Inteligentne oświetlenie w domu dzięki zastosowaniu nowoczesnych żarówek SMART

Budowa inteligentnych źródeł światła (z angielskiego „smart bulb”) różni się w zależności od ich funkcji i sposobu sterowania. Zasadniczo można wyróżnić następujące elementy:

• płytka PCB z chipami LED,
• układ zasilający, umożliwiający podłączenie diod świecących do napięcia sieciowego, oraz prawidłowe zasilanie diody,
• moduł elektroniczny z układem scalonym, umożliwiający bezprzewodowe sterowanie pracą lampy,
• moduł elektroniczny z pamięcią typu flash (może być również z zegarem czasu rzeczywistego) do przechowywania zapisanych ustawień,
• antena lub odbiornik podczerwieni, umożliwiające bezprzewodową komunikację,
• kopuła mleczna, zapewniająca rozproszenie i szeroki rozsył światła,
• obudowa umożliwiająca odpowiednie odprowadzenie ciepła,
• trzonek lampy (np. E14/E27/GU10), umożliwiający jej podłączenie i pracę w typowych oprawach oświetleniowych.

Trwałość produktu jest silnie związana z jakością zaprojektowanego układu sterującego pracą lampy, układu odprowadzającego ciepło i jakością komponentów elektronicznych.

Na rynku można wyróżnić różne rodzaje komunikacji bezprzewodowej stosowanej w inteligentnych źródłach światła do domu: sterowanie na podczerwień (IR), Bluetooth oraz inne odmiany sterowania radiowego, opartego na standardach sieciowych, takich jak: WiFi, Z-Wave, ZigBee, Thread i inne.

Sposób komunikacji bezprzewodowej determinuje możliwości sterowania inteligentnymi żarówkami.

Inteligentne żarówki wykorzystujące podczerwień (IR)

Inteligentne źródło światła działające w oparciu o podczerwień należy do najtańszych i najprostszych sposobów komunikacji bezprzewodowej. Komunikacja jest możliwa na niewielkiej odległości od urządzenia, zwykle około 5-10 metrów.

Do bezprzewodowego sterowania służy dedykowany pilot. Możliwe jest również sterowanie smartfonem, ale tylko wtedy, kiedy smartfon jest wyposażony w nadajnik podczerwieni. Pilot powinien być skierowany w stronę odbiornika, a na drodze komunikacji nie powinno być znaczących przeszkód. Sterowanie odbywa się w układzie jeden na jeden, to znaczy, że w danej chwili można sterować tylko jednym urządzeniem.

Inteligentne żarówki wykorzystujące technologię Bluetooth

W zależności od standardu Bluetooth, możliwa jest komunikacja na odległości od 10 do nawet 100 metrów. Sterowanie inteligentnym oświetleniem może odbywać się dedykowanym pilotem, jak również smarfonem, tabletem, czy komputerem z funkcją Bluetooth, poprzez odpowiednią aplikację. Sterowanie jest możliwe niezależnie od położenia pilota wobec odbiornika. Wystarczy tylko, żeby źródła światła znajdowały się w zasięgu nadajnika Bluetooth. Technologia umożliwia sterowanie przez większe obiekty lub przeszkody a nawet ścianę. Technologia Bluetooth pozwala na sterowanie maksymalnie kilkoma urządzeniami w tym samym czasie.

Inteligentne źródła światła wykorzystujące technologie WiFi, Z-Wave, ZigBee, Thread oraz inne rodzaje sterowania radiowego

Pozwalają sterować większą liczbą źródeł światła i mają zwykle większy zasięg. Komunikacja może odbywać się również przez ścianę i podłogę. Wykorzystując połączenie z Internetem możliwe jest również sterowanie z dowolnego miejsca z dostępem do sieci.

Do działania systemu zazwyczaj (choć nie zawsze) niezbędny jest centralny kontroler, który jest „mózgiem” inteligentnego systemu domowego. Niektóre systemy mogą być zintegrowane z innymi urządzeniami domowymi jak np. pralki, drzwi garażowe, żaluzje, zamki do drzwi, czujniki ruchu itp.

Żarówki inteligentne mogą zaoferować znacznie więcej niż typowe niesterowalne źródła światła. Najprostsze rozwiązania wyposażone są w regulację ilości światła (rozjaśnianie/ściemnianie). Bardziej złożone układy sterujące pozwalają na zmianę temperatury barwowej, mieszanie barw, świecenie światłem kolorowym, tworzenie zaprogramowanej sceny świetlnej.

