Najlepszy sposób na sterowanie i ściemnianie oświetlenia LED Rozwiązania Theben dedykowane dla technologii LED

Transkrypt

1 Najlepszy sposób na sterowanie i ściemnianie oświetlenia LED Rozwiązania Theben dedykowane dla technologii LED

2 LED technologia oszczędności energii ze świetlaną przyszłością I jednocześnie zagadkowa W ostatnich latach gwałtownie wzrosła sprzedaż oświetlenia LED. Dzięki poprawie w znacznym stopniu sprawności i współczynnika oddawania barw, nie ma praktycznie obszarów w technice oświetleniowej, w których ta technologia nie znajdowałaby zastosowania. Żarówki LED mogą być wykorzystywane jako oczekiwana alternatywa dla niepopularnych świetlówek. Jako podświetlane paski i powierzchnie, diody LED mogą być przymocowane praktycznie do każdej powierzchni, co stwarza zupełnie nowe możliwości tworzenia wyglądu oświetlenia. Dostępne są już w wersji LED także urządzenia o wysokich wymaganiach, takie jak reflektory sceniczne i studyjne. Jednakże nie każde źródło oświetlenia może być łatwo zastąpione przez oświetlenie LED. Może to prowadzić do pewnych problemów z istniejącą instalacją, nawet przy prostym załączaniu oświetlenia. Powodem zaistniałej sytuacji jest krótkotrwały ale ekstremalnie wysoki prąd powstający przy załączaniu. Wartość tego prądu może przekraczać ponad tysiąckrotnie prąd znamionowy. W rezultacie tego zjawiska uszkodzeniu mogą ulec styki załączające, bądź bezpiecznik. 2

3 Załączanie i sterowanie oświetlenia LED jak sobie z tym radzić W codziennym użytkowaniu opraw LED możemy doświadczyć przykrych niespodzianek przy załączaniu lub ściemnianiu tych źródeł światła. Dzieje się tak dlatego, że do tej pory nie powstał jeszcze standard dla źródeł LED i z racji tego mogą wystąpić trudności z włączaniem i ściemnianiem niektórych opraw. Istnieją ogólne wytyczne dla żarówek LED, począwszy od wersji gniazda, a skończywszy na poziomie natężenia oświetlenia i poborze energii, jednakże inne parametry nie zostały ustandaryzowane. W odróżnieniu od klasycznej żarówki ze spiralnym żarnikiem o prostej budowie, żarówka LED jest wyposażona w skomplikowaną elektronikę. Każdy producent może montować własne układy elektroniczne. Producent aparatury sterującej i ściemniającej oświetlenie obecnie nie ma żadnych wytycznych na temat tego jakie układy powinny sterować żarówką LED oraz jak będzie się zachowywało oświetlenie LED. Standardy dotyczące tych kwestii są dopiero planowane. Brak obowiązujących standardów? W takim razie przetestujmy to sami! Jeżeli w specyfikacji żarówki LED i lampy wyładowczej nie opisano impulsów łączeniowych, należy przyjąć że dany produkt nie został zbadany pod tym kątem. Nawet jeśli producent udostępnił informacje dotyczące wyładowań żarówek LED, dane nie zawsze są pomocne. Który prąd łączeniowy zakładał producent? Mogą się one różnić pomiędzy żarówkami. Należy również zachować ostrożność przy sumowaniu prądów. Moc sumaryczna kilku LED-ów o małej mocy znamionowej może mieć wyższy prąd łączeniowy, niż jedna żarówka LED o takiej samej mocy. Aby móc określić charakterystykę wyładowań dla aparatury sterującej i ściemniającej oświetlenie, Theben przeprowadził pomiary dla wszystkich standardowych typów żarówek LED. Podczas tych testów urządzenia sterujące oświetleniem przeszły co najmniej 40 tys. cykli łączeniowych. To pozwala nam na wyciąganie wiarygodnych wniosków na temat prądów łączeniowych. 3

