Bezprzewodowe sterowanie oświetleniem Bluetooth Mesh to fundament systemu Casambi – fińskiego rozwiązania do zarządzania światłem, które eliminuje potrzebę dedykowanego okablowania sterującego. Zamiast centralnego kontrolera, każde urządzenie w sieci Casambi pełni rolę węzła mesh: odbiera, przetwarza i przekazuje dane dalej. Dzięki temu sieć nie ma pojedynczego punktu awarii, a cała inteligencja systemu jest replikowana w każdym węźle.
Ten przewodnik wyjaśnia, jak działa technologia Bluetooth Low Energy (BLE) w kontekście sterowania oświetleniem, jakie są różnice między typami sieci Casambi, oraz jak wygląda integracja z istniejącymi instalacjami DALI i 0-10V.
Casambi opiera się na standardzie Bluetooth Low Energy (BLE), który działa w paśmie ISM 2,4 GHz. W odróżnieniu od Wi-Fi, BLE został zaprojektowany do przesyłania małych pakietów danych przy minimalnym zużyciu energii – to kluczowe dla urządzeń sterujących oświetleniem, które muszą pracować nieprzerwanie przez lata.
BLE obsługuje kilka topologii komunikacyjnych: punkt-punkt, broadcast oraz mesh. Właśnie topologia mesh jest sercem systemu Casambi. W klasycznej topologii typu gwiazda (star) wszystkie urządzenia komunikują się przez centralny hub – jeśli hub przestanie działać, cała sieć traci łączność. W topologii mesh każde urządzenie komunikuje się z sąsiednimi węzłami i przekazuje wiadomości dalej, tworząc samoorganizującą się siatkę połączeń.
Casambi nie korzysta ze standardowego Bluetooth Mesh SIG, lecz z własnej implementacji protokołu mesh. Taka decyzja pozwala na pełną kontrolę nad kompatybilnością ekosystemu – wszystkie produkty Casambi i partnerów ekosystemowych działają na tym samym firmware, co eliminuje problemy z interoperacyjnością spotykane w otwartych implementacjach Bluetooth Mesh.
Aplikacja Casambi (dostępna na iOS i Android) pełni jednocześnie rolę interfejsu użytkownika i narzędzia konfiguracyjnego. Smartfon lub tablet komunikuje się z siecią mesh przez BLE – nie wymaga to połączenia Wi-Fi ani internetu do codziennej obsługi.
Typy sieci Casambi: Evolution i Classic
System Casambi oferuje dwa typy sieci, różniące się możliwościami i liczbą obsługiwanych urządzeń.
Sieć Evolution
Sieć Evolution to aktualny, aktywnie rozwijany typ sieci. Obsługuje do 250 urządzeń Casambi w jednej sieci i oferuje pełen zakres funkcji, w tym rozszerzone role użytkowników (User, Manager, Administrator), obsługę czujników bateryjnych, wsparcie dla DALI-2 i D4i, sterowanie kolorem w modelu XY, a także zakładkę Performance & Security do monitorowania stanu sieci.
Sieć Classic
Sieć Classic obsługuje do 127 urządzeń. Znajduje się w trybie maintenance – otrzymuje wyłącznie poprawki błędów, bez nowych funkcji. Jeśli projektujesz nową instalację, wybierz sieć Evolution.
Urządzenia oznaczone jako „Evolution or Classic” w widoku Nearby Devices mogą pracować w obu typach sieci. Zmiana firmware z Classic na Evolution (i odwrotnie) jest możliwa, ale wymaga odpairowania urządzeń. Migracja istniejącej sieci Classic do Evolution jest procesem czasochłonnym – zaleca się ją tylko wtedy, gdy obecna sieć osiągnęła limit 127 urządzeń lub gdy wymagana jest funkcja dostępna wyłącznie w Evolution.
Tryby radiowe – prędkość vs. zasięg
Przy tworzeniu sieci Casambi wybierasz jeden z trzech trybów radiowych. Tej decyzji nie można zmienić po utworzeniu sieci, dlatego warto ją przemyśleć na etapie projektowania.
Better Performance (2 Mbit/s)
Domyślny tryb dla nowych sieci Evolution i Classic. Zoptymalizowany pod większe instalacje wewnętrzne z intensywnym ruchem danych – wiele czujników, scen, animacji. Oferuje najwyższą przepustowość kosztem krótszego zasięgu komunikacji między węzłami w porównaniu z trybem Balanced.
