Кіріспе
Интеллектуалды желілік жарықтандыруды басқару
Жарықтандыруды басқару жүйесі – жарықтандыруды басқаруға қатысты әртүрлі жүйелік кірістер мен шығыстар арасындағы байланысты, бір немесе бірнеше орталық есептеу құрылғыларын пайдалана отырып қамтиды. Жарықтандыруды басқару жүйелері коммерциялық, өнеркәсіптік және тұрғын үй кеңістіктерінің ішкі және сыртқы жарықтандыруында кеңінен қолданылады. Жарықтандыруды басқару жүйелері кейде «ақылды жарықтандыру» деп те аталады. Жарықтандыруды басқару жүйелерінің мақсаты – қажетті жерде және қажет уақытта қажетті мөлшерде жарық беру. Бұл жүйелер жарықтандыру жүйесінен энергияны үнемдеуді барынша арттыру, құрылыс нормаларын орындау немесе жасыл ғимараттар мен энергияны сақтау бағдарламаларына сәйкес болу үшін қолданылады. Жарықтандыруды басқару жүйелері энергия тиімділігін, қолайлылықты және қауіпсіздікті қамтамасыз ететін жарықтандыру технологияларын қамтуы мүмкін. Бұған жоғары тиімді жарықтандыру құралдары және жұмыс істейтін немесе күндізгі жарықпен қамтамасыз етілген жағдайларға байланысты автоматты түрде түзетулер жасайтын басқару жүйелері кіреді. Жарықтандыру – белгілі бір эстетикалық немесе практикалық әсерге қол жеткізу үшін (мысалы, қауіпсіздік бұзушылығын жарықтандыру) жарықты мақсатты түрде қолдану. Оған тапсырмалық жарықтандыру, акценттік жарықтандыру және жалпы жарықтандыру кіреді.
Жарықтандыруды басқару
Жарықтандыруды басқару термині көбінесе бір кеңістіктегі жарықтандыруды дербес басқаруды білдіреді. Бұған жарықтардың белгілі бір топтарын тәуелсіз басқару үшін тікелей қосылған қозғалыс сенсорлары, уақыт сағаттары және фотоэлементтер кіруі мүмкін. Реттеу әрбір құрылғы орналасқан жерде қолмен жасалады. Тұрғын үй жарықтандыруын басқарудың тиімділігі мен нарығын Энергия тиімділігі консорциумы зерттеді. Жарықтандыруды басқару жүйесі термині жарықтандыруды басқарумен байланысты құрылғылардың интеллектуалды, желілік жүйесін көрсетеді. Бұл құрылғылар релелер, қозғалыс сенсорлары, фотоэлементтер, жарықтандыру басқару өшіргіштері немесе сенсорлық экрандар, сондай-ақ басқа ғимарат жүйелерінен (мысалы, өрт сигнализациясы немесе ЖЖС) келетін сигналдарды қамтуы мүмкін. Жүйені реттеу құрылғылардың орналасқан жерінде де, орталық компьютерлерде де бағдарламалық құралдар немесе басқа интерфейстік құрылғылар арқылы жүзеге асырылады.
Артықшылықтар
Жарықтандыруды басқару жүйесінің басты артықшылығы – жеке жарықтарды немесе жарықтар тобын бір пайдаланушы интерфейсінен басқару мүмкіндігі, бұл жеке жарықтандыру басқару құрылғыларына немесе дәстүрлі қолмен қосу/өшіруге қарағанда үлкен мүмкіндік. Пайдаланушы құрылғысынан бірнеше жарық көзін басқару арқасында күрделі жарық сценарийлерін жасауға болады. Бір бөлмеде әртүрлі әрекеттерге арналған алдын ала орнатылған бірнеше сценарийлер болуы мүмкін. Жарықтандыруды басқару жүйелерінің маңызды пайдасы – энергия тұтынуды азайту. Жарықтарды қажетсіз болғанда азайту және сөндіру арқасында шамдардың қызмет ету мерзімі де ұзарады. Сымсыз жарықтандыруды басқару жүйелері қосымша артықшылықтар ұсынады, оның ішінде орнату құнының төмендеуі және қосқыштар мен сенсорларды орналастырудағы икемділік.
