LED-Leuchten Die Stärken von DALI in modernen Lichtkonzepten

Autor / Redakteur: Bianca Aichinger * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Energiekosten mit modernen LED-Leuchtsystemen einsparen: Mit einem passenden Lichtsteuersystem wie DALI und entsprechender Sensorik lassen sich Einsparungen bis zu 50% realisieren.

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Steuerlösung: Mit dem DALI-Protokoll lassen sich unterschiedliche Lichtkonzepte realisieren.
Steuerlösung: Mit dem DALI-Protokoll lassen sich unterschiedliche Lichtkonzepte realisieren.
(Recom)

Trotz regen Wettbewerbs der Stromanbieter klettern die Strompreise weiter. In der ersten Jahreshälfte 2014 sind sie laut dem unabhängigen Verbraucherportal Verivox durchschnittlich um mehr als 3% gestiegen. Wer die Kosten im Zaum halten will, kann mit Energiesparen gegenlenken. Ein großes Einsparpotential bietet dabei die Beleuchtung.

Durch den Einsatz von modernen Lichtsteuersystemen wie DALI und in Kombination mit entsprechender Sensorik lassen sich Einsparungen von bis zu 50% erzielen. Die Angebotsvielfalt an modernen Gebäudeautomationssystemen ist schier unüberschaubar und laufend kommen neue hinzu. Sie alle haben ihre Vor- und Nachteile.

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Manche punkten durch grenzenlose Möglichkeiten und Flexibilität, sind jedoch nur durch Spezialisten installierbar. Andere wiederum sind sehr bedienerfreundlich und einfach zu handhaben, bieten aber nur limitierte Möglichkeiten. Es scheint als wäre es nicht möglich, dass weite Feld der Beleuchtungsanwendungen mit nur einem System abzudecken.

Der Einzug der LED in die Beleuchtung eröffnet einem „alten Bekannten“ neue Möglichkeiten: Das Digital Adressable Lighting Interface, kurz DALI genannt, ist bereits seit Ende der Achtziger Jahre am Markt. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um eine Weiterentwicklung des 1-10V-Standards auf Basis des Digital Signal Interface (DSI). DALI konnte sich im Gegensatz zu DSI aber am Markt wesentlich besser behaupten, da es als offener Standard für den Anwender leichter zugänglich und für die individuelle Weiterentwicklung konzipiert war.

Wie das DALI-Protokoll funktioniert

DALI ist ein herstellerunabhängiger Schnittstellenstandard für dimmbare elektronische Betriebsgeräte. Im Vordergrund steht dabei eine kosteneffiziente, komfortable und dabei einfache Steuerung von Licht und aller daran beteiligter Komponenten. Das System benötigt zusätzlich zur Stromversorgung lediglich zwei weitere Installationsleitungen. Diese dürfen unter Berücksichtigung der Installationsvorschriften für Niederspannung (DALI ist nicht SELV klassifiziert) sogar gemeinsam mit den spannungsführenden Leitungen verlegt werden.

Häufig werden hierfür die beiden freien Leitungen eines NYM-Kabels mit 5 mm x 1,5 mm verwendet, zusammen mit den restlichen Adern für Phase, Neutral- und Schutzleitung. Da das System keine definierten Plus- und Minuspole kennt, ist auf richtige Polung nicht zu achten. Die Leitungen können in beinah beliebiger Topologie (Linien-, Stern- oder Baumstruktur) verlegt werden, lediglich eine Ringverkabelung ist nicht zulässig (siehe Bild 1).

DALI am Beispiel eines Konferenzraums

Nach der Installation wird mit dem DALI-Controller eine Initialisierung gestartet. Hierbei wird jedem Gerät automatisch eine spezifische Adresse zugewiesen. Mit Hilfe dieser Adresse ist es anschließend möglich, alle Lichtquellen individuell zu steuern oder in sinnvolle Gruppen zusammenzufassen. Auch können bis zu 16 verschiedene Szenen programmiert werden. Am besten zeigen sich die Vorteile von DALI anhand eines konkreten Beispiels.

Ein Konferenzraum, wie in Bild 2, soll mit einer modernen Beleuchtungssteuerung ausgestattet werden. Die Hauptbeleuchtung, bestehend aus 3 LED-Leuchten, soll als Gruppe dimmbar sein. Als Akzentbeleuchtung kommen 12 kleine LED-Spots zum Einsatz. Diese sollen gemeinsam ein-/ausgeschalten werden. Neben der Beleuchtung sollen auch die Jalousien und die Projektionswand ferngesteuert werden. Die Steuerung soll mittels einer App mit Smartphone oder Tablet möglich sein.

Es ist gewünscht, dass für Vorträge und Schulungen eine Szene Präsentation erstellt wird, bei welcher automatisch die Projektionswand und Jalousien heruntergefahren und das Licht langsam heruntergedimmt wird. Bei der Szene Reinigung hingegen sollen alle Lichter mit voller Leuchtkraft leuchten.

