Dimmen von Lichtquellen und Dimmmethoden

297 9  Dimmen, Überwachen und Steuern 9.1  Dimmen von Lichtquellen Beleuchtungseinrichtungen moderner Industrieanlagen zeichnen sich durch ein hohes Maß an Sicherheit, vielfältige Funktionen, hohe Flexibilität, Effizi-enz  und  hohe  Wirtschaftlichkeit  aus.  Moderne  steuer-  und  regelbare  Be-leuchtungsinstallationen kommen diesen Anforderungen nach und erfüllen neben  den  gesetzlichen  Vorgaben  auch  die  Ansprüche  an  Komfort,  Wirt-schaftlichkeit und Energieeffizienz. Zusätzlich werden immer häufiger Über-wachungs-, Fernsignalisierungs- und Anzeigefunktionen gefordert. Zielvorgaben  steuer-  und  regelbarer  Beleuchtungsinstallationen  können  sein:  ❚ Minimierung des Energieeinsatzes, z. B. für Beleuchtung, Heizung und Lüftung, Steuerung von Jalousien in Abhängigkeit der Sonneneinstrah-lung. Dazu gehören insbesondere die Auswirkungen des Tages- und  Sonnenlichtes auf das Energiebudget des Gebäudes. Zum Beispiel kann Tageslicht künstliche Beleuchtung teilweise oder gänzlich ersetzen, aber auch durch intensive Sonneneinstrahlung die Aufheizung der Arbeitsräu-me beeinflussen. ❚ Steigerung der Komfortkriterien und Berücksichtigung der Wirkung des Lichtes auf den Menschen  z. B. durch Steuerung und Regelung der künst- lichen Beleuchtung in Abhängigkeit vom Tageslichteinfall. Mit einer dy-namischen künstlichen Beleuchtung – variierbar im Beleuchtungsniveau und in der Lichtfarbe – werden physiologische, mehr noch psychologi-sche Wirkungen beim Menschen aktiviert. Eine Variation der künstli-chen Beleuchtung in Bezug auf die Farbtemperatur kann den Verlauf der Lichtfarbe des Tageslichtes nachbilden und medizinisch (circadian) wir-ken (siehe auch Kapitel 5). Eine Farbsteuerung (mittels RGB-Steuerung) kann psychologische Wirkungen auslösen.  ❚ Überwachen und Steuern  von Räumen und Beleuchtungsanlagen durch  Präsenzdetektion und Funktionsüberwachung.  Die  verschiedenen  Lampenfamilien  zeigen  aufgrund  ihrer  physikalischen  Eigenschaften unterschiedliche Dimm-Möglichkeiten. bd1.indb   297 26.11.2015   10:43:02 Uhr

9 Dimmen, Überwachen und Steuern 298 9.1.1  Netzspannungsglühlampen und Hochvolt-  Halogenglühlampen Netzspannungsglühlampen  und  Hochvolt-Halogenglühlampen  sind  relativ leicht zu dimmen. Dies geschieht in der Praxis am häufigsten über Phasen-dimmer,  die  einfach  einen  Teil  der  sinusförmigen  Netzspannung  in  jeder Halbwelle  herausschneiden  und  damit  entsprechend  weniger  effektive Spannung  an  die  Lampe  weitergeben.  Die  dabei  entstehenden  Lücken  in der Versorgungsspannung der Lampe von einigen Millisekunden Dauer be-wirken keine nennenswerte Lichtmodulation, da der Glühfaden der Lampe thermisch zu träge ist. Netzspannungsglühlampen  und  Hochvolt-Halogenglühlampen  verändern  beim  (Herunter-)Dimmen  ihre  Farbtemperatur  zu  niedrigeren  (wärmeren) Werten, während ihre Effizienz sinkt (siehe Bild 9.1).  1.000 200 180 160 140 120 10080 60 40 20 10 500400 300 200 100 90 80 70 60 50 40 I / I 0 ; P /P 0 ; L /L 0 ; T F /T 0 ; h /h 0 ; F /F 0   in % I / I 0 ; P /P 0 ; L /L 0 ; T F /T 0 ; h /h 0 ; F /F 0   in % U/U 0  in % U/U 0  in % Spannung Zeit 85 90 95 105 110 120 115 100 V SW Datendiagramm unbeeinflusster  Lampenstrom  von CFLi oder LED Versorgung Steuergerät Bereich 1 ms bis 9 ms Verhalten wie  mechanischer Schalter T F I P h F T F I L L P h F Bild 9.1   Lichtstrom f, Effizienz h, Leistung P, Strom I, Farbtemperatur T F  und   Lebensdauer L von Glühlampen als Funktion der Versorgungsspannung  (jeweils bezogen auf ihren Wert bei Nennspannung) Quelle OSRAM bd1.indb   298 26.11.2015   10:43:03 Uhr

