Sistemul de administrare a iluminatului stradal cu utilizarea reţelei LoRaWAN

Ideea utilizării iluminării ce poate fi gestionată de la distanță devine tot mai populară, deoarece aceasta permite de economisit energia electrică, cât şi mărește durata de viață a sursei de lumină. Aceasta devine posibilă, datorită faptului că pentru iluminarea diferitor obiecte, de la apartamente la proiecte, tot mai larg se utilizează lămpile de tip LED. Posibilitatea dimării (micşorării luminozităţii) – este una din punctele forte a iluminării cu lămpile stradale LED.

Pentru realizarea „dimării” este nevoie de un dimmer şi de o sursă de energie electrică dimabilă.

Dimmerul – este un dispozitiv electronic, care în funcţie de criteriile specificate (grafic, semnal de la un senzor sau alt dispozitiv, etc.) va genera un semnal pentru a controla sursa de alimentare dimabilă. În prezent, cele mai populare protocoale de semnal de control sunt protocolul 0-10V şi protocolul DALI.

Sursa de alimentare dimabilă – este de fapt, sursa de alimentare, care este capabilă să schimbe caracteristicele sursei de ieşire în dependenţă de semnalul de control, primit de la dimmer.

Protocolul 0-10V este suficient de simplu: dimmerul schimbă tensiunea pe magistrala de comandă în raza de 0-10V (uneori se numește și 1-10V). Sursa de alimentare (driver) proporţional acestei tensiuni, schimbă puterea curentului electric pe conectorul de sarcină. Adică 2V de pe magistrala de control corespunde cu 20% din puterea curentului electric pe conectorul de alimentare, 7V – 70% etc. Avantajele acestui protocol includ ușurința implementării şi prețul convenabil al dispozitivelor.

Protocolul DALI este mai complicat. Toate dispozitivele DALI au adresă logică (analog apropiat – IP-adresă în internet), prin care dimmerul îl poate utiliza. Un dimmer permite conectarea a 64 de dispozitive gestionate la acesta. De asemenea, toate acestea sunt conectate la o magistrală, deci pentru administrarea tuturor acestor dispozitive este nevoie doar de două cabluri. Acest lucru simplifică foarte mult şi reduce costurile de montare a cablurilor la obiect. Dacă va fi necesară administrarea a mai mult de 64 de dispozitive, se conectează încă un dimmer şi spaţiul de adrese se extinde pentru 64 de dispozitive suplimentare. Dar toate acestea funcţionează excelent, atunci când obiectele gestionate sunt localizate compact – în limitele unei case. Însă cum procedăm, dacă este necesar de gestionat iluminarea unei străzi complete sau a unui disctrict şi a obiectelor situate pe un teritoriu de câțiva kilometri pătraţi şi distanţa dintre dintre acestea constituie zeci de metri? Unirea acestora prin cabluri poate fi realizată, dar acest lucru necesită investiții enorme. Devine evident, că este necesară utilizarea unei tehnologiile de reţea fără cablu. Pentru gestionarea iluminării, alegerea optimală constituie tehnologia LoRaWAN.

De ce LoRaWAN? Principalele caracteristici distinctive ale reţelei LoRaWAN sunt consumul redus de energie electrică al dispozitivelor şi acoperirea unui teritoriu extrem de larg. Exact ceea ce trebuie pentru gestionarea iluminatului stradal!

Clientul, prin intermediul programei software, trimite comenzile de gestionare la serverul LoRaWAN. Transmiterea are loc prin intermediul rețelei IP.

Serverul trimite informații către gateway-urile care sunt instalate pe teren. Pe acest spaţiu, transmiterea informaţiei poate fi efectuată atât prin rețeaua IP, cât şi prin intermediul GSM. Un gateway poate acoperi o suprafaţă cu o rază de 2 km în aşezările urbane şi până la 20 km în suburbii. Cu toate acestea un gateway poate să susţină mai mult de o mie de dispozitive terminale – controloarele LoRaWAN. Gateway transmite semnal pentru controlorii iluminatului stradal – dimmer cu ajutorul LoRaWAN, situate direct pe suporturile de iluminat. În dependenţă de semnalul primit de la dimmer se formează semnalele pentru driver-ii lămpilor stradale LED: conecterea, deconectarea, stabilirea nivelului necesar de luminozitate, etc.

