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KNX DaliControl e64 – intelligent Licht steuern

Die individuelle Beleuchtung zählt zu den wichtigsten Aufgaben in modernen Gebäuden. Die Kombination von KNX Installationstechnik und dem DALI Beleuchtungsstandard schafft perfekte Voraussetzungen, die in unserem DaliControl e64 anwendbar werden. Neben den komfortablen Schalt- und Dimmfunktionen können mit dem DaliControl e64 auch die Sicherheitsbeleuchtung gesteuert sowie Betriebsstunden und Lebensdauer der Leuchtmittel dargestellt werden. Darüber hinaus lassen noch viele weitere Anwendungen und Funktionen mit dem DaliControl e64 realisieren. Unsere neuste Entwicklung für das DaliControl e64 ist die Implementierung des neuen Dali-Standards DT8.

DALI Technologie

Dali_LogoDer herstellerübergreifende DALI Bus (DALI = DigitalAddressable Lighting Interface) ist ein System zur Ansteuerung von elektronischen Vorschaltgeräten (EVGs) in der Beleuchtungstechnik. Die Spezifikation der DALI Kommunikationsschnittstelle ist in der internationalen Norm EN62386 festgelegt. Das DALI Protokoll ist, wie das KNX Protokoll, standardisiert. Die DALI Vereinigung DiiA mit Sitz in den USA ist die Organisation, die die DALI Standards definiert und pflegt.

Leuchten und Gruppen

gc16Klassisch steuert ein DALI Master ein DALI Segment. Ein DALI Segment besteht aus bis zu 64 DALI Leuchten, die in bis zu 16 Gruppen geschaltet und gedimmt werden können.


Installationssysteme

GatewayIn Installationssystemen, in denen DALI Leuchten über die KNX Installation angesteuert werden, stellt die DALI KNX Schnittstelle den DALI Master dar. Wie der KNX Bus ist der DALI Bus ein Zweidrahtbus.


DALI Installation

Electrical_connectionDie DALI Installation ist damit sehr einfach. Die Verdrahtung besteht gewöhnlich aus einer 5–adrigen Leitung (typisch 5×1,5 m² NYM), die alle 64 Leuchten parallel miteinander verbindet. 3 Adern, L, N und PE, werden für die Energieversorgung und die restlichen 2 Adern für den DALI Bus genutzt.


Lampen/EVG Fehler

Ein wesentlicher Vorteil gegenüber einer KNX Beleuchtungssteuerung ist die Rückmeldung von Leuchtmittel- und Vorschaltgerätefehlern aus dem DALI System. Informationen, die für die Betriebssicherheit und das Beleuchtungsmanagement eine wesentliche
Bedeutung haben.

 

DALI Device Typen (DT) definieren die Spezifikationen von Leuchtmitteln und deren besondere Eigenschaften. Nachfolgend einige typische DALI Device Typen:

dt-0DT-0 fasst die Fluoreszenzleuchten zusammen

 

dt-1DT-1 ist die Spezifikation für die Sicherheitsbeleuchtung mit eingebauter Batterie.

 

dt-4DT-4 ist der Device Typ für Niedervolt Halogenleuchtmittel.

 

dt-6DT-6 beschreibt die Ansteuerung von LED Leuchtmitteln.

 

dt-8DT-8 ist die Spezifikation für die Verfahren zur Farbsteuerung bezogen auf unterschiedliche Farbräume.

