Введение

Светодиодная технология возникла в начале 20-го века, и после почти 100 лет развития она постепенно использовалась в дисплеях, светофорах, светодиодном освещении и других областях. Светодиодное освещение включает бытовое и коммерческое освещение, такое как светодиодные лампы, трубчатые лампы, точечные светильники и автомобильные фары, а также общественное освещение, такое как дороги, стадионы, парковки и парки. Общественное освещение в основном относится к дорожному освещению. В начале 21-го века развитие светодиодной технологии дало светодиодным уличным фонарям потенциал для широкого использования в области городского освещения. Некоторые города и регионы начали пилотировать или развертывать проекты светодиодного уличного освещения, чтобы проверить их энергосберегающие (Ознакомьтесь с примером использования светодиодного освещения компанией ZGSM ), надежные и эффективные преимущества. С 2010 года светодиодная технология продолжала развиваться, а затраты продолжали снижаться, что заставило светодиодные уличные фонари постепенно заменить традиционное осветительное оборудование, такое как натриевые лампы высокого давления и галогенные лампы, став основным выбором для дорожного освещения. На следующем этапе светодиодные уличные фонари постепенно станут интеллектуальными и стандартизированными. Интеллектуальный уличный светильнки могут в полной мере раскрыть энергосберегающие характеристики светодиодов. В то же время стандартизация также облегчает обслуживание и замену светодиодных уличных фонарей и заменяемость связанных с ними компонентов.

Естественные преимущества светодиодного уличного освещения

Традиционное уличное освещение обычно использует натриевые лампы высокого давления (HPS) или ртутные лампы (MH). Эта технология очень зрелая. Однако по сравнению с этими двумя, светодиодное освещение имеет много собственных преимуществ. Оно в основном характеризуется высокой светоотдачей, длительным сроком службы, разумным распределением света, простым управлением и отсутствием загрязняющих веществ. Эти преимущества также делают светодиодные уличные фонари очень конкурентоспособными в проектах уличного освещения.

Данные исследований показывают, что потребление энергии уличным освещением обычно составляет около 30% муниципального энергетического бюджета города. Низкие характеристики энергопотребления светодиодного освещения могут смягчить эти высокие расходы энергии. После замены традиционных ламп на светодиодные уличные фонари на муниципальных дорогах потребление электроэнергии может быть значительно сэкономлено. Кроме того, уличные фонари имеют разумное распределение света, которое может разумно распределять свет на дороге. Соответствуя соответствующим стандартам для дорожного освещения, они могут достичь максимально низкого потребления энергии на единицу площади, повысить энергоэффективность и сократить выбросы углерода.

Хорошая направленность освещения

Традиционные источники дорожного освещения не обладают направленностью. С одной стороны, это приведет к недостаточной яркости освещения в ключевых зонах. С другой стороны, свет будет рассеиваться в зонах, не нуждающихся в освещении, вызывая световое загрязнение. Светодиодные фонари обладают отличной направленностью и оснащены разумными линзами. Они могут освещать ограниченное пространство, не влияя на окружающую среду.

Высокая светоотдача

По сравнению с натриевыми или ртутными лампами высокого давления лампы со светодиодами в качестве источника света имеют более высокую световую эффективность, то есть они могут производить больше люменов на единицу потребляемой мощности. Кроме того, светодиоды являются направленным источником света. При использовании для дорожного освещения они могут распределять большую часть света на дорогу. Они позволяют лучше преобразовывать энергопотребление уличного освещения в полезный свет для дороги.

Длительный срок службы

По сравнению с натриевыми лампами высокого давления светодиодные лампы при работе выделяют относительно мало тепла, в то время как большая часть энергии в традиционных источниках света будет преобразована в тепло. По сравнению с традиционными лампами светодиодные лампы имеют более низкую рабочую температуру перехода, поскольку они выделяют меньше тепла, что обеспечивает им более длительный срок службы. Предполагается, что срок службы светодиодных осветительных матриц в дорожном освещении может достигать 50 000 часов и более (более 100 000 часов), что в 3-5 раз больше, чем у натриевых ламп высокого давления или металлогалогенных ламп. Это исключит необходимость частой замены светодиодных ламп, тем самым снизив последующие затраты на обслуживание и замену.

