Technik
Licht 6 | 2021

Mehr als nur »An und Aus«

Smarte Beleuchtung und Augmented Reality

Zu smarten Lampen gehört mehr als nur das bequeme An- und Ausschalten per Sprachassistent. Neben der Unterstützung von Gesundheit und Wohlbefinden und der Einsparung von Energie stehen gerade signalgebende Funktionen im Fokus. Augmented Reality ist der konsequente Schritt in die Zukunft der modernen Gebäude- und Lichttechnik.

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Abb.: Augmented Reality stellt den direkten Bezug zum Objekt her. Sobald man die Kamera des mobilen Endgeräts auf eine Leuchte richtet, erscheinen die vorhandenen Bedienfunktionen wie Dimmen oder das Einstellen der Farbtemperatur. Foto: 010digital GmbH 010digital GmbH

Im März 2019 wurde in Deutschland die Yeelight Germany GmbH gegründet, eine Tochtergesellschaft der asiatischen Yeelink Information Technology Co., Ltd. – weltweit vor allem als »Yeelight« bekannt. Mit ihren WLAN-fähigen Lampen und Leuchten hat sich die Firma zum Ziel gesetzt, das Thema smarte Beleuchtung für Privatanwender voranzutreiben. Schnell wird klar: hier ist noch jede Menge Aufklärungsarbeit zu leisten. Denn smarte Beleuchtung wird immer noch in erster Linie als nette Spielerei wahrgenommen: abends kann man das Licht zum Fernsehschauen dimmen und das Zimmer je nach Stimmung in ein spannungsvolles Blau, ein gemütliches Gelb oder ein romantisches Pink tauchen. Einige haben auch noch den Komfort im Blick: mit »Alexa, Licht aus!« muss man sich zum An- und Ausschalten nicht mehr von der Couch erheben. So schön diese Vorteile von smarten Lampen sind – der wahre Mehrwehrt liegt woanders: smarte Beleuchtung, wenn richtig eingesetzt, ist gesundheitsfördernd, energiesparend und kann durch die Vernetzung mit anderen Geräten als Signalgeber dienen.

Abb.: Mit der neuen App von Home Connect Plus lassen sich verschiedene Smart-Home-Geräte und ganze Systeme unterschiedlicher Hersteller miteinander verbinden, automatisieren und zentral steuern. Foto: Yeelight Germany GmbH Yeelight Germany GmbH
Abb.: Die iHaus IoT-Plattform für Smart Buildings und Smart Living Services umfasst mehr als 7.000 Geräte von über 400 Herstellern. Das Unternehmen hat kürzlich eine neue DALI-Lichtlösung in Kooperation mit Zumtobel vorgestellt. Foto: iHaus AG iHaus AG

Gesunde Beleuchtung

Leider wird der Effekt von Beleuchtung auf die Gesundheit oft unterschätzt. Dabei verbringen wir einen Großteil unserer Zeit in Räumen mit künstlichem Licht. Diese künstlichen Lichtquellen können unserer Gesundheit schaden, wenn gewisse Qualitätsmerkmale nicht erfüllt sind. Ob beim Lesen, Schreiben oder Arbeiten am PC – eine augenschonende Beleuchtung ist essenziell. Dies bedeutet: blend- und flimmerfrei, gleichmäßige Lichtverteilung, geringer Blaulichtanteil, hoher Farbwiedergabeindex und vor allem eine angemessene Helligkeit und Farbtemperatur.

Im Professional Lighting-Bereich ist das Bewusstsein hierfür bereits geschärft worden und wird meist rund um den Begriff HCL, Human Centric Lighting, diskutiert. Dem HCL-Ansatz zufolge sollte die Beleuchtung auf die Lichtbedürfnisse des menschlichen Biorhythmus abgestimmt werden. »Durch smarte Beleuchtung kann der Tageslichtbedarf in Büroräumen durch künstliches Licht ergänzt werden, wenn der Idealwert nicht erreicht wird«, erklärt Florian Felsch, Geschäftsführer der Yeelight Germany GmbH. »Dadurch können Schlafstörungen, Energielosigkeit und sogar Depressionen verringert werden, was die Leistungskraft und Konzentration der Mitarbeiter steigert.«

