L'attenuazione è il processo di variazione dell'emissione luminosa di una sorgente luminosa. Questo viene fatto per impostare l'atmosfera o per risparmiare energia quando non è davvero necessaria la piena emissione di luce. La maggior parte dei sistemi di dimmerazione utilizzati prima dei LED o anche oggi sono progettati per lampadine a incandescenza. Questi sistemi di solito utilizzano metodi di regolazione della fase avanti e fase inversa in cui il dimmer interrompe o interrompe l'ingresso della linea CA per ridurre la potenza che entra nel driver. Con meno potenza in ingresso, ci sarà meno uscita sul driver e la luminosità della luce sarà ridotta.

Le parole chiave di attenuazione più comunemente ascoltate nell'illuminazione commerciale a LED sono DMX, DALI, 0/1-10 V, tiristore (TRIAC), WIFI, Bluetooth, RF e Zigbee. Questi sono i segnali di ingresso dell'alimentatore dimmer. La selezione di diversi segnali di ingresso è principalmente dovuta alla considerazione dell'ambiente (installazione, cablaggio), della funzione, del costo e della flessibilità dell'espansione successiva. La qualità dell'effetto di attenuazione è determinata principalmente dal metodo di attenuazione dell'uscita dell'alimentatore di attenuazione, non dal metodo di attenuazione dell'ingresso.

I metodi di attenuazione dell'uscita per la regolazione dell'alimentazione sono principalmente divisi in due tipi, riduzione della corrente costante (CCR) e modulazione dell'ampiezza di impulso (PWM) (nota anche come attenuazione analogica).

Innanzitutto una precisazione: in realtà tutte le strip LED sono dimmerabili.

Quando acquisti luci a LED comuni per la casa come le lampadine in stile A, spesso potresti vedere NON DIMMERABILE elencato sotto la descrizione del prodotto. Alcune lampadine a LED non sono dimmerabili perché il circuito elettrico all'interno della lampadina a LED non è progettato per interpretare il segnale di regolazione della luminosità di un dimmer da parete, che, a sua volta, è/era destinato a una lampadina a incandescenza tradizionale.

D'altra parte, le strisce LED non sono progettate per essere collegate direttamente all'alta tensione (ad esempio una presa a muro da 120 V CA) e richiedono un alimentatore per convertire la tensione CA più alta in una tensione 12 V o 24 V CC inferiore.

Pertanto, se è coinvolto un dimmer da parete, questo deve prima "parlare" con l'alimentatore prima che possa verificarsi qualsiasi dimmerazione sulla striscia LED. Pertanto, la questione dimmerabile/non dimmerabile dipende dall'alimentatore, e se può interpretare il segnale di dimmerazione prodotto dal wall-dimmer.

D'altra parte, praticamente tutte le strisce LED (come la striscia stessa) sono dimmerabili. Dato il segnale elettrico CC appropriato (tipicamente PWM), la luminosità di qualsiasi striscia LED può essere regolata liberamente.

Si prega di notare che ci sono generalmente due tipi di strisce led sul mercato, corrente continua e tensione costante. I loro requisiti per la regolazione dell'alimentazione sono diversi. Si prega di fare riferimento alla tabella seguente:

Cosa controlla la luminosità di un LED?

La quantità di corrente che scorre attraverso un LED determina la sua emissione di luce. Se osserviamo il grafico sopra, vedremo che cambiando la tensione cambia anche la corrente attraverso il LED, facendoci pensare di attenuare un LED aumentando o diminuendo la tensione ai suoi capi. Tuttavia, possiamo anche vedere che la regione in cui possiamo cambiare la tensione senza ottenere troppa corrente è minuscola. Inoltre, anche la corrente non è prevedibile, così come la luminosità.

Se eseguiamo la scansione di alcune schede tecniche dei LED, possiamo vedere che l'intensità luminosa di un LED dipende dalla corrente diretta. Anche la loro relazione è quasi lineare. Quindi, nell'attenuazione dei LED, prendiamo la tensione diretta come valore fisso e controlliamo invece la corrente.

Metodi di attenuazione dei LED

Tutti i dispositivi LED richiedono la regolazione della luminosità di un driver e ci sono due metodi standard utilizzati dai driver per la regolazione della luminosità dei LED: modulazione della larghezza di impulso e riduzione della corrente costante (nota anche come attenuazione analogica).

