Controllo e Efficienza Energetica nel Lighting. Luca Coppadoro Technical Sales Manager Europe West

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1 Controllo e Efficienza Energetica nel Lighting Luca Coppadoro Technical Sales Manager Europe West

2 Agenda Introduzione a Echelon Il controllo nel mercato dell illuminazione Soluzione Pyxos per LED Soluzione Power Line per l illuminazione pubblica 2

3 Echelon Profile Dal 1988 leader nelle tecnologie per l automazione Prodotti incentrati sul risparmio energetico Due linee di prodotti LONWORKS Infrastructure NES Networked Energy Services 3

4 La Piattaforma LONWORKS Tecnologia basata sullo standard ISO/IEC Oltre 80M di chip installati Nuova piattaforma LonWorks 2.0 Adottato da migliaia di aziende Honeywell, Group Schneider, Siemens, US Army Corps of Engineers, McDonalds Ideale per applicazioni di energy management Monitoraggio e controllo consumi Dispositivi, edifici, abitazioni, citta, paesi 4

5 Prodotti LONWORKS Delivering Green Building Automation Riduzione consumi del 10-70% Sistemi di Street Lighting Riduzione consumi fino al 50% Prodotti LONWORKS Efficienza Energetica Industrial applications Riduzione consumi fino al 20% Domotica Riduzione dei consumi fino a $30 all anno per elettrodomestico 5

6 Mercati Target nel Lighting

7 Segmenti di Mercato Architectural/ Outdoor Lighting Residential/ Commercial Lighting Hospitality (Restaurants/ Lounge/Hotels/ Warehouse) Display/ Shelf Lighting Theater/ Stage Lighting Requisiti di Potenza Alta Med Med Bassa Alta Requisiti di Banda (frequenza di controllo) Bassa/ Med Bassa Bassa/ Med Bassa/ Med Alta 7 Nessuna tecnologia soddisfa da sola tutti i requisiti

8 Le Due Soluzioni Echelon Power Line Usa gli stessi cavi del 220V Peer-to-Peer Intelligenza distribuita Supporta varie decine di dispositivi Comunicazione ad eventi 5.4 kbps Supporto messaggi broadcast Standard ISO/IEC Supporta distanze alte a seconda della qualita della linea Pyxos Usa cavi dedicati Master-slave Intelligenza centralizzata Fino a 32 nodi in un segmento kbps Comunicazione TDM Bus alimentato proprietario Fino a 400m a seconda della topologia scelta P LonWorks PL Network P P P P P P P P P P P P Pilot 8 52 P

9 Quale Usare? Power Line Pyxos Cavi separati per alimentazione e comunicazione Link-power Potenza Alta Alta Bassa/ Med Banda Bassa Alta Alta No nuovi cavi necessari Miglior tecnologia PL disponibile oggi Soddisfa requisiti di alimentazione e banda di qualsiasi applicazione Ideale per applicaizoni a bassa potenza; Un solo cavo necessario 9

10 Power Line Benefici primari: nessun nuovo cavo + nessun limite di alimentazione Street light intelligenti Illuminazione architetturale ad alta potenza Luci di alta gamma Installate in posti difficili da raggiungere per la manutenzione Colori dinamici Illuminazione di emergenza Manutenzione ottimizzata Miglior compatibilita con le norme Applicazioni di retrofit Illuminazione generale Hospitality (alberghi, aereoporti, etc.) Mood lighting 10

11 Pyxos Benefici primari: Velocita + Link-Power Illuminazione generale Nuove costruzioni Soluzioni a bassa tensione Luci decorative esterne Decorazione edifici Media potenza (5-20W) Display/Cartelloni Controllo colori rapido Media potenza 11

12 Luci Decorative Esterne Benefici del controllo Cambio colori e configurazione scenari Installazione e manutenzione a basso costo Autoinstallazione, cavo non polarizzato Link-Power Un solo cavo per alimentazione e dati Rilevamento guasti Comunicazione bidirezionale Controller 1W-15W Lights (32 nodes on each channel) 12

13 Illuminazione Generale Residenziale, hotel, centri commerciali Benefici del controllo Configurazione dinamica scenari Interazione utente tradizionale Deviatori elettronici senza cavi addizionali Installazione standard a basso costo Applicabile alla vendita in kit OR 15W-20W Lights Controller Occ Sensor Light Sensor 13

14 14 Illuminazione per Terziario

15 Pyxos con LED Lighting

16 La Potenza e Nulla Senza Controllo Senza controllo, i LED si comportano come luci tradizionali Si, abbiamo il tradizionale risparmio energetico tipico di luci a LED ma ci sono altre ragioni per aggiungere il controllo 16