Abb.: Im Hauptgebäude von Osram Opto Semiconductors in Regensburg erstrecken sich 1.634 Leuchten über mehrere Etagen. Mithilfe programmierter Lichtkurven und aktueller Werte passt sich die Beleuchtung dem Tageslichtverlauf an. Foto: livebau solutions GmbH livebau solutions GmbH

Florian Felsch ist auch gleichzeitig Geschäftsführer der livebau solutions GmbH, die seit 25 Jahren in der professionellen Lichtbranche als Steuerungsspezialist tätig ist. 2018 übernahm der Lichtexperte die technische Umsetzung der Gesamtbeleuchtung des neuen Hauptgebäudes von Osram Opto Semiconductors in Regensburg, einer großen HCL-Anlage, die auf modernster LED-Technologie beruht und sich mit 1.634 Leuchten über mehrere Etagen erstreckt. »Mithilfe von programmierten Lichtkurven und aktuellen Werten, die durch Sensoren erfasst werden, passt sich die Beleuchtung entsprechend dem Tageslichtverlauf an«, sagt Felsch. »Sollte sich niemand in bestimmten Büroräumen oder -bereichen befinden, schalten die Sensoren automatisch in einen Energiesparmodus und dimmen das Licht.«

Smarte Beleuchtung sorgt dafür, dass das Licht nur dann brennt, wenn es benötigt wird, und immer nur in der Helligkeit, in der es nötig ist. Das heißt: die Beleuchtung geht automatisch an, wenn jemand einen Raum betritt und automatisch aus, wenn sich niemand mehr darin befindet. Bei strahlender Mittagssonne dimmt sich das Licht in den Räumen automatisch, zieht ein dunkles Gewitter auf, wird das Licht automatisch heller. Dadurch werden große Energiesparpotenziale freigelegt. Die Verknüpfung mit Licht- und Bewegungssensoren oder auch smarten Plattformen ermöglicht dies. Ein Beispiel für Letzteres sind iHaus und Home Connect Plus. Beide Smart-Home-Systeme sind mit Yeelight-Produkten kompatibel und ziehen jeden Tag aus dem Internet die Zeiten für Sonnenaufgang und -untergang, um die Beleuchtung morgens automatisch zu dimmen und abends automatisch heller werden zu lassen. So sitzt man – ins Arbeiten vertieft – nach der Dämmerung nicht auf einmal im Dunkeln und strapaziert nicht unnötig die Augen.

Abb.: Das iHaus-System ist mit Yeelight-Produkten kompatibel und zieht täglich die Zeiten für Sonnenauf- und -untergang aus dem Internet, um die Beleuchtung automatisch anzupassen. Foto: iHaus AG iHaus AG

Signalgebende Funktion

Während Home Connect Plus, die neue App von Bosch, vor allem auf Privatanwender ausgelegt ist, geht iHaus den ganzen Weg vom Smart Home übers Smart Office bis hin zum Smart Building. In diesem Zusammenhang hat das Unternehmen seine Kooperation mit Zumtobel vorgestellt. Durch dessen DALI-Lichtlösung als Teil der iHaus Plattform soll die Welt der Beleuchtung revolutioniert werden. Dabei wird neben den gesundheitlichen und energiesparendenden Aspekten insbesondere die Funktion von smartem Licht als Signalgeber hervorgehoben, die durch die Vernetzung mit anderen Geräten möglich wird. Zum Beispiel kann das Licht durch Blinken ans Lüften erinnern, wenn der Sauerstoffgehalt in einem Raum unter eine bestimmte Grenze fällt.

