Economisirea Energiei Electrice Utilizand Un Sistem de Iluminat Inteligent

Introducere

1.1 De ce am ales aceasta tema

Sistemele în timp real includ sisteme de control digital, de comandă și control, procesare de semnale și sisteme de telecomunicații. Acest tip de sisteme ne înconjoară în activitățiile noastre, ne fac mai ușoară și confortabilă viața de zi cu zi. Un exemplu este zborul cu avionul, este programată și monitorizată de astfel de sisteme pentru planifiarea decolării, aterizării, menținera avionului pe calea de zbor dorită și ferit de diferite obstacole.

Dispozitivele embedded ce actioneaza în timp real sunt din ce in ce mai prezente în societate. Importanța acestor sisteme a fost recunoscută în toată lumea, astfel au luat naștere multe programe de cercetare, pentru dezvoltarea unor produse inovative care ne pot ușura modul de viață și în același timp să ducă la o economie mai mare a resurselor pe care le folosim.

În prezent se încearcă o folosire cât mai eficientă a resurselor naturale. Obiceiurile de consum ale oamenilor au consecințe negative pentru viitorul nostru ca și populație, resursele naturale devenind tot mai puține. Oamenii s-au obișnuit să utilizeze resursele naturale fără a calcula consecințele, acest lucru a dus la un consum al acestora accelerat. Conform unei publicații a Comisiei Europene “În aceste condiții, aprovizionarea cu minerale, metale și energie este serios amenințată. La fel se întâmplă și cu stocurile de pește, lemn, apă, soluri fertile sau alte resurse naturale.”[1]

Eficientizarea resurselor naturale presupune folosirea acestora în cantități reduse și cu un impact asupra mediului cât mai mic, o utilizare responsabilă. Energia solară este o resursă regenerabilă, practic inepuizabilă, care nu afectează mediul înconjurător. Până în secolul trecut aceasta nu a fost folosită de oameni, în alte scopuri, doar pentru lumina oferită pe timpul zilei și căldură. În prezent aceasta este folosită în domenii cum ar fii: producerea de energie termică (încălzirea apei, încălzirea locuinței) și energie electrică prin intermediul celulelor fotovoltaice.

Un alt mod de economisire al energiei electrice, este folosirea unui sistem de iluminat inteligent, cunoscut și sub numele de daylight harvesting. Acesta implică ajustara intensității luminoase produsă de corpurile de iluminat astfel încât utilizatorul să beneficieze de o iluminare constantă indiferent de fusul orar sau condițiile exterioare.

Folosind această tehnologie se poate produce o economie foarte mare de energie electrică și se obține un confort sporit pentru utilizatorul final. Creând condiții favorabile de lucru, confortul optic al utilizatorului crește ducând astfel la o productivitate sporită.

Un rol important în acest sistem îl are lumina naturală, de care se profită cel mai mult datorită faptului că nu necesită costuri suplimentare și se poate profita de ea în cea mai mare parte a zilei. Toți acești factori realizează o iluminare eficientă și corespunzătoare unui spațiu de lucru.

Scopul lucrării

Lumina de care beneficiăm în spațiile de lucru are un impact crescut asupra unei activități durabile și echilibrate. Conform unor studii realizate pe piața din Europa 40% din energia electrică consumată întro clădire, reprezintă iluminatul acesteia, iar la nivel mondial aproximativ 19% din energia electrică o reprezintă iluminatul. Conform unui studiu realizat de compania Philips 75% din clădirile de birouri din Europa folosesc sisteme de iluminare ineficiente și învechite din punct de vedere tehnologic, la fel și o mare parte din instituțiile de învătământ. Ei susțin faptul că o clădire cu 26 de săli de curusri și cu sistem de iluminare ineficient ar putea economisii 6,500€/ an prin actualizarea sistemului de iluminat la unul inteligent.