Энергияны барынша азайту
Жарықтандыру саласы әлемдегі энергия тұтынудың 19%-ын және барлық парниктік газ шығарындыларының 6%-ын құрайды. АҚШ-та энергияның 65 пайызы коммерциялық және өнеркәсіптік секторларға жұмсалады, ал оның 22 пайызы жарықтандыруға кетеді. Ақылды басқару жүйелері тұрғындар мен пайдаланушыларға салқындату, жылыту, жарықтандыру және тұрмыстық техниканы қашықтан басқаруға мүмкіндік береді, артық жарық пен энергияны азайтады. Бұл энергияны үнемдеуге және жайлылықты арттыруға септігін тигізеді. Жарықтандыру индустриясының дәстүрлі шеңберінен тыс, жарықтандырудың болашақ жетістігіне көптеген мүдделі тараптардың және қауымдастықтардың қатысуы қажет. Ақылды жарықтандыру концепциясы күн сәулесін пайдаланып жасалма жарықты азайтуды, сондай-ақ адамдар бөлмеден шыққанда жарықты сөндіру сияқты қарапайым шараларды да қамтиды.
Қалайты
Ақылды жарықтандыру жүйесі пайдаланылған кезде қараңғы аймақтардың жарықтандырылуын қамтамасыз етеді. Денсаулық сақтау сенсорлары мен интеллектуалды (логикалық) жүйеге негізделген жарықтар, пайдаланушының жарыққа қажеттілігін болжай отырып, оның қызметіне белсенді түрде жауап береді.
Қауіпсіздік
Жарықтар адамдарды рұқсат етілмеген жерлерге бармауға ынталандыру үшін қолданылуы мүмкін. Мысалы, қауіпсіздік бұзушылық – бұл бұзушылық орын алған жерде күшті жарықтарды қосатын жағдай. Алдын алу шараларына түнде маңызды кіреберіс жолдарды (мысалы, жаяу өткелдерді) жарықтандыру және үй иелері болмаған кезде жарықты автоматты түрде реттеу арқылы үйде адам бардай көрініс тудыру кіреді.
Хронологиялық уақыт
Хронологиялық кестелер күнің, аптаның, айдың немесе жылдың белгілі уақыттарын көрсетеді.
Күн уақыты
Күндізгі уақыт кестелері күн шығу және күн бату уақыттарын қамтиды, көбінесе сыртқы жарықтандыруды қосу-өшіру үшін пайдаланылады. Күндізгі уақыт кестесін құру үшін ғимараттың орналасқан жері анықталуы керек. Бұл ғимараттың ендік және бойлық координаталары арқылы немесе белгілі бір деректер базасындағы ең жақын қаланы таңдау арқылы, шамамен орналасқан жерін және сәйкес күн уақыттарын көрсету арқылы іске асырылады.
Жұмыс істейтіндер саны
Ғимараттағы кеңістікті пайдалану негізінен қозғалыс сенсорларымен анықталады. Қозғалыс сенсорларын пайдаланатын интеллектуалды жарықтандыру, әртүрлі жағдайларға байланысты жарықтандыруды реттеу үшін бір желіге қосылған басқа жарықтандыру жүйелерімен үйлесімді жұмыс істей алады. Төмендегі кестеде әртүрлі кеңістіктерде жарықтандыруды басқару үшін қозғалыс сенсорларын қолдану арқылы қызметтен үнемделетін электр энергиясының мүмкіндіктері көрсетілген.
Ультрадыбыстық
Ультрадыбыстық құрылғылардың артықшылығы – олар қозғалыстың барлық түрлеріне сезімтал және көру сызығында болмаған қозғалыстарды да анықтай алады, сондықтан олармен қамтуда кемшіліктер жоқ. Бұл технологиялар пайдалы, бірақ олардың да кемшіліктері бар. Көп жағдайда, әсіресе тұрақсыз ауа райында немесе күндізгі жарық деңгейі өзгеретін кезде, шамдарды жиі және жылдам қосу-өшіру болуы мүмкін. Бұл тұрғындарды мазалап қана қоймай, шамдардың қызмет ету мерзімін де қысқартады. Бұл технологияның бір түрі – «дифференциалдық ауыстыру» немесе «өлген аймақ» фотоэлектрлік басқару, ол тұрғындарды мазалауды азайту үшін бірнеше жарық деңгейлері арасында ауысады.
Дабыл жағдайы
Дабыл жағдайларына әдетте өрт дабылы немесе жылыту, вентиляция және кондиционерлеу (ЖВК) жүйесі сияқты басқа ғимарат жүйелерінен келетін сигналдар кіреді, мысалы, төтенше жағдайда "барлық шамдарды қосу" немесе "барлық шамдарды жыпылықту" командасын беруі мүмкін.
