ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Oct 29/9 30/9 # Rohde supersquare
Nov # TME (2) square

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Ziphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

 2022  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
Jan # Farnell sajt skyskrapa
ecf 2023 - reklam
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

TECHNICAL ARTICLES

Sisätilapaikannusta sähköverkon ja näkyvän valon avulla

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 15.12.2022
  • Devices
  • Embedded
  • Power

Power-over-Ethernet (PoE) pystyy toimittamaan yli 90 wattia tehoa turvallisesti ja tehokkaasti, joten se on ollut avainasemassa verkkoon liitettyjen valaistusjärjestelmien kasvussa. Kun tämä yhdistetään näkyvän valon datansiirron eli VLC-tekniikan etuihin, voidaan kehittää erittäin turvallisia ja tehokkaita sisäpaikannusjärjestelmiä, jotka voivat tarjota paremman suorituskyvyn kuin RF-pohjaiset ratkaisut tietyillä sovellusalueilla.

Artikkelin on kirjoittanut Mike Sandyck, joka toimii tuotemarkkinoinnin päällikkönä onsemillä.

Tässä artikkelissa tarkastellaan, kuinka PoE on kehittynyt toimivaksi ratkaisuksi teollisuusvalaistukseen, ja pohditaan, kuinka VLC-tekniikkaa voidaan lisätä järjestelmään paikannuksen mahdollistamiseksi.

PoE-standardi (IEEE 802.3xx)

PoE-standardi kehitettiin mahdollistamaan vähätehoisten oheislaitteiden virransyöttö keskusyksiköstä. Tämä poistaa yhteensopivuusongelmat, jotka liittyvät verkkovirran käyttämiseen ympäri rakennusta, ja alentaa kustannuksia. Kuten monet standardit, IEEE 802.3xx PoE -standardi on kehittynyt vuosien varrella ja tarjoaa enemmän toimintoja ja tehoa jokaisen uuden version myötä.

Ensimmäinen standardi (IEEE 802.3af) julkaistiin vuonna 2003, ja se tarjosi 15,4 W tehoa laitteille, kuten IP-puhelimille, tukiasemille ja antureille. Käytännössä kaapelihäviöiden vuoksi käytettävissä oleva teho kullekin oheislaitteelle oli noin 13,0 W. Standardin seuraava versio (IEEE 802.3at), joka tunnetaan myös nimellä PoE+, kasvatti kapasiteetin 30 wattiin, mikä tarkoitti häviöiden jälkeen 25 watin sähkötehoa. Tämä mahdollisti monimutkaisempien laitteiden virran kytkemisen ja pienempien laitteiden, kuten tablettien, lataamisen.

Vaikka kaksi muuta standardia ovat edelleen hengissä, nykyinen PoE-standardi on IEEE 802.3bt vuodelta 2018. Se on jaettu tyyppiin 3 (PoE++), joka voi tuottaa jopa 60 W porttia kohden, ja tyyppiin 4 (Higher Power PoE), joka voi tuottaa jopa 90 W käyttöpisteessä.

Kuva 1: Kehittyvien PoE-standardien yleiskuvaus.

Vaikka tyypin 4 kapasiteetti oli 802.3bt-standardissa tarkoitettu kannettaville laitteille, LED-valaistuksen myötä se tarjosi myös mahdollisuuden syöttää virtaa keskikokoisille ja suurille älykkäille valaistusjärjestelmille PoE:n kautta.

PoE-valaistusjärjestelmät ja näkyvän valon tietoliikenne

PoE-valaistuksella on monia etuja. Kaksi tärkeintä ovat turvallisuus ja joustavuus. Koska PoE-väylän jännite pysyy aina 60 voltin DC-turvakynnyksen alapuolella, AC-verkkojännitteen vaaroja, kuten sähköiskuja tai tulipalon vaaraa ei ole. Ainoa johdotus tarvitaan valaisimiin: yksi CAT 5 Ethernet -kaapeli virtaa ja dataa varten. Tämä poistaa tarpeen käyttää verkkovirtaa ja seinään asennettuja kytkimiä, mikä alentaa kustannuksia ja tekee järjestelmästä yksinkertaisemman.

Ethernet-liitännän ansiosta valaistusjärjestelmän ohjaus voidaan tehdä paikallisverkon kautta, mikä tarjoaa paljon laajemmat mahdollisuuksia ohjaukseen. Anturit voivat antaa palautetta huoneen käyttöasteesta tehonkäytön parantamiseksi sekä lämpötilan ja ilmanlaadun hallinnan integroimiseksi. Seinäkytkimissä voidaan siirtyä ohueen, energiaa keräävään langattomaan suunnitteluun, jolloin vältytään paristojen tai virtaliitäntöjen tarpeelta. Tämä mahdollistaa rakennuksen tilojen helpon ja nopean konfiguroinnin.