Proiectul urmărește de a dezvolta o metodă de control inteligent al unui sistem de iluminat. Acesta dorește să mențină un flux luminos constant pe toată durata utilizării. Oferă posibilitatea utilizatorului de a își regla pragul de luminozitate dorit. Implementarea acestuia presupune un sistem capabil să modifice intensitatea sursei de lumină, ca răspuns al schimbării venite din mediul exterior.

Sistemul poate fi adaptat și pentru utilizarea în scop casnic cât și industrial. În mediul casnic acesta permite setarea unor intenstăți luminoase diferite pentru fiecare încăpere, în funcție de scopul în care este folosită. De exemplu pentru camera de studiu sau birou intensitatea luminii trebuie să fie mai ridicată pentru a eficientiza modul de lucru, pe de altă parte în camera de recreere intensitatea luminoasă poate fi mai scăzută pentru recreere. În acest fel consumul de energie electrică scade dar confortul utilizatorului este menținut.

Un astfel de sistem asigură un ambient luminos, confortabil și funcțional cu un cost de montaj și întreținere redus și cu un consum mai mic de energie electrică. Oferă posibilitatea de ajustare a sistemului în orice moment în funcție de cerințele utilizatorului prin modificări la nivelul software.

1.3 Documentație existentă

Economisirea energie electrice utilizand un sistem de iluminat inteligent, cunoscut si sub numele de daylight harvesting, în traducere sisteme controlate de recoltare lumina solară, presupune economisirea energiei electrice utilizand lumina naturală astfel încât un spațiu să fie luminat corespunzător. Acest lucru se realizează cu ajutorul unui sistem care este capabil sa modifice puterea de iluminare a sursei de lumină artificială, ca raspuns al schimbarii venite de la lumina naturală. Sistemele sunt concepute sa mențină un anumit nivel de lumină într-o încăpere. Acest nivel variază în funcție de nevoile și scopul în care este folosit spațiul respectiv, nivelul de lumină recomandat petru birouri este de 500lx.

Toate sistemele de control automat si recoltare a luminii solare au nevoie de un fotosenzor, care poate măsura nivelul de lumină și să semnaleze un controller care să diminueze sau sa mărească intensitatea luminii artificiale, ca răspuns la lumina naturală. Acesta este un dispozitiv mic care include o celulă fotoelectrică și un circuit electric care convertește semnalul de lumină într-un semnal de ieșire.

Acest sitem poate fi împărțit în două categorii: Sisteme cu buclă deschisă și Sisteme cu buclă închisă. La sistemele cu buclă deschisă senzorul nu ”vede” lumina artificială, doar naturală. Un exemplu de astfel de sistem, în care senzorul este montat în exteriorul clădirii. Nivelul de lumină din interiorul clădirii este determinat doar de semnalul după măsurarea luminii naturale, când aceasta ajunge la un anumit nivel determinat. Un dezavantaj este faptul ca sistemul nu poate corecta modificările aduse în distribuția luminii, care afectează constanta de proporționalitate între nivelul de lumină interior și cel exterior. Sistemul nu v-a răspunde la utilizarea de jaluzele, care vor bloca lumina soarelui, acesta nu v-a mării nivelul luminii din interiorul camerei. Acest sistem este indicat pentru încăperile mici.

Sistemele cu buclă închisă, sistem care va fi folosit în acest proiect, fotosenzorul răspunde atât la lumina solară cât si la lumina artificială, pe care o controlează. Într-un astfel de sistem fotosenzorul este situat în spațiul care se dorește a fi controlat. Un exemplu este cel în care fotosenzorul este montat pe tavanul camerei unde se dorește controlarea luminii, astfel fotosenzorul este expus atât la lumina zilei cât si la lumina electrică din încăpere. Detectarea luminii electrice formează o buclă pentru a se răspunde la condițiile de schimbare, acest lucru se face pe baza unui feedback. Feedbackul este un mijloc de corectare sau compensare prin care creșterea unui semnal de intrare determină scăderea semnalui de ieșire sau scăderea semnalului de intrare determina creșterea semnalui de ieșire. Aceasta este un lucru dorit, deoarece o creștere a cantității de lumină din camera determină o scădere a intensității luminii electrice, precum și o scădere a luminii zilei determină o creștere a intensității luminii artificiale. Acest tip de sistem este indicat pentru săli de clasă, birouri, fabrici și alte zone mari.

