Beim Dimmen wird die Lichtleistung einer Lichtquelle verändert. Dies geschieht, um das Ambiente einzustellen oder um Energie zu sparen, wenn die volle Lichtleistung nicht wirklich benötigt wird. Die meisten Dimmsysteme, die vor LEDs verwendet wurden oder sogar heute noch verwendet werden, sind für Glühlampen ausgelegt. Diese Systeme verwenden normalerweise Vorwärtsphasen- und Umkehrphasen-Dimmmethoden, bei denen der Dimmer den Wechselstromeingang unterbricht oder zerhackt, um die in den Treiber eingespeiste Leistung zu reduzieren. Bei geringerer Eingangsleistung wird der Treiber weniger ausgegeben, und die Helligkeit des Lichts wird verringert.

Die am häufigsten gehörten Dimmer-Schlüsselwörter in der kommerziellen LED-Beleuchtung sind DMX, DALI, 0/1-10 V, Thyristor (TRIAC), WIFI, Bluetooth, RF und Zigbee. Dies sind die Eingangssignale des Dimmnetzteils. Die Auswahl unterschiedlicher Eingangssignale ergibt sich hauptsächlich aus der Betrachtung von Umgebung (Montage, Verdrahtung), Funktion, Kosten und Flexibilität bei späteren Erweiterungen. Die Qualität des Dimmeffekts wird hauptsächlich durch die Ausgangsdimmmethode des Dimmnetzteils bestimmt, nicht durch die Eingangsdimmmethode.

Die Ausgangsdimmungsmethoden zum Dimmen der Stromversorgung werden hauptsächlich in zwei Arten unterteilt, Konstantstromreduzierung (CCR) und Pulsweitenmodulation (PWM) (auch bekannt als analoges Dimmen).

Zunächst eine Klarstellung: Eigentlich sind alle LED-Streifen dimmbar.

Wenn Sie übliche LED-Haushaltslampen wie Glühbirnen im A-Stil kaufen, sehen Sie möglicherweise oft, dass unter der Produktbeschreibung NICHT DIMMBAR aufgeführt ist. Einige LED-Lampen sind nicht dimmbar, da die elektrische Schaltung in der LED-Lampe nicht dafür ausgelegt ist, das Dimmsignal eines Wanddimmers zu interpretieren, der wiederum für eine herkömmliche Glühlampe bestimmt ist/war.

Andererseits sind LED-Streifen nicht für den direkten Anschluss an Hochspannung (z. B. eine 120-V-Wechselstromsteckdose) ausgelegt und benötigen eine Stromversorgung, um die höhere Wechselspannung in eine niedrigere 12-V- oder 24-V-Gleichspannung umzuwandeln.

Wenn es sich also um einen Wanddimmer handelt, muss dieser zuerst mit dem Netzteil „sprechen“, bevor am LED-Streifen gedimmt werden kann. Die Frage dimmbar/nicht dimmbar hängt also vom Netzteil ab und ob dieses das Dimmsignal des Wanddimmers interpretieren kann.

Andererseits sind praktisch alle LED-Streifen (wie der Streifen selbst) dimmbar. Mit dem entsprechenden elektrischen Gleichstromsignal (typischerweise PWM) kann die Helligkeit jedes LED-Streifens frei eingestellt werden.

Bitte beachten Sie, dass es im Allgemeinen zwei Arten von LED-Streifen auf dem Markt gibt, Konstantstrom und Konstantspannung. Ihre Anforderungen an das Dimmen der Stromversorgung sind unterschiedlich. Bitte beachten Sie die folgende Tabelle:

Was steuert die Helligkeit einer LED?

Die Stromstärke, die durch eine LED fließt, bestimmt ihre Lichtleistung. Wenn wir uns das obige Diagramm ansehen, werden wir sehen, dass eine Änderung der Spannung auch den Strom durch die LED ändert, was uns an das Dimmen einer LED denken lässt, indem wir die Spannung an ihr erhöhen oder verringern. Wir können jedoch auch sehen, dass der Bereich, in dem wir die Spannung ändern können, ohne zu viel Strom zu erhalten, winzig ist. Auch der Strom ist nicht so gut vorhersagbar, wie die Helligkeit.

