Системы управления освещением – весьма обширная тема, касающаяся как одной комнаты в доме, так и, например, целого города. Про городской масштаб в данной статье мы говорить не будем, а поговорим о том, что представляют собой системы управление освещением для квартиры или загородного дома.
Управление освещением, применительно к домашней сфере – возможность пользователя устанавливать для источника света произвольную яркость, в диапазоне 0 до 100 процентов. При этом нулю соответствует состояние полностью выключено, 100 процентам – полностью включено, а все, что между ними, можно задавать с определенным шагом. Это работает как для групп ламп, так и для каждой лампы в отдельности. Объединение ламп в группу, с общим регулированием яркости, называется зоной освещения.
ЗАЧЕМ ДОМА НУЖНО УПРАВЛЕНИЕ ОСВЕЩЕНИЕМ?
Почему просто не зажечь или погасить осветительные приборы?
Первое – для создания очень удобных световых сценариев. Предположим, в помещении гостиной установлен многоканальный электронный диммер освещения на несколько зон. Одна зона – лампы по центру комнаты, вторая – закарнизная подсветка, третья – настенные бра, четвертая – торшер, пятая – подсветка читальной зоны. Мы можем произвольно запрограммировать диммер на несколько сценариев – “Гости”, “Вечер”, “Чтение”, “Просмотр Кино”, “Я пришел / Я ушел”, и тому подобное. Для каждого сценария установим разную яркость световых приборов в разных зонах. Например, при просмотре кино, погаснет центральный свет, закарнизный свет, торшер и читальня, но настенные бра будут слегка светиться, для исключения полной темноты, как делается в настоящем кинозале. Словами это сложно объяснить, лучше один раз увидеть, как работает хорошо запрограммированная система. А если с ней пожить некоторое время, то вернуться к обычным выключателям будет очень некомфортно.
Второе – возможность включения системы управления освещением в концепцию Умный дом. Ведь светом можно управлять не только в одной комнате, но и во всей квартире или доме, включая экстерьерное (внешнее) освещение – террасы, фасады, дорожки, различные объекты (газоны, клумбы, статуи). Соответственно, освещение может включаться, когда владелец приходит домой, выключаться, когда он уходит, работать как световая дорожка для определенных маршрутов (например, спальня – санузел), причем здесь возможно интеллектуальное (адаптивное) освещение – днем лампы загораются полностью, а ночью или в сумерках – в половину яркости, чтобы не утомлять зрение. Активация режимов День / Ночь происходит или по командам датчика освещенности, или по таймеру астрономического времени (звёздные сутки), в соответствии с восходом и заходом Солнца в данной географической точке. Поскольку система свободно программируемая, можно добавить новые команды или сценарии в любое время.
Есть и третья причина, для пользователей из нашей страны пока не очень актуальная – серьезная экономия энергии и ресурса осветительных приборов. Снижение яркости галогеновой ламы на 20 процентов продлевает срок ее службы в два раза. За рубежом, это уже давно серьезный аргумент за установку систем управления освещением. Особенно это касается коммерческого сектора, в котором принято тщательно считать затраты на инженерные системы.
ЛАМПЫ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
Для домашних осветительных приборов используются три типа ламп – лампы накаливания (классические и галогеновые, с магнитным или электронным трансформатором), лампы флуоресцентного освещения и светодиодные лампы.
Лампы накаливания и галогены – наиболее частые кандидаты на диммируемые источники освещения. Не содержат электронных частей внутри колбы (галогены требуют внешних трансформаторов, как правило, магнитных, если необходимо диммирование), надежны, относительно безопасны, у них сравнительно низкая стоимость. Совместимы с абсолютным большинством электронных диммеров на 100%.
Флуоресцентные лампы (энергосберегающие, люминесцентные) – для задач диммирования распространения не получили. Лампы трубного типа вообще не могут диммироваться плавно, и на каком-то уровне снижения яркости, просто гаснут. Компактные лампы с цоколем Е27 выпускаются в специальных версиях для диммеров, но такие версии очень редко встречаются в продаже. Не будем забывать, что данный тип ламп содержит ртуть, дает побочное ультрафиолетовое излучение и является довольно травмоопасным. Лампе этого типа противопоказаны частые включения / выключения.
Светодиодные лампы, во всех видах – самые современные источники освещения. Качество светодиодных ламп в огромной степени зависит от производителя и уровня стоимости. Дают высокую равномерность спектра и хорошую цветопередачу. Нетоксичны, имеют долгий срок службы, не боятся частых циклов включения / выключения. Светодиодным лампам требуется постоянный, а не переменный ток, и низкое напряжение, поэтому необходимо применение специальных трансформаторов (драйверов). Такие драйверы выпускают как производители светодиодных светильников, так и компании, специализирующиеся на системах управления освещением, например, серия Lutron Eco Systems, в которой есть драйверы не только для светодиодов, но и для флуоресцентных ламп.