Semnalul de la fotosenzor este interpretat de un modul care controlează iluminatul. Acesta poate inchide sau reduce intensitatea luminoasă. Dacă sistemul de iluminat permite modificarea intensitatea luminii electrice, aceasta poate fi modificată în continuu în funcție de lumina naturala. Dacă sistemul de iluminat nu permite modificarea intensității atunci anumite surse de lumina rămân aprinse, pe modul on, pană când lumina naturală ajunge la nivelul dorit, moment în care lumina artificială trece pe modul off.

1.3.1Proiecte existente

Sistemele de iluminare inteligenta s-au raspândit foarte mult în ultimii ani. Un numar mare de companii au pus in aplicare acest tip de sistem. Bazate pe studii amanuntite, atat arhitectural cat si electronic.

Compania Lutron a dezvoltat un sistem de iluminare inteligentă bazat pe principiul de menținere a unui nivel scăzut de iluminare artificială pe suprafața de lucru pentru o economisire cât mai mare a energiei electrice.

O strategie folosită la sistemul dezvoltat de Lutron Company se numește ‘daylight rows’. Sistemul este conceput în așa fel încăt să se ia în considerare și distanta de la fereastră în momentul ajustarii intenistății lumii. În acest fel rândurile de sisteme de iluminat aflate mai departe de sursa fereastră vor furniza mai multa lumină fată de cele situate aproape de fereastră.

În figura 1, Lutron Company ilustrează cum funcționează sistemul în două zone diferite, ‘Open Office North’ și ‘Open Office South’, unde se poate observa procentul de lumină artificială necesară pentru a compensa lumina naturală în acel spațiu. Cele două rânduri din partea stângă a imaginii nu au fost configrate pentru acel sistem.

Calibrarea sistemului propus de Lutron se face în funcție de zona în care este situate senzorul, ținându-se cont de mai mulți factori: distanța de la fereastră și tipul acesteia, înălțimea tavanului, numarul de coloane de iluminare șamd.

Aceștia informează utilizatorii de faptul că sistemele sunt sensibile la schimbarile de mediu (schimbari așezare sau culoare mobilier, schimbare culoare pereți).

O altă companie care a dezvoltat un astfel de sistem este Lothonia Lighting. Aceștia prezintă un studiu care arată cum un astfel de sistem de iluminare își prelungește timpul de viață printr-un iluminat constant și un consum de energie mic.

În imaginea de mai jos se poate observa diferența calculate de Lothonia Lighting între un sistem cu iluminare inteligentă și un sistem obișnuit de iluminare.

Firma Steinel a dezvoltat senzorul de lumină NightMatic 3000 Vario, un commutator dotat cu sensor crepuscular care detectează luminozitatea ambiantă și aprinde automat, la lăsarea serii, lămpile conectate, atunci când se atinge pragul de crepusucularitate setat. În mod automat lămpile se sting în zorii zilei, fără a fi nevoie de comutare manual.

Dispozitivul conține și un mod economic, care permite stingerea luminii pentru un anumit interval, pe timpul nopții, după care se poate comuta din nou aprinderea luminii sau poate să rămână stinsă în continuare, în funcție de necesitatea utilizatorului.

Acest tip de senzor a fost dezvoltat pentru protecția spațiilor întunecate din curți, grădini sau anexe ale unei case.

Steinel pune la dispoziția utilizatorilor mai multe tipuri de sisteme de iluminat inteligent pentru diferite zone ale casei. SensorLight BRS 61 L este un sezor dezvoltat special pentru baii. Are la bază un senzor de proximitate, pentru detectarea unei persoane în spțiul dorit. La detectarea unei mișcări lumina se aprinde automat, iar dupa o durată de timp selectată, între 5 sec -15 min, aceasta se stinge. Conform fisei tehnice alimentarea se face la 230 – 240 V. Senzorul de proximitate folosit este de înaltă frecvență cu o putere de transmitere de 1mW, iar unghiul de detecție este de 360 °. Intensitatea luminii variază între 2-2000lx.

