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18. April 2017
Smart Building ›

Lichtfarben mit DALI steuern

Bei der Planung einer Beleuchtungssteuerung mit DALI steht heute oftmals die reine Funktion im Fokus. Im Kontext mit HCL (Human Centric Lighting) wird das Steuern der Farbtemperatur oder des Akzentlichts mit saturierten Lichtfarben häufig gefordert. Schon während der Planungsphase sollte der Anwender eine unkomplizierte Instandhaltung der Beleuchtungsanlage vor Augen haben. Anpassungen selbst vorzunehmen, spart Kosten und Zeit. Hierfür ist Fachwissen erforderlich.

Offener DALI-Standard

DALI ist in der IEC 62386 die standardisierte Leuchtenschnittstelle. Kompatible Geräte sind preiswert, robust und hoch verfügbar. Es gibt autarke DALI Lichtsteuerungen und unzählige Gatewaylösungen in nahezu allen relevanten Gebäudeautomationssystemen.

Aus diesen Gründen ist DALI heute in fast jeder Zweckbauplanung ein Thema. Aber auch im privaten Wohnraum wird DALI mehr eingesetzt. Denn gerade bei LED Beleuchtung haben DALI Leuchten die Funktionsgarantie direkt eingebaut. Komplexe aufeinander abgestimmte Kombinationen aus LED Spannungsversorgung, LED Dimmer und LED Modul entfallen. Das Betriebsgerät führt die relevanten Funktionen bereits mit. Insbesondere bei farbveränderlichen Leuchtenkombinationen spielt DALI seine Stärke aus.

DALI Betriebsgeräte sind normativ in verschiedene Gerätetypen klassifiziert. Dem Geträtetyp 6 sind LED Betriebsgeräte und Leuchten zugeordnet. Beim Gerätetyp 8 handelt es sich um farbsteuerbare Leuchten. Farbsteuerung ist bei DALI demnach auch standardisiert – besonders wichtig wenn es herstellerübergreifend geschehen soll. Hierdurch ist sichergestellt, dass alle Leuchten die richtige Lichtfarbe mit der richtigen Intensität ausgeben.

DALI Leuchten steuern und in Betrieb nehmen

Die Helligkeit der Leuchten können unterschiedlich gesteuert werden: Über die Broadcaststeuerung oder Gruppen- und Szenensteuerung. DALI arbeitet nach dem Master-Slave-Prinzip. Der Master kann ein einfaches Broadcast-Steuergerät sein, wie z.B. ein Drehregler der eine Leuchte heller und dunkler steuern kann. Der Master kann aber auch eine komplexe Lichtsteuerung darstellen. Möglicherweise besteht diese aus vielen Teilen, die untereinander in einem übergeordneten Netzwerk kommunizieren. Sollte ein DALI Betriebsgerät ausfallen, müssen zuvor abgelegte Projektdaten, wie Gruppenzugehörigkeiten, Überblendzeiten oder Szenenwerte wiederhergestellt werden.

Bei der Broadcaststeuerung werden alle Leuchten, die physikalisch miteinander verbunden sind gleichzeitig mit direkten Helligkeitswerten angesteuert. Im DALI Standard ist eine Broadcast Adresse festgelegt. Alle DALI Leuchten führen diese Broadcast adressierten Befehle aus. Ganz egal welche Adresse sie selbst besitzen. Somit entfällt das Adressieren und Konfigurieren der Leuchten. Defekte Betriebsgeräte werden einfach gegen neue ausgetauscht.

Bei der Gruppen- und Szenensteuerung werden die Gruppenzuordnung und Lichtszenenwerte im Betriebsgerät gespeichert. Gleiches gilt für weitere Parameter. Das Adressieren der Leuchten ist dann erforderlich. Bei der Inbetriebnahme ist das sehr komplex, da Leuchten zunächst identifiziert und dann konfiguriert werden müssen. In der Regel wird die Konfiguration der DALI Linie durch den Master mit einer PC Software nach dem Prinzip der zufallsbedingten Adressvergabe durchgeführt.

Farbsteuerung Device Type 0 oder 6

Bei der DALI Farbsteuerung mit dem »konventionellen« DT0 (Leuchtstofflampe) oder DT6 (LED) ist für jeden Farbkanal eine DALI Adresse erforderlich. Die DALI Leuchten müssen also adressiert und gruppiert werden. Die Farbe wird über eine Wertesteuerung über mehrere DALI Adressen definiert. Beim Dimmen einer solchen Lösung geht die Farbinformation in der Regel verloren und die Inbetriebnahme ist sehr aufwendig.


Gruppenzuweisung konventionelle Farbsteuerung

Eine Broadcaststeuerung ist nur möglich, wenn für jede Farbe galvanisch getrennte Linien installiert werden. Bei einigen Herstellern ist das möglich. Zum Beispiel bei einfacher Farbtemperatursteuerung mit zwei Farbkanälen. Bei größeren Installationen erfordert diese Steuerungsart einen hohen Planungsaufwand. Denn Leitungswege und Leitungsanzahl müssen in einer frühen Bauphase bereits definiert sein. Eine logische Gruppenzuordnung ist später nicht mehr möglich. Mehrkanalige Betriebsgeräte, die bei LED Streifen häufig eingesetzt werden, lassen sich Broadcast überhaupt nicht steuern. Genau wie bei mehrkanaligen Leuchten für Stromschienen.

