СМАРТ СИТИ - Светодиодный драйвер + блок управления + Датчик

Скидка  при заказе  компонентов системы D4I 

D4I  Блоки питания dali  4i  NFC Paradox IPv6 6LoWPAN mesh-technology    Радиопротокол 802.15.4 g-6LoWPAN
D4I  Блоки питания dali ( 4i  NFC Paradox IPv6 6LoWPAN mesh-technology Радиопротокол 802.15.4 g-6LoWPAN
DALI-2, встроенная функция источника питания DALI, функция вспомогательного выхода
Approval marks:

                       

Наличие данных DALI-2 позволяет использовать интеллектуальные светильники, которые могут участвовать в IoT.

DALI-2 Тип данных	DiiA Спецификация	Положение дел
	DALI Part 251 - Расширение банка памяти 1	Версия 1.1, октябрь 2019 г. >> Скачать здесь
	DALI Part 252 - Энергетическая отчетность	Версия 1.1, октябрь 2019 г. >> Скачать здесь
	DALI Part 253 - Диагностика и техническое обслуживание	Версия 1.1, октябрь 2019 г. >> Скачать здесь

D4i Технические характеристики для данных и питания

ДАННЫЕ:

D4i обеспечивает интеллектуальные светильники, стандартизируя хранение и передачу данных, касающихся драйвера, источника света и светильника. Двунаправленный протокол DALI позволяет передавать такие данные в сеть управления освещением. Данные, хранящиеся в драйвере, могут использоваться для расширенного отслеживания активов, а также для мониторинга производительности, диагностики и учета электроэнергии.

Спецификации данных
DALI Part 251 - Данные светильника
DALI Часть 252 - Энергетические данные
DALI Part 253 - Диагностические данные

>> Подробнее о технических характеристиках DALI-2

>> Скачать спецификации D4i от DiiA

Zhaga - международный консорциум светотехнических компаний, которая занимается стандартизацией интерфейсов компонентов светодиодных светильников. Последняя на текущий момент спецификация Book 18 определяет стандартизованный интерфейс между светодиодными светильниками для наружного освещения и модулями для измерений и связи.

В статье рассматриваются, как эта спецификация решает вопросы внедрения интернета вещей (IoT) в приложения по наружному освещению с помощью перспективных интеллектуальных модернизируемых светильников.

Первым практическим вкладом консорциума Zhaga в технологию интернета вещей стала недавно опубликованная спецификация Book 18 Ed. 1.0, которая характеризует механический интерфейс между светодиодными светильниками для наружного освещения и модулями расширения (см. рис. 1). Этот документ позволяет легко модернизировать эти светодиодные приборы путем добавления или изменения 24-В модулей, которые обеспечивают функции измерения и связи. В результате увеличивается гибкость и полезность этих светильников, а также обеспечивается их соответствие требованиям завтрашнего дня.

Сначала мы рассмотрим коммуникационные интерфейсы, их использование в умном городе, сделав акцент, в первую очередь, на преимуществах

стандартизации, функциональной совместимости и сертификации. Далее мы рассмотрим технические особенности спецификации Book 18 Ed. 1.0, которая определяет механические аспекты интерфейса, в т. ч. такие вопросы как возможность производителей выгодно отличить свою продукцию от конкурирующих изделий и тестирование в сравнении со стандартом NEMA C136.10. Наконец, мы наметим вехи пути к следующей спецификации - Book 18 Ed. 2.0, которая определит электрические характеристики и способы управления интерфейсом, разработанные в сотрудничестве Zhaga с альянсом DiiA (Digital Illumination Interface Alliance), а также способы перехода с механического интерфейса на совместимое подключение по технологии plug-and-play.

СЦЕНАРИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ умного ГОРОДА

Светотехническая отрасль стремится играть центральную роль в бизнес решениях, касающихся реализации

технологий умного города, и, несомненно, имеет полное право на это благодаря доступу к магистральным сетям высокого напряжения светильников для наружного освещения и их высокой плотности размещения в городской среде.

Однако до сих пор сохраняется огромная неопределенность относительно предпочтительных бизнес-предложений, которые позволят воплотить концепцию умного города в жизнь, а также касательно включения в светильники технологий связи и измерений. Более того, эти предложения в значительной степени зависят от местных условий и предпочтений, которые могут меняться со временем, как и выбранные технологии. Как бы то ни было, в наружном освещении все чаще применяются светодиодные светильники.

Существующая неопределенность затрудняет установку интеллектуальных светильников и, таким образом, препятствует светотехнической отрасли стать ключевым участником во внедрении технологии умного города. В результате мы можем потерять это право, уступив его другим отраслям, лучше подготовленным к такому переходу.

МОДЕРНИЗИРУЕМЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ ДЛЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ

Рассматриваемая проблема решается с помощью интерфейса между светильником и внешним подключаемым модулем расширения (см. рис. 2).