Wenn wir einige LED-Datenblätter scannen, sehen wir, dass die Lichtstärke einer LED vom Durchlassstrom abhängt. Ihre Beziehung ist auch fast linear. Beim Dimmen von LEDs nehmen wir also die Durchlassspannung als festen Wert und steuern stattdessen den Strom.

LED-Dimmmethoden

Alle LED-Geräte erfordern einen zu dimmenden Treiber, und es gibt zwei Standardmethoden, die Treiber zum Dimmen von LEDs verwenden: Pulsweitenmodulation und Konstantstromreduzierung (auch bekannt als analoges Dimmen).

Pulsweitenmodulation (PWM)

Bei PWM wird die LED mit ihrem Nennstrom mit hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet. Das schnelle Umschalten ist hoch genug für das menschliche Auge. Was die Helligkeit der LED bestimmt, ist das Tastverhältnis oder das Verhältnis der Zeit, in der die LED eingeschaltet ist, und der Gesamtzeit eines vollständigen Zyklus.

Vorteile:

• Bietet einen sehr präzisen Ausgangspegel
• Geeignet für Anwendungen, die bestimmte Eigenschaften der LED wie Farbe, Temperatur oder Effizienz beibehalten müssen
• Breiter Dimmbereich – kann die Lichtleistung auf Werte von weniger als 1 Prozent verringern
• Vermeidet Farbverschiebungen, indem die LED bei ihrem empfohlenen Durchlassspannungs-/Durchlassstrom-Betriebspunkt betrieben wird

Nachteile:

• Treiber sind komplex und teuer
• Da PWM schnelles Schalten verwendet, erzeugen die schnell ansteigende Flanke und die abfallende Flanke jedes Schaltzyklus unerwünschte EMI-Strahlungen
• Der Treiber kann Leistungsprobleme haben, wenn er mit langen Kabeln betrieben wird, da die Streueigenschaften des Kabels (Kapazität und Induktivität) die schnellen Flanken der PWM stören können

Duty Cycle

Der Begriff Einschaltdauer beschreibt das Verhältnis der Einschaltzeit zum regelmäßigen Intervall oder Zeitabschnitt; Ein niedriger Arbeitszyklus entspricht einer niedrigen Leistung, da die Stromversorgung die meiste Zeit ausgeschaltet ist. Die Einschaltdauer wird in Prozent ausgedrückt, wobei 100 % voll eingeschaltet ist. Wenn ein digitales Signal die Hälfte der Zeit ein- und die andere Hälfte der Zeit ausgeschaltet ist, hat das digitale Signal ein Tastverhältnis von 50 % und ähnelt einer „Rechteck“-Welle. Wenn ein digitales Signal mehr Zeit im Ein- als im Aus-Zustand verbringt, hat es ein Tastverhältnis von >50 %. Wenn ein digitales Signal mehr Zeit im Aus-Zustand als im Ein-Zustand verbringt, hat es ein Tastverhältnis von <50 %. Hier ist ein Bild, das diese drei Szenarien veranschaulicht:

Frequenz

Ein weiterer wesentlicher Aspekt des Pulsweitenmodulationssignals (PWM) ist seine Frequenz. Die PWM-Frequenz legt fest, wie schnell das PWM-Signal eine Periode abschließt, wobei die Periode die Zeit ist, die das Signal benötigt, um ein- und auszuschalten.

Die Abstimmung von Tastverhältnis und Frequenz des PWM-Signals schafft die Möglichkeit eines dimmbaren LED-Treibers.

Konstante Stromreduzierung (CCR)

Bei CCR fließt der Strom kontinuierlich durch die LED. Die LED ist also immer eingeschaltet, nicht wie bei PWM, wo die LED immer ein- und ausgeschaltet wird. Die Helligkeit der LED wird dann durch Ändern des Strompegels variiert.