4 LED zabójca styków Niski pobór prądu w czasie używania, straty podczas załączania. Prosty scenariusz: w dużym budynku mieszkalnym zarządca budynku zastąpił na klatkach schodowych klasyczne żarówki, źródłami LED. Wykonano pomiary i poziom natężenia oświetlenia pozostał taki jak poprzednio. Potencjalne oszczędności wyglądają obiecująco: niskie zużycie energii i dłuższa żywotność LED-ów zapewniają niższe koszty utrzymania. Nagle okazało się, że zepsuł się czasowy wyłącznik schodowy. Badanie wykazało spalone bądź stopione styki. Urządzenie było wyraźnie przeciążone pomimo tego, że znamionowa moc instalacji została znacznie zmniejszona. Ciężkie warunki pracy dla styków Udar prądowy o charakterze pojemnościowym Jak żarówki LED, o mocy znamionowej zaledwie kilku Watt mogły uszkodzić styki przekaźnika, które były dobrane dla wielokrotnie większych prądów? Po bliższym przyjrzeniu się sprawie, odpowiedź można znaleźć w wartości prądów łączeniowych. W zwykłej żarówce prąd łączeniowy żarnika jest około dziesięciokrotnie większy od prądu znamionowego. W przypadku żarówek energooszczędnych oraz LED, posiadających charakterystykę pojemnościową, impuls prądu łączeniowego o czasie rzędu kilku µs może osiągnąć amplitudę ponad tysiąc razy wyższą od wartości prądu znamionowego. Pomiar w naszych laboratoriach, które są autoryzowane przez VDE, wykazał że w najbardziej niekorzystnym przypadku prąd łączeniowy żarówki LED 1,8W był krotnie wyższy niż prąd znamionowy! Uwaga na schodach! Ostrzeżenie o wyłączeniu oświetlenia W tym miejscu chcielibyśmy poinformować o możliwym problemie z ostrzeżeniem o wyłączeniu oświetlenia schodowego (dwa mignięcia światła lub podobny sygnał zgodnie z normą DIN ). Miganie nie jest pewnym sygnałem wizualnym, jako że po wyłączeniu stateczniki elektroniczne lub kondensatory w oświetleniu LED są dalej naładowane czyli światło nadal może świecić światłem ciągłym. Ponadto kilkukrotne miganie dodatkowo wpływa na żywotność oświetlenia LED. 4

5 Jak załączać oświetlenie LED Z użyciem odpowiednich styków w odpowiednimczasie Dwa styki dla wszystkich przypadków załączeń: wolframowy styk załączający Duże prądy wymagają specjalnych styków. Obok styku roboczego wykonanego z AgSnO2, w urządzeniach Theben stosowany jest wolframowy styk wstępny. Styk wykonany z wolframu charakteryzuje się dużą impedancją oraz wysoką wytrzymałością. Powstały po załączeniu impuls prądowy przechodzi przez styk wstępny i zostaje ograniczony. Po chwili załącza się styk roboczy o niskiej impedancji, który nie jest już narażony na impulsy prądowe. Theben stosuje podwójne styki przekaźnika w cyfrowych zegarach sterujących TR 609 top2 S oraz SELEKTA 175 top2, a także w czujnikach ruchu z serii theluxa P oraz czujnikach obecności z serii theronda P. Precyzyjnie załączenie w punk: łączenie w punkcie zerowym Urządzenia załączające, które są zaprojektowane do wyładowań pojemnościowych, generalnie radzą sobie lepiej z prądami łączeniowymi. Theben opracował w tym celu pewne szczególnie skuteczne rozwiązanie, zwane łączeniem w punkcie zerowym. Polega ono na załączaniu styków w momencie, gdy przebieg napięcia sinusoidy jest w miejscu zbliżonym do zera. W tym momencie impuls prądowy - powstały po załączeniu styków jest minimalizowany. Rozwiązanie to pozwala na ochronę i wydłużenie żywotności styków, nawet przy potencjalnie dużych impulsach prądowych. Praktycznie wszystkie urządzenia z serii top2 oraz czujniki z serii theluxa S i czujniki obecności PlanoCentro są wyposażone w te rozwiązanie. Ekologicznie świadome i bezpieczne załączanie: styki bez kadmu Dawniej sądzono, że tlenek kadmu jest idealnym materiałem dla wysokich prądów łączeniowych. Ale materiał ten został zabroniony przez wytyczną normy materiałowej RoHs, za wyjątkiem pewnych zastosowań w elektrycznych stykach łączeniowych. Theben produkuje styki z przyjaznego środowisku materiału AgSnO2, już od przełomu tysiąclecia. Materiał ten oferuje porównywalnie dobre parametry, a w wielu przypadkach nawet lepsze, np. wyższa odporność na wypalanie i zużycie elektryczne oraz znacznie zmniejszona skłonność do przemieszczania się materiału podczas przewodzenia prądu. 5