Бағдарлама логикасы
Бағдарламалық логика жоғарыда аталған барлық элементтерді if-then-else түсініктемелері және логикалық операторлар сияқты құрылымдарды қолдану арқылы байланыстыра алады. Цифрлық адресті жарықтандыру интерфейсі (DALI) IEC 62386 стандартында белгіленген.
Автоматты түрде көлеңкелеу
Жарықты автоматты түрде азайту – энергияны үнемдеуге көмектесетін интеллектуалды жарықтандырудың бір бөлігі. Жарықты қолмен азайту да энергияны пайдалануды азайтудың бірдей нәтижесін береді.
Датчиктерді пайдалану
"Энергияны үнемдеуге байланысты сенсорлар және жеке басқару: пилоттық далалық зерттеу" атты мақалада Галасиу, А. Д. және Ньюшем, Г. Р. сенсорларды және жеке басқару құралдарын қамтитын автоматты жарықтандыру жүйелерінің ашық кеңсе кеңістіктері үшін тиімді екенін және дәстүрлі жарықтандыру жүйесімен салыстырғанда маңызды мөлшерде энергияны үнемдеуге (шамамен 32,0%) мүмкіндік беретінін растады, тіпті автоматты жарықтандыру жүйесінің орнатылған жарық қуатының тығыздығы дәстүрлі жүйеден ~50% жоғары болған жағдайда да.
Құралымдары
Толық сенсор қозғалыс детекторынан, электрондық басқару блогынан және басқарылатын қосқыштан/реледен тұрады. Детектор қозғалысты сезінеді және кеңістікте адамдардың бару-келуі бар-жоғын анықтайды. Ол сондай-ақ, белгілі бір уақыт ішінде қозғалыс болмаған жағдайда электрондық басқару блогына сигнал беретін таймерге ие. Басқару блогы осы сигналды пайдаланып, жабдықты қосу немесе өшіру үшін қосқышты/релені қосады. Жарықтандыру саласында үш негізгі сенсор түрі қолданылады: пассивті инфрақызыл, ультрадыбыстық және гибридтік.
Басқалар
Қозғалысты анықтау (микротолқынды), жылуды сезу (инфрақызыл), және дыбысты сезу; оптикалық камералар, инфрақызыл қозғалыс, оптикалық кедергі сымдары, есік сенсорлары, жылулық камералар, микро радарлар, күндізгі жарық сенсорлары.
Bluetooth жарықтандыруды басқару
Жарықтандыру жүйесін басқарудың жаңа түрі – жарықтандыру жүйесіне тікелей Bluetooth қосылымын пайдалану. Бұл жүйе жақында Philips HUE компаниясымен, бұрын Philips Lighting деп белгілі болған, қазір Signify деген жаңа атаумен ұсынылды. Бұл жүйеге пайдаланушы арнайы Philips Hue Bluetooth қосымшасын орната алатын смартфон немесе планшет қажет. Bluetooth шамдар жұмыс істеуі үшін Philips Hue көпірі қажет емес. Осы жүйемен жарықтарды басқару үшін Wi-Fi немесе деректер желісіне қажеттілік жоқ.
Ақылды жарықтандыру экожүйесі
Ақылды жарықтандыру жүйелерін интернет арқылы жарықтығын және кестесін өзгерту үшін басқаруға болады.
Ақылды жарықпен ақпарат беру
Шуберт революциялық жарықтандыру жүйелері ақпаратты сезіну және таратудың толыққанды жаңа тәсілін ұсынады деп болжайды. Адам көзі байқамайтындай жылдамдықпен жыпылықтайтын жарық сенсорлардан мәліметтерді алып, бөлмеден бөлмеге жеткізеді, мысалы, жоғары қауіпсіздікпен қамтамасыз етілген ғимараттағы әрбір адамның орналасқан жері туралы хабарлайды. Future Chips Constellation-нің негізгі бағыты – ақылды жарықтандыру, фотоникадағы революциялық жаңа сала, ол спектральді құрамы, шығарылым үлгісі, поляризациясы, түс температурасы және қарқындылығы сияқты факторлар бойынша толық реттелетін тиімді жарық көздеріне негізделген. Бұл топты жетекшісі Шуберт, ақылды жарықтандыру жақсырақ және тиімдірек жарықтандыруды ғана емес, сонымен қатар "мүлдем жаңа мүмкіндіктерді" ұсынатынын айтады.