 

 

Für die Farbsteuerung in DALI Systemen sind folgendeDefinitionen zur Farbbeschreibung von Bedeutung:

RGBWAF Farbkanäle

Bei diesem Farbsteuerungsverfahren beruht die Farbwahrnehmung auf dem additiven Mischen der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Theoretisch ergibt die Überlagerung dieser Farben die Farbwahrnehmung „Weiß“. In praktischen Anwendungen ist es aber sehr schwer ein reines Weiß zu erzeugen. Aus diesem Grund kann ein zusätzlicher Kanal für die Farbe Weiß in diesem Modell ergänzt werden (RGBW). Gemäß DALI Standard EN 62386-209 können in diesem Modell bis zu 6 Kanäle (RGBWAF) für die Farbwahrnehmung herangezogen werden. In der Praxis finden drei unabhängige Kanäle für die Ansteuerung der Leuchten in den Farben Rot, Grün und Blau und ein Kanal für die Farbe Weiß ihre Anwendung. In Verbindung mit dem KNX lassen sich so viele Anforderungen an Lichtfarben einfach durch die Mischanteile einstellen.

 

HSV Farbsteuerung

Eine Alternative zum RGBW Farbraum ist die Farbdefinition nach Intensität (H), Sättigung (S) und Hellwert (V). Diese Art der Farbdefinition wird oft aus künstlerischen Aspekten der Farbwahrnehmung bevorzugt und lässt sich technisch mit 3 Objekten realisieren. Der Farbton wird als Wert zwischen 0° und 360° eingestellt und dreht sich somit um den Farbkreis, d.h. nur mit diesem Wert können alle Farben auf dem Farbkreis erreicht werden. Die Werte für Sättigung und Intensität (Dunkelwert) werden von 0 bis 100% angeben.

 

Tunable White

2Der menschliche Organismus hat sich über Jahrtausende an einen sich täglich wiederholenden Zyklus angepasst: In der Nacht ist es dunkel, die Zeit also, in der sich unser Organismus durch Schlafen erholt, um neue Energien für den nächsten Tag zu mobilisieren. In den Morgenstunden, wenn die Sonne über dem Horizont aufsteigt und das Licht einen sehr warmen Ton aufweist, stehen wir auf und machen uns für den Tag bereit. Bis die Sonne um die Mittagszeit in ihrem Zenit steht, wird die Farbtemperatur des Lichtes zunehmend kühler. Bewegt sich die Sonne am Nachmittag bis zum Sonnenuntergang Richtung Horizont, wird die Lichtfarbtemperatur wieder wärmer. Untersuchungen haben gezeigt, dass der menschliche Organismus am leistungsstärksten ist, wenn er zur jeweiligen Tageszeit der natürlichen Lichtfarbtemperatur ausgesetzt ist. Mit der sich rasant entwickelnden LED Technologie ist es nun möglich, genau diesen zyklischen Ablauf vom Wechsel der Lichtfarbtemperatur über den Tag in Räumen, in denen wir leben und arbeiten, optimal einzustellen. Durch die sehr kleinen Bauformen der LEDs lassen sich zwei unterschiedliche LED Typen, kaltweiss und warmweiss, so in ein Gehäuse integrieren, als würde ein Leuchtmittel zwei Farbtemperaturen abstrahlen können. In Verbindung mit einem entsprechenden DALI Vorschaltgerät werden diese beiden Farbtemperaturen dynamisch gemischt. So lässt sich nahezu jede Farbtemperatur in einem definierten Bereich von beispielsweise 2500 bis 4500 Kelvin einstellen, indem nur eine Information, die gewünschte Farbtemperatur, an das DALI Vorschaltgerät übertragen wird.

 

x/y – Farbraum

1Eine weitere Möglichkeit Farben zu beschreiben basiert auf der Definition eines 3-dimensionalen Farbraums. In diesem Farbraum gilt: x+y+z=1. Eine einfache Umstellung zeigt, dass x+y =1-z gilt. Sind also x und y bekannt, lässt sich z berechnen. Jetzt kann ein Vektor auf jeden beliebigen Punkt im Raum zeigen, der wiederum eine Farbe definiert. Mit der Definition des Koordinatenpaares x/y werden nur zwei Informationen für die Beschreibung einer Farbe benötigt. Die Verfahren zur Ansteuerung von Licht über die Farbtemperatur (Tunable White), die Raumkoordinaten x/y und RGBW, sind wesentliche Definitionen, die von der DiiA in dem neuen Datenpunkttyp 8 festgelegt wurden. In der praktischen Anwendung reduziert DALI DT-8 die Anzahl der benötigten Lichtsteuerkanäle auf ein Minimum und senkt so weiter den einzelnen Kanalpreis. Die einfache Installationsweise, der günstige Lichtkanalpreis und die komplexen Möglichkeiten ein individuelles Licht basierend auf Farbe, Helligkeit und Intensität einzustellen, zählen zu den wichtigsten Argumenten, die für DALI in der Beleuchtungstechnik sprechen.

