Другой подход к автоматизации зданий, аналогичный DALI, — это использование системы освещения KNX, которая зародилась в Европе и имеет штаб-квартиру в Брюсселе. Устройства от разных производителей могут взаимодействовать и функционировать бесперебойно, поскольку все продукты проходят тщательное тестирование в независимой испытательной лаборатории для обеспечения совместимости. В таблице 1 представлена сравнительная таблица KNX и DALI, показывающая, как система KNX превосходит DALI.
Таблица 1: Система прямого освещения KNX (слева) против системы KNX с DALI (справа)
Минимальный уровень затемнения:
Человеческий глаз не воспринимает изменения уровня освещенности линейно, и между людьми наблюдаются небольшие различия в восприятии. Это приводит к разнице между измеренным и воспринимаемым уровнями освещенности, показанной на рисунке 1.
Рисунок 1: Воспринимаемая освещенность против измеренной освещенности. Источник: Справочник по освещению IESNA, 9-е издание с изменениями.
Существуют три кривые затемнения: линейная, DALI и лог базы данных приложений ETS драйвера MEAN WELL PWM-KN. Линейная кривая отображает выходной сигнал драйвера в виде команды, отправляемой с кнопки. Кривая DALI основана на формуле, указанной в стандарте DALI, что обеспечивает пользователю превосходное качество затемнения. Это связано с тем, что разница в освещенности между шагами разработана таким образом, чтобы быть постоянной, а минимальный уровень затемнения составляет 0,1% (эквивалентно 3% воспринимаемой освещенности) в соответствии со стандартом DALI. Логарифмическая кривая отображает логарифмическую зависимость. Стоит отметить, что минимальный выходной уровень логарифмической кривой составляет всего 0,01% (что эквивалентно 1% воспринимаемой яркости), что открывает возможности для некоторых применений, где требуется низкая яркость. Пользователь может свободно выбрать одну из этих трех кривых для достижения наилучшего результата.
Рисунок 2. Три выбираемые кривые диммирования для драйвера MEAN WELL PWM-KN.
Тест производительности диммирования, проведенный с использованием светодиодной ленты 24 В, показан на рисунке 3. Он показывает, что низкая интенсивность света достигается с помощью логарифмической кривой драйвера MEAN WELL PWM-KN, что дает лучший результат, чем драйвер DALI. Он подходит для некоторых применений, где требуется очень низкая интенсивность света (например, для кинотеатров).
Рисунок 3. Результаты теста производительности регулирования: 0,01% (слева) против 0,1% (справа) выходного сигнала драйверов KNX и DALI соответственно при одной и той же команде регулирования.
Регулировка напряжения светодиодных ламп обычно осуществляется с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции), которая регулирует коэффициент заполнения тока, что приводит к изменению среднего тока. ШИМ эффективна для точного регулирования яркости, позволяя работать с высокими коэффициентами затемнения на более высокой частоте, избегая мерцания и стробирования света при минимальном влиянии на цветовую температуру светодиода. Драйверы DALI для светодиодов имеют фиксированную выходную частоту в несколько сотен герц, в зависимости от конструкции производителя. Однако предпочтительнее использовать более высокочастотную конструкцию, но это снижает надежность изделия, поскольку в компоненте драйвера возникают большие потери при переключении. Драйвер MEAN WELL KNX PWM имеет уникальную конструкцию, и выходная частота может регулироваться пользователем в диапазоне от 200 Гц до 4000 Гц. Это позволяет избежать частот ниже 80 Гц, на которых человеческий глаз воспринимает видимое мерцание. Между тем, частота ШИМ 4000 Гц удовлетворяет не только стандарту IEEE 1789-2015, установленному на уровне 3000 Гц, но и критерию SVM (измерение стробоскопической видимости) для нового экодизайна, который вступит в силу 1 сентября 2021 года на европейском рынке. Формула SVM дает суммарный взвешенный спектр для всех частотных составляющих до 2000 Гц, что означает, что ШИМ 4000 Гц соответствует этим требованиям.