Balanced (1 Mbit/s)
Tryb pośredni, zalecany dla małych i średnich sieci wewnętrznych z umiarkowanym ruchem danych. Casambi rekomenduje stosowanie tego trybu dla sieci do około 125 węzłów.
Long Range (0,5 Mbit/s)
Tryb o zwiększonym zasięgu komunikacji, zaprojektowany z myślą o instalacjach zewnętrznych. Casambi rekomenduje stosowanie go dla sieci do około 60 węzłów przy niskim natężeniu ruchu danych. Tryb Long Range jest dostępny wyłącznie w sieciach Evolution i wymaga urządzeń wyposażonych w moduł CBM-003 z obsługą Bluetooth 5.0 Long Range.
Dokładny zasięg komunikacji zależy od wielu czynników środowiskowych – materiałów otaczających urządzenia, przeszkód fizycznych, a nawet rodzaju obudowy oprawy oświetleniowej. Oprawa z obudową metalową będzie miała krótszy zasięg niż identyczna oprawa w obudowie z tworzywa sztucznego. Z tego powodu Casambi nie podaje uniwersalnych wartości zasięgu w metrach – każda instalacja wymaga indywidualnego planowania i testów.
Przy tworzeniu sieci automatycznie ustawiane są dwie częstotliwości komunikacyjne. Można je zmienić ręcznie, np. na prośbę działu IT klienta, aby uniknąć kolizji z innymi systemami bezprzewodowymi. Casambi nie zakłóca standardowych częstotliwości Bluetooth.
Bezpieczeństwo sieci mesh
Bezpieczeństwo komunikacji w Casambi opiera się na kilku warstwach szyfrowania i uwierzytelniania.
Komunikacja między urządzeniami w sieci mesh wykorzystuje szyfrowane pakiety. Wektor inicjalizacyjny każdej wiadomości składa się z ID sieci, ID urządzenia i kodu kroczącego (rolling code). Każde urządzenie przeprowadza dwukierunkowe uwierzytelnianie typu challenge/response ze wszystkimi sąsiadującymi węzłami – to mechanizm zapobiegający atakom typu replay.
Komunikacja między urządzeniem mobilnym a węzłem sieci korzysta z algorytmów ECDH (wymiana kluczy na krzywej eliptycznej secp256r1), szyfrowania symetrycznego AES-128 oraz skrótów SHA-256. Dla każdego połączenia generowana jest nowa para kluczy publiczny/prywatny po obu stronach.
System oferuje trzy poziomy uprawnień użytkowników: Admin (pełna kontrola), Manager (konfiguracja sieci, bez zarządzania kontami) i User (wyłącznie sterowanie, bez zmian w programowaniu). Można ustawić do 10 tokenów dostępu, przypisanych do poszczególnych ról. Dodatkowe mechanizmy ochrony obejmują blokadę urządzeń przed odpairowaniem (bez dostępu administratora), możliwość zablokowania aktualizacji firmware oraz ukrycie sieci przed innymi użytkownikami.
Usługi chmurowe Casambi są hostowane na platformie Microsoft Azure. System otrzymał certyfikat cyberbezpieczeństwa ioXt Alliance.
Integracja z DALI i 0-10V
Jedną z najważniejszych cech Casambi jest możliwość integracji z istniejącymi instalacjami przewodowymi. To szczególnie istotne przy modernizacji oświetlenia, gdzie wymiana całej infrastruktury sterującej byłaby kosztowna i czasochłonna.
Sterowanie DALI przez Casambi
Integracja z siecią DALI odbywa się za pomocą kontrolerów DALI, takich jak bramy DALI z oferty Lightworks – np. modele CBU-A2D i CBU-DCS lub kontrolery Salvador z serii 1000, 2000 i 3000. Urządzenie CBU-DCS może pełnić funkcję bramy DALI (DALI Gateway), łącząc przewodową sieć DALI z bezprzewodową siecią Casambi.
Po skonfigurowaniu bramy każde urządzenie w sieci Casambi pojawia się jako standardowy DALI gear w oprogramowaniu kontrolera DALI. Pojedyncza brama CBU-DCS DALI Gateway obsługuje do 64 adresów DALI i do 80 instancji DALI-2. Jeśli potrzebujesz sterować większą liczbą urządzeń, utwórz dodatkowe sieci Casambi, każdą z własną bramą DCS.
W ofercie Lightworks znajdziesz też bramy DALI o większej pojemności – CBU-DA-100-TRACK (100 adresów DALI) oraz kontrolery CBU-1016-40-TRACK i CBU-1032-70-TRACK.
