Transcript
אמצעים ודרכים לחיסכון באנרגיה בתאורת חוץ אינג' תורג'מן דוד
[email protected]
סיטילייט הנדסה Citylight Engineering
נושאי ההרצאה • • • •
שיטות ודרכים לחיסכון באנרגיה בתאורת חוץ תקשורת אלחוטית מבוססת RF תקשורת על קווי מתח הרשת PLC שילוב תקשורת קווית ותקשורת אלחוטית Powerline vs. Zigbee
Anatomy of Telemanagment systems
כאשר המרחב הציבורי אינו בשימוש ,תאורה בעוצמה מקסימלית הינה בזבוז אנרגיה שימוש באמצעים לביצוע עמעום יכולים לאפשר שימוש מושכל בזמן ובמרחב
כל גוף תאורה ניתן לתכנון באופן אינדיבידואלי בעזרת מספר פרמטרים בסיסיים. עוצמת מינימום ומקסימום זמן השהיה להפעלה וכיבוי וכו'
ניתן לתכנת את מערכת התאורה מפעם לפעם בהתאם לשינויים הנדרשים ע"י הלקוח שינוי בימים מיוחדים כגון בחגים או בימי ציון מיוחדים
• • •
•
באזורים שבהם אין פעילות כל הזמן ניתן להשתמש בסנסורים (לזיהוי תנועה) במקרה זה ניתן לבצע עמעום באזורים שאין בהם פעילות . רמת העמעום ניתנת לקביעה ע"י הצרכים בשטח להבטחה מקסימלית של בטיחות המשתמשים השימוש במקרות אור כגון לדים יאשר שינוי רמת ההארה באופן מהיר ומידי
בהשוואה לסנסור תנועה ,סנסור מהירות וכיוון מיועד לכבישים ע"י זיהוי של תנועת הרכבים וכיוון הנסיעה סנסור מסוג זה מאפשר תגובה מהירה לשינויים בתלות במהירות וכיוון נסיעת הרכבים. ניתן לכיוון והגדרת הרגישות בהתאם לתנאים בשטח .
התקנה של פוטוצל על חלקו העליון של גוף התאורה או בהתחלת קו התאורה . פוטוצל יאפשר הפעלה וכיבוי בהתאם לרמת התאורה . במקרה של התקנה בכל גוף תאורה ,התנהגות כל גוף הינה בנפרד וניתן להתקנה גם בגופי תאורה קיימים
שעון אסטרונומי יכול להיות חלק מהמערכת ולאפשר ביצוע עמעום המערכת באופן יותר אופטימאלי שעון אסטרונומי יאפשר שינוי של זמני ההדלקה בהתאם לעונות השנה ובהתאם לדרישות שהוגדרו ע"י הלקוח לקבלת חיסכון מקסימלי.
Zigbee based:
Echelon based:
OWLET Brown Betty Maiken
Siteco Luminext SELC Philips Starsense
Havard Leafnut Thorn Teleas Mayflower
UMPI Edelcom Sogexi MaiKen
Wireless / RF
Powerline
Wireless / RF
Powerline
open Technology
Telemanagement
closed Technology
Communication standards and protocols
Technology
Powerline
Radio Frequency
Networking protocols
ANSI 709.1 EN14908-1
IEEE 802.15.4
Application protocols
Lon (ANSI 709.2)
Zigbee + Mesh
Membership organizations
LonMark
ZigBee Alliance
Suppliers
Echelon
multiple
DALI
• One antenna in direct range from SegmentController •100m pole to pole distance (2mW) • Antenna options: 2mW, 10mW and 50mW • Up to 150 Nodes per Segment Controller
DALI
Segment Controller • Handles the Network • Communicates to server • Handles scheduler and group commandes
Segment Controller IP 66 • • • • •
IP66, no cabinet needed ZigBee Meshnet Included Powersupply 2,5G/3G Modem inside Handles 150 Luminaires
Working Principle: Powerline Smart Metering
A-Band
LonWorks Powerline Secondar
2 Communication channel
75kHz
Both used in each transmission Repeating is possible
20k
40k
60k
Primar 86kHz
80k 100k 120k 140k 160k f(Hz)
No noise detection 5.4 kbit/second
Streetlighting
C-Band Secondar 115kHz
20k
40k
60k
Primar 132kHz
80k 100k 120k 140k 160k f(Hz)
Working Principle: Powerline Power lines are designed for delivering power not data …
– High noise – High attenuation
– Signal distortion
Source: Echelon Developers Conference; San Jose 2006
Working Principle: Powerline Dimmers
Errors
Triac controlled lights Produce large impulses at 100Hz or 120Hz 1... ...01100XX000000 11
Switching power supplies
500µs/div
Fundamentals at 20kHz to >1MHz Rich in harmonics