Театр жарығын басқару
Архитектуралық жарықтандыруды басқару жүйелері театрдың қосу-өшіру және диммерлік басқару құрылғыларымен үйлесімді болуы мүмкін, көбінесе үй жарықтары мен сахна жарықтандыруы үшін қолданылады, сондай-ақ жұмыс жарықтарын, репетициялық жарықтандыруды және вестибюль жарықтандыруын қамтуы мүмкін. Басқару станцияларын ғимараттың әртүрлі жерлеріне орналастыруға болады, олардың күрделілігі алдын ала сақталған параметрлерді іске қосатын қарапайым түймелерден бастап, қабырғаға орнатылатын немесе үстелге қойылатын LCD сенсорлық экранды консольдарға дейін өзгеруі мүмкін. Бұл технологияның көп бөлігі тұрғын үйлер мен коммерциялық жарықтандыруды басқару жүйелерімен байланысты. Театрда архитектуралық жарықтандыруды басқару жүйелерінің пайдасы – театр қызметкерлеріне жарық басқару консолін пайдаланбастан жұмыс жарықтары мен үй жарықтарын қосуға және өшіруге мүмкіндік беруі. Сонымен қатар, жарық дизайнері осы жарықтарды жарық басқару консолінен жарық сигналдары арқылы басқара алады, мысалы, қойылым басталғанға дейін үй жарықтарының өшуі және қойылымның алғашқы жарық сигналы бір жүйемен басқарылады.
Флуоресцентті шамдарға арналған ақылды жарықтандыруға арналған авариялық балласт
Дәстүрлі авариялық жарықтандыру жүйесінің қызметі – желідегі кернеудің жоғалуы кезінде ең төменгі жарық деңгейін қамтамасыз ету. Сондықтан авариялық жарықтандыру жүйелері, кернеудің жоғалу жағдайында шамдарды қуаттау үшін батарея модулінде энергияны сақтауға тиіс. Мұндай жарықтандыру жүйелерінде батареяның артық зарядталуы, зақымдалған шамдар және іске қосу тізбегінің бұзылуы сияқты ішкі зақымдарды мамандар анықтап, жөндеуі қажет. Осы себепті, ақылды жарықтандыру прототипі әр он төрт күнде өзінің жұмыс жай-күйін тексеріп, нәтижесін LED дисплейге шығара алады. Бұл мүмкіндіктердің арқасында олар өздерінің функционалдық жағдайын тексеріп, ішкі зақымдануларын көрсете алады. Сондай-ақ, техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындар да төмендейді.
Шолу
Негізгі идея – дәстүрлі жүйелерде кездесетін қарапайым желілік кернеуді сезіктендіру блогын микроконтроллерге негізделген, күрделі блокпен алмастыру. Бұл жаңа схема бір жағынан желілік кернеуді сезіктендіру және инверторды қосу функцияларын, екінші жағынан – жүйенің толық бақылауын: шам мен аккумулятордың күйін, аккумуляторды зарядтауды, сыртқы байланыстарды, қуат кезегінің дұрыс жұмыс істеуін және т.б. қамтамасыз етеді. Жүйе өте икемді, мысалы, бірнеше құрылғылардың бас компьютермен байланысып, оның әр құрылғының күйін үнемі білуі мүмкін. Интеллектуалды модульге негізделген жаңа авариялық жарықтандыру жүйесі әзірленді. Микроконтроллерді басқару және бақылау құрылғысы ретінде пайдалану орнатудың қауіпсіздігін арттырып, техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды азайтуға мүмкіндік береді. Тағы бір маңызды артықшылық – жаппай өндірісте шығындарды үнемдеу, әсіресе ROM жадында бағдарламасы бар микроконтроллер қолданылған жағдайда.
Фотониканың жетістіктері
Фотоника саласындағы жетістіктер қазірдің өзінде қоғамды өзгертіп жатыр, дәл сияқты соңғы онжылдықтарда электроника әлемді революциялады, және болашақта да оның үлесі арта түседі. Статистика мәліметтері бойынша, Солтүстік Американың оптоэлектроника нарығы 2003 жылы 20 миллиард доллардан асты. Жарықдиод (LED) нарығы 2007 жылы 5 миллиард долларға жетеді деп күтілуде, ал қатты күйдегі жарықтандыру нарығы 15-20 жыл ішінде 50 миллиард долларға жетеді деп болжанып отыр, деп мәлімдеді Ренсселердегі «Болашақ чиптер шоқжұлдызы» аға профессоры Э. Фред Шуберт.