Acest produs oferă un grad crescut de securitate și o economie a energiei electrice.

1.4 Descriere generala a proiectului

Nivelul de lumină optim la birou sau alte spații de activitate, evită oboseala și lipsa de concentrare. Intensitatea luminoasă ideală pentru un spațiu de lucru în fața calculatorului este de minim 500 Lux. O creștere a iluminării influențează într-un mod pozitiv prelucrarea informației vizuale.

Scopul acestui proiect este de a creea un sistem de iluminare inteligent pentru Laboratorul de Creativitate a Universității Transilvania Brașov. Sistemul urmărește menținerea unei intensități luminoase ideale pentru lucrul în laborator, și în același timp economisirea energiei electrice folosind lumina naturală.

În imaginea 8 este prezentată schema logică de funcționare a sistemului de control inteligent al luminii. Datele de intrare sunt citite de la senzorul de lumină, acesta are roul de a măsura intensitatea luminii din încăpere. Măsurătorile realizate de senzor pot fi influențate atât de alți factiori de lumină din încăpere cât și de lumina venită din exterior.

Utilizatorul are posbilitatea de a își regla intensitatea luminii dorite în încăpere, astfel datele primite de la senzor sunt prelucrate și comparate cu pragul stabilit de utilizator. Daca pragul este mai mare sau mai mic ca valoarea de intrare primită de la senzor, atuci printr-un impuls PWM intensitatea luminoasă a ledului este scăzută sau crescută pană în punctul în care satisface condiția de egalitate cu valoarea setată de utilizator. În cazul în care se satisface condiția de egalitate, nu se transmite impulsul PWM pentru creșterea sau scăderea intensitătii. Măsurătorile se fac pe toată perioada utilizării sistemului.

Controulul luminii se face prin impulsuri PWM– Pulse width modulation, tehnică folosită pentru codarea unor date într-un semnal puls. Este una din metodele de modularea a semnalelor. Chiar dacă face parte din metodele de transmisie codată a datelor, modulația PWM este folostă cel mai des pentru controlul puterii furnizat dispozitivelor electrice , în cazul acestui proiect, controlul dispozitivului pentru iluminare. Este unul din cei doi algoritmi principali utilizați pentru reâncărcarea celulelor fotovoltaice.

I.5 Istoric sisteme control iluminat

I.4.1. De la intrerupator la senzor

Încă de la primele surse de lumină a fost necesară gasirea unei metode de a contola lumina. În vechime lampile cu ulei și fitil, lumănările se puteau controla ușor prin simpla stingerea flăcări. Una dintre cele mai importante dezvoltări produsă în istoria modernă este electricitatea.

Întrerupător

Un întrerupător este un comutator, cel mai frecvent utilizate pentru a opera lumini electrice, echipamente conectate permanent sau prize electrice. Primul întrerupător a fost inventat de John Henry Holmes în anul 1884. Întro rețea principal funcție a întrerupătorului este să controleze continuitatea între două puncta ale circuitului. Acest lucru în aparență simplu solicită anumite proprietăți ale întrerupătorului astfel încât să facă față unei game largi de situații ce pot apărea întro rețea electrică.

Din punct de vedere pur electric, un întrerupător are două stări stabile deschis și închis și trebuie să fie capabil să facă trecerea de la o stare la alta într-un mod compatibil cu rețeaua în care este montat.

Dimmer

Este un dispozitiv folosit pentu creșterea sau scăderea luminozității. Primele dispositive de acest gen erau folosite pentru controlarea manuală a panourilor de dimmer. Acest principiu necesita ca toată puterea să treacă prin locația de control a iluminatului, caracterziat ca fiind inconvenient ineficient și periculos pentru sistemele de putere mare, cum ar fi cele utilizate pentru iluminat scena.

