Подходящий протокол управления освещением поможет сделать сеть освещения любого помещения более инновационной и эффективной. Эта статья поможет вам узнать больше о протоколах управления освещением, сравнить их и выбрать лучший для вашего следующего проекта! Чтобы определить лучший, вы должны знать несколько интересных фактов о каждом!
Выбор идеального протокола управления освещением для любого проекта имеет важное значение при разработке интеллектуальной системы управления освещением.
Протоколы — это правила, которые определяют, как устройства управления взаимодействуют и ведут себя в сети освещения. Следовательно, выбор протокола управления освещением является важным моментом принятия решения, поскольку он является важным фактором, определяющим общую стоимость и качество проекта.
Современное управление освещением здания
Что такое протокол управления освещением?
Протокол управления освещением — это набор правил, используемых для связи между устройствами управления освещением, такими как балласты, драйверы, датчики освещенности или датчики движения. Наиболее распространенными протоколами управления освещением являются DALI, 0–10 В, DMX и PWM (широтно-импульсная модуляция, ШИМ).
Двумя основными типами протоколов являются аналоговые и цифровые.
Аналоговые протоколы обычно являются односторонними (однонаправленными), не допускающими обратной связи с интерфейсами, светильниками или устройствами.
Цифровые протоколы бывают односторонними или двусторонними. Двусторонние (двунаправленные) протоколы позволяют обмениваться данными, правилами надежности и другой информацией между светильником и устройством.
Освещение офиса
Каковы преимущества протокола управления освещением?
Протоколы управления освещением обеспечивают безопасность, удобство и комфорт, а также создают освещение по вашему выбору. Преимущества заключаются в следующем:
1. Повышение энергоэффективности
Вы можете забыть выключить свет, но расширенные средства управления освещением никогда этого не сделают! Протоколы управления освещением помогают экономить энергию с помощью различных стратегий управления освещением, а интеллектуальные устройства управления освещением позволяют выключать свет одним щелчком.
2. Освещение по личным предпочтениям
Гибкость протокола управления освещением предоставляет огромную свободу для создания освещения по вашему выбору. Яркий свет или приглушенное освещение, желтое свечение или голубая мелодия — выбор за вами!
3. Повышенное удобство
Протоколы управления освещением позволяют эффективно управлять сетью освещения с телефонов, планшетов, ноутбуков, настольных компьютеров и многое других устройств. Это позволит создать хорошо освещенную и ориентированную на человека среду освещения без потерь энергии.
Что такое управление освещением DALI?
Цифровой адресуемый интерфейс освещения (DALI) — один из наиболее известных стандартов управления освещением, упрощающий настройку надежных, масштабируемых и адаптируемых сетей освещения.
Это один из старейших протоколов в освещении, принятый многими компаниями в мире для профессиональных приложений.
DALI основан на цифровой шине данных, которая подключена параллельно и проходит через все драйверы и оборудование DALI, подключенные к сети (обычно до 64 узлов). Это позволяет независимо управлять каждым светильником, что позволяет достигать очень специфических конфигураций.
DALI был создан, чтобы заменить простой, односторонний аналоговый протокол управления освещением 0/1-10 В цифровым управлением, конфигурацией и доступом к люминесцентным балластам.
DALI использует три типа адресации для передачи определенных действий — широковещательной, групповой или индивидуальной.
Отдельные светильники и группы освещения управляются с помощью протокола DALI в системах автоматизации зданий.
Короткие адреса используются для назначения отдельных источников света элементам управления и групповым источникам света.
Протокол DALI
Мастер DALI может управлять до 64 устройствами по одной линии. Каждому устройству можно присвоить до 16 различных групп и сцен.
Двунаправленный обмен данными позволяет осуществлять переключение и диммирование, а также передавать сообщения о состоянии светильника на контроллер.
