Enertex® KNX Dimmsequenzer 20A/5x – Die neue Definition der Referenzklasse für LED Dimmer
Mit integrierter Ansteuerung neuartiger 5-farbiger LED-Leuchtmittel (RGBCCT) und vielen neuen Leistungsmerkmalen.
Ideal in Verbindung mit der bewährten Enertex® LED PowerSupply 160 Reihe.
Der Enertex® KNX LED Dimmsequenzer 20A/5x ist ein pulsweitenmodulierender Dimmer für 5 – 48 V LED-Module (Abbildung 1). Pro Kanal kann der Dimmer bis zu 20 A LED Strom dimmen, in Summe 480 W Leistung maximal. Das Gerät eignet sich für jegliche LED-Leuchtmittel, die für DC Konstantspannung geeignet sind und ist in zwei Varianten erhältlich: Eine Variante (DK) mit doppeltem Möbelzeichen zum Einbau in Möbel oder Decken und eine Reiheneinbauvariante (REG, 4TE) zum Einbau in den Schaltschrank. Die DK Variante ist in dieser Leistungsklasse von ungewöhnlicher Kompaktheit 136,0 (ohne Flansch) x 45,0 x 25,5 mm (L x B x T).
Abbildung 1: Enertex® KNX LED Dimmsequenzer 20A/5x als REG (links) und Einbaugerät (rechts).
Die fünf unabhängigen Kanäle können in der Applikation in beliebiger Kombination aus Kaltweiß / Warmweiß, als Farbkanäle oder als Einzelkanäle parametriert werden. Aktuelle RGBCCT Leuchtmittel (Rot, Grün, Blau, Kaltweiß, Warmweiß) , RGB(W), TW etc. werden ebenso optimal unterstützt (vgl. Abbildung 2)-
Abbildung 2: RGBCCTStrips, Spot ConstaLED 31345 RGBW und 31362 DTW Spot, Decken RGBCCT, TW Spots
Diese Leuchtmittel werden mit einem von Enertex entwickelten automatischen Weißabgleich (RGB-Extended) oder den erweiterten Tunable White-Farbtemperaturen, die durch automatische Beimischung von R/G/B (TW-Extended) erzeugt werden, perfekt in Szene gesetzt. Beim erweiterten Weißabgleich mischt der Dimmer den Weißlichtanteil der weißen LEDs und erzielt hierbei erheblich bessere Farbtonmischung als herkömmliche Verfahren. Abbildung 3 zeigt dieses Verfahren schematisch: Mit Abnahme der Sättigung mischt der Algorithmus von Enertex den Weißlichtanteil selbstständig dazu, der Rotlichtanteil nimmt in diesem Beispiel ab. Dies generiert ein optimales Ergebnis der Beleuchtungsfarbe bzw. ein Weißlicht, ohne eine umständliche, zusätzliche Ansteuerung des Weiß-Kanals.
Abbildung 3: Erweiterter Weißabgleich (RGB-Extended) für die Rote Farbe.
Der Anwender muss hier keine komplexe Parametrierung vornehmen. Der Enertex Algorithmus ermittelt selbstständig die optimale Ansteuerung.
Der ebenso von Enertex neu entwickelte, erweiterte Tunable White-Modus erzeugt mit einem internen Algorithmus eine zusätzliche Farbspreizung der Weißlichter: Beim RGBCCT Leuchtmittel sind dadurch noch niedrigere bzw. höhere Farbtemperaturen realisierbar, als dies die LEDs vordefinieren. Neben den Temperaturwerten der beiden Weißkanäle Kaltweiß und Warmweiß müssen die erweiterten Grenzen (ebenfalls in Kelvin) angegeben werden. Enertex nennt dies „Extended TW“. Der Anwender muss hier keine komplexe Berechnung anstellen oder Versuche mit den einzelnen Leuchtmitteln durchführen. Lediglich die Lichttemperatur der weißen LEDs muss angegeben werden. Der Enertex Algorithmus ermittelt daraus selbstständig die optimale Ansteuerung. Um zusätzlich die Farbansteuerung zu erlauben, sind die KOs für die RGB Ansteuerung auch in diesem Modus sichtbar.
