Jak sterować oświetleniem LED? Rodzaje popularnych systemów sterowania LED

W tym artykule skupimy się głównie na wejściu sterowania oraz najpopularniejszych i sprawdzonych systemach kontroli oświetleniem LED występujących na rynku oświetleniowym.

Zacznijmy może od tego co określamy mianem wejścia - ogólnie ujmując to sygnał w różnej postaci, który jest potrzebny do wysterowania wyjścia i źródła światła do niego podłączonego. Otrzymywany jest z zewnętrznego źródła np. magistrali DALI, konsoli DMX itp. Sygnał ten w dużej mierze możemy dodatkowo uzyskać poprzez zdalną drogę radiową. Są to bardzo przydatne urządzenia, zwłaszcza gdy dysponujemy już w domu albo firmie jakimś systemem sterowania, który możemy rozszerzać ponieważ wpływają na naszą wygodę, a w większych pomieszczeniach na rozsądne zarządzanie jej zasobami. Jeśli dopiero myślicie o wyborze i stworzeniu takiej instalacji - warto zapoznać się z najpopularniejszymi opcjami dostępnymi na rynku.

Czy zatem sterowniki do oświetlenia LED z określonym wejściem, to swego rodzaju konwertery? W większości tak. Wiele z nich, działa na zasadzie przetwarzania sygnału wejścia „X” na „Y” (których rodzaje pokrótce omówimy w poniższej części artykułu) - na dobrze nam znany wyjściowy sygnał PWM, dzięki czemu możemy podłączyć i sterować np. taśmą LED czy lampą LED. Warto zatem zwracać uwagę na parametry wejść oraz wyjść takich urządzeń, bo oczywiście parametr wyjścia urządzenia może być zupełnie inny. Jako ciekawostkę dodam, że w momencie pisania tego sformułowania, otrzymałem zapytanie czy sterownik DALI może zostać użyty do taśm LED, po krótkim wytłumaczeniu zasady działania jako wspomniany konwerter, osoba ta sama odpowiedziała sobie na pytanie i zrozumiała działanie pozostałych modułów.

System sterowania napięciem 0/1-10V – Czy warto użyć sterowania 0-10V do oświetlenia LED?

Sterowanie 0/1-10V polega na kontrolowaniu wartości wyjścia (w naszym przypadku będzie to po prostu jasność oświetlenia LED) poprzez regulacje zakresu napięcia w zakresie od 0V do 10V. Ściemnianie w przypadku użycia tej metody charakteryzuje się liniowym wykresem krzywej ściemniania, co w przełożeniu na źródło światła będzie miało precyzyjniejsze odniesienie. Instalacja ta jest również w pełni analogowa. Jakie są zatem najważniejsze plusy i minusy?

1. + Łatwość instalacji: polegająca na doprowadzeniu dwóch dodatkowych przewodów. Nie potrzeba również dodatkowych magistrali skupiających system w całość. Prosto i analogowo.
2. + Liniowa krzywa ściemniania: tak jak wspomniałem w ogólnym opisie systemu, jest to dużo precyzyjniejsze sterowanie w stosunku sterownik-źródło światła niż w przypadku logarytmicznego wykresu. Ustawiając 5V na sterowniku, oprawa LED będzie posiadała jasność na poziomie około 50%.
3. + Niskie koszty zastosowania: Jest do zdecydowanie najtańszy system sterowania zawarty w tym zestawieniu. Koszty samych sterowników raczej nie odbiegają aż tak ceną co w przypadku systemu DALI czy sterowania DMX, jak same oprawy przemysłowe led czy urządzenia komunikujące się z tymi systemami

1. - Podatność na zakłócenia: z uwagi na analogową pracę i to jeszcze bazującym na napięciu, system ten narażony jest szczególnie na zakłócenia sygnału. Niestety sygnału tego nie da się za bardzo wzmocnić, dlatego warto mieć na uwadze warunki w którym się taka instalacja będzie znajdować.
2. - Niski współczynnik SNR: instalacja ta podatna jest na zakłócenia elektromagnetyczne, warto unikać w pobliżu przewodów elektrycznych, zwłaszcza tych dużej mocy.
3. - Konieczność kalibracji większych instalacji: Tutaj niestety nawiąże do zastosowania takiej instalacji raczej do niewielkich rozmiarów. Im większa instalacja zbudowana na tym systemie, tym większe prawdopodobieństwo spadków napięć. Zaleca się więc przed oddaniem instalacji przemierzenie dochodzących napięć sterujących do odbiorników. Na rynku dostępne są dwa rodzaje tego systemu - 0-10V oraz 1-10V. Warto to wiedzieć przed zakupem, bowiem przy systemie 1-10V - ściemnianie będzie realizowane do poziomu 10%.