Более экологичный

Натриевые лампы высокого давления и ртутные лампы содержат токсичные вещества (например, ртуть) и требуют специальных процедур утилизации при утилизации, что отнимает много времени, труда и не является экологически чистым; в то время как металлогалогенные лампы иногда взрываются. Напротив, светодиодные лампы не имеют вышеуказанных проблем, что делает светодиодные лампы более экологичными и безопасными в использовании и в течение их жизненного цикла.

Высокая степень управляемости

Метод управления светодиодным уличным освещением преобразует источники питания переменного/постоянного тока и постоянного/постоянного тока в напряжение и ток, необходимые светодиодному модулю. Хотя это увеличивает сложность схемы, по сравнению с традиционной технологией освещения переменного тока, светодиодная технология имеет более быстрый отклик и лучшую управляемость, то есть она может достигать таких эффектов, как быстрое переключение и затемнение. Ее функция затемнения является основой для реализации автоматизированного интеллектуального освещения. При наличии соответствующих интеллектуальных компонентов управления считается, что светодиодные уличные фонари будут очень полезны при строительстве умных городов. Кроме того, цветовая температура светодиодных ламп также может быть достигнута с помощью затемнения и двухканальных светодиодных драйверов ( DALI/DALI-2/1-10V с регулируемой яркостью светодиодный драйвер для светодиодных фонарей ). Все это является проявлениями сильной управляемости светодиодных ламп, и типичным применением является интеллектуальное уличное освещение.

Метод управления светодиодным уличным освещением преобразует источники питания переменного/постоянного тока и постоянного/постоянного тока в напряжение и ток, необходимые светодиодному модулю. Хотя это увеличивает сложность схемы, по сравнению с традиционной технологией освещения переменного тока, светодиодная технология имеет более быстрый отклик и лучшую управляемость, то есть она может достигать таких эффектов, как быстрое переключение и затемнение. Ее функция затемнения является основой для реализации автоматизированного интеллектуального освещения. При наличии соответствующих интеллектуальных компонентов управления считается, что светодиодные уличные фонари будут очень полезны при строительстве умных городов. Кроме того, цветовая температура светодиодных ламп также может быть достигнута путем затемнения и двухканальных светодиодных драйверов. Все это является проявлениями сильной управляемости светодиодных ламп, и типичным применением является интеллектуальное уличное освещение.

Две основные тенденции в светодиодном уличном освещении

Благодаря вышеперечисленным выдающимся преимуществам светодиодные уличные фонари в последние годы широко используются в городском дорожном освещении и постепенно становятся мейнстримом. На ранних этапах развития светодиодных уличных фонарей основное внимание уделялось структурному проектированию, повышению эффективности освещения, проектированию распределения света, продлению срока службы и т. д. Конечно, в этих областях еще много возможностей для улучшения, поэтому особое внимание по-прежнему необходимо на более позднем этапе. Если светодиодные уличные фонари хотят продолжать развиваться, есть еще много возможностей для энергосбережения и высокой эффективности, управления в реальном времени, удобства и легкой замены, а также умных городов. Стоит отметить, что эта технологическая модернизация светодиодных уличных фонарей — это не простая «замена» традиционного осветительного оборудования, а системное изменение. В процессе этого изменения возникли две тенденции, заслуживающие внимания, — интеллект и стандартизация.

Умный уличный свет

Одной из тенденций развития светодиодных уличных фонарей является интеллект. Как упоминалось ранее, светодиодные фонари обладают сильной управляемостью, что позволяет автоматизировать интеллектуальные системы уличного освещения. В этой системе уличного освещения точный алгоритм, основанный на информации об окружающей среде (например, окружающем освещении), реализует автоматическую регулировку выключателей уличного освещения и яркости без ручного вмешательства. С развитием она может иметь возможность обучаться (например, распознавать наличие и действия людей или вещей и т. д.) для реализации интеллектуального управления лампами. Кроме того, как охватывающая городская инфраструктурная сеть, сами уличные фонари могут стать более интеллектуальными граничными узлами Интернета вещей, что позволяет светодиодным уличным фонарям иметь больше дополнительных функций (таких как погода, мониторинг качества воздуха, узлы Wi-Fi и т. д.), что делает их более популярными в Интернете вещей, который играет более важную роль в умных городах. D4i и Zhaga (NEMA) являются двумя из основных моментов, когда речь заходит об этом. ( Что такое Zhaga-D4i? )

