Co je analogové stmívání?

Analogové stmívání je způsob regulace jasu, při kterém úroveň světla určuje spojitě proměnný elektrický řídicí signál. V osvětlovací technice jde nejčastěji o rozhraní 1–10 V nebo 0–10 V, kdy LED driver podle velikosti stejnosměrného řídicího napětí nastavuje výstupní proud a tím i jas svítidla.

Analogové řízení je jednoduché a spolehlivé, ale na rozdíl od digitálních systémů, jako je DALI nebo DALI-2, neumožňuje adresování jednotlivých svítidel ani digitální zpětnou komunikaci.

Jak analogové stmívání funguje?

U analogového řízení se informace o požadovaném jasu nepřenáší jako digitální příkaz, ale jako plynule proměnná elektrická veličina.

Typickým příkladem je analogový vstup LED driveru 1–10 V:

• nízké řídicí napětí znamená nízkou úroveň světla,
• vyšší napětí znamená vyšší úroveň světla,
• 10 V zpravidla odpovídá maximálnímu výstupu driveru.

Samotný LED driver potom převede požadovanou úroveň na odpovídající výstupní proud nebo jiným způsobem reguluje napájení připojeného LED modulu.

Jak funguje analogové stmívání 1–10 V?

1–10 V je tradiční analogové rozhraní používané pro regulaci elektronických předřadníků a později také LED driverů.

Princip je jednoduchý:

• 10 V představuje maximální úroveň,
• 1 V nebo méně představuje minimální úroveň podporovanou driverem,
• mezi těmito hodnotami driver mění svůj výstup podle řídicího napětí.

Rozhraní tohoto typu vychází z dlouhodobě používaného principu řízení stejnosměrným napětím, který byl standardizován například v IEC 60929 pro elektronické předřadníky. Stejný princip se následně rozšířil také mezi LED drivery.

Jaký je rozdíl mezi 0–10 V a 1–10 V?

Pojmy 0–10 V a 1–10 V se často používají téměř zaměnitelně, ale nemusí mít u všech zařízení naprosto stejnou funkci.

U tradičního rozhraní podle principu IEC 60929 probíhá vlastní regulace především v rozsahu 1 až 10 V:

• 1 V nebo méně = minimální světelná úroveň,
• 10 V nebo více = maximální světelná úroveň.

U moderních zařízení označených jako 0–10 V může výrobce využít oblast kolem 0 V například pro úplné vypnutí – funkci dim-to-off. Jiné drivery ale při 0 V zůstanou pouze na své minimální úrovni.

Jak se analogové stmívání zapojuje?

Svítidlo s analogovým vstupem potřebuje kromě běžného napájení také dvojici řídicích vodičů.

Typické zapojení obsahuje:

• síťové napájení LED driveru,
• výstup driveru k LED modulu,
• dva vodiče analogového řízení 1–10 V nebo 0–10 V,
• a vhodný analogový stmívač nebo řídicí jednotku.

U tradičního rozhraní 1–10 V se často používá princip current sink. Driver na ovládacím rozhraní poskytuje malý proud a regulátor jej podle požadované úrovně odebírá. Konkrétní elektrické parametry je ale vždy nutné ověřit podle použitého driveru.

Na rozdíl od DALI sběrnice je u analogového rozhraní obvykle potřeba dodržet také polaritu ovládacích vodičů.

Znamená 1 V vždy 10 % jasu?

Ne. Hodnota 1 V neurčuje univerzálně 10 % světelného toku.

1 V znamená minimální řídicí úroveň rozhraní, ale skutečné minimum závisí na konstrukci a nastavení LED driveru.

Konkrétní driver může například umožňovat minimální úroveň:

• 10 %,
• 5 %,
• 1 %,
• nebo jinou hodnotu definovanou výrobcem.

Také průběh mezi minimem a maximem nemusí být z pohledu výsledného světelného toku dokonale lineární. Výrobce může použít regulační charakteristiku navrženou tak, aby změna působila lidskému oku přirozeněji.

Proto je přesnější říkat:

Lze pomocí 1–10 V světlo úplně vypnout?

U klasického rozhraní 1–10 V obvykle ne. Stažením řídicího napětí na minimum se driver dostane na nejnižší nastavenou světelnou úroveň, ale zůstává napájený.

Pro úplné vypnutí se proto tradičně používal ještě:

• samostatný vypínač,
• relé,
• nebo jiný prvek odpojující napájení driveru.

Některé moderní 0–10V drivery podporují dim-to-off, takže je lze prostřednictvím řídicího vstupu stáhnout až do vypnutého stavu. Ani zde ale nejde o univerzální vlastnost všech zařízení.

Analogové stmívání změnou proudu

Analogově lze regulovat také samotný pracovní proud LED. Tento způsob se někdy označuje jako amplitude dimming nebo CCR – Constant Current Reduction.

