Cum funcționează luminile stradale? Fotocelule, temporizatoare și drivere LED explicate

O lumină stradală nu așteaptă ca o cameră de control să-i spună că s-a lăsat noaptea. Un mic senzor de lumină deasupra carcasei măsoară luminozitatea ambientală, iar la un prag între 10 și 20 de lux își închide contactele și trimite alimentarea de la rețea șoferului din interiorul luminii. Driverul convertește curentul alternativ într-un curent continuu reglat, iar modulul LED transformă acel curent în lumină. Întreaga secvență durează câteva secunde și se repetă în fiecare seară fără ca cineva să atingă un comutator.

Vederea unei străzi ca trei blocuri lucrând în succesiune face problemele din lumea reală mai ușor de diagnosticat. O lampă care arde la prânz, un corp de iluminat care pâlpâie înainte de a se instala, un stâlp care scade la jumătate din putere la ora 1 a.m. și revine la luminozitatea maximă când se apropie o mașină. Fiecare simptom indică stratul de control, driverul sau modulul LED. Secțiunile de mai jos urmează acel lanț în ordine, apoi enumeră verificările care previn greșelile costisitoare atunci când luminile stradale sunt comandate în volum.

Cele trei blocuri din interiorul unei străzi care funcționează

Fiecare corp de fixare montat pe stâlp, de la un felinar rezidențial de 50 W la un far de drum arterial de 240 W, conține aceleași trei blocuri funcționale.

• Putere și șofer. Tensiunea de rețea ajunge la pol, de obicei 120 V, 230 V sau 277 V monofazată și până la 347 V sau 480 V pe unele coridoare din America de Nord. Driverul rectifică AC, corectează factorul de putere și alimentează LED-urile cu un curent constant, de obicei 350 mA până la 1,05 A, în funcție de designul modulului.
• Motor ușor. Chip-uri LED montate pe o placă cu miez metalic. Lumina din matrița semiconductoare trece printr-un strat de fosfor și iese ca lumină albă. Corpurile de iluminat comerciale bine construite furnizează 120 până la 160 de lumeni pe watt la nivelul dispozitivului de iluminat, după pierderile optice și termice.
• Stratul de control. O fotocelulă, un temporizator astronomic, un senzor de mișcare sau un controler în rețea decide când șoferul primește putere și cât de mult curent ar trebui să furnizeze. La instalațiile mai vechi este o fotocelulă cu blocare prin răsucire într-un recipient deasupra carcasei. La corpurile mai noi, poate fi un senzor montat pe suprafață, conectat direct la placa de driver.

Deoarece blocurile sunt independente, o defecțiune într-unul arată rareori ca o defecțiune a altuia, ceea ce scutește o mare cantitate de presupuneri la fața locului.

Cum decide o fotocelulă că este suficient de întuneric

Elementul de detectare este o celulă de sulfură de cadmiu a cărei rezistență scade pe măsură ce lumina crește, sau o fotodiodă de siliciu asociată cu un circuit comparator. În ambele cazuri, electronica compară nivelul măsurat cu o referință și acţionează un releu sau un comutator cu stare solidă.

Două cifre contează. Pragul de pornire este în mod normal setat între 10 și 20 de lux, ceea ce corespunde amurgului târziu sub un cer senin. Pragul de oprire este în mod deliberat mai mare, adesea de două până la trei ori valoarea de pornire. Acest decalaj se numește histerezis și, fără el, dispozitivul s-ar opri în momentul în care propria ieșire ar ridica nivelul de lumină ambientală, apoi s-ar porni din nou, ciclând toată noaptea.

Poziția senzorului decide fiabilitatea

O fotocelula trebuie să vadă cerul, nu dispozitivul pe care îl controlează. Când un senzor se află în fața unui perete din apropiere, a unui semn reflectorizant sau a fasciculului de la următorul pol, bucla de feedback poate menține lampa aprinsă după răsăritul soarelui. Același lucru se întâmplă atunci când fereastra senzorului este acoperită cu praf sau o pânză de păianjen, care este cel mai frecvent motiv pentru care lumina stradală rămâne aprinsă toată ziua.

Temporizatoare, senzori de mișcare și comenzi inteligente

Un cronometru astronomic funcționează diferit. Stochează latitudinea, longitudinea și data, calculează apusul și răsăritul soarelui într-un minut sau două și comută circuitul în consecință. Este imun la ferestrele murdare și la locațiile umbrite, dar o întrerupere a curentului care șterge ceasul sau o schimbare la ora de vară despre care controlerul nu știe, schimbă programul până când cineva îl corectează.