Стандартизация уличного освещения

Одной из тенденций развития светодиодных уличных фонарей является стандартизация. Мы можем себе представить, что тенденция развития светодиодных уличных фонарей в сторону интеллекта неизбежно поставит новые задачи перед проектированием светодиодных уличных фонарей – система светодиодных уличных фонарей станет более сложной. Это потребует от уличных фонарей включения светодиодных модулей, драйверов, датчиков, управления, связи и других функций, а также более расширенных функций, когда пространство для внешнего вида ограничено. Если мы надеемся, что светодиодные уличные фонари смогут справиться с этой задачей, стандартизация – единственный выход, и это также еще одна важная тенденция развития современного светодиодного уличного освещения. Преимущество стандартизации заключается в том, что она может позволить большему количеству поставщиков технологий функциональные модули быть бесшовно интегрированными со светодиодными уличными фонарями, тем самым значительно улучшая масштабируемость системы. Распространенные из них включают функцию диммирования, NEMA, Zhaga, D4i (включая передачу данных).

Интеллект способствует стандартизации, а стандартизация способствует углублению интеллекта. Взаимодействие этих двух тенденций способствует непрерывной эволюции технологий и приложений светодиодного уличного освещения.

Эволюция архитектуры интеллектуального уличного освещения

Эволюция архитектуры светодиодного уличного освещения во многом зависит от отраслевых стандартов, из которых NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) и Zhaga являются двумя основными организациями по стандартизации. Эти организации по стандартизации содействуют стандартизации и взаимодействию архитектуры светодиодного уличного освещения и содействуют разработке светодиодной осветительной продукции. Стандартизация уличного освещения существует уже давно. Наиболее известным из них является стандарт ANSI C136, который широко используется во многих частях мира. Многие уличные фонари сегодня производятся в соответствии с этим стандартом. В последние годы стандарт Zhaga начал постепенно появляться в глазах работников отрасли. Конечно, в дополнение к интерфейсу контроллера, Zhaga также стандартизирует стандарты других компонентов (светодиодных модулей, линз, источников питания, контроллеров и т. д.). Мы объясним это по отдельности ниже.

ANSI C136.10

Первоначально уличные фонари использовали традиционные осветительные приборы, а логика управления была очень простой — выключать их днем ​​и включать ночью. Этого можно добиться с помощью только фотоэлемента (контроллера освещения). Для достижения взаимозаменяемости блоков управления, таких как управление освещением, стандарт ANSI C136.10 определяет общую платформу и стандартный интерфейс для оборудования дорожного освещения, а именно разъем NEMA. Он позволяет стандартизировать разъемы для контроллеров освещения на основе напряжения сети переменного тока и 3-полюсного соединения, т. е. разъемы NEMA от разных поставщиков и разные контроллеры освещения могут использоваться взаимозаменяемо. Стандартный интерфейс, разработанный на основе ANSI C136.10, постепенно стал стандартом в отрасли после 1988 года. Ниже приведена конкретная схема.

