Bu yazıda, tüketici pazarındaki otomatik akıllı aydınlatma çözümlerinden bazılarını ve birbirine bağlı ev uygulamaları için pazar geliştirme çalışmalarını hızlandırmak için en son Düşük Güç MCU, kablosuz teknoloji ve ağ ağı standartlarını nasıl sağlayacağımızı keşfedeceğiz. Buna ek olarak, ana kablosuz teknolojilerin karşılaştırmasını ve Silikon Labs için endüstri tarafından başlatılan kablosuz Gecko Çok Protokollü Kablosuz SOC Çözümünü ("çekirdek Bilim" olarak da bilinir) içeren LED ampullere akıllı bağlantı sağlamak için gerekli unsurları keşfedeceğiz ").
Akıllı aydınlatma bölünmeyi neden geçemedi?
Akkor ampullerden flüoresan ışıklarına, LED'lere kadar, ortak ampuller 140 yıllık gelişim geçirdi ve LED'ler en önemli ilerlemelerden biri olabilir. Daha spesifik olarak, Edison'un geliştirilmesine öncülük eden akılcı, ampullerin kullanımını hiç düşünmemişti.
Ancak, ara bağlantı aydınlatması uzun süredir devam ediyor, bu yüzden Internet çağındaki diğer tüketici odaklı teknolojiler kadar büyük başarı elde etmediniz mi?
1. Akıllı aydınlatma kurulumu kolay değildir, maliyet
Bir giriş bariyeri, birbirine bağlı aydınlatmayı kurmak için gereken iş miktarıdır. Bu iş kesinlikle basit değildir. Kullanıcı, düğmenin gücünü kesmek, düğmeyi çıkarmak ve yeni bir düğme ile değiştirmek anlamına gelen düğmeyi değiştirmelidir. Ev geliştirme programlarının bu seviyesi çoğu ev sahibinin erişiminin ötesinde. Piyasanın gelişimini bağlayan diğer bir faktör maliyettir. Tüketici odaklı fiyat düşürüldüğü müddetçe, kabul oranı her şeyde olduğu gibi artacaktır. Yeni anahtarlar, kablolama ve yapay maliyetlerin donanım devre kurulumu ucuz değil, LED çok popüler olsa bile, maliyet hala önemli bir engel. Ama şimdi işler değişti.
2014'te, standart LED ampullerin fiyatı 25 $ 'dı ve bugünlerde fiyatlar sadece 2 $ civarındaydı. Tipik bir Amerikan ailesi 40 lamba yuvasına sahiptir ve bir lamba satın alma maliyetinin yaklaşık 1.000 ABD doları civarında olduğunu düşünün. Buna ek olarak, çok protokol esnekliği ve kullanım kolaylığı, daha iyi bir kullanıcı deneyimi ve gelişmiş kullanım durumu sağlar. Şebekeyi Bluetooth'la ZigBee cihazına basitçe dağıtabilir veya ZigBee'yi veya ipliği ve Bluetooth'u aynı anda çalıştırabilirsiniz.
Maliyetin yanı sıra, LED ampuller gerçekten de uygulamalı çözümlerdir. Ampulü mevcut lamba tutucusuna takın ve akıllı telefon aracılığıyla hemen bağlayın. Her yerde bulunan bağlantı da LED'in büyük avantajlarından biridir. Neredeyse tüm akıllı telefon kullanıcıları bağlantıları nasıl kullanacaklarını bilir. Sonuç olarak, yalnızca LED'ler iki temel engelin üstesinden gelmiştir: kurulumu kolay ve kullanımı kolaydır.
2. Kablosuz protokol standartları karışık, çoklu protokol tasarımı kurtarmak için sabırsızlanıyor
Bahsettiğimiz başka bir engel, anlaşmanın farklı standartları da çözülebilir. Günümüzde birbirine bağlı ampullerin çoğu ZigBee veya Low-power bluetooth kullanıyor. Bağlantı anahtarı, ZigBee'nin yanı sıra özel protokolleri de kullanabilir. Çok protokoller gittikçe önem kazanmıştır, çünkü her standart kendi avantaj ve dezavantajlarına sahiptir, üretici bir sözleşmeyle bahis oynayarak risk altına girme riskini almakla ilgilenmez. Bu nedenle, çözüm, geliştiricilerin hangi protokollerin uygulamalarına en uygun olduğuna esnek bir şekilde karar vermelerine izin verirse, çözüm piyasayı henüz mevcut olmayan bir şekilde açacaktır. Tek bir kablosuz iletişim protokolünü seçmede bir diğer faktör bölgesel tercihtir.