299 9.1 Dimmen von Lichtquellen Gleichzeitig steigt die Lebensdauer bei gedimmten Lampen in der Regel  deutlich an. Bei Glühlampen und Hochvolt-Halogenglühlampen ist der mög-liche Dimmbereich nach unten praktisch nicht eingeschränkt; trotzdem ha-ben  die  gebräuchlichen  Phasendimmer  einen  individuellen  fest  eingestell-ten unteren Grenzwert des Dimmbereichs. 9.1.2  Niedervolt-Halogenglühlampen Im  Prinzip  haben  auch  Niedervolt-Halogenglühlampen  ein  ganz  ähnliches Dimmverhalten wie Halogenglühlampen für Netzspannung. Da diese Lam-pen aber mit einem Betriebsgerät zur Erzeugung der benötigten Kleinspan-nung betrieben werden, muss die Kombination aus Lampe und Vorschaltge-rät  mit  dem  vorgeschalteten  Dimmer  harmonieren.  Einige  elektronische Trafos  sind  auch  für  den  Betrieb  mit  Phasen-Anschnittdimmern  ausgelegt. Die Kompatibilität von elektronischen Trafos mit entsprechenden Dimmer-typen  kann  den  Produktunterlagen  der  Transformatorenhersteller  entnom-men werden. 9.1.3  Leuchtstofflampen Leuchtstofflampen ohne integriertes Vorschaltgerät sind sehr gut dimmbar, allerdings  ist  dazu  ein  elektronisches  Vorschaltgerät  (EVG)  mit  geeigneter Steuerschnittstelle erforderlich. Das EVG sorgt dabei für die entsprechende Regelung des Lampenstroms und für die zusätzliche Heizung der Lampen-wendeln bei niedrigen Dimmstellungen. Lampen und Vorschaltgeräte müs-sen aufeinander abgestimmt sein, damit das System zuverlässig und mit un-eingeschränkter Lebensdauer auch in den niedrigsten Dimmstellungen (z. B. 1 %) arbeitet. Leuchtstofflampen ändern ihre Farbtemperatur beim Dimmen nur unwesentlich. Ihre Effizienz nimmt zu niedrigen Dimmstellungen ab. Dimmbare  Leuchtstofflampensysteme  in  Kombination  mit  intelligenter  Lichtsteuerung können zu erheblichen Energieeinsparungen in professionel-len Beleuchtungsanwendungen beitragen. Zur Ansteuerung stehen verschie-dene Systeme zur Verfügung, wie z. B. DALI, 1–10 V. 9.1.4  Hochdruck-Entladungslampen Hochdruck-Entladungslampen sind nur eingeschränkt dimmbar; einige Lam-pentypen  sind  überhaupt  nicht  dimmbar  bzw.  dafür  nicht  vom  Hersteller  bd1.indb   299 26.11.2015   10:43:03 Uhr

9 Dimmen, Überwachen und Steuern 300 freigegeben.  Durch  die  veränderten  Temperaturverhältnisse  der  Lampe beim  Absenken  der  Leistung  kann  sich  z. B.  die  wirksame  Zusammenset-zung ihrer Füllstoffe verändern und damit zu einer deutlichen Farbverschie-bung beitragen. Auch ihre Lebensdauer kann durch eine zu niedrigere Lei-stung negativ beeinflusst werden. Viele Hochdruck-Entladungslampen sind bis 60 % oder 50 % dimmbar, was z. B. für eine Nachtabsenkung in der Stra-ßenbeleuchtung und der damit verbundenen Energieeinsparung bereits voll-kommen  ausreicht.  