Grenzen von DALI und alternative Techniken

Das sind alles durchaus typische Anforderungen an einen modernen Konferenzraum. Für die Umsetzung werden hierzu, aufgrund der vielen notwendigen unterschiedlichen Schnittstellen (Relaiskontakte, Taster, App- und Lichtsteuerung) häufig teure Steuersysteme eingesetzt. Diese sind aber für die Steuerung eines einzelnen Meetingraums meist überdimensioniert und treiben die Kosten in schwindelerregende Höhen von 5000 bis 20.000 Euro und mehr. Auch wenn DALI ursprünglich als reines Lichtsteuersystem entwickelt wurde, ist eine Aufgabenstellung wie diese für das System eine leicht lösbare Aufgabe. Mit DALI-Standardkomponenten belaufen sich die Kosten in unserem Beispiel auf weniger als 1000 Euro (siehe Bild 3)

Aber leider ist auch DALI nicht für jede Anwendung die richtige Lösung. Die Anforderungen aus dem obigen Beispiel beschränken sich auf sehr grundlegende Funktionen. Möchte man hier allerdings auch DVD-Player, Video-Projektor und Soundanlage steuern, wird man um den Einsatz einer traditionellen Multimedia-Steuerung, nicht herumkommen.

Auch mag es Anhänger neuerer Technologien geben, die sagen werden, dass DALI einfach zu alt ist um eine brauchbare Alternative zu sein. Die Datenübertragung des sehr einfachen selbsttaktenden Manchestercodes, erfolgt durch das gezielte Kurzschließen der Busleitungen. Die Übertragungsrate ist mit 1200 Baud relativ langsam. Somit braucht DALI wesentlich länger um Daten zu übermitteln als andere digitale Systeme – Cresnet und AMX sind beispielsweise um das bis zu 32-fache schneller. Andrerseits bedeutet eine Übertragungsrate von 1200 Baud eine Verzögerung von gerade einmal 833µs beim ein-/ausschalten einer LED. Für Anwendungen im Heim- oder Bürobereich wird dies ausreichend sein. Für Bühnen- oder Veranstaltungstechnik jedoch werden andere Systeme sicherlich bessere Ergebnisse liefern.

Die vielversprechendsten Funktechnologien sind aktuell wohl Zigbee in Europa und Z-Wave in den USA. Hierfür gibt es Starterkits mit LED-Retrofit-Lampen. Diese können einfach in die vorhandenen Lampensockel geschraubt werden. Solche drahtlosen Systeme machen vor allem überall da Sinn, wo die Verdrahtung nicht ohne weiteres verändert werden kann. Allerdings ist es äußerst kostenintensiv in jede einzelne Lampe einen Funkempfänger einzubauen (das Starterkit der Philips Hue kostet beispielsweise um die 200 Euro).

Auf die Sicherheit bei Funksystemen kommt es an

Aus Sicherheitsgründen sind die meisten Funksysteme mit einem Sicherheitsschlüssel geschützt. Doch ist es für Hacker keine allzu schwere Aufgabe diese Codes zu knacken. Eine fremdgesteuerte Lampe mag für manche nur eine kleine Unannehmlichkeit sein, sind in demselben System allerdings auch die Türen und Fenster inkludiert, sieht die Sache schon ganz anders aus. Denn im Falle eines erfolgreichen Hacks stehen unerwünschten Gästen im wahrsten Sinne des Wortes Tür und Tor offen.

Doch DALI kann auch neben allen modernen Funksystemen bestehen, sei es als eigenständiges System oder als ergänzendes Zwischenstück für die Kommunikation zwischen Bedieneinheit, also einer App, und Leuchtmittel. Als intelligentes System kann DALI nützliche Funktionen für andere Kontrollsysteme ergänzen.

Wie bereits erwähnt gibt es kein System welches für alle Anwendungen das richtige sein wird. Da die meisten Systeme jedoch mittels Schnittstellen und Gateways nahtlos zusammenarbeiten können, macht es Sinn für jede Anwendung die beste Lösung zu verwenden. Diese Flexibilität ist vor allem dann vorteilhaft wenn verschiedene Steuerungen für eine Leuchte benötigt werden, wie zum Beispiel wenn diese sowohl mit einer App als auch einem festinstallierten Dimmer an der Wand gesteuert werden soll. Ein einziger Zigbee-zu-DALI-Adapter, kombiniert mit DALI-fähigen Schaltern und Dimmern, bietet hier eine wesentlich kostengünstigere Lösung, als wenn jeder Schalter, Dimmer und LED-Treiber Zigbee-konform sein muss.

DALI-Konverter als Schnittstelle für dimmbare LED-Treiber

Für Anwendungen wie beispielsweise in einem Konferenzraum, ist ein neuer Signal-Konverter von Recom die Lösung. Er ermöglicht die Einbindung herkömmlicher, dimmbarer LED-Treiber, sowie entsprechender Produkte anderer Hersteller, in ein DALI-Bussystem. Der Konverter kommuniziert mit dem Controller und empfängt von diesem DALI-Kommandos, welche er dann in wahlweise PWM, 0-10V- oder 1-10V-Signale umsetzt.

Es lassen sich bis zu sechs LED-Treiber an den Steckklemmen am Steuerausgang des Konverters anschließen. Das ermöglicht die Steuerung eines ganzen Raumes oder Büros, mit nur einer einzigen DALI-Adresse. Mit dem eingebauten Relais können die LED-Treiber software-gestützt komplett ausgeschalten und so der Standby-Verbrauch der Vorschaltgeräte auf null reduziert werden.

* Bianca Aichinger ist bei Recom Power für das Produkt-Marketing verantwortlich.

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