Iluminación inteligente:bombillas con cerebro

Luces de oficina que se pueden ajustar según su preferencia de color de luz.

Luces para el hogar que conocen sus patrones y pueden encenderse y apagarse según ese conocimiento.

Farolas que pueden detectar el sonido de las balas y alertar a las autoridades.

Todas estas funciones son parte del futuro de la iluminación inteligente, y la creación de nuevas funciones de iluminación como las enumeradas anteriormente está más cerca de lo que cree. A medida que los diodos emisores de luz (LED) se vuelven más comunes, las funciones de iluminación tanto en el interior como en el exterior se conectan más fácilmente a través de Internet de las cosas (IoT), volviéndose "más inteligentes".

Según una evaluación de mercado de Strategies Unlimited, la mitad del mercado residencial reemplazará sus luces actuales con LED para 2022. Esta es una estimación bastante significativa considerando que los LED representaron solo el 5% del mercado de iluminación en 2014. A medida que los LED se vuelven más populares, se encuentran disponibles más oportunidades para la iluminación inteligente.

Leer más:Iluminación inteligente como base para una ciudad inteligente

Hay dos categorías amplias de iluminación (iluminación exterior e iluminación interior) y, a continuación, cubriremos cómo estas categorizaciones se están interconectando y se están volviendo inteligentes.

Iluminación interior

El futuro de la iluminación inteligente interior se centrará en el control inalámbrico de la iluminación, proporcionando la cantidad correcta de luz a los ocupantes en el momento adecuado y de inmediato.

Cuando crea un edificio inteligente, se tiene en cuenta la iluminación natural. En cualquier edificio, querrán utilizar la luz natural tanto como sea posible para la eficiencia energética y el ahorro de costos. Pero con un edificio inteligente, la iluminación del techo y la iluminación natural funcionan en conjunto:por ejemplo, si una nube pasa y las habitaciones se oscurecen, las luces se encienden automáticamente.

LED e inteligencia de iluminación

Al igual que la iluminación exterior, la iluminación interior se está trasladando a LED. Los reemplazos de luz fluorescente no son tan maduros para los LED, y son bastante caros, por lo que todavía hay muchas bombillas fluorescentes (y probablemente las habrá durante bastante tiempo). Además, las luces fluorescentes son mucho más eficientes energéticamente de lo que solían ser, razón por la cual los LED tienen más dificultades para penetrar en el mercado de la iluminación interior. Por ejemplo, ahora mismo, si vas a un edificio y quieres reemplazar una luz, sacas el tubo viejo y colocas el tubo viejo en el troffer. Pero si desea reemplazar un LED, debe quitar todo el troffer y colocar uno completamente nuevo. O bien, debe obtener un LED bastante sofisticado con una guía de luz para reemplazar esa bombilla fluorescente que daría la misma luz .

Las luces fluorescentes se designan por la longitud en milímetros de cada bombilla. En el pasado, existían los T12:eran grandes tubos gordos de alrededor de 40 vatios y eran extremadamente ineficientes (como una vieja bombilla incandescente). Fueron reemplazados por T8 más eficientes, que todavía se utilizan en la mayoría de las oficinas. Los T8 tienen aproximadamente 35 vatios, por lo que requieren aproximadamente la mitad del uso de energía que los T12 y las bombillas incandescentes. Los nuevos T5 emiten aproximadamente la misma cantidad de luz que los T8, y tienen entre 25 y 30 vatios, lo que los hace aún más eficientes energéticamente.

La moraleja aquí es que la iluminación inteligente para edificios se trata menos de cambiar completamente a LED y más de la gestión y el equilibrio de la luz natural y la luz artificial. Es importante tener en cuenta que la iluminación inteligente no tiene por qué ser ejecutado por LED; En lo que respecta a la iluminación interior inteligente, se puede clasificar como cualquier sistema de control de iluminación inalámbrico que optimice la cantidad de luz que utiliza. La ventaja de usar LED es que son más flexibles, porque un LED es simplemente un chip con un controlador de luz. Dado que está colocando un microchip en un LED de todos modos, también puede darle a la bombilla la capacidad de ser direccionada. Cosas como las bombillas de IoT direccionadas individualmente nunca hubieran existido antes de los LED, y han traído muchos cambios al mercado de la iluminación.

El desafío de la iluminación inteligente es que, como ocurre con muchas cosas relacionadas con la infraestructura, nada se actualiza hasta que se reemplaza. Por lo tanto, en la mayoría de los edificios comerciales, las bombillas permanecerán allí hasta que se quemen y se reemplacen por otras nuevas. Pero el reemplazo es el momento perfecto para actualizar las bombillas fluorescentes e incandescentes a LED y otras funciones inteligentes.

Casos de uso de iluminación interior

La iluminación interior tiene que ver con la comodidad y el disfrute del ocupante, por lo que esas son las áreas principales donde probablemente comenzará a ver más avances tecnológicos:

• Ambiente :Philips Hue es una bombilla que cambia a la intensidad y el tono de blanco adecuados para la tarea en cuestión. Por ejemplo, la bombilla puede atenuarse o cambiar a un tono específico para "coincidir" con un determinado programa de televisión que estás viendo.
• Sencillez :Los estudios muestran (y su rutina matutina probablemente lo confirme) que a las personas no les gusta levantarse y tener que meterse con los controles de iluminación. Creo que verá más y más aplicaciones de iluminación que se incluyen en la categoría de iluminación intuitiva. Por lo tanto, las luces aprenderían los patrones de la oficina y se encenderían y apagarían en un momento determinado (similar a un termostato Nest que aprende los patrones de temperatura de la casa). En este momento, en muchos edificios "inteligentes", las luces están programadas para apagarse a una hora determinada. Si todavía está trabajando y no le gusta sentarse en la oscuridad, debe anular los controles. Con los sensores, ahora debería poder optimizar este sistema de iluminación para las personas que todavía están trabajando en el edificio en lugar de apagar la energía para todos. Esto también se puede hacer por piso o por zona.
• Temperatura de la luz :La gente prefiere diferentes temperaturas de luz, que van del azul al amarillo. Poder ajustar la iluminación a su disfrute en su espacio de trabajo es algo que también estará disponible en el futuro.
• Ahorro de energía :En Europa, las luces suelen estar apagadas en las escaleras o en las habitaciones hasta que entras. O presionas un botón o el movimiento activa las luces. En los EE. UU., Simplemente mantenemos todas las luces encendidas, todo el tiempo. Las luces inteligentes permitirían que las luces se enciendan y apaguen en función de si una habitación está ocupada o no.

El futuro de la iluminación interior es brillante. Eventualmente, las bombillas sabrán lo que la gente está haciendo y cuáles son sus preferencias, y podrán responder a esas cosas de manera apropiada.

Opciones de red de iluminación inteligente interior

• ZigBee tiene opciones de iluminación inteligente para iluminación interior.
• Algunos de los primeros 6LoWPAN opciones fueron bombillas conectadas, por lo que son un jugador en este campo.
• WiFi es casi siempre una opción, porque la mayoría de los edificios tienen algún tipo de red inalámbrica disponible.

Iluminación exterior

La iluminación exterior incluye alumbrado público, reflectores, iluminación del campus y de la escuela, iluminación del estacionamiento y mucho más.

Hay varias razones por las que las farolas pueden volverse "inteligentes" con bastante facilidad, porque están en todas partes , son relativamente estable y siempre tienen poder .

¿Qué hace que las farolas sean inteligentes?

Aquí en Link Labs, creemos que los postes de luz son una de las aplicaciones más maduras para redes de área amplia y baja potencia (LPWAN).

1. Una de las principales razones por las que las LPWAN son adecuadas para postes de luz es que la altura del punto final afecta directamente a las capacidades del rango . Supongamos que tiene un objeto de aproximadamente 1 metro (o 3 pies) de altura en el que instaló un sensor. Con una torre de estación base de aproximadamente 60 metros (200 pies) de altura, puede obtener 8 kilómetros de alcance. Si aumentara la altura del nodo final de 1 metro a 5 metros (la altura de algunas farolas cortas), ese rango sería más del doble, a casi 18 kilómetros. Por lo tanto, puede ver cómo las farolas más altas, las de alrededor de 10 metros de altura, permiten que un sensor y una estación base "hablen" a una distancia mucho más amplia.
2. Muchas ciudades y empresas están pasando de una farola tradicional (como halogenuros metálicos o gas azufre) a LED. Cuando cambian las luminarias, a menudo agregan controles más inteligentes, porque el costo y la mano de obra de agregar un sistema de control es bastante menor en comparación con el costo de agregar la luz en general .
3. Otra cosa que es agradable acerca de los postes de luz es que se encienden constantemente . Por lo tanto, también puede usarlos para otras aplicaciones. Puede tener otro repetidor en el poste de luz que pueda alimentar sensores de estacionamiento inteligentes, medidores de agua inteligentes y otros elementos de construcción inteligentes. Por lo tanto, el poste de luz en sí mismo puede actuar como un "caballo de Troya" para otras aplicaciones de ciudades inteligentes. Creemos firmemente que las farolas exteriores pueden aumentar exponencialmente la potencia de una red de área amplia de baja potencia.

Casos de uso para iluminación exterior inteligente

• Linternas para ayudar a los vehículos de emergencia .
• Luces que se encienden con un patrón determinado para guiar a los vehículos de emergencia a una ubicación en particular.
• Luces que se encienden y apagan cuando no se utilizan, para una mayor eficiencia energética.
• Detección de audio en las farolas para ayudar a identificar de dónde provienen los disparos . La farola podría ayudar a las fuerzas del orden a triangular un incidente y responder más rápido.
• Integración de la cámara del semáforo .
• Vídeos para la detección de delitos y prevención.
• Enrutadores Wi-Fi .

Con el tiempo, estas bombillas inteligentes actuarán como puertas de enlace para toda una ciudad inteligente, de modo que otras aplicaciones inteligentes puedan aprovecharlas.

Opciones de red de iluminación inteligente para exteriores

• Móvil es una opción porque los terminales (por lo general, postes de luz) están alimentados, por lo que la duración de la batería no es un problema.
• Z Wave , ZigBee y otras redes de malla 802.15.4 También existen posibilidades para la iluminación exterior, pero el aumento de la latencia, en este caso, esperar a que una señal rebote alrededor de la formación de "red" y regrese a un centro principal, puede ser un problema aquí.
• Redes de topología en estrella como Symphony Link son excelentes opciones, porque LPWAN es mucho menos costoso que el celular y más confiable que la malla.

Iluminando el camino hacia el futuro de IoT

Iluminación interior se trata de identificar y satisfacer las necesidades de sus ocupantes. Esto, por supuesto, seguirá creciendo y evolucionando. Iluminación exterior comienza a parecer muy prometedor como puerta de entrada para ciudades más inteligentes y mejor conectadas. Es una excelente manera de llevar una señal inalámbrica de largo alcance al nivel del suelo y ayudar a una mayor penetración en el edificio y una mayor capacidad y funcionalidad. No pierda de vista las luces inteligentes:están comenzando a actuar como el centro discreto y sin pretensiones de las ciudades inteligentes en todas partes.