Genauere  und  produktspezifische  Angaben  sind  dazu von den Lampenherstellern verfügbar.Der Dampfdruck der Hochdruck-Entladungslampen, der für die Lichterzeu-gung  zuständigen  Füllungsbestandteile,  hängt  von  der  Temperatur  der Brennerwand ab. Eine veränderte Brennerwandtemperatur durch Änderung der Lampenleistung beeinflusst somit die Zusammensetzung der Füllung im Plasmabogen und in Folge dessen die elektrischen und photometrischen Ei-genschaften der Lampe. ❚ Bei Natriumdampf-Hochdrucklampen gibt es bezüglich Farbe  keine wesentlichen Veränderungen.  ❚ Bei Halogen-Metalldampflampen kann das Dimmen eine Veränderung der Lichtfarbe bewirken. Bei  den  unterschiedlichen  Lampenfamilien  sind  die  folgenden  Einschrän-kungen zu beachten: Natriumdampf-Hochdrucklampen (HS-Lampen)Eine Leistungsreduzierung bei Natriumdampf-Hochdrucklampen ist im Nor-malfall bis auf 50 %) der Lampen-Nennleistung ohne Einfluss auf die Lebens-dauer zulässig. Dabei sind die folgenden Verfahren möglich: ❚ Stufenschaltung mit dem Übergang auf den Betrieb an einem Vorschalt-gerät der nächst niedrigeren Leistungseinheit ❚ Stufenschaltung mit Zusatz-Induktivitäten zu den Vorschaltgeräten  zum 100-%-Betrieb ❚ Lampenansteuerung durch elektronische Vorschaltgeräte Es wird empfohlen, die Dimmung mit regelbaren elektronischen Vorschalt-geräten (in der Regel mit Rechteck-Spannung) bis zu einer minimalen Lam-penleistung von 50 %) vorzunehmen. Der Anlauf muss immer bei Nennlei-stung erfolgen. Bei jedem Einschalten müssen die Lampen für 15 Minuten mit 100 %) der Leistung betrieben werden, damit ein Einbrennen der Lam-pe erreicht wird. Eine  Dimmung/Leistungsreduktion  durch  Phasenanschnittsteuerung  oder durch Absenkung der Netzspannung ist nicht zulässig. bd1.indb   300 26.11.2015   10:43:03 Uhr

301 9.1 Dimmen von Lichtquellen Da  in  den  einschlägigen  Natriumdampf-Hochdrucklampennormen  keine  Anforderungen  zum  Dimmen  festgelegt  sind,  ist  der  Dimm-Betrieb  grund-sätzlich mit den Lampenherstellern abzustimmen. Halogen-Metalldampflampen (HI-Lampen) Halogen-Metalldampflampen sind nicht dimmbar, bei Nichtbeachtung kön-nen auftreten: ❚ starke Farbabweichungen, ❚ schlechteres Betriebsverhalten, Wirkungsgradreduzierung usw. ❚ Lebensdauerverkürzungen. Halogen-Metalldampflampen mit Keramikbrenner (C-HI-Lampen) Das  Dimmen  von  Halogen-Metalldampflampen  mit  Keramikbrennern  ist grundsätzlich  technisch  durchführbar,  jedoch  müssen  die  folgenden  Ein-schränkungen beachtet werden: Halogen-Metalldampflampen zeigen im Dimm-Betrieb mit zunehmender  Betriebsdauer  einen  stärkeren  Lichtstromrückgang  und  eine  starke Farbstreuung  der  einzelnen  Lampen  in  einer  Anlage.  Neue  Keramikbren-nertechnologien ermöglichen bezüglich der Lichtausbeute und der Farbwie-dergabe  ein  verbessertes  Dimmverhalten,  jedoch  tritt  im  Dimm-Betrieb nach wie vor eine Farbortverschiebung auf. Es wird empfohlen, zum Dim-men ausschließlich elektronische Vorschaltgeräte zu verwenden und dabei ein  Dimmniveau  von  50 %)  nicht  zu  unterschreiten.  Der  Anlauf  muss  im-mer bei Nennleistung erfolgen. Bei jedem Einschalten müssen die Lampen für 15 Minuten mit 100 %) der Leistung betrieben werden, damit ein zuver-lässiges Betriebsverhalten der Lampe erreicht wird. Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (HM-Lampen) und  Natriumdampf-Niederdrucklampen (LS-Lampen) Quecksilberdampf-Hochdrucklampen und Natriumdampf-Niederdrucklampen sind nicht dimmbar. 9.1.5  LED-Lichtquellen Der  Lichtstrom  einer  LED  ist  abhängig  vom  „Vorwärtsstrom“,  der  dieses Halbleiterbauelement durchfließt. Eine Reduzierung des Stroms führt zu ei-ner  Absenkung  des  Lichtstroms.  Dadurch  sinken  die  Sperrschichttempera-tur sowie die Stromdichte im Halbleiter, was in der Regel zu einer erhöhten  bd1.indb   301 26.11.2015   10:43:03 Uhr

