Биодинамическое освещение без применения облачных сервисов
Современной тенденцией является широкое внедрение биодинамического освещения, повышающего уровень комфорта и улучшающего производительность труда. Как правило, системы такого рода строятся на основе зарубежных облачных интернет-сервисов. С начала введения санкций против России уже известен как минимум один случай проблем с доступом наших пользователей к сервису, обеспечивающему управление освещением. Конечно, решением проблемы должно стать создание российского «облака» для данных нужд. Но можно ли пойти дальше и вообще обойтись без доступа в Интернет, повысив тем самым надежность системы освещения?
Система биодинамического освещения Casambi
Для начала следует разобраться, зачем вообще облачные сервисы применяются в инновационном освещении. Биодинамическое освещение имитирует процессы, происходящие в природе. При рассвете и закате интенсивность солнечного излучения относительно невысока, в спектре велика доля красной и желтой составляющей. В середине дня солнечное излучение имеет большую интенсивность. И тогда же в спектре высока доля синей составляющей.
Среди специалистов есть несколько точек зрения, по какому алгоритму должны меняться во времени световой поток и спектр излучения при биодинамическом освещении. Наиболее популярная из них - данные параметры должны меняться согласно тем же зависимостям, что и естественное освещение для данной географической точки.
Для реализации биодинамического освещения, точно имитирующего естественное, потребуется полноценный компьютер
Для реализации биодинамического освещения, точно имитирующего естественное, потребуется полноценный компьютер
Полная функциональность
В систему биодинамического освещения при настройке вводятся (либо она сама получает данную информацию посредством спутниковой навигации) географические координаты места, где располагается светильник. Компьютер по достаточно сложным формулам рассчитывает спектр и уровень диммирования для каждого момента времени с учетом конкретной даты. Биодинамическое освещение рекомендуют устанавливать в своих кабинетах в первую очередь людям, профессия которых связана с частыми перелетами между часовыми поясами. Тогда для постепенной адаптации сразу после поездки можно вводить географические координаты места, откуда пользователь недавно вернулся. Либо непосредственно перед поездкой заранее подготовить организм, введя координаты места, куда будет поездка.
Таким образом, для реализации принципов биодинамического освещения требуется использовать более-менее полноценный компьютер, а не простейший контроллер. Потребуется устройство класса mini PC, стоимость в минимальной конфигурации (данные на май 2022 г.) - около 17 000 руб. Поэтому для домашнего применения и небольшого офиса выгоднее будет использовать облачный сервис.
Далее, должна быть предусмотрена возможность, при необходимости, управления освещением вручную. Например, возникла необходимость вечером взбодриться ярким светом с высокой цветовой температурой. Потребуется панель управления с сенсорным дисплеем. Более современный и удобный вариант - управлять системой со смартфона. Выбираем беспроводной интерфейс Wi-Fi, поскольку он обеспечивает связь на расстояние до 100 м. И вот здесь преимущества облачного сервиса станут еще более ощутимые.
Если у вас используется локальный компьютер типа mini PC, то с ним, конечно, можно установить связь напрямую по Wi-Fi по принципу «точка-точка», но в этот момент времени смартфон должен быть отключен от Wi-Fi-сети, через которую он получает доступ в Интернет. Поэтому при использовании локального управляющего компьютера идут путем создания локальной беспроводной сети. Смартфон подключается к точке доступа со встроенным маршрутизатором. Через эту же точку доступа благодаря наличию в ней маршрутизатора передаются также сигналы управления на mini PC, минуя Интернет. При этом переключаться между доступом в Интернет и передачей информации по принципу «точка-точка» уже не требуется. Но придется потратиться на более дорогую точку доступа (разница не менее 2000 руб.), а также на услуги специалиста, который настроит далеко не самую простую конфигурацию компьютерной сети (от 1000 руб.) Кроме этого, нужно раскошелиться еще и на исполнительные устройства, подключаемые к mini PC, а также на дополнительное про-граммное обеспечение.
Скорее всего, вам придется заказать разработку уникального программного решения, поскольку универсальных систем управления биодинамическим освещением для платформы Windows, равно как и для Linux, применительно к локальным компьютерам пока не создано.
С облачным сервисом все гораздо проще и дешевле. Контроллер для него можно купить за 5000 руб., некоторые облачные сервисы предоставляют услуги бесплатно. Точнее, стоимость услуг уже включена в цену оборудования. Настроить можно все самому, без помощи специалиста.
Биодинамическое освещение - относительно новая технология, алгоритмы, по которым она работает, продолжают совершенствоваться. При использовании облачного сервиса обновление алгоритмов работы не требует обновления программного обеспечения у пользователя.