Sensiunea mișcării adaugă un al doilea strat de economii. Un detector cu microunde sau cu infraroșu pasiv menține dispozitivul la un nivel de așteptare de aproximativ 20 până la 30% și îl ridică la putere maximă atunci când un vehicul sau un pieton intră în zonă. Pe drumurile cu trafic redus, acest lucru poate reduce consumul de energie pe timp de noapte cu o treime. Detectarea pasivă în infraroșu este mai puțin fiabilă pe vreme foarte rece și ambele tipuri au nevoie de o urmărire atentă pentru a evita declanșatorii falși de la frunziș în mișcare.

Luminile stradale conectate merg mai departe. Un controler într-o priză NEMA sau Zhaga raportează consumul de energie, orele de funcționare și codurile de eroare printr-o rețea wireless sau o legătură NB IoT. Operatorii pot întuneca circuite întregi, pot rula profiluri separate de weekend și pot identifica un șofer eșuat înainte de a suna rezidenții. Această prezentare generală a perspective de aplicare a luminilor stradale inteligente acoperă ce implică de fapt implementările la nivel de oraș.

Pentru proiectele care au nevoie de programe de reducere a luminii și de raportare a defecțiunilor încorporate în corpul de iluminat, mai degrabă decât adăugate ulterior, un iluminat stradal inteligent de 240 W cu o priză pentru controler integrat este un punct de plecare practic pe lista de specificații.

PY-LED666-240W Lumină stradală inteligentă Lumina stradală inteligentă LED666-240W este o soluție modernă de iluminat rutier care integrează eficiență energetică, control inteligent și performanță stabilă. Folosind o cantitate mare... Vizualizare produs →

Ce se întâmplă între stâlp și cipul LED

Între conexiunea stâlpului și motorul de lumină se află șoferul și face mai mult decât să schimbe tensiunea. Menține curentul constant pe măsură ce LED-urile se încălzesc, astfel încât ieșirea rămâne stabilă într-o noapte caldă de vară și într-o noapte rece de iarnă. Eficiența driverului de 88 până la 92% este normală, iar corpul metalic din spatele plăcii este calea termică care menține temperatura joncțiunii în intervalul evaluat de producător.

Corpurile de exterior au, de asemenea, protecție de care lămpile de interior nu au nevoie. Un dispozitiv de protecție la supratensiune la bord din clasa 10 kA absoarbe tranzitorii care se deplasează în sus pe stâlp în timpul loviturilor de trăsnet din apropiere. Garniturile și un corp din aluminiu turnat sub presiune dețin un rating IP66, lentila îndeplinește de obicei IK08 sau mai bine, iar presetupa și garnitura sunt părțile cele mai susceptibile de a admite apă după ani de ciclu termic.

Câștigul față de sursele de lumină mai vechi este ușor de văzut în numere rotunde. Un dispozitiv de sodiu de înaltă presiune de 150 W a produs aproximativ 15.000 de lumeni în timp ce a consumat aproximativ 175 W odată ce au fost numărate pierderile de balast. Un corp de iluminat LED modern de 140 de lumeni pe watt ajunge la aceeași lumină livrată cu aproximativ 100 W de intrare și, deoarece optica îndreaptă fasciculul către drum în loc să radieze în toate direcțiile, iluminarea utilizabilă a drumului este adesea mai mare la aceeași cifră de lumen.

Ieșirea stabilă la acel nivel depinde de motorul de lumină și de designul termic care lucrează împreună, ceea ce este în jurul căruia este construit un corp de iluminat precum acest iluminat stradal LED de 150 W.

PY-LED591-150W Lumină stradală de înaltă calitate pentru exterior Lamparul stradal de înaltă calitate pentru exterior LED591-150W este un corp de iluminat de calitate profesională proiectat pentru scenarii de iluminare solicitante, cum ar fi drumurile principale urbane, piețele mari... Vizualizare produs →

Luminile solare folosesc aceeași logică cu o cale de alimentare diferită

O lampă solară înlocuiește conexiunea la rețea cu un panou fotovoltaic, un regulator de încărcare și un pachet de baterii, apoi păstrează aceeași logică de control la capătul lanțului. În timpul zilei, panoul încarcă bateria printr-un controler MPPT. La amurg, fotocelula sau temporizatorul eliberează energie stocată către șofer.

