Interfaces de connectivité pour les luminaires : NEMA ou Zhaga-D4i ?
Schréder répond à tous les besoins des villes qui souhaitent moderniser leur éclairage : de la réparation des équipements existants à l'installation de nouveaux luminaires, en les connectant à un système de gestion centralisée (CMS) tel que Schréder EXEDRA.
Dans la planification du renouvellement ou de la modernisation de l'éclairage, un choix technique peut faire toute la différence. Chez Schréder, nous pensons qu’il est toujours préférable de choisir une solution qui permet la connectivité. Pour en savoir plus à ce sujet, lisez notre livre blanc qui présente les luminaires compatibles avec la connectivité, leur utilité et les options dont disposent les urbanistes qui les choisissent.
Les villes ont une décision difficile à prendre : quel écosystème choisir, NEMA ou Zhaga ? Cet article technologique présente les deux interfaces plus en détail, en expliquant les normes auxquelles elles se rapportent et les implications des différentes architectures. Les responsables municipaux et leurs partenaires disposent ainsi des informations nécessaires pour faire un choix éclairé.
Les interfaces NEMA et Zhaga sont évolutives, interopérables et robustes. Schréder EXEDRA est le CMS complet le plus fonctionnel et le plus modulaire du marché. Il permet aux clients de choisir l'écosystème qui convient le mieux à leur ville.
Origines et différences régionales | ||
NEMA Fondée aux États-Unis en 1926, la NEMA (National Electrical Manufacturers Association) édite des normes pour les produits électroniques. La norme ANSI C136.41 définit les caractéristiques de l'interface (ou prise) qui permet de connecter des dispositifs de télégestion externes aux luminaires. Communément appelée interface NEMA, elle est principalement utilisée aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Australie et en Nouvelle-Zélande. D'autres pays l'ont également adoptée. | ZHAGA Le consortium Zhaga a vu le jour en 2010 pour définir des normes pour les interfaces des composants utilisés dans les luminaires LED. C'est un programme membre de l'IEEE Industry Standards and Technology Organisation. Appelées Books, les spécifications de Zhaga concernent les interfaces électriques, mécaniques, optiques, thermiques et de communication. Elles permettent l'interopérabilité des composants. Les spécifications de Zhaga étant appliquées dans le cadre d'un programme de certification, la conformité aux Books est assurée par des organismes de test indépendants. Les spécifications de l'interface de télégestion des luminaires extérieurs sont définies dans le Book 18. La première édition a été publiée en 2019. Elle est devenue la norme de facto dans la plupart des pays. | |
Différentes architectures électriques | ||
NEMA Dans l'architecture NEMA, l'alimentation en courant alternatif est d'abord connectée à la prise. L'alimentation passe donc par le nœud de contrôle avant d'atteindre le luminaire et son driver. Le contrôleur NEMA est directement connecté au réseau électrique et alimenté avant le luminaire. Par conséquent, en plus de fournir la connectivité et une interface de gradation pour le système de contrôle du luminaire, le nœud comprend la protection contre les surtensions, la conversion de l'alimentation basse tension CA/CC, la mesure électrique et la commutation de charge. | ZHAGA Dans l'architecture Zhaga, l'alimentation en courant alternatif atteint d'abord le luminaire. La prise Zhaga n'est connectée qu'à l'alimentation auxiliaire basse tension fournie par le driver. Par conséquent, avec une telle architecture, le driver du luminaire Zhaga-D4i embarque plus de fonctionnalités qu'un driver conventionnel, telles qu'une protection optimale contre les surtensions, une alimentation auxiliaire, la mesure électrique et des diagnostics. D'autre part, le contrôleur certifié Zhaga-D4i est grandement simplifié, car il n'est pas connecté au réseau électrique. | |
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Options de connectivité | ||
NEMA Les normes ANSI spécifient plusieurs nombres de broches (connecteurs à 3, 5 ou 7 broches) et affectations des broches pour les prises NEMA. Dès lors, l'interface NEMA peut être utilisée avec plusieurs protocoles. Elle est donc plus flexible et s'adapte à différentes applications. Toutefois, il est plus difficile d'assurer l'interopérabilité totale entre le luminaire et ses périphériques, vu les nombreuses alternatives acceptées par les normes ANSI. | ZHAGA Le Book 18 Zhaga vise une compatibilité totale, afin que les composants certifiés soient interopérables, faciles à entretenir et à remplacer, et qu'un luminaire LED Zhaga-D4i puisse être mis à jour en toute sécurité après l'installation. Pour garantir cette promesse d'interopérabilité, les spécifications du Book 18 Zhaga n'acceptent qu'un seul nombre de broches et ne leur attribuent qu’une seule affectation, que toutes les applications doivent respecter. | |
Fonctionnalités d'alimentation et sécurité électrique | ||
