Ylijännitesuojien ja antennien integrointi katuvalaisimeen

Abstract

Työn tavoitteena oli selvittää valaistuksen ohjausjärjestelmien antennien integrointia, uusia langattomia ohjaustekniikoita sekä selventää ylijännitesuojien ominaisuuksien tarvetta ja integrointimahdollisuudet Sirius-katuvalaisimeen. Työn tilaajana toimi Greenled Oy. Opinnäytetyö jakaantuu kolmeen selkeään osioon: ylijännitesuojiin, antenneihin ja ohjaustekniikoihin.

Työ on rakenteeltaan tutkimusmainen ja sen on tarkoitus tarjota Greenled Oy:lle aineistoa tuotekehitykseen tulevaisuuden Smart City -sovelluksia silmällä pitäen. Työssä käytetty aineisto ja tieto perustuvat teknologiakehittäjien materiaaleihin, kirjoihin sekä keskusteluihin yhteistyökumppaneiden kanssa.

Ylijännitteitä syntyy sähköverkkoon sääilmiöiden lisäksi suuritehoisten sähkölaitteiden kytkennöistä sekä vioista. Herkät elektroniset ohjainlaitteet lisääntyvät tulevaisuudessa katuvalaisimissa teknologian kehittyessä ja tarjotessa edullisesti energiaa säästäviä sekä älykkäitä ratkaisuja. Erillisissä ohjainlaitteissa ei välttämättä ole riittävää ylijännitesuojausta, joten ne suositellaan suojattavaksi ylijännitteiltä erityisesti ilmajohtoalueilla.

Antennin integrointi muodostui työssä kahdesta eri sijoitustavasta: perinteinen antenni valaisimen sisään tai erillisen antennin sijoitus led-levylle. Sirius-katuvalaisimen runko vaimentaa voimakkaasti antennien säteilyä, mutta uudet langattomat ohjaustekniikat voivat kuitenkin mahdollistaa ohjauksen luotettavan toiminnan. Työssä läpi käydyt uudet IoT-sovelluksille suunnitellut langattomat verkot osoittautuivat ominaisuuksiltaan hyvin samankaltaisiksi.

Opinnäytetyön selvitystyön pohjalta voidaan viedä Sirius-katuvalaisimen tuotekehitystä eteenpäin ja lähteä tarkemmin miettimään sopivaa antennia testauksiin.

The purpose of this thesis was to find out how to integrate lighting control system antenna inside streetlight and sort out new networks for IoT. Thesis will also clarify surge protective device needs and show different ways to assemble them in street lighting. The work was ordered by Greenled Ltd. The thesis divides into three parts: surge protective devices, antennas and networks for IoT.

The thesis is researching and its purpose is to offer Greenled Ltd material for R&D purposes. This thesis is made from Smart City perspective, which will come into market in the following few years. The material used in this thesis is based on technology developers, books and conversation with technology partners and providers.

Overvoltage in the grid is caused by lightning, huge load connections, disconnections and faults. Sensitive electronic control devices are coming more popular while this kind of technology becomes less expensive. They offer less energy consumption and smart solutions for street lighting control. Separate control modules may not have proper overvoltage protection, so they should be protected by surge protective devices. Surge protective devices should be used especially in pole line areas.

Antenna integration consist of two different setups: a basic antenna inside the streetlight or a separate antenna near the led plate. The body of Sirius streetlight strongly suppresses the antenna signal. However, these new networks for IoT may offer good enough connection to let control module reliably communicate with the system. The networks for IoT turned out to be similar by the specs.

Greenled Ltd can apply the results of this thesis at further Sirius streetlight development and select suitable antenna to start tests with.