Розетка ANSI C136.41 NEMA в интеллектуальном уличном освещении

Вы можете обнаружить, что стандарт ANSI C136.10 может соответствовать только архитектуре управления без регулировки яркости 3-полюсных контроллеров освещения. А с применением светодиодной технологии в уличном освещении люди все чаще требуют высокой энергоэффективности. Поэтому уличные фонари, оснащенные функциями регулировки яркости, все чаще появляются в глазах игроков отрасли. Однако ANSI C136.10 не выдвигает требований к линиям регулировки яркости. Необходимо предложить новый стандарт и архитектуру, чтобы заполнить этот пробел. Этот новый стандарт — ANSI C136.41. Архитектура ANSI C136.41 добавляет выходные контакты сигнала к соединению напряжения 3-полюсной линии. Помимо подключения сетевого источника питания к системе управления освещением ANSI C136.41, архитектура также может принимать логические напряжения от других устройств. Этот сигнал напряжения может быть выведен для управления импульсным источником питания в системе, тем самым достигая управления и регулировки яркости светодиодных ламп. Этот стандарт совместим с оригинальной системой освещения и использует технологию беспроводной связи (то есть преобразование моделей беспроводной связи в сигналы напряжения) для обеспечения экономичного и надежного решения для интеллектуальных уличных фонарей. Конкретную схему можно увидеть на рисунках выше, а проводное соединение можно увидеть ниже.

Розетка Zhaga (книга Zhaga 18) в интеллектуальном уличном освещении

Стандарт ANSI C136.41, обычно используемый для освещения дорог и территорий, определяет 7 контактов (каждый подключен к 305-миллиметровым выводам), провод 14 AWG для использования в трехпроводных цепях переменного тока и четыре сигнальных провода регулировки яркости (в цепях постоянного тока) с проводом 18 AWG. Сборки розеток также доступны с 2 или 4 контактами панели управления диммером. В случае 2 контактов это 5-контактный разъем NEMA. Однако стандарт ANSI C136.41 не идеален. Например, он не поддерживает ввод информации с датчиков, что ограничивает реализацию более автоматизированных систем уличного освещения. Проще говоря, хотя 7-контактный разъем NEMA имеет 4 контакта регулировки яркости, он только предусматривает, что два других контакта могут быть подключены к драйверу светодиода для достижения регулировки яркости, но нет объяснения для двух других контактов. Его можно использовать с микроволновыми и другими датчиками, но он не объясняет, как его использовать.

С этой целью Zhaga, глобальный альянс светотехнической промышленности, запустил стандарт Zhaga Book 18, специально разработанный для наружного освещения. Этот стандарт вводит протокол D4i DALI-2 для решения проблемы проектирования коммуникационной шины в системах освещения и решает проблемы с проводкой, которые мучают разработчиков. Очевидное отличие стандарта Zhaga Book 18 от ANSI C136.41 заключается в том, что блок питания больше не интегрирован в сборку контроллера освещения, а интегрирован в лампу как часть светодиодного драйвера или как отдельный компонент. Эта архитектура упрощает проводку узлов управления осветительным оборудованием и поддерживает новую «архитектуру с двумя узлами», то есть в системе уличного освещения одно узловое устройство, подключенное вверх, служит в качестве узла управления фотоэлементом или узла связи, а другое узловое устройство, подключенное вниз. Узлы могут использоваться для движения вниз или других типов датчиков. Таким образом, в основном формируется полная интеллектуальная система уличного освещения, и расширение ее функций управления, связи, обнаружения и других функций может быть легко реализовано путем доступа к стандартизированным модулям.

Розетка Zhaga в сочетании с розеткой NEMA в интеллектуальном уличном освещении

Некоторые светодиодные уличные фонари используют комбинацию стандартов NEMA и Zhaga для достижения большей совместимости и масштабируемости. Например, уличный фонарь может использовать корпус светильника и монтажный интерфейс стандарта NEMA, используя при этом сменные светодиодные модули, соответствующие стандарту Zhaga. Такое сочетание может предоставить пользователям большую гибкость и выбор, одновременно гарантируя безопасность и производительность светодиодных уличных фонарей.

Стоит отметить, что эта двухузловая архитектура Zhaga Book 18 не является концом эволюции архитектуры уличного светодиодного освещения. В последние годы была разработана «гибридная двухузловая» архитектура, которая сочетает преимущества ANSI C136.41 с удобством Zhaga-D4i и открытой архитектурой. «Узловая архитектура» снова на подъеме. Проще говоря, узловые устройства в гибридной двухузловой архитектуре вверху являются узлами управления освещением или узлами связи, подключенными 7-контактным интерфейсом ANSI C136.41 (некоторые говорят, что это 4-контактный разъем NEMA-ANSI C136.58, без преобразования мощности сети в драйвер светодиода), либо от вспомогательного блока питания, внутреннего/внешнего драйвера или шины DALI. Шина питает узлы ANSI C136.41; обращенные вниз узлы по-прежнему действуют как устройства ввода датчиков и подключаются через интерфейс Zhaga Book 18. Система уличного освещения, основанная на этой конструкции, еще больше упрощает электропроводку и может в полной мере использовать стандартные экологические ресурсы, такие как ANSI и Zhaga.

