ED是電流驅動型器件,通過電流使LED燈發光。
通過改變LED燈電流大小能夠調節LED發光亮度,這個好理解;其實,通過改變LED燈電流的有、無的時間,也可以改變燈的亮度的。
我們知道電影其實是一張張圖片組成的,因為視覺暫留現象,當一秒鐘放映的圖片超過24張,人眼就會認為是連貫的畫面,還會形成美妙的動態模糊,這也是為什么電影大都是24幀的原因。而人眼對閃爍的辨認相對要求高些,當一個燈一秒閃爍超過80次以后,人眼基本就認為燈在保持常亮了。
現在比較流行PWM技術調光,市面上很多LED燈的調光驅動器都用到了PWM技術,反映到電路板上就是調光驅動器內部一般有個PWM調節器,用來控制輸出電流大小連續變化或者輸出電流有無時間的長短。
無論是可控硅調光、0-10V調光,DALI調光、DMX512調光,僅僅是控制調光驅動器的方式不同而已,傳輸控制數據方式不一樣罷了。可以根據控制方式分為模擬調光、數字調光。
也可以根據電流輸出的方式,分為DC調光和PWM調光。目前主流的DC調光和PWM調光都是調節亮度的一種方式。DC調光是通過改變流過LED燈電流大小,實現亮度調節的;PWM調光是通過控制LED燈電流的有、無時間,或者說是控制LED燈頻閃,來改變燈光亮度的。
常見LED調光方式:
1.可控硅調光
可控硅調光器的調光方式是利用可控硅的切相斬波功能,對驅動器的輸入電壓進行調節的,從而改變驅動器輸出電流大小,實現的調光。
可控硅調光方式通常在使用時只需要把原有的電源開關換成可控硅調光開關,通過旋轉調光器的旋鈕來達到不同的亮度。這種調光方式的優點是簡單、實用,整體安裝費用比較低,只需增加一個可控硅調光器,是目前最流行的一種調光方式。
0-10V調光是模擬調光,0/1-10V調光器是通過提供0-10V變化的電壓給到調光驅動器,從而改變輸出電流大小,達到調光目的。
0-10V調光系統在安裝使用時需要配置一個1-10V的調光開關,并且還要連接一組1-10V調光信號線到LED調光驅動上,進行調光。這種調光雖然調光效果比較理想,但是安裝布線比較麻煩,且控制線信號過長有明顯壓降,這就是它的最大缺陷造成了無法大量推廣的原因。
3.DALI調光
DALI調光是一種典型的數字控制方式。DALI 標準定義了用于照明控制應用中的通用通信協議和物理接口標準。DALI總線系統主要由外置調光驅動器或DALI燈具(內置調光驅動器)、調光控制網關、線路耦合器、DALI智能主機、軟件系統、系統電源組成,當然系統還有照明傳感器、調光面板等。
DALI調光系統最大的特點是每個燈具都有獨立的地址,通過DALI系統軟件可以實現對每個燈具進行精準控制;因每個燈具具有獨立地址特性,可實現對同一強電回路燈具、不同強電回路燈具或各回路中的燈具組合進行尋址,實現單獨控制、任意分組控制,調控具有非常大的靈活性。用戶可根據需求,隨心所欲地設計并調節相應的照明方案。
DALI調光精細度高,可以做到256級調光,而且主攻調溫和調光。不過因為本身帶了芯片的原因,價格自然要比0-10v和可控硅的貴不少,雖然近幾年有所降低,但是依然還是有點小貴,不過我認為已經在可接受的范圍之內了。
DMX512調光亦是一種數字控制方式。DMX512是一種數字控制協議,最先是由USITT(美國劇院技術協會)發展,最終成為從控制臺用標準數字接口控制調光驅動器的方式,它將光級別從0到100%分為256級。控制系統能夠實現R,G,B,W各256級灰度,真正實現全彩色。
與DALI用于表現靜態效果剛好相反,DMX512主要用于表現被照物的動態效果,不僅可以調節燈光的亮度、色彩、色溫,還可以調節燈光的角度,燈光的照射范圍,燈光的照射時間,燈光的照射軌跡。即DMX控制的燈是給人的感覺是一直在變動,但以色彩變化為主,適合渲染氣氛,所以一般應用在景觀燈和舞臺燈光。現在能看到的選秀節目那個舞臺燈光都是DMX512系統.
