Escrito por Wen Wu, Product Manager de MeanWell Europa

DALI (Interface Digital de Iluminación Direccionable) es un protocolo internacional para controlar sistemas de iluminación y uno de los más utilizados en todo el mundo. Es un estándar internacional definido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Asegura el funcionamiento de productos de diferentes fabricantes garantizando que se cumplan las normas de seguridad y asegurando su compatibilidad.

Otro enfoque para la automatización de edificios y que es similar a DALI es utilizar la iluminación KNX, originada en Europa y con sede en Bruselas. Los dispositivos de los diferentes fabricantes pueden interactuar y funcionar sin problemas porque todos los productos están sujetos a diferentes pruebas por un laboratorio de pruebas neutral, para garantizar la interoperabilidad. La Tabla 1 es un cuadro comparativo entre KNX y DALI, indicando cómo el sistema KNX supera a DALI.

Nivel mínimo de regulación

El ojo humano no percibe cambios en el nivel de luz de manera lineal y se producen ligeras variaciones en la percepción entre los individuos. Esta respuesta da como resultado una diferencia entre los niveles de luz medidos y percibidos que se muestran en la Figura 1.

Hay tres curvas de regulación para observar: lineal, DALI y el registro de la base de datos de la aplicación ETS del driver PWM-KN de MEAN WELL. La curva lineal proporciona la salida del controlador igual que el comando enviado desde el botón. La curva DALI se basa en la fórmula especificada en el estándar DALI, que brinda al usuario una excelente experiencia de regulación. Esto se debe a que la diferencia de luz entre los pasos está diseñada para ser constante y el nivel de regulación mínimo es de 0.1% (equivalente al 3% de luz percibida) según el estándar DALI. La curva del registro da la respuesta logarítmica. Vale la pena mencionar que la salida mínima de la curva logarítmica proporciona solo 0.01% (equivalente a 1% de luz percibida), lo que abre la posibilidad para algunas aplicaciones donde se necesita baja luminiscencia. El usuario es libre de seleccionar una de estas tres curvas para lograr el mejor resultado.

La prueba de rendimiento de regulación realizada mediante el uso de la tira de LED de 24V se muestra en la Figura 3. Muestra que la baja intensidad de luz se logra mediante el uso de la curva Log del driver PWM-KN de MEAN WELL, lo que da un mejor resultado que el driver DALI. Es adecuado para algunas aplicaciones, mientras que requiere una intensidad de luz muy baja (por ejemplo, para cines).

Frecuencia de regulación PWM

La regulación de la lámpara LED de tensión constante se realiza en general usando PWM (modulación de ancho de pulso), ajustando el ciclo de trabajo de la corriente que da como resultado cambios en la corriente promedio. PWM es eficaz para los requisitos precisos de regulación de la luz que manejan altas proporciones de regulación a una frecuencia más alta para evitar el parpadeo de la luz y el efecto estroboscópico mientras mantienen efectos mínimos en la temperatura de color del LED. El led driver DALI tiene una frecuencia de salida fija a varios cientos de hercios, según el diseño de los fabricantes. Se prefiere un diseño de mayor frecuencia, sin embargo, que se compromete a mantener la fiabilidad del producto, porque se produce más perdida de conmutación en el componente del controlador. El driver PWM KNX de MEAN WELL tiene un diseño único y la frecuencia de salida puede ser ajustada por el usuario entre 200 Hz y 4000Hz. Evita la frecuencia por debajo de 80Hz para la cual el ojo humano detecta un parpadeo visible. Mientras tanto, la frecuencia PWM a 4000Hz satisface no solo a la normativa IEEE 1789-2015 que se estableció en 3000Hz, sino también el SVM (medida de visibilidad estroboscópica) para el nuevo Eco diseño que tendrá efecto a partir del 1 de septiembre de 2021 en el mercado europeo.

La fórmula de SVM da el espectro ponderado resumido para todos los componentes de frecuencia de hasta 2000Hz, lo que significa que PWM a 4000Hz cubre estos requisitos.

Donde Ci es la amplitud relativa del componente i-ésimo de Fourier; Ti es el umbral de visibilidad para el efecto estroboscópico de una onda sinusoidal a la frecuencia del componente i-ésimo de Fourier.

Uso del LED driver KNX de tensión constante

Presentamos las cuatro aplicaciones de uso de estos leds drivers. Primero, para tiras LED (la más común). En segundo lugar, para las lámparas tradicionales de 12Vca, pero con tecnología LED. También para las lámparas LED de 24Vcc disponibles en el mercado. Y, por último, es posible utilizar un convertidor de CC/CC adicional para controlar la lámpara LED de corriente constante. Discutiremos primero el uso de las tiras LED.

Después de la programación ETS, el controlador se coloca en su ubicación final y la tira LED se conecta a la salida del driver. Luego, el cable KNX se conecta para la recepción del telegrama, seguido de la conexión en la red a 230Vca. Cuando el driver recibe el comando desde el botón o cualquier otro dispositivo de entrada KNX, la luz se controla para encender, apagar o regular.

La segunda aplicación es utilizar una lámpara LED de 12Vca para iluminación puntual. Los beneficios son: el reemplazo de la lámpara halógena de baja tensión, lo que significa que incluso el usuario final podría reemplazarla sin preocuparse por la seguridad, larga vida útil y también ofrece opciones de regulación. La forma convencional de conducir estas lámparas en el sistema KNX es usar un regulador de corte de fase junto con un transformador electrónico. Tal sistema es complicado y de alto coste. Nos gustaría proponer un nuevo enfoque para utilizar estas lámparas LED con la serie PWM KN de MEAN WELL.

La conexión es muy simple. Aún mejor es, que se pueden agregar varias lámparas en paralelo. Tenga en cuenta que solo debe programar la función de encendido y apagado del controlador en caso de que se usen lámparas no regulables. El no regulable tiene un símbolo que se muestra en el paquete o se describe en la ficha técnica de la lámpara. Para la lámpara regulable, el controlador puede programarse para realizar funciones de encendido, apagado y regulación. El rango de regulación también depende del tipo de lámpara y el usuario puede ajustar el driver para que nos ofrezca el mejor rendimiento utilizando el programa ETS.

La tercera aplicación es utilizar una luminaria LED de 24Vcc para iluminación puntual. Los beneficios son similares a los 12Vca descritos anteriormente, además de que la tensión es de 24Vcc, lo que resulta en una menor pérdida eléctrica a lo largo del cable. Puede usar un led driver de 24Vcc para realizar funciones de encendido, apagado y regulación. Se pueden agregar varias luminarias en paralelo también. 

La última aplicación es utilizar un módulo o lámpara LED de corriente constante para el que se necesita un convertidor CC/CC adicional entre el driver de tensión constante y el LED. MEAN WELL proporciona las series LDD, LDB y LDH para su uso, dependiendo de si se requiere el modo de subida o bajada. Múltiples lámparas también se pueden agregar en paralelo. 

Conclusión

Este artículo describe que el sistema de iluminación KNX es mejor que DALI, mientras que hay mucho más que puede hacer con un driver KNX de tensión constante. El led driver de tensión constante de la serie PWM-KN de MEAN WELL es una solución perfecta para no solo evitar la incompatibilidad entre la pasarela DALI y el controlador, sino que también proporciona muchas más funciones que benefician el sistema de iluminación. Además, el sistema se simplifica sin usar un transformador como se usa de manera tradicional, lo que significa que el coste, se reduce.