Где Ci — относительная амплитуда i-й компоненты Фурье; Ti — порог видимости для стробоскопического эффекта синусоидальной волны на частоте i-й компоненты Фурье.
Уравнение 1: Формула для требования экодизайна по измерению стробоскопической видимости, действующего с 1 сентября 2021 года.
Использование драйвера светодиодов постоянного напряжения KNX:
Мы представляем четыре области применения этих драйверов светодиодов. Во-первых, для светодиодных лент (наиболее распространенный вариант). Во-вторых, он подходит для традиционных ламп переменного тока 12 В, но с использованием светодиодной технологии. Он также совместим с имеющимися в продаже светодиодными лампами постоянного тока 24 В. Наконец, для управления светодиодной лампой с постоянным током можно использовать дополнительный преобразователь постоянного тока. Сначала обсудим использование светодиодных лент.
После программирования ETS контроллер устанавливается на место, а светодиодная лента подключается к выходу драйвера. Затем подключается кабель KNX для приема телеграмм, после чего осуществляется подключение к сети переменного тока 230 В. Когда драйвер получает команду от кнопки или любого другого устройства ввода KNX, свет включается, выключается или регулируется по яркости.
На рисунке 4 показана светодиодная лента.
Второе применение — использование светодиодной лампы переменного тока 12 В для точечного освещения. Преимущества: замена низковольтной галогенной лампы, что означает, что даже конечный пользователь может заменить ее без проблем с безопасностью; длительный срок службы; и возможность регулировки яркости. Традиционный способ управления этими лампами в системе KNX — использование фазового диммера вместе с электронным трансформатором. Такая система сложна и дорога. Мы хотели бы предложить новый подход к использованию этих светодиодных ламп с серией MEAN WELL KN PWM.
Подключение очень простое. Более того, можно подключить несколько ламп параллельно. Обратите внимание, что функцию включения/выключения контроллера необходимо программировать только в том случае, если вы используете недиммируемые лампы. Недиммируемые лампы имеют символ, указанный на упаковке или описанный в техническом описании лампы. Для диммируемых ламп контроллер можно запрограммировать на выполнение функций включения/выключения и диммирования. Диапазон диммирования также зависит от типа лампы, и пользователь может настроить драйвер для оптимальной работы с помощью программного обеспечения ETS.
Рисунок 5. Традиционный метод: светодиод 12 В переменного тока (слева); метод прямого управления KNX (справа).
Третье применение — использование светодиодного светильника 24 В постоянного тока для точечного освещения. Преимущества аналогичны описанным выше методам с 12 В переменного тока, за исключением того, что напряжение составляет 24 В постоянного тока, что приводит к меньшим электрическим потерям в кабеле. Для включения/выключения и регулировки яркости можно использовать драйвер светодиода 24 В постоянного тока. Несколько светильников также можно соединить параллельно.
Рисунок 6. Драйвер KNX для светодиодных светильников 24 В постоянного тока.
Конечное применение — использование светодиодного модуля или лампы с постоянным током, для чего требуется дополнительный преобразователь постоянного тока между драйвером постоянного напряжения и светодиодом. Компания MEAN WELL предлагает для этой цели серии LDD, LDB и LDH, в зависимости от того, требуется ли повышающий или понижающий режим работы. Несколько ламп также можно подключать параллельно.
Рисунок 7. Драйвер KNX для использования со светодиодными панелями постоянного тока + преобразователь постоянного тока
Заключение:
В этой статье описывается, чем система освещения KNX превосходит DALI и чего еще можно достичь с помощью драйвера KNX с постоянным напряжением. Драйвер светодиодов с постоянным напряжением серии MEAN WELL PWM-KN является идеальным решением, не только устраняя несовместимость между шлюзом DALI и драйвером, но и предоставляя множество дополнительных функций, которые улучшают систему освещения. Кроме того, система упрощается за счет исключения необходимости в трансформаторе, как это традиционно бывает, что приводит к снижению затрат.
Автор: Вэнь У, менеджер по продуктам MWEU