VLC-pohjainen paikannus

Datan lähettäminen näkyvän valon avulla ei ole mikään uusi tekniikka. Sew voidaan jäljittää 1880-luvulle, jolloin Alexander Graham Bell kehitti valokuvapuhelimensa. Tekniikka on kuitenkin nyt saamassa kiinnostusta erityisesti sisätiloissa. Ilmeinen sovellus VLC:lle on valopohjainen verkko (Li-Fi), joka on erityisen hyödyllinen sellaisilla alueilla, joilla on räjähdysvaara tai alueilla, joilla herkät laitteet voivat kärsiä RF-pohjaisen langattoman verkon häiriöistä, kuten sairaalassa tai lentokoneessa.

Toinen, vähemmän ilmeinen sovellus on käyttää valoa sisäpaikannusjärjestelmissä, jotka voivat ohjata automaattisen ohjatun ajoneuvon (AGV) ympäri varastoa tai älykästä tehdasta tai auttaa ihmisiä navigoimaan suurissa rakennuksissa, kuten lentokentillä, urheilustadioneilla tai sairaaloissa. Tällainen sijaintitieto synnyttää myös liiketoimintamahdollisuuksia, kuten sijaintiin perustuvaa markkinointia: kuluttajan huomio voidaan vaikkapa kauppakeskuksessa kiinnittää erikoistarjoukseen viereiseesä liikkeessä.

VLC-pohjaiset paikannusjärjestelmät korjaavat monia GPS-paikannuksen ongelmia sisätiloissa. GPS-signaali ei välttämättä tunkeudu rakennukseen kovin hyvin, ja jos se läpäiseekin seinät, niin seinistä pomppiessaan monitie-eteneminen johtaa epätarkkuuksiin järjestelmässä.

VLC-paikannus toimii jossain määrin GPS:n kaltaisesti. Jokaisella valaisimella on oma ainutlaatuinen koodinsa, joka lähetetään moduloimalla valoa taajuudella, jota ihmissilmä ei huomaa. Älypuhelin tai muu vastaava kameralla ja sovelluksella varustettu laite pystyy laskemaan etäisyyden kolmesta tai useammasta valaisimesta ja määrittämään sijainnin alle 30 senttimetrin tarkkuudella.

PoE-pohjaisten VLC-järjestelmien suunnittelu

PoE-pohjaisten VLC-järjestelmien suunnittelijoiden kohtaamista haasteista keskeisiä ovat energiatehokkuus ja pieni koko. Lisäksi haasteeksi nousee suunnittelujen toimittaminen markkinoille nopeasti. Onsemillä on runsaasti kokemusta energiatehokkaiden ratkaisujen suunnittelusta moniin sovelluksiin, mukaan lukien älykäs valaistus.ensisijaisista haasteista sekä tarve toimittaa mallit markkinoille nopeasti. onsemillä® on runsaasti kokemusta energiatehokkaiden ratkaisujen suunnittelusta moniin sovelluksiin, mukaan lukien älykäs valaistus.

Ratkaisu älykkääseen PoE-pohjaiseen valaistukseen yhdistää useita erittäin integroituja laitteita kompaktiksi järjestelmäksi, mikä yksinkertaistaa merkittävästi suunnitteluprosessia.

Kuva 2: Älykäs PoE-pohjainen valaistusjärjestelmä

NCP1095 ja NCP1096 ovat PoE-PD-liitäntäohjaimia, jotka varmistavat, että valaistusratkaisu on yhteensopiva IEEE 802.3af/at- ja -3bt-standardien kanssa. Ne sisältävät kaikki PoE-järjestelmän toiminnot, mukaan lukien havaitsemisen, luokituksen ja käynnistysvirran rajoittamisen. Sekä NCP1095 että NCP1096 tukevat sovelluksia 90 wattiin asti, ja niissä on ylivirta- ja ylikuumenemissuoja, mikä suojaa laitetta ja valaistuskuormaa. NCP1095 käyttää ulkoista päästötransistoria suunnittelun joustavuuden vuoksi, NCP1096 on puolestaan täysin integroitu ratkaisu.

Liitäntäohjaimen rinnalla on onsemin edistyksellinen NCL31000-valomoottori, joka sisältää kaikki erittäin tehokkaan ja älykkään valaistusjärjestelmän elementit. Piirin ytimessä on hyötysuhteeltaan 97 % tehokas buck-tyyppinen lediohjain, joka tukee suuren kaistanleveyden analogista himmennystä ja PWM-himmennystä nollavirtaan. Laitteessa on sisäänrakennetut DC/DC-muuntimet, jotka syöttävät virtaa mikro-ohjaimella ja oheislaitteita, kuten antureita, mikä poistaa erillisten DC/DC-muuntimien tarpeen. Tämä yksinkertaistaa suunnittelua ja säästää tilaa ja komponenttikustannuksia.