Sterowanie 0-10V i 1-10V
Dla instalacji opartych na protokole 0-10V lub 1-10V Casambi oferuje sterowniki takie jak CBU-ASD-LR-IP65/IK09 – bezprzewodowy moduł sterujący do driverów LED z interfejsem 0-10V, 1-10V lub DALI. Sterownik obsługuje także wejście na przycisk i współpracę z czujnikami PIR. Kolejne opcje to CBU-R3000-FEED oraz CBU-2RL-FEED.
Dzięki kompatybilności Casambi z protokołami DALI, DALI-2, D4i, DMX, 0-10V, 1-10V, PWM i phase-cut dimming, modernizacja oświetlenia może odbywać się bez wymiany istniejącej infrastruktury przewodowej – nowe sterowniki Casambi montuje się obok obecnych driverów LED, wykorzystując istniejące okablowanie zasilające.
Funkcje sterowania oświetleniem
Aplikacja Casambi oferuje pełny zestaw funkcji profesjonalnego systemu sterowania oświetleniem. Warto znać najważniejsze z nich, ponieważ to one decydują o praktycznej użyteczności systemu w codziennej eksploatacji.
Grupowanie pozwala organizować oprawy w logiczne zestawy – np. według pomieszczeń, stref czy pięter. Jedna oprawa może należeć do jednej grupy, a wszystkie oprawy w grupie mogą być sterowane synchronicznie.
Sceny to zapisane konfiguracje oświetlenia – konkretne poziomy jasności, temperatury barwowej czy koloru dla wybranych opraw. W jednej sieci można utworzyć do 255 scen. Sceny mogą być aktywowane ręcznie (z aplikacji lub przełącznika), przez czujnik obecności lub przez timer.
Timery i kalendarz umożliwiają automatyczne włączanie i wyłączanie scen o określonych godzinach, dniach tygodnia lub datach. System obsługuje też harmonogramy oparte na wschodzeniu i zachodzie słońca – po ustawieniu strefy czasowej i lokalizacji w aplikacji urządzenia Casambi samodzielnie obliczają te godziny.
Czujniki światła dziennego (daylight harvesting) mierzą natężenie oświetlenia i raportują wartości lux do sieci, umożliwiając automatyczną regulację jasności opraw w zależności od ilości światła naturalnego.
Sterowanie cirkadiane (circadian control) automatycznie dostosowuje temperaturę barwową opraw tunable white w ciągu dnia, wspierając naturalny rytm dobowy użytkowników.
Modernizacja oświetlenia z Casambi
System Casambi sprawdza się szczególnie dobrze w projektach modernizacyjnych (retrofit), gdzie wymiana całej infrastruktury sterującej byłaby kosztowna lub technicznie niemożliwa. Bezprzewodowa komunikacja eliminuje konieczność prowadzenia dodatkowych kabli sygnałowych – sterowniki Casambi montuje się bezpośrednio przy istniejących oprawach i driverach LED, wykorzystując tylko okablowanie zasilające.
Taki scenariusz wdrożenia oznacza wymianę opraw 1:1 bez ingerencji w istniejącą instalację elektryczną, szybki montaż bez zakłócania codziennego funkcjonowania obiektu, oraz możliwość stopniowej rozbudowy – nowe urządzenia Casambi są automatycznie wykrywane przez sieć mesh po uruchomieniu.
Dostęp zdalny i gateway
Sieć Casambi nie wymaga połączenia z internetem do codziennego sterowania. Wszystkie urządzenia komunikują się lokalnie przez Bluetooth Mesh. Dostęp do internetu jest potrzebny w dwóch sytuacjach: tworzenie kopii zapasowej konfiguracji sieci w chmurze Casambi oraz zdalne zarządzanie oświetleniem spoza zasięgu Bluetooth.
Do zdalnego dostępu służy Casambi Cloud Gateway – urządzenie łączące sieć mesh Casambi z internetem przez Ethernet lub Wi-Fi. Połączenie z chmurą jest zabezpieczone protokołem TLS, a komunikacja odbywa się przez HTTPS i WSS.
Aktualizacje firmware przesyłane są bezprzewodowo (OTA – over-the-air) do wszystkich urządzeń w sieci. Po wykryciu dostępnej aktualizacji w widoku Nearby Devices wystarczy zainicjować proces z poziomu aplikacji – aktualizacja rozprzestrzenia się automatycznie po całej sieci mesh.