Jednym przyciskiem można włączyć światło przystosowane do pracy i koncentracji, światło relaksujące, romantyczne itp. Sterowanie poprzez aplikacje komputerowe umożliwiają dynamiczne zmiany oświetlenia, połączone np. z odtwarzanym utworem muzycznym, świecenie wybranym np. ze zdjęcia kolorem, włączenie o wskazanej godzinie, na określony czas, ze zdefiniowanym poziomem jasności i barwy.

Nawet najprostsze żarówki inteligentne zwykle posiadają funkcje pamięci ostatnich ustawień, dzięki czemu po ich ponownym włączeniu, powrócą do stanu sprzed wyłączenia. Żarówki inteligentne mogą być wyposażone w dodatkowe czujniki np. detektory ruchu, czujniki światła.

Istnieją produkty, które emitują światło w podczerwieni. Jest ono niewidoczne dla człowieka, ale może wspomagać działanie kamer w systemach monitoringu. Powstała też gama produktów wyposażonych nie tylko w funkcje związane z oświetleniem ale np. w głośnik (np. LED SMART SL-B10 firmy Awox), w kamerę (np. Cam light firmy Awox), a nawet dyfuzory zapachu (np. Aroma light firmy Awox). Są to tzw. żarówki hybrydowe.

Jak wcześniej wspomniano zakres sterowania, jest związany nie tylko z produktem, ale również ze sposobem komunikacji bezprzewodowej. Największe możliwości mają rozwiązania z technologią radiową.

W rozbudowanych systemach istnieje możliwość identyfikacji poszczególnych źródeł światła, nadawania im indywidualnych nazw i bezpośrednich poleceń. Sterowanie odbywa się nie tylko za pomocą regulacji ustawień na tablecie lub smarfonie. Możliwe jest również sterowanie głosem. Można przypisać indywidualne nazwy źródłom światła lub grupom źródeł światła i wydawać im zdefiniowane wcześniej polecenia np. polecenie włączenia lub wyłączenia, zmiany poziomu jasności itp.

Zastosowanie większej grupy inteligentnych źródeł światła pozwala na programowanie interesujących scen świetlnych, które będą np. zmieniały barwę światła w takcie pory dnia, dostosowywały poziom natężenia oświetlenia do wykonywanych w pomieszczeniu zadań wzrokowych itp.

Sterowanie może odbywać się nie tylko z wnętrza mieszkania. Połączenie kontrolera poprzez router z internetem pozwala na sterowanie oświetleniem z dowolnego miejsca z dostępem do sieci. Dzięki temu można wyłączyć światło nawet po wyjściu z mieszkania, włączyć przed swoim powrotem z pracy, uruchomić oświetlenie w trakcie wyjazdu symulując obecność kogoś w mieszkaniu.

Na rynku dostępna jest szeroka gama aplikacji do sterowania, współpracujących z popularnymi systemami operacyjnymi smarfonów np. iOS, Android.

Przy wyborze inteligentnych żarówek, które mają być składową kompleksowego systemu sterowania, warto oprzeć się na standardach i protokołach sieciowych współpracujących z innymi inteligentnymi urządzeniami domowymi. Obecnie najbardziej popularne technologie to Z-Wave i ZigBee. Technologia ZigBee jest zastosowana między innymi w lampach Hue firmy Philips.

Przed kupnem produktu, dobrze jest zastanowić się w jaki sposób będzie on wykorzystywany, jaka ilość źródeł światła jest potrzebna, czy planuje się rozbudowę systemu w przyszłości i będzie się go integrować z innymi urządzeniami, czy urządzenie powinno mieć funkcję sterowania przez Internet. Należy pamiętać o tym, że sterowalne inteligentne źródła światła zazwyczaj nie współpracują z tradycyjnymi ściemniaczami.

Produkty RGB dobrze sprawdzają się jako oświetlenia dekoracyjne, ale słabiej w oświetleniu ogólnym. Jeśli chce się wykorzystywać źródła światła w oświetleniu ogólnym, należy koniecznie wybrać produkt, który emituje światło białe dobrej jakości. Istotna jest również ilość światła emitowanego przez pojedyncze źródło światła (wartość podawana w lumenach) i sposób świecenia (niektóre produkty dają światło bardziej rozproszone, a inne bardziej kierunkowe). Warto się zastanowić, czy potrzebne są jakieś inne dodatkowe funkcje np. emisja dźwięku, czujnik ruchu, kamera itp.