Контроллер LoRaWAN. Управление уличным освещением

Описание

Контроллер ЛАРТ — это устройство дистанционного управления светодиодными уличными фонарями, оснащенными розеткой ANSI C136.41 NEMA. Контроллер предоставляет доступ к управлению светильниками в режиме реального времени. Светильник управляется через аналоговые интерфейсы управления 0-10V, обеспечивая при этом надежное силовое соединение с контактами розетки.

Устройство подключается к диммируемому светодиодному драйверу для уличного освещения. 

Контроллер обеспечивает:

программирование уровней освещенности для отдельных уличных фонарей;

мгновенное включение и выключение;

изменение интенсивности свечения;

получение значений потребления, активной/реактивной мощности, cos φ по каждому светильнику;

сообщение о неисправности светильника.

Характеристики контроллера:

Идея использования управляемого освещения становится все более актуальной, поскольку это экономит электроэнергию и продлевает срок службы наружных ламп. Это стало возможным благодаря тому, что светодиоды все чаще используются для освещения различных объектов: от квартир до проспектов. Возможность изменения яркости свечения является одной из сильных сторон светодиодного освещения.

Изменение яркости свечения уличного фонаря осуществляется диммером или диммируемым источник питания.

Диммер-это электронное устройство, которое в соответствии с заданными критериями (расписание, сигнал от датчика или другого устройства и т. д.) изменяем режим питания светильника, что приводит к изменению яркости. В настоящее время наиболее популярными протоколами управления являются протокол 0-10V и протокол DALI.

Диммируемый источник питания-это, по сути, источник питания, способный изменять характеристики выходной мощности в зависимости от управляющего сигнала, получаемого от диммера.

Протокол 0-10V довольно прост: диммер изменяет напряжение на шине управления в диапазоне 0-10В. Блок питания (светодиодный драйвер), изменяет силу тока на разъеме питания нагрузки пропорционально этому напряжению. Так, 2В на шине управления соответствует 20% тока на разъеме питания, 7В – 70% и т. д. К преимуществам данного протокола можно отнести простоту реализации и низкую стоимость устройств.

Протокол DALI сложнее. Все устройства DALI имеют свой логический адрес (ближайший аналог-IP-адрес в Интернете), по которому диммер может получить к ним доступ. Допускается подключение 64 управляемых устройств к одному диммеру. Более того, все они соединены через одну шину, т. е. для управления всеми этими устройствами нужно всего два провода. Это значительно упрощает и удешевляет проводку на месте. Если необходимо управлять более чем 64 устройствами, подключается еще один диммер и адресное пространство расширяется еще 64 устройствами. 

Но все это прекрасно работает, когда управляемые объекты расположены компактно – в пределах одного дома. А что делать, если нужно контролировать освещение целой улицы или района, а объекты расположены на территории в несколько квадратных километров и расстояния между ними составляют сотни метров? Конечно, можно соединить их проводами, но это требует серьезных финансовых затрат. Становится очевидным, что необходимо применить одну из технологий беспроводной связи. Для управления освещением лучшим выбором является технология LoRaWAN (Long Range Wide Area Network).

 Как все это работает.

Клиент, используя программное обеспечение, отправляет управляющие команды на сервер LoRaWAN. Передача осуществляется через IP-сеть.

Сервер отправляет информацию шлюзам, установленным в данной области.

На этом этапе передача информации может осуществляться как по IP-сети, так и по GSM. Один шлюз может охватывать территорию радиусом около 2 км в городских условиях и до 20 км в сельской местности. В то же время один шлюз может поддерживать более тысячи терминальных устройств – контроллеров LoRaWAN. Шлюз транслирует сигнал для контроллеров уличного освещения – диммеров LoRaWAN, расположенных непосредственно на опорах освещения. В зависимости от полученного сигнала диммеры генерируют сигналы для регулятора уличного светодиодного фонаря: включить, выключить, установить нужный уровень яркости и т. д.

Контроллер ЛАРТ соответствует описанному выше  функционалу.

Контроллер выполнен в корпусе класса защиты IP-67 (полная защита от пыли и воды) и оснащено NEMA-разъемом, обеспечивающим быструю установку и подключение. Устройство может быть подключено к драйверам светильников с помощью протокола 0‑10V или протокола DALI. В последнем случае можно не только отправлять данные на светильник для управления им, но и получать данные от светильника, такие как: мгновенное потребление энергии, мгновенное значение напряжения, если устройство работает и т. д.

Мы разработали программное обеспечение для работы с системой управления освещением. Он позволяет управлять подключенными светодиодными уличными фонарями из любой точки мира (включать, выключать, затемнять), вести статистику энергопотребления, времени работы и получать данные о состоянии фонаря. Кроме того, есть возможность создавать сценарии работы планов освещения – диммирования, чтобы можно было гибко подстраивать работу светильников под различные потребности заказчика. Он даже не требует никаких затрат на установку дополнительных кабельных линий – все управление происходит через беспроводную сеть. Более того, благодаря тому, что шлюз LoRaWAN способен охватывать большую площадь и обслуживать большое количество устройств, подключение новых светильников к системе управления не требует никаких дополнительных затрат, кроме затрат на сами светильники и их установку.

Контроллеры LoRaWAN позволяют создавать гибкие интеллектуальные системы управления освещением, обладающие необходимым функционалом для получения максимальной отдачи от системы освещения и снижения затрат на ее обслуживание. Кроме того, такие системы освещения легко масштабируются. Все это позволяет использовать такие системы управления освещением как на парковках и стоянках гипермаркетов и торговых центров, так и на оживленных автомагистралях и городских улицах.