диммирование 1 10v что это
Отличие диммеров с сигналом управления 0-10В от 1-10В
Для диммирования (регулировка светового потока) светодиодных лент и светильников часто используются системы управления светом, работающие по стандартам 0-10 В и 1-10 В. Схема подключения светодиодной ленты представлена на рис 1.
Рис 1. Схема подключения светодиодной ленты через диммер (LED Dimmer SR-2001) компании Arlight.
Иногда при организации систем управления светом возникают вопросы в различии стандартов диммирования 0-10 В и 1-10 В. Стандарты очень похожи, при изменении напряжения сигнала, предполагается изменение светового потока. Если значение 10 В, то световой поток максимальный, если значение 1 (0) В, то световой поток минимален. Порой кажется, что эти стандарты одинаковы, но это не совсем так.
Разберемся в различии этих стандартов:
При значении сигнала 10В система выдает 100% яркости. При 0В – 0% яркости, полное гашение.
Рис. 2. Схема подключения по стандарту 0-10В.
Стандарт 1-10В регламентируется IEC 60929, стандарт разработан Международной электротехнической комиссией (МЭК; англ. International Electrotechnical Commission). Регулятор пассивный, выполняет роль потребителя (это резистивный элемент, потенциометр), диммер является активным, он создает электрическое напряжение в системе управления.
Протокол 0–10В
Стандарт 0–10В (также известен под кодом E 1.3) является одним из самых первых и простых протоколов управления освещением. Он был разработан в 2001 г. рабочей группой международной ассоциации ESTA (Entertainment Services & Technology Association), объединяющей производителей технологий и оборудования для индустрии развлечений, и аккредитованной при Американском национальном институте стандартов ANSI (American National Standards Institute).
Используя доступные на тот момент технологии, управлять светом можно было за счет изменения напряжения в самом распространенном диапазоне – от 0 до 10 В, где параметр 0В означал, что свет выключен, а 10В – 100% яркость. По сути, данный интерфейс представляет собой одностороннюю связь между осветительным устройством и диммером.
Встречаются диммеры 1-10В, где минимальный параметр напряжения означает минимальную яркость, а для выключения света необходимо разорвать цепь 220В, для чего регулятор дополнительно снабжают кнопкой выключения.
Главные преимущества аналогового интерфейса: простота и легкость в реализации, низкая стоимость и возможность использовать управляющий провод любого типа, но экранированный во избежание помех от силового кабеля.
Для каждого канала требуется один кабель и один общий обратный провод. Для управления большим количеством светильников требуется соответствующее количество линий и кабелей, что делает такую систему управления светом громоздкой и дорогостоящей. Также для аналогового стандарта характерна нестабильность при передаче сигнала на большие расстояния. Во-первых, при падении напряжения необходима компенсация потери со стороны принимающего устройства. Во-вторых, высока вероятность нежелательного воздействия каналов друг на друга. Помехи от силовых кабелей влияют на сигнал по управляющему проводу, что может вызвать мерцание осветительных приборов.
В свое время аналоговый стандарт 0–10В применяли для управления в торговом и промышленном освещении многие производители драйверов и балластов, среди которых Philips, GE, Osram. В современном мире он имеет право на существование и чаще используется в простых системах освещения или в комбинированных в качестве базового уровня. На смену ему пришли цифровые протоколы, позволяющие раскрыть весь потенциал и возможности управления современным освещением.
Хотите управлять яркостью?
Как выбрать необходимый именно вам протокол диммирования?
Нужен расчёт освещенности объекта?
Рассчитать экономическое обоснование и выгоду от применения светодиодных технологий?
Просто получить счёт на оплату?
Диммирование и управление освещением
Диммирование — это управление светом, способ регулирования яркости ламп. Существует много вариантов диммирования, чтобы выбрать подходящий нужно учитывать определённые факторы. Например, некоторые виды ламп могут не работать с некоторыми диммерами. Есть методы управления освещением, которые хороши только для маленьких помещений (квартир или небольших офисов), а с помощью других можно регулировать свет в целых зданиях. Кроме того, есть варианты диммирования, которые требуют сложной дополнительной проводки и поэтому их можно использовать, только если это было предусмотрено на этапе строительства или ремонта.
