LED-Steuerung lässt Pflanzen wachsen
Issue 02-2015:
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Ushio Lighting hat die EnOcean-basierte Lösung von Rohm in die Funksteuerung ihrer LED-Leisten integriert. Zum Einsatz kommen sie in Pflanzenfarmen, die ausschließlich mit künstlichem Licht arbeiten. Etwa 10.000 dieser LED-Leisten sind bereits in der Fabrik im Einsatz.
EnOcean-Funkmodul (TCM 410J) integriert in den LED-Leisten. Mikrocomputer mit Dimmer-Output-Funktion von Lapis Semiconductor.
In den vergangenen Jahren haben Pflanzenfabriken viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil sie einen stabilen Ernteertrag ohne Einsatz von Pestiziden (Agrochemikalien) ermöglichen. Bislang ließen sich in den meisten Pflanzenfabriken die LED-Leisten entweder gar nicht dimmen und zeitabhängig steuern oder nur über verdrahtete Lösungen.
Die Grenzen von Kabeln
Es gibt viele verschiedene Pflanzen, die nur bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen wachsen. Allerdings wäre eine flexible Anpassung der üblichen dauerstromversorgten Steuerungssysteme aufgrund der vielen benötigten Kabel zu komplex geworden. Darüber hinaus wäre eine präzise Platzierung und Steuerung der Beleuchtung abhängig von der Wachstumsphase der Pflanzen zu zeit- und kostenintensiv.
Nihon Yamamura Glass Co., Ltd. Pflanzenfabrik in Hyogo Amagasaki
Suche nach einer drahtlosen Lösung
Aus diesen Gründen verlangte der Markt nach einem funkbasierten System, das LED-Leuchten dimmt und zeitabhängig steuert. Ushio Lighting bediente diese Nachfrage, indem sie ihr Know-how in Sachen LED-Beleuchtung, Implementierung von LED-Komponenten und optischer Planung mit der EnOcean-Funklösung von Rohm kombinierte. Das Ergebnis ist ein Funksteuersystem für LED-Leuchten speziell für das Wachstum von Pflanzen, das bereits am Markt erhältlich ist.
Steuerung in Echtzeit
In Pflanzenfabriken müssen über 10.000 LED-Leisten gleichzeitig und in Echtzeit gesteuert werden. Es gäbe dafür viele Funkstandards wie WiFi oder Zigbee. Allerdings fiel die Wahl auf EnOcean, da dieser Standard die beste simultane Funkkommunikation in Echtzeit bietet.
Zukünftig könnte das Steuerungssystem mit batterielosen EnOcean-Sensoren ergänzt werden, die beispielsweise Temperatur, Lichtintensität oder die CO2-Konzentration der Luft messen. Das brächte zusätzlichen Nutzen für die gesamte Pflanzenfabrik. Für den Einsatz in Regionen wie China, den USA und Europa wird das Funksteuersystem für LED-Leuchten momentan in anderen Frequenzen weiterentwickelt.
Eine Steuerung (PC) sendet ein Dimm-Signal an das EnOcean-Modul (TCM 410J) in der LED-Leiste von Ushio Lighting. Dieses Signal leitet der Mikrocomputer von Lapis Semiconductor an die Stromversorgung der LED weiter und führt den Dimmvorgang aus. Über die Systemsoftware lässt sich zudem das Dimmen der LEDs zeitabhängig steuern.
Die Vorteile des Systems auf einen Blick
- Einfaches Dimmen und Zeitsteuerung dank drahtloser Kommunikation
- Geringere Installationskosten durch vereinfachte und reduzierte Verdrahtung
- PC-basierte Änderungen der Systemkonzeption und Steuerung unabhängig von den Leuchten
- In den Leuchten integrierte Repeaterfunktionalität für die Funkkommunikation (derzeit zum Patent angemeldet)
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