Датчик света для уличного освещения обеспечит удобство, экономичность

Грамотно оборудованная система уличного освещения на загородном участке создает максимальный комфорт, безопасность. Однако управление светильниками может создавать определенные сложности. Несвоевременно включенные фонари причиняют неудобства. Не отключенный уличный фонарь напрасно расходует энергию. Датчик света для уличного освещения исключает все проблемы. Его установка позволяет не заботиться о включении и выключении светильника, создать на участке комфорт, не расходуя электроэнергию напрасно.

Конструкция датчиков света, механизм их работы

Пользователи и даже специалисты по-разному называют эти приборы: фотодатчики, фотореле, фотоэлементы, светоконтролирующие выключатели. Но предназначение устройства от этого не меняется. Датчик обеспечивает автоматическое включение светильника при снижении интенсивности естественного света, его отключение при повышении показателя.

В основе принципа работы прибора положена способность некоторых материалов изменять свою структуру под воздействием солнечных фотонов. Реле день ночь оснащаются фототранзисторами, фотодиодами или фоторезисторами.

Попадание на прибор солнечных лучей вызывает изменение в параметрах элемента, прекращается подача тока к фонарю, свет отключается. Снижение интенсивности воздействия фотонов при наступлении сумерек приводит к обратным изменениям в фотоэлементе, контакты соединяются, обеспечивается электропитание светильника, включается свет.

Основные критерии выбора датчиков

Производители предлагают датчики света для уличного освещения в обширном ассортименте. Для того чтобы приборы безупречно справлялись со своим предназначением в течение нескольких лет, выбирать их нужно внимательно. Нужно учитывать следующие параметры:

• величина напряжения;
• выходная мощность;
• степень защиты;
• диапазон рабочего режима.

Уличные фонари могут работать с напряжением 12 или 220В. Датчик должен соответствовать источнику света по этому параметру.

Датчики могут обслуживать один или несколько светильников. Следует при выборе устройств ориентироваться на мощность источников света. Причем желательно приобретать модели, в которых выходной показатель выше требуемого. Это позволит избежать сбоев в работе датчиков.

Все электротехнические приборы имеют определенную степень защиты. Поскольку датчик будет работать на открытом воздухе, он будет испытывать на себе весь комплекс климатических воздействий. Показатель класса защиты IP в таких устройствах должен быть не ниже 44. У приборов с высокой степенью защиты имеется герметичный, прочный корпус, не позволяющий влаге проникать к рабочим элементам.

Уличный датчик рассчитан на определенный температурный режим функционирования. Этот показатель выбирается с учетом климатических условий региона. Как и в случае с выходной мощностью, следует выбирать устройства более широкого температурного диапазона, чтобы избежать проблем в случае непредвиденных сюрпризов погоды.

Дополнительные возможности приборов

Выбирая датчик освещения, стоит обратить внимание на дополнительные возможности этих приборов. В ассортименте некоторых производителей есть модели, оснащенные регулировкой чувствительности. Пользователь может по своему усмотрению изменять этот показатель. Диапазон пределов может быть различным от 10 до 100 Лк, от 2 до 100 Лк и др.

Наличие регулировки позволяет оптимально настроить работу прибора. К примеру, в зимнее время года снежный покров отражает естественный свет. При повышенной чувствительности этот эффект будет воспринят датчиком как наступление рассвета, освещение отключится ночью.

Есть в этих приборах еще один важный параметр. Датчики отличаются длительностью времени срабатывания. Устройство с коротким периодом может создать определенные неудобства. Например, светильник может отключиться в ночное время при случайном попадании на реле света от автомобильных фар. Этого не произойдет, если датчик света для уличного освещения оснащен опцией задержки срабатывания.

Правила грамотной установки прибора

Качественная работа устройства, безупречность выполнения функций во многом зависит от правильности его размещения. При этом учитываются условия, необходимые для функционирования датчика:

• прибор должен располагаться в зоне, открытой для солнечного света;
• свет от ламп, окон дома, фонарей не должен попадать на датчик;
• желательно устанавливать устройство в месте, на которое не попадает свет автомобильных фар;
• прибор должен находиться в доступном месте, что позволит удалять с него регулярно пыль, снег.

Грамотно выбрать место для монтажа устройства порой бывает непросто. Возможно, придется несколько раз менять его местоположение, прежде чем найдется оптимальный вариант.

Нередко пользователи фиксируют датчики на столбе фонаря. Если прибор располагается слишком высоко, это обязательно вызовет неудобства в регулярном уходе за устройством. Практика показывает, что оптимальным вариантом является монтаж реле в удобном месте, к примеру, на стене дома. Обеспечить автоматическую работу светильника поможет кабель питания.

Электрическая схема монтажа датчика света

К прибору подключается нулевой провод и фаза. Нулевой кабель проводится с шины, автомата, подключается к реле и источнику света. Фаза присоединяется к светильнику на выходе. Места соединений должны быть надежно защищены от климатических воздействий. Обеспечить такие условия поможет специальная распределительная коробка.

Источники света с высокой мощностью оборудуются дросселями. В таком случае желательно оснастить схему контактором. Особенность этого устройства заключается в способности положительно воспринимать пусковые токи, что позволяет сохранять работоспособность в условиях частых включений и выключений.

На загородном участке есть зоны, в которых постоянное освещение не требуется. В светильниках, расположенных в таких местах, целесообразно дополнительно устанавливать датчик движения. Он обеспечит включение света только при попадании в зону человека. Этот прибор монтируется после светочувствительного реле. Это обеспечивает срабатывание датчика движения только с наступлением сумерек.

В целях упрощения задачи для пользователей, решивших самостоятельно заняться подключением, производители оснащают датчики света для уличного освещения проводами разного цвета. Синий предназначен для «0», коричневый или черный для входа фазы, красный подсоединяется к источнику света. Пользователям, которые никогда не занимались электропроводкой, стоит обратиться к специалисту.

Настройка оптимальной работы устройства

После монтажа, подключения прибора следует заняться его настройкой. Регулятор предела срабатывания располагается на нижней плоскости кожуха. Он имеет вид диска из пластика. Настройка осуществляется вращением, стрелочки на корпусе показывают направление поворота диска для снижения и повышения чувствительности.

Установка нужного показателя выполняется при наступлении сумерек. Днем регулирующий диск устанавливается на точку минимальной чувствительности. Как только интенсивность солнечного света снизится до показателей, при которых требуется искусственное освещение, нужно медленно вращать диск до включения фонаря. Теперь датчик света для уличного освещения будет автоматически включать светильник при наступлении сумерек.

Астрономические таймеры

Обеспечивать удобное управление светильниками, экономичную работу систем могут и другие приборы. Автоматическим включением и выключением света управляет астрономический таймер. Но его устройство, принцип работы отличаются от конструкции, работы реле.

Датчик света для уличного освещения реагирует на интенсивность света. Астрономический таймер учитывает временные периоды.

В приборе заложены данные о наступлении сумерек, рассвета в различных поясах в определенные сезоны и даже дни. После монтажа, подключения астротаймера в нем устанавливаются координаты GPS местонахождения прибора, а также текущее время, дата. Устройство начинает работать по заложенной программе, автоматически включает, выключает уличный свет, согласно условиям данного климатического региона.

У этого прибора есть определенные достоинства:

• в отличие от датчиков света, таймер исключает ложное срабатывание, свет включается, выключается независимо от капризов погоды;
• место монтажа не ограничено, так как устройству не требуется воздействие естественного света;
• есть возможность отрегулировать часы включения выключения света, в разных моделях предусмотрено изменение показателей в диапазоне 2-4 часов.

Удобство астрономических таймеров неоспоримо. Но стоимость таких приборов высокая, что не способствует популярности. В ближайшие несколько лет, скорее всего, главным регулятором работы светильников будет датчик света для уличного освещения.

Каталог нашего интернет магазина в большом ассортименте предлагает фотореле для уличных фонарей. У вас есть возможность приобрести качественные, надежные приборы от ведущих мировых производителей с учетом специфики системы. Они обеспечат экономичное, комфортное освещение на участке, исключат любые неудобства в пользовании. Умеренная стоимость датчиков света обеспечивает доступность для каждого потребителя.

Датчик освещения для уличных фонарей

Наверное вы слышали, что были времена, когда уличный фонарь включался специальными службами. Да, было и такое. Но прогресс не стоит на месте. Сегодня это делает современное устройство — датчик уличного света, или же фотореле. Это небольшое устройство на микросхемах. Этот датчик способен контролировать и изменять мощность искусственного освещения в зависимости от уровня освещения на улице. Что интересно, его можно использовать в разных областях. К примеру, вместе с лампами для автоматического уличного освещения в темное время суток. А также с осветительными приборами на лестничных клетках. Таким образом, стало легче регулировать время ночного освещения. Пожалуй, вы согласитесь, что особенно это удобно на территории частных домов.

Что представляет собой датчик освещения

Возможно раньше вы не имели дела с данным прибором. И соответственно, возникает вопрос: что это такое? Расскажем вам подробнее. Датчик освещения представляет собой пластмассовую коробку небольших размеров. Она прикрепляется, как правило, на стене или прямо к корпусу осветительного прибора. Например, к уличному фонарю.

По сути, датчик имеет несложное строение. В частности, светочувствительный фотодиод либо фоторезистор. Они то и увеличивают или уменьшают сопротивление внутри датчика. Как это работает? Все проще, чем может казаться. Так, автоматическая регулировка происходит в зависимости от уровня естественной освещенности. И когда напряжение внутри фотореле меняется, осветительный прибор начинает светить, либо отключается. То есть происходит автоматическое включение света, либо его отключение. Все просто! Иными словами, основная функция датчика уличного света — работать как автоматический выключатель.

Объем же светового потока, обрабатываемого прибором, настраивается при этом вручную. Но и тут не стоит переживать. Такая настройка легко осуществляется даже простым обывателем. Так как не требует ни особых навыков, ни знаний. Все для вашего удобства!

Хотим заметить, что датчик освещенности лучше ставить на уличные фонари из поликарбонатных труб. Почему? Все потому, что поликарбонатные рассеиватели очень эффективно распространяют свет. Вы спросите, а что насчет экономии электроэнергии при использовании таких устройств? Она очевидна. Такой датчик окупает себя в минимальные сроки. Поэтому и не удивительно, что он пользуется огромной популярностью.