6 Ściemnianie LEDów? To nie powinno być takie oczywiste LEDy z możliwością ściemniania lub nie? Właściwy wybór jest decydujący Nie każdą żarówkę typu LED można ściemnić. Nawet jeżeli ma taką możliwość, to charakterystyka ściemniania może się znacząco różnić dla różnych producentów. Oświetlenie LED często miga i nie można go ściemniać tak płynnie i liniowo, jak stateczników elektronicznych. Oświetlenie LED wykazuje duże różnice przy sterowaniu za pomocą obcinania i nacinania fazy. Z tego powodu niektórzy producenci pozwalają na stosowanie tylko jednej tych metod. OFF ON Problem z ciągłym świeceniem Szczątkowy prąd jest wystarczający dla oświetlenia Kolejny problem może być spowodowany przez kondensatory tłumiące zakłócenia, zamontowane w ściemniaczu. Są one odpowiedzialne za powstawanie szczątkowego prądu, który jest często wystarczający do zapalenia żarówki LED o mocy 1-2 W. W rezultacie oświetlenie nie zostaje całkowicie wyłączone. Podobny efekt może wystąpić w przypadku długich linii zasilających. Ściemniacz w konfiguracji z żarówką LED Prawidłowy wybór jest decydujący Nie tylko żarówki LED powinny mieć możliwość ściemniania. Do uzyskania płynnej bezstopniowej regulacji także ściemniacz powinien być przystosowany do ściemniania LEDów. Theben opracował w tym celu kilka rozwiązań: - predefiniowane ustawienia dla różnych typów opraw LED, - charakterystyka ściemniacza może być uaktualniona poprzez ETS.. 6

7 Ściemnianie LEDów! Theben potrafi rozwiązań ten problem Znaczenie ustawień Wybierz odpowiednią opcję Urządzenia Theben kompatybilne z oświetleniem LED, takie jak uniwersalny ściemniacz DIMAX 534 plus, posiadają dodatkową opcję ustawień dla optymalnego dostosowania się do właściwej technologii. Minimalna wartość natężenia oświetlenia LEDów przy minimalnej mocy może być ustawiona za pomocą potencjometru, lub pokrętła. Rodzaj sterowania ściemnianiem (nacinanie lub obcinanie fazy) również może zostać wybrany. Powyższe funkcje pozwalają na niezawodne sterowanie praktycznie każdą ściemnialną żarówką LED renomowanych producentów. Na bieżąco z systemem KNX Aktualizacja charakterystyki ściemniania Uniwersalny aktor ściemniający Theben do systemu KNX idzie krok dalej. W oprogramowaniu ETS są zapisane różne charakterystyki ściemniania, co poprawia odpowiedź oświetlenia na ściemnianie, odpowiednio do zastosowanej żarówki LED. Zapewnia to płynną, bezstopniową regulację natężenia oświetlenia. Inną zaletą ściemniacza KNX Theben jest możliwość importowania nowych charakterystyk ściemniania przez system ETS, gdyby zostały zainstalowane nowsze rozwiązania oświetleniowe. 7

8 Niezawodne, wysokiej wydajności, z dokładnością co do sekundy Zegary sterujące i automaty schodowe o wysokiej dokładności oraz niezawodności Theben oferuje dedykowane dla oświetlenia typu LED urządzenia, w których zastosowano nowatorskie rozwiązania takie jak: załączanie w zerze sinusoidy lub wstępny styk wolframowy. Urządzenia dla każdej aplikacji od prostych włączników czasowych z zegarem astronomicznym oraz programem tygodniowym aż po produkty do ściemniania. Podano tutaj kilka przykładów oferowanych urządzeń, pełną listę można znaleźć na stronie www. theben.de/en Cyfrowy zegar sterujący z programem tygodniowym Cyfrowy zegar sterujący z programem tygodniowym o szerokości 1 modułu zaopatrzonym w styk wstępny wolframowy przejmujący na siebie udary prądowe pojemnościowe. TR 609 top2 S - styk wstępny wolframowy - załączanie opraw LED : < 2 W: 55 W, 2-8 W: 180 W, > 8 W: 200 W - Maksymalny impuls prądowy 800 A/ 200 μs - 1 kanał - Wejścia zewnętrzne - Program wakacyjny i przypadkowy dla symulacji obecności - Program cykliczny i impulsowy - Wysoka dokładność chodu dzięki kompensacji temperaturowej Zegar astronomiczny z programem tygodniowym Dwu modułowy zegar astronomiczny zaopatrzonym w układ załączania w zerze sinusoidy dzięki czemu chronione są styki przekaźnika oraz wydłużona zostaje żywotność styków i źródeł światła SELEKTA 172 top2 - Załączanie w zerze sinusoidy - załączanie opraw LED: < 2 W: 30 W, 2-8 W: 100 W, > 8 W: 120 W - 2 kanały - 2 wejścia zewnętrzne - Łatwe pozycjonowanie zegara dzięki liście miast - Funkcja offset (+/- 120min) - 3 programy specjalne z wyborem dat stałych i ruchomych - Wysoka dokładność chodu dzięki kompensacji temperaturowej Automat schodowy ELPA Automaty schodowe Thebena od ponad 10 lat są produkowane z układem do załączania przy przejściu przez zero ELPA 6 plus - Załączanie w zerze sinusoidy - załączanie opraw LED: < 2 W: 55 W, 2-8 W: 150 W, > 8 W: 180 W - Ostrzeżenie o wyłączeniu zoptymalizowane dla opraw LED - Urządzenie wielofunkcyjne (10 funkcji do wyboru) - Rozszerzona funkcja wyboru dzięki zastosowane opcji długiego naciśnięcia - Automatyczne wykrywanie instalacji 3 lub 4 przewodowej 8 1 Does not apply: TR 608 top2 S 2 The time switches with an operating voltage of V do not have a zero-cross switching. 3 Applies for: ELPA 3, ELPA 7, ELPA 8 and ELPA 9.

