Chiếu sáng thông minh hoạt động như thế nào

Mọi thứ bạn cần biết về chiếu sáng thông minh. Trải nghiệm các giải pháp thông minh, được kết nối giúp khai thác toàn bộ tiềm năng hiệu quả năng lượng của đèn LED. Mở ra một lĩnh vực khả năng mới với hệ thống chiếu sáng được hỗ trợ Internet of Things (IoT).

Các ngành công nghiệp ánh sáng tiếp tục thực hiện việc chuyển đổi sang công nghệ LED cho những lợi thế nó cung cấp trên sợi đốt, huỳnh quang và HID ánh sáng. Điều khởi đầu cho xu hướng không thể cưỡng lại này rõ ràng là nhu cầu được chờ đợi từ lâu về nguồn sáng với mức tiêu thụ năng lượng thấp, kéo dài tuổi thọ sản phẩm, chu kỳ bảo trì dài và giảm tác động đến môi trường. Điều mà hầu hết mọi người không nhận ra là hệ thống chiếu sáng thông minh đã đồng thời tiến lên những bước nhảy vọt. Sự ra đời của hệ thống chiếu sáng trạng thái rắn bất ngờ tạo ra sự chuyển đổi sâu sắc trong mối quan hệ tương tác giữa con người với các thiết bị chiếu sáng và các ứng dụng của chúng. Và sự hội tụ của nó với điều khiển kỹ thuật số và truyền thông mạng đang mở ra những khả năng mới cho các tòa nhà thông minh và thành phố thông minh.

Chiếu sáng thông minh là gì

Chiếu sáng thông minh, còn được gọi là chiếu sáng thích ứng, là việc bổ sung trí thông minh hoặc logic vào đèn hoặc bộ đèn để ánh sáng có thể giao tiếp và tương tác với môi trường, người ở trong tòa nhà và các thiết bị khác theo cách tự động. Hệ thống chiếu sáng thông minh mang lại sự linh hoạt và tự động hóa cho cơ sở hạ tầng chiếu sáng để điều khiển vô số tính năng chiếu sáng từ chuyển đổi bật / tắt đơn giản đến chiếu sáng thích ứng phức tạp. Cho dù để tiết kiệm tối đa năng lượng cho một cơ sở thương mại hay để mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng trong nhà riêng, điều khiển ánh sáng thông minh cung cấp sự chuyển dịch thông minh về nhu cầu như vậy giữa các thiết bị chiếu sáng và môi trường với sự can thiệp tối thiểu của con người. Từ một bộ đèn có cấu trúc kết nối điểm - điểm, đến bộ đèn được nhóm thành một mạng lưới liên kết với nhau,

Công nghệ LED Tự động hóa chiếu sáng thúc đẩy

Điốt phát quang là một linh kiện bán dẫn phát ra ánh sáng khi các hạt mang điện (lỗ trống từ vùng p và các electron từ vùng n) chạy về phía nhau và tái hợp trong tiếp giáp PN khi có dòng điện. Cơ chế phát xạ này, được gọi là điện phát quang, cho phép kiểm soát chính xác quang phổ và cường độ ánh sáng. Khả năng làm việc liên tục với các mạch trạng thái rắn khác làm cho đèn LED trở thành nguồn sáng kỹ thuật số đang định hình lại vai trò chiếu sáng. Công nghệ chiếu sáng kỹ thuật số đóng vai trò biến đổi trong cơ sở hạ tầng thành phố thông minh hoặc hệ thống nhà thông minh như các thiết bị được điều khiển bằng mạch logic điện tử hoặc bộ xử lý. Đèn LED chiếu sáng thông minh mang lại giá trị ngoài sự tiện lợi và hiệu quả năng lượng cho người dùng. Với độ mờ toàn dải được điều khiển kỹ thuật số ,điều chỉnh nhiệt độ màu tương quan (CCT) và pha trộn màu phụ gia là điểm độc đáo của công nghệ LED, ánh sáng có thể dễ dàng điều chỉnh để kích hoạt các phản ứng sinh lý, cảm xúc và sinh học tích cực.