În anul 18896, primul “dimmer cu siguranță” a fost patentat de Granvile Woods, care a redus risipa de energie prin reducerea cantității de energie generate pentru a se potrivii cererii dorite. Eficienta fiind mai ridicată față de arderea energiei nedorite, cum se proceda la primul tip de dimmer.

Joel S. Spria, fondatorul companiei Lutron Electronics, Eugene Alessio au adus îmbunătățiri la acest mod de control al luminii. Spira a inventat un dimmer bazat pe o diodă și un autotransformator care permitea montarea pe un perete și o economisire mai mare a energiei.

Principala diferență între un întrerupător și un dimmer este puterea de control oferită utilizatorului. Dacă întrerupătorul funcționează pe sistemul închis – deschis, dimmerul oferă un avantaj prin controlarea intensității luminoase dorite.

Senzorul de lumină

Senzorii sunt detectoare care au capacitatea de măsura calitatea fizică din juru, cum ar fi presiunea sau lumina. Un senzor are capabilitatea de a transofrma măsurătoarea într-un semnal pentru ca un alt senzor sau dispozitiv să fie capabil să îl citească. În ziua de azi multe dispositive utilizează o gamă largă de senzori.

Dispozitive cu senzori de lumină utilizate includ camera digitale, scanner de coduri de bare.

În sistemele de iluminat utilizarea senzorilor de lumină duce către o eficientizare a consumului.

3.Implementare și dezvoltare

3.1 Descrierea dezvoltări sistemului

3.1.1 Pașii de dezvoltarea a sistemului:

Realizarea programării software a echipamentului de transmisie-recepție, pentru citirea datelor de intrare (senzor și potențiometru) și controlul ledului.

Testarea softwareului folosind modulele DK-EVAL-04 și DDC-SE-01

Realizarea schemei hardware, alegerea componentelor folosite

Realizarea dispozitivului

3.2. Schema de functionare a sistemului

În fugura 3.1 este reprezentată schema logică de funcționare a sistemului de control inteligent al luminii folosind modulele IQRF. Senzorul de lumină, TEMT 600 măsoară intensitatea luminoasă din raza lui de acoperire folosind un semnal scalat în tensiune. Utilizatorului i se permite reglarea pragului de lumină dorit pentru spațiul de lucru folosind potențiomentrul de pe modulul DDC-SE-01. Datele de intrare de la senzor sunt prelucrate software de programul utilizator încărcat pe modulul de transmisie-recepție. Pasul următor reprezinta compararea semnalului de intrare de la senzor cu pragul setat de utilizator. În cazul unor valori diferite prin control PWM intensitatea lumioasă a ledului este crescută sau scăzută astfel încât să se satisfacă condiția de egalitate dintre datele senzorului și cele setate de utilizator. Măsurătorile continuă pe toată perioada de funcționare a sistemului.

3.2.1 Desciere si principii de functionare a platformei IQRF

Platforma IQRF a fost concepută pentru a aborda segmente mici din piața wireless – automatizări clădiri și telemetrie. Platforma a fost concepută de compania Microrisc. Aceste brevete acoperă o metodă de creare a unei platforme de comunicare în rețea generică, sisteme cu semnale speciale de codificare și sisteme periferice abordând indirect rețeaua wireless. Platforma se bazează pe a doua generație de componente radio cu rază de transmisie scurtă, produse de compania RFM. Funcționează pe benzi de frecvență fără licență de emisie. Modulele IQRF comunică pe banda de 868 MHz și banda de 916MHz.

IQRF este o tehnologie dezvoltată pentru aplicații wireless, bazată pe module transmisie-recpție cu sistem de operare încorporat. Funcționalitatea modulelor depinde de aplicația specifică fiecărui utilizator scrisă in limbajul C Embedded.