Örneğin ZigBee'nin Amerika Birleşik Devletleri'nde güçlü bir etkisi var, ancak Asya'da değil. Sonuç olarak, satıcılar ZigBee'nin Kuzey Amerika'daki ürün sürümünü oluşturmak ve Asya'da Düşük Güçlü bir Bluetooth kullanan ürünün başka bir sürümünü oluşturmak zorunda kalabilirler. Bu noktada, yardımcı olması için silikon laboratuar tedarikçilerine ihtiyacınız var.
Hem şimdi hem de gelecekte, yeni EFR32 kablosuz gecko, bağlantıyı basitleştirebilir. Yeni kablosuz gecko daha fazla hafızaya sahip, kablosuz yazılım güncellemeleri gibi özellikler sağlıyor ve gelişmiş ve gelişen site protokolü gereksinimleri için uygulamaları destekliyor.
Örneğin, bir müşteri sadece ZigBee kullanan bir armatür satın alırsa, armatürün mevcut bir ZigBee ağına veya ağ geçidine bağlı olduğundan emin olmanız gerekir. Bununla birlikte, çoklu protokol desteği ile son kullanıcılar mutlaka bağlı oldukları ağ türünü bilmiyorlar.
Eğer tedarikçi hem ZigBee'yi hem de Bluetooth'u destekliyorsa durum değişecektir. Cihaz varsayılan olarak Bluetooth'u kullanır ve akıllı telefon uygulamaları aracılığıyla kontrol edilir. Uygulama daha sonra başka ağları arayabilir ve ZigBee ağı tanınırsa katılabilirsiniz. Cihaz daha sonra bir ZigBee cihazı olarak kullanılmak üzere yapılandırılacak veya önyüklenecektir. Son kullanıcının, başka bir şey hakkında endişelenmek zorunda kalmadan, uygulamayı kullanmak dışında, neler olup bittiğini bilmesine gerek yoktur.
Benzer şekilde, ağ geçitleri eklemek ağın yerel ağın ötesine geçmesini sağlayabilir. Aydınlatma şebekesini yönlendiriciye bağlayarak cihaz evde değilken kontrol edilebilir ve izlenebilir.
Tüm bunlar gerçekleştiğinde, kullanıcı arka planda oluşan tüm bağlantı olaylarının farkında bile değil. Sessiz çalışır.
Şimdi, çoklu protokol uyumluluğunun esnekliği ve kullanımı kolay bir rekabet avantajı haline geldi,
Daha iyi kullanıcı deneyimi ve geliştirilmiş kullanım durumu sağlar.
Sıradan LED ampulü akıllı yapın
LED ampuller birkaç nesil boyunca gelişti ve şimdi daha iyi renk dengesine, daha güçlü güvenilirliğe ve daha düşük maliyetlere sahip. Birçok led ampul üreticisi, daha akıllı birbirine bağlı ampullerin nasıl oluşturulacağına bakıyor. LED ampullere akıllı kablosuz bağlantı sağlamak için bazı tasarım zorluklarının üstesinden gelinmesi gerekiyor. ZigBee ve Bluetooth Smart için RF modülleri almak kolaydır. Üst düzey bir bakış açısından, RF modülünü mevcut tasarıma eklemek çok basit görünüyor.
LED ampullerdeki elektronik balastlar genellikle pmik ve bazı yüksek gerilim ayrı bileşenler içerir. Elektronik balast genellikle sabit parlaklık elde etmek için LED ampulü sabit akımla yönlendirir ve giriş voltajına veya sıcaklığına göre değişmez. Elektronik bileşen aynı zamanda iyi bir güç faktörü sağlar ve konvansiyonel duvar tipi dimmer ile kullanılabilir.
Pmic genellikle pmic'in kendisi için bir yardımcı güç kaynağı içerir. Pmic Yardımcı güç kaynağı, MCU, Kablosuz SOC veya RF modülü güç kaynağı için de kullanılabilir. Yardımcı güç kaynağı tipik olarak kararsız bir 10 ila 15V güç kaynağıdır. Bu nedenle, sabit bir 3V veya 1,8V güç kaynağı sağlamak için bu gerilimi azaltmak için doğrusal bir regülatör gereklidir.
İkinci meydan okuma, LED'lerin nasıl kapatılacağını veya LED'lerin nasıl karartılacağıdır. Bir yöntem, MCU'nun anahtar kontrolü için kullanıldığı şekilde, katot ve LED'in zemini arasında bir MOSFET eklemektir. Pmic aslen sabit bir yük için tasarlanmışsa bu yöntem bazı problemler ortaya koyar. Pmic'i de devre dışı bırakmak yardımcı gücü devre dışı bırakır ve bu nedenle kullanılamaz.
