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Smarte Lichtlösungen

PoE für die LED-Beleuchtung

18. April 2019, 16:45 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

PoE-Anwendung: intelligente Beleuchtung

Beim Bau moderner Gebäude und Fabriken ist man sehr auf Energieeffizienz bedacht. Früher waren in diesen Anwendungsbereichen vornehmlich Leuchtstoffröhren anzutreffen, die jedoch problemlos durch leistungsstarke LED-Beleuchtungen mit geringem Stromverbrauch ersetzt werden können. LED-Beleuchtungen bieten gegenüber Leuchtstoffröhren und Glühlampen wichtige Vorteile. Der größte Vorteil ist, dass LED-Beleuchtung einen sehr viel höheren Wirkungsgrad hat und somit für ihre Eingangsleistung eine größere Lichtausbeute bietet. Außerdem geben LED-Beleuchtungen sehr wenig Wärme ab und LEDs erfordern keine Vorschaltgeräte wie etwa Leuchtstoffröhren.

Da der Stromverbrauch bei der Verwendung von LEDs mit jeder Lampe abnimmt, wird bei der Verkabelung zunehmend auf PoE gesetzt, da auf diese Weise nicht nur ausreichend Strom für die LED-Beleuchtung bereitgestellt werden kann, sondern außerdem Remote-Konnektivität und intelligente IoT-Funktionen ermöglicht werden. Der Begriff „intelligente Beleuchtung“ impliziert, dass Beleuchtungsanordnungen per Fernzugriff oder gemäß einem programmierten Zeitplan oder bei der Erkennung von Personen durch Sensoren ein- und ausgeschaltet werden können.

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Bei der Implementierung kann ein einzelner Ethernet-Endpunkt mit mehreren Beleuchtungsknoten verbunden werden. Beispielsweise können mit einem einzigen Befehl, der vom Switch oder Hub an ein einzelnes Ethernet-fähiges Gerät mit acht Beleuchtungsknoten gesendet wird, die Knoten dazu aufgefordert werden, nur die Beleuchtungen vier und sieben einzuschalten und die anderen nicht.

Das PoE-System muss mit Vorrichtungen mit entsprechenden LEDs in Bezug auf Leistung (in Lumen), Farbtemperatur (in Kelvin) und Leistungsverbrauch gekoppelt sein. Der LED-Hersteller Würth Elektronik hat eine Produktlinie im Angebot, die für industrielle sowie allgemeine Innenbeleuchtungen konzipiert ist.

Die kaltweißen LEDs 158301250 mit 5000 K beispielsweise messen lediglich 3 mm × 1,4 mm, liefern dabei aber 133 lm/W. Sie haben also einen extrem hohen Wirkungsgrad und eignen sich besonders gut für PoE-basierte Anwendungen für industrielle Beleuchtungslösungen. Für eine Selbstbau-Beleuchtung können mehrere LEDs entsprechend den speziellen Systemanforderungen auf eine Platine gelötet werden.

Bei PoE-Beleuchtungen mit LEDs kommt es darauf an, an jedem PD-Gerät nicht nur den Betriebsstrom zu senken, sondern auch den PoE-Standby-Strom zu reduzieren. Wenn die Gebäudebeleuchtung an einem PD-Gerät ausgeschaltet werden muss, erfordern aktuelle PoE-Standards, dass jedes PD-Gerät am PSE als MPS präsent ist, was einem Stromverbrauch von 10 mA bei einem Betriebszyklus von 20 % entspricht. Das MPS teilt dem PSE mit, dass das PD-Gerät noch angeschlossen ist. Hieraus ergibt sich für das MPS ein durchschnittlicher Stromverbrauch von 2 mA.

Der neue Entwurfsstandard 802.3bt gibt einen verringerten MPS-Betriebszyklus von 1,875 % an, was einer Verringerung des durchschnittlichen Stromverbrauchs (lediglich 0,2 mA) auf ein Zehntel entspricht.

Fazit

PoE kann die Implementierung intelligenter Beleuchtungssysteme in Büros oder in der Industrie enorm erleichtern. Das richtige Kabel sorgt für eine zuverlässige Stromversorgung und für Selbstbau-Beleuchtungen stehen LEDs mit hohem Wirkungsgrad zur Verfügung.

Die Wahl der richtigen Teile macht das PD-Gerät aufrüstbar und abwärtskompatibel. Dadurch erhält man ein sicheres und zuverlässiges System, das über Jahre hinweg effizient in intelligenten Netzwerkkonfigurationen verwendet werden kann.