Disano Gestione Dell'Illuminazione Stradale

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274 Sistemi di gestione dell'illuminazione stradale

L'estensione geografica degli impianti di illuminazione pubblica rende difficile poter garantire adeguati livelli d'efficenza, qualità, affidabilità e di risparmio energetico del servizio mediante il ricorso a strumenti tradizionali. Gli impianti sono infatti caratterizzati da una grande quantità di punti nevralgici sparsi su tutto il territorio per i quali è necessario con-trollare costantemente il funzionamento ed effettuare la gestione. Nelle aree urbane gli impianti di illuminazione pubblica hanno una grande estensione ed una diffusione capillare, un numero elevato di quadri elet-trici d'alimentazione e soprattutto di punti luminosi. É quindi problematico e dispendioso, effettuare tempestivamente la localizzazione dei mal fun-zionamenti dei vari componenti, individuare la causa e la rimozione del guasto, attuare una gestione oculata e puntuale dell'impianto e controlla-re il flusso luminoso di ogni singola apparecchiatura. Tutto ciò comporta altissimi costi in termini di tempo e sopratutto di denaro.

Il sistema in oggetto si colloca nel settore dell’illuminazione per ambien-ti pubblici, come strade, incroci, parchi,…In tale contesto e’ presente l’esigenza di poter ridurre la potenza con cui si alimenta la lampada nelle ore notturne, al fine di ottenere un risparmio energetico. Soprattutto nei casi di illuminazione stradale e’ utile ottenere un risparmio energetico ad un orario prestabilito, in relazione ad esempio all’intensita’ di traffico e alle conseguenti esigenze di sicurezza. L’ uni-formita’ dell’orario di commutazione e’ una caratteristica necessaria per evitare condizioni di illuminazione disomogenea. La riduzione di poten-za e’ possibile utilizzando variatori di tensione abbinati ad apparecchi cablati con componenti convenzionali, oppure, con componentistica appropriata, rendendo automatico il passaggio dalla potenza nominale a quella ridotta, come descritta in seguito. Le varianti di cablaggio dell’apparecchio d’illuminazione prevedono la sostituzione dell'alimen-tatore con modello a due selezioni (Bipower) e relativo commutatore di selezione.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI SISTEMA BIPOTENZA: • Diminuzione della potenza assorbita del 40/45%, durante il funzionamento a potenza ridotta; • Riduzione della manutenzione• Riduzione dei combustibili necessari per la produzione di energia.

l “SISTEMA BIPOTENZA” è realizzato con un reattore con presa, forma-to dall’impedenza nominale e quella maggiorata che consente la dimi-nuzione della corrente di lampada, del flusso emesso e della potenza assorbita. Il passaggio dalla piena potenza a quella ridotta viene garantito da un dispositivo di commutazione elettronico. Il “SISTEMA BIPOTENZA” non può essere utilizzato con le lampade agli alogenuri metallici e si consiglia l’accensione/riaccensione delle lampade in con-dizioni di potenza nominale.Il dispositivo elettronico richiede un filo pilota aggiuntivo alla linea di alimentazione: in questo modo, per mezzo di un Timer centralizzato, è possibile programmare la commutazione di potenza ad orari presta-biliti.

SISTEMA BIPOTENZA

Funzionamento a potenza nominale

Funzionamento a potenza ridotta

MODULO DI GESTIONE

Per semplifi care l’applicazione della luce dinamica, l’apparato può essere programmato durante l’installazione secondo un certo numero di scenari stabiliti che possono essere attivati a tempo dal momento dell’accensione o ad un orario stabilito, oppure a tempo al raggiungimento di una soglia del sensore di luminosità.

Una semplice applicazione tipo prevede che gli apparecchi siano controllati da un interruttore crepuscolare esterno che alimenti la linea elettrica; per esempio: all’accensione gli apparecchi funzionano al 100%, dopo 4 ore a passano al 75%, dopo 6 ore passano al 50% e dopo 10 ore tornano al 100%.