Оборудование DALI в шкафу управления
Особенности DALI:
- 2-проводная линия для цифровой передачи данных;
- Простая конфигурация и рекофигурация, удобное хранение данных конфигурации;
- Каждый балласт DALI имеет такие настройки, как адрес, группа, уровни сцены и скорость затухания;
- Системы DALI работают без центрального блока управления;
- DALI поддерживает 254 уровня яркости;
- Одна линия DALI поддерживает до 64 адресов, 16 групп и 16 настроек освещения;
-
Благодаря достижениям в технологии Bluetooth Smart, существуют варианты исключающие кабели управления и обеспечивающие большую гибкость необходимых решений.
Коммуникационный шлюз, сочетающий в себе два типа открытых протоколов, таких как Modbus и DALI
Как работает DALI?
Балласт DALI получает напряжение по одной паре проводов, а устройства управления посылают цифровой сигнал на светильники по другой паре.
Каждому балластному и релейному переключателю в сети DALI присваивается уникальный адрес, по которому могут передаваться команды. Это позволяет управлять устройством с ПК с помощью веб-приложения.
Cистема управления освещением DALI Link со встроенной функцией Bluetooth
Можно ли управлять светильниками с регулируемой яркостью DALI через KNX?
Это будет возможно, если в установку будет включен шлюз KNX-DALI для диммируемых светодиодных ламп, работающих по протоколу DALI.
Подробно про KNX смотрите здесь: Как устроены и работают системы интеллектуального управления зданием на примере KNX
Каковы типичные области применения DALI?
Вы можете использовать DALI, когда стратегия управления требует, чтобы светильники реагировали на несколько точек управления (например, на нажатие кнопки и датчик дневного света). Это будет полезно, когда светильники должны быть назначены одновременно многим зонам управления или когда ожидается реконфигурация в будущем.
Системы освещения могут использоваться как автономные системы управления или как подсистемы в более широкой системе управления зданием.
Подробно смотрите здесь - Система управления освещением DALI
Что такое управление освещением 0–10 В и 1–10 В?
Наиболее часто используемые аналоговые протоколы 0–10 В и 1–10 В используются для затемнения света с использованием уровней напряжения. Напряжение 10 Вольт используется для максимальной светоотдачи, тогда как меньшее напряжение используется для более низкой светоотдачи.
Регулятор 0–10 В работает, применяя напряжение от 0 до 10 В постоянного тока для обеспечения различных уровней освещенности на рабочих местах.
Протокол 1–10 В подает напряжение от 1 до 10 В постоянного тока. Наибольшая световой поток ламп (100 процентам) соответствует 10 В, а наименьший — 1 В (10 процентам).
Пример подключения светодиодного светильника по протоколу 0 - 10 В
В настоящее время используются два стандарта 0–10 В. Первоначальное управление 0–10 В использовалось для управления освещением сцены или театра. Был создан еще один метод управления 0–10 В, который до сих пор используется в качестве стандарта для управления балластами для диммирования люминесцентных ламп.
Управление освещением 0–10/1–10 В можно использовать в различных ситуациях, включая рабочее пространство, личное пространство и торговые помещения.
Те, кто хочет использовать этот протокол для многофункционального освещения, найдут его весьма полезным для удовлетворения своих потребностей и обеспечения необходимой освещенности в режиме реального времени.
Протокол 0 - 10 В
Что такое управление освещением 0-10 В? Каковы особенности протоколов управления освещением 0-10В?
Это аналоговый проткол — освещение изменяется в ответ на регулируемые изменения напряжения.
Установка может быть сложной, если система управления освещением обширна и сложна. Сигнал от диммирующего драйвера к светодиодному драйверу или балласту люминесцентных ламп является однонаправленным.
Этот протокол управления освещением на позволяет получать данные, по которым можно было бы контролировать работу осветительных приборов, потому что от них не поступает обратный сигнал.
В системе 0–10 В на один контроллер можно установить примерно десять светильников.
Как работает 0-10В?