Power line intercoms 3Vpp to 7Vpp from 150kHz to 400kHz
Universal series wound motors Vacuum cleaners, kitchen appliances, drills
No Errors
...01100000000001... 500µs/div
High repetition rate impulses Source: Echelon Developers Conference; San Jose 2006
Working Principle: Powerline Analysis is needed for each Powerline project: Tested by:
Frequency Band C-Band
Date:
A-band
Send Location
Receive Location
Reverse direction from above
Reverse direction from above
TX Attn
Ackd4try
%Err
TxVpp
Tx Current
CENELEC protocol
1A
Off
2A
On
1.7V 3.5V 7V 10V
Pri Noise @ RX
UnackPri Signal %Err @ RX
Sec Noise @ RX
UnackSec Signal %Err @ RX
Packet Size
Phase Check
Injection Loss @ TX
0dB 6dB 12dB 18dB 24dB 0dB 6dB 12dB 18dB 24dB 0dB 6dB 12dB 18dB 24dB 0dB 6dB 12dB 18dB 24dB
• SNR (dB)= Signal (dB) – Noise (dB) • Communication performance is largely determined by the SNR of the channels • PL 31x0 Smart Transceiver requires ~9 dB SNR for low PER
Powerline: The Truth Bergisch Gladbach - PL measurement results
48 dB 54 dB
66 dB
48 dB 24 dB
54 dB
LP 111 LP 109 LP 107 LP 112 LP 103 LP 105 LP 110 LP 108 LP 101 LP 104 LP 106
54 dB LP 99 LP 97
LP 83 LP 85 LP 84 LP 82
54 dB
LP 102
0 dB
LP 100
54 dB
LP 95
LP 87 LP 86
LP 89 LP 88
LP 91
LP 93 LP 94
LP 90
LP 115 LP 113
LP 96
72 dB
36 dB 36 dB 54 dB
excellent good bad no chance
LP 1´17
LP 114
LP 116
Powerline: The Truth
Powerline: The Truth Roby Road Roundabout • 18 Columns / 22 Luminaries
• SELC 2000 Powerline Solution • 1 Day / 2 Engineers – Analysis • Construction plan didn‘t fit • 4 different supply station • Currently works with Photocells
Echelon: “In this case you should use 4 ilon Segment Controller!”
RF Mesh- Topologie LP 115 LP 113
LP 111 LP 109 LP 107 LP 112 LP 103 LP 105 LP 110 LP 108 LP 101 LP 104 LP 106 LP 99 LP 97 LP 83 LP 85 LP 84 LP 82
LP 95 LP 87 LP 86
LP 89 LP 88
LP 91
LP 93 LP 94
LP 90
LP 96
LP 100
LP 102
LP 1´17
LP 114
LP 116
RF Mesh- Topologie A self-organizing, selfhealing mesh network. The network itself chooses the best way to communicate, depending on the environmental conditions.
ZigBee is an international, open Standard defined in IEEE 802.15.4.
How to communicate - ZigBee Range tests: Range [meter] / Averaged of 5 measurements Transmit power
Dipol-Antenna
Whip-Antenna
Chip-Antenna
U/FL LairdAntenna
Lowest = -7dBm = 0,2mW
328,5
227,5
120,7
197,0
Medium = -1dBm = 0,8mW
515,7
231,2
121,7
221,9
Highest = +3dBm = 2mW
665,1
441,1
102,0
304,7
Slave Node
Loop Back Adapter
Master Node in top of a car roof
How to communicate - ZigBee Interference fieldtests ‚Hauptstraße‘ Bergisch Gladbach
WLAN Kanal 1 . Netto-Übertragungsrate 340kbit/s ZigBee Kanal 12 . Netto-Übertragungsrate 10,5kbit/s
Loopback Adapter
SlaveKnoten MasterKnoten
תקשורת קווית משולבת תקשורת RF אפשרות של תקשורת קווית יכולה לענות על דרישות של תקציב מוגבל. ניתן לחבר יחידת בקרה בין יציאת DALIמהדרייבר של גוף התאורה המבוסס לדים לקו קשיח שאתו ניתן לבצע שליטה ובקרה ניתן לשלוט ב 64יחידות קצה ועד למרחק פיזי של 300מטר ניתן להגדיל את המרחק וכמות נקודות השליטה בעזרת מערכת הגברה של האות ( ) Repeaterובעזרת נתינת כתובת אחת למספר יחידות קצה יחידת הבקרה פועלת תחת סטנדרט DALI – IEC62386 יחידת הבקרה ניתנת לתכנות כך שניתן לבצע בעזרתה תרחיש נדרש ורצוי למהלך שעות הפעילות של גופי התאורה
תקשורת קווית משולבת תקשורת RF
תודה על ההקשבה !