Abbildung 4 zeigt dies am Beispiel. Das Leuchtmittel gibt eine Farbtemperatur von 2700K für WW und 6000K für KW vor. Die zusätzlich Farbraumspreizung ermöglicht nun eine Farbtemperatur zwischen 1000K und 10000K.
Abbildung 4: Erweiterter TW Weißabgleich (RGB-Extended) für die Rote Farbe.
Bei RGBW-Leuchtmitteln kann eine TW-Simulation genutzt werden, die durch die interne Berechnung sowohl einen ansprechenden warmweißen, als auch kaltweißen Farbton erzeugt. Durch die Beimischung der Farbkanäle (Rot/Grün in Richtung Warmweiß und Blau/Grün in Richtung Kaltweiß) zu dem eigentlichen Weißton der weißen LED lassen sich deutliche Verschiebungen der Farbtemperatur realisieren. Analog zum Extended-TW mit RGBCCT Leuchtmitteln muss im Parametersatz die Farbtemperatur der Weiß-LED, sowie die maximalen Farbtemperaturen angegeben werden.
Der Anwender muss also auch hier keine komplexe Berechnung anstellen oder Versuche mit den einzelnen Leuchtmitteln durchführen. Der Enertex Algorithmus ermittelt selbstständig die optimale Ansteuerung. Um zusätzlich die Farbansteuerung zu erlauben, sind die KOs für die RGB Ansteuerung auch in diesem Modus sichtbar.
Abbildung 5: Erweiterter Farbraum (TW-Simulated)
Die Überstromabschaltung des Dimmsequenzers ist sehr robust gegenüber Fehlauslösung bei hohen Einschaltstromimpulsen ausgelegt. Damit eignet er sich für alle Leuchtmittel, auch solche, die sehr hohe Einschaltstrompulse aufweisen. Auch NV-Halogenleuchten können daher betrieben werden, sofern diese für eine PWM-Dimmung geeignet sind.
Zur Versorgung der Leuchtmittel empfehlen wir die Enertex® LED PowerSupply-Reihe, deren Impulslast- und Regelverhalten optimal abgestimmt sind. Die zulässige Leitungslänge zwischen Dimmer und Leuchtmittel beträgt bis zu 50 m, was ebenso mit dem Netzteil und dessen zulässigen Leitungslängen abgestimmt ist.
Der Dimmer arbeitet mit einer intelligenten Pulsmustergenerierung, wodurch die Einschaltpulse über die fünf Kanäle hinweg möglichst zeitlich gleichmäßig verteilt werden. Damit wird die Lebensdauer des Netzteils verlängert und eine kleinere Dimensionierung des Netzteils ermöglicht.
Für Enertex Netzteile mit einer Standby-Leistungsaufnahme von nur 0,1W empfiehlt es sich nicht, diese bei ausgeschalteten LEDs vom Netz zu trennen. Wenn andere Netzteile mit höheren Standbyleistungen zum Einsatz kommen, steht ein Kommunikationsobjekt zur Ansteuerung eines externen KNX-Relaiskontakts/Schaltaktor zur Verfügung. Die Belastung des Relaiskontakts kann durch eine parametrierbare Ausschaltverzögerung minimiert werden.
Externe Verteilerklemmen sind nicht erforderlich, da das Gerät für jeden Leuchtmittelkanal und auch für das LED-Netzteil je einen Plus und eine Minus-Klemme zur Verfügung stellt. Es ist keine zusätzliche Sicherung im DC Kreis nötig, wenn das Netzteil der Lampennorm genügt, wie es bei Enertex Netzteilen der Fall ist, vgl. Abbildung 6.
Mit Hilfe des Displays und der Bedientasten kann die Installation der kompletten Beleuchtung ohne ETS-Software getestet und in Betrieb genommen werden. Dazu wird eine eigene Funktion zur 1-Tasten-Inbetriebnahme bereitgestellt, die alle Kanäle der Reihe nach ansteuert und dabei die Spannungen und Ströme aller Kanäle unter Volllast vermisst. Die korrekte Dimensionierung von Leuchtmitteln, Netzteil und der Verkabelung inkl. der am Leuchtmittel tatsächlich anstehende Spannung wird am das Display angezeigt.