Vorteile:

• Kann mit Anwendungen mit strengen EMI-Anforderungen und Remote-Anwendungen verwendet werden, bei denen lange Kabelwege verwendet werden
• CCR-Treiber haben eine höhere Ausgangsspannungsgrenze (60 V) als Treiber, die PWM (24.8 V) verwenden, wenn sie als Treiber der UL-Klasse 2 für trockene und feuchte Standorte klassifiziert sind

Nachteile:

• CCR ist nicht für Anwendungen geeignet, bei denen ein Dimmen der Lichtpegel unter 10 Prozent gewünscht wird, da LEDs bei sehr niedrigen Strömen nicht gut funktionieren und die Lichtleistung unregelmäßig sein kann
• Niedrige Treiberströme können zu inkonsistenten Farben führen

DMX512 Dimmen

DMX512 ist ein Standard für digitale Kommunikationsnetzwerke, die üblicherweise zur Steuerung von Beleuchtung und Effekten verwendet werden. Es war ursprünglich als standardisierte Methode zur Steuerung von Dimmern für Bühnenbeleuchtung gedacht, die vor DMX512 verschiedene inkompatible proprietäre Protokolle verwendet hatten. Es wurde schnell zur primären Methode, um Controller (z. B. eine Lichtkonsole) mit Dimmern und Spezialeffektgeräten wie Nebelmaschinen und intelligenten Lichtern zu verbinden.

DMX512 wurde auch auf Anwendungen in der nicht theatralischen Innen- und Architekturbeleuchtung erweitert, in Größenordnungen, die von Weihnachtslichterketten bis hin zu elektronischen Werbetafeln und Konzerten in Stadien oder Arenen reichen. Es kann jetzt verwendet werden, um fast alles zu steuern, was seine Popularität in allen Arten von Veranstaltungsorten widerspiegelt.

DALI Dimmen

Das Digitally Addressable Lighting Interface (DALI) hat seinen Ursprung in Europa und wird seit vielen Jahren in diesem Teil der Welt stark implementiert. Mittlerweile erfreut es sich auch in den USA wachsender Beliebtheit. Der DALI-Standard ermöglicht die digitale Steuerung einzelner Leuchten über ein Niederspannungs-Kommunikationsprotokoll, das Informationen an Leuchten senden und gleichzeitig Daten von den Leuchten empfangen kann, was dies zu einem wertvollen Werkzeug für die Integration von Gebäudeinformationsüberwachungssystemen und Steuerungen macht. DALI ermöglicht die Adressierung einzelner Leuchten mit bis zu 64 Adressen, die möglicherweise in 16 verschiedenen Steuerzonen organisiert sind. Die DALI-Kommunikation ist nicht polaritätsempfindlich, und mit diesem Protokoll sind eine Vielzahl von Verbindungskonfigurationen möglich. Ein typischer DALI-Verdrahtungsplan ist unten dargestellt:

0/1-10V Dimmen

Das erste und einfachste Signalsystem zur elektronischen Beleuchtungssteuerung, Niederspannungs-0-10-V-Dimmer, verwendet ein Niederspannungs-0-10-V-DC-Signal, das an jede LED-Stromversorgung oder jedes fluoreszierende Vorschaltgerät angeschlossen ist. Bei 0 Volt dimmt das Gerät auf die minimale Lichtstärke, die der Dimmertreiber zulässt, und bei 10 Volt arbeitet das Gerät mit 100 %. Ein typischer 0-10-V-Verdrahtungsplan ist unten dargestellt:

TRIAC-Dimmung

TRIAC steht für Triode for Alternating Current und ist ein Schalter, der zur Steuerung der Stromversorgung verwendet wird. Bei Verwendung in Beleuchtungsanwendungen wird es allgemein als bezeichnet 'TRIAC-Dimmen'.

TRIAC-Schaltungen sind weit verbreitet und sehr verbreitet in AC-Leistungssteuerungsanwendungen. Diese Schaltungen können hohe Spannungen und sehr hohe Stromstärken in den beiden Teilen einer Wechselstromwellenform schalten. Sie sind Halbleiterbauelemente, ähnlich einer Diode.
TRIAC wird häufig zum Dimmen von Licht in Haushaltsbeleuchtungsanwendungen verwendet und kann sogar als Leistungssteuerung in Motoren dienen.