Platforma este caracterizată ca fiind “un ecosistem complet de la un singur brand care include hardware, software, suport de dezvoltare și servicii” pe pagina de prezentare IQRF. Un alt punct forte al sistemului este faptul că rețeaua IQRF poate fi conectată cu ușurință la Internet prin serverul Cloud, lucru ideal pentru conceptul Internet of Things.

Figure 9 – Rețea Iqrf conectată la Internet prin serverul Cloud

Specificațiile platformei de comunicare wireless IQRF sunt următoarele: consum mic de energie, posibilitatea de conectare în rețea, programarea Radio Frecvenței până la un maxim de 1,3mW, funcționarea la o distanță de maxim 170m, cu o rată de transfer de 15kb/s.

Modulele de comunicare IQRF au propriul lor sistem de operare, fiind un avantaj la implementarea software, programatorii nu trebuie sa implementeze protocoale de comunicație wireless. Sistemul oferă aproximativ 40 de funcții predefinite. Principalele funcții ale sistemului de operare sunt:

Funcții RF pentru transmitere, primire, conectare între noduri

Funcții de comunicare SPI și IIC (Serial Pheripheral Interface)

Funcții de acces EEPROM

Funcții auxiliare pentru LED-uri, informații despre OS și întârzieri

Figure – Diagrama bloc a sistemului de operare IQRF

Sistemul de operare este implementat în memoria de program a microcontrolerului, memorie împărțită în două părți. Prima parte este ocupată de sistemul de operare, iar cea de a doua este disponibilă pentru dezvoltare aplicațiilor, aplication layer. Cand o aplicație solicit o funcție a sistemului de operare, accesează adresa de memorie a funcției, care este diferită în fiecare versiune a sistemului de operare.

Funcțiile sistemului de oparare trebuie sa ruleze secvențial, fiecare funcție este rulată după ce funcția precedentă a terminat de rulat. Unele aplicații pot rula “pe fundal”, lucru care permite rularea a mai multor procese simultan. Pot rula pe fundal procese foarte complexe, cum ar fi protocolul de comunicare SPI, în acest fel programarea în timp real devine foarte ușoară.

Sistemul de operare poate fi extins prin intermediul plug-in-urilor. Acestea sunt aplicații software care se pot încărca pe modulul TR în același mod ca și programele utilizator. Modulul permite folosirea mai multor plug-in-uri în acelaș timp.

Pentru a creea o rețea cu platforma IQRF, sistemul de operare pune la dispoziția utilizatorului diferite funcții cu diferite topologii. O rețea IQRF necesită un coordonator și unității conectate la coordonator. Sistemul de operare al coordonatorului este asemănător cu cel al nodurilor conectate, acesta are în plus o funcție de control a rețelei.

Pentru a tolera funcționarea în paralel, wireless și rețea, sunt disponibile trei zone tampon de memorie. Zona de tampon RF conține date de transmis sau primite wireless. Zona tampon COM este folosită pentru transmiterea și recepția datelor prin protoolul SPI, IIC și interfața UART.

Protocolul de comunicare IQMESH a fost dezvoltat pentru dispozitivele IQRF, pentru a trata aplicații cu un debit scăzut de date, aplicații wireless mici pentru automatizare case, birouri și telemetrie. IQRF are mai multe caracteristici unice și patentate, iar protocolul IQMESH a fost dezvoltat pentru a susține funcționarea acestor caracteristici. Un exemplu, posibilitatea de a creea o platformă de comunicare wireless, cu transceivere, platformă care definește activitatea simultană a dispozitivelor în una sau mai multe rețele wireless și cu posibilitatea acestora de a comuta între acestea.

Figure – Rețea IQMESH cu interschimbare

3.2.2 Descrierea pe scurt a fiecarei componente existente in schema bloc

La baza conceperii acestui proiect este echipamentul de dezvoltareDS-START-03, IQRF. Echipamentul cuprinde component software si hardware cu exemple de surse și documentație necesară pentru a începe dezvoltarea.

