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스마트 LED가 가져올 조명 경험의 혁신
정환용 기자 | 승인 2018.03.07 14:40

[EPNC=정환용 기자] 미국 환경청에 따르면, 오늘날 미국인들은 하루의 90% 시간을 실내에서 지낸다고 한다. 이는 인공조명에 노출되는 시간이 그만큼 많다는 뜻이다. 전기 조명이 처음 발명된 이래 지난 140년 동안, 우리는 조명에 대해 많은 것을 원하지 않았다. 그저 필요할 때 켜지기만 하면 되는 일이었다.

하지만 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED)가 등장하면서 일대 변화가 일어나고 있다. LED는 에디슨이 전구를 처음 발명한 이후 조명 역사에 있어 가장 중대한 발전으로 평가된다. LED는 널리 사용되던 전통적인 백열등을 밀어내고 있으며, 프로스트 앤 설리번(Frost & Sullivan)의 조사에 의하면 2020년에는 전 세계 조명 시장의 80%를 차지할 것이라고 말하고 있다.

통합 스마트 조명 유닛 ‘루미네어’
LED는 높은 효율과 긴 수명을 앞세워서 갈수록 인기가 높아지고 있다. 특히 최근에는 ‘루미네어’(Luminaire)라 불리는 스마트 LED가 이전에는 상상할 수 없던 다양한 방식으로 조명을 활용할 수 있다는 것을 보여준다. 루미네어는 LED와 RF 트랜시버, 마이크로컨트롤러를 결합한 통합적인 조명 유닛을 말한다. 이런 조명은 상호 연결할 수 있을 뿐 아니라 더 큰 네트워크의 일부가 돼, 단지 에너지 절약에 그치지 않고 훨씬 더 많은 이점들을 제공할 수 있다.

루미네어는 가정에서 간단한 음성 제어나 구역별 자동화 등과 같은 것을 할 수 있게 만든다. 예컨대 전등에게 ‘꺼지라’고 말할 수 있고, 아마존의 음성비서 서비스 알렉사(Alexa)의 능력을 모든 방으로 확대할 수 있다. 매장 등 상업 시설에서는 분석과 클라우드 서비스를 사용해 위치 서비스와 개인화 비콘(beacon) 같은 것도 적용할 수 있다.

빌딩과 상점에서는 하이엔드 루미네어에 온도 센서나 조명 센서를 통합함으로써, 조명 제어에 사용되는 드라이버 전류를 동적으로 조절할 수 있다. 이 기능은 사람들에게 감지되는 밝기와 품질을 일관되게 유지할 수 있으며, LED 수명 연장에도 도움이 된다. 외부 또는 내부 조명 센서를 사용하면 주변 빛을 샘플링·측정할 수 있기 때문에 하루 중의 시간대에 따라 조도를 높이거나 낮추는 등 동적으로 조절할 수 있다. 그러면 에너지를 절약할 수 있을 뿐 아니라, 자연광의 주기를 따름으로써 더 쾌적한 조명 경험을 제공할 수 있다.

스마트 조명, 다양한 분야 비춘다
스마트 커넥티드 조명이 큰 효과를 나타낼 수 있는 또 다른 분야로 상업적 실내 농업을 들 수 있다. 작물의 특성에 따라 조명을 제어할 수 있으므로 수확량을 극대화하고 에너지 소모를 최소화할 수 있다. 또한, LED는 기존 전구처럼 많은 열을 발생하지 않기 때문에 작물에 영향을 주지 않아, 작물에 더 가깝게 설치해 조명을 일관되게 사용할 수 있다.

실내 농업은 전통적 농업에 비해 더 적은 물과 에너지를 소모하고 제초제나 살충제, 보존제 등의 화학약품을 쓰지 않아도 된다는 장점이 있다. 여기에 더해 실내 경작 설비를 시장과 가까이에 설치해 농산물 유통 거리를 단축할 수 있기 때문에, 그만큼 연료도 절감할 수 있고 소비자에게는 더 신선한 상품을 제공할 수 있다.

스마트 커넥티드 조명은 숙면에도 도움을 줄 수 있다. 커넥티드 LED는 낮 동안에 햇빛의 색온도가 자연스럽게 변화하는 것처럼 동적으로 조절할 수 있다. 사람의 생체 시계는 24시간 주기로 빛이 밝아졌다 어두워졌다 하는 것에 익숙해져 있으며, 하루의 시간대에 따라 몸이 각성과 이완을 반복한다. 연구에 따르면, 적절한 시간에 적절한 빛을 쬐는 것만으로 밤에 45분 더 숙면을 취할 수 있다고 한다.

스마트 조명을 이용하면 알람 시간을 맞추는 대신, 원하는 기상 시간에 가까워질 즈음 침실 조명이 점차적으로 밝아지도록 설정할 수 있다. 빛이 멜라토닌을 억제하고 몸을 서서히 깨워서 제시간에 기상할 수 있도록 돕는 것이다. 자연스러운 조명은 숙면을 돕고, 생산성을 높이며 기분을 좋게 한다. 뿐만 아니라 병원에서 환자 회복에도 도움이 된다.

생활에 스며드는 스마트 조명
앞으로는 전등갓이나 장식 조명, 그밖에 소소한 조명 기구들이 점점 불필요해질 것이다. LED는 크기가 무척 작기 때문에 조명을 켜지 않으면 있는지조차 모르도록 램프를 눈에 띄지 않게 매립할 수 있다. 예컨대 침실 탁자 표면에 LED를 매립하면, 평소에는 아무것도 보이지 않지만 등을 켜면 탁자 표면 자체가 조명이 된다. 때문에 별도로 스탠드 조명등을 놓아 둘 필요가 없다.

LED에 무선 커넥티비티와 센서를 결합하면 집안에 작은 컴퓨터들로 이뤄진 네트워크를 구축할 수도 있다. 그러면 한밤중에 깨어 물을 마시려 조명을 켰을 때 갑자기 환해진 밝기에 눈이 한동안 적응을 못하는 상황을 겪지 않도록, 통로 벽면의 조명을 서서히 밝게 만들 수 있을 것이다. 부엌까지 가는 동선에 맞춰 가야 하는 방향의 조명들은 점점 환해지고, 지나친 곳의 조명들은 점점 어두워질 것이다. 그러면 어둠 속에서 점등 스위치를 찾아 벽을 더듬지 않아도 될 것이다.

우리가 일하고 생활하는 곳곳으로 점점 더 많은 스마트 LED가 설치되고 있다. 이런 대규모 커넥티드 조명 플랫폼은 실내에서 우리의 일상을 크게 변화시킬 것이다. LED 조명 기술은 우리에게 에너지 절감, 농업 향상, 건강 증진 같은 많은 이익을 가져다 줄 것이다.

 

작성: 톰 패널(Tom Pannell) IoT 제품 담당 시니어 디렉터, 실리콘랩스(Silicon Labs)

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정환용 기자  hyjeong@epnc.co.kr

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