Схема подключения фотореле с выносным датчиком

Итак, как мы уже говорили, монтаж уличного фотореле не требует много времени. Есть несколько этапов работ. Давайте рассмотрим:

1. Фотореле закрепляют в подходящем месте для установки. О том, как правильно выбрать место, обычно, указывается в схеме, приложенной к устройству
2. Затем необходимо подключить провода к осветительному прибору. Они, как правило, расположены внизу корпуса
3. Далее, необходимо настроить датчик. А именно, переместить регулятор в нужное положение, чтобы установить оптимальный порог срабатывания
4. И, наконец, соединить выносные фотоэлементы между собой  с помощью кабеля.

Важно! При монтаже датчика освещения необходимо учитывать светочувствительность. Датчик не должен располагаться на стороне, где вечером много тени и нет доступа к солнцу. Если вы не учтете этот параметр, то датчик из-за тени будет думать, что уже темно. И тогда он даст команду на включение освещения. Хотя на улице будут ещё только сумерки. Получается, что свет будет гореть без необходимости. Что точно вам не на руку!

В принципе, при монтаже уличного фотореле нет особых трудностей. Но все же, схему подключения, которая прилагается производителем, следует изучить. При этом важно учитывать и нюансы. А это, в свою очередь, поможет значительно упростить работу по установке прибора.

Так что, обратите внимание на следующие особенности:

• если в систему нужно подключить сразу несколько ламп, то следует использовать специальный контроллер;
• прежде чем подключать устройство, проверьте – подходит ли оно по мощности;
• и ещё, если не изменить настройки датчика, автоматическое включение света будет происходить не во время ночного освещения, а раньше, чем требуется.

Кроме того, необходимо соблюдать и правильный порядок подключения проводов. Поэтому, желательно, чтобы схема монтажа у вас всегда была под рукой. В противном случае, не избежать негативных последствий. Вплоть до короткого замыкания или даже пожара. А то такого уж точно не стоит доводить!

Товары по теме

Как подключить фотореле для уличного освещения? Схемы подключения.

Что такое фотореле?

Фотореле — это устройство, снабженное с выносным или встроенным сумеречным датчиком, которое встроено в электрическую цепь для осветительых приборов. Датчик, реагирующий на освещение, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Как правильно выбрать фотореле?

Для правильного выбора фотореле, нужно знать какой вид датчика будет удобней использовать в конкретных условиях, выносной или встроенный и обязательно учесть токовые характеристики фотореле. Они, как и во всяком электрическом приборе, имеют ограничение по коммутации тока в амперах.

сумеречный выключатель 10Асумеречный выключатель (таблица)сумеречный выключатель 20Асумеречный выключатель (таблица)

Принцип работы фотореле

Светочувствительное устройство, постоянно подключенное к электрическому питанию, замеряет уровень естественной освещенности контролируемого пространства. Датчик, реагирующий на освещение, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

замер уровня освещенности контролируемого пространства

Структурная схема фотореле

устройство датчика фотореле

В состав сумеречного выключателя могут входить:

• светочувствительный элемент, реагирующий на колебания освещенности;
• датчик фотоэлемента, воспринимающий изменения тока;
• усилитель электрического тока;
• коммутирующий прибор в виде реле.

Схемы фотореле (сумеречный выключатель)

Сумеречный выключатель (фотореле)сумеречный выключатель (день-ночь)

Схема фотореле с выносным датчиком

Особенности конструкций сумеречных выключателей

Современные простые фотореле для небольших светильников выпускаются в едином пластмассовом корпусе с возможностью крепления на стену или непосредственно на фонарь тыльной стороны.

В случае превышаемой мощности подключаемых через фотореле осветительных приборов коммутировать его в цепь следует через магнитный пускатель или контактор соответствующей нагрузки.

 

Сложные приборы сумеречного освещения выпускаются двумя составляющими (внешнего датчика фотоэлемента и измерительно-коммутационного устройства), расположенных в щитовой и соединяемых проводами.

Монтаж фотодатчика,  реагирующего на движение, выполняется с учетом обеспечения обзора контролируемой территории.

Подключение нескольких осветительных приборов на одну выходную группу сумеречного выключателя проводится по параллельной схеме.

Большинство фотореле, защищены системой помехозащитой (выдержка времени) от ложных срабатываний. Но, все равно, датчики устройства нужно располагать в дали от возможных попаданий посторонних источников света, чтобы исключить эффект мигания ламп.

Фотодатчик замеряет естественную освещенность по одному из принципов

• фоторезистора;
• фотодиода;
• фототранзистора;
• фототиристора;
• фотосимистора.

Чувствительным элементом, воспринимающим световой поток во всех этих конструкциях работает p-n переход, созданный на стыке двух различных полупроводниковых металлов с р- и n- проводимостью, который .способен вырабатывать электрический заряд при облучении светом.

Электрическое сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности падающего светового потока.

Фотодиод формирует электрический заряд, соответствующий интенсивности света за счет фотовольтаического эффекта.

Фототранзистор устроен как оптоэлектронный полупроводник, является аналогом обычного биполярного транзистора, в котором область базы облучается светом для регулирования электрического сигнала.

Фототиристор предназначен для работы в цепях постоянного тока, сконструирован оптоэлектронным полупроводником со структурой обыкновенного тиристора, включаемого в работу током от потока света, направленного на светочувствительную матрицу,.

Фотосимистор сконструирован для работы с переменным током. Его можно представить упрощенной конструкцией из двух фототиристоров. Каждый из них реагирует на положительную или отрицательную составляющую полупериода гармоники. Синхронизацией тока для подачи на управляющий электрод занимается специальная схема.

Технические характеристики фотореле

К основным параметрам, влияющим на выбор сумеречного выключателя, относят:

• номинальное напряжение питания.

Внимание! Электронные приборы, выпускаемые за рубежом, предназначены для работы с напряжениями, стандартизированными в чужих странах. Они могут составлять величину 127 или 110 вольт, что не обеспечит их стабильную работу в электросети 220 вольт.

• мощность потребления электроэнергии и тепловую нагрузку светильников, которую должны надежно выдерживать выходные контакты сумеречного выключателя;
• условия эксплуатации прибора, влияющие на конструкцию и выбор степени защиты корпуса:
  • работа при атмосферных осадках;
  • возможность засорения пылью и посторонними предметами;
  • поддержание температурного режима;
  • светочувствительность датчика и настройки порога срабатывания по освещенности;
  • типы коммутируемых светильников. Простые сумеречные выключатели предназначены для работы с активными нагрузками, создаваемыми разогревом нити накаливания обычных ламп Ильича и галогенных конструкций. Все остальные виды, включая люминесцентные и энергосберегающие, создают реактивную составляющую нагрузки.

У метало-галогенных, натриевых и ртутных ламп при запуске создается бросок пускового тока, который может выжечь контакты.

Конструкция фотореле

Элементная база

Первые фотоэлементы создавались исключительно на аналоговых элементах с электромеханическими реле. Такие устройства успешно работают со 2-й половины 20-го века до настоящего времени.

По мере развития науки, послужившей бурному производству робототехники, стали массово выпускаться полупроводниковые устройства, на базе которых создавались конструкции статических фотореле.

Освоение микропроцессорной техники позволило управлять сложными осветительными установками посредством контроллеров, учитывающих специфические условия местности, включать датчики, реагирующие на движение или другие факторы.

 

Фотореле с выносным датчиком

Оцените качество статьи:

Фотореле — Электросистемы

Принцип работы фотореле

Для автоматического включения освещения при низком уровне света или включения с наступлением светлого времени суток используются именно фотореле. Светочувствительный элемент фотореле, который может быть встроенным или выносным, замыкает или размыкает электрические контакты в зависимости от направления изменения освещенности. Обычно для этого используются газоразрядные светочувствительные элементы, фотодиоды, фоторезисторы.

Свет попадает на светочувствительный элемент фотореле и вызывает в нем определенные физические процессы: изменение сопротивления в результате изменения его температуры или появление электрического заряда и электродвижущей силы. За изменением параметров этих процессов следит электронная схема, настроенная на определенный порог срабатывания.

При снижении уровня освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, а ЭДС на выводах фотодиода уменьшается. Когда эти параметры достигнут определенного порога, который может регулироваться, электронная схема приводит в действие электромагнитное реле, включающее уличный светильник.

Любое фотореле имеет определенные технические характеристики, в соответствии с которыми можно подобрать его для конкретных задач:

• Напряжение питания. В большинстве случаев фотореле предназначены для работы в сетях 220 В, частотой 50 Гц.
• Максимальный ток нагрузки. Это очень важный показатель, который говорит о том, какой мощности нагрузку может коммутировать фотореле. Чем мощнее нагрузка, тем больше должен быть ток. Обычно этот параметр находится в диапазоне от 5 до 16 А. Производитель может указывать различные токи нагрузки при разных показателях cosϕ, если подключается реактивная нагрузка. Люминесцентные лампы являются реактивной нагрузкой и это нужно учитывать при выборе фотореле.
• Порог срабатывания при определенном уровне освещенности. Большинство фотореле имеют регулируемый порог срабатывания в диапазоне от 5 до 50 лк (люкс). Регулировка производится специальным потенциометром.
• Собственная потребляемая мощность при срабатывании – какую мощность потребляет фотореле во время срабатывания реле. Обычно она составляет от 5 до 10 Вт.
• Собственная потребляемая мощность в дежурном режиме.В современных фотореле она чрезвычайно мала – 0,1—1 Вт.
• Внешний вид фотореле
• Задержка от кратковременного затемнения.Большинство фотореле снабжены специальной схемой задержки, которая позволяет избежать ложных срабатываний. Интервал времени составляет обычно от 15 до 30 секунд.
• Степень защиты оболочки.Существует международная система классификация степеней защиты оболочки от проникновения твердых предметов и воды — Ingress Protection Rating. Учитывая, что большинство фотореле устанавливаются на улице, лучше приобретать его со степенью защиты не менее IP44. Диапазон рабочих температур.Чем он больше, тем лучше. Хорошее фотореле должно работать в диапазоне от -20 до +50°C.

По расположению датчика освещенности фотореле могут быть:

• Со встроенным датчиком освещенности, смонтированным в корпусе прибора.
• С выносным датчиком освещенности. Такие фотореле обычно устанавливаются в электрощиты на DIN-рейку, а датчик располагается снаружи и подключается при помощи кабеля.

Фотореле может совмещаться в одном корпусе с датчиком движения. Тогда только в темное время суток при наличии движущегося объекта в поле зрения прибора будет срабатывать датчик и включать освещение.

Фотореле может иметь регулятор порога срабатывания и большинство этих умных приборов имеет его. Очень редко, но встречаются модели, не имеющие регулировки. Естественно, при выборе наиболее предпочтительными должны быть фотореле с возможностью регулировки.

