ZHAGA- D4i. Uma sinergia que permite a simplificação e uniformização de sistemas de iluminação conectados

Autor: Adrián Garcés, Engenheiro I+D da Electrónica OLFER

O padrão D4i simplifica enormemente a integração de sensores e dispositivos de comunicação em luminárias, garantindo a sua interoperabilidade, através da definição, entre outros, dos requisitos de alimentação e potência destes dispositivos. É um padrão inicialmente promovido pelo consórcio DALI Alliance, mas foi agora transposto para os padrões internacionais IEC.

Neste artigo, iremos aprofundar os requisitos estabelecidos pela norma D4i, tanto para drivers como para dispositivos de controlo, bem como a forma como se cria uma sinergia com a norma ZHAGA e como esta está a influenciar as tendências de otimização e design nas luminárias de iluminação pública mais modernas.

DRIVERS LED

Todos os drivers LED D4i devem implementar obrigatoriamente uma fonte de alimentação de barramento DALI, permitindo que os sensores e/ou dispositivos de controlo sejam alimentados diretamente pelo barramento DALI intra-luminária. As características desta fonte de barramento DALI são recolhidas na especificação DALI parte 250 (IEC 62386-250), que inclui principalmente os seguintes requisitos:

Corrente DALI garantida: 50 mA (mínimo)

A fonte de barramento DALI deve ser comutável (deve poder ser ativada/desativada), o que permite a sua utilização em sistemas com múltiplas fontes de barramento DALI. Por predefinição, deve estar ativada.

Os terminais devem ser marcados indicando a sua polaridade correspondente (DA+/DA-)

Por outro lado, os drivers LED D4i podem opcionalmente implementar uma fonte de alimentação auxiliar (AUX) de 24 Vcc, de modo a poder ser utilizada para alimentar uma carga de maior consumo, como um sensor de presença ou nó de comunicações, no caso em que a alimentação fornecida pela fonte do barramento DALI não ser suficiente. As características desta fonte de alimentação auxiliar (AUX) são recolhidas na DALI parte 150 (IEC 62386-150), que inclui principalmente os seguintes requisitos:

Potência nominal: 3 W

Potência de pico: 6 W (2,2 ms)

Tensão de saída nominal: 24 V (+/-10%)

Tensão máxima de saída em circuito aberto: 30 V

Tempo máximo de inicialização: 600 ms (90% Vout)

Como já referimos anteriormente, a implementação desta parte DALI é opcional, pelo que os drivers LED podem obter a certificação D4i sem a necessidade de integrar uma fonte de alimentação auxiliar de 24 V (AUX). Por outro lado, estamos certos de que qualquer driver LED D4i integrará sempre uma fonte de barramento DALI que esteja em conformidade com os requisitos da DALI parte 250 (IEC 62386-250).

DISPOSITIVOS DE CONTROLO

A parte obrigatória que se aplica aos dispositivos de controlo para obter a certificação D4i é a DALI parte 351, que classifica estes dispositivos em duas categorias diferentes, com base no seu tipo de fonte de alimentação:

Bus-powered (alimentado por barramento): Dispositivos que são alimentados diretamente pelo próprio barramento DALI.

Externally powered (alimentado externamente): Dispositivos que são alimentados através da fonte auxiliar AUX 24 Vcc.

A DALI parte 351 define também quatro classes de dispositivos de controlo (A, B, C e D), dependendo do tipo de Application Controller integrado (podem ser Multi-Master ou Single Master) e, como podemos ver na Figura 1, inclui requisitos sobre o consumo máximo de energia/corrente para cada uma destas quatro classes.

Figura 1. Classes de dispositivos de controlo D4i. Tipos de alimentação e requisitos máximos de consumo

ZHAGA BOOK 18

O Consórcio Zhaga é uma organização global composta por fabricantes de luminárias, componentes eletrónicos e tecnologias de iluminação. O seu principal objetivo é desenvolver especificações técnicas normalizadas (conhecidas por Books) que garantam a interoperabilidade mecânica e elétrica entre os diferentes componentes de uma luminária LED, como módulos, drivers, sensores e nós de comunicação, procurando facilitar a permutabilidade dos componentes, reduzindo os custos de integração e permitindo designs mais flexíveis, sustentáveis e escaláveis.

Uma destas especificações desenvolvidas pelo Consórcio Zhaga é o Zhaga Book 18, que define uma interface mecânica e elétrica normalizada para integrar sensores e nós de comunicação em luminárias LED exteriores. Baseia-se na utilização de um conector de 4 pinos e do seu conector correspondente, normalmente montado no exterior da luminária, o que permite que estes dispositivos sejam facilmente acoplados e trocados.

Figura 2. Interface mecânica e elétrica normalizada no Zhaga Book 18

A combinação de ambas as normas (Zhaga Book 18 + D4i) cria uma solução padrão e interoperável para luminárias inteligentes, cada vez mais adotadas na iluminação pública e em cidades inteligentes.

EVOLUÇÃO E TENDÊNCIAS

Após a análise dos requisitos de alimentação e potência dos drivers e dispositivos de controlo D4i, podemos constatar o que será uma tendência clara no design moderno de luminárias inteligentes: a utilização de nós de controlo e sensores alimentados diretamente pelo barramento DALI, eliminando a necessidade de fontes de alimentação auxiliares e reduzindo significativamente o número de componentes internos. Esta evolução permite a implementação de arquiteturas mais limpas e eficientes, reduzindo o espaço necessário, os custos de fabrico e o consumo de energia.

Neste contexto, soluções como o nó de controlo e comunicações CAS-ZHAGA-40-DA-LX concebido e fabricado pela Electrónica OLFER, para montagem num conector Zhaga Book 18 e alimentado diretamente pelo barramento DALI, representam uma opção ideal para fornecer luminárias com controlo e conectividade sem fios.

CAS-ZHAGA-40-DA-LX é um nó com comunicação sem fios Casambi e um controlador mestre DALI (con certificación DALI-2 y D4i). O seu tamanho compacto ajuda a manter a estética original do design das luminárias.

Além disso, o sensor DALI-2 de presença e luminosidade MRA-734SZ, também alimentado diretamente pelo barramento DALI e compatível com o conector Zhaga Book 18, oferece uma grande flexibilidade através das suas lentes intercambiáveis ​​num formato bastante compacto.

Figura 3. Nó de controlo CAS-ZHAGA-40-DA-LX (esquerda) e sensor de presença e luminosidade MRA-734SZ (direita)

Ambos os dispositivos podem ser utilizados em conjunto numa arquitetura de nó duplo, instalados na mesma luminária e alimentados pelo driver D4i integrado na mesma. Além disso, os nós de comunicação da Electrónica OLFER realizam uma configuração inicial automática dos sensores DALI-2 conectados ao barramento DALI, para que a comunicação entre ambos (relatório de instâncias) seja realizada de forma correta e transparente para o utilizador.

Como detalhámos ao longo deste artigo, a combinação dos dispositivos D4i e da interface Zhaga Book 18 marcou um antes e um depois no desenvolvimento de luminárias conectadas. Esta convergência permite soluções mais compactas e eficientes, eliminando componentes desnecessários e facilitando a integração de sensores e nós de comunicação. Ao aproveitar a energia diretamente do barramento DALI fornecida pelos drivers LED D4i, os custos e as dimensões das luminárias são otimizados, abrindo caminho para designs mais elegantes e sustentáveis.

Esta sinergia não só reduz os custos e simplifica a instalação e a manutenção, como também estabelece a base para um ecossistema preparado para os desafios da iluminação inteligente nos ambientes urbanos e interurbanos do futuro.