9 Dimmen, Überwachen und Steuern 302 Effizienz  der  LED  gegenüber  dem  Betrieb  mit  max.  Vorwärtsstrom  führt. Die Stromabsenkung kann auch durch die Reduzierung der Amplitude oder durch Puls-Weiten-Modulation erfolgen. 9.1.6   Dimmen von LED-Lichtquellen Der Lichtstrom einer LED ist abhängig vom „Vorwärtsstrom“, der das Halb-leiterbauelement  durchfließt.  Eine  Reduzierung  des  Stroms  gegenüber  ih-rem max. Nennstrom führt zu einer Absenkung des Lichtstroms. Dadurch sinken die Sperrschichttemperatur sowie die Stromdichte im Halbleiter, was in  der  Regel  zu  einer  erhöhten  Effizienz  der  LED  gegenüber  dem  Betrieb mit max. Nennstrom führt. Die Stromabsenkung kann analog durch die Reduzierung der Amplitude  erfolgen oder durch Puls-Weiten-Modulation. 9.1.6.1  Analoges Dimmen Durch  das  Absenken  der  Amplitude  (siehe  Bild  9.2)  des  Vorwärtsstromes wird der Lichtstrom der LED reduziert. Sobald ein bestimmtes gewünschtes Licht- bzw. Stromniveau eingestellt ist, bleibt dieses zeitlich konstant. Einschränkungen bei analogem Dimmen Der Dimm-Bereich zu kleinen „analogen“ Dimm-Stellungen kann durch ver-schiedene Effekte bzw. Einflussfaktoren eingeschränkt sein: ❚ Bei sehr kleinen Strömen und Dimm-Stellungen ist es möglich, dass die Lichtströme verschiedener LEDs z. B. innerhalb eines LED-Moduls er-kennbar auseinanderlaufen. Im Extremfall sind einige LEDs bereits dun-kel während andere noch Licht emittieren. Dieser Effekt kann z. B. zu ei-ner unteren Dimm-Grenze von 5 Prozent des maximalen Nennstroms führen. 800 900 700 600 500 400 300 200 100 0 Strom in mA Spannung in V Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  0,5 0 100 % 80 % 20 % Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  100 % 80 % 20 % Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  100 % 30 % 3 % 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Bild 9.2   Analoges Strom-Dimmen von LEDs bd1.indb   302 26.11.2015   10:43:03 Uhr

303 9.1 Dimmen von Lichtquellen ❚ Bei analog gedimmten weißen LEDs kann sich der Farbort besonders bei kleinen Dimm-Stellungen merklich verschieben. Dies kann in „farbsensi-tiven Anwendungen“ eine Beschränkung des analogen Dimm-Bereichs auf z. B. minimal 30 % des maximalen Nennstroms sinnvoll machen.  ❚ Dimmbare elektronische Betriebsgeräte für LED haben – abhängig vom spezifischen Schaltungsdesign – einen begrenzten einstellbaren Strombe-reich, der darüber hinaus von weiteren Faktoren (z. B. Betriebsspannung des angeschlossenen LED-Moduls) abhängig sein kann. 9.1.6.2  Puls-Weiten-Modulation Ein weiteres Verfahren zur Reduzierung des Mittelwerts des Vorwärtsstro-mes  ist  die  Puls-  Weiten-Modulation  (PWM  –  siehe  Bild  9.3).  Dabei  wird der  Stromfluss  durch  die  LED  im  Rhythmus  einer  bestimmten  PWM-Fre-quenz zyklisch unterbrochen. Je länger die Stromlücken zwischen den ver-bleibenden  Stromphasen  mit  konstant  gehaltener  Amplitude  sind,  desto niedriger wird der effektive bzw. der mittlere Strom durch die LED und da-mit  deren  wahrgenommene  Helligkeit.  