Piirin kyky himmentää 0,1 % tarkkuudella ja sen korkea lineaarisuus tekevät NCL31000:sta sopivan VLC-sovelluksiin, mukaan lukien valopohjaiseen paikannukseen. Korotettu, vakaa referenssi mahdollistaa todellisen himmentämisen nollaledivirtaan ja poistaa kaikki haamuvalon riskit. Kattava diagnostiikka, mukaan lukien virrat, jännitteet ja lämpötilat, mitataan tarkasti ja toimitetaan järjestelmän ohjaimelle MCU:lle I2C / SPI-liitännän kautta.

Yhteenveto

Älykkään valaistuksen yleistyminen vähävirtaisen leditekniikan kautta yhdessä PoE-standardin kehityksen kanssa johtavat siihen, että käyttöpisteessä on käytettävissä 90 wattia tehoa. Tämän ansiosta voimme kehittää valaistusjärjestelmiä ilman kalliita lisäjohdotuksia.

Vaikka näitä järjestelmiä voidaan käyttää missä tahansa, ne ovat erityisen arvokkaita vaarallisilla alueilla, kuten kaivoksissa ja öljy- tai kaasulautoilla, kosteissa ympäristöissä sekä herkkien laitteiden välittömässä läheisyydessä, kuten sairaaloissa tai lentokoneissa.

Onsemin NCP1095- ja NCP1096 PoE-PD -liitäntäohjaimet ja NCL31000-valomoottorit hyödyntävät yhtiön pitkää kokemusta tehoratkaisuissa ja lediajureita, jotka pienentävät suunnittelu-urakkaa tarjoamalla todistetun, erittäin tehokkaan ja täysin integroidun ratkaisun, joka auttaa saamaan valaistusratkaisuja markkinoida nopeammin.

back to top
MORE NEWS

Nappikuulokeisiin tulee puheentunnistus

Eikö olisi näppärää, jos nappikuulokkeita voisi ohjata puheella? ”Seuraava kappale”, ”soita XX:le”, ”lisää volyymiä”, ja niin edelleen? Tämä voi pian olla mahdollista, sillä kanadalainen Fluent.AI sanoo istuttaneensa puheentunnistusalgoritmista DSP-piirille, joka sopii nappikuulokkeisiin.

Haluatko korvata 8-bittisen 32-bittisellä? Näillä pääset alkuun

STMicroelectronics on laajentanut suositun 32-bittisen STM32-mikro-ohjainperhettään tähän asti edullisimmilla ohjaimilla. STM32C0 on siinä mielessä merkityksellinen piiriperhe, että sillä voidaan korvata vanhoja 8-bittisiä ohjaimia monissa sulautetuissa sovelluksissa.

Lähes joka viides 5G-verkko on avoin vuonna 2026

Open RAN on avoin verkkotekniikka, joka perustuu 3GPP:n 5G-standardeihin ja Open RAN Alliancen kehittämiin määrityksiin. Vielä avoimia verkkoja on käytössä varsin vähän, mutta tutkimuslaitos Dell´Oro arvioi, että vuonna 2026 jo 15-20 prosenttia mobiiliverkoista perustuisi ORAN-tekniikkaan.

Sähköauto vie voimansiirron korkeampiin jännitteisiin

Siirtyminen sähköautoihin mullistaa ajoneuvojen voimansiirron ja vaatii uusia komponenttiratkaisuja. Tässä artikkelissa esittelemme korkeajännitesovelluksia käyttävää sähköajoneuvojen tekniikkaa ja esittelemme Samsung Electro-Mechanicsin korkeajännitteisen autojen MLCC-komponentit (monikerroksiset keraamiset kondensaattorit).

Windows 10:n myynti loppuu

Vuodenvaihteessa ylivoimaisesti suosituin Windows-versio oli vuonna 2015 esitelty Windows 10. Kaikista Windows-mikroista kympin osuus oli karvan alle 68 prosenttia. Ylihuomisesta lähtien sen myynti kuitenkin päättyy.

Menikö tämä ohi? ChatGPT on kyberturvan painajainen

Israelilainen Check Point Software on saanut uuden Suomen ja Baltian maajohtajan. Fortinetilta tullut Viivi Tynjälä aloittaa tilanteessa, jossa kybersodassa on astuttu kokonaan uuteen, tekoälyn hallitsemaan aikaan. - ChatGPT:tä on jo käytetty muun muassa haittaohjelmien koodin ja tietojenkalastelusähköpostien kirjoittamiseen, Tynjälä muistuttaa.

