Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A ist ein pulsweitenmodulierender Dimmer für LED-Module mit konstanter Eingangsspannung und integriertem 1-Kanal 16A Schaltaktor.
Den Dimmer gibt es in zwei Ausführungsvarianten: Für den Einbau zur Deckenmontage (Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A DK) oder als REG Gerät mit 4 TE (Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A REG). Beide Varianten sind technisch und softwaremäßig identisch.
Über den KNX-Bus können bis zu vier LED-Kanäle geschaltet und gedimmt werden. Pro Kanal kann der Dimmer 5A LED Strom modulieren. Das entspricht einer Leistung von 120 W pro Kanal bzw. in der Summe 480 W.
Das Gerät verfügt über ein Netz-Relais, mit dem eine geeignete LED-Spannungsversorgung netzseitig geschaltet werden kann. Damit wird die LED Stromversorgung durch den Aktor bei Bedarf zu- bzw. abgeschaltet, um so die Standbyverluste der Stromversorgung zu minimieren. Damit in Szenarien (z.B. Dämmerung) das Ein/Ausschalten der Stromversorgung nicht ständig erfolgt, wird über die Parametrierung von zwei Schaltuhren das Ausschalten in diesen Zeiten sperrbar. Damit kann die durch den Einschaltvorgang bewirkte Alterung der Netzgeräte und gleichzeitig deren Standbyverlust klein gehalten werden.
Lichtszenen können vorkonfiguriert, abgespeichert und wiedergegeben werden, auch mit 1-Bit Gruppenadressen, um so z.B. eine Beleuchtungsssteuerung mit einem einfachen Bewegungsmelder zu realisieren.
Sequenzen sind Abläufe von Farbveränderungen im Bereich von Sekunden bis Stunden. Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A verfügt über 16 vordefinierte Farbsequenzen. Damit wird die Nutzung dieses „Stimmungslichts“ bei der Inbetriebnahme sehr einfach. Daneben ist die Parametrierung eigener Farbsequenzen mit Hilfe der ETS Applikation möglich.
Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A wird variabel parametriert:
- Vier unabhängige Kanäle
- Zwei Kanäle Weiß (Kaltweiß / Warmweiß)
- Ein Kanal Weiß (Kaltweiß / Warmweiß), zwei unabhängige Kanäle
- Ein Kanal Farbe (Rot / Grün / Blau / Weiß)
- Ein Kanal Farbe (Rot / Grün / Blau)
- Ein Kanal Farbe (Rot / Grün / Blau), ein unabhängiger Kanal
Die Ansteuerung der Farben kann wahlweise über die Grundfarben Rot, Grün und Blau (Farbmodus RGB) oder über Farbton, Sättigung und Helligkeit (Farbmodus HSV) erfolgen (s.u.).
Über einen Taster können bei der Inbetriebnahme die einzelnen Kanäle angesteuert werden.
Dimmkennlinien
Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A bietet vier verschiedene Dimmkurven zur Auswahl. Diese sind
- Linear
- Exponentiell
- Potenzfunktion
- Enertex
Hinweis
Die folgenden Aussagen über die Wahrnehmung sind teilweise subjektiv und können im Einzelfall unterschiedlich von Mensch zu Mensch ausfallen. Die tatsächliche Wahrnehmung hängt zudem von weiteren Faktoren, wie etwa den LEDs, deren integrierte Ansteuerschaltung, deren Kennlinien usw. ab. Dennoch soll die Tendenz der Unterschiede verdeutlicht werden.
Abbildung 3: Dimmkurven
Linear
Für den Menschen[1] wird bei dieser Kennlinie eine Erhöhung im oberen Bereich der Ansteuerung (> 80% bis 100 %) meist geringer wahrgenommen. Im unteren Bereich (<10%) wird dagegen eine kleine Erhöhung des Ansteuerwerts für das menschliche Auge einen großen Effekt haben. Im Bereich 40 bis 60% ist die subjektive Wahrnehmung der Helligkeitsänderung oft recht gut.
Exponentiell
Aufgrund der Annahme, dass die Empfindung logarithmisch erfolgt, wird z.B. bei DALI Leuchtmitteln eine exponentielle Ansteuerung implementiert (Umkehrfunktion). Diese ist im unteren Bereich mit einem Offset versehen, d.h. beim Einschalten der LEDs wird einmalig ein deutlicher Helligkeitssprung wahrnehmbar sein. Oft sind die LEDs bei dieser Kennlinie daher nicht bis an die untere Grenze abdimmbar. Im Bereich bis 40% ist das Dimmverhalten sehr weich und entspricht weitgehend der Wahrnehmung. Ab etwa 50% ist die Stufung relativ groß, sodass die Erhöhung um wenige Prozentschritte der Wahrnehmung eine wesentliche höhere Erhöhung vorspielen kann. Insgesamt ist diese Dimmkurve des Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A dem DALI Standard nachempfunden.
