Como funciona a iluminação pública inteligente?

Houve dias em que lâmpadas de sódio de alta pressão (HPS) estavam espalhadas por todas as ruas. De acordo com o estudo de 2002 da Navigant Consulting para os EUA Departamento de Energia, 57,8 TWh/ano foi o consumo de energia para iluminação estacionária externa. As lâmpadas de descarga de alta intensidade (HID), com 50,2 TWh/ano, foram as principais contribuintes para o consumo de energia. As enormes necessidades de energia tornaram a iluminação pública inteligente uma tecnologia necessária para países no mundo todo.

Luzes LED são parte integrante desses sistemas. Eles fornecem melhores lúmens por watt (lm/W) para eficiência energética, e sua natureza eletrônica permite que ofereçam recursos exclusivos considerados impossíveis com tecnologias de iluminação tradicionais.

Os sistemas de iluminação pública inteligente de LED têm recursos como posicionamento automático de GPS, escurecimento automático, iluminação baseada em fusos horários de latitude e longitude, upload automático de parâmetros, relatórios estatísticos de consumo de energia e alarmes de anomalia de parâmetros. Esses recursos combinados abrem caminho para uma iluminação externa sistemática, automatizada e eficiente. Este artigo abordará todos os mecanismos de funcionamento da iluminação pública inteligente, seus benefícios e seus tipos. Vamos começar!

Sistema de Iluminação Pública Inteligente e Seus Componentes

Quando usamos a palavra "inteligente" para descrever qualquer sistema, queremos dizer que ele pode coletar dados usando sensores e tomar decisões com base na saída computacional usando processadores. Usuários de sistemas inteligentes podem personalizar o processamento para alcançar os resultados desejados.

Um sistema de iluminação pública inteligente garante eficiência energética, reduz o consumo de energia e diminui a poluição luminosa, ao mesmo tempo que melhora o conforto público. Várias partes desempenham coletivamente a função de um sistema de iluminação pública inteligente. Aqui estão os detalhes deles:

●   Sensores

Os sensores atuam como entradas para o sistema de iluminação, coletando dados com base nas condições ambientais. Eles são montados no suporte de iluminação ou poste e fornecem feedback ao sistema. Na próxima seção, exploraremos os vários tipos de sensores.

●  Comunicação

Os sistemas de iluminação pública inteligentes usam métodos de comunicação como Zigbee, LoRa (longo alcance), NB-IoT (Internet das Coisas de banda estreita), Wi-Fi e redes celulares para comunicação entre as luzes e o sistema de controle central.

●   Luz LED regulável

Qualquer sistema de iluminação pública inteligente requer uma luz LED regulável. Esta luz representa uma contribuição importante para a eficiência energética do sistema e, ao mesmo tempo, para ela.’funcionalidade geral. A vantagem de sua capacidade de ajustar o brilho de acordo com a demanda usando um pequeno circuito eletrônico torna seu método de geração de luz ideal para sistemas de iluminação.

●   Chip de processamento

Um chip de processamento que se comunique com o software de controle central é necessário para controlar o sistema de iluminação. Este chip altera o brilho, coleta dados, monitora dispositivos e os controla para integrar todos os dispositivos em um sistema de iluminação pública inteligente.

●   Fonte de energia

PCBs ou chips de LED funcionam em níveis de tensão entre 0 e 12 V. Portanto, é necessária uma fonte de alimentação. Ele converte a alta tensão da linha na tensão desejada do LED com base nos requisitos do chip de processamento. Eles também são chamados de drivers de luminárias LED. Dependendo da implementação de LED do fabricante da iluminação pública inteligente, eles podem ser do tipo escurecimento de 0-10 V, temporizador, DALI ou PWM.

●   Software de controle central

É um software de fácil utilização, com uma interface que permite o gerenciamento inteligente da iluminação pública por meio de um computador ou dispositivo móvel. Também é conhecido como Sistema de Gestão Central (CMS). Existem muitos softwares proprietários de vários fabricantes de sistemas de iluminação, alguns dos mais populares são Acuity Brands Atrius, Digital Lumens LumiGrid, Hubbell Lighting iLumin, Signify Interact e Cree Lighting nLight.

