‫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 !‬