Интелигентното осветление в дома

Смарт-лампите пестят електроенергия, но много по- голямо значение за домашните потребители има комфортът, който получават. Удобството, здравословната среда за живот и сигурността са факторите, които правят технологията привлекателна. Практиката показва, че най-добре е умното осветление да бъде вградено още при построяването на жилищата, вместо да се добавя по-късно, за да могат да се извлекат всички ползи от него.

Текст: списание Строители

Създателят на Apple Стив Джобс, представяйки първия смартфон в света през 2007г., си представяше как хората ще ги използват за да правят фантастични неща. И ето, че днес, освен да се снимаме с телефон, можем с него да правим куп невероятни работи: да отключваме и заключваме дома си, да измерим колко високо сме се изкачили в планината или да узнаваме какви самолети прелитат над главите ни в настоящата секунда. Със смартфона си дори можем да управляваме и осветлението в дома си. Само с едно движение и лампите в градината светват в зелено и червено в духа на Коледа, холът потъва в сумрак за гледането на филм, а защо не и лампите вкъщи да светват, докато сме на ваканция в чужбина – нека обирджиите си си мислят, че в дома цари голямо оживление. Хитро, нали? Но истински интелигентното осветление е нещо повече от лампи със смартфон-управление.

Всъщност, за да го наречем интелигентно, то трябва да е толкова интегрирано и досетливо, че да не се налага човек да посяга към смартфона, за да го контролира.
В днешно време споменаването на интелигентното осветление в дома почти всякога завърта разговора около т. нар. умни крушки. Това са по същество светодиодни (LED) лампи с вградени контролери. По форма приличат на традиционните крушки с нажежаема жичка. Вътре има вградена електроника. Част от нея регулира светенето на диодите. Изменя както интензивността на излъчваната светлина, така и цветната температура (по-топла или по-студена), а може и да настрои лампата да свети в определен цвят. Наред с това електрониката приема команди, които в общия случай се предават безжично. Умната крушка е само вестител на смарт-осветлението. Главното й предимство е във факта, че старите, „глупави“ лампи лесно се заменят с нови, по-управляеми.

Умните крушки използват вече утвърдения цокъл, така че човек лесно сваля старата и завива новата. Същевременно единичната смарт-крушка е отличен начин индивидуалният потребител да опознае базовите възможности на интелигентното осветление. Седейки на дивана си, той може да включи лампата в друга стая от дома си, да приглуши светлината в хола си. Това не е достатъчно, за да наречем осветлението в дома умно, но е достатъчно да провокира въображението на човека – и на свой ред да създаде търсене за по-цялостни решения за интелигентно осветление. Производителите все по-често предлагат умни крушки като система.

Потребителят купува нужния брой лампи наред с централизиран модул за управление на множеството крушки. Осветителните тела се свързват към централната конзола – най-често безжично, например през домашната WiFi мрежа. Инсталира се и смартфон приложение. Потребителят може да командва своите умни лампи чрез конзолата или чрез своето смартфон-приложение. Стъпвайки на централизиран контролен модул, индустрията изгражда „мост“ към бъдещето на умното домашно осветление. Главната конзола позволява не просто всички осветителни тела да се командват според вкуса на обитателя. Тя прави възможно по-сложно програмиране, стъпвайки на зависимости спрямо графици, присъствие, пестене на енергия и др.

Сензори и датчици, предлагащи усъвършенствани възможности за контрол

Цялостната система за интелигентно управление на осветлението до голяма степен разчита на информация в реално време за условията на околната среда и желанията на обитателя. Затова след осветителните тела, с тяхната възможност за димиране и тониране на светлината, вторият съществен компонент на умната осветителна система са сензорите и датчиците. Програмирането на осветлението стъпва на правила, които зависят от условията. А сензорите са тези, които регистрират наличието или отсъствието на дадените условия. Позицията им, захранването и комуникациите е най-добре да бъдат предвидени още при построяването на дома. Сензорите за движение са най-добре познати, когато става дума за осветление. Работят с ултразвукова технология за сканиране на околното пространство или сканиране за т. нар. доплеров ефект от движението на телата.