Sensores para Iluminação Pública Inteligente

Em uma cidade saturada de carros e tráfego humano, os sensores dos sistemas de iluminação pública inteligentes funcionam como olhos e ouvidos. Em vez de ligar e desligar as luzes manualmente, o feedback dos sensores automatiza o sistema de iluminação usando fotocélulas e sensores de movimento. No entanto, os sistemas modernos também incluem sensores de vibração e som para um sistema integrado de gerenciamento da cidade.

❖ Sensor de luz ambiente

Sensores ópticos estão se tornando parte integrante da iluminação pública inteligente de LED. Eles monitoram as condições de luz ambiente para ajustar a intensidade ou o brilho da iluminação. Eles também podem desligar a luz com base nas condições de luz natural. Esses sensores são células fotovoltaicas que produzem eletricidade quando expostas à luz solar. A intensidade da luz que incide sobre a célula fotovoltaica converte-se em eletricidade, que atua como um sinal.

❖ Sensores de iluminação pública para pedestres

A detecção de uma pessoa passando pelo poste de luz também levará ao aumento e à diminuição do brilho da iluminação pública. A iluminação pública inteligente de LED aumentará a eficiência com base na técnica de implementação. Os sensores detectarão o movimento dos pedestres e aumentarão o brilho das luzes na frente e atrás do pedestre, mantendo o brilho baixo no restante do caminho.

❖ Sensores de tráfego

Deixar os postes de luz com a intensidade máxima desperdiça energia e recursos quando o tráfego é baixo à noite. Sensores de tráfego detectam veículos que se aproximam e aumentam o brilho do caminho à frente deles, enquanto reduzem o brilho atrás deles. Um protocolo de comunicação rápido é necessário, pois os sinais dos sensores de tráfego devem chegar à unidade de processamento para uma tomada de decisão rápida.

❖ Sensores de iluminação pública meteorológica

O sistema de iluminação pública inteligente LED obtém dados meteorológicos e os envia ao sistema de gerenciamento central (CMS). Os sensores incluem sensores de temperatura, umidade, velocidade do vento, barômetros e pluviômetros. Além disso, os sensores ultrassônicos modernos são compactos. Os instaladores podem colocá-los acima da luminária com pouco espaço ou peso adicionado ao conjunto. Este sistema pode ajudar a gestão da cidade e fornecer dados às autoridades em uma escala maior.

❖ Sensores de iluminação pública de som

Nos postes de iluminação, a administração municipal pode instalar detectores de som para o bem dos cidadãos’ segurança. Essas armas nesses detectores podem detectar tiros e dar às autoridades a localização geográfica onde tomar as medidas necessárias. O detector envia as informações usando o protocolo de comunicação definido para o CMS, que as encaminha para o órgão de segurança designado.

❖ Sensores de vibração para iluminação pública

Sensores de vibração para detecção de terremotos também podem ser instalados acima de postes de luz para detectar e tomar as medidas necessárias com antecedência. Eles podem fornecer dados ao vivo de vários locais para análises aprofundadas e respostas precisas.

Mecanismo de funcionamento do sistema de iluminação pública inteligente

O mecanismo de funcionamento de um sistema de iluminação pública inteligente envolve o uso de um controlador, iluminação, energia, comunicação e outros componentes de detecção. Todos os componentes estão se comunicando continuamente com o controlador.

Os sensores enviam dados ao controlador, que os converte para o formato digital para transmissão e controle. O controlador também se comunica com o módulo de potência para ajustar o brilho da iluminação LED ou executar a função ON/OFF. Como mencionado na seção anterior, ele gera alertas para o sistema CMS e fornece dados usando um protocolo de comunicação, como 4G, WiFi ou qualquer outro.

