Smarte Lichtsteuerung Was intelligente Komponenten in einem LED-Modul bieten

Autor / Redakteur: Lukas Joslowski * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Erst die Kombination aus einer Sensorik und einer Kommunikationsschnittstelle zum Steuern des LED-Leuchtenmoduls machen aus einem Leuchtenmodul ein smartes System. Ein Überblick.

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Smartes LED-Leuchtensystem: Funknetzteil für ein Chip-on-Board-LED-Modul im Zhaga-Standard mit Niederspannungsversorgung von 48 V.
Smartes LED-Leuchtensystem: Funknetzteil für ein Chip-on-Board-LED-Modul im Zhaga-Standard mit Niederspannungsversorgung von 48 V.
(Turck duotec)

LED-Module bestehen heute nicht mehr nur aus einer einfachen Platine mit einer mehr oder weniger großen Anzahl von LEDs und einem Anschluss für ein externes Netzteil. Es lassen sich heute schon viele zusätzliche Funktionen modular in das LED-Modul integrieren. Durch die Anpassung dieser Integration auf die gewünschte Anwendung, wird das LED-Modul zu einem Smart-Lighting-System. Ähnlich eines Blockschaltbildes können Funktionsgruppen definiert werden, die dann ein Gesamtkonzept für Beleuchtungsaufgaben und Aufgaben in der Gebäudeautomation ergeben.

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Eine Funktionsgruppe, an der viele Anwender interessiert sind, ist ein aktives Temperaturmanagement. Dabei soll das LED-Modul selbst erkennen, wenn es nicht ausreichend gekühlt wird und regelt sich selbst in der Leistung so, dass die angestrebte Lebensdauer der Leuchte weiterhin erreicht wird. Die Temperaturregelung überlagert sich in diesem Fall mit der Helligkeits- bzw. Farbsteuerung, die von extern eingestellt werden kann.

Mesh-Netzwerk in der Beleuchtung

Die Steuersignale können über unterschiedliche physikalische Schnittstellen erfolgen, wie beispielsweise die Funkschnittstelle. Unterschieden wird in Funkprotokolle, die für eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung geeignet sind und in Mesh-Netzwerkfähigen-Protokollen, um ein Netz von Teilnehmern zu verbinden und zu koordinieren.

Eine einfache Bluetooth-Verbindung beispielsweise ist momentan nicht für ein Mesh-Netzwerk geeignet. Da ein Mesh-Netzwerk jedoch durch seine Flexibilität der Verknüpfungen deutlich ausfallsicherer ist und eine höhere Reichweite erreicht werden kann, wird aktiv an der Erweiterung der Spezifikation hin zu einem Mesh-Netzwerkfähigen Protokoll für Bluetooth Low Energy gearbeitet. Wird ein Mesh-Netzwerk in der Beleuchtung verwendet, übernehmen alle Leuchten eine Routerfunktion. Sie können zu jeder Zeit Funksignale von anderen Geräten innerhalb des Netzwerks weiterleiten. Dadurch wird über mehrere Leuchten ein Funkweg ausgebildet, um mit einem Internetgateway zu kommunizieren oder einfach von einem Funklichtschalter angesprochen zu werden.

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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft LED- und OLED-Beleuchtungstechnik I erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

Verschiedene Steuer-Protokolle im Vergleich

Selbst die einfachste Drahtschnittstelle lässt sich smart nutzen. Hier gibt es verschiedene Verfahren und Protokolle, die speziell für LED-Module geeignet sind. Das DALI- (Digital-Addressable-Lighting-Interface-)Protokoll wird bevorzugt in der Gebäudeautomatisierung eingesetzt. Hier wird das Steuersignal über zwei separate Leitungen in der 230-V-Hausinstallation übertragen. Es sind keine speziellen Leitungen mit Abschirmung oder Maßnahmen zur Störunterdrückung notwendig. Ein Nachteil davon ist die begrenzte Übertragungsgeschwindigkeit, die im Protokoll ausgeglichen werden muss. Um diesen Nachteil auszugleichen sind im DALI-Protokoll vordefinierte Lichtszenen vorgesehen, die mit nur einem Befehl abgerufen werden können. Diese Befehle bilden dann die zeitliche Änderung für diese Szenen ab.

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