Digitale Decke mit Osram und Partnern
Licht-Infrastruktur für das Internet der Dinge
Licht war und bedeutete immer schon Fortschritt. So hat das elektrische Licht zunächst die Arbeitswelt und dann auch das soziale Leben der Menschen massiv verändert. Wenn man so will, war elektrisches Licht auch von Anfang an digital: An oder aus. Eins oder Null. Mit dem Einzug der Mikroelektronik, in den 1990er-Jahren, wurden Leuchtmittel effizienter und langlebiger und konnten auch immer besser gesteuert werden, was einen wesentlichen Beitrag auch zu Energieeinsparung leistete. Wenn nun künftig das Beleuchtungsnetz genutzt wird, um Gebäude - und vielleicht noch Bereiche darüber hinaus - zu digitalisieren und zuverlässig alles mit Allem zu vernetzen, ist das eine logische Entwicklung, von der Alle profitieren.
Bild: Osram GmbHWer heute über digitales Licht in Nutzgebäuden spricht, spricht gleichzeitig über die Basis-Infrastruktur für das Internet der Dinge (IoT). Über die digitale und vernetzte Lichttechnik werden sowohl der Zugang zum IoT vergleichsweise einfach möglich als auch die Erfassung verschiedener Daten über das Gebäude selbst und seine Nutzung. Genau dafür sind Optotronic-Betriebsgeräte von Osram mit Dexal-Schnittstelle gemacht: Um durch drahtlos vernetzbare Leuchten und Sensoren - neben komfortabler und flexibler Steuerung - Möglichkeiten zu schaffen, die weit über Licht und Beleuchtung hinausgehen. Quasi beiläufig wird nämlich durch die Dexal-Schnittstelle ein grundsätzliches Problem gelöst, an dem andere IoT-Vorhaben in Büro- oder Produktionsgebäuden heute noch häufig scheitern, weil viele potenzielle Kunden vor Investitionen in weitere Infrastruktur für die Anbindung von Sensoren zurückschrecken. Jedoch: Wo Menschen sind, ist auch Licht. Und die Infrastruktur, die dafür geschaffen wurde, bietet auch die beiden besten Voraussetzungen für eine Verbindung zum IoT: Erstens reicht die Beleuchtung in Gebäuden bis in den letzten Winkel - auch in Ortschaften und auf manchen Straßen dazwischen gibt es künstliches Licht. Und zweitens muss Beleuchtung immer mit elektrischer Energie versorgt werden.
Bild: Osram GmbHKonnektivität und Strom
Dank dieser beiden zentralen Eigenschaften wird vieles möglich: Über existierenden Beleuchtungsnetzen kann, mit Hilfe der Dexal-Schnittstelle, zunächst ein funkbasiertes-Netzwerk aufgespannt werden. Ebenso können Sensoren darüber eingebunden und mit Strom versorgt werden. Und auch den Transport der Daten über das Netz und die schlussendliche Übergabe zur weiteren Datenverarbeitung gewährleistet Dexal. Falls gewünscht, sorgen außerdem Steuersignale dafür, dass das Gebäude smart auf Anforderungen reagieren kann. Damit ebnen Planer und Installateure ihren Kunden den Weg in die vernetzte Welt und können ihnen künftig das gute Gefühl geben, dass deren Infrastruktur zuverlässig und optimal funktioniert, ohne dass sie sich detailliert darum kümmern müssen, und sie sich somit umso besser um ihr eigentliches Geschäft kümmern können. Die Basis dafür legt ein engmaschiges, so genanntes Mesh-Netzwerk, in dem jede Leuchte, als Sender und Empfänger gleichzeitig, einen intelligenten Netzwerkknoten bildet. Alle möglichen Informationen werden von Knoten zu Knoten weitergereicht, bis sie an ihr Ziel kommen.
Riesiger Markt
Fachleute schätzen das globale Marktvolumen ab 2020 für solche IoT-Anwendungen in der Gebäude- und Industrieausrüstung auf 100 Milliarden Euro Jährlich. Das liegt auch mit daran, dass viele Nutzgebäude in die Jahre gekommen und renovierungsbedürftig sind. Laut einer Studie im Auftrag des Europaparlaments sind mindestens 70 Prozent aller Gebäude älter als 30 Jahre. Das schafft Gelegenheiten. In den allermeisten Fällen finden sich in älteren Gebäuden bei Licht die klassischen An-Aus-Schalter und traditionelle Technologien. Nach der Renovierung sollen aber die neuesten Standards erfüllt werden, darunter möglichst hohe Energieeinsparung und moderne, flexible Licht- und Gebäudesteuerung. Um das alles möglich zu machen und gleichzeitig bei der Renovierung auf die kostenintensive Neuverlegung von Kabeln zu verzichten, können einfach LED-Leuchten mit aktuellen Treibern mit Dexal-Schnittstelle und entsprechendem Funkmodul eingesetzt werden.