Conform acestui principiu funcţionează sistemul de gestionare a iluminării stradale, dezvoltat de compania «ComLib» S.R.L.

În calitate de controlor al lămpii a fost ales dimmerului, care realizează posibilitatea comunicaţiei conform protocolul LoRaWAN.

Dispozitivul este încorporat în carcasă cu clasa de protecţie IP-67 (protecţie completă împotriva pătrunderii prafului şi a apei) şi este echipat cu un connector NEMA, care asigură instalarea şi conectarea rapidă. Dispozitivul poate fi conectat la driver-ii lămpii atât după protocolul 0-10V, cât şi după protocolul DALI. În cazul utilizării protocolului DALI, aceasta permite nu doar expedierea datelor pentru controlul lămpii, dar și primirea datelor de la acesta precum: consumul curent al energiei electrice, valoarea tensiunii instantanee, verificarea stării curente a lămpii, etc.

Pentru utilizarea sistemului de gestionare a iluminării a fost creat un software. Acesta permite controlul de la distanţă, din orice punct al lumii, gestionarea lămpilor stradale LED conectate la rețea (să aprinzi, să stingi, să schimbi nivelul luminozității), să duci evidenţa de consumului de energie electrică, cronometrajul funcţionării şi să primești datele despre starea curentă a lămpilor. În plus, este posibilă crearea scenariilor de lucru a iluminatului – a graficului de dimmare,  care permite ajustarea flexibilă a activității lămpilor pentru diverse nevoi ale clientului. Funcțiile descrise anterior, nu necesită investiții pentru achiziționarea și montarea liniilor de cablu – gestiunea lămpilor are loc prin reţea wireless. În plus, datorită faptului că LoRaWAN gateway este capabil să acopere o suprafaţa mare şi să deservească un număr mai mare de dispozitive, conectarea unor noi lămpi la sistemul de gestionare nu necesită cheltuieli suplimentare, în afară de cheltuielile pentru lămpi şi montarea lor.

Dimmerul (controller) LoRaWAN permite crearea unor sisteme de iluminat inteligente flexibile de gestionare a iluminării, care posedă funcţiile necesare pentru a profita la maximum de sisteme de iluminat şi a reduce costul întreţinerii acestora. Un alt punct forte – astfel de sisteme de iluminat sunt uşor de implementat oriunde. Toate acestea permit instalarea sistemelor respective de gestionare a iluminatului public în locuri ca parcările hypermaketurilor şi a centrelor comerciale, precum şi în cadrul magistralelor auto sau iluminarea urbană a străzilor.

În ţările dezvoltate integrarea sistemelor inteligente de iluminare LED înregistrează un mare boom. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece costul aparent ridicat pentru integrarea unor astfel de sisteme mai mult decât se răscumpără într-un timp foarte scurt – circa 2 – 3 ani, pe baza economisirii consumului de energie electrică, majorarea duratei de viață a lămpilor şi prin urmare, economisirea mijloacelor financiare pentru înlocuirea acestora. Mai mult ca atît, în ţările europene se acordă o mare atenţie micşorării emisiei de CO₂, care devine posibilă datorită diminuării nivelului de consum a energiei electrice destinate iluminării stradale, datorită utilizării sistemului inteligent de iluminat. Companiile, care nu sunt indiferente faţă de această problemă şi care iau măsuri pentru îmbunătăţirea situaţiei mediului înconjurător, cresc imaginea firmei față de societate, cât și beneficiză de înlesniri și privilegii diferite din partea statului.

În lumea modernă, companiile cu o abordare rezonabilă a costurilor, cât şi companiile care utilizează cu atenţie resursele mediului înconjurător sunt lideri. Astfel, sistemele inteligente de iluminare le vor ajuta să obțină acest statut.