‫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 !‬