Диммирование светодиодных светильников: 0-10 В, DALI, ШИМ и триак

Способ диммирования светодиодного светильника выбирают по масштабу объекта. Аналоговый 1-10 В (0-10 В) регулирует группу одним сигналом: 10 В - полный свет, 1 В - минимум, обычно 10%. DALI по стандарту IEC 62386 - цифровая шина до 64 адресов, 16 групп и 16 сцен на линии длиной до 300 м, со статусом каждого светильника. ШИМ применяют для светодиодной ленты и низковольтных систем, фазовое (триак) диммирование - для ламп и бытовых светильников 230 В с пометкой «диммируемый». Регулирует яркость драйвер, а не корпус, поэтому протокол выбирают до заказа.

Один и тот же светильник часто выпускается в нескольких исполнениях. Например, офисная панель FAROS FG 595 есть в обычной версии и в версии FG 595 1-10 на 32, 36 и 44 Вт, а промышленный FAROS FG 55 - в версии FG 55 DALI на 32, 42, 46, 57, 76 и 112 Вт. Корпус, оптика и поток у них одинаковые, отличается только драйвер и два дополнительных провода управления.

Диммирование нужно не только ради «уютного» света. Оно снижает расход электроэнергии в часы, когда полный свет не нужен, позволяет держать дежурный уровень по датчику присутствия и подстраивать свет под дневной. Как это работает на практике, разобрано в статье об освещении паркинга и датчиках движения: в отсутствие людей и машин светильники уходят на 10-30% яркости, а не гаснут полностью.

Сравнение способов: 1-10 В, 0-10 В, DALI, ШИМ и триак

Главное различие - сколько информации передаёт сигнал. Аналоговый 1-10 В задаёт один уровень на всю группу, DALI адресует каждый драйвер и получает от него ответ, ШИМ и триак управляют самим питанием.

Для сценического и фасадного света есть ещё DMX-512: его поддерживают архитектурные прожекторы LEDEFFECT (опции DMX-512, DALI и 1-10 В) и ARENA СПОРТ (DMX или DALI). Для коммерческих объектов выбор обычно идёт между 1-10 В и DALI.

1-10 В и 0-10 В: аналоговое управление группой

1-10 В - самый простой и дешёвый способ: к драйверу подводят два провода управления, и напряжение на них задаёт яркость. По IEC 60929 (приложение E) источником тока служит драйвер, а регулятор только «притягивает» напряжение вниз. При 10 В светильник светит на 100%, при 1 В - на минимуме, который у большинства драйверов около 10%. Ниже 1 В свет не гаснет, поэтому для полного отключения в схему ставят реле или выключатель по фазе.

0-10 В по американскому стандарту ANSI C137.1 устроен так же, но часть драйверов поддерживает выключение по сигналу (dim-to-off). В обоих случаях каждый драйвер отдаёт в линию ток, как правило, до 2 мА, поэтому число светильников на один регулятор ограничено его допустимым током. Провода управления имеют полярность: перепутанные «+» и «-» дают светильник, который не диммируется или горит на минимуме.

В каталоге ATALUX исполнения 1-10 В есть у серий FAROS: FG 595 1-10 (32, 36 и 44 Вт, а также FG 595 1-10 EM 36W с блоком аварийного питания), FG 180 1-10, школьный FS 595 LARGE50 1-10 36W, линейные FG 60 1-10 (33, 45 и 62 Вт) и FL 60 1-10 34W. Прожекторы FAROS FW 150 выпускаются с драйвером DALI или 1-10, уличные LEDEFFECT HighWay совместимы с системами управления 1-10 В или DALI и разъёмом NEMA. Протокол 0-10 В прямо указан у пылевлагозащищённых NAVIGATOR DSP-AGRO 0-10V для птицеводства, животноводства и пищевых производств.

DALI и DALI-2: адресное цифровое управление

DALI нужен там, где свет меняют по зонам и сценариям без перекладки кабеля. Протокол описан в международном стандарте IEC 62386: на одной линии до 64 адресуемых драйверов, каждый можно включить в любую из 16 групп и сохранить в нём до 16 сцен. Питание шины и данные идут по одной паре проводов, полярность не важна, длина линии - до 300 м при сечении жил 1,5 мм², ток источника питания шины - до 250 мА.

Главное отличие от 1-10 В - обратная связь. Драйвер DALI отвечает на запросы: сообщает текущий уровень и неисправность, поэтому диспетчер видит, какой светильник вышел из строя. Группы и сцены перенастраивают программно: переставили стеллажи на складе - поменяли группы в контроллере, а не провода. DALI-2 - программа сертификации DALI Alliance на основе обновлённого IEC 62386: в неё вошли не только драйверы, но и датчики и кнопки, поэтому устройства разных производителей лучше совместимы.