Các khái niệm về chiếu sáng thông minh

Khi công nghệ phát triển, chiếu sáng thông minh trở thành một thuật ngữ bao hàm một số khái niệm. Chuyển đổi hoặc làm mờ ánh sáng theo lịch trình do người dùng xác định hoặc khi phát hiện chuyển động có thể đã được gọi là công nghệ chiếu sáng thông minh 10 năm trước. Những gì chúng ta coi ngày nay là chiếu sáng thông minh là một cơ sở hạ tầng thông minh bao gồm các nút chiếu sáng, cảm biến và các thiết bị thông minh khác được kết nối để tương tác với nhau thông qua nền tảng Internet. Đèn thông minh, ở dạng đơn giản nhất, là một thiết bị chiếu sáng có thể lập trình có thể giao tiếp với bộ điều khiển từ xa qua mạng có dây hoặc không dây. Hệ thống chiếu sáng thông minh không nhất thiết phải trang bị điều khiển ánh sáng dựa trên Internet và các thuật toán điều khiển cảm biến phức tạp. Nó có thể là một hệ thống điểm-điểm cung cấp sự thích ứng theo yêu cầu bằng cách sử dụng các cảm biến cục bộ hoặc bộ điều khiển cục bộ riêng lẻ.

1. Chiếu sáng thông minh cục bộ tập trung vào việc thêm liên kết giao tiếp hai chiều giữa bộ điều khiển chiếu sáng và thiết bị chiếu sáng mà không tính đến khả năng mở rộng và khả năng tương tác. Nó cho phép cấu hình từ xa, giám sát trạng thái, quản lý và lập trình chỉ các thiết bị chiếu sáng được kết nối. Chiếu sáng thông minh cục bộ thường là một giải pháp độc quyền hoạt động độc lập trên hệ sinh thái của riêng nó bao gồm phần cứng và phần mềm chuyên dụng. Ví dụ: mạng lưới đèn chiếu sáng thông minh chạy trên Quản lý thiết bị từ xa (RDM) (giao thức truyền thông 2 chiều dựa trên DMX512) hoặc giao thức Ethernet độc quyền là một giải pháp chiếu sáng cục bộ. Bất kỳ hệ thống chiếu sáng thông minh không dây nào chỉ hỗ trợ giao tiếp điểm - điểm trong phạm vi ngắn đều có thể được coi là thiết bị chiếu sáng thông minh cục bộ.

2. Chiếu sáng thông minh dựa trên mạng tiến thêm một bước nữa bằng cách chuẩn hóa các giao thức truyền thông để thêm khả năng mở rộng và khả năng tương tác cho các hệ thống chiếu sáng thông minh đồng thời giảm bớt khó khăn trong việc vận hành và ghép nối. Các ứng dụng điện thoại thông minh phổ biến, mạng cảm biến không dây và các giải pháp WPAN (Mạng khu vực cá nhân không dây) đã góp phần vào sự sẵn có bùng nổ của đèn thông minh cho phép cài đặt dễ dàng và điều khiển trực quan. Hệ thống chiếu sáng thông minh giao tiếp bằng các giao thức không dây tiêu chuẩn như ZigBee, Z-Wave, Wi-Fi, Bluetooth Mesh và Thread có khả năng mở rộng tuyệt vời và vượt qua các thách thức với khả năng tương tác. Mạng lưới chiếu sáng như vậy dễ dàng mở rộng quy mô từ một số lượng nhỏ các nút chiếu sáng đến việc lắp đặt tích hợp cao của hàng chục nghìn thiết bị thông minh không chỉ bao gồm đèn thông minh,

