O escurecimento é o processo de variação da saída de luz de uma fonte de luz. Isso é feito para definir o ambiente ou economizar energia quando a saída de luz total não é realmente necessária. A maioria dos sistemas de escurecimento usados ​​antes dos LEDs ou até hoje são projetados para lâmpadas incandescentes. Esses sistemas geralmente usam métodos de dimmer de fase direta e de fase reversa nos quais o dimmer interrompe ou corta a entrada da linha CA para reduzir a energia que entra no driver. Com menos potência de entrada, haverá menos saída no driver e o brilho da luz será reduzido.

As palavras-chave de escurecimento mais ouvidas na iluminação comercial LED são DMX, DALI, 0/1-10V, tiristor (TRIAC), WIFI, Bluetooth, RF e Zigbee. Estes são os sinais de entrada da fonte de alimentação de escurecimento. A seleção de diferentes sinais de entrada deve-se principalmente à consideração do ambiente (instalação, fiação), função, custo e flexibilidade de expansão posterior. A qualidade do efeito de escurecimento é determinada principalmente pelo método de escurecimento de saída da fonte de alimentação de escurecimento, não pelo método de escurecimento de entrada.

Os métodos de escurecimento de saída da fonte de alimentação de escurecimento são divididos principalmente em dois tipos, Redução de Corrente Constante (CCR) e Modulação por Largura de Pulso (PWM) (também conhecido como escurecimento analógico).

Primeiro, um esclarecimento: na verdade, todas as tiras de LED são dimerizáveis.

Quando você compra luzes LED domésticas comuns, como lâmpadas estilo A, muitas vezes você pode ver NOT DIMMABLE listado na descrição do produto. Algumas lâmpadas LED não são dimerizáveis ​​porque o circuito elétrico dentro da lâmpada LED não foi projetado para interpretar o sinal de escurecimento de um dimmer de parede, que, por sua vez, é/foi destinado a uma lâmpada incandescente tradicional.

Por outro lado, as fitas de LED não são projetadas para serem conectadas diretamente a alta tensão (por exemplo, uma tomada de parede de 120 V CA) e requerem uma fonte de alimentação para converter a tensão CA mais alta em uma tensão mais baixa de 12 V ou 24 V CC.

Portanto, se um dimmer de parede estiver envolvido, ele deve primeiro “conversar” com a fonte de alimentação antes que qualquer escurecimento possa ocorrer na faixa de LED. Portanto, a questão dimerizável/não dimerizável depende da fonte de alimentação e se ela pode interpretar o sinal de dimerização produzido pelo dimmer de parede.

Por outro lado, praticamente todas as tiras de LED (como a própria tira) são reguláveis. Dado o sinal elétrico DC apropriado (normalmente PWM), o brilho de qualquer faixa de LED pode ser ajustado livremente.

Observe que geralmente existem dois tipos de tiras de led no mercado, Corrente constante e tensão constante. Seus requisitos para a fonte de alimentação de escurecimento são diferentes. Por favor consulte a tabela abaixo:

O que controla o brilho de um LED?

A quantidade de corrente que flui através de um LED determina sua saída de luz. Se observarmos o gráfico acima, veremos que alterar a tensão também altera a corrente através do LED, fazendo-nos pensar em escurecer um LED aumentando ou diminuindo a tensão através dele. No entanto, também podemos ver que a região onde podemos alterar a tensão sem obter muita corrente é pequena. Além disso, a corrente também não é previsível, assim como o brilho.

Se examinarmos algumas folhas de dados de LED, podemos ver que a intensidade luminosa de um LED depende da corrente direta. A relação deles também é quase linear. Assim, no escurecimento dos LEDs, tomamos a tensão direta como um valor fixo e controlamos a corrente.

Métodos de escurecimento de LED

Todos os dispositivos de LED exigem que um driver seja escurecido e há dois métodos padrão que os drivers usam para escurecimento de LEDs: Modulação de largura de pulso e Redução de corrente constante (também conhecido como escurecimento analógico).

Modulação de Largura de Pulso (PWM)

Em PWM, o LED é LIGADO e DESLIGADO em sua corrente nominal em alta frequência. A mudança rápida é alta o suficiente para o olho humano ver. O que determina o nível de brilho do LED é o ciclo de trabalho ou a relação entre o tempo em que o LED está LIGADO e o tempo total de um ciclo completo.

