Rozhraní mezi externími ovládacími zařízeními a osvětlovacími prostředky: NEMA nebo Zhaga-D4i?

Městům, která uvažují o modernizaci osvětlení, může Schréder nabídnout vše od oprav stávajících zařízení až po montáž zcela nových pouličních světel a jejich propojení s centrálními řídicími systémy (CMS), jako je Schréder EXEDRA.

Jedno jednoduché rozhodnutí při plánování modernizace osvětlení může přinést změnu: věříme, že majitelé projektů by měli vždy zvolit řešení připravené pro připojení. Více informací o tomto tématu najdete v naší bílé knize, která vysvětluje, co jsou svítidla připravená pro připojení, proč jsou užitečná a jaké možnosti mají plánovači při jejich výběru.

Jedno z největších rozhodnutí, před kterými stojí majitelé systémů, je, zda zvolit ekosystém NEMA nebo Zhaga. Tato technologická stránka vysvětluje obě rozhraní podrobněji, vysvětluje standardy, ke kterým se vztahují, a výsledné dopady jejich různých architektur tak, aby se majitelé systémů mohli vzdělaně rozhodnout.

Jak NEMA, tak Zhaga jsou odolné vůči budoucnosti, interoperabilní a robustní. I když věříme, že Schréder EXEDRA je funkčně a škálovatelný kompletní CMS na trhu, věříme také, že si zákazníci mohou vybrat ten ekosystém, který nejlépe vyhovuje jejich městu.

Původ a regionální rozdíly

 

NEMA

NEMA je zkratka pro National Electrical Manufacturers Association, která byla založena v USA v roce 1926 a píše normy pro elektronické výrobky. ANSI C136.41 je norma specifikující rozhraní mezi externími ovládacími zařízeními a osvětlovacími prostředky a používá se hlavně v USA, Velké Británii, Austrálii a na Novém Zélandu, kde je běžně označována jako rozhraní NEMA. Byla také přijata jinými zeměmi.
 

ZHAGA 

Konsorcium Zhaga bylo založeno v roce 2010, aby stanovilo standardy pro rozhraní součástek používaných v LED svítidlech. Konsorcium je členem programu IEEE Industry Standards and Technology Organisation. 
Specifikace Zhaga, nazvané Knihy, se zabývají elektrickým, mechanickým, optickým, tepelným a komunikačním rozhraním a umožňují interoperabilitu součástek. Specifikace Zhaga jsou vynucovány certifikačním programem, aby soulad s knihami byl zajištěn nezávislými zkušebními orgány. Kniha, která specifikuje rozhraní pro rozšíření venkovního svítidla, je Kniha 18. První vydání vyšlo v roce 2019. Nyní je široce přijímána jako de facto standard ve většině zemí.

 

Rozdílné elektrické architektury

 

NEMA

V architektuře NEMA je síťové napájení AC nejprve připojeno k zásuvce tak, aby napájení prošlo uzlem dříve, než se dostane k svítidlu a jeho ovladači. Regulátor NEMA je připojen přímo k síťovému napájení a je napájen před svítidlem. Díky tomu, kromě zajištění konektivity a stmívacího rozhraní pro řídicí systém svítidla, obsahuje regulátor také ochranu proti přepětí, konverzi napájení AC/DC nízkonapěťového zdroje, měření energie a přepínání zátěže. 

ZHAGA

V architektuře Zhaga se síťový zdroj střídavého proudu dostane nejdříve k svítidlu a zásobník Zhaga je připojen pouze k pomocnému napájení nízkého napětí, které dodává ovladač. S takovou architekturou má tedy ovladač v svítidle Zhaga-D4i více schopností než běžný ovladač, jako je zvýšená ochrana před přepětím, pomocný zdroj napájení, měření energie a diagnostika. Na druhou stranu je certifikovaný ovladač Zhaga-D4i výrazně zjednodušen, protože není připojen k síti. 

 
 

Možnosti připojení

 

NEMA

Standardy ANSI specifikují více NEMA schránek z hlediska počtu pinů (3-pinové, 5-pinové nebo 7-pinové konektory) a přiřazení pinů. Výsledkem je, že rozhraní NEMA lze používat s několika alternativními protokoly. Je proto flexibilnější pro různé aplikace. Zajištění plné interoperability mezi svítidlem a jeho periferiemi je však obtížnější vzhledem k více alternativám podporovaným normami ANSI.  
 

ZHAGA

Zhaga Book 18 usiluje o plnou interoperabilitu, aby certifikované komponenty byly interoperabilní, snadno se obsluhují a vyměňují a aby svítidlo Zhaga-D4i LED mohlo být po instalaci bezpečně upgradováno. Pro zajištění tohoto příslibu interoperability umožňují specifikace Zhaga Book 18 pouze jedinečný počet kolíků a přiřazení, které musí být přizpůsobeno každé aplikaci.
 

Napájecí schopnosti a elektrická bezpečnost

 

NEMA

Jakékoli zařízení připojené ke svítidlu prostřednictvím přijímače NEMA je připojeno přímo ke zdroji střídavého proudu. Výkon, který je pro taková zařízení k dispozici, je tak omezen pouze aktuální nosností samotného přijímače NEMA. V tomto ohledu je architektura NEMA velmi užitečná pro uzly, které musí zajišťovat funkce náročné na výkon. Vzhledem k tomu, že střídavý výkon je prostřednictvím rozhraní NEMA sdílen mezi svítidlem a jeho periferiemi, musí být návrh a provoz ekosystému NEMA v souladu s příslušnými bezpečnostními předpisy v oblasti elektrické energie.
 