Некоторые фотореле могут иметь встроенный таймер, позволяющий задавать интервал времени, в течение которого разрешена работа фотореле. За пределами этого периода освещение включаться не будет.

Некоторые модели имеют на корпусе выключатель, который позволяет принудительно включать или отключать освещение независимо от времени суток, что может быть полезно в некоторых случаях. Например, если нужно вообще отключить освещение на какой-то период, при этом не надо отключать провода от клемм прибора.

Существуют также и более сложные фотореле, совмещенные с цифровыми контроллерами, работающие по определенной программе. В таких устройствах можно задавать программу включения и отключения освещения на каждый день, на неделю, на сезон и т. д. Эти фотореле могут задавать определенные световые сценарии, которые можно запрограммировать собственным интерфейсом с дисплеем либо подключив к компьютеру. Другими словами обеспечивается дистанционное управление, какое оно может быть и как настроить, рассказывается здесь. Возможности таких устройств практически безграничны, но цена тоже может заставить задуматься о целесообразности их применения.

Плюсы и минусы фотореле

Применение фотореле для уличного освещения имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• Автоматически включаемое с наступлением темноты уличное освещение повышает уровень безопасности.
• Правильно настроенное фотореле позволяет существенно экономить электроэнергию.
• Отсутствует необходимость самостоятельного включения, о котором можно попросту забыть.
• Уличное освещение создает эффект присутствия человека, что отпугивает от несанкционированного проникновения воров на территорию.

Единственным минусом фотореле является то, что это устройство требует дополнительных расходов. Но, учитывая невысокую цену на эти устройства, этим недостатком можно пренебречь.

Как выбрать датчик освещенности? — официальный дистрибьютор Steinel GmbH на территории России и Республике Беларусь

Что такое «датчик освещенности»?

Существует несколько названий этого устройства:

• Датчик освещенности
• Датчик освещения
• Фотореле
• Сумеречный выключатель
• Светоконтролирующий выключатель
• Датчик «день/ночь»

Пусть каждый выберет для себя свой вариант, но, как говорится, «от перестановки слагаемых сумма не меняется».

Основное назначение датчика — включение и выключение электропитания при установленной освещенности. Чаще всего его используют для включения и выключения уличного освещения. Это удобно: вам не нужно думать о том, что на улице день, а вы забыли выключить свет.

Как любой продукт компании Steinel, серия датчиков освещенности NightMatic направлена в первую очередь на экономию электроэнергии, а значит экономии ваших затрат.

Принцип работы устройства намного проще чем у датчиков движения. В датчике освещенности установлено фотореле (фоторезистор или фотодиод). Благодаря его чувствительности происходит определение уровня освещенности.

Линейка NightMatic от Steinel состоит из трех моделей: NM2000, NM3000 и NM5000-2. Чтобы определить какой из датчиков подходит именно вам, необходимо ответить на три вопроса:

Нагрузка

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
до 1 000 Вт	до 1 000 Вт	до 2 000 Вт

Установка сумеречного порога

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
2 -10 лк	0,5 — 10 лк	0,5 — 100 лк

Важно отметить, что модель NM 2000 не имеет возможности регулировки, а в NM 3000 и 5000-2 при установке датчика вы можете сдвинуть порог включения/выключения простым нажатием на кнопку.

Регулировки

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
отсутствует возможность каких либо регулировок	Механическая регулировка ночного отключения с помощью поворотного фазового регулятора с 24 до 5 часов	Ночная установка: механическая регулировка ночного отключения с помощью поворотного фазового регулятора / с 22 до 5 часов; Утренняя установка: свет включить или выключить / с 5 часов до рассвета

Обратите внимание на функцию VARIO. Оснащенные микропроцессором сумеречные выключатели NM3000 и NM5000-2 имеют режим ночного отключения. Эта функция обеспечивает экономию электроэнергии.

 

Остальные параметры, комплектация и диапазон рабочих температур и цветовое исполнение датчиков — одинаковы.

Фотореле, реле освещения, сумеречное реле, как установить датчик фотореле, настройка и регулировка.

На что обратить внимание при настройке реле.

Фотореле, реле освещения, фотоблоки, сумеречное реле, сумеречные контакторы — все эти названия определяют один прибор, который стал давно в жизни человека необходимым и действия которых мы уже и не замечаем, когда он работает в повседневной жизни. Потребление электричества стало уже давно большой проблемой и для ее решения проводятся научные исследования, этот вопрос поднимается симпозиумах и т.д.
Как решить этот сложный вопрос: возросла техническая оснащенность человека в бытовой повседневной жизни, а следовательно нужно больше вырабатывать электроэнергии. Где ее взять?
Один из ответом — это разумное, экономное использование электроэнергии. Мы работаем в помещении, часто там горит свет и никого нет, вопрос возникает: а для кого он горит если там нет человека? Значит надо выключать и для этого существую специальные датчики движения. С наступлением рассвета на улице стало светло — значит надо выключить свет, а для этого человеком придумано фотореле. В каждом доме, в каждом подъезде имеется лестничное освещение и оно «горит» всю ночь, а зачем, если все спят и никто не ходит в подъезде? Ведь в квартире мы выключаем свет когда ложимся спать, а значит и в подъезде можно выключить свет. оставив только дежурное освещение, а при выходе человека из квартиры свет должен автоматически включиться и когда он вышел на улицу из подъезда выключить снова его — для этого существую специальные приборы совмещающие в себе функцию датчика движения и фотореле.

Состав фотореле

В состав обычно входят элементы:

• Электронный блок;
• Датчик с кабелем для подключения;
• Коммутационное устройство:
  -выходное электромагнитное реле или тиристорный ключ, входящее в состав электронного блока;
  -контактор
• Дополнительное оборудование — кронштейн для крепления датчика, защитный корпус (кожух) для установки на улице, дистанционный пульт, модуль передачи данных.
• Имеются модели, где сумеречное реле совмещено с таймером, сочетание с функцией планирования времени.

Правила установки

Уличное реле освещения, фотореле требования к ним различаются только в отдельных деталях.
1. Не рекомендуется установка датчика в сторону солнца, яркого источника света т.к. это выведет датчик из строя.
2. Установить необходимое время задержки срабатывания, при освещении датчика в ночное время фарами машин и т.д.
3. Не устанавливать датчик в направлении ламп,прожекторов и пр., так при неправильной установке сумеречное реле войдет в циклический режим: при наступлении темного времени суток, датчик сработает включит фонарь, а от фонаря снова сработает на отключение и процесс будет повторятся пока не наступит утро.
4. При размещении датчик на улице, его необходимо поместить под навес для защиты от дождя, снега, необязательно помещать датчик в трубу, т.к. из-за этого может в дальнейшем труба забиться снегом, потом оттаивание, лед, мороз и до наступления потепления датчик будет «замурован» льдом, свет на сенсор будет попадать ослабленным, а отсюда его следует нечеткая работа.
5. Для правильной регулировки чувствительности рекомендуется задержку установить на «0», отрегулировать регулятором чувствительности освещенности устойчивое срабатывание реле, ну и конечно, это надо проводить во время когда наступила темнота, т.е. в это время необходимо включать уличные фонари.
6. Для использования реле в диапазоне низких температур (особенно касается выносного датчика), к его выбору относитесь очень тщательно, т.к. минусовая температура и резкая смена температур (холод и оттепель, а потом ночные заморозки) приводит к отслоению чувствительного слоя, а соответственно фотореле будет работать неустойчиво или выйдет из строя, а следовательно прибор станет неработоспособным.
7. При размещении внешнего сенсора на улице, выбирайте не только с защитой IP56, IP65, но и соответствующее климатическое исполнение УХЛ.
  

Фотореле разных производителей применяются для включения и выключения света в подъезде, на улице, в помещении. Фотореле ФР, и её различные модификации ФР-7Е, оно включает и выключает свет при установленном значении освещенности, с такими же функциями фирмы Орбис и и производителя Elko. Распространенные марки известных производителей ФР 601, ФР 7, фр 7е, фр 602, ФР2, ФР6, фр 94, выключатель светоконтролирующий LXP03, фрл 02, со встроенным фотодатчиком AZH 112, фр 75, ФР — М01 — 1 — 15, ABB TW1, фотоблоки ФБ-2М, светочувствительное реле ФБ-9.

Основные технические параметры

Технические характеристики реле освещения в основном имеют примерно схожие параметры и отличаются уровнем работы реле в диапазоне освещенности, характеристиками мощности коммутируемой нагрузки и дополнительными параметрами: наличием управляющего входа для блокирования выхода, к примеру коммутирующим таймером.

Параметры	SOU-1	ФР-9М	VEGA
Напряжение питания	AC/DC 12 — 240 V (AC 50 — 60 Гц) AC 230 V / 50 — 60 Гц	24 50Гц / 24 пост 220 50Гц	230 V AC
Настраиваемое время задержки	0 — 2 мин	0, 30c, 1мин, 3мин, 10мин	60 с
Уровень освещенности (диапазоны), Лк	1 — 100 Lx 100 — 50000 Lx	0. 5…30, 3…300	5-300 Люкс (лог. шкала)
Количество контактов	1x переключ 16 A / AC1	1 переключ 16 A	10 A 250 Vас
Индикация выхода	зеленый, красный LED	зеленый, желтый LED
Длина провода сенсора (датчика)	макс. 50 м (обычный провод)	до 50 м	встроенный
Температурный диапазон	-20 .. +55 °C	-10 .. +55 °C -40 .. +60 °C датч.	-30 º.. +50 ºC
Дополнительные	Блокировка входа
Корпус	1-МОДУЛЬ	1-МОДУЛЬ	Настенный монтаж или на опоре

Особенности применения

Основное предназначение сумеречного выключателя в автоматическом включения света при наступлении темноты и отключения света с приходом рассвета. Функция случайного включения освещения позволяет симулировать присутствие (к примеру хозяина дома) коммутация: по программе (AUTO) /постоянно вручную/случайная (КУБИК)

Варианты схем подключения и диаграммы работы

Варианты схемы подключения фотореле могут быть разные, трех проводные, четырех проводные, диаграммы работы примерно одинаковы.

Схема подключения сумеречного реле TW в модульном исполнении фирмы АВВ, диаграмма работы.