17 Luci a LED + Controllo Dimming Ancora piu risparimo energetico Gestione Scenari Illuminazione architetturale Luci d atmosfera (hotel, hall, ristoranti) Display e cartelli Luci Intelligenti Controllo a luce costante Temperatura dinamica della luce Comunicazione Bidirezionale Ottimizzazione della manutenzione Misure antifurto 17

18 Componenti Soluzioni a LED Comunicazione Twisted-Pair/Flat Cable: Pyxos, DMX512, DALI No New Wires: Power Line, RF Driver ST, Infineon, TI, National, etc. LED Luminus, OSRAM, Avago, etc. Nota: Anche il Power Line puo essere usato in applicazioni a LED 18

19 La Piattaforma Pyxos Flessibilita Comunicazione Link- Power (alimentazione e dati sullo stesso cavo) Piccole dimensioni (20- pin QFN 5mm x 5mm) Architettura espandibile Interfaccia SCI/SPI Alte Prestazioni Alta velocita di risposta (<= 25ms) Deterministica 312.5kbps Comunicazione bidirezionale Basso Costo Auto installazione Cavi non polarizzati Topologia libera Doppino o cavo tripolare piatto 19

20 Soluzioni Pyxos Link-Power Alimentazione e dati sullo stesso cavo di rete Link-power su doppino Fino a 0.4W per nodo 3.3mV Doppino standard Link-power su cavo piatto Da 1W a oltre 20W per nodo Cavo piatto tripolare Economico e facile da procurare Disponibile in vari spessori 16/2, 14/2, 12/2 e piu piccoli 20

21 Vantaggi del Cavo Piatto Meno errori di cablaggio Insensibili alla polarita Power Data Installazione rapida e flessibile Power I dispositivi possono essere aggiunti in qualsiasi punto del cavo con connettori a insulation displacement 22

22 Echelon Reference Design ad Alta Potenza Network Coupling 3.3V Linear Regulator 24V AC/DC Power Supply (NXP) (OnSemi) Pyxos SPI µc PWM/Buck ON Buck* 3.3V Boost ON + - LED Lights Motors Thermostats Security Cameras Light Sensors Motion Sensors CO2 Sensors Switches Blinds Motor Robotic Actuators Sensors inside Machines Design modulare Uso opzionale del Power Factor Correction (PFC) *Il buck driver puo essere a tensione costante o corrente costante Driver multipli in parallelo possono controllare sensori/attuatori multipli nello stesso nodo License agreement Royalty Free 23

23 Reference Design Contenuto Hardware Software Schemi elettrici per Pyxos Point Layout per Pyxos Point Pyxos Point API e driver seriale (per NXP LPC 9107 usato nel reference design) Bill of Materials per Pyxos Point Note: il Pyxos Pilot si basa sugli stessi schemi e layout ma un diverso microcontroller Pyxos Pilot API and driver seriale (per NXP LPC 2103 ARM 7) 24

24 Reference Design Benefici Minima difficolta di design BOM gia ottimizzata per costo e dimensioni Resta solo da scrivere il software nel microcontroller PCB di dimensioni ridotte Time-to-market ridotto EBV fornisce tutti i componenti Tempi di sviluppo molto brevi Facile integare Pyxos in nodi di piccole dimensioni 25

25 Esempio di Implementazione PCB di ridotte dimensioni Esempio include lo stadio PFC/Boost Puo essere rimosso per diminuire ulteriormente le dimensioni Facile da integrare in dispositivi con spazio limitato (es. shelf lighting o landscape lighting) 4.2 cm 26

26 Maggiori Informazioni Pagina Web White Paper Download dal sito Echelon 27

27 Power Line nell Illuminazione Pubblica

28 Power Line Le reti power line sono progettate per trasmettere potenza, non dati Dimmer Triac Producono forti impulsi a 100MHz o 120MHz Switching power supply Fondamentali da 20kHz a >1MHz Molte armoniche Intercom power line Da 3V pp a 7V pp, 150kHz - 400kHz Motori di elettrodomestici Impulsi ad alta ripetizione 29

29 La Tecnologia Power Line Echelon Frequenze Dual Carrier Secondary Carrier Primary Carrier Modalita di funzionamento Dual Carrier Passaggio automatico alla prequenza secondaria quando la primaria e bloccata dal rumore La scelta delle due frequenze evita che le armoniche le blocchino entrambe Grantisce che i pacchetti dati siano ricevuti in modo affidabile anche in presenza di elevati livelli di rumore f(hz) 30

30 La Tecnologia Power Line Echelon Transceiver di 4 a generazione Standrd ISO/IEC Certificata per uso in tutto il mondo Compatibile con norme FCC, Industry Canada, Japan MPT e CENELEC EN Tecnologia power line affidabile Error correction brevettata integrata a basso overhead Cancellazione rumore e correzione distorsione basate su DSP Amplificatore ad alta potenza (opzionale) 31