Augmented Reality

Zuletzt gibt es noch im Bereich der Lichtsteuerungsmöglichkeiten interessante Entwicklungen im Zusammenhang mit neuen Technologien wie Augmented Reality (AR). Die 010digital GmbH, Schwesterfirma der livebau solutions GmbH, hat sich intensiv mit der Verknüpfung von Licht und AR auseinandergesetzt. »Schalter, analoge Anzeigen und Bedientableaus mit Touchdisplay stellen immer noch die Standardelemente beim Bedienen und Visualisieren dar. Es handelt sich um zentralisierte Bedieneinheiten, die abgesetzt vom eigentlich zu bedienenden Objekt installiert sind«, erläutert Bertil Felsch, Geschäftsführer der 010digital GmbH. »In der Praxis bedeutet das: Befindet man sich in einem Konferenzraum mit vielen verschiedenen Geräten und möchte ein bestimmtes Objekt bedienen, muss man sich erstmal mit dem System der Wandschalter bzw. des Bedientableaus vertraut machen, um das richtige Gerät ansteuern zu können.« In jedem Raum werden alle Geräte in einer zentralen Anzeige- und Bedieneinheit zusammengefasst. Somit verfügt jeder Raum über sein eigenes Bedienelement, so dass Nutzer in großen Gebäudekomplexen in jedem Raum den gleichen Lernprozess durchlaufen müssen. Dies kostet wertvolle Zeit, die sinnvoller eingesetzt werden kann.

Abb.: Augmented Reality im Traxon Technologies Showroom in Hongkong. Die 010digital GmbH hat dort die neue Lichtsteuerungstechnologie implementiert. Foto: 010digital GmbH 010digital GmbH

Vorteile mit Augmented Reality

Im Gegensatz zu traditionellen Steuerungslösungen stellt Augmented Reality den direkten Bezug zum Objekt her. Das Bedienen und Ablesen von Werten findet unmittelbar am Point of Interest (POI) statt. Sobald man die Kamera des mobilen Endgeräts auf eine Leuchte richtet, erscheinen die vorhandenen Bedienfunktionen (Dimmen, Farbtemperatur anpassen, etc.), Produktdetails (Modell, Hersteller, etc.) und Messwerte (letzter Wartungszeitpunkt, Stromverbrauch, etc.) auf dem Bildschirm. Sollte eine Gerät Geräusche von sich geben, die auf einen Defekt hinweisen, können sämtliche Daten direkt am Objekt abgerufen werden. Sollte das System Abweichungen im Stromverbrauch einer Leuchte feststellen, erhalten die zuständigen Techniker sofort eine Warnmeldung auf ihr mobiles Endgerät und werden mithilfe des integrierten Navigationssystems auf schnellstem Weg zur gemeldeten Leuchte geführt. Defekte Teile können dann gegebenenfalls auch gleich in der App nachbestellt werden. Dies ist nicht nur für Lampen und Leuchten möglich, sondern für alle Geräte in einem Gebäude. Der zugrunde liegende 3D-Scan der Räumlichkeiten erfasst alle Objekte, so dass diese in die Steuerung miteingebunden werden können. Es bedarf also nur noch einer einzigen Steuerungsanwendung, um alle Geräte und Maschinen zu bedienen.

Aufbau und Funktionsweise von AR-Bedienlösungen

Die Erstellung einer AR-Bedienlösung basiert meist auf folgenden drei Schritten:

  1. Umgebung AR-ready machen
  2. Geräte definieren
  3. Bedienoberfläche schaffen

Als erstes müssen die zu bedienenden Geräte verortet, dann die Steuerung und Analysefunktionen verknüpft werden, und zuletzt die virtuellen Informationen, sprich das User Interface, eingeblendet werden. Eine AR-Bedienlösung besteht immer aus einem Basis-Layer, das die Verortung der zu bedienenden Geräten auf Basis einer Lokalisierungstechnologie umfasst – zum Beispiel der Lichtfeldmessung, dem LiDAR Laserradar-System oder anderen Positionierungs- und Navigationstechnologien.

Aufgrund der vielen Vorteile ist eine starke Zunahme von AR im Bereich Bedienen und Visualisieren zu erwarten, weshalb sich in den nächsten Jahren sicherlich eine schrittweise Standardisierung der Erstellungsprozesse ergeben wird.

Weitere Informationen:

www.yeelight.de

www.livebau.eu

www.010digital.eu

Autoren: Florian Felsch und Laura Stachowitz; eventa AG, www.eventa.ag

Dieser Artikel ist erschienen in

Licht 6 | 2021

Erschienen am 25. August 2021