Драйвер диммирования 0-10 В посылает сигнал низкого постоянного напряжения на люминесцентный балласт или драйвер светодиодной лампы. Освещение меняется при изменении напряжения. В результате свет потускнеет до 0% и выключится при нуле вольт, а при 10 вольт свет включится до 100%.
Поскольку это ангалоговый инструмент, к нему нельзя обратиться через программное обеспечение, поэтому создание групп осуществляется через кабели.
Драйверы, поставляемые с диммируемыми светильниками (0-10 В) 1-10 В, имеют две клеммы, обозначенные как DIM (также могут быть 1-10 В) «+» и «-». Эти клеммы должны быть подключены к кабелям управления, идущим от регулятора. С помощью этих кабелей диммер увеличивает или уменьшает световой поток лампы от 0 (1%) до 100%.
В зависимости от выбранного типа регулятора, для управления регулированием 0-10В (1-10В) можно осуществлять, помимо регулирования, включение и выключение.
Необходимо учитывать, что каждый светильник в данном случае требует 4-х жильного кабеля: фазу (L), нейтраль (N), «+» и «-» (для регулирования).
LED-диммер 0 - 10 В
Во многих случаях диапазон диммирования источника питания или балласта ограничен. Если световой поток можно уменьшить только со 100% до 10%, должен быть доступен переключатель или реле, чтобы отключить питание системы и полностью выключить свет. Некоторые контроллеры 0–10 В имеют встроенное реле сетевого напряжения, для других требуется внешнее реле сетевого напряжения.
Можно ли регулировать освещенность диммером 0-10 В (1-10 В) с нескольких точек?
Нет. При таком типе регулирования управление может осуществляться только из одной точки, единственное, что возможно, это, в зависимости от типа диммера, включение/выключение с помощью обычного выключателя, чтобы из одной точки его можно включать, выключать и приглушать, но из других точек можно включать и выключать только последнее состояние регулирования.
Можно ли управлять светильниками с регулируемой яркостью 1–10 В через KNX?
Это будет возможно, если в системе освещения будет установлен шлюз KNX-1_10V для диммируемых светодиодных нагрузок 1-10 В.
Что такое управление освещением DMX?
Протокол управления освещением Digital Multiplex (DMX) — это гибкий протокол управления освещением, который дает полный контроль над вашими потребностями в освещении.
Он основан на стандарте последовательного интерфейса RS-485. Трехконтактные разъемы XLR часто используются для кабельных соединений.
DMX используется в коммерческих зданиях для приложений управления цветом в цветовой модели RGB и световой температурой.
Протокол концентрируется на современной светодиодной технологии, используемой для впечатляющих световых эффектов, поскольку она энергоэффективна и предлагает различные цвета.
Изначально DMX зародился как способ объединить несовместимость, существовавшую между брендами. До этого у каждого бренда был свой контроллер, но именно с внедрением этой технологии стало возможно контролировать все из одного места. Таким образом, мир освещения получил больше свободы и гибкости.
Сегодня его назначение гораздо шире. Он дает возможность создать аутентичное световое шоу, используя только консоль DMX.
Пример использования протокола DMX в управлении освещением помещения
Каковы особенности DMX?
По сравнению с другими протоколами управленя освещением DMX дает больше свободы и гибкости при проектировании световых шоу.
В настоящее время это протокол чаще всего используется в архитектурных декорациях. Это также самый популярный протокол для управления роботизированным освещением, танцевальными площадками и другими объектами в индустрии развлечений.
DMX также находит все более широкое применение в коммерческих зданиях. В этих зданиях свет часто используется как элемент дизайна, например, для создания специальных эффектов и освещения памятников или фасадов, а также для акцентирования определенных архитектурных особенностей.
Как работает DMX-освещение?
Соединения DMX могут передавать 512 каналов данных от контроллера к осветительным приборам. Каждый канал можно изменить на значение в диапазоне от 0 до 255.