Очевидно, что с развитием архитектуры уличного светодиодного освещения технические возможности для разработчиков стали более обильными. Люди могут выбрать наиболее подходящую архитектуру на основе фактических потребностей в проектировании для модернизации системы уличного освещения. Более того, благодаря развитию стандартизации на рынке теперь появляется все больше и больше компонентов светодиодного освещения и функциональных компонентов, соответствующих стандартам ANSI или Zhaga, что сделает интеллектуальный путь систем уличного светодиодного освещения более плавным.

Разница между NEMA и Zhaga в интеллектуальном уличном освещении

В чем разница между NEMA и Zhaga? В целом, осветительный прибор с Zhaga может быть дороже, поскольку для него требуется светодиодный драйвер D4i, который обладает расширенными возможностями интеллектуального уличного освещения. Для достижения большего количества функций уличные фонари с контроллером NEMA часто требуют больше компонентов, что неизбежно приведет к большему физическому размеру ламп. Кроме того, контроллеры Zhaga обычно намного меньше традиционных контроллеров NEMA. Розетки и контроллеры Zhaga обычно имеют только половину или одну треть физического размера розеток и контроллеров NEMA, а стоимость относительно низкая, но их блоки питания дороже. Кроме того, совместимость и взаимодействие Zhaga выше. Ниже приведено сравнение между ними.

Умный уличный фонарь ZGSM с NEMA/Zhaga

Все уличные фонари ZGSM могут быть оснащены розетками NEMA или Zhaga, что делает их интеллектуальными уличными фонарями. База NEMA может быть 3-контактной, 5-контактной или 7-контактной для установки управления освещением или контроллеров, таких как Zigbee/LoRa. При использовании светодиодного драйвера D4i наши фонари также могут быть установлены с розетками Zhaga, что делает их готовыми к использованию. В настоящее время ZGSM также активно подает заявки на сертификацию, связанную с Zhaga-D4i. Предполагается, что уличные фонари ZGSM вскоре будут сертифицированы с двойными логотипами Zhaga-D4i. ( Уличные фонари ZGSM с Zhaga-D4i )

Краткое содержание

В этой статье в основном представлены тенденции развития светодиодного уличного освещения. Тенденция развития светодиодного уличного освещения призвана приблизиться к интеллекту и стандартизации. В этом процессе NEMA и Zhaga играют эту важную роль. NEMA определяет соответствующие стандарты для 3-контактных, 5-контактных и 7-контактных розеток NEMA. Уличные фонари с 3-контактным разъемом NEMA подходят для использования с обычными контроллерами освещения. Уличные фонари с 5-контактным или 7-контактным цоколем NEMA подходят для беспроводных контроллеров. Они часто имеют дополнительные линии диммирования, чтобы гарантировать, что источник питания принимает преобразованный сигнал диммирования (сигнал напряжения или сигнал Dali) для достижения диммирования. Zhaga поддерживает новую «архитектуру с двумя узлами», то есть в системе уличного освещения одно узловое устройство, подключенное вверх, используется как фотоэлемент или узел связи, а другой узел, подключенный вниз, может использоваться для движения обзора вниз или другого типа датчика. Обычно розетка Zhaga часто используется вместе с драйвером D4i, то есть светильник Zhaga-D4i имеет как интерфейс Zhaga, так и функцию D4i. Оба они сыграли важную роль в развитии умного уличного освещения. Если вас интересуют эти функции, вы также можете связаться с нами для получения дополнительной информации.

Сопутствующие товары

Похожие блоги

Связанные случаи

Люди также спрашивают