Nu vă puteți lipsi de lumină – lumina este energie, strălucire și culoare. Este pretutindeni, (in)vizibilă și perceptibilă. Lumina este o formă de radiație electromagnetică care are o influență constantă asupra oamenilor, florei și faunei – dar și asupra tehnologiilor. Diferitele lungimi de undă ale acestei radiații sunt utilizate într-o varietate de aplicații consacrate, dar și de ultimă generație. Încă de la sfârșitul secolului al XX-lea, era imposibil de imaginat diagnosticarea medicală fără raze X cu unde scurte. Radiațiile cu lungime de undă deosebit de mare asigură transmiterea fără fir a datelor. Odată cu evoluția tehnologiilor, radiațiile laser UV, infraroșii (IR) și cele generate artificial capătă, de asemenea, noi domenii de aplicare. Acestea din urmă – ca LiDAR ( Light Detection and Ranging) în special – și IR capătă o importanță suplimentară în realizarea conceptelor de trai inteligent.
Alain Bruno Kamwa, Corporate Product Sales Manager Opto la Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH, explică mai jos ce fascicule de lumină sunt potrivite pentru tehnologiile orașului viitorului. Deoarece progresul, eficiența, siguranța, ecologia și integrarea sunt aspectele cruciale, care se află în centrul atenției, atunci când se implementează viziunea unui oraș inteligent.
Lumina creează o atmosferă perfectă
Cunoașterea modului în care oamenii, animalele și natura sunt influențate de diferite scenarii de iluminare este deja utilizată în centrele comerciale, în unitățile de producție și în agricultură:
Un iluminat similar cu lumina zilei, de exemplu, asigură o mai mare concentrare și siguranță la locul de muncă și este, deja, consacrat în comerțul cu amănuntul, deoarece culorile și diferențele de culoare sunt ușor de recunoscut cu o temperatură de culoare de 6.000 Kelvin, un alb luminos, clar și radiant. Pe de altă parte, un concept de iluminat mai “cald”, cu 2.700 Kelvin, este mai favorabil pentru relaxare și calm.
Lumina ca soare artificial pentru Smart City și agricultura urbană
Combinația dintre tehnologia senzorilor și iluminat permite concepte de iluminat cuprinzătoare care combină diverse sarcini. Aici, LED-urile eficiente din punct de vedere energetic și de lungă durată preiau iluminarea zonelor interioare și exterioare. Sursele de lumină pot fi controlate aproape în timp real pentru a adapta intensitatea și culoarea la situația respectivă. Acest lucru sporește semnificativ siguranța atât în spațiile private, cât și în cele publice, fiind, în același timp, mult mai eficient din punct de vedere energetic decât iluminatul permanent. În plus, LED-urile UV cu emisie specială fac din conceptul de agricultură urbană o realitate pentru aproape orice oraș.
În special în zonele exterioare, acest lucru ar putea fi completat de tehnologii de recoltare a energiei: Aici, plăcile de pardoseală convertesc frecarea cauzată de pași sau de mișcare în energie care poate fi folosită pentru a alimenta sistemele de senzori integrați.
Lumina deschide ușile
Integrarea LED-urilor cu infraroșu de mare putere, cum ar fi cele din gama de produse OSLON® P1616 de la ams OSRAM, extinde conceptul de securitate a orașului inteligent, de exemplu, ca camere de vedere pe timp de noapte, recunoaștere facială 2D pentru autentificarea utilizatorilor și sonerii inteligente. Datorită dimensiunilor reduse de 1,6 mm × 1,6 mm, produsele sunt perfecte pentru toate aplicațiile cu spațiu critic, menținând în același timp performanțe optice, eficiență și fiabilitate ridicate. Datorită gamei largi de temperaturi, de la -40 la +105°C, acestea sunt potrivite pentru o gamă largă de aplicații.
Această gamă de produse este, de asemenea, potrivită pentru realizarea aplicațiilor de urmărire a ochilor, care, de exemplu, permit persoanelor cu o deficiență fizică să participe din nou mai activ și independent la viața socială. Tehnologia IR este utilizată în principal pentru a detecta fixările (ochii rămân fixați pe un punct pentru o perioadă lungă de timp) și sacadările (ochii se mișcă rapid) și pentru a executa comenzi pe baza acestora. Un scenariu de aplicare ar fi, de exemplu, navigarea prin meniuri pe telefoane inteligente, computere și automate de vânzare, dar și pentru deschiderea ușilor și utilizarea sistemelor de plată.
