Ещё раз о диммировании освещения с Умного Дома

Автор: | Август 26, 2019
2+

Ещё раз коснёмся актуального вопроса диммирования светильников, особенно светодиодных. Я постоянно сталкиваюсь с тем, что вопрос о том, какие будут светильники, и как именно они будут диммироваться, всегда оставляется на самый последний момент, что приводит к неопределённости при проектировании. Как правило, в дизайн-проекте обозначены диммируемые группы света, остаётся продумать способ диммирования и подобрать подходящие лампы.

С точки зрения возможности диммирования у нас есть четыре категории светильников:

  • Резистивные. Это лампы накаливания и галогеновые лампы на 230 вольт.
  • Светодиодные светильники. Имеют отдельный драйвер, обеспечивающий для светильника либо определённое напряжение, либо определённый ток. Лампы накаливания на 12 вольт с диммируемым блоком питания тоже относятся к этому типу. Драйвер поставляется со светильником, лежит за потолком около него. Может быть один драйвер на несколько светильников, если рассчитан на большую мощность.
  • Светодиодные лампы. Это изделие «всё в одном», отдельный драйвер не нужен, вставляются в стандартный цоколь Е14, Е27, GU10, GU5.3 и прочее.
  • Светодиодные ленты 5, 12, 24, 36 или 48 вольт. Обычно 12 или 24.

Плохо, когда из дизайн-проекта не понять, к какой категории относится светильник. Потолочный спот может быть как светильником с драйвером, лежащим за потолком, так и лампой в цоколе GU5.3. Люстра тоже может быть и со стандартными лампами, и с собственными лампами и драйвером, спрятанным в корпусе, и с лампами накаливания. Даже светодиодные ленты могут оказаться на деле не лентами, а длинными люминесцентными светильниками. В более продуманном проекте уже указаны модели ламп и их мощности.

В интернете (специально поискал) какая-то каша информации по поводу способов диммирования, сейчас попробую максимально конкретно классифицировать способы диммирования со стороны управляющего элемента (Умного Дома, то есть).

TRIAС диммирование (симисторное)

Диммированием управляет симистор (который представляет собой два тиристора, но не забивайте этим голову), он же ключ. Включение ключа происходит по сигналу с управляющего блока, выключение в нуле. Вот такая картинка на входе и на выходе:

Ещё раз о диммировании освещения с Умного Дома

Это обрезание начала синусоиды, по-английски, leading edge. Это старый тип диммирования, подходит для ламп накаливания. Лампам накаливания, на самом деле, всё равно, какую часть синусоиды обрезать, начало или конец, им важно просто уменьшение подаваемой на них мощности. Все диммеры систем автоматики и настенные крутилки для управления светом, выпущенные 5-7 и более лет назад — этого типа.

Слышал теории о том, что диммеры ламп накаливания меняют амплитуду синусоиды, то есть, снижают напряжение переменного тока, но это уже ЛАТР (трансформатор), они слишком крупные для диммера, симисторные практичнее и дешевле. Такой способ в быту не используется.

Транзисторные диммеры

Более современные диммеры, они могут резать как начало синусоиды (leading edge), так и конец синусоиды (trailing edge). Иногда на них даже есть переключатель режима диммирования. Настенные крутилки для диммирования светодиодных ламп как раз транзисторные, обрезают конец синусоиды.

Вот диммер Finder с переключателем режима leading edge или trailing edge:

Ещё раз о диммировании освещения с Умного Дома
Диммер Finder

Управление сигналом 0-10 вольт от контроллера. Переключатель режима наверху, под надписью finder, ниже регулировка минимального уровня светодиодной лампы.

Лампы накаливания диммируются на всём диапазоне регулирования, если на лампу подать 5% мощности, она и будет на 5% светить. Светодиодная лампа имеет диапазон диммирования гораздо уже, хорошо если от 40 до 80%. Меньше минимума она будет мерцать или погаснет, выше максимума уже не будет регулироваться.

ШИМ диммирование

Это способ диммирования светодиодных лент и галогеновых ламп постоянного напряжения. Смысл в том, что мы то подаём постоянное напряжение, то убираем.

Ещё раз о диммировании освещения с Умного Дома
ШИМ диммирование

Если ключ открыт всё время, то лента светит на 100%. Если каждые 20 миллисекунд закрываем ключ, а потом открываем снова, то лента светит на 50%. Если 10мс ключ открыт, затем 90мс закрыт, то лента светит на 10% и видно её мерцание.

Для управления лентой мы используем ШИМ диммер, который может управляться сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Вот удобный ШИМ диммер Razumdom, он управляет четырьмя каналами диммирования, для каждого у него отдельный вход 0-10 вольт, либо можно всем управлять по ModBus. Совместим с контроллером EasyHomePLC и Beckhoff.

Ещё раз о диммировании освещения с Умного Дома
Диммер ШИМ Razumdom

Надо при выборе диммера всегда в характеристиках смотреть максимально допустимый ток, который коммутирует ключ. Обычно это от 3 до 8 ампер. Если лента мощнее — то надо брать усилитель.

Собственное диммирование

Это самый удобный способ диммирования, его выполняет диммируемый драйвер светильника. Удобен он тем, что диммирование конкретного светильника обеспечивает драйвер именно для этого светильника, причём способ управления можно выбирать при выборе модификации светильника, это может быть как TRIAС, так и 0-10 вольт или даже DALI.

