Luca Coppadoro - Tecnoimprese

Controllo e Efficienza Energeticanel LightingLuca CoppadoroTechnical Sales Manager Europe Westluca@echelon.co.uk

Agenda• Introduzione a Echelon• Il controllo nel mercato dell’illuminazione• Soluzione Pyxos per LED• Soluzione Power Line per l’illuminazione pubblica2

Echelon Profile• Dal 1988 leader nelle tecnologieper l’automazione• Prodotti incentrati sul risparmioenergetico• Due linee di prodottiLONWORKS ® InfrastructureNES – Networked Energy Services3

La Piattaforma LONWORKS• Tecnologia basata sullo standardISO/IEC 14908• Oltre 80M di chip installati• Nuova piattaforma LonWorks 2.0• Adottato da migliaia di aziendeHoneywell, Group Schneider, Siemens,US Army Corps of Engineers, McDonalds• Ideale per applicazioni dienergy managementMonitoraggio e controllo consumiDispositivi, edifici, abitazioni, citta’, paesi4

Prodotti LONWORKS – Delivering “Green”Building AutomationRiduzione consumi del 10-70%Sistemi di Street LightingRiduzione consumi fino al 50%Prodotti LONWORKSEfficienza EnergeticaIndustrial applicationsRiduzione consumi fino al 20%DomoticaRiduzione dei consumi fino a $30all’anno per elettrodomestico5

Mercati Target nelLighting

Segmenti di MercatoArchitectural/OutdoorLightingResidential/CommercialLightingHospitality(Restaurants/Lounge/Hotels/Warehouse)Display/ShelfLightingTheater/StageLightingRequisiti di PotenzaAlta Med Med Bassa AltaRequisiti di Banda (frequenza di controllo)Bassa/MedBassaBassa/MedBassa/MedAlta7Nessuna tecnologia soddisfa da sola tutti i requisiti

Le Due Soluzioni EchelonPower LineUsa gli stessi cavi del 220VPeer-to-PeerIntelligenza distribuitaSupporta varie decine di dispositiviComunicazione ad eventi 5.4 kbpsSupporto messaggi broadcastStandard ISO/IEC 14908-4Supporta distanze alte a secondadella qualita’ della lineaPyxosUsa cavi dedicatiMaster-slaveIntelligenza centralizzataFino a 32 nodi in un segmento312.5 kbpsComunicazione TDMBus alimentato proprietarioFino a 400m a seconda dellatopologia sceltaPLonWorks PL NetworkPPPPPPPPPPPPPilot852P

Quale Usare?Power LinePyxosCavi separati peralimentazione ecomunicazioneLink-powerPotenzaAltaAltaBassa/MedBandaBassa Alta AltaNo nuovi cavi necessariMiglior tecnologia PLdisponibile oggiSoddisfa requisiti dialimentazione e banda diqualsiasi applicazioneIdeale per applicaizoni abassa potenza;Un solo cavo necessario9

Power LineBenefici primari: nessun nuovo cavo + nessun limite di alimentazione• Street light intelligenti• Illuminazione architetturale ad alta potenzaLuci di alta gammaInstallate in posti difficili da raggiungere per la manutenzioneColori dinamici• Illuminazione di emergenzaManutenzione ottimizzataMiglior compatibilita’ con le norme• Applicazioni di retrofitIlluminazione generaleHospitality (alberghi, aereoporti, etc.)• Mood lighting10

PyxosBenefici primari: Velocita’ + Link-Power• Illuminazione generaleNuove costruzioniSoluzioni a bassa tensione• Luci decorative esterneDecorazione edificiMedia potenza (5-20W)• Display/CartelloniControllo colori rapidoMedia potenza11

Luci Decorative Esterne• Benefici del controlloCambio colori e configurazione scenariInstallazione e manutenzione a basso costo• Autoinstallazione, cavo non polarizzatoLink-Power• Un solo cavo per alimentazione e datiRilevamento guasti• Comunicazione bidirezionaleController…1W-15W Lights(32 nodes oneach channel)12

14Illuminazione per Terziario

Pyxos conLED Lighting

La Potenza e’ Nulla Senza ControlloSenza controllo, i LED si comportano come luci tradizionaliSi’, abbiamo il tradizionale risparmio energetico tipico di luci a LED……ma ci sono altre ragioni per aggiungere il controllo16

Luci a LED + ControlloDimming• Ancora piu’ risparimo energeticoGestioneScenari• Illuminazione architetturale• Luci d’atmosfera (hotel, hall, ristoranti)• Display e cartelliLuci Intelligenti• Controllo a luce costante• Temperatura dinamica della luceComunicazioneBidirezionale• Ottimizzazione della manutenzione• Misure antifurto17