Die Fähigkeit des TRIAC, hohe Spannungen zu schalten, macht ihn ideal für den Einsatz in verschiedenen elektrischen Steuerungsanwendungen. Dies bedeutet, dass es den Anforderungen der täglichen Lichtsteuerung gerecht werden kann. TRIAC-Schaltungen werden jedoch nicht nur für die Haushaltsbeleuchtung verwendet. Sie werden auch bei der Steuerung von Lüftern und kleinen Motoren und in anderen AC-Schalt- und Steuerungsanwendungen eingesetzt.
Wenn Sie nach einer Mehrzwecksteuerung suchen, sind wir sicher, dass TRIAC für Sie ein nützliches Protokoll ist.

TRIAC ist Hochspannungs-Dimmung (~230 V). Wenn Sie ein TRIAC-Modul an Ihr Stromnetz (zwischen 100-240 V AC) anschließen, können Sie den gewünschten Dimmeffekt erzielen.

HF-Dimmung

Hochfrequenz-Dimmen (RF) verwendet ein Hochfrequenzsignal, um mit dem LED-Controller zu kommunizieren und die Farbe Ihrer LED-Leuchten zu dimmen.

Bluetooth, WIFI, Zigbee-Dimmung

Bluetooth ist ein drahtloser Technologiestandard mit kurzer Reichweite, der für den Datenaustausch zwischen festen und mobilen Geräten über kurze Entfernungen unter Verwendung von UHF-Funkwellen in den ISM-Bändern von 2.402 GHz bis 2.48 GHz und zum Aufbau von Personal Area Networks (PANs) verwendet wird. Es wird hauptsächlich als Alternative zu Kabelverbindungen verwendet, um Dateien zwischen tragbaren Geräten in der Nähe auszutauschen und Mobiltelefone und Musikplayer mit drahtlosen Kopfhörern zu verbinden. Im am weitesten verbreiteten Modus ist die Sendeleistung auf 2.5 Milliwatt begrenzt, was eine sehr kurze Reichweite von bis zu 10 Metern (33 Fuß) ergibt.

Wi-Fi oder WiFi(/ˈwaɪfaɪ/), ist eine Familie von drahtlosen Netzwerkprotokollen, die auf der IEEE 802.11-Standardfamilie basiert und üblicherweise für lokale Netzwerke von Geräten und den Internetzugang verwendet wird und es digitalen Geräten in der Nähe ermöglicht, Daten über Funkwellen auszutauschen. Dies sind die am weitesten verbreiteten Computernetzwerke der Welt, die weltweit in Heim- und kleinen Büronetzwerken verwendet werden, um Desktop- und Laptop-Computer, Tablet-Computer, Smartphones, Smart-TVs, Drucker und Smart-Lautsprecher miteinander zu verbinden und mit einem drahtlosen Router zu verbinden das Internet und in drahtlosen Zugangspunkten an öffentlichen Orten wie Cafés, Hotels, Bibliotheken und Flughäfen, um den öffentlichen Internetzugang für mobile Geräte bereitzustellen.

Zigbee ist eine auf IEEE 802.15.4 basierende Spezifikation für eine Reihe von High-Level-Kommunikationsprotokollen, die verwendet werden, um Personal Area Networks mit kleinen Digitalfunkgeräten mit geringem Stromverbrauch zu erstellen, z -Bandbreitenbedarf, konzipiert für kleine Projekte, die eine drahtlose Verbindung benötigen. Daher ist Zigbee ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerk mit geringem Stromverbrauch, niedriger Datenrate und unmittelbarer Nähe (dh persönlicher Bereich).

Schlußfolgerung

Alle LED-Streifen sind dimmbar. Bitte beachten Sie jedoch, dass es zwei Arten von LED-Streifen gibt, LED-Streifen mit konstanter Spannung und LED-Streifen mit konstanter Spannung Konstantstrom-LED-Streifen. Konstantstrom-LED-Streifen müssen mit dimmbaren LED-Streifen mit PWM-Ausgangssignal verwendet werden! Für Konstantspannungs-LED-Streifen können Sie je nach Projektbedarf PWM- oder CCR-Ausgangssignal-Dimmstromversorgung wählen. Und es gibt viele Eingangssignale wie DMX512, DALI, 0/1-10 V, TRIAC, WIFI, Bluetooth, RF und Zigbee.
Sie können das geeignete Eingangssignal unter Berücksichtigung von Umgebung (Installation, Verkabelung), Funktion, Kosten und Flexibilität für spätere Erweiterungen auswählen.

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