Bild: Osram GmbHHerstellerübergreifendes System
Dexal heißt bei Osram die herstellerübergreifende Schnittstelle für funkbasierte Anwendungen, deren Konzept jüngst von der DiiA (Digital Illumination Interface Alliance) und dem entsprechenden Komitee der US-amerikanischen NEMA (National Electrical Manufacturers Association) als neue technische Spezifikation vorgeschlagen wurde. Entsprechend wird sie von vielfältigen Lichtmanagementsystemen unterstützt. Darüber werden Sensoren und Funk-Module verbunden und Daten in einem auf DALI aufgesetzten Protokoll innerhalb der Leuchte ausgetauscht. Neben Informationen über die Leuchten - Typ- und Betriebsdaten, beispielsweise Energieverbrauch, Leistung, Betriebsdauer oder Betriebstemperatur -, auch die Daten von Sensoren für Helligkeit und Anwesenheit. Die Messergebnisse werden sowohl lokal als auch zentral gespeichert und verarbeitet, etwa mit der Cloudbasierten Lösung SiteWorx der Osram-Tochter Digital Lumens. Kontinuierliche Optimierung der Lichtsteuerung, vorausschauende Instandhaltung, Fernwartung oder auch Laufweganalysen aufgrund von Präsenzdaten sind so möglich. Weitere Sensoren, entweder in der Leuchte oder im Raum, die über das Funknetzwerk verbunden sind, ermöglichen nicht nur zusätzliche Informationen sondernd durch Korrelationsbetrachtungen auch immer genauere Auswertungen. So kann mit Anwesenheitssensoren das Nutzungsverhalten in Gebäuden analysiert und beispielsweise die Flächennutzung optimiert werden. Auch die Werte von Sensoren, die Raumbedingungen messen, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder CO2-Konzentration, werden beobachtet und beim Überschreiten von Grenzwerten Alarme ausgelöst.
Digitale Decke
Die Erfolgsfaktoren in der sich schnell verändernden Unternehmenswelt heißen heute Vernetzung und Digitalisierung. Sobald neben dem Licht auch andere Gewerke einer Immobilie digitalisiert sind - Heizung, Klima oder Überwachung - können auch deren Daten mit genutzt und sogar mittels künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Die Ergebnisse werden dann dem Nutzer in Echtzeit z.B. per App zur Verfügung gestellt oder die Algorithmen setzen, durch Aktoren, gleich selbst die empfohlenen Maßnahmen im Gebäude um.
Dexal für den Außenbereich
Bei Außenanwendungen, vor allem Straßenbeleuchtung, wird das Dexal-Interface über eine mechanisch-elektrisch standardisierte Schnittstelle gemäß Zhaga Buch 18 bereitgestellt: Eine Verbindung zum Treiber, ohne die Leuchte öffnen zu müssen. Ebenso wie bei Dexal für den Innenbereich basieren auch hier die Kommunikation und die elektrische Versorgung über diese Schnittstelle auf offenen Standards. Dank der Zhaga-Schnittstelle können an jedem einzelnen Lichtpunkt verschiedenste Sensoren und Controller angebracht werden. Dieser Ansatz erlaubt es Herstellern, beim Design der Leuchten auf kompatible Systemkomponenten zurückgreifen und damit doppelt implementierte Funktionen zu vermeiden, die in vernetzten Außenleuchten bisher gang und gäbe sind. Andererseits können sie dasselbe Leuchtenmodell mit geringem Aufwand für jeden Kunden, unterschiedlichste Einsatzzwecke und diverse Lichtmanagementsysteme spezifizieren. Für den Endanwender sichert dieses Konzept seine Investition sogar noch für zukünftige Entwicklungen, da die Leuchten jederzeit an den Stand der Technik, wie beispielsweise neue Funkstandards, angepasst werden kann. Updates, Upgrades oder sogar komplette Technologiewechsel bleiben über die gesamte Nutzungsdauer von 20 oder 30 Jahren hinweg möglich.
Bild: Osram GmbHKonnektivität und Strom
Dank dieser beiden zentralen Eigenschaften wird vieles möglich: Über existierenden Beleuchtungsnetzen kann, mit Hilfe der Dexal-Schnittstelle, zunächst ein funkbasiertes-Netzwerk aufgespannt werden. Ebenso können Sensoren darüber eingebunden und mit Strom versorgt werden. Und auch den Transport der Daten über das Netz und die schlussendliche Übergabe zur weiteren Datenverarbeitung gewährleistet Dexal. Falls gewünscht, sorgen außerdem Steuersignale dafür, dass das Gebäude smart auf Anforderungen reagieren kann. Damit ebnen Planer und Installateure ihren Kunden den Weg in die vernetzte Welt und können ihnen künftig das gute Gefühl geben, dass deren Infrastruktur zuverlässig und optimal funktioniert, ohne dass sie sich detailliert darum kümmern müssen, und sie sich somit umso besser um ihr eigentliches Geschäft kümmern können. Die Basis dafür legt ein engmaschiges, so genanntes Mesh-Netzwerk, in dem jede Leuchte, als Sender und Empfänger gleichzeitig, einen intelligenten Netzwerkknoten bildet. Alle möglichen Informationen werden von Knoten zu Knoten weitergereicht, bis sie an ihr Ziel kommen.
Osram GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 2 2019 - 07.03.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
