Thông tin cảm biến ánh sáng có vai trò quan trọng trong các ứng dụng điều khiển chiếu sáng như trong chiếu sáng công nghiệp hoặc tòa nhà công sở, trường học sử dụng một hệ cảm biến. Nhất là trong các phương pháp tiết kiệm năng lượng chiếu sáng đều có khả năng điều chỉnh cường độ chiếu sáng để khai thác ánh sáng tự nhiên. Các đặc tính và khả năng của cảm biến ánh sáng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất điều khiển ánh sáng. Cường độ ánh sáng trong nhà phụ thuộc vào cả ánh sáng nhân tạo và ánh sáng tự nhiên. Việc đo ánh sáng không chỉ dựa trên tế bào quang điện trong cảm biến mà còn dựa trên các yếu tố khác như hướng cảm biến và hoạt động của con người trong khu vực đó. Thông thường, hệ thống cảm biến ánh sáng sử dụng nhiều cảm biến ánh sáng hay một mạng lưới các cảm biến phân tán. Như đã đề cập trong, có những thách thức trong việc sử dụng mạng chứa một số lượng lớn cảm biến, chẳng hạn như các nút cảm biến không đáng tin cậy (khả năng chịu lỗi), khó khăn khi cần thêm cảm biến mới hoặc thay đổi hướng cảm biến (khả năng mở rộng), và phản ứng chậm với các các sự kiện thay đổi cường độ ánh sáng (độ trễ cao). Đối với một nút cảm biến tĩnh, cảm biến có thể bị chặn bởi các đối tượng chuyển động hoặc bị chiếu sáng bởi chùm ánh sáng hẹp (không phải nguồn chiếu sáng), gây ra phép đo không chính xác. Phương án được đề xuất trong là sử dụng một hệ thống cảm biến ánh sáng quay để giải quyết những vấn đề này.

Hệ thống được đề xuất trong sử dụng một cảm biến ánh sáng duy nhất thay vì nhiều cảm biến và cảm biến có thể xoay tự do để đo cường độ của ánh sáng từ nhiều hướng. Ưu điểm của hệ thống này là nó có thể cung cấp dữ liệu cảm biến ánh sáng ở các góc độ khác nhau chỉ bằng một cảm biến duy nhất so với hệ thống sử dụng nhiều cảm biến. Cảm biến xoay có thể phát hiện ánh sáng thay đổi ở một góc cụ thể hoặc xác định hướng đo nào có thể đã bị che chắn. Các tính năng này cho phép cảm biến theo dõi chính xác thông tin ánh sáng trong các ứng dụng thực tế trong nhà. Hệ thống cũng có thể hoạt động trên các ứng dụng Internet of Things (IoT) vì nó có thể kết nối và truyền dữ liệu đến các nền tảng IoT phổ biến hiện nay.

Trong nghiên cứu này nhóm nghiên cứu sử dụng một hệ thống cảm biến được giới thiệu trong là bản nâng cấp mở rộng của. Bài báo sử dụng bộ dữ liệu từ hệ thống cảm biến ánh sáng đa hướng để mô phỏng quá trình điều khiển của hệ thống tiết kiêm năng lượng và đánh giá hiệu quả của hệ thống cảm biến ánh sáng trong tiết kiệm năng lượng.

Mạch nguyên lý của hệ thống cảm biến mới

Nghiên cứu đã thực hiện thử nghiệm một số phương pháp tiền xử lý dữ liệu cảm biến ánh sáng quay đa hướng để đưa vào bộ điều khiển logic mờ kết hợp PID. Với bộ dữ liệu trong bài báo khi tính toán mô phỏng công suất tiêu thụ trên tải chiếu sáng, theo bảng 1 chúng ta có thể thấy được những ưu điểm của hệ thống cảm biến quay đa hướng khi giải quyết bài toán điều khiển công suất trong môi trường chiếu sáng bị tác động. Kết quả tính toán đã chứng minh hiệu quả của hệ thống tiết kiệm năng lượng chiếu sáng sử dụng cảm biến quay đa hướng tốt hơn khi chỉ sử dụng cảm biến tĩnh. Điều này có được là do hệ thống cảm biến ánh sáng quay đa hướng đã phản ánh được trung thực được cường độ ánh sáng của môi trường xung quanh ngay cả khi có tác động của các yếu tố ngoại cảnh lên các nguồn sáng chính.