另一項替代的節能途徑，是透過智慧電網與智慧型系統來減少耗能，這些系統僅會在有必要時才會消耗能源。在照明系統方面，LED搭配智慧型感測器電路，這種極具潛力的方案能解決高耗能的問題。LED或固態照明(SSL)的耗電量大約只有白熾燈泡的三分之一，在耗能效率方面更有大幅的改進，這些產品為製造商帶來可觀的營收。

高耗電的白熾燈泡，儘管非常沒有效率，而且僅將小部分的消耗能源轉換成光線，但目前仍舊主宰住宅照明市場。其他沒有轉換成光線的能源被浪費掉，變成在玻璃罩內的散熱。鑑於這些效率上的缺失，全球各國逐漸汰除與禁用白熾燈泡，澳洲與委內瑞拉率先在今年實施禁用政策，美國則將於2012到2014年逐步淘汰禁用白熾燈泡。精緻型螢光燈泡(CFL)是汰舊換新的主角，為家戶消費者帶來25%的省電幅度，而且散發更少的熱量。事實上，一個20瓦的CFL燈泡的光照效果等同於一個75瓦的白熾燈泡。

在1990年代末期，許多城市推動折扣優惠來吸引民眾換用省電燈泡。消費者不僅有機會「力行環保」，還能享受到電費減少的實質好處。然而對於大多數人而言，這並不是正面的經驗，因為當時的省電燈泡光照效果不佳，而且不能用傳統的調光器來調暗CFL省電燈泡。此外，CFL省電燈泡內含少量的水銀材料，因此棄置時必須妥善處理，以避免危險物質污染環境。這類燈泡日後必須回收並妥善處置，但大多數卻被送到垃圾掩埋場，造成地下水污染。CFL燈泡的採用速度一直很緩慢，估計美國只有約11%的住家使用這種燈泡。CFL技術在過去5年有了大幅的改進，但各界仍要求業者開發出更理想的解決方案。

固態照明(SSL)技術的演進，提高商用建築與住宅市場採用LED照明設備的速度。壽命更長、照明品質更好以及省電效率，這些因素促使市場從白熾燈泡與精緻型螢光燈泡轉換到LED。LED本身的耗電量是白熾燈泡的三分之一，並運用智慧型感測器與微控制器，發揮綠色環保科技的省電與省錢優勢。估計其成本回收的時間不到一年，使得大多數消費者都願意投資購買LED照明設備。

照明產業在未來幾年，將經歷照明史上一波重大的變革，因為包括歐盟、加拿大、巴西以及美國許多州政府，都將頒行相關的管制法令，禁止白熾燈泡在市面上銷售。美國許多電力公司開始推出LED燈泡的獎勵方案，這將提高民眾採用LED照明設備的速度。這些獎勵方案將讓消費者現在購買高成本汰舊燈泡時能省下部分的支出，這類燈泡的價格大約是CFL省電燈泡的5倍。

位於美國佛州Satellite Beach的Lighting Science Group　Corp.(LSGC)，最近宣布許多家公共事業公司與Mass Save配合之計畫，為美國東北地區的顧客針對汰舊換新、新建築以及其他客製化應用提供折扣方案。LSGC在其新聞稿中指出，該公司之所以獲得青睞，是因為其DEFINITY系列LED燈泡、PROLIFIC系列路燈以及Shoebox燈具等產品通過嚴苛的LM-79照明效能測試。美國東北電力公司勢必將降低成本障礙，並提高消費者對LED照明設備的採用率。

現今LED照明設備的成本，主要的決定因素包括LED、電子驅動器、光學元件以及散熱片。許多LED照明產品製造商正著手壓低這些成本，以及增加功能特色來吸引消費者。其他業者則加入智慧功能，這些功能可輕易整合到用來驅動LED的電子元件。

大多數LED燈具採用電子元件來控制輸出光線，運用一種名為脈衝調變(PWM)的技術來控制脈衝。這些PWM藉由控制LED驅動的時間比率，藉此控制輸出光線的多寡。這種驅動方法亦讓LED能調暗輸出光線，可利用大多數住宅現有的嵌壁調光器來調整光線。這種設計中的電子驅動器，亦可用來閘控輸出光線。市面上為數眾多的感測器，可用來判斷何時需要光照，以及需要多強的光線，讓LED燈具能提供效率最佳的輸出照度。

現今市面上有許多智慧型微控制器，其中大多數都能編程設定，用來執行各種智慧型LED驅動功能。許多新型整合式解決方案搭載尖端技術，驅動器製造商努力為其顧客降低元件數量與零組件(BoM)成本。在理想的狀況下，這些產品能為設計工程師提供所有必要的元件，在一片高散熱效率的晶片上打造智慧型LED驅動器。PowerPSoC現已整合Cypress獲獎的可編程系統(PSoC)，搭配CSA、磁滯控制器、5伏特DC-DC調節器以及功率FET等元件，全數整合到一個IC。這款系統單晶片(SoC)結合了眾多照明功能，讓設計者能開發驅動器平台，滿足廠商的所有行銷需求。運用這種高整合度方案來調整功率，不僅簡化硬體設計流程、縮短測試時間、還能降低零組件成本。PowerPSoC為設計者提供數位與類比I/O，支援各式各樣的感測器介面選項。