Регистрирането на движение може да е основание за сигнал към осветителната система да включи осветлението в зоната, в която е регистрирано движението. Сензорите за човешко присъствие са друг елемент, без който умното осветление на дома не може.  Най-често разчитат на инфрачервено сканиране на пространството в дома. Тъй като температурата на човешкото тяло, общо взето, е по-висока от тази на околните обекти, сензорът „вижда“ хората. Сензорите за осветеност играят много ключова роля. Най-популярни са фоторезисторните и фотоелектричните сензори. И в двата случая има значение количеството светлина, попадаща върху датчика. Тези сензори са основополагащи за добре работещата система за интелигентно осветление. Отчитайки наличната осветеност, те определят кога в помещенията е нужна изкуствена светлина.

Софтуерите

Софтуерът е сърцето на системата за умно осветление. Различните разработчици на осветителни системи се надпреварват в създаването на все по-интелигентни алгоритми и механизми за контрол. Това позволява задаването на специфични правила. Например, системата може да бъде програмирана в ранните часове на деня да пуска осветление с по-висока цветна температура (по-синкаво), за което се знае, че действа стимулиращо и ободряващо, а след даден час в края на деня – осветителните тела да светят в по-топлия светлинен спектър, което действа по-отпускащо и намалява риска от смущения на съня.

Но не само това. Системата може да бъде програмирана, например, при регистриране на движение в нощния интервал да светва в приглушено бежово. Предполага се, че по това време човек става от леглото, за да посети кухня или тоалетна – рязкото светване на силна бяла светлина би било некомфортно за очите на сънения човек. Повечето разработчици на интелигентно осветление предлагат голям набор от възможности. Наред с това съществуват и отворени решения за осветителна автоматизация, които позволяват програмиране по индивидуални предпочитания.

Интеграция с не-осветителни системи

Като далеч по-усъвършенствана форма на интелигентна осветителна система може да се разглежда тази, която успява да интегрира и елементи, които не са пряко свързани със светлината в дома. Пример за подобна интеграция е обвързването със сензорите за отваряне и затваряне на входна врата. Обичайно при активна алармена система в дома отварянето на входната врата би задействало алармен сигнал. По желание на обитателя датчикът на вратата може да се свърже и с осветлението.

При нежелано отваряне на вратата лампите в дома ще светнат веднага, за да позволят на обитателите бърза реакция при инцидента. Аналогично, осветителната система може да бъде обвързана и с датчици за отваряне на прозорците. При това е възможно да се тонира осветлението в зоната на пробива, за да помогне за бързо ориентиране. Друга желана комбинация може да се направи с автоматиката за спускане на завесите. Например, осветлението може да се интегрира с малки релсови роботи, които приплъзват пердетата или щорите, активирани от почасов график или пък от интензитета на външната светлина.

Дигитални домашни асистенти и гласови команди

Част от концепциите за съвременния интелигентен дом са центрирани около работа с дигиталните домашни асистенти – малки цифрови устройства със софтуер с изкуствен интелект и машинно самообучение, които помагат в ежедневни рутинни дейности. Най-популярните примери са Google Home и Amazon Alexa, но пазарът предлага и други модели. Те предлагат допълнително удобство при контрола на умното осветление в дома, най-вече благодарение на своите възможности за гласови команди. Когато става дума за комфорта в дома, тези асистенти сбъдват „приказки от бъдещето“: обитателят може просто да подвикне на асистента да димира нощната лампа, да тонира осветлението в желан цвят или пък да загаси всички лампи в дома, ако стопанинът вече си е легнал да спи.