Протокол DALI удобен для большого количества светильников, если контроллер этот протокол поддерживает (Beckhoff поддерживает, но нужен специальный модуль DALI, один на 64 светильника). Самый лучший вариант 0-10 вольт. Нужен только модуль аналогового вывода 0-10 вольт, он есть и у Beckhoff, и у ОВЕН, и у EasyHomePLC, и у всех прочих контроллеров.
Вот светильник Arlight (у него в комплекте недиммируемый драйвер) и варианты драйверов на замену:

Ещё раз о диммировании освещения с Умного Дома

Что мы видим. Светильнику нужно 18-22V 1200mA или 27-42V 600mA. Под эти параметры подбираем к нему драйвер на замену комплектному недиммируемому. За 1770 рублей мы можем взять драйвер с управлением TRIAC от настенной крутилки, за те же деньги можем взять драйвер с управлением 0-10 вольт. Даже при необходимости безо всякого умного дома управлять с настенной панельки, удобнее взять с управлением 0-10 вольт, такой регулятор будет гораздо дешевле. Вдвое дороже стоит драйвер для управления по протоколу DALI.

Подбор диммера

Подбираем диммер под светильники.

  • Лампы накаливания — симисторный диммер TRIAC. Управление с контроллера сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Лампы любые.
  • Светодиодные лампы — транзисторный диммер. Он же диммер trailing edge. Он же диммер MOSFET. Управление сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Лампы обязательно должны быть с пометкой диммируемая. Это написано на лампе, на упаковке и на ценнике, такие лампы дороже обычных примерно вдвое.
  • Светодиодные светильники — в зависимости от способа диммируемости драйвера. Может быть TRIAC либо 0-10 вольт либо DALI либо ещё что-то типа DMX. Нам удобнее всего 0-10 вольт, дешевле и надёжнее. Чаще встречается TRIAC, но лучше этого избегать.
  • Светодиодные ленты — ШИМ диммер. Управление с контроллера сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Нужно учитывать ток ленты и ток диммера, чтобы диммер не сгорел. При необходимости берём усилитель. Либо, если у нас диммируемый блок питания светодиодной ленты, то либо 0-10 вольт, либо DALI, в зависимости от способа диммирования блока.

Примечание 1. Для управления по ModBus надо, чтобы контроллер Умного Дома и диммер, работающий по протоколу ModBus, были совместимы. То есть, в контроллере был драйвер для работы с этим диммером. ModBus — не универсальный язык общения всей автоматики. Вот DALI — универсальный протокол, если контроллер и драйвер работают по DALI, то они работают вместе. А если они работают по ModBus — значит, они теоретически могут работать вместе, надо только написать драйвер разработчикам. Например, EasyHomePLC работает с диммерами RazumDom. И с модулями ОВЕН МУ и МВ. Но не работает с модулями WirenBoard.

Примечание 2. Важно учитывать мощность диммера. Если на диммере написано, что он диммирует 400 ватт резистивной нагрузки (как диммер Finder на картинке выше), то для ёмкостной нагрузки (это светодиодные лампы) надо учитывать 100 ватт. На диммерах RazumDom написано, что их мощность до 1000 ватт, но это опять-таки лампы накаливания, для светодиодных ламп это 250-300 ватт, не больше. Если мы говорим о диммируемых драйверах для светильников, то там проблем нет, сколько на нём написано, такой светильник можно вешать, он же для светодиодного светильника и сделан.

Примечание 3. Чтобы не путаться в понятиях, поясню, что драйвер, блок питания и источник питания — одно и то же. Мне самому привычнее называть источники напряжения блоками питания, а источники тока для светильников драйверами, но это только моя привычка.

Примечание 4. Бывает 0-10 вольт, а бывает 1-10 вольт. Это одно и то же в плане управления. Но драйвер с управлением 1-10 вольт может при отсутствии напряжения на управляющем входе посчитать, что от него отвалился кабель управления и, в зависимости от своих настроек, либо не включаться вообще, либо включаться всегда на 100%. 1 вольт — это контроль линии.

Кабели

Если со светильником и типом диммирования определились, то надо предусмотреть правильный кабель.

Для ламп накаливания — силовой кабель 3х1.5 от щита.

Для светодиодных ламп — также силовой кабель 3х1.5 от щита.

Для светильников с управлением TRIAC — один силовой кабель 3х1.5 от щита до драйвера.

Для светильников с управлением 0-10 вольт — силовой кабель 3х1.5 и 2-жильный слаботочный кабель (UTP либо ES-04, лучше всегда иметь запасные жилы) от щита до драйвера.

Для светильников с управлением DALI — один силовой кабель 5х1.5 от щита до драйвера. Либо 3х1.5 и любой тонкий 2-жильный кабель.

Для светодиодных лент — кабель соответствующий току ленты. Вот статья про Выбор кабеля светодиодных лент. Если блок питания находится у начала ленты, то ведём туда питания 230 вольт и управляющий кабель: 3х1.5 и ES-04 или UTP.

Часто хотят отнести драйвер светодиодного светильника подальше от светильника, например, в щит. Не всегда это допустимо. Скорее, почти всегда это недопустимо, расстояние должно быть не больше 2-3 метров. Блок питания светодиодной ленты можно отнести от ленты, но надо считать падение напряжения в кабеле.

Универсальный вариант, когда не знаете, какой будет светильник, и как им управлять — силовой кабель 3х1.5 и слаботочный экранированный кабель для управления 0-10 вольт либо DALI.

4,760 просмотров всего, 25 просмотров сегодня

2+
Я занимаюсь проектированием систем Умный Дом, слаботочных систем, электрики. Описание задач и вопросы можно присылать на mail@home-matic.ru. Подробнее (в частности, стоимость) можно прочитать здесь.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.