Oppure alcuni apparecchi possono essere dotati di un dispositivo per la dimmerazione su due livelli di potenza che preimpostati o programmabili dal cliente , si basano sul calcolo della mezzanotte virtuale. Il dispositivo è integrato nell’apparecchio e non richiede alcuna modifi ca sull’impianto da parte dell’installatore. L’apparecchio deve essere cablato normalmente con cavo bi-polare (fase+neutro) o tripolare in caso di apparecchio in classe di isolamento I (fase+neutro+neutro).La commutazione del relay avviene tra 2 contatti di scambio che permet-tono ai driver di essere in funzione o meno a seconda di come è stato realizzato il cablaggio. La riduzione del fl usso luminoso è impostata a 7 ore (valore di fabbrica) e il tutto avviene senza alcun cavo di pilotaggio o fase di controllo. La media tra il periodo di accensione (tramonto) e di spegnimento (alba) del sistema di illuminazione è il punto di riferimento per il dispositivo, e viene indicato come “mezzanotte naturale”. Un microprocessore calcola il tempo di commutazione desiderato par-tendo da questo punto di riferimento. Le impostazioni di fabbrica sono 3 ore prima (circa le 22) e 4 ore dopo (circa le 5) rispetto alla “mezzanotte naturale”. La durata può essere facilemte modifi cata dall’utente fi nale in qualsiasi momento. Gli apparecchi sono poi spenti quando il crepuscolare generale toglie corrente alla linea.

dopo4 ore

dopo6 ore

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Spegnimentocon

crepuscolare

Esempio di regolazione

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Sistemi di gestione dell'illuminazione stradale

La situazione attuale degli impianti di illuminazione si può così riassumere:

a) Alti consumi di intervento; b) Alti costi di manutenzione; c) Scarso controllo di gestione; d) Inquinamento luminoso e ambientale.

Per rispondere efficacemente alle problematiche evidenziate la Disano Illuminazione propone differenti metodologie per il RISPARMIO ENERGETICO, per il CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DELL'IMPIANTO e di conseguenza un cospicuo RISPARMIO ECONOMICO; essi sono il:

• SISTEMA BIPOTENZA• SISTEMA DI TELECONTROLLO E TELEGESTIONE

Il sistema di telecontrollo e telegestione è un sistema all'avenguardia in grado di controllare la rete di pubblica illuminazione sino al singolo punto luminoso, senza alterare l'impianto esistente. Questo sistema consente ad un solo operatore di effettuare ciò che in sua assenza richiederebbe un oneroso impiego di uomini e mezzi; rende inoltre possibile realizzare notevoli economie sul fronte dei costi energetici e di manutenzione, garan-tendo contemporeaneamente alti livelli d'affidabilità, continuità e qualità del servizio.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI:• Si applica all'impianto già esistente;• Effettua la diagnosi, controllo e gestione da remoto;• Gestisce il singolo punto luce;• Consente risparmi energetici e di manutenzione (oltre 35%);• Contiene l'inquinamento luminoso e ambientale;• Prolunga la vita media degli impianti d'illuminazione• Migliora il servizio e la qualità dell'illuminazione pubblica• Costo ammortizzabile in breve tempo;

TELEDIAGNOSI E TELEGESTIONE FINO AL SINGOLO PUNTO LUCE:Il controllo del funzionamento della singola lampada rappresenta una funzione totalmente innovativa, soprattutto perché con il semplice colle-gamento del dispositivo elettronico in serie alla linea di alimentazione è possibile eseguire il controllo lampada rilevando le condizioni di funzio-namento:• lampada accesa / spenta da comando;• lampada funzionante a piena potenza;• lampada funzionante a potenza ridotta in seguito a comando;• condensatore guasto (o rifasamento insufficiente);• lampada in esaurimento (lampeggiante);• lampada in corto circuito;• fusibile guasto;• assenza corrente (circuito lampada non collegato).;Il dispositivo elettronico è compatibile con qualsiasi lampada (tipo, poten-za e marca) esistente sul mercato e può essere installato indifferentemen-te nel pozzetto, nell’asola del palo o all’interno del corpo illuminante.