Installation

Das 4 Teilungseinheiten große Hutschienengerät wird über den KNX Bussteckeranschluss an den KNX Bus angeschlossen. Zusätzlich benötigt das Gerät eine 230 V Versorgungsspannung. An zwei Schraubklemmen wird der DALI Bus angeschlossen, der mit den bis zu 64 DALI Leuchten des DALI Segmentes verbunden ist.

Standardanwendung

Mit dem DaliControl e64 können insgesamt 64 Dali Vorschaltgeräte in 16 Gruppen angesteuert werden. Das Gerät erlaubt ebenfalls die Einzel-EVG-Ansteuerung. Das bedeutet, dass EVGs sowohl in Gruppen als auch einzeln angesteuert werden. Unabhängig von dem Betrieb liefert das DaliControl e64 sowohl den Binär- als auch den Wertstatus, die Betriebsstunden, Lampen- und EVG-Fehler. Weitere Funktionen sind: Berechnung der Wartungsintervalle, einfacher EVG-Wechsel sowie Ausfallraten.

Neu!

Aktuell unterstützt das DaliControl e64 den Dalistandard DT8. Damit gehört das DaliControl e64 zu den wenigen KNX/Dali Gateways, die die neue Leuchmittelgeneration “Tunable White“ ansteuern können. Mit “Tunable White” Leuchten möchte man die Farbtemperatur des Lichtes an das möglichst beste Wohlbefinden der Personen im Raum anpassen. Neueste wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen auf, das sich das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit von Personen in Räumen über den Tag unter dem Einfluss der Farbtemperatur ändern. Diese natürlichen „Schwankungen“ lassen sich durch die zeitliche Anpassung der Farbtemperatur im Kunstlicht kompensieren. Der Markt bietet hierzu die neue Leuchtmittelgeneration “Tunable White“ an. Die Dali Technologie definiert für die Ansteuerung von Tunable White Leuchtmitten den neuen Dali Standard DT8, der in unserem neuen DaliControl e64 implementiert ist. Über ein intuitiv bedienbares Zeitschaltprogramm kann nun die gewünscht Farbtemperatur dem Tagesverlauf individuell eingestellt werden.

Natürlich lassen sich auch so RGBW-Leuchtmittel sowohl über den xy-Farbraum als auch über die jeweilige Farbtemperatur mit dem Typ DT 8 in unserem DaliControl e64 ansteuern. Typische Anwendungsbeispiele sind:

Büro:
– Nachbilden des Tageslichtverlaufs
– Steigerung des Wohlbefindens
– Verbesserung der Konzentration

Fertigungbereiche:
– Nachbilden des Tageslichtverlaufs
– Steigerung der Effektivität

Krankenhäuser / Gesundheitseinrichtungen:
– Nachbilden des Tageslichtverlaufs
– Verbesserung des Wohlbefinden und des Heilungsprozesses
– Therapeutischer Einsatz der Beleuchtung

Schulen , Universitäten und Ausbildungsstätten:
– Nachbilden des Tageslichtverlaufs
– Verbesserung der Konzentration

Supermärkte, Kaufhäuser und Läden:
– Produktspezifische Beleuchtung
– Saisonale Beleuchtung
– Verbesserung der Produktdarstellung