Информация о том, можно ли диммировать лампу или светильник, а также для какого типа диммирования подходит прибор — обычно есть в технической документации. На многих устройствах также есть специальные маркировки.
Симисторное диммирование (TRIAC, Phase-Cut)
Есть два варианта симисторного диммирования: с отсечением по переднему фронту и с отсечением по заднему фронту.
Диммирование с отсечением по переднему фронту (Leading Edge Dimming)
Этот вид диммирования встречается чаще всего, он популярен для регулировки домашнего освещения. Устройства, которые нужны для этого способа управления светом, небольшие, относительно дешёвые и легко устанавливаются.
Этот вариант хорошо подходит для ламп накаливания и галогенных ламп, но для светодиодных и компактных люминесцентных ламп такие диммеры подходят не всегда. Если они подходят, то это будет указано в технической документации.
Диммирование с отсечением по заднему фронту (Trailing Edge Dimming)
Этот тип диммирования разработан для светодиодных ламп. У каждой светодиодной лампы есть драйвер — устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный. Именно драйвер будет взаимодействовать с диммером, поэтому, выбирая диммер, нужно уточнить, подходит ли он к драйверу. Если устройства не подходят друг к другу, то свет может начать мерцать, а светильник неприятно жужжать.
Диммирование с отсечением по заднему фронту относительно недорого, но дороже, чем вариант с отсечением по переднему фронту. При его использовании не возникает резких скачков напряжения и сила тока увеличивается плавно.
Принцип работы симисторного диммирования
Этот способ управления светом работает с переменным током. Переменный ток отличается от постоянного тем, что электроны текут сначала в одном направлении, потом в другом. На графике это выглядит как синусоида. Симисторное диммирование выключает ток на небольшой период времени, отсекая часть этой волны. Чем больше периоды, когда ток выключен, и чем меньше, когда он включён, тем темнее светит лампа.
Если посмотреть на это на примере лампы накаливания, то получается, что в моменты, когда ток не подаётся, спираль начинает остывать и лампочка темнеет.
Включается и выключается подача тока с помощью симистора (симметричного триодного тиристора). По-английски этот прибор называется TRIAC (triode for alternating current). Отсюда и название способа диммирования.
Диммирование с отсечением по переднему и по заднему фронту отличается тем, с какой стороны обрезается волна. Когда происходит отсечение по переднему фронту, то ток выключается сразу после того, как кривая пересечёт ноль, а потом включается с резким скачком напряжения. Это одна из причин, почему многие светодиодные источники света плохо работают с этим типом диммирования. Зато LED лампы хорошо приспособлены для диммирования с отсечением по заднему фронту, потому что напряжение нарастает плавно.
Диммирование с помощью ШИМ — Широтно-Импульсной Модуляции (PWM — Pulse Width Modulation)
Диммирование с помощью ШИМ немного похоже на предыдущий метод. Оно тоже использует симистор (TRIAC), который подаёт импульс в виде электрического тока. Импульс может создаваться с разной частотой и может быть разной длины. Чем чаще и длиннее импульс — тем ярче свет. И, наоборот, чем реже и короче — тем темнее. Частота в любом случае достаточно высокая, чтобы человеческий глаз не мог видеть мерцание лампы.
В отличие от диммирования с отсечкой по фазе, диммированием с помощью PWM можно управлять цифровым методом и регулировать подачу сигнала по беспроводной сети. Поэтому, несмотря на то, что этот метод дороже предыдущего, его часто используют для умных домов.
Диммирование 1-10V и 0-10V
Этот вариант подойдёт для люминесцентных и светодиодных ламп. Устройства для диммирования 0-10V (1-10V) не чувствительны к нагрузке. Протокол 0-10V может работать со многими автоматизированными системами для умных домов, например, с KNX.