ZHAGA

Akékoli zařízení připojené ke svítidlu Zhaga-D4i přes přijímač Zhaga je napájeno z pomocného zdroje napájení, který je ve svítidle k dispozici. Maximální počet periferií a jejich spotřeba energie jsou pak omezeny, aby byla zajištěna interoperabilita systému. Uzly musí tyto limity respektovat bez ohledu na funkce, které poskytují. Pomocný zdroj napájení, který je na přijímači Zhaga k dispozici, je nízké napětí, což pomáhá zjednodušit kontext elektrické bezpečnosti při navrhování a provozu tohoto ekosystému.
 

Schopnosti elektrického měření

 

NEMA

V architektuře NEMA je regulátor svítidla připojen přímo k síťovému napájení a je napájen před svítidlem. Uzel pak obvykle obsahuje elektrickou měřicí schopnost pro měření a sledování spotřeby energie při jeho zatížení. Přesnost a periodicita měření bude záviset výhradně na specifikacích regulátoru svítidla.

 

ZHAGA

Regulátor svítidla Zhaga-D4i určený pro provoz na nízkonapěťové zásuvce Zhaga není připojen k síťovému napájení. Proto není schopen přímo měřit žádný elektrický parametr související s výkonem/spotřebou energie svítidla. U svítidla Zhaga-D4i je schopnost měření zabudována do napájecího zdroje svítidla, typicky D4i ovladače, zatímco uzel tato data jednoduše čte z napájecího zdroje přes digitální rozhraní. Přesnost a periodicita měření bude záviset na specifikacích napájecího zdroje ve svítidle Zhaga-D4i a není součástí specifikací Zhaga Book 18.
 

 

Schopnosti dat

 
NEMA

Orma ANSI podporuje několik řídicích signálů, z nichž některé jsou analogové, například 1-10V, a některé jsou digitální, například DALI. Proto norma ANSI nespecifikuje žádnou sadu dat, která jsou vyměnitelná mezi svítidlem a jeho periferiemi, protože komunikační protokol používaný mezi nimi se může lišit mezi jednotlivými aplikacemi.
 
ZHAGA

Zhaga Book 18 používá tzv. digitální sběrnici D4i a protokol specifikovaný aliancí DALI. Svítidla a moduly certifikované Zhaga D4i proto digitálně interagují a vyměňují si řadu datových souborů, jako jsou informace o svítidlech a elektrické měření/monitorování ve standardizovaném formátu.
 

Životnost výrobku

 

NEMA

Architektuře NEMA jsou regulátory svítidel přímo vystaveny napájení ze sítě střídavým proudem a mohou být vystaveny elektrickým přechodovým jevům a přepětím, které mohou ovlivnit jejich životnost. Zůstávají trvale připojeny k síti, zatímco během dne elektricky odpojují svítidlo od sítě, a tím zachovávají životnost svítidla na síti 24/7.   

ZHAGA

Jak je popsáno v knize Zhaga 18, regulátor svítidla na zásuvce Zhaga není nikdy vystaven síťovému napájení, což snižuje možný vliv přechodných elektrických jevů na jeho životnost. Vnitřní napájecí zdroj svítidla zůstává trvale připojen k síťovému napájení, takže svítidlo i uzel zůstávají zapnuty a během dne pracují v pohotovostním režimu na síťové síti 24/7.  
 
 

Estetika

 
NEMA

Vzhledem k tomu, že obsahují značné množství komponentů a funkcí, jsou ovladače NEMA relativně velké ve srovnání s velikostí pouličního světla, což může ovlivnit celkovou estetiku kompletu.

 
ZHAGA

Ovladače Zhaga-D4i jsou obvykle poloviční až třetinové velikosti typického ovladače NEMA, takže jsou na svítidle méně viditelné.
 

Náklady

 
NEMA

Regulátory NEMA mají více komponent, a proto bývají dražší. Pokud instalujete svítidlo připravené pro připojení se zásuvkou NEMA, ale bez uzlu, musíte použít elektromechanickou zkratovací krytku. Jinak svítidlo NEMA nebude fungovat. Takové zkratovací krytky zvyšují dodatečné náklady systému.
ZHAGA

Ovladače Zhaga-D4i nepotřebují konverzi AC/DC nebo měřicí okruh, takže bývají levnější součástí, zatímco svítidlo Zhaga-D4i může být dražší, protože potřebuje ovladač s vylepšenými schopnostmi. 
Pokud instalujete připojené svítidlo se zásuvkou Zhaga, ale bez uzlu, k ochraně zásuvky postačí jednoduchá mechanická krytka. Tuto krytku lze odstranit, když je ovladač Zhaga-D4i namontován na pouliční světlo.
 


Každé město je jiné. Nejlepším způsobem, jak si vybrat mezi rozhraními NEMA nebo Zhaga-D4i, je určit cíle pro světelnou infrastrukturu a způsob, jakým bude světlo využíváno v různých oblastech. Obě možnosti přinášejí potenciální nedostatky a výhody pro budoucí inteligentní ovládání osvětlení a každý ekosystém je otevřený pro zajištění flexibility a modularity. To je důvod, proč Schréder podporuje jak možnosti Zhaga-D4i, tak NEMA. Zákazník je jako vždy v centru procesu.