Figure

Componentele kitului sunt:

Două dispozitive de transmise-recepție DCTR-52A

Programator si debugger CK-USB-04A

Chit universal de dezvoltare DK-Eval-04

Modulul de transmisie-recepție DCTR-52A transmite wireless în benzile de frecvență 868MHz – 916MHz, banda ISM pentru transmisii industriale, ștințifice si medicale pe o distanță de 6m. Nu necesită componente externe pentru utilizare, are încorporat sistemul de operare, senzor de temperatură, memorie non-volatilă, EEPROM pentru a reduce tipul de rulare al aplicațiilor. Puterea consumată este minimă și poate fi administrată în diferite moduri.

Componentele de bază ale modulului de emisie – recepție sunt: microcontrolerl PIC16LF1938, Circuit Integrat de Radio Frecvență MRF49XA, stabilizator de tensiune MCP1700, senzor de temperatură și memoria nonvolatilă EEPROM 24AA16/MC.

Modulul de transmisie-recepție trebuie montat in conectorul SIM, KON-SIM-02, al modululelor DK-EVAL-04a și CK-USB-04A.

Încărcarea unui program utilizator pe modulul TR-52 se face prin conectarea acestuia prin intermediul conectorului SIM la programatorul CK-USB-04A, iar cel din urmă prin conexiune USB la un PC.

DK-EVAL-04 este folosit pentur dezvoltare de aplicații wireless cu echipamentele de transmisie-recepție IQRF. Acest modul dispune de 6 pini de intrare/ieșire, 3 leduri de stare. Acestea pot fi folosite în aplicatii. Cu ajutorul acestui modul se pot dezvolta rețele IQMESH pentru testarea și depanarea aplicațiilor. Funcționează pe baza unui acumulator sau cu alimentare externă prin conectorul micro USB. Alimentarea se face prin jumperul J1.

DK-USB-04 este un chit folosit pentru programarea si depanarea programelor realizate cu modulele de transmisie-recepție IQRF. Prin conexiune USB programele realizate in interfața de dezvoltare se încarcă pe modulul DCTR-52A.

DDC-SE-01 este un kit de dezvoltare cu sensori pentru aplicatii wireless IQRF cu module de emisie-recepție TR, conectat la modulul DK-EVAL-04. Dispune de sensor de temperature, interfața i2C pentru accesul la periferice, senzor de măsurare al intensității luminii, potențiomentru.

3.3 Prezentarea pe scurt a limbajului de programare folosit și a IDE

Sistemul de dezvoltare folosit pentru implementarea proiectului este IQRF IDE4. Este un mediu de dezvoltare oferit de compania cu același nume, dezvoltat special pentru programarea modulelor de emisie- recepție IQRF. Limbajul de programare folosit pentru implementare este C Embedded. Două caracteristici importante ale programării Embedded sunt viteza și dimensiunea codului. Viteza este guvernată de puterea de procesare, întrucât lungimea codului este reglementată de memoria de program disponibilă. Scopul programării în sistem încorporat este de a obține caracteristici maxime în spațiu și timp minim.

Codarea folosind C Embedded este ușor de învățat și înțeles. Compilatoarele C sunt disponibile pentru o mare gamă de dispozitive embedded folosite. Spre deosebire delimbajul de asamblare, limbajul C este independent de procesor, nu este specific pentru un anumit microprocesor/microcontroler sau orice alt sistem. Acest lucru este convenabil pentru utilizator, poate dezvolta un programe care să poată rula pe mai multe sisteme.

C combină funcționalitatea limbajului de asamblare cu caracteristici ale limbajelor de nivel înalt, “high level”, fiind tratat ca un “limbaj de programare mediu” sau ca limbaj de asamblare de nivel înalt. Spre deosebire de alte limbaje folosite pentru codarea embedded oferă flexibilitate mai mare, portabil între diferite platforme, cu mici modificări făcute în cod. Un alt avantaj se referă la faptul că limbajul este ușor de înțeles, de menținut și de depant. Dezvoltarea se face mai rapid, astfel productivitatea programatorului crește.

