智能照明

2019-03-06

我们日常生活中会遇到许多需要调节的电器或交通工具。比如说空调,调节温度、风速和出风方向;冰箱,冬令和夏令不同的冷藏冷冻温度;燃气灶,文武火有木有;热水器,温度调节;电网扇,调节转速也就是风量大小;可变速自行车,调节齿轮改变速率等等。但自从1879年爱迪生同志获得了白炽灯泡的发明专利后,为什么隔了这么久,渐渐人们才觉得灯光是不是也需要调整一下才比较好呢?


灯光控制历史


其实早在白炽灯发明之前就有对灯光进行调节的需求,早在1817年,人们就把煤气灯应用于舞台灯光上,通过调节煤气阀门,可控制煤气灯的亮度。如下图所示:



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很不幸,由于煤气本身易燃的原因,这种调光机制很快被淘汰掉。在伟大的发明之后,一种叫盐水调光系统的早期调光系统依然被使用在了剧院的舞台上。


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当可活动的负载金属棒从盐水桶被提高时,电流减少,白炽灯变暗;相反则变亮。然而,对操作者来说,这种“充电式”的盐水调光器存在一定的危险性。大约到了1910年,爱迪生发明了碳性可变电阻器,并被剧院灯光设计师采用。可变电阻器是连续可调的电阻器,用来控制电流,通过拉动控制手柄实现调节。到了1933年,GE公司提出了基于自耦变压器的调光器.这是灯光控制领域一个重要的改进。


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以上煤气调光、盐水调光系统、可变电阻调光以及可调自耦变压调光器系统 四种调光设备是人们对调光的探索,由灯光设计师提出的设计要求(灯光设计师好重要),并运用在剧院等大型场所的舞台上,是为了营造不同的灯光场景来满足演出的需要。在普通的家庭中也没有出现调光的需求。调光本身的单词在英文中是Dim来表示,可调光灯具也是Dimmable Light,Dim本身是‘使之变暗’的意思,由此可见,很长时间内普通家庭中的照明并没有达到很高的地步,或者说是按照日常的家庭需要做成了固定功率、光效的灯光产品。


灯光控制的目的


小编总结下来现代建筑调光的目的有如下几点:


一、节能


1、现代建筑现代化程度越来越高,建筑灯光效果在整个建筑设计中占有非常高的重要性,也是耗能大户。正确合理的设计智能调光系统进去,可以极大的提高建筑物的观赏性和节能减排的目的;

2、减少环境污染;

3、提高经济回报率;


二、场景


1、娱乐;

2、工作;

3、日常生活;


灯光控制的内容


一、通断控制

1、开灯

2、关断


二、调光控制

1、变明

2、调暗


三、色彩控制


四、特殊效果控制。如频闪、旋转、图案、激光等;


调光系统的分类


1、模拟量调光系统;0-10V (1-10V)、相位调光;


2、数字调光系统;DMX-512、SPI、DSI、DALI调光;


3、网络调光系统;基于TCP/IP网络协议的调光,如Art-net数字调光协议 ,你可以简单的看成为TCP/IP协议与DMX512协议的结合,兼容市场上的基于DMX512的灯具设备,使之能进行远距离跨城市操控。


调光原理介绍


一、相位控制调光原理


为了明白相控调光原理,我们需要先来回顾一下电工基础知识。


current


上图是三相交流电的波形。什么是交流电?是指电流方向随时间作周期性变化的电流。不同于直流电,它的方向是会随着时间发生改变的。波形为正弦曲线,如上图所示。三相交流电是电能的一种输送形式,是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。任两相之间的电压都是380VAC,任一相对中性点的电压都是220VAC。当采用照明电供电时,使用三相电其中的一相对用电设备供电,例如家用电器,而另外一根线是三相四线之中的第四根线,也就是其中的零线,该零线从三相电的中性点引出。 一般照明光源的电源电压应采用220V。


而相控调光技术就是调光器检测每半个交流电周期中,穿越零点的时刻,然后等待一小段预设好的时间,再导通电路。这种调光的过程是通过关闭每一个交流电周期中的一部分相位来实现。因此称为“相位控制”。也就是常听到的斩波或切相。


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相位控制技术又分为前沿相位控制与后沿相位控制两类。下图左边为前沿相位,右图则为后沿相位控制;


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前沿相控顾名思义就是在每半个交流电周期的前沿,把不需要的电源(相位)消除掉。通常使用TRIAC电路也就是常说的可控硅调光。而后沿相位控制在每半个交流电周期的后沿,把不需要的电源消除掉,采用功率型MOSFE作为调光器件。两者的区别是:前沿相位控制的结果是谐波分量高,电磁干扰较严重。而后沿相控的浪涌电流小,谐波小,但控制电路较复杂、成本偏高。


二、0-10V (1-10V)模拟量调光


针对LED的0-10V调光原理很简单,实际上就是改变0-10V的电压信号,电源芯片捕捉到这个电压的变化进而转化为不同程度的驱动LED的脉冲信号。

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