Die  PWM-Frequenz  liegt  dabei  im Bereich  zwischen  100 Hz  und  1 kHz  und  ist  so  bemessen,  dass  für  das menschliche  Auge  kein  erkennbares  Flimmern  entsteht,  obwohl  eine  ent-sprechende Lichtmodulation vorliegt.Vorteile des Dimmens durch Puls-Weiten-Modulation:Die  Vorteile  der  PWM-Dimmung  gegenüber  Analog-Dimmung  sind  vor  al-lem bei tiefen Helligkeitswerten sichtbar: ❚ Bei sehr niedrigen Dimm-Werten sind kaum Helligkeitsunterschiede zwi-schen den einzelnen LEDs sichtbar, Farbverschiebungen sind ebenfalls kaum wahrnehmbar.  ❚ Die Einstellung der Helligkeitswerte erfolgt präziser. Einschränkungen können durch Resonanzen zwischen EVG und Leuchten-komponenten erzeugte mechanische und akustische Schwingungen sein.  800 900 700 600 500 400 300 200 100 0 Strom in mA Spannung in V Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  0,5 0 100 % 80 % 20 % Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  100 % 80 % 20 % Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  100 % 30 % 3 % 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Bild 9.3   PWM-Dimmen von LEDs bd1.indb   303 26.11.2015   10:43:03 Uhr

9 Dimmen, Überwachen und Steuern 304 9.1.6.3  Kombinierte Analogsteuerung und Pulsweitenmodulation Mit der Kombination beider Dimm-Methoden (Bild 9.4) können die Vorteile beider Systeme genutzt werden. So kann z. B. die analoge Strom-Dimmung im Bereich von 100 % bis 30 % verwendet werden und danach nahtlos über-gehen  in  eine  PWM-Dimmung  bis  zu  sehr  kleinen  Dimm-Stellungen.  Da-durch werden nicht nur die o. g. Probleme des analogen Dimmens vermie-den,  sondern  auch  die  verbleibende  Lichtmodulation  des  PWM-Dimmens auf  kleine  Werte  minimiert  sowie  die  Anregung  hörbarer  Schwingungen vermieden. 9.2   Dimmmethoden 9.2.1   Dimmen mit analoger Schnittstelle 1–10 V Eine  einfache  Möglichkeit,  Lichtquellen  zu  dimmen,  ist  der  Einsatz  von elektronischen  Vorschaltgeräten  (Dimm-EVG)  mit  der  Schnittstelle  1–10 V. Die  technischen  Merkmale  der  zweipoligen  Schnittstelle  mit  der  Steuer-gleichspannung  von  1–10 V  sind  in  DIN  EN  60929  [1]  im  Anhang  E  ge-normt.  Die  Steuergleichspannung  wird  über  eine  Zweidrahtleitung,  die  in vielen Fällen in einer gemeinsamen Mantelleitung mit der Netzspannungs-versorgung verlegt werden kann, mit für diese Schnittstelle geeigneten Steu-ergeräten  (Dimmgeräten)  verbunden.  Das  Bild  9.5  zeigt  die  typische  An-wendung mit einer Tageslichtsteuerung. Die  Schnittstelle  1–10 V  ermöglicht  den  parallelen  Betrieb  mehrerer  EVGs (siehe Bild 9.6). Die EVGs sind in einer solchen Schaltung als Strom-quellen anzusehen, deren Spannung über ein Dimmgerät, das als elektroni-sches Potentiometer wirkt, eingestellt wird. Die maximale Anzahl von par-allel  an  einem  Dimmer  zu  betreibenden  EVGs  wird  durch  den  gesamten  800 900 700 600 500 400 300 200 100 0 Strom in mA Spannung in V Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  0,5 0 100 % 80 % 20 % Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  100 % 80 % 20 % Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  Zeit t  Strom  A  100 % 30 % 3 % 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Bild 9.4   Kombination von analogem und PWM-Dimmverfahren bd1.indb   304 26.11.2015   10:43:03 Uhr

