In questo articolo esploreremo alcune delle soluzioni automatizzate illuminazione intelligente nel mercato consumer e come fornire l'ultima MCU di bassa potenza, tecnologia senza fili e della maglia di rete standard per applicazioni home interconnessi accelerare mercato sviluppo. Inoltre, esploreremo gli elementi necessari per aggiungere connettività intelligente a LED lampadine, compreso un confronto delle principali tecnologie wireless, come pure l'industria-iniziata Gecko multi-protocollo Wireless SOC soluzione wireless per Silicon Labs (noto anche come "nucleo scienza").
Perché illuminazione intelligente non ha attraversato il divario
Da lampadine a incandescenza a luci fluorescenti a LED, lampadine comuni hanno subito 140 anni di sviluppo, e LED può essere uno degli avanzamenti più importanti. Più specificamente, l'intelligente hanno portato a sviluppare la Edison mai immaginato l'uso di lampadine.
Ma l'illuminazione di interconnessione è stato intorno per lungo tempo, così perché non è stato un grande successo come altre tecnologie orientate al consumo nell'era di Internet?
1. impianto di illuminazione intelligente non è facile, il costo
Una barriera all'ingresso è la quantità di lavoro necessaria per installare l'illuminazione interconnesso. Questo lavoro non è sicuramente semplice. L'utente ha bisogno di cambiare l'interruttore, che significa tagliare il potere dell'interruttore, rimuovere l'interruttore e sostituirlo con un nuovo interruttore. Questo livello di programmi di miglioramento domestico è oltre la portata della maggior parte dei proprietari. Un altro fattore che lega lo sviluppo del mercato è il costo. Come con qualsiasi cosa, il tasso di adozione aumenterà fino a quando il prezzo orientato al consumo è ridotto. Nuovi switch, cablaggio e l'installazione di hardware circuito dei costi artificiali non è economico, anche se il LED è molto popolare, il costo è ancora un grosso ostacolo. Ma ora, le cose sono cambiate.
Nel 2014, un lampadine LED standard sono stati al prezzo di $25, e oggi i prezzi sono solo circa $2. Una tipica famiglia americana ha 40 portalampade e immagina che il costo di acquisto di una lampadina è caduto da quasi US $1.000. Inoltre, beneficia multiprotocollo flessibilità e facilità d'uso fornisce una migliore esperienza utente e migliorato il caso di utilizzo. È possibile distribuire semplicemente la rete con Bluetooth al dispositivo ZigBee, o è possibile eseguire ZigBee o filo e Bluetooth allo stesso tempo.
Oltre al costo, lampadine a LED sono soluzioni davvero hands-on. Basta ruotare la lampadina nel portalampada esistenti e collegarlo immediatamente attraverso lo smartphone. La connessione onnipresente è anche un grande vantaggio del LED. Quasi tutti gli utenti di smartphone sapere come utilizzare le connessioni. Di conseguenza, solo i LED hanno superato due ostacoli principali: facile da installare e facile da usare.
2. wireless protocollo standard sono mescolati, multi-protocol design è impaziente di salvataggio
Un altro ostacolo che abbiamo menzionato, le varie norme del contratto, può essere risolto. Oggi, più interconnessi lampadine consumano ZigBee o bassa potenza di bluetooth. L'interruttore di interconnessione può utilizzare protocolli privata così come ZigBee. Multi-protocollo è diventati sempre più importante perché, mentre ogni livello ha i suoi vantaggi e svantaggi, il produttore non è interessato a rischiare il rischio di essere eliminato da scommesse su un accordo. Pertanto, se la soluzione consente agli sviluppatori di flessibilmente decidere quali protocolli sono più adatti alla loro applicazione, la soluzione verrà aperto il mercato in un modo che non è ancora presente. Un altro fattore nella scelta di un singolo protocollo wireless è preferenza regionale.
ZigBee, ad esempio, ha una forte influenza negli Stati Uniti, ma non in Asia. Di conseguenza, i fornitori possono essere costretto a costruire una versione del prodotto di ZigBee in Nord America e costruire un'altra versione del prodotto che utilizza un bassa potenza Bluetooth in Asia. A questo punto, è necessario i fornitori di laboratori del silicio per aiutare.
Sia ora che in futuro, nuovi EFR32 wireless geco può semplificare la connettività. Il nuovo wireless geco ha più memoria, fornisce funzionalità quali aggiornamenti software wireless e supporta le applicazioni per i requisiti di protocollo sito avanzata e in continua evoluzione.
Ad esempio, se un cliente acquista un apparecchio che utilizza solo ZigBee, è necessario assicurarsi che l'apparecchio sia collegato a una rete ZigBee o gateway esistente. Tuttavia, con supporto multi-protocollo, gli utenti finali non necessariamente conosce quale tipo di rete sono connessi a.
Se il fornitore supporta Bluetooth e ZigBee, è possibile che la situazione cambierà. Il dispositivo Bluetooth per impostazione predefinita ed è controllato tramite applicazioni per smartphone. L'applicazione può quindi cercare altre reti e join se la rete ZigBee è riconosciuta. Il dispositivo sarà quindi configurato o avviato per uso come dispositivo ZigBee. L'utente finale non deve sapere cosa sta succedendo, salvo che per utilizzare l'applicazione, non più doversi preoccupare di nient'altro.
Allo stesso modo, l'aggiunta di gateway può estendere la rete di là della rete locale. Collegando la rete di illuminazione al router, il dispositivo può essere controllato e monitorato quando l'utente non è in casa.