Dimensiunea este mai degrabă aritmetică decât presupuneri. Energia zilnică este egală cu puterea luminii înmulțită cu orele de funcționare, ajustată pentru orice profil de reglare a luminii. Un aparat de 60 W care funcționează cinci ore la putere maximă și cinci ore la 30% consumă aproximativ 390 de wați oră, pe care un pachet de fosfat de litiu și fier de 12,8 V 100 Ah o acoperă cu marjă și un panou de 120 până la 150 W se reîncarcă într-o zi normală însorită. Site-urile cu perioade lungi de nori au nevoie de două până la trei nopți de autonomie.

Designurile divizate pun panoul și bateria pe un suport separat, astfel încât stâlpul să poarte mai puțină greutate, în timp ce designurile integrate păstrează totul în capul de fixare pentru o instalare mai rapidă. Niciunul nu are nevoie de șanțuri, motiv pentru care unitățile solare sunt comune de-a lungul parcurilor, piețelor și drumurilor rurale, unde costul unei conexiuni la rețea este mai mare decât lumina în sine.

O lampă solară de 80 W cu luminozitate ridicată arată modul în care panoul, bateria și driverul sunt combinate într-o singură familie de produse.

PY-SLST06-80W Lumină stradală solară de înaltă luminozitate Lumina stradală solară de înaltă luminozitate de 80 W este un produs de înaltă performanță, care economisește energie, conceput pentru proiecte de iluminat rutier și public la scară medie până la mare. Această serie... Vizualizare produs →

Ce ar trebui să confirme cumpărătorii înainte de plasarea unei comenzi

Cele mai multe plângeri legate de iluminatul stradal provenind din achiziții provin dintr-una din două situații. O cifră a fost citată la nivelul cipului mai degrabă decât la nivelul dispozitivului de fixare, sau corpul de iluminat a fost ales fără a verifica sistemul de control cu ​​care trebuie să lucreze. Tabelul de mai jos prezintă valorile care merită confirmate în scris.

Încă trei puncte merită un loc în aceeași conversație. Confirmați că diametrul de montare și înclinarea brațului se potrivesc cu stâlpul și cu clasa de drum, deoarece o intrare de 60 mm nu se potrivește unui suport de 76 mm. Solicitați date de întreținere a lumenului LM-80 și TM-21, mai degrabă decât o cifră de marketing pe durata de viață. În cele din urmă, enumerați certificările pe care piața de destinație le solicită, cum ar fi CE, RoHS sau TUV, astfel încât conformitatea să fie stabilită înainte de începerea producției.

Simptomele de câmp și ce înseamnă acestea de obicei

Odată ce cele trei blocuri sunt clare, majoritatea apelurilor de service se rezolvă într-o scurtă listă de cauze.

• Lumina rămâne aprinsă toată ziua. Fereastra fotocelulei este murdară, umbrită sau defectă sau un cronometru astronomic și-a pierdut data după o întrerupere.
• Pâlpâire sau o scurtă întrerupere. Un driver defect, un terminal slăbit sau interferență la perechea de luminozitate.
• Pe și în afara mersului cu bicicleta în apropierea zorilor. Banda de histerezis este prea îngustă sau senzorul captează lumina de la un stâlp vecin.
• Luminozitate maximă la 2 a.m. pe un drum care ar trebui să fie redus. Profilul de control nu a fost încărcat niciodată sau controlerul de rețea a căzut din rețea.
• Ieșire mai mică decât în ​​prima zi, fără comandă de reglare a luminii. Degradarea modulului LED, un șir eșuat sau un driver care a redus curentul pentru a se proteja de căldură.

Iluminatul stradal este un sistem simplu odată ce este spart în părțile sale. Ceva decide că este întuneric, ceva transformă rețeaua sau curentul de curent continuu stocat într-un curent controlat și ceva transformă acel curent în lumină. Defecțiunile indică unul dintre aceste trei blocuri, iar o specificație bună stabilește performanța tuturor trei înainte de semnarea comenzii.

Pentru cumpărătorii care derulează proiecte pe mai multe site-uri, avantajul practic al unui producător care se ocupă de proiectare, scule și asamblare în casă este consistența între comenzi, adică aceeași optică, aceeași binning și aceeași platformă de drivere an de an. Poda Lighting produce lumini stradale cu LED-uri alimentate de la rețea și solare în gama de 50 W până la 240 W, alături de lumini de inundații, lumini înalte și lumini de grădină utilizate în stadioane, tuneluri, fabrici și străzi rezidențiale și exportă în peste cincizeci de țări. Dacă pregătiți o ofertă sau comparați mostre, puteți trimiteți specificațiile proiectului dvs. echipei pentru o recomandare potrivită.