Идея использования управляемого освещения приобретает все большую популярность, т.к. это позволяет экономить как электроэнергию, так и ресурс источников света. Это становится возможным благодаря тому, что для освещения различных объектов, от квартир до проспектов, все шире используются светодиоды. Возможность диммирования (уменьшения яркости) – одна из сильных сторон светодиодного освещения.
Для реализации диммирования нужен диммер и диммируемый источник питания.
Диммер – это электронный прибор, который по заданным критериям (расписание, сигнал с датчика или другого устройства и т.п.) сформирует сигнал для управления диммируемым источником питания. В настоящее время самыми популярными протоколами управляющих сигналов является протокол 0-10В и протокол DALI.
Диммируемый источник питания – это, по сути, блок питания, который способен менять характеристики выходного питания в зависимости от управляющего сигнала, получаемого от диммера.
Протокол 0-10В достаточно прост: диммер меняет напряжение на управляющей шине в диапазоне 0-10В (иногда 1-10В). Блок питания (драйвер) пропорционально этому напряжению меняет силу тока на разъеме питания нагрузки. Т.е. 2В на шине управления соответствует 20% силы тока на разъеме питания, 7В – 70% и т.д. К достоинствам этого протокола относится простота реализации и дешевизна устройств.
Протокол DALI более сложен. Все устройства DALI имеют свой логический адрес (ближайший аналог – IP-адрес в интернете), по которому диммер может обращаться к ним. К одному диммеру допускается подключать 64 управляемых устройства. Причем все они подключаются по одной шине, т.е. для управления всеми этими устройствами нужно всего два провода. Это очень сильно упрощает и удешевляет монтаж проводки на объекте. При необходимости управления более чем 64 устройствами, подключается еще один диммер и адресное пространство расширяется еще на 64 устройства. С масштабированием в протоколе DALI проблем нет.
Но все это отлично работает, когда объекты управления располагаются компактно – в пределах одного дома. А что делать, если надо управлять освещением целой улицы или района и объекты расположены на территории нескольких квадратных километров и расстояния между ними исчисляются десятками метров? Соединять их проводами, конечно, можно, но это требует серьезных финансовых затрат. Становится очевидным, что необходимо применить одну из беспроводных технологий связи. Для управления освещением оптимальным выбором является технология LoRaWAN.
Почему LoRaWAN? Основными отличительными особенностями сети LoRaWAN является малое энергопотребление устройств и чрезвычайно широкое покрытие. Как раз то, что нужно для управления уличным освещением!

Как все это работает.

Клиент, с помощью программного обеспечения, отправляет команды управления на LoRaWAN сервер. Передача идет посредством IP-сети.
Сервер пересылает информацию шлюзам, которые установлены на местности. На этом участке передача информации Взаимодействиеможет выполняться как посредством IP-сети, так и через GSM. Один шлюз может покрывать площадь, радиусом около 5 км. в условиях городской застройки и до 20 км. в загородной местности. При этом один шлюз может поддерживать более тысячи оконечных устройств – LoRaWAN контроллеров. Шлюз транслирует сигнал для контроллеров уличного освещения — диммеров с поддержкой LoRaWAN, расположенными непосредственно на опорах освещения. В зависимости от принятого сигнала диммеры формируют сигналы для драйвера уличного LED светильника: включить, выключить, установить нужный уровень яркости и т.п.
По такому принципу работает система управления уличным освещением, разработанная компанией «ComLib» S.R.L.
В качестве контроллера лампы был выбран диммер, реализующий возможность коммуникации по протоколу LoRaWAN.
КонтроллерУстройство выполнено в корпусе с классом защиты IP-67 (полная защита от попадания пыли и воды) и снабжено NEMA-сокетом, который обеспечивает быструю установку и подключение. Устройство может подключаться к драйверам светильников как по протоколу 0‑10В, так и по протоколу DALI. В последнем случае есть возможность не только отправлять данные на светильник для управления им, а еще и получать данные от светильника, такие как: мгновенный расход электроэнергии, мгновенное значение напряжения, проверить факт работоспособности устройства и пр.
Для работы с системой управления освещением разработано программное обеспечение. Оно позволяет удаленно, из любой точки мира, управлять подключенными уличными LED светильниками (включать, выключать, диммировать), вести статистику энергопотребления, хронометраж работы и получать данные о состоянии светильников. Кроме этого возможно создание сценариев работы освещения – планов диммирования, благодаря чему можно гибко подстраивать работу светильников под различные нужды клиента. При этом не требуется никаких затрат на монтаж дополнительных кабельных линий – все управление происходит через беспроводную сеть. Более того, благодаря тому, что LoRaWAN шлюз способен покрывать большую площадь и обслуживать большое количество устройств, подключение новых светильников к системе управления не требует никаких дополнительных расходов, кроме расходов на сами светильники и их монтаж.
LoRaWAN-диммеры позволяют строить гибкие умные системы управления освещением, обладающие необходимым функционалом для получения максимальной отдачи от системы освещения и сокращения издержек на ее содержание. Кроме того, такие системы освещения легко масштабировать. Все это позволяет применять такие системы управления освещением как на паркингах и стоянках супермаркетов и торговых центров, так и на оживленных автомагистралях и городских улицах.
В развитых странах внедрение систем умного освещения на светодиодных светильниках переживает настоящий бум. И это неудивительно, ведь кажущаяся дороговизна внедрения таких систем окупается за очень непродолжительное время – порядка 1,5 – 2 лет за счет экономии электроэнергии, экономии ресурса светильников и как следствие, экономии на их замене.
Кроме того, в европейских странах большое внимание уделяется вопросу снижения эмиссии СО2, которое становится возможным благодаря снижению уровня энергозатрат на уличное освещение при использовании систем умного освещения. Компании, неравнодушные к этой проблеме и принимающие меры по улучшению экологической обстановки получают как позитивное отношение со стороны граждан, так и различные преференции от государства.
Реалии современного мира таковы, что в лидеры выходят как компании с разумным подходом к своим затратам, так и компании, бережно расходующие ресурсы окружающей среды. И системы умного освещения помогут им в решении обоих вопросов.