انواع روش کنترل نور

اصلی ترین روش های کنترل روشنایی بر مبنای روش های آنالوگ بوده است. با ظهور LED ها که کنترل آنها توسط پالس­های دیجیتال نیز امکان پذیر بود روش­های کنترلی جدیدی مانند حالت دیجیتالی چندگانه DMX، رابط روشنایی قابل آدرس دهی DALI و شبکه اتصال داخلی محلی (Local Interconnection Network)LIN ظهور کردند. استفاده از سیستم­های کنترلی دیجیتالی به جای سیستم­های آنالوگ سابق مزایایی از قبیل کاهش مقدار سیم کشی و قابلیت انعطاف بالاتر در سیستم روشنایی را فراهم آورده است. در این بخش چند سیستم کنترل روشنایی مورد بررسی قرار­گرفته است.

سیستم Triac Diming

سیستم کنترلی Triac به دلیل محدودیت های مدار خود می تواند شرایط پیچیده ای را در کنترل ایجاد کند. در سیستم کنترلی Triac Diming یک مدار کنترلی ، در بازه های زمانی ثابت از چرخه های کاری مدار، کلید توان ورودی به روشنایی را کنترل می کند. در این سیستم هر نیم چرخه بازه زمانی 10 میلی ثانیه است و در این مثال Triac بعد از 6 میلی ثانیه روشن می شود. بغیر از این زمان ها لامپ در بقیه زمان ها خاموش می باشد.

بنابراین روشنایی خروجی با مدولاسیون در فرکانس های 100 یا 120 هرتز تولید می شود.  این روش در هم لامپ های رشته ای سابق هم اجرا می شد و در LED ها هم قابل اجراست . تفاوتشان در رفتار منبع نوری است. چراغ های رشته ای در مواقع OFF بودن کلید به دلیل اینکه هنوز گرما در مدار فلامنت تنگستن بود به طور کامل نورشان قطع نمی شد . اما در LED ها در زمان OFF بودن کلید نوری ساطع نمی شود.

حسن استفاده از مدار های کنترلی Triac عدم نیاز به هر گونه سیم کشی اضافی در سیستم است در حالی که از معایب آن می­توان به این نکته اشاره کرد که تمامی روشنایی های موجود در سیستم با هم دیم خواهند شد.

چرخه کاری کلید در سیستم Triac Diming

دیمینگ 0 تا 10 ولت

سیستم دیمینگ 0 تا 10 ولت یک سیستم آنالوگ می باشد. در این سیستم که بر اساس ولتاژ از 0 تا 10 ولت تعریف می شود حالت صفر ولت زمانی است که چراغ بطور کامل خاموش می شود. این سیستم هنوز در مصارف تجاری مورد استفاده قرار می گیرد اما سیستم DALI در حال جایگزین شدن آن است. پیاده سازی این روش سنتی معایب مخصوص خود را دارد. به طور مثال برای کنترل نور جداگانه چراغ ها، باید سیم کشی های مجزایی صورت بگیرد و در صورتی که یک مصرف سنگین بر شبکه اضافه گردد شاهد سوسو زدن منابع روشنایی خواهیم بود.

برای راه اندازی LED ها با این روش می توان از یک Ramp Generator و یک مقایسه گر استفاده کرد. یکی از پایه های مقایسه گر به مولد سیگنال و دیگری به سیگنال 0 تا 10 ولت DC متصل است. با افزایش مقدار سیگنال DC، خروجی مقایسه گر نیز مقادیر بزرگتری را به صورت PWM تولید می کند.

کنترل LED از طریق ورودی 0 تا 10 ولت

سیستم DALI

سیستم DALI به منظور جایگزینی سیستم 0 تا 10 ولت تکامل یافته است. روش نصب ساده ای برای این سیستم تعریف شده است . تمامی منابع نوری به یک زوج سیم متصل می گردند. تمامی منابع روشنایی هم به صورت موازی به برق شهری متصل هستند. هر چراغ بر روی باس می تواند آدرس جداگانه ای داشته باشد و از هر زوج سیم می توان برای کنترل مستقل 64 منبع نوری استفاده کرد.

نحوه سیم بندی سیستم کنترلی DALI

سیستم DALI از سیستم دیمینگ لگاریتمی استفاده می­ کند تا با حسگر­های چشم هماهنگ باشد. در واقع این سیستم از 256 پله کنترلی برای کنترل شدت نور استفاده می کند که کمترین مقدار صفر درصد و خاموشی چراغ و بیشترین مقدار 100درصد و روشنایی کامل چراغ است. تغییر وضعیت دادن در این سیستم به نصف میزان روشنایی به این معنی است که چشم انسان نور ساطع شده از آن را به میزان نصف مقدار می بیند و به این معنی نیست که لومن ساطع شده از چراغ نصف شده است.

به دلیل مراحل پله ای گفته شده در ماژول DALI این سیستم برای روشنایی هایی مانند نور تئاتر ها و یا روشنایی های نظیر آن که به یک تغییر سطح نور به سطح نور نرم و یکنواخت نیاز است ، مناسب نمی باشد.

کنترل DMX

سیستم کنترلی DMX که به سیستم کنترلی DMX512 نیز مشهور است جهت روشنایی های تئاتری پیشرفت داده شده است. بیشینه تعداد 512 داده در هر بسته قابل ارسال توسط این سیستم می باشد. از این سیستم جهت ایجاد زیبایی بصری در روشنایی های صنعت سرگرمی استفاده می شود. علت استفاده از سیستم DMX در این مصارف سرعت بالای آن است. در هر 23 میلی ثانیه تعداد 512 بایت از اطلاعات در این سیستم ارسال می شود.

این اطلاعات با استفاده از دو زوج کابل موسوم به RS485 ارسال می گردد. این سیستم نیز همانند سیستم DALI از 265 پله کنترلی استفاده می کند. اما به دلیل اینکه دو کانال به صورت همزمان قابل استفاده هستند گستره دیمینگ با بکارگیری دو کانال می تواند تا 65.536 پله افزایش یابد.

کنترل LIN Bus

LIN یک باس سریال کم هزینه برای مصارف صنعتی و وسایل نقلیه می باشد. این سیستم دومین سیستم مرسوم پس از سیستم CAN در شبکه نقلیه می باشد. Bus یک سیم تکی می باشد که دارای یک برگشت زمین و یک خط توان می باشد. یک گره موسوم به master و بالای 15 عدد گره موسوم به slave وجود دارد. ولتاژ bus سیستم LIN در بازه 9 الی 16 ولت ( که بازه ولتاژ وسائل نقلیه می باشد ) قرار دارد. شکل 2-27 نحوه اتصال این ماژول کنترلی را نشان می دهد.

سیستم LIN برای سیستم های روشنایی که نیازمند کنترل سرعت بالا هستند مناسب نیست. بیشترین مورد استفاده از این سیستم در در مکاترونیک است که می تواند شامل کنترل صندلی ها و پنجره ها و … شود. همینطور در سیستم های با سرعت کنترلی پایین می تواند برای کنترل میزان روشنایی مورد استفاده قرار گیرد.

نحوه اتصال سیم ها در سیستم LIN

سخن آخر