Сумеречный-световой включатель SOU-3, наружное покрытие IP65, корпус для монтажа на стену, снимающаяся крышка без болтов, встроенный датчик освещения, выбор из трех диапазонов уровня освещенности и раздельно выбор из трех уровней задержки времени (для иллюминации коротких колебаний уровня освещенности — например фары автомобилей). Для правильной функции устройства необходима установка сенсором вниз или в сторону.

Включение уличного освещения на даче

В дачный сезон остро возникают вопросы эффективного уличного освещения дорог вокруг дома. Чтобы не закончить выходные в медучреждении с переломом, проблему нужно решать

Автоматическое освещение в доме

Дачники, приобретающие охранные сигнализации в нашем интернет магазине, просят подсказать, как правильно организовать автоматическое и энергосберегающие освещение на своём участке и в городской квартире. Т.к. специализация ООО «ГРИОН» в сфере систем управляемого освещения позволяет нашим специалистам работать, как с крупными производственными и административными объектами, так и с бытовыми помещениями (в квартирах, на дачах, в коттеджах), мы подготовили небольшой обзор по использованию охранного оборудования для включения света в домах.

Фото: «Умное» уличное освещение в частном доме

Существуют типовые решения на базе автоматов (временных реле) и фото/светодатчиков включения наружного освещения. При приближении темного времени суток датчики света «закорачивают» контакты сухих реле электропроводки, что приводит к автоматическому включению света. Аналогично работают временные автоматы. Владелец дачи устанавливает заданное время на таймере такого устройства. При наступлении заданного значения временной контактор замыкает цепь, что приводит к зажиганию световых устройств (фонари, прожекторы, светильники и т.п.). Данные методы наиболее удобны и просты (по сравнению с ручным нажатием кнопки выключателя), но не экономны. Отключение светильников происходит с наступлением светлого времени суток.

Датчики движения для включения света

Мы предлагаем нашим покупателям энергосберегающие решения, на базе инфракрасных ИК-датчиков уличного движения. Важно, что данные детекторы присутствия также используются в целях охраны периметра в шлейфе тревожных сигнализаций. Применение комбинированных решений с фотореле позволяет полностью автоматизировать систему освещения загородного дома и максимально сократить расходы на электроэнергию. Связка ДД (датчик движения) + светореле гарантирует включение света в темное время суток и его отключение при отсутствии движения по периметру дачи/коттеджа. Благодаря системам защитного экранирования, применяемым в микропроцессорах оптико-электронных извещателей охраны, не возникает помех в работе уличных светильников, часто происходящих от источников искусственного света (фары автомобилей, соседские огни и пр.).

Ещё одно удобное и эффективное решение по автоматизации и сокращению затрат на освещение – это установка радиопультов (брелков, кнопок и т.п.), дистанционно управляющих включением света через РПУ (радиопередающие устройства). Размещение радиоуправляемых выключателей в разных местах Вашего дома позволяет нажатием кнопки пульта ДУ контролировать работу прожектора, уличного светильника, подсветки бассейна и др. осветительного оборудования.
Учтите, что все необходимые приборы есть в наличии, в нашем интернет-магазине. Всё что понадобиться смекалистому дачнику – это заказать необходимое и наслаждаться загородным комфортом! Владельцам квартир дополнительно понадобиться — позаботиться о своём уюте и создании современного интерьера.

Да будет свет

Современное жилье – это не просто четыре стены и потолок, под которым можно иногда заночевать, переждать дождь или укрыться от ветра. Это еще и уютная, приятная атмосфера, дарующая покой и временное сладкое забвение. Это место, где можно отдохнуть с семьей или друзьями, спокойно поработать или поиграть с детьми, обустроить свой быт и воплотить заветные желания. При оформлении интерьера своего дома мы учитываем много всего: отделку и мебель, текстиль и люстры, предметы первой необходимости и декоративные элементы. Но далеко не всегда еще вспоминаем про освещение, точнее, недооцениваем этот поистине важный пункт. Почему нужно достаточно взвешенно подходить к количеству и виду осветительных приборов – поговорим ниже.

Для разных комнат – разные светила

В зависимости от функционального предназначения того или иного помещения необходимо выбирать подходящий вариант освещения. Фоновый рассеянный свет, направленный пучок или отражение – каждый из них имеет свои предпочтения, допустимые сочетания, свои возможности и ограничения.

Например, на кухне обязательно нужно хорошо осветить рабочую зону – место, где находятся плита и мойка, а также разделочный стол. В гостиной оптимальным решением будет направленное точечное освещение (хотя тут каждый для себя решает, что лучше – большие и богатые дизайнерские люстры или многоуровневые потолки с множеством вмонтированных светильников). Для ванной освещение играет не столь важную роль. Разве что наносить макияж лучше при достаточно яркой лампе накалывания.

Игры со светодиодами

Новые технологии позволяют неплохо обыграть свет в каждой комнате, создать классный стиль, подчеркивающий высокое качество жизни современного человека. Led лампы прочно заняли свою нишу в этом плане и в ближайшее время сдавать позиции не собираются. Потому что они не только экономные, но и долговечные, а ещё издают приятный для глаза мягкий свет. Кроме того, подобные приборы устойчивы к перепадам напряжения и не так сильно нагреваются.

Полезные советы:

• При освещении комнаты избегайте совмещения холодных тонов интерьера и «теплого» желтоватого света.
• Если в интерьере много темных красок, которые не отражают свет, то его лучше усилить. Используйте дополнительное освещение там, где оно необходимо (в местах для чтения, работы, учебы и т.д.).
• Осветительные приборы в ванной должны быть герметичными, защищенными от брызг. Согласно стандарту хорошего освещения на 1 кв.м. площади должно приходиться приблизительно 15-20 ватт мощности (для ламп накалывания) и вполовину меньше для приборов дневного света.

Экономим на свете через «умные» датчики

Фирменный магазин компании ООО «Грион» предлагает уличные и внутренние датчики движения для автоматизированного управления и экономии света на дачных участках. Квалифицированные специалисты нашего интернет магазина предлагают автоматическое включение уличного освещения на базе оптико-электронных извещателей охранной сигнализации.

Наш магазин реализует широкий ассортимент сигнального оборудования, контроллеров управления инженерными системами и приборов для экономного включения уличного освещения по весьма разумным ценам!

Простейшая схема – GSM сигнализация + ИК-датчик + автомат времени/фотореле, гарантирует включение и выключение Вашей загородной системы освещения только при заданных настройках. Сотрудники ГРИОН помогут в подборе и установке охранно-пожарного оборудования и энергосберегающего освещения не только в жилых зданиях (квартиры, дачи, коттеджи), но и в офисных зданиях (лестничные пролёты, коридоры админ. учреждений и т.д.).

---

{module OHRANA_ALL}

Преобразование уличных фонарей в интеллектуальные датчики: зачем и как это делать

Авторы: Дэвид Шушан, инженер по полевым приложениям, Future Electronics, и Франсуа Миран, Future Lighting Solutions

Элементы управления, встроенные даже в более сложные уличные фонари, используемые сегодня, имеют довольно ограниченную область применения: они могут использоваться для затемнения, по расписанию или в ответ на измерения окружающего освещения; включать и выключать свет; и для поддержки операций по техническому обслуживанию и ремонту, предоставляя отчеты о состоянии и отмечая неисправности.

Сами по себе эти функции полезны, но есть потенциал, чтобы сделать гораздо больше и принести гораздо большую ценность владельцам и операторам уличных фонарей, пешеходам и участникам дорожного движения, а также организациям, имеющим коммерческие или иные интересы в городах. . Это связано с тем, что в последние месяцы технологические звезды сошлись во мнении, чтобы уличные фонари можно было легко и дешево подключать к интернет-шлюзу.

В этой статье исследуется потенциальная ценность, которую можно получить, когда город преобразует каждый уличный фонарь в Интернет-узел, а также подходы, которые производители уличных фонарей могут использовать для реализации дизайна новых подключенных уличных фонарей.

Самая ценная недвижимость

Ценности собственности являются постоянным источником восхищения для многих людей в процветающих обществах. В некоторых странах целые телевизионные программы посвящены тому, где, почему и как купить «дом мечты». Когда широкая публика думает о ценах на недвижимость, она обычно имеет в виду стоимость покупки дома или другого здания. И чем желательнее расположение, тем дороже будет недвижимость.

Но, возможно, самые ценные объекты недвижимости в любом городе, квадратный сантиметр на квадратный сантиметр, — это крошечные участки, в которые встроены его столбы уличных фонарей.Это интересный мысленный эксперимент — представить, как коммерческое предприятие может получить право устанавливать столбы высотой 8 м, расположенные на расстоянии 25 м друг от друга вдоль каждой улицы и тротуара во всем городе, и сколько ему, возможно, придется заплатить, чтобы купить земельные участки. Можно с уверенностью сказать, что стоимость будет астрономической. Сегодня эти столбы в этих фантастически ценных местах уже существуют, но их потенциал используется крайне недостаточно.

Городские столбы уличных фонарей занимают выгодное положение на оживленных улицах, заполненных пешеходами и транспортными средствами (см. Рис. 1).

Рисунок. 1. Линия уличных фонарей над движением в час пик в Атланте, США. (Изображение предоставлено Atlantacitizen по лицензии Creative Commons.)

Приподнятые, они обеспечивают обзор всей сети дорог и тротуаров города. И они подвергаются воздействию различных условий воздуха, погоды, света и окружающей среды в тысячах известных мест.

У этой недвижимости есть тысячи потенциальных применений, если она будет открыта для коммерческих и исследовательских организаций.Используя компоненты электроники, которые доступны сегодня и которые могут быть интегрированы в схему светильника, уличный фонарь может определять, например:

• Экологические явления, такие как качество воздуха и концентрация загрязняющих веществ, концентрация пыльцы, уровни окружающего освещения. , температура, влажность, давление воздуха, шум и др.
• Плотность и поток движения
• Плотность и скорость движения пешеходов

Эти измерения могут быть исчерпывающими и детализированными, выявляя различия даже между одним концом улицы и другой.Датчики каждого уличного фонаря имеют обзор воздуха и земли в зоне с радиусом обычно от 10 до 15 метров. Поле зрения каждого полюса прилегает к следующему, и вместе все поля зрения могут охватывать почти всю площадь города или города.

Это означает, например, что местные медицинские службы могут искать корреляции между измерениями качества воздуха и госпитализацией в результате тяжелого респираторного заболевания. Он сможет подробно проанализировать, связаны ли определенный уровень качества воздуха или конкретная концентрация переносимого по воздуху загрязнителя со значительным увеличением количества госпитализаций.