COMUNICAZIONE AD ONDE CONVOGLIATE:L’applicazione della comunicazione ad onde convogliate elimina la neces-sità di cablaggi aggiuntivi e presenta la flessibilità di attuare comandi in modo dinamico, in zone diverse e in orari diversi (modificabili in ogni momento a seconda delle necessità), per la parzializzazione degli impianti (spegnimento selettivo di singoli punti luminosi) e/o la riduzione del flusso luminoso dei medesimi. La parzializzazione degli impianti e/o la riduzione del flusso luminoso rispondono all’esigenza di razionalizzare la risorsa energetica in quegli orari e/o periodi in cui l’afflusso di persone e veicoli è ridotto creando benefici economici ed ambientali.Più precisamente la tecnica di trasmissione ad onde convogliate consente di:• ricevere da ciascun punto luminoso le informazioni sulle proprie condi-zioni di stato (acceso/spento) e/o di malfunzionamento;• inviare a ciascun punto luminoso istruzioni per comandi di accensione/spegnimento;• inviare a ciascun punto luminoso istruzioni per comandi di funzionamento a piena potenza/potenza ridotta (per lampade dotate di alimentatori di potenza);• inviare a ciascun punto luminoso istruzioni per la regolazione graduale (dimmeraggio) del flusso luminoso (per lampade dotate di alimentatori elettronici dimmerabili);

RISPARMI E BENEFICI:Risparmi economici ed energetici

L’utilizzo programmato e continuo mediante telediagnosi consente importanti risparmi di gestione ed energetici migliorando la qualità del servizio reso al cittadino. I principali fattori che consentono di rispar-miare il 25% dei costi energetici rispetto alla gestione tradizionale sono:• la razionalizzazione dell’uso delle lampade mediante parzializzazioni (spegnimenti e riduzione di flusso mirati)• l’ottimizzazione dei cicli di funzionamento• la riduzione delle accensioni diurne per ricerca guasti• la riduzione del flusso luminoso delle lampade.

Risparmi sui costi di manutenzioneCon la telegestione è possibile:• risparmiare sui costi del personale, grazie all’ottimizzazione dei tempi d’intervento• risparmiare sui materiali, grazie al controllo mirato degli elementi guasti• ottimizzare la gestione del magazzino e degli automezzi• eliminare gli inutili costi dovuti alla ricerca dei guasti• risparmiare i costi sull’organizzazione generale del servizio.

SicurezzaIl sistema di telegestione è stato concepito in modod da rispondere efficacemente a tutte le esigenze di sicurezza e adattabilità ella realtà tecnica degli impianti:• tutti i moduli di controllo sono costruiti in doppio isolamento• i moduli del sistema garantiscono totale compatibilità con gli impianti già installati (armadi, lampade e loro accessori)• qualsiasi avaria o manomissione dei componenti, non altera il funzio-namento dell'impianto che continua a funzionare regolarmente

ARCHITETTURA SISTEMAIl sistema consente in modo personalizzato, secondo le esigenze del singolo gestore, la telediagnosi, il telecontrollo e la telegestione da uno o più PC remoti, di tutti i componenti che costituiscono l'insieme di un impianto d'illuminnazione pubblica già esistente o di nuova realizza-zione. Semplice da usare e da installare,

SISTEMA DI CONTROLLO E TELEGESTIONE

CENTRO DI CONTROLLO

MODULO GESTIONEPUNTO-PUNTO

trasmissione dati via GSM/GPRS

MODULO GESTIONEPUNTO-PUNTO

DATI SU ONDECONVOGLIATE


MODULI PER TELE-CONTROLLO PUNTI LUCE

MODULI PER TELE-CONTROLLO PUNTI LUCE

QUADRO DICOMANDO

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Apparecchi tradizionali(vecchia tecnologia)

Apparecchi a LED(nuova tecnologia)

Apparecchi tradizionali(vecchia tecnologia)

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Alimentatore e regolazione

Illuminare meglio e aiutare l’ambiente

I livelli di luminanza utilizzati per ll’illuminazione stradale ricadono in liveli com-presi tra 0,01cd/m2 e 3,00cd/m2.