Quando tutto questo accade, l'utente non è nemmeno a conoscenza di tutti gli eventi di connessione che si verificano in background. Funziona silenziosamente.
Ora, la flessibilità e la facilità d'uso di compatibilità multi-protocollo è diventato un vantaggio competitivo,
Fornisce una migliore esperienza utente e migliorato il caso d'uso.
Rendere ordinario lampadina LED intelligente
Lampadine a LED sono evoluti nel corso di diverse generazioni e ora hanno migliore bilanciamento del colore, maggiore affidabilità e minori costi. Molti produttori di lampadina led stanno esaminando come creare più innovativo lampadine intelligente interconnesso. Per aggiungere la connettività wireless intelligente a LED lampadine, alcune sfide di progettazione devono essere superate. Moduli RF per ZigBee e Bluetooth Smart sono facili da ottenere. Da un punto di vista ad alto livello, semplicemente aggiungendo il modulo RF per la progettazione esistente sembra molto semplice.
Reattori elettronici in lampadine a LED di solito contengono pmic e alcuni componenti discreti ad alta tensione. Il ballast elettronico solitamente spinge la lampadina LED a corrente costante per ottenere una luminosità costante e non varia con la tensione di ingresso o temperatura. Il componente elettronico, inoltre, fornisce un fattore di buona potenza e può essere utilizzato con dimmer a parete convenzionale.
PMIC di solito comprende un alimentatore ausiliario per pmic stessa. Alimentazione ausiliaria PMIC può essere utilizzato anche per MCU, Wireless SOC o alimentatore di RF. L'alimentazione ausiliaria è in genere un 10 instabile per alimentatore 15V. Di conseguenza, un regolatore lineare è necessaria per ridurre questa tensione per fornire una stabile 3V o 1. Alimentazione di 8V.
La seconda sfida è come disattivare i LED o oscuramento i LED. Un metodo è quello di aggiungere un MOSFET tra il catodo e il suolo del LED in modo che la MCU è usata per controllo dell'interruttore. Se Pmic è stato originariamente progettato per un carico costante, questo metodo pone alcuni problemi. Anche disabilitando pmic disattiva alimentazione ausiliaria e non è pertanto disponibile.
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Circuiti necessari per aggiungere connettività intelligente a LED lampadine
Le generazioni precedenti di interconnessione intelligente LED lampadine utilizzano disegni di lampadina LED base modificati. La prossima generazione di smart LED lampadine combinano reattanza elettronica con pmic progettato specificamente per lampadine smart. Questi disegni includono una bassa tensione alimentazione stabile che è sempre abilitata e può controllare la luminosità dei LED senza ulteriori MOSFET.
Standard di risparmio energetico come il programma EPA Energy STAR e il piano di efficienza elettrica 20 titolo Commissione energia della California (CEC) sono strettamente necessari per standby corrente o corrente assorbito. Specificazione di stelle lampadina di energia 2. La versione 0 stabilisce che il potere standby deve essere inferiore alla per MW. Titolo di CEC 20 è più stringente, stabilendo che in modalità standby, la potenza deve essere inferiore a MW. Anche se il ricetrasmettitore Wireless è molto di sotto di questo limite, è ancora una sfida per convertire la tensione di alimentazione in tensione ricetrasmettitore RF. Alimentazione ausiliaria di alimentazione deve essere più del 50% di efficienza e a meno di 100 MW di consumo di corrente statico per il modulo RF fornire circa MW di potenza.
Il layout del modulo e l'antenna RF presenta alcune problematiche di progettazione fisica. Il circuito di zavorra della base lampadina a LED di solito ha una barriera metallica intorno ad esso per ridurre al minimo la EMI di alimentazione elettrica di commutazione. Intelligent LED lampadina esigenze progettuali schermatura RF e zavorra per fornire una buona antenna. Se il modulo RF viene posizionato verticalmente nella parte superiore del bulbo, l'antenna PCB semplice sul modulo potrebbe funzionare. Tuttavia, questo può interferire con la conduzione di luce e rendere intelligente semiconduttore nei pressi della sorgente di calore del LED. Il progettista deve considerare attentamente l'impatto di prestazioni RF sulla disponibilità di lampadina. Connettività affidabile è importante per i consumatori.
Ultimo ma non meno importante, la temperatura ambiente del modulo RF è anche una considerazione. Idealmente, moduli RF devono essere lontano dal calore del LED e componenti elettronici di zavorra. Tuttavia, l'idea a volte è poco pratico. Può essere migliorata l'affidabilità dei LED e SOC wireless di monitoraggio della temperatura dei LED e SOC wireless e Dimmer LED per limitare il calore. Il termistore installato vicino il LED può monitorare la temperatura LED, mentre il Soc wireless potrebbe avere un sensore di temperatura del chip.
Aggiornamento wireless e comune boot loader
Infine, le attrezzature esistenti che si adatta alle esigenze future sono uno dei principali vantaggi della funzione wireless. Trasferimento di un nuovo file di immagine a un dispositivo wireless senza la necessità di archiviazione esterna significa che il venditore può portare nuove funzionalità al dispositivo esistente.
Come abbiamo discusso in precedenza, non è raro per una famiglia di avere 40 lampadine. Sostituire manualmente ogni lampadina sarà ingombrante quando viene rilasciato l'ultimo standard di Bluetooth, ma non devi preoccupartene ora.
Non sei più limitato a aggiornare l'ultima versione di ZigBee o Bluetooth tramite un caricatore di avvio comune che si applica a tutti gli standard wireless. Sarete in grado di passare avanti e indietro tra ZigBee e Bluetooth come necessario.
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