Über das Menü am Display können u.a. auch die unterschiedlichen Dimmkurven, PWM-Frequenzen und Dimmgeschwindigkeiten für die angeschlossenen Leuchtmittel getestet werden. Durch die Wahlmöglichkeit aus vier vordefinierten Dimmkurven (vgl. Abbildung 7) in Verbindung mit einer Dimmfrequenz zwischen 211 Hz und 1200 Hz kann für nahezu alle Leuchtmittel eine geeignete Konfiguration für ein sanftes und flackerfreies Dimmen gefunden werden. Die eigentliche Dimmung erfolgt mit dem bewährten Enertex Softdimming Algorithmus der Vorgängermodelle.
Die Ansteuerung der Farben kann wahlweise über die Grundfarben Rot, Grün und Blau (Farbmodus RGB) oder über Farbton, Sättigung und Helligkeit (Farbmodus HSV) erfolgen. Der Dimmer unterstützt 8-, sowie 1-Bit Szenen und ermöglicht auch das Sperren von einzelnen Kanälen / Kanalgruppen mittels Kommunikationsobjekten.
Fünf Sequenzen, d.h. Abläufe von Farb- bzw. Farbtemperatursteuerungen im Bereich von Sekunden bis Stunden mit sanften Farbwechseln (vgl. z.B. Abbildung 8) können entweder vom Anwender selbst definiert oder mit über 20 vordefinierten Farbsequenzen belegt werden.
Dank zahlreicher integrierter Schutzfunktionen schaltet das Gerät im Falle eines Installationsfehlers den Strom sicher ab. Die Schutzfunktionen umfassen dabei einen Verpolschutz, einen Über- und Unterspannungsschutz, einen Übertemperaturschutz und einen Überstromschutz, der zudem selektiv wirkt. D.h. im Kurzschlussfall wird nur der betroffene Kanal abgeschaltet. Ist ein Fehlerzustand beseitigt, dann läuft der Dimmer automatisch wieder an.
Überlast am Leuchtmittel oder am LED-Netzteil wird am Bus gemeldet und optional abgeschaltet. Dafür können Kennzahlen zu Dauerlast und Überlastfähigkeit parametriert werden.
Im Betrieb misst das Gerät die aktuellen Ströme und Leistungen in jedem Kanal, die DC-Eingangsspannung, die Gerätetemperatur und die Telegrammrate. Diese Werte werden am Display dargestellt und stehen als Kommunikationsobjekt am Bus zur Verfügung. Zur Erfassung der Stromkosten für die Beleuchtung besitzt das Gerät Energie- und Kostenzähler für jeden Kanal.
Unterschiedliche Einschaltverhalten für Tag und Nacht werden ebenso unterstützt, wie ein uhrzeitgesteuertes Dimmen von Kanälen / Kanalgruppen. Letzteres ermöglicht u.a. im Tunable White-Modus eine tageszeitabhängige Weißlichtansteuerung (Human Centric Lighting / HCL, vgl. Abbildung 9). Die Vorgabe der Stützpunkte erfolgt dabei wahlweise als absolute Uhrzeiten oder relativ zu Sonnenauf- oder -untergang (Astrofunktion).
Abbildung 9 HCL und Tageslicht [https://www.voltus.de/blog/human-centric-lighting/]
Die Buskommunikation kann verschlüsselt mittels KNX Data Secure oder mit dem unverschlüsselten Standard KNX Protokoll erfolgen.
Fazit:
Der neue Enertex® KNX LED Dimmsequenzer 20A/5x ist der erste KNX LED Dimmer, der 5-Kanal LEDs (RGBCCT) ansteuert. Er bietet zudem für jegliche LED Leuchtmittel einzigartige Hardware- und Applikationsleistungsmerkmale. Er ist die Definition der Referenzklasse für LED Beleuchtungen.