Диммирование 0-10V (1-10V) лучше использовать в небольших помещениях, потому что оно неудобно для управления большим количеством приборов. К каждому устройству должен идти отдельный провод. На длинных линиях падает напряжение и затухает сигнал, из-за этого может быть сложно точно отрегулировать яркость светильника.
Некоторые производители выпускают светильники с устройствами для 0-10V (1-10V) диммирования, которые расположены прямо на корпусе прибора.
Принцип работы диммирования 0-10V (1-10V)
Устройство для диммирования 0-10V передаёт сигнал светильнику, чтобы изменить его яркость. Сигналом является изменение напряжения от 0 до 10 Вольт. При напряжении 10 Вольт лампа будет светить на максимуме мощности, при 0 Вольт — погаснет.
Шаг в 1 Вольт приведёт к изменению яркости на 10%. Если, например, повысить напряжение с 0 до 1 Вольт, то светильник будет светить на 10% от максимальной яркости и, наоборот, если снизить с 10 до 9 Вольт — получится 90% яркости.
Диммирование 1-10V отличается от 0-10V тем, что здесь нет сигнала в 0В и соответственно, нельзя сделать так, чтобы свет не горел. Минимальная яркость будет составлять 10% от полной.
PUSH Dim (Switch Dim, Touch-Dim)
.jpg "push(1)")
Используя этот способ диммирования, можно управлять несколькими светильниками сразу. Можно сделать несколько кнопок-переключателей яркости к одному светильнику и установить их в разных местах. При этом такой метод управления светом относительно дёшев и не требует сложной проводки.
PUSH Dim можно интегрировать в систему DALI, для которой этот вариант диммирования когда-то и разрабатывался.
В одной цепи нельзя смешивать разные драйверы PUSH Dim.
Принцип работы PUSH Dim
При диммировании Push DIM яркость света регулируют нажатием кнопки. Чтобы включить или выключить, нужно просто один раз коротко нажать кнопку. Долгим нажатием можно увеличить или уменьшить яркость светильника. Если дважды коротко нажать на кнопку, то система «запомнит» яркость, и при следующем включении она установится автоматически.
Если нажать и не отпускать кнопку больше 30 секунд, то все светильники синхронизируются на яркости 50%. Это может быть нужно тогда, когда светильники отключали от сети и после этого они потеряли синхронизацию.
По сравнению с другими способами управления светом, систему Push DIM легко установить и её не требуется предварительно настраивать. Не нужен центральный блок управления.
Используя этот способ диммирования, можно регулировать яркость света из нескольких мест в помещении, можно использовать датчики присутствия и даже подключить систему Push DIM к «умному» дому. Можно управлять несколькими светильниками, но к каждому должны идти отдельные провода. Можно «запомнить» яркость, чтобы при следующем включении она сразу была настроена. Для этого нужно сделать двукратное короткое нажатие.
У метода есть и недостатки: например, не получится заранее задать уровень яркости для сценария освещения.
Диммирование по протоколу DALI
Такой способ регулировки освещения удобен для больших пространств, например, для целого здания. В одну сеть DALI можно объединить до 64 светильников, разбить их на 16 групп, чтобы управлять сразу несколькими лампами, и задать до 16 сценариев освещения, которые можно настраивать заранее (например, сделать вечером свет в комнате темнее).
Чтобы преодолеть ограничения по количеству светильников, групп и сцен, в больших зданиях часто делают сразу несколько сетей, объединённых между собой.
Протокол DALI позволяет очень точно настроить освещение, например, уровней яркости не 10, как при диммировании 0-10V, а 254.
DALI — довольно дорогой способ управления светом. Сигналы от контроллера к светильникам и назад передаются по двухпроводной шине, поэтому для диммирования по DALI нужна проводка, хотя и относительно простая: не нужны механические реле и многочисленные провода.