Farbsteuerung Device Type 8

Farbsteuerbare Leuchten, die dem DALI Device Type 8 (DT8) entsprechen, lassen sich je nach Anwendung sehr einfach integrieren. Eine DT8 Leuchte verfügt über zwei bis sechs Farbkanäle. Farbtemperaturen und saturierte Farben lassen sich absolut oder relativ steuern. Hier kommt es auf die Primärfarben der Leuchte an.

DT8 Leuchten sind zwar mehrkanalig, erhalten jedoch nur eine DALI-Adresse. Die Farb- und Helligkeitsinformationen werden nacheinander (seriell) vom DT8-fähigen Master an die Leuchte gesendet. Das DT8-fähige Betriebsgerät wertet diese Information aus und steuert die Ausgangskanäle individuell an. Durch dieses Verfahren können Farborte präziser angesteuert werden als mit einer einfachen mehrkanaligen Wertesteuerung mit zwei oder mehr DALI Adressen. Ein Nachteil ist die Trägheit, die diese serielle Ansteuerung naturgemäß mit sich bringt. DALI überträgt Daten mit 1200 Bit/Sec. Im Vergleich mit anderen Systemen ist das sehr langsam. Das fällt in erster Linie bei der Individualsteuerung von vielen farbsteuerbaren Leuchten auf. Hier empfiehlt sich folgendes: Leuchtengruppen definieren, die farbsteuerbaren Leuchten auf mehrere DALI Linien verteilen oder adresslos (broadcast) steuern. Denn das ist möglich, da die Leuchten nicht zwangsläufig adressiert werden müssen. Die Farbkanalzuordnung ist fest im Betriebsgerät intergiert.

Fernsteuerung ohne Gruppenzuweisung der Farbkanäle

Farbsteuerung nach IEC62386


Vier unterschiedliche Farbwiedergaben ermöglichen die Farbsteuerung nach IEC62386:

1.    Primärfarbe (N) steuert direkt die Lichtstärke eines jeden Ausgangskanals.

Mit dem Primary Mode sind kostengünstige Farbsteuerungen realisierbar. Denn die Sekundärtechnik des DALI Betriebsgerät ist mit der konventionellen Helligkeitssteuerung vergleichbar. Dieses Verfahren wird häufig zum Steuern von LED Streifen eingesetzt.

Farbdarstellung Primärfarbe

2.    X/Y Koordinaten. Definition eines Farbortes über den CIE Farbraum.

In diesem Modus lässt sich die Farbinformation normativ definiert an die Leuchte übermitteln. Es werden seriell die X-Koordinate, die Y-Koordinate, die Intensität und weitere Daten wie Dimmgeschwindigkeit (Fadetime) in einen Transferspeicher geschrieben. Wenn alle Daten übertragen sind, wird die Ausgabe aktiviert. Alle angesteuerten Leuchten steuern den Endwert synchron an.

X/Y Koordinate

3.    Farbtemperatursteuerung mit 2 Farbkanälen

Bei dieser Farbdarstellung wird direkt eine Farbtemperatur an das DALI Betriebsgerät übermittelt. Der Vorteil hierbei – Farbtemperaturen werden im Steuergerät nicht berechnet. Farbtemperaturen können relativ zum Ausgangswert gesteuert werden. An einem Regler lässt sich zum Beispiel die Helligkeit durch Drehen steuern. Gleichzeitiges drücken und drehen steuert die Farbtemperatur. Da das Betriebsgerät bereits vom Hersteller auf die Primärfarben der Leuchte abgeglichen ist, können zwei-, drei- oder vierkanalige Leuchten gesteuert werden.

Farbtemperaturverlauf

4.    Farbdarstellung RGBWAF

Mit RGBWAF (Red, Green, Blue, White, Amber und Freecolour) lassen sich bis zu sechs Primärfarben einzeln oder kombiniert steuern. Das Ansteuern erfolgt über einen Transferspeicher mit einem Wertebereich von 0-254 je Farbkanal.

Farbdarstellung RGBWAF

DALI: Wartungsfreundlich und zukunftssicher

Spezifische Zusatzbefehle für die Farbsteuerung von DALI Leuchten unterstützt nicht jedes DALI Mastersteuergerät. DALI Master ist also nicht gleich DALI Master. Und nicht jeder Device Type 8 fähige Master unterstützt alle vier Farbwiedergaben. Zukünftig sind auch die DALI Steuergeräte in der IEC62386 definiert. Da es sich hierbei um einen offenen Standard handelt, werden Ersatzteile vermutlich nie fehlen.

Zudem sollte bei der Planung von Farbsteuerungen unbedingt geprüft werden, ob die einfache Broadcaststeuerung möglich ist. So können defekte Leuchten selbstständig ausgetauscht, DALI Leuchten bei Stromschienenanwendungen im Shop neu positioniert oder nachbestückt werden. Der Systemexperte ist für den Wartungsfall nicht zwingend erforderlich. Egal, ob Farbsteuerung oder nicht.