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
Сравнительно недавно, все системы управления были аналоговые, то есть, вне зависимости от типа шины или производителя, принцип кабельной коммутации и передачи команд был одинаковый. Необходим контроллер (центральный или распределенные), клавиатуры управления, исполнительные модули (диммеры и балласты), все построено на шинной технологии. Между собой все элементы системы общались по аналоговому типу.
Стандартом в этой области является аналоговое управление 0-10 Вольт, уже изрядно потерявшее былые позиции, и управление по электрической сети, путем ограничения сетевого напряжения по переднему или заднему фронту волны. Особенностью такой схемы является обязательная минимальная нагрузка, как правило, от 10 до 50 Ватт, в противном случае, если нагрузка ниже этого предела( например, светодиодная лампа), источники света начинают мерцать.
Управление по электросети прекрасно подходит для ламп накаливания и галогеновых ламп с магнитными трансформаторами, и является одной из самых распространенных в домашнем применении, особенно при применении локальных электронных диммеров. Лучшие диммеры в мире с управлением по электросети выпускает американская компания Lutron.
Однако такие системы требуют сложного программирования и не могут быть произвольно перестроены по группам освещения. Кроме того, если число точек освещения превышает несколько сотен, система становится очень сложной и нестабильной. Еще один важный момент – в системах аналогового управления невозможно получить обратную связь о статусе источника освещения. Поэтому появились цифровые системы, из которых, для домашнего применения, наиболее известны две - DALI и KNX.
Последняя система, в отличие от DALI, управляет не только освещением, но и инженерными системами, это так называемая коммуникационная шина. Для нее освещение – лишь частный случай. Мы не будем рассматривать здесь системы управления освещением по сети Wi-Fi( например, лампы Philips Hue), так это, скорее, детская игрушка, чем надежное инженерное решение для дома.
DALI (Digital Addressable Lighting Interface) – первый полностью цифровой интерфейс, нашедший применение для управления освещением в домах и квартирах. К каждому источнику освещения подходит пятижильный кабель – три проводника для стандартных электрических потребителей (фазный, нулевой, защитного заземления) и два кабеля управления интерфейсом DALI. Полярность подключения кабелей не важна, обмен информацией идет по цифровому протоколу, от каждой лампы можно получить информацию о ее статусе (включена, выключена, уровень яркости). Яркость лампы управляется балластом, он необходим для всех типов ламп.
Огромным преимуществом сети DALI является возможность произвольно перегруппировывать зоны освещения на уровне программирования, в любой момент времени, что абсолютно невозможно в системах, где зоны освещения подключены группой на один кабель, а не каждый источник света к отдельному кабелю. Проще говоря, у себя дома вы можете управлять каждой лампой в отдельности, а не просто зонами освещения, при этом видите статус исполнения команд на контрольном устройстве (пульты, панели управления), даже не находясь в помещении физически.
DALI – децентрализованная система, без главного контроллера. Устройства DALI имеет собственную энергонезависимую память, в которой хранятся все настройки для их конфигурации внутри системы. Протокол DALI открытый, без патентного ограничения, защищенный от помех, слаботочные кабели можно вести рядом с силовыми. Интерфейс DALI легко интегрируется в системы Умный Дом и системы диспетчеризации здания, через специальные шлюзы.
KNX – наиболее распространенный стандарт коммуникационной шины в мире. Шина отличается неприхотливостью, простотой исполнения и высокой надежностью. Топология KNX использует силовые цепи 220В между силовыми элементами (например, DIN-реечными диммерами) и световыми приборами (лампами), а все панели управления и контрольные элементы (различные датчики, модули контроля) “сидят” на слаботочном сигнальном кабеле. Это резко повышает электробезопасность системы для потребителей и снижает сложность монтажных работ. Как и DALI, KNX-системы не имеют центрального процессора, могут быть произвольно перепрограммированы без изменения существующей или необходимости прокладки новой кабельной проводки.
Обе системы – KNX и DALI – заслуживают внимания, у них нет какого-то несомненного преимущества друг перед другом. Поскольку половина всех Умных Домов строится на оборудовании для KNX, на ней же и собирается система управления освещением. Если нет задачи собрать Умный Дом, чаще выбирают DALI. Не будем забывать, что и традиционные аналоговые системы пока рано списывать со счета. В любом случае, по такому важному вопросу, как выбор системы управления освещением, всегда необходимо обращаться к специалистам.