Принцип работы диммирования по протоколу DALI
Контроллер подключён к сети, в которой у каждого драйвера и источника света есть уникальный адрес. Поэтому внутри этой сети можно взаимодействовать с каждым конкретным устройством. Когда вы отдаёте команду, контроллер посылает сигнал на нужный адрес, сообщая светильнику, что должно произойти.
В отличие от способов диммирования, которые описаны выше, диммирование по DALI работает в обе стороны. Это значит, что контроллер не только посылает сигналы светильникам, но и принимает информацию от них. Например, если у одного из светильников произошёл сбой, вам придёт уведомление.
Прочие способы диммирования
DSI — предшественник системы DALI, поэтому сейчас его используют не очень часто. В отличие от DALI, в DSI нет уникальных адресов, поэтому нельзя управлять каждым отдельным светильником, а только всей цепью сразу.
Casambi
Casambi управляет светильниками, с которыми можно взаимодействовать по Bluetooth. Для этого нужно специальное приложение, которое можно установить на смартфон, планшет или умные часы. В отличие от DALI, здесь не нужна дополнительная проводка.
Используя Casambi, можно регулировать яркость света, его цвет и цветовую температуру. Можно объединять светильники в группы и создавать шаблоны для сценариев освещения. В общую сеть можно подключать датчики (например, датчики движения), и программировать изменения света в зависимости от их сигналов.
Zigbee
Zigbee — это беспроводная сеть, в которую можно объединить осветительные приборы, диммеры и датчики движения или света для создания запрограммированных сцен освещения.
Для работы сети нужен специальный роутер, который передаёт сигнал. В ней так же, как и в системе DALI, можно объединять светильники в группы, передавать команды (например, сделать свет ярче или темнее), получать информацию о состоянии светильника (например, о том, что он выключился), и создавать световые сценарии (например, чтобы свет в комнате включался, когда кто-то вошёл и датчик движения получил сигнал).
Светильники, диммеры и другие приборы, которые вы хотите подключить к Zigbee, должны иметь специальную маркировку, иначе они не смогут работать вместе. В одной сети можно одновременно управлять 232 устройствами.
Диммирование светодиодов в общем и в деталях
Диммирование (от англ. dimming — затемнение) — это процесс управления интенсивностью освещения, уходящий своими корнями в XIX век. Впервые диммирование было применено в театрах, когда по замыслу режиссёра сцена должна была затемняться и освещаться в зависимости от происходящего на ней действия. Для этого используемые в то время прожекторы с дуговыми лампами прикрывались затемняющими шторками. Чем больше эти шторки перекрывали световой поток, тем больше они диммировали освещение. Сегодняшние диммеры далеко ушли от своего незамысловатого предшественника, однако в целом их назначение осталось прежним.
Регулировка яркости широко используется в современных системах. Так посредством диммирования можно создать мягкое камерное освещение в гостиной или спальне, быстро сменить атмосферу в кафе или ресторане, усилить визуальные «магниты» в ритейле.
1 Преимущества диммирования
Наиболее широкие возможности по управлению световой средой открываются при сочетании диммирования с разделением световых приборов на группы. Такой подход позволяет управлять общим светом и акцентами независимо друг от друга, реализуя самые интересные и сложные сценарии.
Преимущества диммирования светодиодов
Регулировка яркости светодиодов позволяет в полной мере раскрыть весь их потенциал. Особенности работы LED делают этот осветительный элемент идеальным кандидатом на диммирование.
Особенности диммирования светодиодов
Простейший диммер, регулирующий затемнение ламп накаливания, делает это за счёт «срезания» синусоиды переменного тока. Но в отличие от ламп накаливания, LED светильник имеет более сложное устройство и работает под управлением электронной схемы — драйвера. Таким образом, корректность работы осветительного оборудования напрямую зависит от управляющего им драйвера. В то же время, правильно подобрав драйвер, можно задиммировать абсолютно любые светильники, независимо от их мощности и типа.
2 Стандарты и протоколы диммирования
Симисторный диммер, работающий по отсечке фазы. Его главные преимущества — это низкая цена и возможность встраивания в схему без лишних коммутаций (как выключатель). Для корректного диммирования светодиодов важно проверить совместимость оборудования (связки диммер-драйвер). Это позволит избежать нежелательного гудения и мерцания при работе.