9 W pełni automatyczne i uniwersalne urządzenie Czujnik ruchu Czujniki ruchu firmy Theben to niezawodne w pełni automatyczne rozwiązania, które gwarantuje komfort i oszczędność energii. Dzięki zastosowanemu wariantowi załączania przy przejściu sinusoidy przez zero lub wstępnemu kontaktowi wolframowemu uzyskujemy niezawodność we współpracy z lampami typu LED. Czujnik ruchu theluxa S Wszystkie wersje theluxa S są wyposażone w układ załączania przy przejściu przez zero dzięki czemu zwiększamy żywotność czujki i źródeł światła. theluxa S150/ S180 - Załączanie w zerze sinusoidy - Załączanie opraw LED : < 2 W: 25 W, 2-8 W: 90 W, > 8 W: 100 W - Kąt detekcji 150, 180 Zapobiega podpełzaniu - Zasięg do 12 m - Regulowany poziom jasności i czas działania - Pomocna funkcja uczenia się - Funkcja impulsowa oraz funkcja testowa Czujnik ruchu theluxa P Wszystkie wersje theluxa P są wyposażone we wstępny kontakt wolframowy redukujący skutki udarów prądowych występujących przy załączaniu obciążeń pojemnościowych. theluxa P220/ P300 - Wstępny styk wolframowy - Załączanie opraw LED: < 2 W: 60 W, 2-8 W: 180 W, > 8 W: 200 W - Maksymalny impuls prądowy 800 A/ 200 µs - Kąt detekcji 220, 300 Zapobiega podpełzaniu - Zasięg do 16 m - Do montażu na ścianie lub suficie - Regulowany poziom jasności i czas działania - Możliwość sterowania lub programowania z pilota Czujnik ruchu themova P (bez zdjęcia) Wszystkie wersje themova P są wyposażone we wstępny kontakt wolframowy redukujący skutki udarów prądowych występujących przy załączaniu obciążeń pojemnościowych. themova P UP - Wstępny styk wolframowy - Obciążenie przy 230V: 2300 W, 1150 VA - Załączanie opraw LED: < 2 W: 60 W/> 2 W: 180 W - Maksymalny impuls prądowy 800 A/ 200 µs - Zasięg - Ø24m (452 m²) przy detekcji Regulowany poziom jasności i czas działania - Możliwość sterowania lub programowania z pilota 9

