Iluminação inteligente:lâmpadas com cérebro

Luzes de escritório que podem ser ajustadas de acordo com sua preferência de cor de luz.

Luzes domésticas que conhecem seus padrões e podem ser ligadas e desligadas com base nesse conhecimento.

Postes de luz que podem detectar o som de balas e alertar as autoridades.

Todos esses recursos fazem parte do futuro da iluminação inteligente - e a criação de novos recursos de iluminação como os listados acima está mais perto do que você pensa. À medida que diodos emissores de luz (LEDs) se tornam mais comuns, os recursos de iluminação em ambientes internos e externos estão se tornando mais facilmente conectados via Internet das Coisas (IoT), tornando-se assim “mais inteligentes”.

De acordo com uma avaliação de mercado da Strategies Unlimited, metade do mercado residencial substituirá suas lâmpadas atuais por LEDs até 2022. Esta é uma estimativa bastante significativa, considerando que os LEDs representaram apenas 5% do mercado de iluminação em 2014. À medida que os LEDs se tornam mais populares, mais oportunidades para iluminação inteligente se tornam disponíveis.

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Existem duas categorias amplas de iluminação - iluminação externa e iluminação interna - e, a seguir, cobriremos como essas categorizações estão se tornando interconectadas e inteligentes.

Iluminação Interior

O futuro da iluminação inteligente interior se concentrará no controle de iluminação sem fio - levando a quantidade correta de luz para os ocupantes na hora certa e na hora.

Ao criar um edifício inteligente, a iluminação natural é levada em consideração. Em qualquer edifício, eles vão querer usar luz natural tanto quanto possível para eficiência energética e economia de custos. Mas com um edifício inteligente, a iluminação superior e a luz natural funcionam em conjunto:por exemplo, se uma nuvem passar e os quartos ficarem escuros, as luzes acendem automaticamente.

LEDs e inteligência de iluminação

Como a iluminação externa, a iluminação interna está mudando para LED. As substituições de lâmpadas fluorescentes não são tão maduras para os LEDs - e são bastante caras - então ainda existem muitas lâmpadas fluorescentes por aí (e provavelmente haverá por algum tempo). Além disso, as lâmpadas fluorescentes são muito mais eficientes em termos de energia do que costumavam ser, e é por isso que os LEDs estão tendo muito mais dificuldade em penetrar no mercado de iluminação interna. Por exemplo, agora mesmo, se você for a um prédio e quiser substituir uma luz, retire o tubo antigo e coloque o tubo antigo no troffer. Mas se você quiser substituir um LED, você tem que remover todo o troffer e colocar um novo. Ou você tem que conseguir um LED bastante sofisticado com um guia de luz para substituir aquela lâmpada fluorescente que daria a mesma luz .

As lâmpadas fluorescentes são designadas pelo comprimento em milímetros de cada lâmpada. No passado, os T12s existiam - eram tubos grandes e grossos com cerca de 40 watts e eram extremamente ineficientes (como uma velha lâmpada incandescente). Eles foram substituídos por T8s mais eficientes, que ainda são usados ​​na maioria dos escritórios. Os T8s têm cerca de 35 watts, portanto, exigem cerca de metade do consumo de energia dos T12s e das lâmpadas incandescentes. Os novos T5s emitem quase a mesma quantidade de luz que os T8s e têm entre 25 e 30 watts, o que os torna ainda mais eficientes em termos de energia.

A moral aqui é que a iluminação inteligente para edifícios tem menos a ver com a mudança completa para LED e mais com o gerenciamento e equilíbrio da luz do dia e da luz artificial. É importante observar que a iluminação inteligente não precisa ser executado por LEDs; no que diz respeito à iluminação interna inteligente, ela pode ser categorizada como qualquer sistema de controle de iluminação sem fio que otimiza a quantidade de luz que você usa. A vantagem de usar LEDs é que eles são mais flexíveis, porque um LED é simplesmente um chip com um driver de luz. Já que você está colocando um microchip em um LED de qualquer maneira, você também pode dar à lâmpada a capacidade de ser endereçada. Coisas como lâmpadas IoT endereçadas individualmente nunca teriam existido antes dos LEDs, e elas trouxeram muitas mudanças para o mercado de iluminação.

O desafio da iluminação inteligente é que, como acontece com muitas coisas relacionadas à infraestrutura, nada é atualizado até que seja substituído. Portanto, na maioria dos edifícios comerciais, as lâmpadas permanecerão lá até que queimem e sejam substituídas por novas. Mas a substituição é o momento perfeito para atualizar quaisquer lâmpadas fluorescentes e incandescentes para LEDs e outros recursos inteligentes.

Casos de uso de iluminação interna

A iluminação interna tem tudo a ver com o conforto e o prazer do ocupante, então essas são as principais áreas onde você provavelmente começará a ver mais avanços tecnológicos:

• Ambiente :Philips Hue é uma lâmpada que muda para a intensidade e tom de branco certos para a tarefa em questão. Por exemplo, a lâmpada pode escurecer ou mudar para um tom específico para "combinar" com um determinado programa de TV que você está assistindo.
• Simplicidade :Estudos mostram (e sua rotina matinal provavelmente confirma) que as pessoas não gostam de se levantar e ter que mexer nos controles de iluminação. Acho que você verá cada vez mais aplicativos de iluminação que se enquadram na categoria de iluminação intuitiva. Assim, as luzes aprenderiam os padrões do escritório e acenderiam e desligariam em um determinado horário (semelhante a um termostato Nest aprendendo os padrões de temperatura da casa). Agora mesmo, em muitos edifícios “inteligentes”, as luzes estão programadas para desligar em um determinado horário. Se você ainda está trabalhando e não gosta de ficar sentado no escuro, deve ignorar os controles. Com sensores, agora você deve ser capaz de otimizar este sistema de iluminação para as pessoas que ainda estão trabalhando no prédio, em vez de acabar com a energia de todos. Isso também pode ser feito por andar ou por zona.
• Temperatura da luz :As pessoas preferem diferentes temperaturas de luz, que variam do azul ao amarelo. Poder ajustar a iluminação de acordo com sua diversão em seu espaço de trabalho é algo que também estará disponível no futuro.
• Economizando energia :Na Europa, as luzes geralmente ficam apagadas nas escadarias ou nos quartos até você entrar. Você pode apertar um botão ou o movimento ativa as luzes. Nos EUA, simplesmente mantemos todas as luzes acesas o tempo todo. Luzes inteligentes permitiriam acender e apagar com base na ocupação ou não da sala.

O futuro da iluminação interna é brilhante. Eventualmente, as lâmpadas saberão o que as pessoas estão fazendo e quais são suas preferências, e serão capazes de responder a essas coisas de maneira adequada.

Opções de rede de iluminação inteligente interna

• ZigBee tem opções de iluminação inteligentes para iluminação interior.
• Alguns dos primeiros 6LoWPAN opções eram lâmpadas conectadas, então eles são um jogador neste campo.
• WiFi quase sempre é uma opção, porque a maioria dos edifícios tem algum tipo de rede sem fio disponível.

Iluminação Externa

A iluminação externa inclui postes, holofotes, iluminação do campus e da escola, iluminação do estacionamento e muito mais.

Existem vários motivos pelos quais postes de luz podem se tornar “inteligentes” com bastante facilidade, porque eles estão em toda parte , eles são relativamente estável , e eles sempre têm poder .

O que torna a iluminação pública inteligente?

Aqui no Link Labs, acreditamos que os postes de luz são uma das aplicações mais maduras para redes de longa distância de baixa potência (LPWAN).

1. Um dos principais motivos pelos quais os LPWANs são adequados para postes de luz é a altura do ponto final afeta diretamente as capacidades de alcance . Digamos que você tenha um objeto com cerca de 1 metro (ou 3 pés) de altura no qual instalou um sensor. Com uma torre de estação base com cerca de 60 metros (200 pés) de altura, você pode obter 8 quilômetros de alcance. Se você aumentasse a altura do nó final de 1 metro para 5 metros (a altura de alguns postes de luz curtos), esse intervalo mais que dobraria, em quase 18 quilômetros. Assim, você pode ver como postes de luz mais altos - aqueles com cerca de 10 metros de altura - permitem que um sensor e uma estação base "falem" a uma distância muito maior.
2. Muitas cidades e empresas estão mudando de uma iluminação de rua tradicional (como halogenetos metálicos ou enxofre gasoso) para LED. Quando eles trocam as luminárias, muitas vezes estão adicionando controles mais inteligentes, porque o custo e a mão-de-obra de adicionar um sistema de controle são muito pequenos em comparação com o custo de adicionar a luz em geral .
3. Outra coisa boa sobre os postes de luz é que eles são constantemente alimentados . Portanto, você também pode usá-los para outros aplicativos. Você pode ter outro repetidor no poste de luz que pode alimentar sensores de estacionamento inteligentes, medidores de água inteligentes e outros elementos de construção inteligentes. Portanto, o próprio poste de luz pode atuar como um “cavalo de Tróia” para outras aplicações de cidades inteligentes. Acreditamos fortemente que postes de rua externos podem aumentar exponencialmente a potência de uma rede de longa distância de baixo consumo.

Casos de uso para iluminação externa inteligente

• Lanternas para auxiliar veículos de emergência .
• Luzes que acendem em um determinado padrão para guiar veículos de emergência para um local específico.
• Luzes que acendem e apagam quando não estão sendo usadas, para maior eficiência energética.
• Detecção de áudio em postes de luz para ajudar a identificar de onde vêm os tiros . O poste de luz seria capaz de ajudar a polícia a triangular um incidente e responder mais rápido.
• Integração da câmera Stoplight .
• Vídeos para detecção de crime e prevenção.
• roteadores Wi-Fi .

Com o tempo, essas lâmpadas inteligentes funcionarão como portas de entrada para uma cidade inteligente inteira, de modo que outros aplicativos inteligentes possam se associar a elas.

Opções de rede de iluminação inteligente para exteriores

• Celular é uma opção porque os terminais (normalmente postes de luz) são alimentados, então a vida da bateria não é um problema.
• Z Wave , ZigBee e outras 802.15.4 redes mesh também são possibilidades para iluminação externa, mas o aumento da latência - neste caso, esperar por um sinal para saltar em torno da formação da "teia" e voltar para um hub principal - pode ser um problema aqui.
• Redes de topologia em estrela como Symphony Link são ótimas opções, porque LPWAN é muito menos caro do que o celular e mais confiável do que a malha.

Iluminando o caminho para o futuro da IoT

Iluminação interna trata-se de identificar e atender às necessidades de seus ocupantes. Isso, é claro, continuará a crescer e evoluir. Iluminação externa está começando a parecer muito promissor como uma porta de entrada para cidades mais inteligentes e com melhores conexões. É uma excelente maneira de trazer um sinal sem fio de longo alcance para o nível do solo e ajudar na penetração mais profunda do edifício e maior capacidade e funcionalidade. Fique de olho nas luzes inteligentes - elas estão começando a agir como um centro discreto e despretensioso para cidades inteligentes em todos os lugares.