Стандарт, завоевавший широкую популярность в эпоху повсеместного использования люминесцентных ламп. Его суть заключается в отправке по отдельной паре проводов сигнала от 1 до 10V. То есть диммер в данном случае реализован в виде обыкновенного потенциометра. Главным преимуществом такого подхода является полная нечувствительность к нагрузке. Среди недостатков — невозможность управления источником света из нескольких мест и слабая поддержка со стороны производителей светодиодов.
Цифровой протокол, поддерживаемый большинством производителей профессионального осветительного оборудования. Его главное преимущество — это цифровая шина, объединяющая все диммируемые светодиодные светильники в единую систему. Включение, выключение и регулировка яркости осуществляются за счёт сигнальных команд, а не за счёт размыкания питающей цепи. Такой подход позволяет в любое время переназначать, какой выключатель за какой светильник отвечает.
Но самым главным преимуществом цифрового протокола DALI является возможность программирования сцен с их последующим сохранением в памяти. Это полностью переворачивает представление об управлении освещением. Обычная клавиша выключателя может теперь не просто управлять светильником, а задавать режим работы для целой группы.
Из недостатков протокола DALI можно выделить разве что высокую стоимость и необходимость предварительной настройки системы управления.
Интересный в реализации тип диммирования, позволяющий использовать для подключения всего два провода. В роли управляющих элементов служат кнопки с нормально разомкнутыми контактами. Пока вы держите кнопку, сигнал есть, отпустили — сигнала нет.
Метод прост в реализации, не требует дополнительных настроек и может быть реализован почти с любой электрофурнитурой. Но есть и недостатки: малая распространённость драйверов с таким стандартом и ограниченное количество светильников, подключаемых к одной кнопке.
Беспроводная система управления освещением на основе технологии Bluetooth Low Energy.
Позволяет управлять светом с помощью гаджетов на базе iOS и Android или с настенных выключателей и панелей. Подключение светильников к системе происходит за счет добавления в цепь одного из устройств Casambi.
Отсутствие дополнительных проводов позволяет интегрировать управление по Casambi в проект на любой стадии.
Система имеет ряд продуктов с различными вариациями по интеграции и подключению:
Возможности системы:
3 Выбор драйвера
Выбор драйвера и типа диммирования определяется множеством факторов. Самыми гибкими в этом плане являются встраиваемые светильники, так как их драйвер вынесен за пределы корпуса. В случае же с накладными и подвесными светильниками приходится учитывать большое количество нюансов. Однако нерешаемых задач не существует. Заручившись поддержкой квалифицированных специалистов, можно задиммировать даже те светильники, которые изначально не были на это рассчитаны.
Диммирующие датчики присутствия. Управление светильниками по протоколу 1-10V
С помощью датчиков присутствия можно не только организовать включение и отключение освещения, но и реализовать оптимальный режим работы осветительных приборов. С этой целью в датчик добавляется диммирующий выход 1-10V, управляющие подключенными ЭПРА.
Использование протокола 1-10V в системах управления освещением
Зачем может потребоваться автоматическое диммирование?
В офисных, производственных и учебных помещениях предъявляются строгие требования
к нормам освещенности. При этом естественного утреннего и вечернего освещения часто не хватает для того, чтобы обеспечить эти нормативы. В дневные часы его достаточно только при условии большого остекления.
Так как регулировать освещение вручную неудобно, и мы часто забываем об этом, стоит автоматизировать этот процесс с помощью датчика присутствия, оснащенного диммером
с подходящим интерфейсом, например, «1-10V» (DIM).
Используют диммирование и для создания ориентирующего освещения. Фактически это фоновая подсветка, обеспечивающая достижение нужного уровня освещенности для ориентации
в помещениях.
Как работает автоматическая система управления освещением 1-10V?