Vantagens:

• Fornece um nível de saída muito preciso
• Adequado para aplicações que precisam manter certas características do LED, como cor, temperatura ou eficiência
• Ampla faixa de escurecimento - pode diminuir a saída de luz para valores inferiores a 1 por cento
• Evita a mudança de cor operando o LED em seu ponto de operação recomendado de tensão direta/corrente direta

Desvantagens:

• Drivers são complexos e caros
• Como o PWM usa comutação rápida, a borda de subida rápida e a borda de descida de cada ciclo de comutação produzem radiações EMI indesejadas
• O driver pode ter problemas de desempenho ao operar com fios longos, pois as características perdidas do fio (capacitância e indutância) podem interferir nas bordas rápidas do PWM

Ciclo de trabalho

O termo ciclo de trabalho descreve a proporção de tempo 'on' para o intervalo regular ou 'período' de tempo; um ciclo de trabalho baixo corresponde a baixa potência, porque a energia está desligada a maior parte do tempo. O ciclo de trabalho é expresso em porcentagem, sendo 100% totalmente ativado. Quando um sinal digital está ligado na metade do tempo e desligado na outra metade do tempo, o sinal digital tem um ciclo de trabalho de 50% e se assemelha a uma onda “quadrada”. Quando um sinal digital passa mais tempo no estado ligado do que no estado desligado, ele tem um ciclo de trabalho de >50%. Quando um sinal digital passa mais tempo no estado desligado do que no estado ligado, ele tem um ciclo de trabalho de <50%. Aqui está uma imagem que ilustra esses três cenários:

Frequência

Outro aspecto integral do sinal de modulação de largura de pulso (PWM) é sua frequência. A frequência PWM estipula a rapidez com que o sinal PWM completa um período, onde o período é o tempo necessário para o sinal ligar e desligar.

Conciliar o ciclo de trabalho e a frequência do sinal PWM cria a possibilidade de um driver de LED regulável.

Redução de Corrente Constante (CCR)

No CCR, a corrente flui continuamente através do LED. Portanto, o LED está sempre LIGADO, não como no PWM, onde o LED está sempre LIGADO e DESLIGADO. O brilho do LED é então variado alterando o nível atual.

Vantagens:

• Pode ser usado com aplicativos com requisitos rigorosos de EMI e aplicativos remotos onde são usados ​​cabos longos
• Os drivers CCR têm um limite de tensão de saída mais alto (60 V) do que os drivers que usam PWM (24.8 V) quando classificados como drivers UL Classe 2 para locais secos e úmidos

Desvantagens:

• O CCR não é adequado para aplicações em que níveis de iluminação abaixo de 10% são desejados porque em correntes muito baixas, os LEDs não funcionam bem e a saída de luz pode ser irregular
• Baixas correntes de acionamento podem resultar em cores inconsistentes

DMX512 Escurecimento

DMX512 é um padrão para redes de comunicação digital que são comumente usados ​​para controlar iluminação e efeitos. Ele foi originalmente concebido como um método padronizado para controlar dimmers de iluminação de palco, que, antes do DMX512, empregava vários protocolos proprietários incompatíveis. Rapidamente se tornou o principal método para vincular controladores (como um console de iluminação) a dimmers e dispositivos de efeitos especiais, como máquinas de neblina e luzes inteligentes.

O DMX512 também se expandiu para usos em interiores não teatrais e iluminação arquitetônica, em escalas que variam de cordas de luzes de Natal a outdoors eletrônicos e concertos em estádios ou arenas. Ele agora pode ser usado para controlar quase tudo, refletindo sua popularidade em todos os tipos de locais.

Escurecimento DALI

A Interface de Iluminação Digitalmente Endereçável (DALI) originou-se na Europa e foi fortemente implementada por muitos anos naquela parte do mundo. Agora está se tornando mais popular nos Estados Unidos também. O padrão DALI permite o controle digital de luminárias individuais por meio de um protocolo de comunicação de baixa tensão que pode enviar informações para luminárias enquanto também recebe dados das luminárias, tornando-se uma ferramenta valiosa para a construção de sistemas de monitoramento de informações e integração de controles. DALI permite o endereçamento de equipamentos individuais, com até 64 endereços possivelmente organizados em 16 zonas de controle diferentes. A comunicação DALI não é sensível à polaridade, e uma variedade de configurações de conexão é possível com este protocolo. Um diagrama de fiação DALI típico é mostrado abaixo:

0/1-10V escurecimento

O primeiro e mais simples sistema eletrônico de sinalização de controle de iluminação, dimmers de baixa tensão 0-10V, usa um sinal de baixa tensão 0-10V DC conectado a cada fonte de alimentação LED ou reator fluorescente. Em 0 Volts, o dispositivo irá escurecer até o nível mínimo de luz permitido pelo driver de escurecimento, e em 10 Volts o dispositivo estará operando a 100%. Um diagrama de fiação típico de 0-10V é mostrado abaixo:

Escurecimento TRIAC

TRIAC significa Triode for Alternating Current e é um interruptor usado para controlar a energia. Quando usado em aplicações de iluminação, é comumente referido como 'escurecimento TRIAC'.