Еще одно возможное применение — измерение объема и скорости движения пешеходов. Например, розничные торговцы представляют собой очень ценные места, где много пешеходов сосредоточено в плотной и медленно движущейся массе. Информация от пассивных инфракрасных (PIR) датчиков или гиперчастотных радаров, которые могут обнаруживать присутствие и движение тел, может быть проанализирована, чтобы предоставить данные о пешеходном движении по всем улицам города и произвести рейтинг или оценку относительной привлекательности каждого из них. Полюсное расположение для операторов торговых точек.

Эти два варианта использования представлены только для того, чтобы показать примеры ценности, которая может быть получена от интеграции компонентов датчиков в уличные фонари, подключенные к Интернету. Фактический диапазон типов данных, которые могут быть захвачены, и возможности их использования ограничены только воображением их потенциальных пользователей.

Беспроводная сетевая технология для подключения уличных фонарей

Представленное выше видение роли уличного освещения амбициозно.Итак, какие изменения сделали эту новую амбицию реалистичной?

Ключевым требованием нового уличного фонаря является подключение к Интернету: Интернет — это открытая универсальная сеть в мире, обеспечивающая стандартный протокол, по которому любой компьютер в любом месте может взаимодействовать с любым адресуемым Интернет-узлом. В случае уличных фонарей это означает, что любой разрешенный системный оператор во всем мире сможет извлекать данные из любого подключенного к Интернету уличного фонаря, к которому владелец предоставил ему доступ.

Большое изменение, которое позволяет сегодня рассмотреть вопрос о подключении всех тысяч уличных фонарей города к Интернету, — это расширение доступности новой технологии Low-Power Wide-Area Networking (LPWAN). Две такие технологии конкурируют за доминирование:

• Semtech LoRa ™ технология состоит из радиочастотных приемопередатчиков, встроенных в датчики и шлюзы, обеспечивающих возможность захвата и передачи данных на большие расстояния при небольшом потреблении энергии. Кроме того, LoRa Alliance ™ разработал открытый протокол, основанный на технологии LoRa, под названием LoRaWAN ™, чтобы гарантировать совместимость всех устройств и программных компонентов как в общедоступных, так и в частных сетях (см. Рисунок 2).
• SIGFOX, сетевой протокол, реализованный в инфраструктуре общедоступной сети.

Рисунок 2. Архитектура сети LoRaWAN ™, обеспечивающая подключение к Интернету для нескольких конечных узлов. (Изображение предоставлено: официальный документ LoRa Alliance)

Новым является способность LoRa и SIGFOX обеспечивать покрытие беспроводной сети с низким объемом данных, низким энергопотреблением и очень низкой стоимостью на больших территориях. Например, дальность действия одного канала LoRa от передатчика до приемника в открытом пространстве может достигать 15 км при низкой, но полезной скорости передачи данных.Один шлюз также может предоставить интерфейс до 10 000 узлов. Это означает, что все уличные фонари среднего размера могут быть подключены к Интернету через один центральный шлюз LoRa.

Технология LoRa может быть реализована в частной сети на основе LoRaWAN, предназначенной только для уличного освещения; это означает, что оператор уличного освещения оплатит стоимость установки датчиков и шлюзов на основе LoRa, а также настройку и обслуживание сети. Но благодаря усилиям LoRa Alliance общедоступные сети LoRaWAN возникают во многих городах, и некоторые операторы уличного освещения смогут использовать существующую инфраструктуру, что еще больше снизит свои затраты на подключение.

SIGFOX доступен пользователям только как общедоступная сеть с использованием инфраструктуры, установленной компанией SIGFOX в некоторых странах, а также ее партнерами-операторами сети в других.

И для LoRa, и для SIGFOX стоимость подключения узла, а также отправки и получения сигналов по сети значительно ниже. На фоне уже значительных затрат на материалы и сборку печатной платы, а также на установку и ввод в эксплуатацию нового светодиодного уличного фонаря дополнительные затраты на обеспечение подключения к Интернету через сеть LoRa или SIGFOX практически незначительны.Соотношение затрат и выгод исключительно благоприятное.

Это не только из-за случаев использования сбора данных, примеры которых были описаны выше. Подключение к Интернету также обеспечивает эксплуатационные преимущества для владельцев уличных фонарей:

• Подключение к Интернету позволяет уличному фонарю загружать более подробную, своевременную и действенную информацию о состоянии, чем закрытые сети управления освещением. Это обеспечивает более эффективное профилактическое обслуживание и снижает потребность в дорогостоящем обслуживании в полевых условиях.
• Связь через Интернет поддерживает более сложные методы управления, такие как освещение, активируемое движением, или освещение по запросу. Такие схемы управления освещением, запускаемые датчиками движения на нескольких соседних полюсах, требуют сложных взаимодействий между уличными фонарями и системой управления, взаимодействия, которые обычно не поддерживаются устаревшими сетями управления освещением, но легко допускаются через Интернет-соединение.

Требования к новым компонентам

Таким образом, муниципальные власти и коммерческие организации могут потребовать новое поколение интеллектуальных светодиодных уличных фонарей с подключением к Интернету.Какое влияние это окажет на архитектуру продукции производителей уличных фонарей?

Наиболее очевидный эффект — увеличение количества и типа компонентов на плате. Современные светодиодные уличные фонари обычно состоят из светового двигателя, оптики и водителя. Новые интеллектуальные уличные фонари потребуют дополнительных типов устройств:

• Датчики для сбора данных о таких параметрах, как температура, газы, влажность, окружающее освещение и т. Д.
• Мощный микроконтроллер, способный обрабатывать входные сигналы нескольких датчиков и обрабатывать интернет-протокол. транзакции
• Система РФ.Модули конечных узлов для сетей LoRa или SIGFOX доступны от таких поставщиков, как Microchip и MultiTech, что обеспечивает полное сертифицированное решение для беспроводной связи (см. Рисунок 3).

Рис. 3. Комплект разработчика USB-ключа MultiConnect® xDot ™ для модуля xDot LoRa от MultiTech. (Изображение предоставлено MultiTech)

Спецификация этих компонентов и их интеграция в конструкцию конечного продукта выведут многих производителей осветительного оборудования на неизведанную техническую территорию.Это, однако, не означает, что им не хватит поддержки или дорожных карт, которыми они могли бы руководствоваться. Фактически, растущая сила Интернета вещей побуждает производителей многих типов промышленных, жилых и коммерческих устройств добавлять беспроводные сети и возможности обнаружения к «тупым» продуктам, которые ранее не были подключены к какой-либо сети.

Такие производители и их отраслевые партнеры смогли извлечь уроки из своего опыта, и эти знания доступны через сторонних экспертов, таких как Future Electronics, дистрибьютора компонентов электроники и осветительной техники.Фактически, структура подразделений Future Electronics, включающая ее операционные подразделения Future Connectivity Solutions, Future Lighting Solutions и Future Sensor Solutions, разработана специально для удовлетворения потребностей нового поколения производителей оборудования, поддерживающего IoT.

Таким образом, ценность добавления подключения к Интернету для уличных фонарей очевидна, и недавно появилась технология компонентов, обеспечивающая их поддержку по невысокой цене. При экспертной поддержке производители уличных фонарей могут получить вознаграждение, превратив свое простое осветительное оборудование в интеллектуальный, подключенный к Интернету мультисенсорный узел, который также освещает городские дороги и тротуары.

Умные уличные фонари: 7 шагов

Обзор:

Интеллектуальные фонари призваны минимизировать потери энергии / электроэнергии, вызванные непрактичным использованием уличных фонарей (уличные фонари), а также автоматизированную отказоустойчивость и мобильное управление. В продукте используется технология обнаружения присутствия для определения состояния включения / выключения света или для управления уровнями яркости этих источников света (светодиодов).

Справочная информация:

В наши дни обычным явлением является то, что огни в коридорах зданий или на улицах продолжают светиться, даже если в округе нет никого, кто бы ими воспользовался.На резком контрасте с вышеупомянутым условием мы также видим случаи, когда нет достаточного освещения в тех местах, где это требуется больше всего. Правильное выполнение двух вышеуказанных условий может привести к эффективному использованию энергии и эффективному распределению светового ресурса. Разработанный нами продукт направлен на достижение именно этого процесса объединения путем внедрения систем освещения на основе датчиков.

Уникальность и инновационные атрибуты

· Оптимальное размещение датчика для разумного использования ресурсов.

· Использование равномерно распределенного и высокодоступного ресурса (уличные фонари) для недорогой настройки системы

· Сбор данных о местной погоде и других важных датчиках в реальном времени.

· Автоматическое обнаружение неисправностей для удобного централизованного управления через мобильное приложение.

· Сбор данных о движении транспортных средств по кварталам, которые могут быть эффективно использованы рекламными агентствами.

Технология:

Arduino, C ++, Python, Intel Edison Board

Использование подключения к облаку

Подключение к облаку было смоделировано с использованием локального сервера, который получает данные датчиков от различных плат Edison в реальном время.Данные, собираемые на сервере, можно легко использовать для анализа и визуализации различных выходных сигналов датчиков, присутствующих в системе. Облачную систему Intel IoT нельзя было использовать, поскольку это всего лишь аналитическая платформа, и мы требуем, чтобы вычисления выполнялись в облаке, а также отправляли определенные необходимые управляющие сигналы в систему Smart Lights.

Использование датчика (из комплекта разработчика)

· Датчик освещения Grove-Light: для определения интенсивности дневного света в окружающей среде и, следовательно, включения / выключения света.

· Датчик температуры Grove_V1.1: для определения эффективного уровня температуры в городе

· Wi-Fi + Bluetooth: для подключения системы к облаку и серверу для эффективной передачи различных видов данных датчиков.

· Grove — Датчик качества воздуха: для определения эффективного уровня загрязнения в городе. Он также играет важную роль в определении уровня смога для включения света.

· Датчик Grove-PIR: для обнаружения прибытия транспортного средства или человека и эффективного запуска увеличения интенсивности света.Используется как альтернатива ИК-датчикам для обнаружения транспортных средств.

· Инфракрасный датчик / датчик расстояния Grove: для обнаружения прибытия транспортного средства или человека и эффективного увеличения интенсивности света.

Mobility

Для администратора системы разработано мобильное приложение на базе Android, с помощью которого он может контролировать интенсивность уличного освещения, а также включать или отключать интеллектуальную функцию в соответствии с требованиями.

Big Data

Данные непрерывно собираются с датчиков температуры, загрязнения воздуха, инфракрасного излучения и других датчиков, которые можно использовать для получения значимой информации.

