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LED无线调光加速智能化照明创新应用

http://www.lamp.hc360.com2013年05月14日09:25 来源:元器件交易网T|T

    【慧聪灯饰网】摘要:

    由于LED的可控性特点,使得其在照明应用中的“调光”功能越来越受到人们的重视,特别是随着LED路灯、室内外照明市场的蓬勃发展,LED无线调光控制技术在最近一段时期的开发取得了突破性的进展。与通过有线电力载波(PLC)传输的有线调光方式不同,LED无线调光控制系统不必更换或安装任何新的电力线路,同时能够帮助用户更好地管理照明设备,其简单方便、节约成本、自由定位的应用优势得到了众多市场人士的认可,更为重要的是,LED无线调光控制技术为过往传统的灯具照明带来了更多新的应用可能。

    LED照明系统

    在目前的实际应用中,较为成熟的LED无线调光应用市场主要集中在商业和工业领域,如道路(隧道)、酒店、商场、办公楼宇等,这类市场多为初装项目,用电量大且对调光、节能的效果要求较高,对设备成本关注度相对较低。另一个明显的现象是,在这些已经实施的LED无线调光项目中,系统正日益呈现出智能化、节能环保的特性。

    “LED无线智能控制将成为未来几年固态照明技术的主要开发方向之一,其中一项重要的应用需求就是调光功能,”奥地利微电子传感驱动照明部门总监SajolGhoshal表示,“包括根据空间使用情况进行自动调光,通过智能手机连接进行控制、调整照明的色温,以及LED照明系统的日常控制、无线调试及配置等。驱动这些需求的因素是更低的能源成本、更低的改造成本,这也将帮助客户提高投资回报率,并且获得更好的用户体验。”

    丰富、高效的无线调光体验

    尽管无线灯光控制技术早已被应用在白炽灯、高压钠灯等多种类型的照明系统中,但伴随着LED照明应用的兴起,运用无线网络和控制技术,使得无线灯光控制迈入到一个崭新的阶段。除了满足方便、简单的调光要求之外,如今,借助各种创新技术,无线调光已从单纯地切换、开/关方式,演进到可以根据现场不同的情境来调节多种照明模式,从而实现更多人性化的应用需求。

    在刚刚结束的第四届台湾国际照明科技展上,台湾安提亚(ANTEYA)科技股份有限公司新近推出的iPLC系列调光产品获得了创新产品奖,其采用无线Wi-Fi+iPLC混合模式,在调光控制器上使用无线技术,调控器至灯泡之间则使用iPLC传输控制方式,无需配置控制线,轻松实现无线调光控制,同时具有有线调光器稳定性好的优点。此外,该系列无线调光产品还能够进行LED灯具的调色操作,用户可根据使用场景,在红、澄、蓝、粉红、暖白、冷白等光色中任意进行颜色设置,大大丰富了用户的使用体验。

    安提亚公司总经理吴定丰进一步介绍道,如果每个灯泡都配以无线通信装置是一件非常麻烦的事,一方面会面对灯泡彼此之间无线信号干扰、接收不良等问题;另一方面也会带来灯具调测的巨大工作量。因此,安亚提只是在调光控制器上使用无线技术(Wi-Fi),而在调光控制器至灯具之间则利用电源线来实现TCP/IP传输控制协议,这样一来,既可以享受无线调光所带来的优势,又不需要担心无线干扰的问题,通过控制器藉由因特网和云端技术就可以实现控制LED灯具的目的。

    另一方面,通过无线调光控制技术达到节能的目的,也是当前一些厂商在开发LED无线调光控制系统时的又一个重要方向。例如,通过连接传感器来探测环境数据,或是运用智能化LED调光驱动技术进行灯具精确度和寿命测试,以做到随时适应环境光变化的LED照明控制,实现更加节能、健康的照明应用。对此,Ghoshal表示,由于所有LED灯的光输出和色温都会随着时间的推移和温度的变化而衰减,因此在产品开发期间在灯具中集成传感器是十分必要的,这样可以自动消除这些变量对整体灯具的影响;同时反过来也会使照明控制系统变得更加容易,且只需要较少的昂贵组件,因而可以帮助降低整体系统的成本。

    AMS开发的智能照明控制器与传感器、高精度LED驱动器相连接,该照明控制器可连接到无线网络(ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、RF4CE等),其环境和色彩传感器则能够检测周围环境的光线和色温,并调整输出光线以满足用户的需求。例如,在日光进入房间时,AMS的日光照明传感器TSL4531会自动测量亮度的LUX,然后指示LED驱动器进行调光来满足用户指定的LUX目标值,从而在白天节省大量能源。另外,AMS的色彩传感器TCS3472还可以提供色温的反馈,并使LED驱动器调整色彩输出且锁定至一个特定的色温。这种色温的调整也可以按照地球的昼夜节律进行锁定,采用这类传感器加上空间占用传感器能够极大地节约能耗。

    市场亟待整体解决方案

    在当前LED无线调光控制技术的应用推广中,除了在产品面LED驱动器需要支持串行总线协议,使无线控制器可以直接连接上去之外,目前市场最大的阻力来自于开放式互连协议的缺乏,以及过高的系统建设成本。特别是前者,如果没有照明行业统一、开放式的无线连接标准,就有可能会导致产品无法兼容,进而增加使用者的投资风险,甚至严重阻碍这一市场的发展速度。而从市场的应用端来说,由于目前大多数客户主要是灯具设计公司或照明节能公司,他们无睱或并不具备专业能力整合所有设备以及开发应用软件等,面对当前多种技术方案并存的市场格局,也使得这类客户迫切希望厂商能够提供一整套的LED照明无线调光解决方案。

    恩智浦(NXP)半导体大中华区照明产品市场营销总监王永斌认为,与有线控制方式相比,无线调光控制技术目前最主要的挑战是原型代码标准的统一,在这一方面,谁先抢占无线调光控制技术市场的先机,谁就具有制定标准的主动权。在整体解决方案上,恩智浦无论是在硬件或是在原型代码方面都具备丰富的经验,并且可以为智能照明控制系统提供基本的应用解决方案。例如在大型楼宇商用照明应用中,恩智浦可提供全面的整体解决方案,包括硬件(照明驱动器、AC-DC转换器、高性能IEEE802.15.4单芯片收发器和MCU等)、原型代码、应用软件和网关等等,可在一个路由器上最多连接500个设备,所有照明灯具都采用无线网络的连接方式,这样通过遥控器、壁式开关或互联网连接设备就可以对其进行控制操作。

    与此同时,面向家用和商用照明市场,美满电子(Marvell)开发的智能LED照明解决方案采用创新的混合信号架构,利用优秀的LED驱动和高性能的无线通信芯片,实现了较低的BOM成本,并提供基于开放式协议的系统级方案,解决了高成本和开放式互连这两大难题。美满电子科技(Marvell)技术市场部经理关振源介绍道,Marvell在智能照明领域一直保持着大规模的投入,在LED驱动、网关通信、控制终端的软件以及云端的软件方面具有多种创新技术,以形成全面的解决方案。

    他指出,目前Marvell智能LED照明解决方案包括四个层次的内容:首先,在LED驱动部分,得益于Marvell独特的数模混合架构,该智能LED照明解决方案采用了最少的芯片数量及器件数量,以满足球泡灯的小尺寸要求,且LED驱动拥有数字接口,可与通信芯片连接。

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