Os circuitos TRIAC são amplamente utilizados e muito comuns em aplicações de controle de energia CA. Esses circuitos podem alternar altas tensões e níveis muito altos de corrente nas duas partes de uma forma de onda CA. São dispositivos semicondutores, semelhantes a um diodo.
O TRIAC é frequentemente usado como meio de escurecimento da luz em aplicações de iluminação doméstica e pode até servir como controle de potência em motores.

A capacidade do TRIAC de alternar altas tensões o torna ideal para uso em diversas aplicações de controle elétrico. Isso significa que ele pode funcionar para atender às necessidades diárias de controle de iluminação. Os circuitos TRIAC são usados ​​para mais do que apenas iluminação doméstica. Eles também são utilizados no controle de ventiladores e motores pequenos e em outras aplicações de controle e comutação CA.
Se você está procurando um controle multifuncional, temos certeza de que encontrará o TRIAC como um protocolo benéfico.

TRIAC é escurecimento de alta tensão (~230v). Conectando um módulo TRIAC à sua fonte de alimentação (entre 100-240v AC), você poderá obter o efeito de escurecimento desejado.

Escurecimento de RF

O escurecimento de radiofrequência (RF) usa um sinal de radiofrequência para se comunicar com o controlador de LED para escurecer a cor de suas luzes de LED.

Bluetooth, WIFI, escurecimento Zigbee

Bluetooth é um padrão de tecnologia sem fio de curto alcance que é usado para troca de dados entre dispositivos fixos e móveis em distâncias curtas usando ondas de rádio UHF nas bandas ISM, de 2.402 GHz a 2.48 GHz, e construção de redes de área pessoal (PANs). É usado principalmente como uma alternativa para conexões com fio, para trocar arquivos entre dispositivos portáteis próximos e conectar telefones celulares e tocadores de música com fones de ouvido sem fio. No modo mais utilizado, a potência de transmissão é limitada a 2.5 miliwatts, proporcionando um alcance muito curto de até 10 metros (33 pés).

Wi-Fi ou Wi-Fi(/ˈwaɪfaɪ/), é uma família de protocolos de rede sem fio, com base na família de padrões IEEE 802.11, que são comumente usados ​​para redes locais de dispositivos e acesso à Internet, permitindo que dispositivos digitais próximos troquem dados por ondas de rádio. Essas são as redes de computadores mais usadas no mundo, usadas globalmente em redes domésticas e de pequenos escritórios para conectar computadores desktop e laptops, tablets, smartphones, TVs inteligentes, impressoras e alto-falantes inteligentes juntos e a um roteador sem fio para conectá-los a a Internet e em pontos de acesso sem fio em locais públicos como cafés, hotéis, bibliotecas e aeroportos para fornecer ao público acesso à Internet para dispositivos móveis.

Zigbee é uma especificação baseada em IEEE 802.15.4 para um conjunto de protocolos de comunicação de alto nível usados ​​para criar redes de área pessoal com rádios digitais pequenos e de baixa potência, como para automação residencial, coleta de dados de dispositivos médicos e outros -necessidades de largura de banda, projetado para projetos de pequena escala que precisam de conexão sem fio. Portanto, Zigbee é uma rede ad hoc sem fio de baixa potência, baixa taxa de dados e proximidade (ou seja, área pessoal).

Conclusão Final

Todas as tiras de LED são reguláveis. Mas observe que existem dois tipos de tira de led, tira de led de tensão constante e tira led de corrente constante. A tira de led de corrente constante deve ser usada com a tira de led regulável de sinal de saída PWM! Para tiras de LED de tensão constante, você pode escolher fonte de alimentação de dimerização do sinal de saída PWM ou CCR de acordo com as necessidades do projeto. E há muitos sinais de entrada, como DMX512, DALI, 0/1-10V, TRIAC, WIFI, Bluetooth, RF e Zigbee.
Você pode escolher o sinal de entrada adequado considerando o ambiente (instalação, fiação), função, custo e flexibilidade de expansão posterior.

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