1498178137091087781. png
Devre, LED ampullere akıllı bağlantı sağlamak için ihtiyaç duydu
Akıllı birbirine bağlayan LED ampullerin önceki nesilleri modifiye edilmiş temel LED ampul tasarımlarını kullanır. Yeni nesil akıllı LED ampuller, balast elektroniğini akıllı ampuller için özel olarak tasarlanmış pmic ile birleştiriyor. Bu tasarımlar, her zaman etkin olan ve ilave MOSFET olmadan LED'lerin parlaklığını kontrol edebilen sabit bir düşük gerilim güç kaynağı içerir.
EPA Energy Star programı ve Kaliforniya Enerji Komisyonu (ÇEV) başlığı 20 elektrik verimlilik planı gibi enerji tasarruf standartları, bekleme akımı veya emilen akım için kesinlikle zorunludur. Energy STAR Bulb Spesifikasyonu 2. 0 versiyonu, bekleme gücünün MW başına düşen enerjiden daha düşük olması şartını öngörür. MSK'nın ünvan 20 daha katı ve bekleme modunda güç MW'dan daha düşük olmalıdır. Kablosuz alıcı-verici gücü bu sınırın çok altında olmasına rağmen, AC hat voltajını RF alıcı verici voltajına dönüştürmek hala bir zorluktur. RF modülünün yaklaşık MW güç sağlamak için yardımcı güç kaynağının% 50'den fazla verimlilik ve 100mW'dan daha az statik akım tüketimi gerekir.
RF modülü ve anten düzeni, bazı fiziksel tasarım zorluklarını ortaya koymaktadır. Temel LED ampulün Balast devresi kartı, genellikle anahtarlama güç kaynağının EMI'sini en aza indirgemek için metal bir bariyer içerir. Akıllı LED ampul tasarımı iyi bir anten sağlamak için balastı ve RF'yi korumalıdır. RF modülü ampulün üst kenarına dikey olarak yerleştirilirse, modüldeki basit PCB anteni çalışabilir. Bununla birlikte, bu ışık iletimine müdahale edebilir ve akıllı yarı iletken LED ısı kaynağı yakınında olmasını sağlayabilir. Tasarımcı, RF performansının ampul kullanılabilirliği üzerindeki etkisini dikkatle düşünmelidir. Güvenilir bağlanabilirlik tüketiciler için önemlidir.
Son olarak, RF modülünün sıcaklık ortamı da göz önünde bulundurulmalıdır. İdeal olarak, RF modülleri LED ve balast elektronik bileşenlerin ısısından çok uzak olmalıdır. Bununla birlikte, fikir bazen pratik değildir. LED'lerin ve kablosuz SOC'nin güvenilirliği, LED'lerin sıcaklığını ve kablosuz SOC'yi izleyerek ve ısıyı sınırlandırmak için LED'leri karartarak geliştirilebilir. Kablosuz Soc'un bir yonga sıcaklık sensörü olabilirken, LED'in yakınındaki termistör LED sıcaklığını izleyebilir.
Kablosuz güncelleme ve ortak önyükleme yükleyicisi
Son olarak, gelecekteki ihtiyaçlara uyum sağlayan mevcut ekipman, kablosuz işlevin ana avantajlarından biridir. Harici bir saklama gerektirmeden kablosuz bir aygıta yeni bir resim dosyası aktarma, satıcının mevcut aygıta yeni işlevler getirebileceği anlamına gelir.
Daha önce de değindiğimiz gibi, bir ailenin 40 ampulü olması nadir değildir. Her bir ampulün elle değiştirilmesi, en yeni Bluetooth standardı piyasaya çıktığında zahmetlidir, ancak şimdi endişelenmeniz gerekmez.
Artık tüm kablosuz standartlar için geçerli olan ortak bir önyükleme yükleyicisi kullanarak ZigBee veya Bluetooth'un en son sürümünü güncellemekle sınırlı değilsiniz. ZigBee ve Bluetooth arasında ileri geri geçiş yapabilirsiniz.
En çok satan ürünler: 90W Güç Tasarruf 120lm / W LED sokak lambası , 150W Die Döküm Alüminyum Açık Yüksek Güç LED Sokak Lambası , 120W Enerji Tasarruf Açık LED Sokak Lambası , 60W 120lm / W Highbright İnce LED Sokak Lambası