ChatGPT nostaa panostuksia kyberturvaratkaisuihin

Yritykset investoivat erilaisiin kyberturvaratkaisuihin tänä vuonna 223,8 miljardia dollaria. Jättimäinen summa kasvaa edellisvuodesta 13,2 prosenttia, kertoo Canalys-tutkimuslaitos. Yksi kasvun moottoreista on tekoäly.

Hyperspektrikamera yhdistää kolme anturia

Kuvantamistekniikoissa mennään koko ajan yhä integroidumpiin ratkaisuihin yhä laajemmalla spektrin alueella. Belgialaisessa IMEC-tutkimuskeskuksessa on kehitetty hyperspektrikamera, joka osaa kuvata näkymää infrapunan ja sen lähialueella sekä näkyvän valon alueella.

Intel lopettaa RISC-V-hautomon raskaiden tappioiden keskellä

Intelillä oli erittäin vaikea neljäs vuosineljännes. Liikevaihto putosi 32 prosenttia 14 miljardiin dollariin ja tappiota kertyi 661 miljoonaa dollaria. Yhtiö ryhtyi samantien leikkaamaan monia toimintoja ja yksi leikkauksen kohteista on RISC-V Pathfinder -ohjelma, joka oi eräänlainen RISC-V-pohjaisten suunnittelujen hautomo.

Elfa myy nyt maailman nopeinta skooppia

Elfa Distrelec ilmoittaa aloittaneensa Rohde & Schwarzin uuden MXO 4 -oskilloskoopin myynnin. R&S itse kutsuu testeriä ensimmäiseksi uuden sukupolven oskilloskoopiksi.  Se on maailman ensimmäinen oskilloskooppi, jonka päivitysnopeus on yli 4.5 miljoonaa aaltomuotoa sekunnissa.

TMSNet  advertisement
 2022  # mobilbox
Sep Oct # Rohde mobilbox
Jan # Farnell  mobilbox f skyskrapa

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Kuinka suunnitella ToF-kamerajärjestelmä?

Monessa konenäkösovelluksessa vaaditaan erilaisten kohteiden etäisyyksien tarkkaa mittaamista. Tämä artikkeli tarjoaa yleiskatsauksen jatkuvan säteilyn (Continous Wave) CMOS-pohjaisen ToF-kamerajärjestelmän tekniikkaan ja sen eduista perinteisiin 3D-kuvausratkaisuihin verrattuna.

Lue lisää...

OPINION

Electronica-raportti: miltä näyttää 40 tuntia osastolla?

Electronica-messut palasivat rytinällä viime viikolla, kun yli 70 000 vierasta tutustui reilun 2000 yrityksen osastoihin ja laajaan seminaaritarjontaan. Käytävillä Electronica tuntuu ruuhkaiselta osastojen kavalkadilta, mutta entäpä messukokemus näyttelyosastolla? EG Electronicsin Maarit Hämeen-Anttila vietti messuosastolla neljä päivää. Alla hänen messuraporttinsa.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Nappikuulokeisiin tulee puheentunnistus
  • Haluatko korvata 8-bittisen 32-bittisellä? Näillä pääset alkuun
  • Lähes joka viides 5G-verkko on avoin vuonna 2026
  • Sähköauto vie voimansiirron korkeampiin jännitteisiin
  • Windows 10:n myynti loppuu

NEW PRODUCTS

  • Benderin tuotteet Enkom Activen edustukseen
  • Lisää vauhtia USB- ja Ethernet-liittimiin
  • Paikannusmoduuli kestää 105 asteen lämpötilan
  • Kymmenien tuhansien solmujen mesh-verkkoon uusia moduuleja
  • Nopeampi Wi-Fi käyttöön nostalgisesti tikulla
 

NEWSFLASH

twitter
ETN_fi @ETN_fi
ETN_fi This is why Nokia lost the game in mobile phones - an insiders view https://t.co/NB5Wndkx5p
joulu 12 • reply • retweet • favorite
ETN_fi @OnePlus_FI lahjoittaa Pelastusarmeijalle 50 puhelinta jouluapuun. Iso- Britanniassa samanlainen lahjoitus tehdään… https://t.co/LKdl2Pywie
joulu 07 • reply • retweet • favorite
ETN_fi Finnish PM Sanna Marin: We need to cut our dependence on China. https://t.co/598gQXKvlj #Slush2022 #China #electronics #semiconductors
marras 17 • reply • retweet • favorite
ETN_fi https://t.co/ugg6A09vln Need cm level accuracy in your positioning device? Now you can explore this with #ublox two… https://t.co/5rQNxsAu5V
loka 07 • reply • retweet • favorite
ETN_fi EU chip plan would cost €500bn, says NXP CEO https://t.co/j9bD8VpK9c
loka 04 • reply • retweet • favorite
web design services
 

Section Tapet