Аналитика

Аналитика может выполняться на огромном объеме собранных данных для определения различных факторов, таких как эффективный шум и загрязнение воздуха в городе, а также эффективная температура в городе на местном уровне. Кроме того, аналитика может использоваться для определения цены рекламных щитов на основе количества транспортных средств.

Использование компонентов — Аппаратное обеспечение

· Intel Edison: 3 набора плат Intel Edison используются для моделирования 3 главных узлов (уличные фонари с датчиками) вместе с 2 подчиненными узлами для каждого главного узла.

· Датчики: Различные датчики, упомянутые в 4.0.4, используются для повышения надежности системы и предоставления различного рода информации.

· Прочее: другие аппаратные средства, такие как светодиоды, используются для имитации уличного освещения.

· Устройство Android: для тестирования приложения Android, разработанного для централизованного управления.

Использование компонентов — программное обеспечение

· Arduino IDE: используется для программирования Intel Edison

· Python: используется для настройки сервера

· Android SDK: используется для разработки приложения Android для централизованного управления всей системой .

Целевая аудитория

· Правительство может использовать эту технологию для эффективного обслуживания системы освещения.

· Рекламодатели могут получать статистику в реальном времени о доступности своих объявлений конечным пользователям.

· Университеты и корпорации могут использовать систему для эффективного управления своими парковками и коридорами.

Заключение

Нам удалось успешно соединить 3 платы Edison для создания прототипа нашей системы, использующей возможности Интернета вещей в социальных и экономических целях.

Уличный фонарь — обзор | Темы ScienceDirect

8.4 Схема повышающего линейного регулятора

Одним из методов, используемых во многих мощных светодиодных лампах, таких как уличные фонари, является повышение напряжения примерно до 400 В с помощью каскада PFC, как описано в начале этой главы.Сила тока ограничена, но не контролируется. Для управления током и управления светодиодами можно использовать простые понижающие импульсные регуляторы, обеспечивающие источник постоянного тока.

Альтернативой, описанной в этом разделе, является повышение напряжения с последующим использованием линейного регулятора для управления током светодиода. Для достижения хорошей эффективности система должна быть тщательно спроектирована. Поскольку повышение универсального сетевого напряжения переменного тока обычно приводит к выработке 450 В, прямое падение напряжения на светодиодах также должно составлять около 440 В, чтобы на линейном регуляторе оставалось 10 В.Чтобы добиться такого высокого падения напряжения в прямом направлении, необходимо последовательно соединить множество светодиодов (обычно требуется 120–140 светодиодов).

При большом количестве светодиодов допуск прямого напряжения также будет значительным. Если бы напряжение повышающего каскада составляло 450 В, а общее падение напряжения в цепочке светодиодов было аналогичным, из-за партии светодиодов с особенно высоким прямым падением напряжения ( В, _f ) светодиоды были бы тусклыми. или бы не загорелся. Чтобы преодолеть это, необходимо автоматически регулировать выходное напряжение повышающего каскада так, чтобы достигался требуемый ток светодиода.

И наоборот, если бы полное прямое напряжение цепочки светодиодов было ниже ожидаемого, падение напряжения на линейном регуляторе было бы выше и, следовательно, рассеиваемая мощность могла бы быть слишком высокой. Опять же, регулировка выходного напряжения повышающего регулятора таким образом, чтобы падение напряжения на линейном регуляторе было как можно меньшим, решит эту проблему.

Одной из таких схем для выполнения описанных выше функций является HV9805 от Microchip. Типичная схема с использованием HV9805 приведена на рис.8.3.

Рисунок 8.3. Повышающий линейный регулятор с использованием HV9805.

В повышающей секции схемы используется полевой МОП-транзистор на 600 В, M1, в каскадном соединении. Затвор M1 подключен к источнику питания 18 В, состоящему из R 1, R 2, Z1 и C 4, с питанием от выпрямленной сети. Между контактами 10 и 1 (GND) подключен внутренний MOSFET, который подключает источник M1 к земле и включает его. Таким образом, внутренний МОП-транзистор никогда не видит больше 18 В на стоке и истоке, что позволяет использовать низковольтные (и недорогие) кремниевые процессы.

Переключение MOSFET контролируется путем контроля напряжения на R 8, которое возвращает заземление на мостовой выпрямитель. Контакты CSH и CSL — это дифференциальные входы, используемые для измерения тока. После выключения MOSFET M1 на его стоке будет слышен звон. Схема должна определить, когда вызывной сигнал прекратился, перед тем, как начать следующий цикл переключения, в противном случае это может повлиять на PF. Однако при низком входном напряжении переменного тока, близком к точке пересечения нуля, звон трудно обнаружить.Добавление C 9 (с небольшим демпфирующим резистором R 18 последовательно) увеличивает модуляцию напряжения считывания, чтобы улучшить обнаружение в это время.

Линейный стабилизатор на выходе использует внешний полевой МОП-транзистор M2 на 300 В. Номинальное напряжение может быть ниже, чем у высоковольтной шины, потому что большая часть выходного напряжения падает на светодиоды. Резистор R 13 является резистором считывания выходного тока. Напряжение на M2 контролируется делителем потенциала R 6 и R 7 и вводится на контакт 4 (HVS).Напряжение на выводе 4 пропорционально напряжению запаса на линейном регуляторе и регулируется путем управления выходом каскада повышения.

Умное уличное освещение поможет нашим городам подготовиться к будущему

«Скрытые интегрированные антенны предлагают услуги 4G и 5G от нескольких операторов связи», — сказал Рональд Гелтен, генеральный директор подразделения умных столбов Signify BrightSites. «Это оправдывает надежду на создание умного города будущего, превращая скромный уличный фонарь в платформу для предоставления услуг умного города», — добавил он.

Программное обеспечение Interact City компании

в сочетании с интеллектуальными полюсами BrightSites также может улучшить социальные аспекты городской жизни.

Будучи цифровыми, интеллектуальные столбы могут вмещать датчики, камеры видеонаблюдения и микрофоны. Последний может даже обнаруживать звуки, такие как выстрелы или автомобильная авария, и предупреждать власти. Все это может сэкономить драгоценное время для служб быстрого реагирования, а яркость можно дистанционно увеличить, чтобы помочь присутствующим на месте происшествия.

Индийский город Пуна с более чем 3 миллионами жителей использует интеллектуальные технологии освещения, чтобы сделать свои улицы более безопасными.

Около 80 000 галогенных уличных фонарей были заменены энергосберегающими светодиодными светильниками с дистанционным управлением.

«Наше видение состоит в том, чтобы Пуна стал умным городом, изменяющим жизнь жителей с помощью технологий», — сказал Кунал Кумар, IAS, комиссар муниципальной корпорации Пуны.

В целом, подключенные к сети системы уличного освещения могут улучшить общую жизнеспособность, стимулировать общественную жизнь и помочь жителям чувствовать себя в большей безопасности. Фактически, исследования показывают, что только хорошее освещение может предотвратить уличную преступность на 21% и несчастные случаи с травмами на 30%.

Компания

Signify разрабатывает свои умные уличные фонари с учетом принципа круговой экономики — светильники рассчитаны на удобство обслуживания с компонентами, которые можно повторно использовать и заменять, а светильники легко модернизируются.

То, что начиналось как стремление к повышению энергоэффективности и большему контролю, уводит общество от традиционного понимания освещения как инструмента для освещения и к инструменту для улучшения жизни.

Уличные фонари — ключ к преобразованию Лос-Анджелеса в «умный город»

ЛОС-АНДЖЕЛЕС — Посмотрите вверх.Те уличные фонари, которые протянулись через 4500 миль дорог Лос-Анджелеса, делают гораздо больше, чем просто освещают дорогу.

Все чаще они также могут заряжать электромобили, предоставлять услуги Wi-Fi, включать сотовые телефоны и контролировать качество воздуха. А в ближайшем будущем они смогут сделать еще больше.

«Мы стали свидетелями таких изменений в мире уличного освещения в дизайне и совсем недавно в технологиях», — сказала Норма Исаакян, исполнительный директор городского Бюро уличного освещения, которое принимало Л.Первая конференция А. по уличному освещению в четверг.

---

Что нужно знать

• Бюро уличного освещения Лос-Анджелеса переоборудовало все 223 000 своих фонарей на светодиоды к концу 2020 года.


• Более 400 уличных фонарей в городе уже оснащены зарядными устройствами для электромобилей


• В будущем многие уличные фонари Лос-Анджелеса смогут, помимо прочего, предоставлять услуги Wi-Fi, обеспечивать питание сотовых телефонов и контролировать качество воздуха.
  
• Победитель конкурса Л.Недавний конкурс дизайна уличных фонарей A. включает

---

Созданная для демонстрации роли уличных фонарей по мере того, как Лос-Анджелес превращается в место, где используются технологии для сбора данных, которые затем используются для улучшения всего, от транспортного потока и выбросов углекислого газа до безопасности и городских финансов, виртуальная конференция служила дорожной картой о том, как Лос-Анджелес надеется измениться перед Олимпиадой 2028 года.

Мэр

Эрик Гарсетти открыл почти трехчасовой виртуальный симпозиум, заявив, что он «об использовании силы партнерства и инноваций для того, чтобы сделать Л.A. лучше, здоровее и справедливее для всех ».

Уличные фонари Лос-Анджелеса прошли долгий путь с 1860 года, когда центральную улицу освещали всего несколько десятков газовых фонарей. Сегодня город владеет, строит и обслуживает более 223 000 электрических уличных фонарей, которые готовы сыграть решающую роль в подготовке города к Олимпийским играм.

В 2009 году Бюро уличного освещения начало медленную трансформацию замены традиционных высокоинтенсивных газоразрядных ламп, которые оно использовало в своих лампах, на более энергоэффективные светоизлучающие диоды или светодиоды.К настоящему времени компания переоборудовала 91 процент своих фонарей и планирует переоборудовать их все на светодиоды к концу года.

На первый взгляд может показаться, что переход на светодиоды был просто попыткой сберечь энергию, и это так. По данным Бюро, с момента перехода город сэкономил 11 миллионов долларов на расходах на электроэнергию и предотвратил попадание в атмосферу 72000 метрических тонн углекислого газа.

Но это изменение имело и другие положительные волновые эффекты, «позволяя устанавливать другие приспособления», — сказал Исаакян, например, зарядные устройства для электромобилей.«Не было необходимости ломать тротуар, подводить новые провода, устанавливать счетчик или увеличивать предметы на и без того переполненном тротуаре».