Componenti Soluzioni a LEDComunicazioneTwisted-Pair/Flat Cable:Pyxos,DMX512, DALINo New Wires:Power Line,RFDriverST, Infineon, TI, National, etc.LEDLuminus, OSRAM, Avago, etc.Nota: Anche il Power Line puo’ essere usato in applicazioni a LED18

La Piattaforma PyxosFlessibilita’• Comunicazione Link-Power (alimentazione edati sullo stesso cavo)• Piccole dimensioni (20-pin QFN 5mm x 5mm)• Architettura espandibile• Interfaccia SCI/SPIAlte Prestazioni• Alta velocita’ di risposta(

Soluzioni Pyxos Link-PowerAlimentazione e dati sullo stesso cavo di reteLink-power su doppino• Fino a 0.4W per nodo• 100mA @ 3.3mV• Doppino standardLink-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’ piccoli20

Vantaggi del Cavo Piatto• Meno errori di cablaggioInsensibili alla polarita’PowerData• Installazione rapida e flessibilePowerI dispositivi possono essere aggiunti in qualsiasi punto del cavo conconnettori a insulation displacement22

Echelon Reference Design ad Alta PotenzaNetworkCoupling3.3V LinearRegulator24V AC/DCPower Supply(NXP)(OnSemi)PyxosSPIµCPWM/Buck ONBuck*3.3VBoost ON+ -LED LightsMotorsThermostatsSecurity CamerasLight SensorsMotion SensorsCO2 SensorsSwitchesBlinds MotorRobotic ActuatorsSensors inside Machines• Design modulareUso opzionale del Power Factor Correction (PFC)*Il buck driver puo’ essere a tensione costante o corrente costanteDriver multipli in parallelo possono controllare sensori/attuatori multiplinello stesso nodo• License agreement• Royalty Free23

Reference Design – ContenutoHardwareSoftwareSchemi elettrici per Pyxos PointLayout per Pyxos PointPyxos Point API e driver seriale (perNXP LPC 9107 – usato nel referencedesign)Bill of Materials per Pyxos PointNote: il Pyxos Pilot si basa sugli stessischemi e layout ma un diversomicrocontrollerPyxos Pilot API and driver seriale (perNXP LPC 2103 – ARM 7)24

Reference Design – BeneficiMinima difficolta’ didesign• BOM gia’ottimizzata percosto edimensioni• Resta solo dascrivere ilsoftware nelmicrocontroller• PCB didimensioni ridotteTime-to-marketridotto• EBV fornisce tuttii componenti• Tempi di sviluppomolto brevi• Facile integarePyxos in nodi dipiccoledimensioni25

Esempio di Implementazione• PCB di ridotte dimensioni• Esempio include lo stadio PFC/BoostPuo’ essere rimosso per diminuire ulteriormente ledimensioni• Facile da integrare in dispositivi con spazio limitato (es.shelf lighting o landscape lighting)4.2 cm26

Maggiori Informazioni• Pagina Webwww.echelon.com/solutions/led• White PaperDownload dal sito Echelon27

Power Line nell’IlluminazionePubblica

Power LineLe reti power line sono progettate per trasmetterepotenza, non dati• DimmerTriacProducono forti impulsi a 100MHz o 120MHz• Switching power supplyFondamentali da 20kHz a >1MHzMolte armoniche• Intercom power lineDa 3V pp a 7V pp , 150kHz - 400kHz• Motori di elettrodomesticiImpulsi ad alta ripetizione29

La Tecnologia Power Line EchelonFrequenze Dual CarrierSecondaryCarrierPrimaryCarrier• Modalita’ di funzionamento Dual CarrierPassaggio automatico alla prequenza secondaria quando laprimaria e’ bloccata dal rumoreLa scelta delle due frequenze evita che le armoniche leblocchino entrambe• Grantisce che i pacchetti dati siano ricevuti in modo affidabile anche inpresenza di elevati livelli di rumoref(Hz)30

La Tecnologia Power Line Echelon• Transceiver di 4 a generazione• Standrd ISO/IEC 14908-4• Certificata per uso in tutto il mondoCompatibile con norme FCC, Industry Canada, JapanMPT e CENELEC EN 50065• Tecnologia power line affidabileError correction brevettata integrata a basso overheadCancellazione rumore e correzione distorsione basatesu DSPAmplificatore ad alta potenza (opzionale)31