Системы на основе DALI
В магазине или другом публичном пространстве с фиксированным временем начала и конца работы можно поставить задачу проще. В начале и в конце рабочего дня освещение более «теплое» и приглушенное, обеспечивая тем самым начало и завершение работы без дополнительного стресса, а в середине дня освещение яркое и бодрящее. По мнению автора статьи, изменение параметров освещения в зависимости от конкретной даты в этом случае даже способно нанести вред, поскольку бодрящий и успокаивающий эффекты освещения не будут в общем случае совпадать с ритмом работы заведения.
Драйвер с интерфейсом DALI, позволяющий регулировать оттенок свечения
Данная функция может быть реализована посредством контроллера, отрабатывающего программу изменения оттенка (а при необходимости - и интенсивности) свечения в зависимости от времени суток. Такие контроллеры выпускаются для протокола DALI. Изменения параметров освещения по 16 временным точкам будет вполне достаточно.
По цене контроллер биодинамического освещения с поддержкой протокола DALI стоит ненамного дешевле mini PC - от 12 000 руб. Тем не менее если у вас есть светильники с регулируемым оттенком белого и встроенной поддержкой DALI, то дополнительные исполнительные устройства приобретать не придется. Минус - для настройки программы придется подключать ноутбук через USB-интерфейс. Но зато такая система неуязвима не только для санкций, но и для действий хакеров!
Компания B.E.G. недавно выпустила датчик присутствия PD4-M-HCL-FC со встроенной функцией биодинамического освещения. Помимо основной функции, данный датчик работает еще и как контроллер, управляющий параметрами подключенных к нему светильников, до 64 штук. Технология DALI позволяет осуществить такое подключение напрямую. Программа отрабатывает изменение оттенка в зависимости от времени суток. Настройку биодинамического освещения можно вести со смартфона, но придется подключить к нему внешний инфракрасный порт. Стоит такой датчик недешево - примерно в 3 раза больше обычного датчика присутствия с поддержкой DALI. Выходит, по стоимости оборудования даже дороже, чем автономное решение на mini PC, но значительно проще в установке, да и программное обес-печение уже записано в память устройства.
Применение Bluetooth
Важное преимущество Bluetooth - этим протоколом можно пользоваться на смартфоне одновременно с доступом в Интернет через Wi-Fi, дополнительный роутер не требуется. При этом возможно реализовать красивый и удобный пользовательский интерфейс управления освещением на смартфоне. Дальность связи Bluetooth - всего 10 м, но она может быть увеличена посредством построения mesh-сети из контроллеров, встроенных в светильники. В ней элементы сети могут выступать не только в качестве приемников или передатчиков, но и в качестве ретрансляторов, причем для передачи информации выбирается оптимальный с точки зрения помехоустойчивости маршрут. Именно так работает новая система управления освещением Casambi. Сигналы управления по протоколу Bluetooth передаются со смартфона на ближайший светильник, который уже ретранслирует их другим светильникам. Система полностью децентрализована, способна работать без главного контроллера. Настройка происходит автоматически.
Для корпоративного сектора предпочтительными будут системы биодинамического освещения, не требующие доступа в Интернет
Для реализации биодинамического освещения можно запрограммировать изменение цветового оттенка и светового потока в зависимости от времени для определенного устройства или группы устройств. Задание программы происходит со смартфона. Потом самоорганизующаяся система будет выполнять программу даже если мобильное устройство отключено от mesh-сети.
Недостатком Casambi является то, что пока на рынке очень мало светильников со встроенной поддержкой этого протокола. Для реализации системы биодинамического освещения придется менять драйверы в устройствах или изготавливать светильники под заказ. По мере решения этой проблемы применение Casambi может приблизиться по экономической эффективности к облачным решениям.
Каким путем пойти российским разработчикам?
Применение облачных сервисов в биодинамическом освещении объективно продиктовано чисто экономическими причинами. Тем не менее даже в таких странах, как Германия (B.E.G) и Финляндия (Casambi), где пока нет проблемы доступа к облачным сервисам по причине санкций, как мы видим, все равно разрабатывают новые системы биодинамического освещения, способные работать в автономном режиме.
По мнению автора статьи, в рамках импортозамещения отечественным разработчикам систем «умного света» тоже стоило бы приглядеться к этой тенденции и не ограничиться лишь созданием отечественного облачного сервиса. Следует развивать и автономные системы. По мере того, как биодинамическое освещение из дорогой «игрушки» будет превращаться в массовый продукт, необходимость постоянного подключения светильников к Интернету может стать тормозом для развития данной технологии. По крайней мере, в корпоративном секторе, где важна надежность. Освещение - слишком важная вещь, чтобы ставить ее в зависимость от большого числа внешних условий.