Utilizarea luminii pentru a preveni risipa de alimente
Aceasta nu se referă doar la producția de vitamina D, care este importantă pentru organismul uman. Cu ajutorul senzorilor în infraroșu (IR) integrați în dispozitivele mobile, cum ar fi seria ams OSRAM BIOFY®, este posibilă verificarea prospețimii alimentelor în orice moment – folosind spectroscopia IR. Astfel, vor putea fi evitate cu ușurință eventualele probleme de sănătate la nivelul stomacului, de exemplu. Această tehnologie este deja utilizată cu succes în industria alimentară și oferă, prin urmare, o soluție fiabilă și pentru contracararea risipei de alimente. ams OSRAM oferă în acest scop emițătorul de bandă largă P1616 SFH4737, cu o gamă spectrală de emisie de la 650 nm la 1050 nm, într-un format deosebit de mic (1,6 mm × 1,6 mm × 0,9 mm), cu un unghi de emisie de 130°, ceea ce înseamnă că lumina poate fi absorbită într-o zonă mai mare. Spectrul larg și omogen al gamei de lungimi de undă permite o acoperire largă a surselor de lumină infraroșie.
Lumina salvează vieți
Senzorii de biomonitorizare permit, de asemenea, monitorizarea fără întrerupere a nivelului de oxigen din sânge și a ritmului cardiac. În special în cazul persoanelor care au nevoie de îngrijire, acest lucru înseamnă un pic mai multă libertate pentru cei afectați, deoarece dispozitivele la îndemână și, mai ales, semnificativ mai mici, înlocuiesc dispozitivele de monitorizare medicală, voluminoase. Un ceas inteligent discret nu îl deranjează pe purtător în viața de zi cu zi, dar oferă securitatea necesară: Dacă senzorul înregistrează nereguli, se poate efectua imediat un apel de urgență. De asemenea, este posibilă detectarea medicamentelor prin intermediul spectroscopiei IR, un avantaj pentru asistenții medicali. Acesta este un atu pentru personalul de îngrijire, deoarece vârstnicii care trăiesc singuri sunt adesea dezorientați atunci când iau medicamente, ceea ce poate duce la reacții periculoase. În cazul în care ceasul are și un senzor de accelerație care poate detecta o cădere și o funcție de poziționare GNSS, cele mai apropiate servicii de urgență sunt alertate și primesc un scenariu de urgență foarte precis, fapt care economisește destul de mult timp.
Lumina fluidizează traficul
Conceptele de mobilitate pentru un oraș inteligent necesită tehnologii fiabile și precise pentru a preveni accidentele, pentru a garanta siguranța oamenilor și a animalelor și pentru a crea o eficiență optimă. LiDAR, de exemplu, este utilizat pentru a măsura distanțele din jurul vehiculelor și, prin urmare, distanța față de potențialele obstacole. În senzorii LiDAR, o diodă laser IR pulsatorie emite un impuls luminos. În cazul în care acesta este reflectat de un obstacol, senzorul îl detectează. Distanța dintre senzor și obstacol poate fi determinată în funcție de timpul dintre emisie și sosirea undelor luminoase, numit ToF (time of flight).
O cameră ToF poate contribui la creșterea siguranței la volan în interiorul unui vehicul, de exemplu, prin monitorizarea șoferului, a pasagerilor și a obiectelor din habitaclu. Apoi, sistemul poate detecta când șoferul este neatent sau obosit înainte de producerea unui accident. Monitorizarea interiorului permite, de asemenea, detectarea poziției capului și a corpului, de exemplu pentru alinierea optimă a airbagurilor; de asemenea, poate fi utilizată pentru a controla comenzile prin gesturi. În afara vehiculului, o soluție ToF poate sprijini conducerea asistată și autonomă.
Melexis a dezvoltat un kit demonstrativ pentru iluminarea în infraroșu în aplicații ToF, special pentru monitorizarea interiorului mașinii. Placa demonstrativă dispune de procesare avansată pentru recunoașterea gesturilor mâinii și oferă o rezoluție înaltă a imaginilor pentru clasificarea obiectelor. Acest lucru o face potrivită nu numai pentru recunoașterea gesturilor și pentru monitorizarea șoferului, ci și pentru urmărirea mișcării corpului, detectarea persoanelor și a obstacolelor, precum și pentru monitorizarea traficului.
Placa demonstrativă este echipată cu o diodă laser VCSEL (Verical Cavity Surface Emitting Laser) din seria PV85Q de la Lextar. Aceasta are o eficiență ridicată și o lățime de bandă spectrală îngustă (1,8 nm). Diferitele sale opțiuni de putere optică permit detectarea mai multor obiecte, asistență adâncime 3D și detectarea prezenței. Pentru siguranța ochilor, VCSEL-ul include o fotodiodă. Senzorul de imagine optic ToF complet integrat MLX75027 VGA (640 x 480), este dotat cu tehnologie de pixeli DepthSense®, 10 × 10 µm.
Nu toată lumina este la fel
Datorită unui portofoliu extins de producători de LED-uri, Rutronik oferă soluția optimă pentru o gamă largă de cerințe. Tehnologiile asociate pentru managementul termic, de exemplu, și, bineînțeles, tehnologia senzorilor pot fi, de asemenea, furnizate de o singură sursă. Experții interdisciplinari ai Rutronik au astfel o înțelegere mai profundă a unui sistem global complex. Aceștia oferă consultanță și însoțesc implementarea unei soluții adecvate fiecărui caz în parte pentru realizarea conceptelor de oraș inteligent și de agricultură urbană și inteligentă.
Rutronik | https://www.rutronik.com