3. Chiếu sáng thông minh hỗ trợ IoT cung cấp khả năng kết nối mạng bổ sung cho PAN (mạng khu vực cá nhân) và BAN (mạng khu vực cơ thể). Internet of Things tạo ra ánh sáng thông minh trên steroid. Nó kết hợp khả năng xử lý, chương trình cơ sở, kết nối và kiến ​​trúc dựa trên IP để thiết lập giao tiếp và tương tác giữa tất cả các thiết bị thông minh và Internet. IOT khai thác toàn bộ tiềm năng của ánh sáng được kết nối bằng cách thu thập dữ liệu từ các cảm biến được kết nối để tạo ra những hiểu biết sâu sắc mới và thông tin hữu ích thông qua một nền tảng dựa trên đám mây có khả năng mở rộng và bảo mật cao. So với chiếu sáng thông minh dựa trên mạng, chiếu sáng thông minh hỗ trợ IoT đạt điểm số với độ tin cậy cao hơn, khả năng mở rộng, mạnh mẽ, khả năng tương tác và phạm vi kết nối điểm-điểm lớn hơn. Trong các ứng dụng IoT, các thiết bị chiếu sáng được kết nối trực tiếp với Internet hoặc được trung gian thông qua mạng cục bộ hoặc mạng diện rộng.

Mức độ thích ứng

Hệ thống chiếu sáng thông minh được thiết kế để cung cấp khả năng chiếu sáng thích ứng với việc điều khiển ánh sáng được đơn giản hóa rất nhiều. Đèn thông minh bao gồm một bộ điều khiển hoặc bộ vi xử lý phản hồi các tín hiệu do máy tính, điện thoại thông minh, cảm biến, đồng hồ thời gian hoặc các thiết bị thông minh khác tạo ra. Tùy thuộc vào nguồn tín hiệu điều khiển, đèn chiếu sáng thông minh có thể có nhiều mức độ thích ứng khác nhau.

Cấp độ 1 - Thích ứng dựa trên thời gian biểu. Chiến lược này liên quan đến việc sử dụng bộ điều khiển được lập trình để tự động hóa cơ sở điều khiển ánh sáng dựa trên sự kiện thời gian. Tín hiệu thời gian được cung cấp bởi đồng hồ thời gian hoặc trí thông minh dựa trên phần mềm.

Cấp độ 2 - Thích ứng dựa trên kích hoạt cảm biến. Phát hiện có / vắng mặt bằng cảm biến chiếm chỗ, ví dụ: máy dò hồng ngoại thụ động (PIR), cảm biến vi sóng, máy dò chuyển động siêu âm và máy phát hiện cảm biến âm thanh, có thể được sử dụng khi chỉ cần chiếu sáng khi có mặt con người. Bộ cảm biến cung cấp khả năng thu hoạch ánh sáng ban ngày bằng cách đo sự gia tăng độ rọi của ánh sáng ban ngày và làm mờ hoặc tắt đèn khi đạt đến ngưỡng.

Cấp độ 3 - Thích ứng được khởi xướng bởi các hệ thống tích hợp và thông minh như hệ thống tự động hóa tòa nhà (BAS), hệ thống quản lý năng lượng (EMS), hệ thống nhà thông minh và các dịch vụ của bên thứ ba. Chiến lược này cho phép chiếu sáng thông minh được kích hoạt bởi nhiều sự kiện khác nhau, điều này không thể thực hiện được với các hệ thống chiếu sáng thông minh khép kín. Ví dụ: kết nối đèn thông minh với IFTTT (If This Then That), một nền tảng tự động hóa nhiệm vụ dựa trên đám mây, cho phép bạn phát triển các quy tắc chiếu sáng dựa trên các sự kiện được tạo bởi các nút thông minh khác trong mạng nhà thông minh. Các nút thông minh này có thể là máy điều nhiệt, máy phát hiện khói và carbon monoxide, camera an ninh, v.v.