Modulazione di larghezza di impulso (PWM)

In PWM, il LED si accende e si spegne alla corrente nominale ad alta frequenza. La commutazione rapida è sufficientemente alta per essere vista dall'occhio umano. Ciò che determina il livello di luminosità del LED è il duty cycle o il rapporto tra il tempo in cui il LED è acceso e il tempo totale di un ciclo completo.

vantaggi:

• Fornisce un livello di uscita molto preciso
• Adatto per applicazioni che devono mantenere determinate caratteristiche del LED come colore, temperatura o efficienza
• Ampia gamma di regolazione: può ridurre l'emissione di luce a valori inferiori all'1%.
• Evita il cambiamento di colore facendo funzionare il LED al punto di funzionamento della tensione diretta/corrente diretta consigliata

svantaggi:

• I driver sono complessi e costosi
• Poiché PWM utilizza la commutazione rapida, il fronte di salita e il fronte di discesa rapidi di ciascun ciclo di commutazione producono radiazioni EMI indesiderate
• Il driver potrebbe avere problemi di prestazioni durante l'esecuzione con cavi lunghi poiché le caratteristiche vaganti del cavo (capacità e induttanza) possono interferire con i fronti veloci del PWM

Duty Cycle

Il termine ciclo di lavoro descrive la proporzione di tempo "on" rispetto all'intervallo regolare o "periodo" di tempo; un ciclo di lavoro basso corrisponde a una bassa potenza, perché l'alimentazione è spenta per la maggior parte del tempo. Il ciclo di lavoro è espresso in percentuale, essendo il 100% completamente attivo. Quando un segnale digitale è attivo la metà del tempo e spento l'altra metà del tempo, il segnale digitale ha un ciclo di lavoro del 50% e assomiglia a un'onda "quadra". Quando un segnale digitale trascorre più tempo nello stato acceso rispetto allo stato spento, ha un ciclo di lavoro >50%. Quando un segnale digitale trascorre più tempo nello stato spento rispetto allo stato acceso, ha un ciclo di lavoro <50%. Ecco una grafica che illustra questi tre scenari:

Frequenza

Un altro aspetto integrale del segnale di modulazione di larghezza di impulso (PWM) è la sua frequenza. La frequenza PWM stabilisce la velocità con cui il segnale PWM completa un periodo, dove il periodo è il tempo impiegato dal segnale per accendersi e spegnersi.

La conciliazione del duty cycle e della frequenza del segnale PWM crea la possibilità di un driver LED dimmerabile.

Riduzione della corrente costante (CCR)

In CCR, la corrente scorre continuamente attraverso il LED. Quindi il LED è sempre acceso, non come in PWM dove il LED è sempre acceso e spento. La luminosità del LED viene quindi variata modificando il livello di corrente.

vantaggi:

• Può essere utilizzato con applicazioni con severi requisiti EMI e applicazioni remote in cui vengono utilizzati cavi lunghi
• I driver CCR hanno un limite di tensione di uscita più alto (60 V) rispetto ai driver che utilizzano PWM (24.8 V) quando sono classificati come driver UL Classe 2 per luoghi asciutti e umidi

svantaggi:

• CCR non è adatto per applicazioni in cui si desidera attenuare livelli di luce inferiori al 10 percento perché a correnti molto basse, i LED non funzionano bene e l'emissione di luce può essere irregolare
• Basse correnti di azionamento possono causare colori incoerenti

Dimmer DMX512

DMX512 è uno standard per le reti di comunicazione digitale comunemente utilizzate per controllare l'illuminazione e gli effetti. Originariamente era inteso come un metodo standardizzato per il controllo dei dimmer per l'illuminazione del palcoscenico, che, prima del DMX512, utilizzavano vari protocolli proprietari incompatibili. È diventato rapidamente il metodo principale per collegare i controller (come una console di illuminazione) a dimmer e dispositivi per effetti speciali come macchine del fumo e luci intelligenti.

DMX512 si è esteso anche all'uso nell'illuminazione architettonica e interna non teatrale, su scale che vanno da stringhe di luci natalizie a cartelloni pubblicitari elettronici e concerti in stadi o arene. Ora può essere utilizzato per controllare quasi tutto, riflettendo la sua popolarità in tutti i tipi di locali.

Dimming DALI

La Digitally Addressable Lighting Interface (DALI) è nata in Europa ed è stata ampiamente implementata per molti anni in quella parte del mondo. Ora sta diventando più popolare anche negli Stati Uniti. Lo standard DALI consente il controllo digitale dei singoli apparecchi tramite un protocollo di comunicazione a bassa tensione in grado di inviare informazioni agli apparecchi di illuminazione ricevendo anche dati dagli apparecchi, rendendolo uno strumento prezioso per l'integrazione di sistemi di monitoraggio e controllo delle informazioni degli edifici. DALI consente di indirizzare singole apparecchiature, con un massimo di 64 indirizzi eventualmente organizzati in 16 diverse zone di controllo. La comunicazione DALI non è sensibile alla polarità e con questo protocollo sono possibili diverse configurazioni di connessione. Di seguito è mostrato un tipico schema elettrico DALI:

Dimmerazione 0/1-10V

Il primo e più semplice sistema di segnalazione elettronica per il controllo dell'illuminazione, dimmer a bassa tensione 0-10V, utilizza un segnale a bassa tensione 0-10V DC collegato a ciascun alimentatore LED o ballast fluorescente. A 0 Volt, il dispositivo si attenuerà al livello di luce minimo consentito dal driver di regolazione della luminosità e a 10 Volt il dispositivo funzionerà al 100%. Di seguito è mostrato uno schema elettrico tipico 0-10V:

Oscuramento del TRIAC

TRIAC sta per Triode for Alternating Current, ed è un interruttore che viene utilizzato per controllare l'alimentazione. Quando viene utilizzato in applicazioni di illuminazione, viene comunemente indicato come 'Dimmerazione TRIAC'.