雖然調光軟件看起來很復雜,但可以簡單的將DMX512系統概括成三部分:DMX控制器---DMX解碼器(驅動)---RGB燈具組成。DMX512系統的接線示意圖。
DMX控制器(控制臺)的輸出的信號傳輸方式為:RS485差分信號,有效的保證了其信號的可靠性。
控制臺用標準數字接口控制調光驅動器
DXM512系統,控制臺用標準數字接口控制調光驅動器,其強大控制功能給建筑照明,夜景燈光照明,演播室和綜藝舞臺帶來豐富的燈光效果。
智能家居中的調光
今天我們就來說說智能家居中的調光。我們要了解調光的話,首先就要了解調光的歷史。最早期的調光方式是針對白熾燈設計的可控硅調光,也可以說可控硅就是按照白熾燈的特性設計的,它是通過改變燈的供電電壓,從而達到控制燈的亮度。理論上來講,在白熾燈時代可控硅絕對是調光精度最高,最細膩,傳輸距離還最遠的。
但現在進入了LED燈的時代,再用可控硅調光,就出現問題了。相信你在別的視頻里聽過,都說可控硅會頻閃,而且前30%都是虛偽,對不對?這也是我為什么要強調是在白熾燈時期,可控硅絕對是調光精度最高,最細膩,傳輸距離還最遠的。但在LED燈時代,LED燈用可控硅調光確實存在問題。
我們要知道,白熾燈可以通過電壓的高低來調節明暗,比如白熾燈220v電壓,那它就是百分之百的亮度,如果我給它110v電壓,那就是50%的亮度。但是這種方式是沒有辦法控制220v LED燈上,因為220v LED燈照亮的方式是通過頻閃,也就是說我給它220v電壓,它一秒三五下,我給他110v電壓,它依然是一秒三五下。如果低于它的工作電壓,它就直接罷工了。也就是說,用在白熾燈上調光的可控硅控制器不能直接用在LED燈上。
于是這個時候就出現了一個很關鍵的東西,PWM脈沖調節器,現在市場上所有的LED調光方案,無論是可控硅,0-10V,DALI,還是DMX 512,連接或集成在后面的這個叫PWM調節器。換句話來說,可控硅,0-10V,DALI,DMX 512,它都只是一種控制方式,真正負責調節燈光亮度的其實是PWM調節器。
為什么可控硅LED調光會出現頻閃呢?原本可控硅的調光區域是0到220v,相當于燈的亮度,如果是10%,我就要給它輸出22v的電壓,問題就出現在這里,進入LED時代以后,就多了一個PWM調節器,這個PWM調節器也是需要電的,這個時候22v的電壓已經無法滿足PWM調節器的最低工作電壓了,于是調節器在供電不足的情況下就出現了頻閃的現象。
那工程師難道就沒想到這個問題嗎?當然想到了,工程師會提前做標定,比如調節器的最低工作電壓是50v,那我就設定只要這個調節器一低于60v,馬上停止工作,這樣確就可以避免工作電壓太低導致的屏閃。但這樣會出現第二個問題,電壓前60v是停止工作的,相當于低于60v電壓時LED燈不亮,于是就出現了可控硅前30%都是虛位的。
可控硅在LED燈的時代背景下出現的各種問題,即有頻閃,又有虛位,那有沒有更好的解決方案呢?于是0/1-10v和1-10v就出現了,它在可控硅的基礎上進行了改進,他將供電和控制分開了,相當于用220v長供電,再用一個0-10v的電壓來控制燈的明亮度,相當于我輸出10v的時候就是LED燈最亮,輸出0v就是LED燈關閉,同時另一根220v電壓長期給PWM調節器供電,這樣就很好的解決了。
0/1-10V調光裝置即PWM調節器,內質兩條獨立電路,一條為普通的220v電壓電路,用于接通或關斷照明設備的電源,另一條是低壓電路,它提供參考電壓,并給LED燈調光級別信號。即LED燈的驅動模塊上設計了恒定電源和專門的控制線路。