Normativa per l’illuminazione stradale e qualità della luce

Numerosi studi condotti tramite prove sperimentali hanno valu-tato i tempi di reazione di un guidatore, sia ad ostacoli fi ssi che non nel caso di strada illuminata con diverse sorgenti. Per i livelli di luminanza compresi tra 0,01 - 3,00 è stato dimostrato che si ha una notevole diminuzione dei tempi di reazione di illumina-zione con luce bianca. Tutto questo ci fa capire che per avere lo stesso tempo di reazione è necessario un livello di luminanza maggiore nel caso di utilizzo di lampade al sodio, e minore nel caso di lampade a ioduri metallici o a LED.Inoltre con bassi livelli di illuminamento e sorgenti luminose di colore prevalentemente Blu/Verde si ha una riduzione del 7% degli incidenti per Km rispetto a sorgenti di colore prevalente-mente Giallo/Rosso. (Fonte anie)

I LED, come ogni altra sorgente luminosa, necessitano di ottiche o lenti af-fi nché il fascio luminoso sia direzionato e non abbia emissioni verso l’alto e, di conseguenza, vengano rispettate le Leggi contro l’inquinamento luminoso.Disano ha realizzato una serie di rifl ettori e ottiche che evitano fenomeni di inquinamento luminoso. Questi rifl ettori direzionano il fascio luminoso in modo tale da ottenere distribuzioni fotometriche, non soltanto idonee all’illuminazio-ne stradale, ma in molti casi addirittura migliorative rispetto ottiche per lam-pade tradizionali. Ogni singolo LED viene controllato ed equipaggiato con un rifl ettore che ne modella il fascio, ottimizzando la prestazione e ottenendo di-stribuzioni luminose precise.

Cielo stellato Illuminazione stradale

Luce del giorno o illuminazione

d’interni

Inquinamento luminoso

Esempi d’installazione per l’illuminazione stradale a LED

Tecnologia a LED e apparecchi tradizionali: effi cienza e fl ussi luminosi a confronto

Illuminazione stradale a LED

Esempio d’installazioneEsempio d’installazione

Strade urbane localiCon traffi co veicolare e limite max di velocità di 50Km/h, ottimi con valori di uniformità di luminanza.

Illuminazione di rotondeInstallazione di prodotti sul perime-tro interno della rotonda e sul strade limitrofe.

36 LED

Altezza installazione (m)

Larghezza strade (m)

Interdistanza pali

Luminanza media (cd/m2)

Uniformità media

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Altezza installazione (m)

Larghezza strade (m)

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La norma UNI11248 introduce nuovi parametri di sicurezza. Uno di questi è la qualità della luce.La UNI asserisce che nel caso di utilizzo di sorgenti con resa cromatica in-feriore a 30 si deve aumentare la categoria stradale di riferimento. Di fatto si deve aumentare la quantità di luce necessaria affi nché l’impianto rispetti la normativa. Al contrario con l’utilizzo di sorgenti con resa cromatica superiore a 60 si può diminuire la categoria stradale di riferimento e quindi i relativi livelli di luminanza richiesti.Questo comporta che per l’illuminazione di una stessa strada se si utilizzano sorgenti luminose con alta resa cromatica si diminuiscono i livelli di luminan-za media richiesti dalla Norma con conseguente diminuzione della potenza installata.

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Apparecchi tradizionali (vecchia tecnologia)

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Apparecchi tradizionali (vecchia tecnologia)

Apparecchi a LED (nuova tecnologia)

Apparecchi a LED (nuova tecnologia)

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MontecarloLanternaSforzaModoled

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“Luce dinamica”

I nostri articoli:

Brera, Montecarlo, Lucerna, Sforza, Visconti, Pordoi, Disco:A richiesta sono disponibili con alimentatori dimmerabili 1-10V, ordinabili con sottocodice 12.

Stelvio, Saturno:Di serie alimentatori dimmerabili 1-10V.

Questi apparecchi possono essere forniti con scheda di controllo singolo o con scheda per controllo via DMX o PC, ordinabili con sottocodice 0078. I modelli possono funzionare con orologio automatico o manuale.

Per sfruttare appieno le potenzialità di risparmio energetico offerte dai LED, gli apparecchi integrano un sistema elettronico basato su microprocessore per il controllo del fl usso luminoso che consente una regolazione continua dallo zero al 100% con proporzionale risparmio energetico.