За счет уменьшения количества энергии, используемой для освещения, светодиоды дали возможность подключать зарядные устройства для электромобилей, поскольку электрическая инфраструктура уже была на месте и расположена рядом с парковкой. С момента установки своего первого зарядного устройства для уличных фонарей в 2015 году Бюро установило 432 зарядных устройства для электромобилей 2-го уровня на свои фонарные столбы, которые в совокупности использовались для почти 82000 сеансов зарядки.До конца года компания добавит еще 150 зарядных устройств для электромобилей.

В обычное время это стоит от 2 до 3 долларов в час, но во время пандемии COVID зарядные устройства для уличных фонарей бесплатны.

В связи с тем, что все больше жителей Анджелины работают и посещают школу из дома, пандемия выдвинула на первый план еще одну, менее заметную функцию уличного освещения: совместное размещение оборудования для сотовых телефонов. Около 3000 уличных фонарей города теперь обеспечивают расширенную сотовую связь и возможность передачи данных для жителей Лос-Анджелеса с услугами 4G и 5G, а большая часть оборудования встроена в опоры.

В будущем подключение уличных фонарей к 5G позволит развертывать Wi-Fi, цифровые вывески, датчики и камеры, «которые действительно могут помочь городам принимать более обоснованные решения и получать информацию в режиме реального времени», — сказал Джоэл Крейн. старший менеджер по недвижимости в команде Verizon Wireless в Южной Калифорнии.

Помимо прочего, эта технология позволит умным автомобилям взаимодействовать с транспортной инфраструктурой, например с уличными фонарями.

«У вас есть эта совершенно новая структура, и у вас уже есть беспроводное соединение.У тебя есть сила. К нему имеет смысл подключать интеллектуальные устройства », — сказал Крейн.

Система уличного освещения Лос-Анджелеса уже оснащена устройствами дистанционного мониторинга, которые позволяют городским властям дистанционно программировать городские огни и управлять ими. С 2012 года RMU могут предупреждать город, когда свет не горит, чтобы его можно было быстро отремонтировать. Они также позволяют Бюро уличного освещения включать определенный набор огней или изменять освещение в определенных областях в зависимости от условий, часто для повышения безопасности.

Недавно была реализована программа по увеличению мощности освещения на 30 процентов в L.A. Live Staples Center с 21:00. до 12 часов утра, чтобы фанаты Лос-Анджелеса Лейкерс, Клипперс и Кингз могли более безопасно добраться до своих машин. В прошлом месяце он также завершил проект по увеличению освещения на 50 процентов вдоль бульваров Голливуд и Хайленд возле Голливуд-боул, где многие посетители концертов припарковали свои машины.

Бюро уличного освещения внедряет «умные решения» с 2012 года, по словам Анжелики Фриас, стратега Бюро по умному городу.По словам Фриаса, в настоящее время он использует счетчики мобильности на некоторых фонарях для сбора данных о транспортных потоках, а затем используют эти данные для обеспечения надлежащего освещения в периоды высокой пиковой нагрузки, а также для определения пешеходных переходов, для которых было бы полезно добавить датчики движения. Некоторые фонари также оснащены датчиками контроля качества воздуха, чтобы помочь выявить общины с плохим качеством воздуха.

Будущие проекты, над которыми работает Бюро: уличные фонари на солнечных батареях, уличные фонари, подключенные к сети, сейсмические датчики, камеры наблюдения и зарядка через USB.

Победитель недавнего конкурса дизайна уличного освещения в Лос-Анджелесе включает в себя многие особенности умного города, которые Бюро уличного освещения надеется внедрить. Разработанный коллаборацией Лос-Анджелеса Project Room, светильник super bloom подходит для использования с солнечными батареями и сотовыми телефонами, мониторами трафика и качества воздуха, зарядными устройствами для электромобилей и освещением, которое может менять цвет в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Некоторые технологии, которые Лос-Анджелес надеется внедрить в свои уличные фонари, уже апробируются в Западном Голливуде, в том числе уличные фонари, оборудованные камерами общественной безопасности для раскрытия преступлений, и так называемые «умные столбы», которые включают зарядку электромобилей и зарядные устройства для телефонов. и Wi-Fi.

«Эти данные обладают огромным потенциалом для всей подключенной инфраструктуры города и будут использоваться для будущих проектов в масштабах города», — сказал Фриас.

Уличные фонари для поддержки взаимосвязанных умных городов

Ожидается, что к 2050 году семь из десяти человек будут жить в городе. Концепция умного города обещает более здоровый, безопасный и экологичный образ жизни, чем тот, которым пользуется сегодняшнее городское население. Будущее, построенное на взаимосвязанных умных городах, имеет огромный потенциал для всех.На сегодняшний день развитие этой концепции замедляется из-за неизбежных препятствий, в первую очередь из-за непомерно высокой стоимости инфраструктуры.

Умные города: мечта или реальность?

Умные города сложно финансировать и сложно строить. В случае инфраструктуры мониторинга качества воздуха, например, расчет воздействия чистого воздуха на услуги здравоохранения — непростая задача, и, как следствие, ее трудно обосновать с помощью бюджета. Следовательно, концепция интегрированных общегородских цифровых операций оставалась в основном недосягаемой, но сейчас ситуация меняется.

У нас есть технологии, которые сделают умные города реальностью ближайшего будущего. Сети сотовой связи 4G уже созданы с плотным покрытием вышек сотовой связи в большинстве городов мира. Типичные варианты использования NB-IoT и LTE-M будут иметь низкую активность, что позволит подключить несколько десятков тысяч устройств к одной базовой станции. Кроме того, на вышках сотовой связи размещается несколько базовых станций, что увеличивает плотность развертывания и способствует массовому масштабированию.

Уличное освещение для масштабируемости

Чтобы полностью реализовать свой потенциал, городам необходимо будет использовать мощность и масштаб уличных фонарей.Уличное освещение представляет собой платформу, позволяющую сделать города умными и впервые объединить несколько приложений в более широком масштабе.

Города могут достичь беспрецедентного уровня производительности, эффективности и осведомленности о городских функциях и условиях окружающей среды. Все — от преобразования уличных фонарей в энергоэффективные светодиодные лампы, подключения к сотовой сети IoT и добавления полезных вспомогательных устройств, таких как датчики качества воздуха.

Вскоре должны быть достигнуты следующие важные этапы расширенного анализа качества воздуха и управления перегрузками, среди других желательных вариантов использования.

Переключение на светодиод

Согласно исследованию аналитика интеллектуальной инфраструктуры Northeast Group, около 90 процентов из 363 миллионов уличных фонарей во всем мире будут использовать светодиоды к 2027 году.

Производители освещения и датчиков предполагают, что интеллектуальное освещение обеспечивает сокращение на 50-70 процентов затрат на управление и обслуживание, связанных с инфраструктурой. Примерно половина этой экономии будет получена за счет простого перехода на светодиоды. Остальное происходит от подключения светильников и управления ими, а также от передачи интеллектуальных искр об их рабочем состоянии в сети освещения.

Двухрежимное подключение к Интернету вещей

Различные приложения предъявляют различные требования с точки зрения покрытия, пропускной способности и безопасности; Таким образом, уличное освещение развивалось в отличие от технологий на разных рынках.

Сочетание различных сетевых технологий IoT в платформах уличного освещения еще больше расширяет потенциальные масштабы и влияние умных городов. Технологии ближнего действия, такие как Bluetooth LE, которые могут взаимодействовать практически со всеми смартфонами на рынке, дешевле и предлагают большую пропускную способность для разработки установок «освещение как платформа» (LaaP).

Технологии ближнего действия обеспечивают надежность, что делает их хорошо подходящими для объединения датчиков в масштабе всего района, но более плотная сетка имеет свои недостатки:

• Архитектурная сложность
• Повышенное потребление энергии на соединенные между собой двухточечные датчики
• Дальность ограничена парой сотен метров,
• Необходимость в шлюзе для возврата сигнала в Облако.

Подключение сотовой связи обеспечивает простоту и дальность связи. Поставщики интеллектуального освещения стремятся использовать сотовую связь «точка-облако», обеспечивая покрытие на расстоянии от пяти до 15 километров от шлюзов или сенсорных устройств.

Преимущества более тесной интеграции

Встраивая двойные радиостанции ближнего и дальнего действия в одно и то же оборудование, разработчики LaaP могут обеспечить более тесную технологическую интеграцию и снизить затраты на приобретение в свою конструкцию, что является первоочередной задачей для умных городов.

Nordic предоставляет многорежимные продукты ближнего и дальнего действия, идеально подходящие для поддержки приложений для взаимосвязанных умных городов. NRF52840 System-on-Chip (SoC) поддерживает Bluetooth LE, Bluetooth mesh и Zigbee, а также Thread и проприетарный 2.Системы 4 ГГц.

Между тем, сотовая сеть nRF9160 SiP от

Nordic предлагает как LTE-M, так и NB-IoT. Платформа для создания прототипов Nordic Thingy: 91 сочетает в себе SoC nRF52840 и SiP nRF9160, что позволяет разработчикам немедленно создавать прототипы умных городов и решений LaaP.

Умные уличные фонари в Умном городе: пример Шеффилда

Параметры моделирования

Таблица 2 Параметры моделирования Фиг.9

Реальное потребление энергии Westbourne Road (20.01.2020–18.02.2020)

Рис. 10

Реальное потребление энергии на Черч-стрит (20.02.2020–02.03.2020)

Для обеспечения точности моделирования необходимо определить номинальную мощность уличных фонарей. По данным, предоставленным Street Ahead (рис. 9, 10), энергопотребление на Черч-стрит на 02.02.2020 составило 1147 Втч (см. Рис. 10). Таким образом, мы можем рассчитать номинальную мощность на уличный фонарь из (Таблица 2):

$$ 1147 \ приблизительно t \ times P_ {Rated} \ times n $$

, где t — продолжительность работы уличного фонаря = 14 ч, n количество фонарей = 16.

$$ {P} _ {Rated} \ приблизительно 5,12 Вт $$

Поскольку это значение приблизительно близко к значению 5,6 Вт, указанному в спецификации диапазонов яркости, в исследовании предполагается, что мощность всех уличных фонарей составляет 5,6 Вт.