Namísto rychlého zapínání a vypínání LED se mění velikost proudu, který LED čipem skutečně protéká:

• vyšší proud = vyšší světelný tok,
• nižší proud = nižší světelný tok.

To je něco jiného než historické zapojení velkého reostatu sériově se žárovkou, kde se značná část energie zbytečně měnila na teplo.

Moderní LED driver může výstupní proud řídit elektronicky s vysokou účinností.

Je PWM analogové stmívání?

Ne v přesném významu analogového řídicího signálu. PWM neboli pulzně-šířková modulace používá jiný princip.

LED se velmi rychle střídavě zapíná a vypíná. Jas určuje poměr mezi dobou zapnutí a vypnutí – takzvaná střída neboli duty cycle.

Například při střídě 50 % je LED polovinu času zapnutá a polovinu času vypnutá. Pokud je frekvence dostatečně vysoká, lidské oko vnímá výsledný efekt jako nižší jas.

PWM je velmi časté například u LED pásků a elektronických regulátorů. Neměli bychom jej ale řadit mezi analogová rozhraní 1–10 V.

Je přitom možné, že LED driver přijímá zvenku analogový signál 0–10 V a uvnitř podle něj LED reguluje pomocí PWM. Způsob komunikace s driverem a způsob, kterým driver následně reguluje LED, jsou dvě rozdílné věci.

Je triakové nebo fázové stmívání analogové?

Také fázové stmívání je vhodnější chápat jako samostatnou metodu stmívání než jako analogové řídicí rozhraní.

Fázový stmívač upravuje průběh síťového střídavého napětí tím, že z každé půlvlny určitou část odřízne.

Rozlišujeme především:

• leading-edge – stmívání na náběžné hraně, tradičně často s triakem,
• trailing-edge – stmívání na sestupné hraně, často vhodnější pro kompatibilní LED elektroniku.

Fázové stmívání se dodnes používá především tam, kde chceme využít klasickou dvouvodičovou elektroinstalaci bez samostatných řídicích vodičů.

Více jednotlivých způsobů regulace najdete pod hlavním pojmem stmívání osvětlení.

Jaký je rozdíl mezi analogovým stmíváním a DALI?

Hlavní rozdíl spočívá ve způsobu přenosu informace.

Analogové 1–10 V

• jas je určen velikostí analogového napětí,
• svítidla na stejném řídicím vedení reagují společně,
• jednotlivá svítidla nemají digitální adresu,
• běžně není k dispozici zpětná komunikace,
• je potřeba dvojice samostatných řídicích vodičů,
• zapojení je relativně jednoduché.

DALI / DALI-2

• příkazy se přenášejí digitálně,
• jednotlivá zařízení lze adresovat a seskupovat,
• lze vytvářet světelné scény,
• DALI umožňuje komunikaci po společné sběrnici,
• DALI-2 standardizuje také ovládací prvky a senzory,
• u kompatibilních zařízení lze získávat také stavové a diagnostické informace.

Podrobněji digitální variantu vysvětlujeme v pojmech DALI a DALI-2 a v článku Stmívání světel pomocí DALI a DALI-2.

Jaké jsou výhody a nevýhody analogového stmívání?

Výhody

• jednoduchý princip,
• plynulá regulace,
• relativně jednoduché uvedení do provozu,
• není potřeba adresování ani programování,
• široká historie podpory u profesionálních předřadníků a LED driverů,
• jedním ovladačem lze řídit skupinu kompatibilních zařízení.

Nevýhody

• žádné individuální adresování svítidel na společném analogovém vedení,
• obvykle žádná zpětná komunikace,
• nutnost samostatných řídicích vodičů,
• u 1–10 V může být pro úplné vypnutí potřeba další spínací prvek,
• konkrétní minimální úroveň stmívání závisí na driveru,
• u rozsáhlých instalací je potřeba zohlednit proud řídicího vstupu a úbytky na vedení.

Analogové stmívání proto není „špatší DALI“. Jde o jednodušší řešení pro jiný typ instalace.

Kde se analogové stmívání používá?

Rozhraní 1–10 V a 0–10 V má dodnes své místo například v:

• jednodušších komerčních instalacích,
• technickém osvětlení,
• průmyslových svítidlech,
• některých retrofitovaných osvětlovacích soustavách,
• a systémech, kde není potřeba individuální adresování každého světelného bodu.

V moderních budovách se pro složitější řízení častěji používají digitální systémy, například DALI-2, případně bezdrátové technologie.

U současných svítidel lampax používáme pro profesionální regulaci zejména DALI-2 se switchDIM a u vybraných modelů také bezdrátové řízení. Analogové 1–10V proto není hlavní standardní způsob řízení našeho současného sortimentu.