Система управления освещением с помощью датчика присутствия 1-10V работает по нескольким сценариям. Например, сотрудники приходят на свое рабочее место (ученики или студенты заходят в аудиторию), датчик присутствия регистрирует наличие людей и выполняет измерение уровня освещенности.
Если естественное освещение отсутствует или его недостаточно, например, зимним утром, с помощью встроенного в датчик протокола 1-10V отдается команда на включение освещения на 100%.
В течение дня, пока в помещении находятся люди, датчик регистрирует присутствие и выполняет замеры уровня освещенности. В случае уменьшения или увеличения уровня суммарной освещенности, он посылает управляющий сигнал по линии «1-10 V» и светильники диммируются на необходимый уровень.
Все это происходит в автоматическом режиме и зависит от двух факторов: присутствия и текущей освещенности. Если уровень естественного освещения становится больше порогового значения на датчике, встроенное реле отключает светильники.
Управлять освещением можно и в ручном режиме. На датчиках 1-10V предусмотрены выходы для кнопочных выключателей. С их помощью возможно ручное диммирование, а также включение или выключение группы освещения. Эти действия не запоминаются датчиком и работают только тогда, когда есть присутствие в зоне его действия.
Создать ориентирующие освещение в помещении может диммирующий датчика присутствия 1-10V. На программном уровне у него заложена данная функция. После отчета основной задержки отключения, светильники будут гореть на 20% своей мощности. Вы можете выбрать время работы данного освещения или на потенциометре или с пульта ДУ. Данная функция часто используется в стеклянных офисах или коридорах гостиницы.
Датчика присутствия 1-10V позволяет не просто настроить включение и отключение освещения по определенным событиям, но и обеспечивает нормированный уровень освещенности, в зависимости от наличия естественного света.
Обратите внимание, что для использования доступны датчики с одним и двумя независимыми каналами управления светильниками с ЭПРА 1-10V. Второй вариант позволяет сделать зонированное и равномерное освещение во всем помещении.
Например, по-разному регулировать группы освещения около окна и в глубине помещения.
В ассортименте компании B.E.G. есть решения, подходящие, в том числе, и для подобного случая.
Как подключаются датчики?
Разберем типовые схемы подключения оборудования, производящегося немецким концерном B.E.G. Простейший вариант использования датчиков с выходам 1-10V – сумеречный выключатель.
Подключенная к такому прибору ЭПРА с DIM-управлением обеспечит заданное освещение в любое время суток.
При использовании потолочных датчиков B.E.G. типа PD4-M-DUO-DIM схема включения будет следующей:
В данной схеме к потолочным датчикам DUO подключаются две группы освещения, управляемых раздельно и с двумя независимыми сенсорами освещенности. К датчику могут подключаться до
50 ЭПРА. По аналогичной схеме подключаются и одноканальные датчики, оснащенные выходами 1-10V, например, PD4-M-DIM. Только группа освещения в этом случае будет одна.
Также в ассортименте продукции B.E.G. представлены датчики TRIO с двумя независимыми каналами диммирования 1-10V и одним мощным сухим контактом на 3 кВт.
Диммер 1-10V и размещение датчиков
Рассмотрим вариант применения потолочных датчиков присутствия с двумя и тремя каналами управления.
Установив в аудитории датчик PD4-M-DUO-DIM, можно организовать две линии управления: около окна и вдали от окна. С помощью одного датчика поддерживается разный уровень работы осветительных приборов в разных частях помещения.
При установке датчиков типа PD4-M-TRIO-DIM можно организовать более интересную схему управления освещением: дополнительно к управлению осветительными приборами по всей площади помещения организовать управляемую подсветку доски (или в случае офиса, подсоединить HVAC нагрузку), на которой располагаются учебные или презентационные материалы.
Установка датчиков присутствия со встроенным протоколом 1-10V позволяет реализовать автоматическую систему управления освещением и обеспечить нормированный и постоянный уровень освещенности в любое время суток.
При установке такой системы вы получаете комфортный уровень освещенности для глаз и уменьшаете затраты на электроэнергию.