Intelligente Lichtsteuerung LED-Leuchten kommunizieren über Infrarot und tauschen sich aus

Beleuchtungssysteme in großen Gebäuden oder Räumen können mit ihren unmittelbaren Nachbarn über Infrarot miteinander kommunizieren. Der Informationsaustausch erfolgt über modulierte IR-Lichtsignale.

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

CTX Thermal Solutions GmbH

RECOM Power GmbH

OSRAM Opto Semiconductors GmbH

Der sogenannten Schwarmintelligenz gehört die Zukunft: Als Beispiel werden oft autonom fahrende Vehikel genannt, die untereinander kommunizieren. Aber auch Beleuchtungssysteme können untereinander kommunizieren und sich Informationen austauschen.

Das Herzstück eines solchen Systems sind Sensorknoten, die in jeder Leuchte integriert sind. Sie bestehen aus einem Bewegungssensor, einen Umgebungslichtsensor und einem infraroten Sender-/Detektor-Paar für die Datenübertragung.

Nimmt der Sensorknoten jemanden in der Umgebung der Leuchte wahr, informiert er seine Nachbarn für ein Infrarot-Signal. Diese schalten daraufhin ihre Leuchte so ein, dass die Helligkeit auf die Entfernung von der jeweiligen Person abgestimmt ist. Außerdem informieren sie ihre eigenen Nachbarn mit einem anders gearteten Infrarot Signal darüber, dass sich zwei Leuchten weiter eine Person befindet.

IR-Licht aktiviert Leuchten

Gerade in einem großen Raum war es bisher so, dass Menschen buchstäblich ins Dunkle laufen, weil nur die Leuchte an ihrem direkten Ort anschaltet. Dank der Übertragung über Infrarot werden nur die Leuchten aktiviert, die im Sichtfeld der Person liegen. Entwickelt wurde das System vom australischen Unternehmen Organic Response und als Lichtquellen kommen IR-LEDs von Osram Opto Semiconductor zum Einsatz. Dabei muss die Stärke des IR-Signals ausreichen, um alle unmittelbaren Nachbarn zu erreichen, darf aber nicht auf weiter entfernte Einheiten einwirken.

Dieser Arbeitsabstand hängt nicht nur von der Stärke des Senders ab, sondern auch von den Umgebungslichtbedingungen, der Deckenhöhe und der Reflektivität des Bodens. Die Stärke des Lichtsignals muss also für die jeweiligen Lichtverhältnisse und strukturelle Bedingungen angepasst werden. Im Gegensatz zu Beleuchtungssteuerungen, bei denen jeder Leuchte eine ID zugeordnet wird, und die entsprechen programmiert werden müssen, nutzt die Entwicklung der Australier die einstellbare Reichweite des Infrarot-Signals, um nur bestimmte Leuchten anzusprechen. Dadurch entfällt eine Programmierung des Systems bei der Installation.

Modulierte Lichtsignale senden

Die Infrarot-LED Oslon SFH 4725S liefert genug optische Leistung, um die Kommunikation für alle möglichen Auslegungen sicherzustellen. Der Sender beruht auf der Stacktechnologie, mit der Osram in einem Chip zwei Emissonszentren realisiert und so dessen optische Leistung verdoppelt. Bei einem Strom von 1 A erzeugt die IR-LED eine Leistung von rund 990 mW.

Dank des engen Abstrahlwinkels von ±45° erreicht ihre Strahlstärke 425 mW/sr. Mit einer Wellenlänge von 940 nm ist das Licht für Menschen völlig unsichtbar und passt gleichzeitig sehr gut zur spektralen Empfindlichkeit von Silizium-Photodetektoren. Die Anstiegs- und Abfallzeiten betragen 10 bzw. 15 ns, womit sich modulierte Lichtsignale senden lassen.

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