Версии с DALI в каталоге: FAROS FG 55 DALI и FG 50 DALI для производственных и административных помещений, FI 135 DALI 36W, светильники для высоких пролётов FAROS FD 112 DALI на 100, 150 и 200 Вт (в том числе с рассеивателем OPAL) и FD 111 DALI на 92, 145 и 192 Вт, прожекторы FAROS FG 100 DALI мощностью от 200 до 1000 Вт. У INNOLUX опция DALI есть в офисных ДВО-04 1195 (драйверы DALI 2.0) и ДВО-02 595, а также в технических ДСП-01. Для аварийного освещения GENILED выпускает блок питания GL-HP(40-100)A(300-600)P30 DALI: он позволяет управлять светильниками группой и по одному, рассчитан на подключаемую мощность 40-100 Вт и выходной ток 300-600 мА с шагом 50 мА.

ШИМ и триак: светодиодная лента и бытовой свет

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) меняет яркость, быстро включая и выключая ток: чем длиннее импульс, тем ярче свет. Так работают диммеры светодиодной ленты 12 и 24 В: регулятор ставят между блоком питания и лентой. Качество зависит от частоты: при низкой частоте появляется заметное мерцание и стробоскопический эффект, особенно на минимальной яркости. Рекомендации IEEE 1789-2015 относят мерцание с частотой выше 1250 Гц к зоне низкого риска.

Для ленты в разделе управления освещением GENILED собраны диммеры с радиопультом и управлением из приложения: Std DIM Tuya с пультом, Optima Dimmer Tuya COT-11 с пультом ROT-11, Simple Dimmer Tuya CST-11, набор Simple Dimmer SS-11, Dimmer Switch Smart и бесконтактный сенсорный выключатель с диммированием Motion Dimmer GMD-1. Как подобрать саму ленту и блок питания по напряжению и длине участка, описано в статье о светодиодной ленте 12, 24 и 220 В.

У светильников ШИМ встречается как отдельное исполнение драйвера: FAROS FG 50 PWM на 75 Вт и офисный FG 250 с ШИМ-регулированием (только для 35 Вт IP20). Прикроватный FAROS FM 170 можно заказать с диммером (опция D).

Фазовое, или триаковое, диммирование срезает часть синусоиды сетевого напряжения 230 В. Отдельные провода не нужны: настенный диммер ставят вместо выключателя. Работает это только с лампами и светильниками, у которых диммирование указано в паспорте. Обычный светодиодный драйвер на триаковом диммере мерцает, гудит или выходит из строя. Диммеры бывают с отсечкой по переднему фронту (leading edge) и по заднему (trailing edge); для светодиодов производители чаще рекомендуют второй тип, а у диммера проверяют минимальную нагрузку: несколько маломощных ламп могут не дотянуть до неё.

Как выбрать способ диммирования под объект

Ответ зависит от трёх вопросов: сколько светильников в одной группе, нужно ли управлять каждым по отдельности и нужна ли диспетчеризация с отчётом о неисправностях. Ориентиры по типовым объектам:

Перед заказом проверьте четыре вещи. Первое - диммируемость указана в модели или в описании исполнения, а не просто «светодиодный». Второе - регулятор, датчик или контроллер работают по тому же протоколу, что и драйвер: DALI-кнопка не управляет драйвером 1-10 В. Третье - минимальный уровень диммирования подходит под задачу: для дежурного режима хватает 10%, для сцен в зале нужен более глубокий диапазон. Четвёртое - сроки: исполнения с DALI и 1-10 В у LEDEFFECT и INNOLUX делают под заказ, в карточках указан срок производства от 14 до 30 дней.

Частые ошибки при диммировании светодиодов

Большинство жалоб на «мигающие» и «гудящие» светильники связано не с браком, а с несовместимостью. Типовые ошибки:

• Триаковый диммер на светильник с обычным драйвером: мерцание и перегрев драйвера.
• Разные протоколы в одной линии: светильники 1-10 В и DALI нельзя смешивать на одном регуляторе.
• Перепутанная полярность 1-10 В или слишком много драйверов на один регулятор: часть группы не реагирует.
• Ожидание, что 1-10 В погасит свет при 1 В: без реле светильник останется на минимуме.
• Полное отключение света на путях эвакуации по датчику: там допустимо только снижение до дежурного уровня.
• Низкочастотный ШИМ в школе или офисе: на минимальной яркости растёт пульсация, которая нормируется.

Диммирование влияет и на ресурс: при меньшем токе светодиоды и драйвер греются слабее. О том, как читать заявленные часы службы и почему 50 000 часов не означают 50 000 часов полного света, рассказано в статье о сроке службы светодиодного светильника: L70, LM-80 и TM-21.