3.4 Realizarea codului software și analiza lui

3.5.Dezvoltarea modulului propriu de control al luminii și componentele folosite pentru acesta

Pentru realizarea unui modul care să îmbine atât caracteristiciile modulelor DK-EVAL-04 și DDC-SE s-a dezvoltat o schemă pornind de la ideea reprezentată în Figura 16 (cea cu schema logică). S-a dorit păstrarea doar a părților pentru controlul luminii, astfel încât să se eficientizeze modul de lucru.

În figura 20 este reprezentată diagram circuitului a sistemului de iluminat inteligent dezvoltat. Aceasta poate fi împărțită în două: partea de alimentare și partea de control.

Partea stângă a circuitului reprezintă alimentarea la 12V a dispozitivului. În dreapta se realizează controlul, funcția cea mai importantă o are modulul TR conectat prin slotul KON-SIM-02 la dispozitiv. Softwareul încărcat pe modulul de transmisie – recepție controlează controlează această zona, pentru citirea datelor de intrare de la senzorul de lumină TEMT6000 și potențiometru iar dupa procesarea acestora controlul PWM al ledului.

4.Concluzi

4.1. Aplicatii in mediul industrial si civil

Economia de energie electrică se realizează prin reducerea puterii necesare sistemelor de iluminat sau prin reducerea duratei de funcționare a acestora. Această economie este realizată fără a scădea confortul vizual al utilizatorilor, astfel nu s-a luat în calcul reducerea duratei de funcționare.

Pe lângă economia energiei electrice realizată de sistemul inteligent de iluminare, acesta mai prezintă și alte avantaje precum costul redus de instalare și mentenanță, posibilitatea de a fi utilizat atât în mediul industrial cât și în cel casnic, dimensiuni reduse, adaptarea de la un mediu la altul făcânduse prin mici modificări software.

Utilizatorul are posibilitatea de a regla intenistatea luminoasă în funcție de modul de utilizare al spațiului. În zona industrială intensitatea poate fi reglată la o valoare mai mare, astfel încăt productivitatea angajaților să fie cât mai ridicată. În spațiul casnic, de exemplu în dormitor, se va dorii o intenistate a luminii mai redusă astfel încât utilizatorul să se poată relaxa. De asemenea un sistem de iluminare inteligent poate fi adaptat și pentru o lampă de birou, în acest fel se creează o lumină ideală pentru studiu sau lucru doar pentru o zonă destinată acesui tip de activitate.

4.2. Cost prototipare (cat a costat platforma de prototipare)

4.4. Comparatie costuri cu produse asemanatoare de pe piata (care fac aprox. acelasi lucru)

5. Bibliografie

[1]. Adam, Mircel; Barboi Adrian, Echipamente Electrice II, Iași, Ed. “Gh. Asachi”, 2002

[2]. Ryer, Alex; Light Measurement Handbook; Ed. International Light, 1997

[3]. Johnston, Sean F; A History of Light and Colour Measurement, Ed. IOP Publishing, 2001

[4]. Charreton, J.M; Application Note, Soft Light Dimmer, STMicroelectronics, 1999

[5]. Insup, Lee; Joseph, Leung; Sang, H.So; Handbook of Real-Time and Embedded Systems, Ed. Chapman and Hall/CRC New York, 207

[6].Johnston, Sean F; A History of Light and Colour measurement, IOP Publishing, 2001

[7.]

6. Webologie

[1]. www.iqrf.com

[1]. www.iqrf.org

[3]. www.lutron.com

[4]. www.lithonia.com Lithonia Lighting, Application &Design Guide lighting controls and lumen management

[5]. www.leviton.com , Daylight Harvesting Made Easy

[6]. www.lighting.philips.ro; Iluminat ecologic pentru școli

[7]. www.eficientaenerg.files.wordpress.com; Lumina naturală și un Iluminat artificial eficient pentru sănătate și activitate

7. Anexe (fise tehnice ale aparaturii folosite, alte doc. ce poate prezenta interes).