Potenzfunktion
Diese Dimmkurve bildet im oberen Dimmbereich (ab 60%) meist die Wahrnehmung bezüglich der Helligkeit sehr gut ab. Im Bereich bis 10% ist die Stufung besser an das Auge angepasst, als es bei der linearen Kurve der Fall ist, aber subjektiv weniger gut als die exponentielle Dimmkurve. Die Dimmkurve selbst ist als mathematische Potenzfunktion hergeleitet.
Enertex
Diese Dimmkurve ist eine Mischung aus den drei bisher genannten linearen, exponentiellen und potenziellen Dimmkurven. Sie ist im unteren Bereich sehr weit abdimmbar und in allen anderen Bereichen möglichst gleichmäßig auf das Empfinden des Auges angepasst. Diese Kurve ist bei Enertex® Bayern GmbH speziell auf das Dimmverhalten des Dimmsequenzers angepasst worden und ist im Wohnbereich sehr zu empfehlen.
Dimmverhalten
Neben den genannten Effekten für die menschliche Wahrnehmung, die sich durch diese Aufsplittung der Dimmkurven in 255 einzelne Punkte ergeben, ist ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal des Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A das „weiche“ Dimmen beim Übergang von einen bestimmten Ausgangspunkt zu einem Endpunkt.
Durch eine besondere Ansteuerung des Dimmers ist auch bei langsamen Dimmen keine Stufung, d.h. plötzliche Helligkeitsänderung der Leuchtmittel wahrnehmbar und das Dimmen erfolgt jederzeit kontinuierlich.
Bei kurzen Dimmzeiten über einen größeren Bereich sorgt diese Ansteuerung dafür, dass für das menschliche Auge kein Flackern entsteht.
Im unteren Bereich der Helligkeit (<5%) ermöglicht die Ansteuerung ein kontinuierliches Abregeln der Helligkeit der Leuchtmitteln, sodass für das menschliche Auge das Ausschalten bzw. Einschalten der LEDs ohne merklichen Helligkeitssprung erfolgt.
Beim Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A wird völlig unabhängig von der Wahl der Dimmkurve ein Flackern vermieden, die Übergänge sind in jedem Fall glatt bzw. wirken ruckelfrei.
[1] unter der Annahme einer logarithmischen Wahrnehmungkennlinie
Netzrelais
Mit dem eingebauten Netzrelais kann auf einfache Weise die LED Stromversorgung der Beleuchtung ein- bzw. ausgeschaltet werden.
Eine Besonderheit des Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A ist, dass zusätzlich dieses automatische Ausschalten mit zwei Zeitsperren versehen werden kann. Diese bedeutet, dass der Aktor auch dann nicht ausschaltet, wenn alle Dimmerkanäle auf 0% stehen. Damit kann in den Morgenstunden z.B. von 5 bis 8 Uhr die Ausschaltsperre aktiv sein, und verhindern, dass beispielsweise ein Bewegungsmelder, der die LED Beleuchtung ansteuert, bei jeder Bewegung die 24 V Versorgung EIN bzw. AUS schaltet. Mit der zweiten Ausschaltsperre ist dies für den Abendbereich z.B. zwischen 16 und 23 Uhr gleichermaßen möglich, sodass ein häufiges Ein- und Ausschalten der 24 V Versorgung vermieden werden kann. Dennoch ist über das automatische Schalten sicher gestellt, dass Standbyverluste der 24 V Stromversorgung minimiert werden. Durch die Ausschaltsperre wird die Lebensdauer der Stromversorgung erhöht, da die integrierten Schaltnetzteile in der Regel empfindlich auf Ein- und Ausschalten der 230 V Spannung reagieren.
Sicherheit
Über Kommunikationsobjekte können Unterspannung, Überstrom und Übertemperatur erkannt werden. Diese Schutzfunktionen, welche im Gerät kanalweise „in Hardware gegossen“ wurden, stellen ein wichtiges Merkmal des Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A dar. Die Schutzfunktion schaltet in diesen Fällen die angeschlossenen LED-Module automatisch ab, bis der Fehlerzustand beseitigt ist. Danach läuft der Dimmer wieder an.
Zudem verfügt der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A über einen integrierten Verpolungsschutz, sodass während der Inbetriebnahme mögliche Schäden durch Verpolung des Eingangs ausgeschlossen sind. Der Ausgang (Anschluss der LED-Module) ist in dieser Hinsicht für den Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A unkritisch.
Erhöhte Sicherheit bei der Montage in Möbeln
Betreibt man die Variante „DK“ des Dimmers im eingebauten Möbel, ist zu empfehlen, die Einstellung „Relais bei Fehler ausschalten“ zu nutzen. Diese ermöglicht es den Dimmer bei einer Fehlererkennung (z.B. Kurzschluss) die Stromversorgung komplett abzuschalten. Zusätzlich sollte zu Diagnosezwecken die integrierte Fehlererkennung mit KNX Telegrammen mit der ETS konfiguriert werden. Über die entsprechenden Kommunikationsobjekte kann ein Fehler von einer Visualisierung und Alarmzentrale wie den Enertex® EibPC leichter eingegrenzt und erkannt werden.