305 9.2 Dimmmethoden Steuerstrom und die maximale Strombelastbarkeit des verwendeten Dimm-gerätes  bestimmt.  Zum  Beispiel  können  bei  einer  maximalen  Strombelast-barkeit eines Dimmers von 50 mA und einem maximalen Steuerstrom von 1 mA pro EVG 50 EVGs angesteuert werden. Für die analoge 1–10-V-Schnittstelle können neben einfachen Dimmgerä- ten auch Steuerkomponenten mit erweiterten Funktionen verwendet wer-den.  In  Schulungs-,  Konferenz-,  Besprechungs-,  Vorführ-  und  Ausstellungs- N L L N Steuergerät Energie und Daten Das Steuergeät kann in Reihe geschaltet Lampen  optimal mit Energie versorgen, auch beim  Zündvorgang. Durch einfaches Datentelegramm wird  die Lampe standardisiert gesteuert. Die neuartige Lampe garantiert die Energie- versorgung des Steuergerätes (ca. 99 % des  effektiven Lampenstroms bleibt unbeeinflusst. L’ N + – 230 V AC 230 V AC Sensor  1–10 V Messung 2XX IEC 62386-101 Digital adressierbare Schnittstelle für die Beleuchtung – Teil 101: Allgemeine  Anforderungen – Systemkomponenten 2XX 2XX 2XX 2XX 3XX IEC 62386-103 Digital adressierbare Schnittstelle  für die Beleuchtung – Teil 103:  Allgemeine Anforderungen  – Steuergeräte IEC 62386-102 Digital adressierbare Schnittstelle  für die Beleuchtung – Teil 102:  Allgemeine Anforderungen  – Betriebsgeräte 3XX 3XX 3XX 3XX … 1–10 V 1–10 V +  weiß –  braun Sonnenlicht Arbeitsfläche ECG L ECG 1 ECG n 1 V … 10 V Kontrolleinheit Schalter Bild 9.6   Anschluss von mehreren elektronischen Vorschaltgeräten mit der 1–10-V-Schnitt- stelle N L L N Steuergerät Energie und Daten Das Steuergeät kann in Reihe geschaltet Lampen  optimal mit Energie versorgen, auch beim  Zündvorgang. Durch einfaches Datentelegramm wird  die Lampe standardisiert gesteuert. Die neuartige Lampe garantiert die Energie- versorgung des Steuergerätes (ca. 99 % des  effektiven Lampenstroms bleibt unbeeinflusst. L’ N + – 230 V AC 230 V AC Sensor  1–10 V Messung 2XX IEC 62386-101 Digital adressierbare Schnittstelle für die Beleuchtung – Teil 101: Allgemeine  Anforderungen – Systemkomponenten 2XX 2XX 2XX 2XX 3XX IEC 62386-103 Digital adressierbare Schnittstelle  für die Beleuchtung – Teil 103:  Allgemeine Anforderungen  – Steuergeräte IEC 62386-102 Digital adressierbare Schnittstelle  für die Beleuchtung – Teil 102:  Allgemeine Anforderungen  – Betriebsgeräte 3XX 3XX 3XX 3XX … 1–10 V 1–10 V +  weiß –  braun Sonnenlicht Arbeitsfläche ECG L ECG 1 ECG n 1 V … 10 V Kontrolleinheit Schalter Bild 9.5   Beispiel einer 1–10-V-Steuerung bd1.indb   305 26.11.2015   10:43:04 Uhr

9 Dimmen, Überwachen und Steuern 306 räumen  können  z. B.  eine  Anwesenheitserfassung  und  Tastensteuerungen mit wählbaren Helligkeitsniveaus zweckmäßig sein. Die  Dimmkurve,  d. h.  die  Beziehung  zwischen  der  Schnittstellenspan- nung 1–10 V am elektronischen Vorschaltgerät und der Lichtabgabe [elektri-sche Leistung der Lampe(n)] ist nicht genormt. Dies kann zur Folge haben, dass  in  einer  1–10-V-Steuerung  der  Einsatz  von  EVGs  verschiedener  Her-steller (mit unterschiedlichen Steuerkennlinien ausgestattet) zu einer unter-schiedlichen Lichtabgabe führt.  