С ростом внедрения в системах освещения приборов, на основе светодиодов, растет спрос на инструменты управления ими. Управление светодиодным светильником сегодня не ограничивается простым включением лампочки накаливания через выключатель на стене, это все более интеллектуальные продукты, позволяющие удаленно управлять группами источников света, интенсивностью свечения, временем включения и выключения, и множеством других функций. Интеллектуальные системы освещения контролируют не только внешние природные факторы, но и в соответствии с возрастом и полом человека определяют наиболее благоприятные режимы и интенсивность освещения. Управляемые светодиодные светильники и имеют огромное количество преимуществ перед стандартными люминесцентными, галогенными и лампами накаливания. Для управления светильниками используются разные приборы, в которых сигналом передающим информацию, являются различные протоколы управления. Самые распространенные на сегодня, контроллеры и диммеры с аналоговым управлением. Их массовое использование в быту, архитектурном и общественном освещении, в последние годы, обусловлено низкой ценой, а также простотой монтажа и управления. Прошитые стандартные режимы управления позволяют обеспечить простые динамические эффекты, удовлетворяющие основным потребностям потребителя. С появлением WIFI контроллеров, сложные функции управления светом становятся доступными массовому потребителю. Установив дистрибутив на планшет или телефон, возможно, организовать многозонное управление светом большого дома или офиса.
Ниже, мы подробней расскажем об используемых сегодня протоколах управления применяемых в системах освещения.
Аналоговое управление
Управление силой света с помощью изменения напряжения — один из самых первых и простых методов, закрепленный в международном стандарте ANSI E1.3 — 2001. Диапазон изменения напряжения зависит от производителя, однако со временем наиболее распространенными стали уровни 0–10 В. Сила света изменяется пропорционально напряжению.
В самых первых системах управления световым потоком применялись автотрансформаторы. В 60-х гг. прошлого века появились тиристорные системы аналогового управления, позволяющие регулировать световой поток удаленно с помощью сравнительно небольшой консоли.
К середине 70-х гг. был установлен единый диапазон изменения управляющего напряжения 0–10 В. Главный недостаток аналогового управления — невозможность управления большим количеством светильников. Достоинством же этого метода является простота выполнения. Требуются всего две линии: внешний управляющий сигнал и общий обратный провод. Управляющий ток обычно находится в пределах 1…4 мА. Другой вариант аналогового управления рассчитан на получение управляющего сигнала с помощью внутреннего светодиодного драйвера и внешнего потенциометра.
Недостатком аналогового подхода при управлении десятками и тем более сотнями осветительных приборов является большое количество линий управления, что делает данный метод неприменимым для сложных систем с несколькими сотнями осветительных приборов. Система становится слишком дорогой. Кроме того, в ней затруднительно проводить диагностику и устранять неисправности.
Второй недостаток связан с затуханием сигнала на длинных линиях. Сигнал, принятый источником света, может оказаться слабее исходного, что приведет к более тусклому освещению или неравномерности излучения в системах с несколькими осветительными приборами. Кроме того, аналоговый сигнал подвержен внешним помехам, шумам и перебоям на линии заземления, особенно при передаче на большие расстояния.
Драйверы светодиодов с аналоговым принципом управления освещенностью на 0–10 В применяются повсеместно. Тем не менее, данный метод управления не обеспечивает достаточной стабильности и не позволяет получать данные с сетевого контроллера.
Управление по электросети
Управление освещенностью по электросетям применяется в коммерческих и жилых помещениях. Напряжение сети поступает на осветительный прибор и ограничивается по амплитуде в соответствии с требуемой величиной светового потока. Обычно данный подход применяется для регулирования силы света ламп накаливания. Регуляторы освещения можно разделить на две группы: в одних ограничение сетевого напряжения производится по переднему фронту, в других — по заднему. В регуляторах первой группы используются симисторы. Они предназначены для галогенных ламп и ламп накаливания. Сила света изменяется путем отсекания переднего фронта напряжения электросети (см. рис. 1а и 1б). Минимальная нагрузка составляет 10–60 Вт. Это требование не выполняется во многих светодиодных системах, поэтому перед заменой ламп на светодиодные следует проверить, достаточна ли нагрузка. В противном случае будет невозможно добиться слабого освещения, либо будет наблюдаться заметное глазу мерцание.