Benefícios da iluminação pública inteligente de LED

Os sistemas de iluminação pública inteligente baseados em LED oferecem enormes vantagens econômicas, de segurança e personalização que os sistemas de iluminação tradicionais não conseguem alcançar. Aqui estão alguns dos principais benefícios da iluminação LED inteligente:

• Eficiência Energética:  Reduz o consumo de energia usando detectores de movimento e recursos de escurecimento para fornecer iluminação somente quando necessário.
• Economia de custos:  Reduz os custos de eletricidade em 50-75% e proporciona rápido ROI.
• Segurança Pública:  Aumenta a segurança por meio de melhor iluminação e integração de sensores que detectam tiros e monitoram o tráfego.
• Coleta de dados:  Reúne dados essenciais para ajudar as cidades a tomar decisões bem informadas e melhorar a usabilidade para os moradores.
• Escalabilidade e Flexibilidade:  Fácil de escalar e adaptar à cidade inteligente do futuro sem exigir mudanças completas na cidade’infraestrutura.
• Impacto Ambiental:  Reduza as emissões de CO2 para apoiar suas metas de sustentabilidade.
• Melhorias de manutenção:  Facilita o monitoramento remoto e reduz os custos de manutenção por meio de atualizações e alertas em tempo real.
• Desenvolvimento urbano:  Forma a base para a infraestrutura de cidades inteligentes, permitindo o monitoramento da qualidade do ar, controle de tráfego, Wi-Fi público e muito mais.
• Benefícios econômicos:  Aumenta a receita dos negócios locais e reduz as taxas de criminalidade por meio de melhores ambientes urbanos.
• Longa vida útil: Devido à longevidade das lâmpadas LED — até 20 anos — elas precisam ser substituídas com frequência e, portanto, com menor custo.

Estudos de caso de iluminação pública inteligente por LED

Inúmeros estudos de caso comprovaram a viabilidade de sistemas de iluminação pública inteligente de LED. Várias cidades no mundo todo estão adotando a tecnologia, e os resultados merecem ser discutidos. Aqui estão alguns dos casos:

1  Chicago

Chicago está liderando com um projeto de US$ 160 milhões para substituir 85% de sua iluminação pública por postes de luz inteligentes. A iniciativa projeta reduzir o consumo de energia em 50-75%.

2  Los Angeles

80% das estradas de Los Angeles agora têm iluminação pública inteligente instalada. As luzes conectadas têm lâmpadas de LED, conectividade sem fio 4G LTE e sensores para detectar tiros e outras ameaças. No primeiro ano, Los Angeles viu uma redução de 63% nos custos de energia e melhorou o serviço de celular em toda a cidade.

3  Dallas, Texas

O programa Smart Cities Living Lab apresenta 23 postes de iluminação pública inteligentes com lâmpadas LED e dispositivos para gerenciamento de estacionamento, irrigação de gramados e qualidade do ar no Distrito Histórico de West End, em Dallas. No entanto, os resultados incluem uma queda de 35% nos custos de energia, um aumento de 12% na receita dos negócios locais e uma queda de 6% na criminalidade. Se Dallas implementar totalmente a tecnologia em suas 85.000 luzes, poderá economizar cerca de US$ 90 milhões anualmente.

4  Schenectady, Nova York

Usando luzes de LED, a Schenectady está implantando iluminação pública inteligente com um sensor de movimento para diminuir a intensidade da luz quando não há tráfego. Toda a rede é acessível por meio de um navegador web seguro. Câmeras HD em postes de iluminação melhoram o fluxo de tráfego e a segurança dos cidadãos. O prefeito está explorando maneiras adicionais de aproveitar a tecnologia de IoT para manutenção da cidade e melhorias de infraestrutura.