Questo consente di fare funzionare l’apparecchio d’illuminazione a potenza ridotta per alcune installazioni, secondo periodi programmabili o mediante l’evento di opportuni sensori, per esempio di luce o di presenza.

In particolare, secondo la normativa stradale UNI-11248:2007 è possibile classifi care dinamicamente le strade, declassandole fi no a due categorie in meno, riducendo il fl usso per alcuni periodi della notte quando il traffi co è ridotto.

La luce dinamica è altresì indicata per zone a scarsa frequentazione, come parcheggi coperti e sottopassi.

Luce dinamica

Per semplifi care l’applicazione della luce dinamica, l’apparato può essere pro-grammato durante l’installazione secondo un certo numero di scenari stabiliti che possono essere attivati a tempo dal momento dell’accensione o ad un orario sta-bilito, oppure a tempo al raggiungimento di una soglia del sensore di luminosità.

Una semplice applicazione tipo prevede che gli apparecchi siano controllati da un interruttore crepuscolare esterno che alimenti la linea elettrica; per esempio, all’accensione gli apparecchi funzionano al 100%, dopo 4 ore a passano al 75%, dopo 6 ore passano al 50% e dopo 10 ore tornano al 100%. Gli apparecchi sono poi spenti quando il crepuscolare generale toglie corrente alla linea.

Esempio: Dispositivo per la dimmerazione su due livelli di potenza di apparecchi a LED.

Accensione con

crepuscolare

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Spegnimentocon

crepuscolare

Esempio di regolazione

Oppure alcuni apparecchi possono essere dotati di un dispo-sitivo per la dimmerazione su due livelli di potenza che preim-postati o programmabili dal cliente , si basano sul calcolo della mezzanotte virtuale. Il dispositivo è integrato nell’apparecchio e non richiede alcuna modifi ca sull’impianto da parte dell’in-

stallatore. L’apparecchio deve essere cablato normalmente con cavo bi-po-lare (fase+neutro) o tripolare in caso di apparecchio in classe di isolamento I (fase+neutro+neutro).La commutazione del relay avviene tra 2 contatti di scambio che permettono ai driver di essere in funzione o meno a seconda di come è stato realizzato il cablaggio. La riduzione del fl usso luminoso è impostata a 7 ore (valore di fabbrica) e il tutto avviene senza alcun cavo di pilotaggio o fase di controllo. La media tra il periodo di accensione (tramonto) e di spegnimento (alba) del sistema di illuminazione è il punto di riferimento per il dispositivo, e viene indicato come “mezzanotte naturale”. Un microprocessore calcola il tempo di commutazione desiderato partendo da questo punto di riferimento. Le im-postazioni di fabbrica sono 3 ore prima (circa le 22) e 4 ore dopo (circa le 5) rispetto alla “mezzanotte naturale”. La durata può essere facilemte modifi ca-ta dall’utente fi nale in qualsiasi momento.