W jakich instalacjach oświetlenia LED system 0-10V się sprawdzi?:

- Myślę że najodpowiedniejszym miejscem będą niewielkie biura czy pomieszczenia gospodarcze. Wysoka integralność z różnymi czujnikami światła oraz niskie koszty eksploatacji, to dobre połączenie.

Cyfrowy system sterowania oświetleniem DALI - Jakie korzyści uzyskamy przy stosowaniu systemu DALI?

System DALI to system przewodowego sterowania cyfrowego. Sterowanie odbywa się więc za pomocą głównego sterownika magistrali lub dedykowanego urządzenia zwanego czasem stacją DALI. za pomocą dwużyłowego przewodu przekazuje on sygnał cyfrowy na moduł sterujący DALI (zasilacze LED, ściemniacze LED czy różnego typu oprawy oświetleniowe LED. Co przemawia za tym systemem?

1. + Atut dwustronna komunikacja: w przeciwieństwie do systemów analogowych - tu urządzenia odbiorcze nie tylko odbierają żądany sygnał lecz również przekazują go z powrotem. Możemy łatwo zdefiniować czy urządzenie odpowiada przez co łatwo zdiagnozować powstałą usterkę. Ma to duże znaczenie w przypadku późniejszej eksploatacji takiej instalacji.
2. + Mniejsza podatność na zakłócenia: zarówno na te radiowe jak i elektromagnetyczne z uwagi na wysoki współczynnik SNR.
3. + Optymalne koszta instalacji: z uwagi iż system DALI przyjął role męczennika i był porównywany pomiędzy dwoma systemami, przyznam koszty takiej instalacji jako plus. W ostatecznym rozrachunku tańsze niż DMX512 lecz droższe niż 0-10V.

1. - Ograniczone możliwości (ilość kanałów oraz typ instalacji): Musze przyznać że w tym artykule system DALI pełni role męczennika. Dlaczego? Bo z jednej strony chwalony względem 0-10V a z drugiej tłumiony przez DMX512. Jeśli mieli byśmy porównywać tą cechę do systemu 0-10V, to jak najbardziej byłby to plus, bowiem posiadamy maksymalną obsługę 64 urządzeń na jednej magistrali, a DMX512? no właśnie - o tym niżej.
2. - Zdecentralizowany układ: przy dynamicznych instalacjach, gdzie wymagany jest szybki i precyzyjny dostęp układ ten się nie sprawdzi. Wiele dostępów z różnego poziomu może zakłócić pożądany efekt.
3. - Konieczność kalibracji większych instalacji: Tutaj niestety nawiąże do zastosowania takiej instalacji raczej do niewielkich rozmiarów. Im większa instalacja zbudowana na tym systemie, tym większe prawdopodobieństwo spadków napięć. Zaleca się więc przed oddaniem instalacji przemierzenie dochodzących napięć sterujących do odbiorników. Na rynku dostępne są dwa rodzaje tego systemu - 0-10V oraz 1-10V. Warto to wiedzieć przed zakupem, bowiem przy systemie 1-10V - ściemnianie będzie realizowane do poziomu 10%.

DALI do LED? Gdzie takie instalacje oparte o sterowanie DALI się sprawdzą?:

- Na pierwszą myśl przychodzi mi branża deweloperska (mieszkania, bloki) czy niewielki przemysł. Zdecentralizowany prosty system zapewni taką samą kontrole np. poprzez panel naścienny na wszystkich dostępnych kondygnacjach. Coraz więcej fabryk korzysta również z DALI, bowiem powstaje coraz więcej opraw przemysłowych LED wspierających tę technologie.

Czy warto budować instalacje oświetlenia LED na systemie DMX512? System kontroli estradowej DMX512.

System DMX512, to system cyfrowej komunikacji wykorzystywany w produktach opartych głównie o oświetlenie estradowe (np. reflektory, świecące podłogi, blindery a nawet wytwornice dymu bądź wyrzutnie konfetti) oraz coraz częściej w mniejszych instalacjach bazujących na oświetleniu LED. Charakterystyczną zasadą działania systemu DMX512, jest możliwość sterowania każdym z 512 dostępnych adresów, które przypisywane są indywidualnie do każdego urządzenia oraz współpraca z systemem RDM, który cechuje się dwustronną wymianą danych. Zatem każdy kanał może mieć swoją określoną funkcje, jak np. zmiana natężenia jasności czy wysterowanie barwy światła. Dostęp do typu instalacji, odbywa się przy użyciu zewnętrznych konsol DMX512 bądź wewnętrznych sterowników DMX512. Jakie są zatem cechy tego systemu?