5  Yasi, Romênia

O Projeto de Iluminação Pública Inteligente em Yasi, Romênia, visa transformar a iluminação pública nos subúrbios. Inicialmente, mais de 8.000 postes de luz inteligentes foram instalados pela administração, e modos inteligentes de economia de energia e escurecimento automático foram adotados para reduzir o consumo de energia em mais de 50%. A CHZ Lighting, em colaboração com a Zhejiang Fangda Intelligent Control Co., Ltd., lançou postes de iluminação pública inteligentes usando a mais recente tecnologia de interconexão 4G. O sistema usa um controlador centralizado para enviar sinais para a nuvem, permitindo monitoramento remoto e controle de escurecimento via servidor e terminais móveis.

6  Suceava, Romênia

Em Suceava, Romênia, a CHZ Lighting instalou mais de 1.600 postes de luz inteligentes ST29-30W na cidade e em suas vilas. Utilizando a mais recente tecnologia de interconexão 4G, cada poste de luz faz parte de um grupo interconectado, com sinais enviados para a nuvem por um controlador centralizado. O resultado é uma maneira de manter os proprietários no controle e até mesmo gerenciar as luzes remotamente para operá-las e economizar grandes quantidades de energia de forma eficiente. O projeto foi bem recebido, melhorando muito a qualidade da iluminação, reduzindo o consumo de eletricidade e simplificando a manutenção.

Vantagens da iluminação pública inteligente CHZ Lighting

Se você está procurando uma marca confiável para seu projeto de iluminação pública inteligente, a CHZ Lighting é a melhor opção. Eles incorporam muitos recursos que de outra forma seriam impossíveis em um sistema de iluminação tradicional. Aqui estão as principais vantagens de fazer parceria com a CHZ Lighting para uma configuração abrangente de iluminação pública:

• CAT4 para Comunicação:  O uso da comunicação 4G de banda completa para conexão confiável permite o posicionamento automático por GPS do cartão SIM do poste de iluminação pública.
• Transmissão de dados:  Essas luzes podem fornecer automaticamente relatórios estatísticos de consumo de energia e carregar parâmetros automaticamente.
• Sistema de alarme:  Os controladores de LED enviam um sinal ao CMS sobre qualquer anomalia de parâmetro que pode reduzir os custos de visita da equipe de manutenção.
• Circuito de controle:  Escurecimento automático baseado em três técnicas: 0-10V / Temporizador / DALI. As luzes podem detectar automaticamente a geoposição (latitude e longitude) para ligar/desligar os LEDs com o nascer e o pôr do sol.
• Chips de LED SMD Premium:  Utiliza chips Philips 3050 ou 5050 de alta qualidade para desempenho superior >Eficiência luminosa de 160 Lm/W.
• Drivers robustos:  Todas as luzes LED CHZ usam drivers MW, um dos líderes do setor.
• Certificações:  A CHZ fabrica seus produtos LED usando tecnologia padronizada e certificações internacionais, incluindo CE, CB, ENEC+, ENEC, ROHS, ISO9001, ISO14001, ISO50001 e ISO45001.
• Classificações de IP:  A CHZ Lighting produz gabinetes que fornecem classificações IP66 / IK09 para resistência à água, areia e impacto.
• Vida: Os módulos de iluminação CHZ oferecem mais de 50.000 anos de vida útil.

Conclusão

A tecnologia de iluminação pública inteligente agora está comprovada e bem estabelecida. Muitos exemplos comprovam a viabilidade desses sistemas para o desenvolvimento urbano moderno. Você pode incorporar sensores de clima, som, iluminação, terremoto e proximidade para criar um sistema robusto que proteja autoridades em condições de campo extensas nas cidades. Eles podem reduzir as contas de energia e ajudam a controlar o crime por meio de detectores de tiros.

O sistema de iluminação pode incluir módulos de alerta público, câmeras, sinalização digital e outras aplicações de iluminação pública. A rápida conectividade 4G nos dispositivos de iluminação pública inteligente CHZ libera um enorme potencial para incorporar mais sensores e dispositivos na unidade. Visite o site da CHZ Lighting para encontrar uma ampla gama de soluções ideais para iluminação pública inteligente. Esperamos que você encontre produtos para seu próximo grande projeto de iluminação pública inteligente!