13

All’interno dell’apparecchio di illuminazione o all’interno del palo, può essere inserito un controllore in grado di monitorare i parametri caratteristici di funzio-namento.Il controllore è collegato elettricamente all’apparecchio tramite l’uscita 1-10Vdc o PWM del trasformatore dell’apparecchio stesso.Questo sistema di tele gestione viene defi nito “punto-punto”. Un sistema viene denominato “punto-punto” quando l’insieme di apparecchiature elettriche è destinato al monitoraggio, programmazione ed al comando dei singoli appa-recchi di illuminazione a LED. Questo sistema si basa sulla tecnologia ad onde convogliate che permette la comunicazione bidirezionale di informazioni digi-tali tra il modulo installato sull’apparecchio ed il modulo di gestione. Il modulo di gestione viene ubicato all’interno del quadro di comando. I dati digitali sono modulati sulla tensione di rete, quindi non sono necessari bus o conduttori aggiuntivi nell’impianto.Con il sistema “punto a punto” è possibile,ad esempio, monitorare e registrare i parametri elettrici dell’apparecchio e, in base a questi, generare eventuali ano-malie ed allarmi, spegnere, accendere o regolare l’intensità luminosa dell’ap-parecchio. Questo viene fatto tramite comandi manuali o pianifi cati.La comunicazione tra centro di controllo (PC) e il sistema “punto-punto” av-viene sempre tramite il quadro attraverso i canali di comunicazione classici (GSM-GPRS-rete LAN ecc.). Quindi i comandi impartiti dal centro di controllo passano dal modulo di gestione,inserito nel quadro, il quale a sua volta,tramite le onde convogliate,li smista ai singoli apparecchi e viceversa.Il modulo di gestione può controllare fi no a un massimo di 990 punti luce e può arrivare ad una distanza massima di 1,5Km. Oltre questa distanza è possibile confi gurare un modulo all’interno dell’apparecchio come ripetitore di segnale.Sul modulo di gestione sono programmate anche una serie di scenografi e per la dimmerazione degli apparecchi. Sta di fatto comunque che ogni controllore in-serito nel singolo apparecchio mantiene, all’interno della propria memoria, alcu-ne informazioni riguardanti il ciclo da utilizzare per l’apparecchio. Il ciclo di ogni singolo apparecchio viene applicato ogni giorno, ad orari prefi ssati fi no a 5 step in cui è possibile defi nire: orario di applicazione, azione da eseguire. Il modulo “punto-punto”, quindi, è autonomo nella gestione del ciclo del proprio apparec-chio anche se dovesse mancare la comunicazione con il modulo di gestione.Tutta questa serie di controlli, settaggi e informazioni viene gestita con un Sof-tware appropriato in grado di scaricare periodicamente tutti i dati necessari per la gestione degli impianti e le verifi che delle eventuali anomalie.

“Sistema ad onde convogliate”

Sistemi per la telegestione ad onde convogliate

Caratteristiche tecniche modulo di gestione(da inserire all'interno del quadro di comando)

Alimentazione: 230Vac 50/60Hz(circa 21mA a 230V, 44mA Max).Contenitore: Grado di protezione IP20, attacco barra DIN 9 moduli.Orologio Calendario: Errore massimo di +/- 4min/anno nel range 0-70°C.Capacità memoria: circa 20gg per un impianto con numero massi-mo di punti controllati (990).Temperatura di funzionamento: temperatura ambiente -20°C +55°C.In assenza di alimentazione: nessuna perdita di dati, 3gg di auto-nomia sul funzionamento dell'orologio.Sezione ingressi: Confi gurati come 2 In a 24Vdc.

Dotazioni:- orologio calendario con sincronizzazione automatica da remoto da parte del PC del centro di controllo.- registrazione di tutte le misure eseguite dai moduli.- campionamenti eseguiti: fi no a 3 per ogni notte di cui uno fi sso dopo 7min. dall'accensione dell'impianto.- porta seriale asincrona RS232 per la confi gurazione locale dell'impianto.- porta seriale asincrona RS485/RS422 per il collegamento con il master di sistema e per il collegamento di altri moduli.- 2 led di segnalazione (RX/TX) della comunicazione in atto.- led di segnalazione presenza alimentazione.

Alimentazione: 150 - 254Vac 50/60Hz autoalimentato.Contenitore: plastico con Grado di protezione IP20 o IP66.Collegamenti: versione IP66 tramite cavi FROR-Npi 2x2,5mmq L=20cmVersione IP20 con morsetti; posto in serie tra la linea di aliment zione e l'armatura.Consumo interno min. 0,7 VATemperatura di funzionamento: temperatura ambiente -20°C +65°C.Comunicazione: ASK ad onde convogliateVelocità di comunicazione: 1000 BaudNorme di riferimento: EN50065-1 , EN50178Classe di isolamento: Classe 2Uscita di controllo: 1-10 Vdc; PWM; DALI

Caratteristiche tecniche controllore punto-punto(da inserire all'interno dell'apparecchio).

CENTRO DI CONTROLLO

MODULO GESTIONE PUNTO-PUNTO

trasmissione dati via GSM/GPRS

MODULO GESTIONE PUNTO-PUNTO



MODULI PER TELECONTROLLO PUNTI

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MODULI AGGIUNTIVI PER TELE

CONTROLLO

QUADRO DI COMANDO


Disano Gestione Dell'Illuminazione Stradale

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