《圖一 Cypress PowerPSoC 具有專屬功率電子元件 》

圖一每個通道以1安培/32伏特的電力來驅動LED。內建的控制器擁有數位與類比I/O通道，能連結大多數感測器與其內部的類比/數位轉換器。

照明用的可編程控制元件已問市多年，利用感測器根據週圍的狀況來判斷何時該開啟、關閉燈具或者調暗光度。由於許多LED燈具已內建了電子控制器，因此這些感測器可輕易連結或整合到智慧型子系統。這些感測器可用來控制一個燈具，或控制整個建築物的燈具。其應用範疇包括使用一個光電感測器來控制車道的LED聚光燈，一直到辦公室建築內運用人員感測器來降低能源成本。

感測器可輕易整合到智慧照明系統，它們還能連結到像是PowerPSoC這類負責做決策的微控制器。現今市面上技術最先進的LED汰舊燈泡之一，就是由佛羅里達州南部MSiSSL公司所開發的產品。Intelligent PAR38或簡稱iPAR-38，採用一個霍爾效應感測器，連結到PowerPSoC，負責判斷使用者需要的輸出電流。MSiSSL的專利Powerband技術，支援10瓦、12瓦、16瓦等功率，僅須切換能帶，就能彈性輸出不同的光照強度。MSiSSL公司行銷部副總裁John Burke指出，這款產品能針對照明需要較少的地方調降瓦數以節省電力，或針對需要較多光線的地方調高功率以輸出較強的光線。

《圖二 MSiSSL的智慧型iPAR-38是現今市場上最具智慧功能的LED汰舊燈泡》

iPAR38會根據磁環的位置，輸出550、650、或800流明的光照強度。這將讓照明設備設計者能優化其設計，包括輸出光度以及燈具的省電效率，開發出獨特的燈泡產品。

《圖三 Powerband™ 技術運用一個建置在Cypress PowerPSoC內的霍爾效應感測器，用來決定驅動LED的強度與釋放出的光線強度。》

像是ON Semiconductor公司的NOA1302以及OSRAM SFH 5711這類環境光線感測器，可用在LED路燈內，負責在太陽下山時開啟路燈。這些光二極體所打造的感測器提供接近人眼的頻譜靈敏度，可用來精確調整LED的輸出光照強度。這些感測器輸出的是類比電壓，可輕易運用類比/數位轉換器來設定，Cypress的PowerPSoC就內含這些轉換器元件。另一方面，NOA1302整合了類比數位轉換器，可經由編程來加以控制，還能透過I2C橋接元件來進行通訊。運用週圍光照感測器以及微控制器，可根據週圍的自然光照狀況，調查適當的輸出光線強度。

Motion Detectors 動作感測器與其他類型的感測器，可整合到辦公室建築、保全系統以及倉庫，並且只在感測到動作時才啟動系統。主動式動作感測器，把一條光束從發送器投射到接收器，當光束被物體擋到時就會偵測到差異。另一種元件就是被動式動作感測器，亦稱為PIR(被動紅外線)感測器，通常用在能夠偵測人體體溫的維安照明。

元件本身是簡單的電子元件，類似光感測器。紅外線會把電子撞離基板，這些電子會被偵測到，經過放大後成為訊號，PIR Sensors感測器用來偵測在場的物體。

《圖四 雙Dual PIR Sensor 感測器用來精準偵測動作》

美國能源部(DOE)最近發表的Gateway報告指出，在許多項計畫中運用內含感測器的LED燈具來汰換舊型燈具，成功省下大量的能源。其中一項計畫是在新罕布夏州Manchester的T.J. Maxx停車場，汰換22個高壓鈉燈與6個金屬鹵素燈，換成25個LED燈具。報告中指出LED燈具省下58%的能源消耗量，由於採用物體感測器，當現場沒有汽車時就會自動調降燈具的輸出照度。根據新罕布夏地區的商業狀況，這項應用預估約3年就能回收成本。

Lighting Science Group最近宣布已在加州文圖拉郡美國海軍基地單身宿舍安裝了LED WallPack燈具。這些室外燈具作為週邊保全照明之用，並整合了人體偵測感測器來降低燈具的耗電。LSGC在新聞稿中指出，這些燈具的壽命提高三倍，而且比傳統光源省下一半的耗電。使用者亦指出，為了節省更多電力，每個燈具都內建人體感測器來降低燈具的耗電瓦數，當長時間偵測到沒有人員活動時，就會把輸出功率從35瓦調降到10瓦。

現今市面上種類眾多的控制感測器與邏輯元件，將進一步強化智慧照明控制器的功能，協助節省全球的能源消耗。溫度、溼度、壓力、聲響、以及超音波感測器，這些元件如今都很容易取得，並能輕易連結到智慧照明驅動器，協助判斷系統需要輸出多少的光照強度。

未來數年LED照明燈具越來越受歡迎，其高效率的優點將帶領全世界邁向更低耗能以及更低的成本。然而，我們也將繼續看到越來越多照明設備照亮我們的天際，我們的住家將會有更多的插座。LED為照明開啟許多新的機會，創造出以往白熾燈泡無法開創的商機。運用微控制器與感測器智慧功能，確保我們智慧地利用能源，真正發揮成熟的綠色科技。許多大廠與新竄起的照明廠商致力追逐環保商機，未來幾年將向市場推出真正綠色環保智慧照明燈具。