1. + Możliwości rozbudowy instalacji: ogromna ilość współpracujących urządzeń, niezamykających się tylko na branży oświetlenia, bowiem możemy przypisać do niej różnego rodzaju urządzenia wspomagające (głowice sterujące czy wytwornice dymu na wyrzutniach konfetti kończąc) W zasadzie, jedno z prostszych działań kanału może określać tylko stan ON/OFF, co zatem stoi na przeszkodzie stworzenia takiego urządzenia przez producentów? W końcu te 512 kanałów, trzeba gdzieś rozsądnie wykorzystać.
2. + Wysoka integralność instalacji: bowiem nic nie stoi na przeszkodzie by posiadać panele naścienne, piloty radiowe, mini konsole DMX, większe panele sterownicze czy stacjonarny interfejs DMX512. Pozwoli to na dobre zarządzanie dużymi instalacjami oświetlenia. DMX512 pracuje na standardzie dostępnym od 1990 roku, nie powinno być bowiem problemu z synchronizacją takich urządzeń wedle swoich upodobań
3. + Centralizacja układu: ogromna cecha w przypadku obsługi dużych i przede wszystkim czynnych instalacji oświetleniowych - same konsole DMX mogą być oczywiście bardzo obszerne lecz tutaj odpowiedni interfejs na urządzenia stacjonarne pozwoli na zarządzanie całej sieci w optymalny i precyzyjny sposób.

1. - Skomplikowanie instalacji: tyczy się to głównie większych instalacji oświetleniowych opartych o ten system. Ustalenie adresów dostępu przy większej ilości urządzeń może być uciążliwe, dobrze zatem rozsądnie sobie to rozplanować.
2. - Wysoka wrażliwość transmisji cyfrowej: w zasadzie nie wiem czy klasyfikowanie tego w kontekście wady jest prawidłowe, bowiem mam na myśli samo wykonanie podłączenia. W analogowych układach jak wyżej opisany system 0-10V, podłączamy przewody i to wszystko. W DALI też raczej wszystko pracuje sobie na wspólnej magistrali lecz tutaj trzeba jednak taką instalacje rozplanować. Nie odpowiedni przewód, czy brak zastosowania terminancji dla odbiornika, może skończyć się fatalnie, bo chyba nikt nie chce by z opery stał się kabaret :)
3. - Względnie wysokie koszty: Oprogramowanie, splittery, terminatory oraz przewody XLR3/5, to niestety wszystko gromadzi koszty, a warto tu postawić na dobrą jakość.

Do jakiej instalacji oświetlenia LED zastosować sterowniki DMX512?

- Od bardzo długiego czasu system ten stosowany jest w branży artystycznej oraz muzycznej i chyba tam najlepiej się odnajduje ze względu na swoją dynamikę. Wiele urządzeń, duży dostęp do kanałów oraz ogromne możliwości sterowania, to strzał w dziesiątkę.

Jakie systemy sterowania zastosować dodatkowo do oświetlenia LED? - Zewnętrze rozwiązania

Których na rynku sporo, warto wspomnieć o kilku ciekawych propozycjach ponieważ takie systemy bazują zazwyczaj na sprawdzonym formach komunikacji dodając jeszcze coś od siebie. I tak mamy dwie serie:

SysSeries

Hybryda systemu Dali. Tak samo jak w przypadku tego systemu - posiadamy magistrale komunikacyjną która bazuje na przewodowym podłączeniu. Co prawda mamy jedną dodatkową żyłę przewodu oraz ograniczenie maksymalnej ilości urządzeń do 50szt, lecz zyskujemy hermetyczną serie opraw basenowych LED.

Lora

Hybryda systemu Zigbee, no dobra - nie do końca :) lecz wyróżnić możemy wspólną cechę, bowiem oba te systemy komunikacji posiadają wzmocniony sygnał radiowy. Technologia LongRange używa natomiast innych metod uzyskania takiej komunikacji. Tu również basenowe oświetlenie LED korzysta z tej technologii. Pod wodą sygnał ten skutecznie dociera do opraw led.