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淺析LED調光技術與智能控制

關注:734     發表時間:2016-12-14 09:09:56

最早期照明控制技術主要應用在戲院和娛樂場所, 由于當時的燈光需要進行場景切換,所以往往會設計好一些場景,通過切換來實現。

  最早期照明控制技術主要應用在戲院和娛樂場所, 由于當時的燈光需要進行場景切換,所以往往會設計好一些場景,通過切換來實現。后來通過不斷的應用和革新,這類型的照明控制系統逐漸發展成為我們今天所說的"照明場景控制"。"照明場景控制"系統通常都是通過人工,并提供許多的照明場景選擇。一旦選擇了某個固定的照明場景后,照明將一直停留在某個場景,直到下一個照明場景被調用。

  隨著1970年第一次世界能源危機的出現,人們開始關注節能問題,考慮如何管理好能源及節約能源。 此后,如何降低照明的能耗,成為照明控制技術的主要目的之一,即我們通常提到的"照明節能控制"。早期的照明控制系統開始發展成具有自動控制的功能,如沒人時關燈,或日光充足時關燈,通常通過時間或光照的強弱來自動控制。早期的方案只是自動開關燈,調光功能還沒有在早期的"照明節能控制"系統中得到應用。到了80年代開始,調光技術開始應用。

  今天的智能控制系統已經可以整合所有這些功能,既能實現場景的控制,也可以把它做編組,設置不同的場景,具有高度的靈活性和集成性,一個單一的系統即可滿足任何照明應用的所有控制需求。可以說,技術已經發展到一個相當成熟的階段。

  從簡單的獨立式人體感應器,照度感應器和延時開關到完整的網絡化照明管理系統,照明控制系統現在能夠滿足所有照明類型的挑戰。智能照明控制系統現在具有以下功能:

  -  開關燈

  -  調節光強度

  -  提高照明舒適度并降低能源消耗

  -  靜態或動態照明場景控制

  -  改變光源的顏色和色溫

  -  遠程控制

  -  通過感應器自動控制燈光

  -  通過遙控器手動調節

  調光技術的演變

  說到智慧照明,就必須要說一下調光技術。照明調光技術可以分為模擬調光和數字調光兩大類,模擬調光以切相調光和1(0)-10V為代表,數字調光以DMX和DALI為代表。實際上,調光的歷史并不久遠,比較早的就是切相調光,1950年代才剛剛興起,那時候主要用在白熾燈上。到1980年代,出現了1-10V的調光技術,也是一個模擬技術。到了1986年的時候,DMX作為一種數字調光技術開始得到了應用。到2000年的時候,DALI技術相對來說變成一個比較主流的室內應用調光技術。這些調光技術各有各的優勢,也有他們的限制,目前無法說某一種技術已經完全壓倒了另外一種技術,但是我們現在比較通用的普遍的技術主要是這四種調光技術。

  可控硅(切相)調光

  前沿調光通常采用可控硅作為開關器件,所以又稱為可控硅調光器,前沿切相調光器調光成本低,與現有線路兼容,無需重新布線,因此,在市場上占主導地位。

  后沿切相調光器,在交流電壓的半波開始后立即導通,當半波電壓達到設定的導通角時,立即關閉,后沿切相調光器一般使用MOSFET做為開關器件,理論上匹配性更好。

  1-10V/(0-10V)調光

  1-10V 是一模擬方式的燈光控制標準。實際上是改變一個0~10V的電壓信號,從而控制燈光亮度。

  按照標準當控制信號在10V時驅動器輸出應該是100%,通過控制器提供 1-10V 信號,調整光線輸出,當信號<1V時光線為最小,有些驅動器將會關閉。對于不能在最小時關閉的驅動器,在AC回路中增加開關是必須的。

  這個技術也是應用得相當普遍,我們國內如果說除了可控硅以外,1-10V的技術相對來說也是比較多的。

  DMX

  DMX是一個數字調光,抗干擾能力比較強,傳輸速率快,每秒可達250k。DMX最早應用在舞臺照明上。現在LED時代,在照明里用得最早最成熟的就是外墻的景觀照明,基本也是用電源鼠標來控制的,我們看到的這些做得很炫的景觀照明也是運用了DMX的傳輸,基本上應用是在這兩個方面,只是更多地用在舞臺照明跟景觀照明方面。

  DMX 512協議是Digital Multipiex的縮寫,最先是由USITT(美國劇院技術協會)制定的數字多路復用協議,DMX512的簡單性、可靠性以及靈活性使其迅速得到生產商和使用者的普遍認可, DMX512是圍繞工業標準EIA-485接口設計的,由于通信協議開放,效率可靠性高,在傳統舞臺行業和景觀照明獲得廣泛運用。

  DALI

  第四種就是DALI,DALI是這幾個調光方式里最晚出現的協議,2000年才制定出來,它結合了數字調光技術不易受外界干擾的優點。在布線,如果是模擬的話,強電跟信號線,通常我們都是要求10公分以上的距離,兩個管線不能一起走。而DALI因為是數字調光就不存在這個問題,控制線和電源線可以控制在一個管子里面走,相對來說抗干擾能力非常強,這是它非常好的一個優勢。

  另外一個優勢,就是在這四種調光方式中,DALI是具有雙向通信的,除了把控制信號給到執行端,它也可以收集,執行端可以把信號反饋過來。如果你的控制系統進行合適的設置的話,你可以很方便地導出使用的情況,比如說這個燈什么時候開的,什么時候關的,或者這個燈損壞了是什么樣的狀況,你都不需要到現場去查看,中央控制系統會直接告訴你某某地方的燈已經壞掉了,它也會自動記錄你的實時耗電。可以實現雙向,是它的一個特點。

  當然還有一個比較好的優勢,跟模擬相比的話,從1-10V,你如果要控制的話,可以編組,比如這個里面是一個組的話,信號線就是要一組過去,電源線是這么一組過去的。如果是DALI的話就無所謂,它可以任意編組,我可以把這盞燈編成不同的組,設計不同的產品。

  總的來說,可控硅的優點是成本最低、最方便,它也不需要另外的數字電纜,當然,它也有很多限制。通常我們講的可控硅調光是切相調光,因為可控硅是前切,我們還有一種是后切,前切是前半周導控供電,后切是每一個半周開始供電,一直到后半周在合適的點關閉。這兩個里面用可控硅的成本比較低,所以可控硅用得比較多,準確來講,它是一個切相調光,我們講的可控硅是指前切。

  DALI是成本最高的,如果是作為室內應用的話,當然DALI有很多的優勢。DMX512因為速度快,基本上是用在景觀和舞臺上。上面這三種基本在室內用得較多,當然室外也可以用,室內用的話無非是根據你的需求,如果是在一個會議室用的話,DALI的性價比可能會高一點,因為你可以做不同的編組、不同的場景,比較靈活。如果是一些大范圍的應用的話,不管是0-10V或者切相,都是一個不錯的選擇。


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