Cấp độ 4 - Thích ứng sử dụng kết hợp các chiến lược nêu trên. Hệ thống chiếu sáng LED thông minh mang đến những khả năng hấp dẫn trong tự động hóa chiếu sáng. Ánh sáng nội thất có thể được lập trình để thay đổi dần dần về nhiệt độ màu và cường độ ánh sáng trong suốt cả ngày theo cách bắt chước tác động của ánh sáng mặt trời tự nhiên. Đèn pha LED ma trận thông minh tương tác với hệ thống camera trên xe để điều chỉnh công suất ánh sáng trong khi tích hợp với GPS giúp đèn có thể thực hiện điều khiển tia sáng cao dự đoán. Hệ thống chiếu sáng thông minh được thiết kế cho các cơ sở thương mại hoặc công nghiệp có thể khai thác những hiểu biết sâu sắc được tạo ra bởi nền tảng IoT để tối ưu hóa hoạt động được điều khiển bằng cảm biến nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng. Các ứng dụng này yêu cầu một cách tiếp cận kết hợp của điều khiển ánh sáng thích ứng.

Các loại đèn thông minh

Cũng như các khái niệm về chiếu sáng thông minh, đèn thông minh có sự thay đổi lớn liên quan đến việc cân nhắc thiết kế và tính năng sản phẩm vì sở thích của người dùng cuối khác nhau rất nhiều trong thị trường chiếu sáng dân dụng, thương mại và ngoài trời. Dưới đây là một loạt các sản phẩm chiếu sáng thông minh nhắm đến các thị trường này.

Bóng đèn thông minh

Bóng đèn thông minh là một khoản đầu tư cấp thấp cho bất kỳ ai khao khát khám phá sự thú vị và kỳ diệu của ánh sáng thông minh. Thị trường người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến loại đèn thông minh này. Tiết kiệm năng lượng không phải là một tính năng hấp dẫn thu hút người tiêu dùng. Đó là những trải nghiệm ánh sáng đặc biệt khiến chúng trở thành những thiết bị nhà thông minh được ngưỡng mộ. Thay đổi nhiệt độ và cường độ màu để hỗ trợ nhịp sinh học tự nhiên của bạn với ánh sáng tập trung vào con người. Điều hướng bảng màu để tạo ra những cảnh rực rỡ, đầy màu sắc. Đồng bộ đèn với nhạc, TV và trò chơi yêu thích của bạn để có trải nghiệm đắm chìm.Thức dậy vào buổi sáng với bầu không khí nhẹ nhàng. Tích hợp với cảm biến chuyển động để thêm một lớp bảo mật và an toàn. 

Đèn đường thông minh

Đèn Led chiếu sáng đường phố là một trong những chi phí năng lượng lớn nhất cũng như là một trong những tài sản quý giá nhất của thành phố. Thêm khả năng giao tiếp và thông minh cho đèn đường cho phép điều khiển từ xa và quản lý các thiết bị chiếu sáng được phân phối rộng rãi từ hệ thống quản lý trung tâm và giúp kiểm soát hiệu quả độ rọi của đèn đường. Trong khi hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh mang lại khả năng tiết kiệm năng lượng và bảo trì rất lớn, thì hệ thống chiếu sáng đường phố hỗ trợ IoT sẽ thay đổi cách các thành phố tự quản quản lý các thành phố. Sự phân bổ phổ biến trên khắp các khu vực thành thị và nông thôn của đèn đường cho phép một mạng kết nối có thể là xương sống của IoT trong các thành phố thông minh. Thông tin chi tiết được cung cấp bởi phân tích dữ liệu IoT sẽ khai thác tất cả tiềm năng tiết kiệm năng lượng từ điều khiển chiếu sáng thông minh trong khi cho phép vô số dịch vụ của thành phố thông minh như giám sát thời tiết, kiểm soát giao thông, phát sóng khẩn cấp, cảm biến