Smart Transceiver PL3120/70 ® e PL3150 ®• Neuron ® core a treprocessoriLivello MACLivello di reteLivello di applicazione32 Echelon ConfidentialUn intero nodo intelligente su un chipEEPROMROM• Memoria per:RAMApplicazioneNetwork managementProtocollo ISO/IEC 1490848-bit Neuron IDPL 3120/70 4KB di EEPROM, PL 3150 64KB esterni• Tecnologia power line di livello 1-2Compatibile con i transceiver PLT-20/21/22Oltre 40 milioni di nodi insallatiNeuron ®ProcessorCorePower LineTransceiver

Driver di Mercato• Consumi energetici ridottiIlluminazione solo dove serve, quandoserve• Manutenzione ottimizzata• AltroDiagnostica e notifica guasti automaticaVita delle lampade piu’ lungaPiu’ sicurezza pubblicaPiu’ flessibilita’ nei servizi al clienteNuovi contratti di manutenzione33

Architettura di Sistema1. Software diGestione2. Concentratore i.LON3. Luci Intelligenti34

Power Line nell’Illuminazione Pubblica• Perche’ PowerLine?Evita i deadspot tipici del radioNessun repeaterNessuna controindicazione per emissioni radio• Robusto e ampiamente testatoOltre 30 milioni di contatori intelliegenti installati nel mondoBasato su standard ISODecine di pilot e installazioni su street lightSupportato da decine di produttori• Sistema apertoI dispositivi sono interoperabiliSupporta evoluzione modulare per il futuro• Sviluppo dell’elettronica rapido ed economico35

Componenti ChiaveGISServiceDatabasesBillingSystemNotificationSystemEnergyManagementSoftware di Gestione• Database centrale• Organizzazione dati• Interfaccia con sistemi ERPBoxed-inConcentratore• Integrazione trasparente con il software gigestione su tecnologie web standard• Raccolta dati locali• Gestione comunicazione e schedulazione• Interfaccia con gli strumenti di installazioneStreetWiseSegment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4Basati su standard aperti ISOLuci intelligenti• On/Off, Dimming, stato lampada, ore difunzionamento, consumo energetico• Traffico• Luminosita’ esterna36

Software di GestioneGISExistingapplicationsServiceDatabasesBillingSystemNotificationSystemEnergyManagement• Gestione comunicazione WAN• Rilevazione guasti• Raccolta e organizzazione dati• Interfaccia verso applicazionisuperioriI principali pacchetti oggi• Streetlight Monitoring Software – www.streetlight-vision.com• LUMINIZER Software37

Il Segment ControllerFunzionamento autonomo delsegmento in ogni momentoInstallato nel pannello dialimentazione• Funzioni di controllo per ilsegmento Schedulazione Log dati locale Gestione allarmi Comunicazione WAN• Eth, GPRS, etc. Interfaccia locale web Allarmi accesso al pannello Supporto per contatore locale38

i.LON ® SmartServerIl 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, logdati• Due input per contatori a impulsi• I/O integratoPer sensori aggiuntivi39

PL Repeating• Il power line repeating trova e aggiorna il miglior percorso dicomunicazione con ogni paloRobustezza e affidabilita’ anche su linee molto rumoroseDistanze maggiori e costi di installazione ridotti40

Luci IntelligentiBallast 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

Luci Intelligenti a LEDComunicazioneTwisted-Pair/Flat Cable:Pyxos,DMX512, DALINo New Wires:Power Line,RFDriverST, Infineon, TI, National, etc.LEDLuminus, OSRAM, Avago, etc.42

Hafslund Project – City of Oslo• Ogni lampada ha un ballast elettronico e controller PL– Provided and integrated by Kongsberg Analogic & Selc• Progetto totale 55.000 lampioni e 1200 i.LON• Oltre 12.000 lampioni e 160 i.LON installati• Gli i.LON sono connessi con modem GPRS al centro operativo43

44Risparmi Energetici

Altri Esempi• City of Bremen 150,000 luci intelligenti (in corso diinstallazione)• Milton Keynes 400 luci intelligenti (pilot)• Autostrade Olandesi 2,300 luci intelligenti (in corso diinstallazione)• Varna, Bulgaria: Approximately 1000 lights in 2006• Siviglia 200 luci intelligenti (pilot)• Oltre 200 pilot in US45

EU E-street Project – www.e-streetlight.com“…Europe can achieve an annual savings of 38 TWhelectricity (about 63.7%) on our annual energyconsumption for street lighting”“…more than 20.000 intelligent street lights have beeninstalled ““…a new standard is being developed taking intoaccount adaptive street lighting “(E-Street Project)46

Street Light Demo- Carlo Venturati -47

Grazie!Luca CoppadoroTechnical Sales Manager Europe Westluca@echelon.co.uk