10 Elegancki, precyzyjny, konfigurowalny Czujnik obecności Czujnik obecności firmy Theben dla profesjonalnych zastosowań w prywatnych lub eleganckich pomieszczeniach komercyjnych. Dzięki zastosowanemu wariantowi załączania przy przejściu sinusoidy przez zero lub wstępnemu kontaktowi wolframowemu uzyskujemy niezawodność we współpracy z lampami typu LED. Czujnik obecności theronda P Wszystkie wersje themova P są wyposażone we wstępny kontakt wolframowy redukujący skutki udarów prądowych występujących przy załączaniu obciążeń pojemnościowych. Czujnik obecności theprema E Wszystkie wersje theprema S i P wyposażone są w dużej wydajności przekaźnik. Czujnik obecności PlanoCentro (bez zdjęcia) Wszystkie wersje PlanoCentro są wyposażone w układ załączania przy przejściu przez zero dzięki czemu zwiększamy żywotność czujki i źródeł światła. theronda P / Wstępny styk wolframowy - Obciążalność przy 230V 2300 W, 1150 VA - Załączanie opraw LED : < 2 W: 60 W/> 2 W: 180 W - Maksymalny impuls prądowy 800 A/ 200 µs - Pobór mocy w stanie czuwania: 0.1 W - Zasięg - Ø24m (452 m²) przy detekcji Możliwość pracy automatycznej i półautomatycznej - Regulowany poziom jasności i czas działania - Możliwość sterowania lub programowania z pilota theprema P E/101 E - Obciążalność przy 230V 2300 W, 1150 VA - Załączanie opraw LED : < 2 W: 60 W/> 2 W: 180 W - Maksymalny impuls prądowy 800 A/ 200 µs - Pobór mocy w stanie czuwania: 0.1 W - Kwadratowy obszar detekcji 360 (9 x 9 m)* - Możliwość pracy automatycznej i półautomatycznej PlanoCentro 101-EWH - Załączanie w zerze sinusoidy - Obciążalność: 2300 W, 1150 VA - Załączanie opraw LED : < 2 W: 60 W/> 2 W: 180 W - Maksymalny impuls prądowy 800 A/ 200 µs - Pobór mocy w stanie czuwania: 0.4 W - Kwadratowy obszar detekcji 360 (9 x 9 m)* - Możliwość pracy automatycznej i półautomatycznej 10 * przy instalacji na wysokości 3 m

11 Bezstopniowo, bez efektu migotania, z możliwością rozszerzenia Ściemniacz i moduły ściemniające KNX Ściemniacz uniwersalny Wszystkie wersje DIMAX plus mają możliwość ustawień optymalnego sterowanie źródłami LED. KNX MIX2 aktor ściemniający Moduł podstawowy i rozszerzenie W programie ETS, dostępne są różne charakterystyki ściemniania dzięki czemu możemy dobrać najbardziej optymalną charakterystykę do odpowiedniej lampy, zapewniając w ten sposób płynne ściemnianie. Można importować do ETS-a nowe charakterystyki np. do ściemniania przyszłych lamp. KNX wzmacniacz ściemniający DMB 1 T KNX (bez zdjęcia) - 1-kanałowy wzmacniacz ściemniający - Do zwiększania mocy aktorów ściemniających o 300 W dla każdego kanału lub do 2000 W/VA w przypadku podłączenie max. 4 wzmacniaczy Dimax 534 Plus - Uniwersalny ściemniacz do obwodów R, L i C z automatycznym rozpoznawaniem obciążenia - Moc ściemniania W - Regulowana minimalna wartość jasności (wymagane dla LED oraz ESL) - Możliwość użycia 1-kanałowego wzmacniacza mocy 1T KNX. Zastosowanie wzmacniacza może zwiększyć moc o dodatkowe 300 W / VA - 3 odrębnie wywoływane sceny świetlne DMG 2 T KNX i DME 2 T KNX - 2-kanałowy uniwersalny aktor ściemniający serii MIX2, moduł podstawowy i rozszerzenie, - Do ściemniania lamp LED na niskim napięciu oraz lamp halogenowych i żarowych o wyższym napięciu - Nadaje się również do ściemniania ściemnialnych świetlówek kompaktowych z wykorzystaniem różnych charakterystyk ściemniania - LED-owy wskaźnik stanu załączenia dla każdego kanału - Wyjście ściemniania: 400 W/VA na kanale lub 1 x 800 W/VA przy pracy równoległej - Możliwość przyłączenia 1-kanałowego wzmacniacza mocy 1 T KNX, który zwiększa moc o 300 W/VA. Maksymalnie możemy zwiększyć do 2000 W/VA poprzez podłączenie max. 4 wzmacniaczy - Automatyczne wykrywanie obciążenia - Do obciążeń R, L, C - Zakres ściemniania 0-100% KNX FIX2 dimming actuator DM 4 T KNX (bez zdjęcia) - 4-kanałowy uniwersalny aktor ściemniający serii FIX2 - Do ściemniania lamp LED na niskim napięciu oraz lamp halogenowych i żarowych o wyższym napięciu - Różne charakterystyki ściemniania - Wyjście ściemniania: 400 W/ VA na kanale lub 1 x 800 W/ VA przy pracy równoległej - Maksymalnie można zwiększyć moc do 2000 W/VA poprzez podłączenie max. 4 wzmacniaczy 11

12 Theben jest członkiem: Przedstawiciel Theben w Polsce: P.P.U.H. EL-TEAM Sp. z o.o. Aleja Młodych Siemianowice Śląskie tel. /32/ fax /32/ Theben AG Hohenbergstrasse Haigerloch Phone Fax info@theben.de Version: 1. August 2015 Subject to technical changes and improvements.