Для этого исследования оцениваются две дороги, расположенные в разных частях города (жилой район и центр города). Хотя городской совет Шеффилда предоставляет значения AADF для Шеффилда, он не предоставляет их для рассматриваемых улиц. Чтобы иметь возможность ввести точный профиль дорожного движения, взяты значения AADF для региона из «Йоркшир и Хамбер» (под которым находится Шеффилд).Шеффилд-Сити — очень густонаселенный город. В «Транспорт» (2020) для второстепенных дорог даны два значения: для сельских и городских. Определение городской второстепенной дороги заключается в том, что она находится в поселении с населением 10 000 и более человек, и, поскольку Шеффилд является крупным городом, он легко подпадает под это определение. Таким образом, мы будем использовать значение AADF 1900, чтобы ввести его в оба профиля дорожного движения при моделировании. При моделировании также предполагается транспортный поток в будние дни, поскольку данные о потреблении энергии из Streets Ahead для Westbourne Road и Church Street в [Вт · ч] датируются 20.01.2020–18.02.2020 и 02.02.2020–02 / 03/2020 соответственно.Чтобы сделать модели более сопоставимыми, мы используем потребление энергии на 02.02.2020 для обеих дорог, что эквивалентно 14 часам работы уличного фонаря (17: 00–7: 00).

Westbourne Road

Westbourne Road находится в жилом районе. Основная причина, по которой это было выбрано, заключалась в том, что эта область проходила испытания по затемнению, и, поскольку данные о потреблении энергии были получены в результате испытаний, это будет служить хорошим сравнением с обычными схемами освещения.

Используя просмотр улиц Google, было установлено, что на этой улице находится 17 фонарей, что показано красными точками на рис.11. Дорога протяженностью около 1000 м. Обратите внимание: от поперечного сечения, расположенного в середине карты, до Кларкхаус-роуд идет система с односторонним движением.

Рис.11

Расположение уличного фонаря Westbourne Road

Church Street

Как и Westbourne Road, Church Street использует одностороннюю систему с примерно 500 м прямой дороги. Он расположен прямо в центре города и является одной из основных причин, по которой это было выбрано для моделирования.В разных местах (жилой район / центр города) он предоставит исследованию более широкий диапазон данных.

Используя Google street view, было установлено, что на этой улице находится 16 фонарей, что показано красными точками на рис. 12.

Рис.12

Расположение уличных фонарей на Черч-стрит

Рис.13

Уличные фонари Church Street

Обратите внимание, что на рис.12. Это связано с тем, что уличный фонарь в крайнем левом и правом углу карты имеет шесть световых модулей в одном месте, как показано на рис. 13. StreetlightSim плохо справляется с размещением шести уличных фонарей поверх другого или рядом друг с другом. . Следовательно, решение состоит в том, чтобы использовать в моделировании только один уличный фонарь и рассчитать его реальную потребляемую мощность. Затем результат умножается на шесть.

Анализ результатов

Рис. 14

Транспортный поток по количеству участников дорожного движения для Westbourne Road и Church Street

Количество участников дорожного движения для обоих моделей показано на рис.14. Мы замечаем, что оба имеют очень похожие профили дорожного движения на время работы уличного фонаря, только незначительные различия в определенные часы. Он также следует тенденции коэффициента транспортировки для буднего дня, показанного на рис. 3.

Оценка схем диммирования

Таблица 3 Потребляемая мощность по схеме освещения для Westbourne Road и Church Street

Как и предполагалось, схема освещения с наибольшим потреблением энергии — это обычная схема, имеющая значение 1332.4 и 1254,4 [Вт-ч] для Вестборн-роуд и Черч-стрит соответственно. Сравнивая смоделированное и фактическое значение для Черч-стрит, мы видим небольшую разницу в 8,9% или 107,4 [Вт-ч] (1254,4 против 1147), что, вероятно, вызвано отсутствием точной продолжительности часов работы уличного фонаря, поскольку StreetlightSim предполагает, что в феврале месяце часы работы будут = 14. Другая вероятная причина — во время заката и восхода солнца уличные фонари постепенно включаются / выключаются, что также снижает потребление энергии.

Из таблицы 3 видно, что схема Chronosense занимает второе место по потребляемой мощности с 1166,2 и 1097,6 [Втч] соответственно, что соответствует примерно 13,3% разницы в энергии от традиционной схемы. Несмотря на то, что он снижает расходы на электроэнергию, ему не хватает гибкости, необходимой для различных географических местоположений, по сравнению со схемой Dynadimmer, где мы можем настроить ее для конкретной области. Кроме того, поскольку Chronosense не оборудован нынешними уличными фонарями в Шеффилде, совету необходимо будет приобрести этот автономный продукт и установить его, что потребует больших денег и времени.Таким образом, экологические преимущества не перевешивают экономических и практических недостатков этой схемы освещения.

Далее, схемы Part Night и Dynadimmer имеют одинаковое энергопотребление: 809,2 и 761,6 [Вт · ч] соответственно, что примерно на 48,89% отличается от стандартной схемы. Стоимость Westbourne Road имеет сходство с реальной стоимостью (см. Рис. 9), разница лишь в 3,8%. Поэтому можно сказать, что текущие пробные схемы диммирования тоже экономят до 48.89% энергии (однако фактическая схема освещения может отличаться). Несмотря на то, что схемы Part-Night и Dynadimmer имеют одинаковый расход энергии, было бы более выгодно использовать схему Dynadimmer. Это связано с тем, что в схеме динадиммера свет все еще включен в течение ночи при различной выходной освещенности, что поддерживает полезность уличных фонарей. Кроме того, поскольку зоны моделирования расположены в районах с большой численностью населения (жилые районы и центр города), крайне важно, чтобы уличные фонари включались для повышения безопасности в этих районах, поскольку доказано, что это снижает уровень преступности и поощряет социально-экономическая деятельность в ночное время (Lau et al.2014).

Данные, полученные от StreetlightSim для различных функций затемнения, являются точными, поскольку эти схемы основаны на времени, поэтому внешние факторы, такие как участники дорожного движения и географическое положение, не влияют на результат.

Оценка адаптивных схем

Рис.15

Адаптивное энергопотребление Westbourne Road

Рис.16

Адаптивное энергопотребление по Черч-стрит

Чтобы создать точное представление адаптивной схемы для обоих профилей дороги, при моделировании использовалось пять прогонов для каждого и было взято среднее значение для расчета энергопотребления.Как видно из рис. 15 и 16, оба имеют очень небольшие различия между прогонами, за исключением аномалии, обнаруженной в час 6:00 на рис. 15, где у прогонов 1 и 4 есть разница в 21%. Это происходит из-за разных участников дорожного движения в данный момент времени, поскольку большее количество пешеходов может привести к большему энергопотреблению, или созданный маршрут проходит через большее количество уличных фонарей, что вызывает тот же результат. Однако в целом оба рисунка следуют той же тенденции, что и на рис. 3 и 14, поскольку потребляемая мощность пропорциональна потоку трафика в адаптивной схеме.Хотя оба имеют схожие тенденции, ключевое различие между ними заключается в том, что у Черч-стрит большее энергопотребление — 143,4 [Вт-ч] по сравнению с 75,6 [Вт-ч] на Уэстборн-роуд, несмотря на то, что на один уличный фонарь меньше. Наиболее вероятной причиной этой ситуации, вероятно, является соотношение уличного освещения к плотности протяженности дороги, поскольку длина Уэстборн-роуд примерно вдвое больше, чем у Черч-стрит, на 1000 м, что соответствует уличному фонарю примерно через каждые 59 м по сравнению с одним через каждые 31 м. Еще одним фактором является более высокая сложность улиц Westbourne Roads, так как есть больше путей, по которым можно пройти, тогда как Church Street — это простая дорога с односторонним движением, поэтому вероятность того, что все уличные фонари активируются одним участником дороги, очень высока.

Особо выделяется таблица 3, где мы видим существенную разницу в энергопотреблении по сравнению с любой из схем диммирования и традиционной схемой, имеющей разницу до 1256,8 [Вт · ч], что равно 0,293 кг CO2 или 179% разницы. в расходе энергии. Большая часть его экономии приходится на периоды низкой загруженности дорог (между 22: 00–05: 00), когда наименьшая ценность для пользователей дорог составляет всего восемь. По сути, предложенная адаптивная схема TALiSMaN наиболее эффективна в жилых районах, где есть несколько путей и более длинные дороги, по сравнению с более оживленной дорогой в центре города, такой как Черч-стрит.Однако, несмотря на высокие результаты по снижению энергозатрат, у этой схемы есть недостатки. Во-первых, как уже упоминалось, могут быть выбраны разные пути для участников дорожного движения, StreetlightSim произвольно генерирует эти пути, что означает, что это не обязательно правильный поток дорожного движения для Шеффилда. Другой проблемой является значение AADF, значение 1900 было взято из более общего региона, «Йоркшир и Хамбер», под которым находится Шеффилд. Однако при этом учитываются другие города с меньшим населением, следовательно, мы можем сказать, что результат адаптивной схемы не точен для Шеффилда, а для городских второстепенных дорог в регионе «Йоркшир и Хамбер».По этой причине в Шеффилде необходимы более всесторонние исследования, чтобы полностью предсказать результат предлагаемой адаптивной схемы.

Экономия энергии

Согласно стратегии Департамента бизнеса, энергетики и промышленности, средняя цена на электроэнергию за киловатт-час составляет 12,9 пенса (p) (BEIS 2020). Этот показатель будет использоваться для расчета расхода энергии для каждой схемы освещения (см. Таблицу 4).

Таблица 4 Экономия энергии на 02.02.2020

При усреднении за час получается (см. Таблицу 5):

Таблица 5 Средняя цена за час

Если предположить, что работа уличного освещения в каждый день каждого месяца одинакова, т.е.е. дни января = 16 ч, февраля = 14 ч, марта = 12 ч, апреля = 10 ч, мая = 8 ч, июня = 8 ч, июля = 8 ч, августа = 10 ч, сентября = 12 ч, октября = 13 ч, ноябрь = 15 ч, декабрь = 16 ч (из схемы Обычное уличное освещение по месяцам в StreetlightSim). Получаем общее время работы фонаря = 4315 ч. Таким образом, можно рассчитать годовую стоимость каждой схемы, представленной в Таблице 6.

Таблица 6 Средние затраты в год

Из таблицы 6 видно, что наибольшая экономия энергии (178% по сравнению с традиционной схемой) достигается за счет использования адаптивного подхода.Однако, как упоминалось в разд. 4.6, использование этой схемы не дает результатов без использования более точного представления потока дорожного движения Шеффилда и значений AADF. Следовательно, наиболее надежной схемой на данный момент является использование схемы Dynadimmer, которая может сэкономить до 49% энергозатрат в городской совет Шеффилда. Сравнение уровня энергосбережения с другими предложениями умных уличных фонарей обсуждается в разделе.