Farb-Sequenzen
Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A bietet die Möglichkeit, die Farbansteuerung über RGB Objekte oder HSV Objekte einzustellen. Zudem berechnet der Dimmer jeweils die anderen Zustandsobjekte und gibt diese nach jeder Zustandsänderung auf den Bus aus.
Technisch sind die RGB – LED Leuchtmittel aus den drei Farben Rot-Grün-Blau zusammengesetzt. Daher ist die Ansteuerung über ein RGB Objekt, das für jede der drei Farben eine Intensität von 0 bis 100% ausgibt, technisch einfach zu realisieren. Die resultierende Lichtfarben setzt sich aus den drei Farbkanälen zusammen, allerdings ist es erheblich komplexer für den Anwender, etwa einen Farbwert CYAN einzustellen. Anders ist dies bei der Verwendung von HSV Objekten. Hier gibt der H – Wert (Farbwinkel) gibt den Farbton an. Dabei wird dieser als sogenannter Farbwinkel angegeben, der einer Farbe im Farbkreis entspricht. Jeder Winkel-Wert bedeutet eine andere Farbe, z.B. 0° für Rot, 30° für Orange, 60 ° für Gelb usw. Die Farbübergänge sind fließend, vgl. Abbildung 4.
Abbildung 4: Farbwinkel
Mit dem Raumkontroller Enertex® SynOhr® MultiSense KNX (www.enertex.de/d-synohr.html) mit integrierter Sprachsteuerung kann mit dem Sprachkommando _COLOR (GELB, BLAU…) direkt ein H-Wert über ein entsprechendes Telegramm auf den Bus abgesetzt und die Lichtfarbe verändert werden, ohne dass dann zusätzliche Logik notwendig wird.
Der S – Wert (Sättigung) gibt die Farbsättigung an. S = 0% bedeutet weißes Licht und S = 100% komplette Beleuchtung nur im eingestellten Farbton. „Weiß“ ist dabei im Rahmen der Möglichkeiten des Leuchtmittels zu verstehen, weil nur durch das Mischen der drei Farben ein Weißlicht entsteht.
Der V- Wert (Hellwert) gibt die Helligkeit der Beleuchtung vor. 0 % bedeutet AUS und 100% maximale Helligkeit.
Wenn eigene Sequenzen definiert werden sollen, ist es daher empfehlenswert, die Farbtöne mit dem H-Wert einzustellen, sodann den Anteil an Weißlicht mit dem S-Wert und schließlich die Helligkeit mit dem V-Wert.
Warmweiß und Kaltweiß
Die Warmweiß-Lichtfarbe (2700 bis 3200 K) wird vom Menschen oft als angenehm beruhigend empfunden. Die Kaltweiß-Lichtfarbe (5000-6500 K) beschreibt ein weißes Farbspektrum mit einem erhöhten Blauanteil. Dieser erhöhte Blauanteil sorgt beim Betrachter für einen erhöhten Wachzustand, da die Ausschüttung des Schlafhormons Melatonin künstlich unterdrückt wird. Daher kann z.B. in Büroräumen von Vorteil sein, morgens mehr Kaltweiß- und abends eher Warmweiß Anteile zu erhöhen.
Abbildung 5: Farbtemperatur (in K), Quelle Wikipedia
Außerdem kann durch eine Mischung von Warm-und Kaltweiß eine sehr gute Farbwiedergabe-Qualität hergestellt werden.
Es gibt hierzu LED Leuchtmittel mit warmweißen und kaltweißen LEDs. Diese Leuchtmittel benötigen eine 2-Kanal Ansteuerung. Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A hat diese Steuerung konfigurierbar integriert. Der Dimmer kann das Mischverhältnis der beiden Kanäle über eine Gruppenadresse (0 ..100%) auch während des Betriebs jederzeit dynamisch ändern.
Fazit
Der Enertex® KNX 4Kanal LED Dimmsequenzer 5A verfügt über hochwertige Alleinstellungsmerkmale der Gerätehardware wie 480-W Dimmleistung, Netzrelais mit Ausschaltsperren, Hardware-Schutzfunktionen. Die durchdachte Applikation hat vier verschiedene Kennlinien zur Auswahl, die ein optimales sanftes und flackerfreies Dimmen ermöglicht – auch unter Einsatz der 16 verschiedenen vordefinierten Farbsequenzen. Die völlige Freiheit bei der Kanalparametrierung sind ein weiterer Pluspunkt der ETS-Software.
Das Gerät fügt sich nahtlos in die innovative KNX-Geräteserie der Enertex® Bayern GmbH ein.