Beleuchtungsmanagement in Verbindung mit dem IPAS Visualisierungssystem ComBridge Studio Evolution

Eine spezielle Anwendung ergibt sich aus der IP Schnittstelle im DaliControl e64 in Verbindung mit ComBridge Studio Evolution. Benötigt man sämtliche Informationen, die das DaliControl e64 liefern kann, kommen schnell über 500 Objekte pro DaliControl e64 zusammen. Nicht selten werden mehrere DaliControl e64 Gateways in einem Projekt benötigt. Wollte man all diese Informationen über den KNX Bus übertragen, kann der gesteigerte Busverkehr die Kommunikation beeinträchtigen.

Das ComBridge Studio Evolution Dali Management Tool ist speziell entwickelt worden, um die zahlreichen Managementinformationen über IP direkt aus den DaliControls e64 zu lesen und in der internen Datenbank zu speichern. Somit lassen sich die gesteigerten Anforderungen an das Lichtmanagement einfach darstellen, ohne die Stabilität des Installationsbussystems zu beeinflussen. Unser Templatekonzept erlaubt darüber hinaus eine extrem zeitsparende Konfiguration. Folgender Vergleich verdeutlicht die Vorteile:

10 KNX Objekte pro EVG ergeben 640 Objekte pro Gateway (ohne Schaltfunktionen). Bei 30 DaliControl e64 beispielsweise ergeben sich unter der Berücksichtigung, dass nicht alle Informationen benötigt werden, rund 30.000 Datenpunkte. Wollte man alle diese Informationen im Visualisierungssystem darstellen und geht man davon aus, dass pro Datenpunkt rund 2 Minuten für die Konfiguration benötigt werden, ergeben sich rund 500 Stunden nur für die Visualisierung der Zustände. Benötigt man ebenfalls 2 Minuten für die Konfiguration einer IP-Adresse, reduziert sich dieser Aufwand auf eine einzige Stunde, wenn man das ComBridge Studio Evolution Dali Management Tool einsetzt. Hier wird nur die IP-Adresse des DaliControl e64 konfiguriert und schon stehen alle Informationen aufbereitet im Visualisierungssystem CBSE zur Verfügung.

Eine weitere Funktion des DALI Management Tools ist die Auswertung der Testergebnisse bei der batteriebetriebenen Sicherheitsbeleuchtung. Das DaliControl e64 führt nach Vorgabe Leuchtmittel-, Batterie- und Funktionstests durch. Das CBSE Dali Management Tool speichert diese Ergebnisse in der eigenen Datenbank, so dass sie jederzeit als Report abrufbar sind. Damit stellt die Systemlösung bestehend aus Dalisystemen mit dem DaliControl e64 und CBS DaliManagent Tool eine vollständige Lösung für batteriebetriebene Sicherheitsbeleuchtungsanlagen dar.

DaliControl e64 Bestell-Nr. Anfrage
KNX-DALI Gateway – Kunststoffgehäuse im 4TE Hutschienenformat. Ansteuerung von 64 EVGs oder Betriebsmitteln für Notleuchten, Netzteil zur Versorgung der DALI EVGs integriert, Einzelansteuerung von EVGs oder Ansteuerung der EVGs in 16 Gruppen. Flexibles Inbetriebnahme-Konzept: direkt über Tasten und Display am Gerät oder über integrierten Web-Server, Szenen- und Effektmodul mit 16 Lichtszenen und 16 Effekten. Anschlüsse: 110 -250V AC/DC, Netzwerk, KNX. 4101-145-01 icon-anfrage
Name Größe* Version
Dokumente APP 4.3 V1.3-Rev.2.3
BMA 0.4 V1.1
INF 0.3 V1.3.5

Software ETS APC 1.3 V1.3.3
Upgrade-Tool 0.5 V1.3.6

Kataloge DaliControl 3 V1.0-2018
Gesamt 11 V1.0-2018

* alle Angaben in MB