daljinskog upravljača kontrolom rada rasvjetnog tijela koja se vrši pulsno položajnom modulacijom frekvencije 100 Hz. Sustav upravlja isključivo središnjim rasvjetnim tijelom prostorije prilagođavajući razinu svjetlosti ukupnom intenzitetu svjetlosti sporednih rasvjetnih tijela. Budući da sustav regulira razinu svjetlosti u prostoriji s obzirom na intenzitet vanjske i unutarnje svjetlosti, omogućena je dodatna ušteda električne energije.

Sustav za automatsku regulaciju razine svjetlosti ima slijedeće funkcije:

• održavanje željene razine svjetlosti u prostoriji
• ušteda električne energije

Upravljački algoritam sustava za automatsku regulaciju razine svjetlosti zapisan je i izvodi se u razvojnom sustavu. Stoga se sustav može prilagoditi bilo kojem drugom upravljačkom sustavu koji može poslati digitalnu informaciju o željenoj razini svjetlosti. Moguća je i dodatna interakcija sa sustavima za detekciju prisutnosti (uz dodatne programske preinake) koja bi omogućila rad rasvjetnih tijela samo u prisutnosti korisnika.

IC komunikacija u sustavu za automatsku regulaciju razine svjetlosti podrazumijeva prijenos 10-bitnog podatka koji nosi informaciju o referentnoj razini svjetlosti. Modulacijski signal generiran je pomoću mikrokontrolera ATmega8. Prijenos signala je asinkroni i započinje start bitom trajanja 2400 µs. Sadržaj signala ovisi o iznosu napona na ulazu u A/D pretvornik mikrokontrolera. Svakoj jedinici unutar signala odgovara puls trajanja 1200 µs dok svakoj nuli odgovara puls trajanja 600 µs. Vremenski razmak između dva pulsa iznosi 600 µs. Prijenos signala započinje najmanje značajnim bitom, a završava najznačajnijim bitom. Jedan prijenosni paket sadrži 20 bitova podataka. Redundancija je uvedena radi sigurnijeg prijenosa. 20-bitni paket dobiva se ponavljanjem 10-bitnog podatka iz A/D pretvornika. Frekvencija signala nosioca iznosi 38 kHz. Kako bi komunikacijski protokol bio jasniji, u nastavku je dan vremenski prikaz signala za prijenos 4-bitnog digitalnog podatka (1101).

Sustav omogućuje jednostavnu i intuitivnu interakciju s ukućanima. Od korisnika sustava se očekuje inicijalno postavljanje referentne razine svjetlosti jednostavnim okretanjem potenciometra i pritiskom tastera na daljinskom upravljaču. Time je sustavu prenesena informacija o željenoj razini svjetlosti, a sustav nastavlja djelovati autonomno, automatski upravljajući rasvjetnim tijelom. Promjena referentne razine svjetlosti vrši se na isti način.

Rad sustava za automatsku regulaciju razine svjetlosti bit će prezentiran prototipom realiziranim pomoću razvojnog sustava chipKIT™ Max32™ i mikrokontrolera ATmega8. Sustav mijenja intenzitet u ovisnosti o razini osvijetljenosti u prostoriji uzimajući u obzir utjecaj vanjskog osvjetljenja čime se postiže oku ugodna razina svjetlosti i izbjegava nepotrebna potrošnja električne energije.