I circuiti TRIAC sono ampiamente utilizzati e molto comuni nelle applicazioni di controllo dell'alimentazione CA. Questi circuiti possono commutare tensioni elevate e livelli di corrente molto elevati nelle due parti di una forma d'onda CA. Sono dispositivi a semiconduttore, simili a un diodo.
Il TRIAC viene spesso utilizzato come mezzo di attenuazione della luce nelle applicazioni di illuminazione domestica e può anche fungere da controllo di potenza nei motori.

La capacità del TRIAC di commutare le alte tensioni lo rende ideale per l'uso in diverse applicazioni di controllo elettrico. Ciò significa che può funzionare per soddisfare le esigenze quotidiane di controllo dell'illuminazione. Tuttavia, i circuiti TRIAC sono utilizzati per qualcosa di più della semplice illuminazione domestica. Sono utilizzati anche per il controllo di ventole e piccoli motori e in altre applicazioni di controllo e commutazione CA.
Se stai cercando un controllo multiuso, siamo sicuri che troverai in TRIAC un protocollo vantaggioso.

TRIAC è l'attenuazione dell'alta tensione (~230 V). Collegando un modulo TRIAC all'alimentazione di rete (tra 100-240 V CA), sarai in grado di ottenere l'effetto di attenuazione di cui hai bisogno.

Oscuramento RF

L'attenuazione a radiofrequenza (RF) utilizza un segnale a radiofrequenza per comunicare con il controller LED per attenuare il colore delle luci a LED.

Bluetooth, WIFI, attenuazione Zigbee

Bluetooth è uno standard di tecnologia wireless a corto raggio utilizzato per lo scambio di dati tra dispositivi fissi e mobili su brevi distanze utilizzando onde radio UHF nelle bande ISM, da 2.402 GHz a 2.48 GHz, e per la creazione di reti personali (PAN). Viene utilizzato principalmente come alternativa alle connessioni via cavo, per scambiare file tra dispositivi portatili nelle vicinanze e collegare telefoni cellulari e lettori musicali con cuffie wireless. Nella modalità più utilizzata, la potenza di trasmissione è limitata a 2.5 milliwatt, offrendo una portata molto breve fino a 10 metri (33 piedi).

Wi-Fi o Wi-Fi(/ˈwaɪfaɪ/), è una famiglia di protocolli di rete wireless, basati sulla famiglia di standard IEEE 802.11, comunemente utilizzati per il collegamento in rete locale di dispositivi e l'accesso a Internet, consentendo ai dispositivi digitali vicini di scambiare dati tramite onde radio. Si tratta delle reti di computer più utilizzate al mondo, utilizzate a livello globale nelle reti domestiche e di piccoli uffici per collegare tra loro computer desktop e laptop, tablet, smartphone, smart TV, stampanti e altoparlanti intelligenti e a un router wireless per connetterli a Internet e nei punti di accesso wireless in luoghi pubblici come bar, hotel, biblioteche e aeroporti per fornire l'accesso pubblico a Internet per i dispositivi mobili.

Zigbee è una specifica basata su IEEE 802.15.4 per una suite di protocolli di comunicazione di alto livello utilizzati per creare reti di area personale con radio digitali di piccole dimensioni a bassa potenza, ad esempio per l'automazione domestica, la raccolta di dati di dispositivi medici e altri - esigenze di larghezza di banda, progettato per progetti su piccola scala che richiedono una connessione wireless. Pertanto, Zigbee è una rete ad hoc wireless a bassa potenza, bassa velocità di trasmissione dati e in prossimità (ad esempio, area personale).

Conclusione finale

Tutte le strisce LED sono dimmerabili. Ma si prega di notare che ci sono due tipi di striscia led, striscia led a tensione costante e striscia led a corrente costante. La striscia led a corrente costante deve essere utilizzata con la striscia led dimmerabile del segnale di uscita PWM! Per le strisce LED a tensione costante, è possibile scegliere l'alimentatore dimmerabile del segnale di uscita PWM o CCR in base alle esigenze del progetto. E ci sono molti segnali di ingresso, come DMX512, DALI, 0/1-10V, TRIAC, WIFI, Bluetooth, RF e Zigbee.
È possibile scegliere il segnale di ingresso adatto in base all'ambiente (installazione, cablaggio), alla funzione, al costo e alla flessibilità dell'espansione successiva.

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