Такой тщательно продуманный интерфейс для приложений умного города наделяет светильник способностью выдержать проверку временем благодаря соответствию новым требованиям и предпочтениям. Этот интерфейс позволяет найти выход из состояния неопределенности путем модернизации существующих светильников, позволяющей использовать их как интеллектуальные устройства.

Например, можно установить светильник, не оснащенный измерительной или коммуникационной технологией. Однако при необходимости соответствующие функции добавляются путем монтажа внешнего модуля на светильник (см. рис. 3). Как вариант, модули можно включить в состав осветительной системы при монтаже на основе технологии связи. Со временем, когда появится новая версия этой технологии или более совершенная конкурирующая технология, модуль можно демонтировать и заменить новым модулем, который ее поддерживает.

Для успешной реализации сценариев умного города и использования модернизируемых IoT-светильников необходимо, чтобы новый стандартизованный интерфейс поддерживал функциональную совместимость между светильниками и модулями расширения. Совместимость, в первую очередь, востребована в тех случаях, когда светильник модернизируется в полевых условиях за очень короткое время специалистом не из светотехнической области. Интерфейс должен быть стандартным, чтобы способствовать широкому распространению модернизируемых IoT-светильников. В свою очередь, большая база установленных IoT-светильников вызовет спрос на соответствующие им интеллектуальные модули. Без стандартизации интерфейса это невозможно. Кроме того, заказчики не будут уверены в том, что светильники действительно можно модернизировать в течение их срока службы при разумных затратах в экосистеме, со-стоящей из многих производителей.

Эта мысль настолько проста, что она нашла свое воплощение во вполне успешном предшественнике - стандарте C136.41-2013 организаций ANSI/NEMA. Однако консорциум Zhaga усовершенствовал и переопре­делил концепцию для светодиодного освещения.

ЗНАЧЕНИЕ СТАНДАРТОВ, СОВМЕСТИМОСТЬ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Исходной движущей силой деятельности консорциума Zhaga стало понимание значения стандартов для крупносерийного производства светотехники [1]. На более поздних этапах своего развития эта организация расширила сферу деятельности, включив в нее интерфейсы для интеллектуальных компонентов, к которым относятся датчики и модули связи. Кроме того, она расширила поддержку интернета вещей и развития соответствующих услуг, а также больше внимания стала уделять вопросам функциональной совместимости [2].

Ассоциация Zhaga всегда была сторонником умеренной стандартизации, занимаясь только теми аспектами интерфейса, которые требовались для обеспечения функциональной совместимости. Так, например, ассоциация ограничивает произвольное изменение тех параметров интерфейса, которые не способствуют созданию добавленной стоимости продукции, но предоставляет производителям возможности дифференциации изделий.

Более того, испытания всегда являются составной частью стандартизации на этапе разработки спецификации, а также в процессе тестирования и сертификации изделий. Эти испытания позволяют установить наличие функциональной совместимости в тех случаях, когда спецификации предназначены для компаний из других отраслей и не для светотехнических специалистов.

ЧАСТЬ 1. МЕХАНИКА

ИНТЕРФЕЙС И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ИЗДЕЛИЙ

Стандартизация практически не коснулась уличного освещения, занимающего огромную часть рынка внешнего освещения и находящегося в фокусе технологий умного города. Только в Северной Америке был опубликован стандарт, регламентирующий связь между светильниками и управляющим узлом. Спецификация Book 18 Ed. 1.0, предусматривая альтернативный интерфейс, определяет механическую совместимость и назначение четырех электрических контактов, но не ограничивает многие некритичные аспекты. Такая свобода выбора проектных решений позволяет реализовать уникальное приложение, выгодно отличив его от конкурирующих.

К 2019 г. свыше 90% всех новых уличных фонарей будут светодиодными. Спецификация Book 18 Ed. 1.0 - обновленная версия, учитывающая новые реалии светодиодного освещения. Она определяет механический интерфейс между модулем (управляющим узлом) или цоколем и ответной частью разъема (см. рис. 4). Разъем представляет собой интерфейс с четырьмя выводами. DALI 2.0 коммуникационной шины был выбран в качестве протокола, обеспечивающего двустороннее управление между модулями и ЭПРА. Таким об-разом, задействованы два из четырех выводов. Система не пользуется способностью DALI-интерфейса обеспечивать подключение устройств без соблюдения полярности. Вместо этого реализуется более весомое преимущество: дополнительный источник питания на 24 В использует 0-В линию совместно с DALI-сетью, благодаря чему уменьшается число выводов и стоимость разъемов. Хотя шина DALI способна подавать питание на устройство с током нагрузки до 250 мА, 24-В вывод позволит подключаться устройствам с более высокими потребностями в питании. Четвертым контактом является цифровой порт ввода/вывода, который подробно описывается во второй части рассматриваемого документа.