9.2.2  Dimmen mit der Schnittstelle „Digital Addressable   Lighting Interface“ (DALI) Digitale  Schnittstellen  haben  gegenüber  der  analogen  Schnittstelle  1–10 V eine Reihe von Vorteilen. Mit einem digitalen „Telegramm“ lassen sich weit mehr Informationen übertragen als durch eine analoge Spannung. Digitale Signale liegen außerdem nur dann vor, wenn die Information auch übertra-gen wird. Dagegen ist im analogen System, z. B. einer 1–10-V-Schnittstelle, die betreffende Steuerleitung ständig mit der Steuerspannung beaufschlagt. Aufgrund des digitalen Signals können digitale Steuerleitungen polaritätsfrei behandelt werden, d.h. entsprechende Steuerleitungen können verpolungs-sicher ausgeführt werden. Die für die Verarbeitung der digitalen Informatio-nen erforderliche „Intelligenz“ ist als digitale Schnittstelle (hard- und soft-waremäßig) in den betreffenden EVGs vorhanden. Grundsätzlich  sind  auch  bei  digitalen  Schnittstellen  entsprechende  Dimmgeräte bzw. Befehlsgeber (Sensoren) nötig, um eine Steuerung und/oder Regelung des Beleuchtungsniveaus zu erreichen.  DALI  (Digital  Addressable  Lighting  Interface)  ist  eine  moderne,  digitale  Beleuchtungsschnittstelle für vielfältige Anwendungsbereiche. Hierbei sind insbesondere  die  Anforderungen  für  eine  sinnvolle  Integration  in  überge-ordnete  Installations-Bussysteme  wie  KNX/EIB  und  LON  berücksichtigt worden.  Aber  auch  weniger  komplexe,  dezentrale  Systeme  sind  mit  der  DALI-Schnittstelle  effizient  realisierbar.  DALI-Systeme  sind  durch  folgende Eigenschaften charakterisiert: ❚ verzichten auf die Funktionalität eines komplexen Gebäudemanagement-systems ❚ einfache, anwenderfreundliche Schnittstelle für Komponenten  der Beleuchtungstechnik ❚ einfache Kommunikationsstruktur bd1.indb   306 26.11.2015   10:43:04 Uhr

307 9.2 Dimmmethoden ❚ Möglichkeit der Einbindung in Subsysteme über Umsetzer (Gateways)  in ein übergeordnetes Gebäudemanagementsystem, z. B. KNX/EIB oder LON ❚ Austauschbarkeit der Betriebsgeräte von unterschiedlichen Herstellern  in einer Anlage Die  Anforderungen  der  Schnittstelle  „Digital  Addressable  Lighting  Inter-face“  sind  in  der  DIN  EN  62386  [2]  definiert.  Mit  der  zweiten  Ausgabe  der  Norm  wurden  neben  den  System-  und  Vorschaltgeräteanforderungen auch die Sensor/Steuergeräteanforderungen in die Norm aufgenommen. In Bild 9.7 ist eine Übersicht der Struktur der DIN EN 62386 [2] am Beispiel der IEC 62386 [3] wiedergegeben. Die  Norm  DIN  EN  62386-101  [4]  legt  ein  Protokoll  für  die  Steuerung  von  elektronischen  Beleuchtungseinrichtungen  mit  digitalen  Signalen  zur Verwendung an Wechselstrom-Gleichstromversorgungen fest. Dazu gehören der Systemaufbau und die Architektur, die Festlegungen zur Busspannungs-versorgung und Lastkalkulation, Verdrahtungshinweise, die Struktur der Te-legramme, das Übertragungs-Zeitverhalten, die elektrischen Spezifikationen der Signale und die Betriebsverfahren. Die  Norm  DIN  EN  62386-102  [5]  legt  ein  Protokoll  und  Prüfverfahren  für die Steuerung von elektronischen Betriebsgräten mit digitalen Signalen zur Verwendung an Wechselstrom-Gleichstromversorgungen fest.  Die  Norm  DIN  EN  62386-103  [6]  legt  ein  Protokoll  und  Prüfverfahren  für  die  Steuerung  von  elektronischen  Steuergeräten  mit  digitalen  Signalen für  Beleuchtungszwecke  fest.  Die  Prüfungen  in  dieser  Norm  sind  Typprü-fungen.  