Контроллер DMX отправляет значения DMX, которые представляют собой 8-битные числа (от 0 до 255), что соответствует освещенности от 0% до 100%. Контроллер DMX работает аналогично микшерному пульту, но вместо микширования звука он комбинирует свет.
Управление светом с помощью DMX
Каждый канал DMX управляет определенным параметром или эффектом. Например, канал DMX1 можно назначить для управления уровнем освещенности, а DMX2 — для создания стробоскопического эффекта, каналу 3 можно назначить изменение цвета, DMX 4 горизонтальное движение и т. д. Существуют профессиональные консоли, поддерживающие до 8 DMX-вселенных с возможностью их расширения с помощью технологии EtherDMX.
Что такое широтно-импульсная модуляция?
Широтно-импульсная модуляция (англ. Pulse width Modulation, PWM) сигнала — это метод, при котором рабочий цикл периодического сигнала изменяется для управления количеством энергии, посылаемой на нагрузку.
ШИМ преобразует цифровой сигнал в аналоговый, изменяя время, в течение которого он остается включенным или выключенным.
ШИМ имеет множество применений, хотя одними из самых популярных являются управление скоростью вращения электродвигателей и мощностью нагревателей.
Также диммирование светодиодов с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM) — это один из распространенных способов регулирования яркости светодиодов.
Уровень тока светодиода выбирается, и свет включается и выключается быстрее, чем может обнаружить человеческий глаз. Затухание светодиода пропорционально количеству времени включения, деленному на время выключения, например, чем дольше ток включен, тем ярче светится светодиод.
Как работает ШИМ?
ШИМ управляет количеством тока, который течет к устройству, такому как светодиод, пульсируя постоянным током и изменяя количество времени, в течение которого каждый импульс остается включенным. При этом рабочий ток во включенном состоянии светодиода остается постоянным.
Поскольку ШИМ является цифровым, он имеет два состояния: ВКЛ и ВЫКЛ. Светодиод будет становиться ярче, поскольку каждый импульс длится дольше. Светодиод не гаснет из-за очень короткого промежутка между импульсами.
Таким образом, генерируется последовательность включенных-выключенных состояний. Наш глаз слишком медлителен, чтобы воспринимать эту быструю последовательность включения и выключения.
Подобно последовательности отдельных изображений в киноформатах, наш глаз не воспринимает включения и выключения как отдельные импульсы. Это создает впечатление более низкой или высокой яркости.
Другими словами, ШИМ-источник питания светодиода включает и выключает циклы с высокой скоростью, при которой светодиод не мерцает.
Каковы особенности ШИМ?
Широтно-импульсная модуляция идеально подходит для приложений, требующих определенных характеристик светодиодов, таких как эффективность, цвет или температура. Имеет более широкий диапазон затемнения.
Для обеспечения работы ШИМ-регулирования светодиодных ламп требуются специальные драйверы.
Основным преимуществом ШИМ по сравнению с аналоговым диммированием является его работа с низким уровнем шума, поскольку ток светодиода на выходе всегда непрерывен, он практически не содержит шумов.
Таким образом, преимущество заключается в более высокой эффективности, меньшем необходимом рассеивании тепла и более высокой выходной мощности для компонента регулятора того же типа.
В ШИМ-аналоговом контроллере для диммирования более низкие уровни яркости всегда приводят к меньшим потерям проводимости.
Подробно смотрите здесь - Широтно-импульсная модуляция
PWM-диммер для управления светодиодными лентами
Заключение
Мы надеемся, что эта статья поможет вам лучше понять протоколы управления освещением. Каждый проект уникален, поэтому для различных требований проекта требуется индивидуальное решение по управлению освещением. Поскольку протокол и стандарты освещения являются важными аспектами, которые необходимо учитывать, детальное понимание различных протоколов поможет вам в принятии решений в будущих проектах освещения.