NEMA Dans l'architecture NEMA, le contrôleur du luminaire est directement connecté au réseau électrique et alimenté avant le luminaire. Le nœud intègre alors généralement une fonctionnalité de mesure électrique pour quantifier et surveiller la puissance et la consommation d'énergie de sa charge. La précision et la périodicité de la mesure dépendent uniquement des spécifications du contrôleur du luminaire. | ZHAGA Tout appareil connecté à un luminaire Zhaga-D4i via une prise Zhaga est alimenté par l'alimentation auxiliaire se trouvant dans le luminaire. Le nombre maximum de périphériques et leur consommation électrique sont alors limités pour assurer l'interopérabilité du système. Les nœuds doivent respecter ces limites, quelles que soient les fonctions qu'ils assurent. L'alimentation auxiliaire fournie par la prise Zhaga étant basse tension, l'aspect « sécurité électrique » est plus simple à aborder lors de la conception et de l'exploitation de cet écosystème. | |
Fonctionnalités de mesure électrique | ||
NEMA
| ZHAGA Un contrôleur de luminaire Zhaga-D4i conçu pour fonctionner sur une prise Zhaga basse tension n'est pas connecté au réseau électrique. Il ne peut donc pas mesurer directement un paramètre électrique lié à la performance/consommation d'énergie du luminaire. Dans un luminaire Zhaga-D4i, la fonctionnalité de mesure est intégrée à l'alimentation du luminaire, généralement un driver D4i, tandis que le nœud lit simplement ces données de l'alimentation via l'interface numérique. La précision et la périodicité de la mesure dépendent des spécifications de l'alimentation électrique du luminaire Zhaga-D4i. Les spécifications du Book 18 Zhaga ne les abordent pas. | |
Fonctionnalités de données | ||
| NEMA La norme ANSI prend en charge plusieurs protocoles de communication, dont certains sont analogiques, comme 1-10V, et d'autres numériques, comme DALI. La norme ANSI ne spécifie donc pas le type de données pouvant être échangés entre le luminaire et ses périphériques, car le protocole de communication utilisé entre eux peut varier d'une application à l'autre. | ZHAGA Le Book 18 Zhaga utilise le bus numérique D4i et le protocole spécifié par l'alliance DALI. Les luminaires et modules certifiés Zhaga D4i interagissent donc numériquement pour échanger un certain nombre de types de données, tels que les informations sur les luminaires et la mesure/surveillance électrique, dans un format standardisé. | |
Durée de vie du produit | ||
NEMA Dans l'architecture NEMA, les contrôleurs des luminaires sont directement exposés à l'alimentation en courant alternatif et peuvent être soumis à des phénomènes transitoires et à des surtensions électriques susceptibles de réduire leur durée de vie. Ils sont connectés en permanence au réseau électrique tout en déconnectant le luminaire de celui-ci pendant la journée, préservant ainsi la durée de vie du luminaire sur un réseau électrique fonctionnant 24/7. | ZHAGA Comme décrit dans le Book 18 Zhaga, un contrôleur de luminaire sur prise Zhaga n'est jamais exposé au réseau électrique, ce qui réduit l'impact potentiel des phénomènes transitoires électriques sur sa durée de vie. L'alimentation interne du luminaire reste connectée en permanence au réseau électrique. Le luminaire et le nœud restent donc allumés et fonctionnent en mode veille pendant la journée sur un réseau électrique alimenté 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. | |
Esthétique | ||
| NEMA Les contrôleurs NEMA embarquent beaucoup de composants et de fonctionnalités. Ils sont donc relativement encombrants par rapport à la taille d'un luminaire, ce qui peut nuire à l'esthétique de l'ensemble. | ZHAGA Etant généralement deux à trois fois plus compacts que les contrôleurs NEMA classiques, les contrôleurs Zhaga-D4i se font plus discrets. | |
Coût | ||
| NEMA Les contrôleurs NEMA embarquent plus de composants et sont donc généralement plus chers. Si vous installez un luminaire connectable via une prise NEMA, mais non équipé d’un nœud de contrôle, vous devrez l’équiper d'un capuchon de court-circuit électromécanique. Sans celui-ci, le luminaire NEMA ne peut pas fonctionner et l’eau peut s’introduire via la prise NEMA. Ces capuchons de court-circuit représentent un coût supplémentaire au système. | ZHAGA Les contrôleurs Zhaga-D4i n'ont pas besoin de conversion CA/CC ou de circuit de mesure. Ces composants sont donc généralement moins coûteux. Cependant, le luminaire Zhaga-D4i peut être plus cher, car il a besoin d'un driver avec plus de fonctionnalités. Si vous installez un luminaire connectable via une prise Zhaga, mais non encore équipé d’un nœud de contrôle, un simple capuchon mécanique suffira à protéger la prise. Ce dernier pourra être retiré lorsqu'un contrôleur Zhaga-D4i sera monté sur le luminaire. | |
Une ville n’est pas l'autre. Pour bien choisir les interfaces NEMA et Zhaga-D4i, il faut fixer les objectifs de l'infrastructure d'éclairage et déterminer comment l'éclairage sera utilisé dans les différentes zones. Les deux options peuvent présenter des inconvénients et des avantages pour la télégestion de l’éclairage intelligent de demain. Chaque écosystème reste en tout cas flexible et modulaire. C'est pour cette raison que Schréder propose aussi bien les options Zhaga-D4i et NEMA. Le client reste souverain.