31 Smart Transceiver PL3120/70 e PL3150 Neuron core a tre processori Livello MAC Livello di rete Livello di applicazione 32 Echelon Confidential Un intero nodo intelligente su un chip EEPROM ROM Memoria per: RAM Applicazione Network management Protocollo ISO/IEC bit Neuron ID PL 3120/70 4KB di EEPROM, PL KB esterni Tecnologia power line di livello 1-2 Compatibile con i transceiver PLT-20/21/22 Oltre 40 milioni di nodi insallati Neuron Processor Core Power Line Transceiver

32 Driver di Mercato Consumi energetici ridotti Illuminazione solo dove serve, quando serve Manutenzione ottimizzata Altro Diagnostica e notifica guasti automatica Vita delle lampade piu lunga Piu sicurezza pubblica Piu flessibilita nei servizi al cliente Nuovi contratti di manutenzione 33

33 Architettura di Sistema 1. Software di Gestione 2. Concentratore i.lon 3. Luci Intelligenti 34

34 Power Line nell Illuminazione Pubblica Perche PowerLine? Evita i deadspot tipici del radio Nessun repeater Nessuna controindicazione per emissioni radio Robusto e ampiamente testato Oltre 30 milioni di contatori intelliegenti installati nel mondo Basato su standard ISO Decine di pilot e installazioni su street light Supportato da decine di produttori Sistema aperto I dispositivi sono interoperabili Supporta evoluzione modulare per il futuro Sviluppo dell elettronica rapido ed economico 35

35 Componenti Chiave GIS Service Databases Billing System Notification System Energy Management Software di Gestione Database centrale Organizzazione dati Interfaccia con sistemi ERP Boxed-in Concentratore Integrazione trasparente con il software gi gestione su tecnologie web standard Raccolta dati locali Gestione comunicazione e schedulazione Interfaccia con gli strumenti di installazione StreetWise Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4 Basati su standard aperti ISO Luci intelligenti On/Off, Dimming, stato lampada, ore di funzionamento, consumo energetico Traffico Luminosita esterna 36

36 Software di Gestione GIS Existing applications Service Databases Billing System Notification System Energy Management Gestione comunicazione WAN Rilevazione guasti Raccolta e organizzazione dati Interfaccia verso applicazioni superiori I principali pacchetti oggi Streetlight Monitoring Software LUMINIZER Software 37

37 Il Segment Controller Funzionamento autonomo del segmento in ogni momento Installato nel pannello di alimentazione Funzioni di controllo per il segmento Schedulazione Log dati locale Gestione allarmi Comunicazione WAN Eth, GPRS, etc. Interfaccia locale web Allarmi accesso al pannello Supporto per contatore locale 38

38 i.lon SmartServer Il segment controller ideale Monitoraggio e controllo remoto dei nodi Supporta il PL repeating Programmabile Interfaccia SOAP/XML Web server integrato Orologio astronomico integrato Applicazioni di schedulazione, allarmi, log dati Due input per contatori a impulsi I/O integrato Per sensori aggiuntivi 39

39 PL Repeating Il power line repeating trova e aggiorna il miglior percorso di comunicazione con ogni palo Robustezza e affidabilita anche su linee molto rumorose Distanze maggiori e costi di installazione ridotti 40

40 Luci Intelligenti Ballast Controller: Comunicazione power line Filtro Puo essere integrato nel ballast stesso Supporto per le nuove luci a LED Dimming Rilevazione guasti Misure diagnostiche Stato Lampada Ore di funzionamento 41

41 Luci Intelligenti a LED Comunicazione Twisted-Pair/Flat Cable: Pyxos, DMX512, DALI No New Wires: Power Line, RF Driver ST, Infineon, TI, National, etc. LED Luminus, OSRAM, Avago, etc. 42

42 Hafslund Project City of Oslo Ogni lampada ha un ballast elettronico e controller PL Provided and integrated by Kongsberg Analogic & Selc Progetto totale lampioni e 1200 i.lon Oltre lampioni e 160 i.lon installati Gli i.lon sono connessi con modem GPRS al centro operativo 43

43 44 Risparmi Energetici

44 Altri Esempi City of Bremen 150,000 luci intelligenti (in corso di installazione) Milton Keynes 400 luci intelligenti (pilot) Autostrade Olandesi 2,300 luci intelligenti (in corso di installazione) Varna, Bulgaria: Approximately 1000 lights in 2006 Siviglia 200 luci intelligenti (pilot) Oltre 200 pilot in US 45

45 EU E-street Project Europe can achieve an annual savings of 38 TWh electricity (about 63.7%) on our annual energy consumption for street lighting more than intelligent street lights have been installed a new standard is being developed taking into account adaptive street lighting (E-Street Project) 46

46 Street Light Demo - Carlo Venturati - 47

47 Grazie! Luca Coppadoro Technical Sales Manager Europe West

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