Навременно внедряване

Всичко дотук идва да покаже, че най-добрият сценарий за изграждане на интелигентно домашно осветление е необходимата инфраструктура да се вгради още по време на строителството на жилището. Инсталирането на смарт-лампите като самостоятелен проект за модернизация на по-късен етап е по-трудно, ограничава някои възможности за интеграция и неизбежно излиза по-скъпо.

Ползи

Пестенето на енергия е най-често споменаваната причина за въвеждане на интелигентно осветление. Но в мащаба на отделното домакинство спестяването от осветление е относително малко. За собствениците и операторите на многофамилни сгради обаче цифрите говорят друго. Усъвършенстваният контрол на изкуственото осветление води до 43% спестяване на енергия при осветлението – в допълнение към икономиите, реализирани от прехода към светодиодната технология.

Половината от тези 43% се дължат на финото контролиране на нивата на светлина.
Другата половина пък идва от оптимизиране на работата на контролите и сензорите за присъствие. От гледна точка на индивидуалния потребител водещ фактор за апетита към смарт-осветление остава домашният комфорт. Управлението на светлината се подчинява преди всичко на индивидуалните потребности от удобство. Един от най-често споменаваните примери е случаят, при който ръцете на човек са изцяло заети при влизането в дадено помещение от дома – автоматичното светване спестява усилия и намалява риска от инциденти.

Управлението на цветовете на светлината е част от този комфорт, но касае и здравословната домашна среда. Установено е, че синята светлина смущава силно нервната система и влияе на т. нар. циркадни ритми – естествения, биологичен ритъм на редуване на сън и будуване. Поради това е препоръчително вечер да се избягва синята светлина. Наличието на система за умно осветление позволява задаването на подобно правило: например вечер след 18 ч. светлината да е „топла“, лишена от сините отенъци. Пак от гледна точка на здравословната домашна среда системата за интелигентно домашно осветление позволява да се дава приоритет на естествената дневна светлина винаги, когато я има.

Сигурността е друг ключов фактор за въвеждането на умните системи за осветление.
Все по-често интелигентното осветление се разглежда като интегрална част от цялостните системи за обезопасяване на дома, наред с модулите за видеонаблюдение, пожароизвестяване и пожарогасене, алармените инсталации и системите за контрол на достъпа. Към всичко това следва да се добавят и ползите за работата в домашни условия. След пандемията на коронавируса за много бизнеси стана норма някои служители да работят от домовете си поне част от времето.

Интелигентното осветление може да спомогне домашният офис да даде на работещите от къщи среда, която повишава продуктивността. А това се отразява на успеха на бизнеса и неговите приходи. Като цяло специалистите са на мнение, че икономиите са най-старият, но не най-значимият от всички фактори. Макар че осветлението бе възприето като емблема на енергийната ефективност, много по-съществени придобивки са „допълнителните предимства“, които се простират отвъд пестенето на ток.

Предизвикателствата

Въпреки своя огромен потенциал, умните осветителни системи за дома все още не са особено популярни. Основна причина е високата първоначална стойност, която завишава цените на жилищата и оскъпява ремонтите. Друг фактор е недостатъчната стандартизация на продуктите. Наред с това поддържането на смарт-осветление в домовете в жилищна сграда изисква и наличието на обучен, квалифициран персонал за експлоатация и поддръжка. В мащаба на многофамилната жилищна страда интелигентното домашно осветление позволява прецизен контрол на ниво жилище, етаж, сграда или дори комплекс от сгради.

Смарт-системите за осветление могат да „говорят“ с други сградни системи като например технологиите за вентилация, слънцезасенчване и др. В подобен мащаб значение за оператора/собственика придобиват и събираните данни от работата на осветителните тела и начина, по който те се използват в домовете. Благодарение на способността си за спестяване на енергия интелигентните осветителни системи могат да помогнат дадена жилищна сграда да постигне изискванията на програмите за оценка и сертификация на енергийната ефективност и устойчивостта