但因為使用的是0-10v的電壓來調光,新問題就隨之而來。第一個問題就是調節的精細度不夠。如果我們以1v為一級亮度標準,那我們就可以理解為可控硅有220級亮度調節,哪怕丟失了虛位的40%,那也有130級亮度調節范圍。顯然0-10v就只有10極亮度調節,所以會顯得整體的調光不夠細膩。
如果第一個問題你能接受,那第二個問題就更加致命,10v低壓甚至會出現壓降,線路越長壓降越嚴重。比如客廳配電箱到臥室長距離拉線,到臥室的燈處,理論上這個燈現在應該收到的是10v電壓,但實際我們去量可能只有8-9v,這就使得原本就不夠的燈光分級數量更加捉襟見肘,燈的亮度也會隨之大打折扣,相當于我臥室本來是12瓦的燈,結果最亮只能做到10瓦,這是誰都不愿意的。而且更麻煩的一點就是每一組燈線都要回到智能箱,空間一大,燈光一多,全房的走線就非常的嚇人。當然了集成PWM功能的0-10v復合控制器不存在第二個問題。
如今隨著數字化的浪潮,有人就提出了用電壓或者電流的方式來控制燈的明亮,我們把所有的燈串在一起,直接用代碼控制,比如說0是關,100是最亮,這樣一來不會出現壓降,二來所有的燈線都不用回到智能箱,只用出去一根數據線把所有燈串起來就可以了。于是DALI調光方式孕育而生。
在LED燈的時代背景下,可控硅和0-10v的調光方案因為各自的問題而被逐漸淘汰,而數字化的浪潮讓DALI調光方式走上了舞臺,他擁有的諸多優點,比如走線方便,沒有壓降,調光精細度高等。說到調光精細度,那就得說一下,DALI可以做到256級調光,而且主攻調溫和調光。不過因為本身帶了芯片的原因,價格自然要比0-10v和可控硅的貴不少,雖然近幾年有所降低,但是依然還是有點小貴,不過我認為已經在可接受的范圍之內了。
那這時候可能有人就要問了,而DALI難道就是最完美的調光方式了嗎?當然不是,我前面說到了,DALI主攻調溫/調光,但這可不包含RGB燈光。現在市面上的RGB燈光用的是DMX512協議,你就可以理解為是DALI的升級版,它在DALI的基礎上大幅的升級,不僅可以調節燈光的明亮度,還可以調節燈光的角度,燈光的照射范圍,燈光的照射時間,燈光的照射軌跡。換句話說,現在你能看到的選秀節目那個舞臺燈光都是DMX512,不過價格自然要比大立柜不少,所以一般別人問我調光怎么選的時候,我都是直接推薦的DALI。
那為什么說全屋調光盡量不要做無線協議呢?按道理來說,無線協議不就是把DALI和DMX512換成了ZIGBEE和WiFi傳輸嗎?其實問題也就出現在這里。這邊我們就說其中一個傳輸穩定性的問題,你是用WiFi打英雄聯盟爽,還是用網線打英雄聯盟爽?雖然看網頁這種幾KB的事情看不出區別,但是一到數據吞吐量巨大的游戲,這一類區別就非常明顯。調光協議也是這個樣子,如果只是傳統的普通燈光,那確實有線無線協議沒什么區別,但是一進入調光,雙色溫調光,甚至RGB,那就區別大了。比如我要一個普通的傳統單色燈光,那主機使用這樣傳輸,那如果是調光燈那就是這樣,那如果是雙色溫燈,那就是這樣,那如果是RGBW燈,吶就是這樣,如果這你還沒看出差別,那假如你家有100個燈呢?這些代碼量要乘以100。
這也是為什么在無線協議里耳機閉燈,市面上幾乎用的是WiFi協議,雖然WiFi協議傳輸不穩定,但是它的傳輸數據量至少比KB大呀。那可能就有人要說了,我又不會一次性關那么多,開那么多燈,那離家模式和迎賓模式你總要用到吧。所以所,無線局部調光可以使用,但全屋調光建議使用DALI。
所以一般情況下,家里局部調光的話,上無線沒什么問題,但是全屋調光我還是建議上有線兒,有線的話我更建議使用DALI協議。