Рассматриваемая очень тщательно проработанная спецификация определяет механические характеристики интерфейса. Сходство спецификаций Book 18 Ed. 1.0 и ANSI C136.10 ограничивается описанием изогнутых флагообразных контактов и вращающимся запирающим механизмом: спецификация Zhaga не предназначена для проектирования силовых переключателей: в ее фокусе - компактные управляющие узлы, т. к. наибольший наружный диаметр разъема и защелкивающего устройства составляет около 30 мм. Благодаря такому малому диаметру намного легче обеспечивается герметичное соединение светильника. Спецификация Zhaga не выдвигает требования по ограничению такого соединения, определяя его только с помощью сопрягающейся поверхности и безопасной зоны. Этот документ описывает конструкции, у которых один уплотнитель между ответной частью разъема, светильником и модулем обеспечивает защиту от внешних воздействий в отличие от тех решений, где используются два уплотнителя.

 

     

При разработке той части спецификации Book 18 Phase 2, которая определяет два вывода DALI, ассоциация Zhaga сотрудничала с альянсом DiiA. Этот альянс разделил соответствующий протокол интерфейса на четыре части, посвященные встроенному источнику питания DALI, управлению ресурсами светильника, анализу энергопотребления и диагностике.

КОНТРОЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ:

NEMA ANSI C136.41-2013

Спецификация Book 18 Ed. 1.0 имеет ряд преимуществ по сравнению с существующим стандартом C136.41- 2013 организаций ANSI/NEMA. Эти преимущества напрямую связаны с архитектурой системы, опирающейся на использование низковольтного драйвера - интерфейса модуля. Этот интерфейс, не имеющий отношения к высоковольтной сети электропитания, обеспечивает более компактный форм-фактор разъема, позволяя существенно уменьшить размер и стоимость соответствующей ответной части разъема. Например, его диаметр сокращается с 66 до 30 мм. Ответная часть также расширяет возможности монтажа за счет нижней и боковой установки модулей (см. рис. 5). В результате появляется возможность реализовать новые коммуникационные и датчиковые приложения, например для обнаружения перемещений под фонарными столбами.

Благодаря такой архитектуре устраняется избыточность на системном уровне, что исключает необходимость в двойной защите от перенапряжений и в нескольких преобразованиях сетевого напряжения в низкое напряжение постоянно-го тока с помощью драйвера и контроллеров. Драйвер выполняет такие функции как учет энергопотребления (с точностью до 1%), управление ресурсами и диагностика. В результате интеграция светильника в сеть упрощается за счет меньшей схемы раз-водки и числа компонентов.

К перечисленным преимуществам следует добавить гарантированную функциональную совместимость модулей и драйверов. Точно определенный DALI-интерфейс создает условия, при которых драйвер и контроллеры «разговаривают» на одном языке. На-против, спецификация C136.41 предоставляет возможность реализации разных стандартов диммирования (например, DALI и 0-10 В), что вызывает проблемы с обеспечением функциональной совместимости при замене или модернизации светильников в полевых условиях.

Итак, спецификация интерфейса Book 18 предоставляет ОЕМ производителям светильников и компаниям, специализирующимся на приложениях для умных городов, компактное, экономичное и легко проектируемое решение. Кроме того, благодаря использованию ответной части разъема с одним уплотнителем обеспечивается требуемая надежность и водонепроницаемость широкого ряда светильников для систем наружного освещения.

РАСТУЩАЯ ЭКОСИСТЕМА

Несмотря на то, что консорциум Zhaga до сих пор не представил отрасли свое видение модернизируемых IoT-светильников для систем наружного освещения, уже прослеживаются первые признаки успеха в осуществлении этого проекта. На рынке появились изделия, соответствующие требованиям механического интерфейса, которые поддерживают разрабатываемые модернизируемые IoT- светильники и внешние модули. К этим изделиям относятся розетки с цоколями, которые устанавливаются вместе со светильником. Во второй ряд изделий, предназначенных для внешних модулей, входят основания, на которые устанавливается датчик, коммуникационные платы и плафоны (см. рис. 6).

К настоящему времени в рамках существующей программы сертифицированы первые изделия. Большой интерес к интерфейсу проявляют многие организации, занимающиеся разработкой спецификаций [3]. Ряд светильников уже поддерживает этот стандарт.

Рис. 6. На рынке появляются изделия для модернизируемых светильников и внешних модулей: розетки и уплотнители, основания и плафоны для монтажа или замены вышедших из строя элементов в процессе эксплуатации прибора. Кроме того, на рынке появилось несколько внешних модулей, которые поддерживают измерительные функции, например определяют параметры перемещения, светотехнические параметры или управление освещением с помощью технологий беспроводной связи 3G и LoRa.

Консорциум Zhaga находится в процессе реализации своего видения коммуникационного интерфейса для систем наружного освещения. Ожидается, что этот интерфейс обеспечит рост светотехнической отрасли, сыграет центральную роль в освещении умного города и позволит всем участникам цепочки создания стоимости осуществить свои идеи. На рынке уже появились первые свидетельства успешного воплощения этого видения.