Интернет-технологии в освещении

Инновации в освещении, как и во многих сферах нашей деятельности, все чаще связаны с Интернетом. В этой статье мы разберем, как объединение интернет-технологий и современного светодиодного освещения позволяет получить совершенно новые функции.

Управление светом через Интернет

Осветительные приборы, управляемые с пульта по радиоканалу, уже давно известны. Но им свойственны следующие основные недостатки:

• совместимость разных пультов и разных светильников не гарантируется;
• обычно такие решения позволяют управлять в пределах одной комнаты;
• возможности расширения функций ограничены.

Для решения указанных проблем следует использовать технологию «Интернета вещей» (IoT – Internet of Things). В этом случае передача данных строится на основе IP-протокола, лежащего в основе глобальной сети Интернет. Управлять освещением в доме можно с мобильного устройства (планшет или смартфон), специализированный пульт не требуется. Для этого достаточно установить на портативное цифровое устройство специальное приложение. Применяются широко распространенные технологии передачи данных Bluetooth и Wi-Fi.

Большой популярностью пользуются iot устройства для управления светодиодной лентой. И это не удивительно — современные светодиодные ленты бывают RGB (можно произвольно менять цвет), RGBW (то же самое плюс чистый белый оттенок) и TW (регулируется оттенок белого свечения) типов. А в последнее время появились ленты, сочетающие в себе возможность изменения цвета и регулировки цветовой температуры белого. Все это позволяет реализовать разнообразные эффекты, которыми удобнее управлять с мобильного устройства, чем с пульта.

Также большой популярностью пользуется система в следующем составе: лампочка и датчик освещенности IoT. По сравнению с традиционными протоколами управления освещением, установку и настройку такой системы пользователь может осуществить самостоятельно. Причем ему не нужно даже расставаться с уже имеющимся светильником — достаточно заменить в нем обычную лампу на «умную», с поддержкой IoT.

Облачные технологии

«Умный» свет — это не только включение и выключение приборов по таймеру, либо от датчиков освещенности и движения. Предусмотрены и более продвинутые функции. Например, в ваше отсутствие дома по заданной вам программе будут включаться и выключаться светильники. Эта функция позволяет имитировать присутствие людей в жилище. Все большую популярность получает биодинамическое освещение, подразумевающее автоматическое изменение оттенка свечения в зависимости от даты, времени суток и географической широты. Тем самым искусственное освещение по своим свойствам приближается к естественному. Реализация этих и многих других функций требует установке в доме специального сервера. Но можно использовать вместо него облачные сервисы в Интернете. Сигналы управления отсылаются с мобильного устройства в облачный сервис, обрабатываются его программным обеспечением и в виде команд для конкретных осветительных приборов передаются на объект. Как правило, взаимодействие «умных» ламп и светильников с облачным сервисом осуществляется через специальный шлюз. Такой подход имеет, по сравнению с физически существующим сервером, следующие преимущества:

• нет затрат на приобретение и обслуживание сервера;
• возможность управления освещением дистанционно, из любой точки планеты, где есть доступ в Интернет;
• оперативное обновление алгоритмов управления, что особенно важно для биодинамического освещения.

Тем не менее, даже если на объекте установлены всего лишь iot устройства для управления светодиодной лентой, применение облачного сервиса дает выигрыш, поскольку позволяет практически полностью автоматизировать процесс настройки оборудования.

А что будет, если в месте, где установлена система «умного» освещения, вдруг пропадет доступ в Интернет? На этот случай обычно предусматривают возможность управления базовыми функциями, такие как включение/выключение, напрямую. Возможно, лампочка и датчик освещенности iot на какое-то время перестанут взаимодействовать, если было предусмотрено их «общение» через облачный сервис. Но пользоваться светильниками и лампами как обычными устройствами без «умных» функций будет возможно.

Наиболее популярным является облачный сервис Tuya. Протокол обмена в этом сервисе открыт для других фирм. Поэтому для использования совместно с Tuya (кстати, полное название этого сервиса — Tuya Smart) выпускается самое разнообразное оборудование, не только для освещения. Таким образом, появляется возможность интегрировать различные элементы «умного дома» на основе облачного сервиса. При этом пользователю не обязательно как работает протокол Tuya, чтобы пользоваться этим сервисом, достаточно лишь установить на мобильное устройство соответствующее приложение.

Кроме этого, сервис Tuya, протокол обмена которого открыт и для производителей «софта», интегрируется с разнообразными голосовыми помощниками, в том числе и с популярной в России «Яндекс Алисой».

Если вы хотите более подробно узнать о том, как работает протокол Tuya, чтобы правильно выбрать оборудование, рекомендуем прочесть следующую статью: "Arlight TY: управляйте освещением с мобильных устройств"

Интернет через освещение

В отличие от других источников света, светодиоды отличаются очень малой инерционностью, а на их долговечность практически не влияет количество циклов включения/выключения. Поэтому светодиоды можно включать и выключать с частотами вплоть до десятков мегагерц. При этом такие пульсации не будут заметны человеческим глазом. Появляется возможность передавать информацию, модулируя световой поток светодиодного светильника. Поток информации по направлению к пользователю (downstream), как правило, больше, чем от него (upstream). Поэтому downstream реализуется в видимом спектре, а upstream передается по специально организованному инфракрасному каналу. Данная технология организации доступа в Интернет получила название Li-Fi. Скорость передачи для нее пока не превышает теоретический предел для новых версий Wi-Fi, но на практике, из-за перегрузки Wi-Fi диапазонов, оказывается больше.

Li-Fi модемы изготавливаются в виде брелков, вставляемых в USB-разъемы. Пока их производят в основном для ноутбуков.

Технология Li-Fi пока нашла применение в двух сферах. Во-первых, там, где требуется высокая степень защиты информации, поскольку световое излучение, в отличие от излучения радиочастотного диапазона, не проходит через стены. Во-вторых, в местах, где установлены высокочувствительные датчики (фармацевтические производства, медицинские учреждения и т.п.), для которых Wi-Fi создает помехи.

В отдаленной перспективе передача данных по свету в «умном доме» тоже может найти свое применение. Ведь все больше идет речь об «электромагнитном загрязнении» окружающей среды. На пути дальнейшего развития беспроводных технологий может встать нежелание людей устанавливать у себя устройства, дающие излучение в радиочастотном спектре. Технология Li-Fi в этом смысле не несет никакого вреда. Многие устройства «умного дома» только принимают команды, поэтому передача upsteam для них вообще не нужна. Таким образом, не нужен отдельный передатчик, его функцию выполняет светильник. Управляемое устройство должно работать обязательно при включенном освещении. Но уже есть вариант Li-Fi, в котором downstream реализуется на основе инфракрасного канала. Насколько широко будет применяться передача данных по свету в «умном доме» — покажет время.