Anforderungen  zur  Prüfung  einzelner  Betriebsgeräte  während  der Produktion sind nicht enthalten. N L L N Steuergerät Energie und Daten Das Steuergeät kann in Reihe geschaltet Lampen  optimal mit Energie versorgen, auch beim  Zündvorgang. Durch einfaches Datentelegramm wird  die Lampe standardisiert gesteuert. Die neuartige Lampe garantiert die Energie- versorgung des Steuergerätes (ca. 99 % des  effektiven Lampenstroms bleibt unbeeinflusst. L’ N + – 230 V AC 230 V AC Sensor  1–10 V Messung 2XX IEC 62386-101 Digital adressierbare Schnittstelle für die Beleuchtung – Teil 101: Allgemeine  Anforderungen – Systemkomponenten 2XX 2XX 2XX 2XX 3XX IEC 62386-103 Digital adressierbare Schnittstelle  für die Beleuchtung – Teil 103:  Allgemeine Anforderungen  – Steuergeräte IEC 62386-102 Digital adressierbare Schnittstelle  für die Beleuchtung – Teil 102:  Allgemeine Anforderungen  – Betriebsgeräte 3XX 3XX 3XX 3XX … 1–10 V 1–10 V +  weiß –  braun Sonnenlicht Arbeitsfläche ECG L ECG 1 ECG n 1 V … 10 V Kontrolleinheit Schalter Bild 9.7   Struktur der IEC 62386 [3] bd1.indb   307 26.11.2015   10:43:04 Uhr

9 Dimmen, Überwachen und Steuern 308 Der  Beleuchtung  einer  Anlage  sind  neben  der  Einstellung  eines  ge- wünschten Lichtstromes, also dem reinen Dimmen, mit der DALI-Schnitt-stelle weitere Funktionen zugeordnet. Die wichtigsten sind:  ❚ Maximal 64 Einzeladressen (Individualadressen) können zugeordnet werden.  ❚ Bis zu 16 Gruppen (Gruppenadressen) können zusammengefasst werden und für bis zu 16 speicherbare Szenen (Szenenlichtwerte) programmiert werden. Bei einer Farbsteuerung z. B. können alle Lampen der gleichen Farbe zu einer Gruppe zusammengefasst werden. Die Dimmwerte, der Wechsel zwischen den Lichtstromwerten und die Überblendgeschwin-digkeiten werden für alle Lampen der gleichen Gruppe einmal festgelegt und laufen dann auch einheitlich ab.  ❚ Durch einen „Broadcasting-Befehl“ (Rundrufbefehl) – unabhängig von der Einzeladressierung – können gemeinsame Ansteuerungen erreicht werden.  ❚ Anstelle eines Netzschalters kann die Lampe mittels eines Schaltsignals an der Schnittstelle geschaltet werden.  ❚ Statusmeldungen bzgl. Schalt- und Dimmzustand sowie ein Defekt  der Lampe oder des Vorschaltgerätes werden ausgegeben. ❚ Die definierte Dimmkennlinie gewährleistet, dass gedimmte Leuchten ei-ner Anlage einen gleichmäßigen visuellen Eindruck hervorrufen.  DALI-Steuergeräte können, je nach vorgesehenem Anwendungsbereich, auf einen Teil oder die Gesamtheit der im Vorschaltgerät befindlichen Funktio-nen zugreifen.  Die  Steuerleitungen  des  Systems  sind  üblicherweise  mit  den  Leitungen  der  Spannungsversorgung  der  Leuchten  in  einer  gemeinsamen  Mantellei-tung zusammengefasst. Ihre Länge soll 300 m nicht überschreiten. Der Steu-ereingang  ist  potentialfrei,  sodass  an  unterschiedlichen  Phasen  betriebene Vorschaltgeräte an eine Steuerleitung angeschlossen werden können. 9.3  Anwesenheitsdefinierte und tageslichtabhängige  Steuerung/Regelung Bei der Verwendung von dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten kann durch die Nutzung der analogen/digitalen Schnittstelle auf einfache Weise eine  anwesenheits-  und  tageslichtabhängige  Steuerung  oder  Regelung  der Beleuchtungsstärke  einer  Beleuchtungsanlage  erreicht  werden.  In  vielen  bd1.indb   308 26.11.2015   10:43:04 Uhr