2016年12月31日 星期六

調光技術分類

其實一般我們常常聽到的調光技術大概可以區分為二大類:
1.   第一類是跟光源有關的技術-諸如恆壓、恆流、PWMTRIAC等,這一類應該歸屬於光源驅動器的輸出電源,不能稱之為訊號。由於不同的光源發光特性需要不同的工作電源,可能是交流(AC)也可能是直流(DC);比如說傳統光源大多是交流定電壓的,可能是12V24V110V220V或者是全電壓的,所以需要簡單的變壓器轉換輸出不同的電壓供應給光源,這是在不調光的狀態,可是當需要調整光源的明亮度時就沒有這麼簡單了!
要了解如何調光前先要有一個基本觀念,一顆燈泡的總耗電量(電功率P=IV)是由電壓x電流x時間三個因素組成,所以當要調整燈泡的明亮時就需由這三個因子著手,簡單明白點說就是總耗電量少就比較暗、總耗電量多就比較亮。
比如一顆傳統鎢絲燈泡假設設計是110V工作電壓、100W的總耗電量,當我們利用TRIAC(TRIode AC semiconductor switch)這個技術去調暗這顆燈泡時是可以得到較低的耗電瓦數的!我們不談太技術性的問題,但大家可以由字面上了解TRIAC基本上就是一個開關,我們可以想像在極短時間內利用開開關關的動作來中斷及輸出電源給光源,由於頻率極高,所以人眼查不出來其中的變化只感覺到整體的輸出光通量變少了(亦即變暗了)
其實這些技術問題本來一般大眾是不需要了解的,交給光源及驅動器的廠商去處理即可,可是由於LED的發明問世造成整體驅動器的供應規格大亂並讓所有消費者及供應商無所適從!所以我們不得不花點精神了解一下,下面我們就來簡單描述一下LED的驅動規格。
LED的發光驅動特性跟傳統光源不同,比較屬於低壓、直流(DC)、定電流,由於LED的發展還是現在進行式,目前並沒有全球統一的LED光源規格,所以每一家光源生產廠都需要自行調配屬於自家規格的電源驅動器,可能是恆壓(ACDC12V24V36V…)、可能是恆流(3505007001050mA…等等),所以當消費者手中的LED燈壞掉時是無法像傳統燈泡一樣直接更換燈泡的(內置驅動器的燈泡類可以),通常需要整組燈具換掉(主要是因為驅動器規格不同)
我們拉回來談調光,由於TRIAC調光技術特性比較不適用於LED(實際案場有很多產生燈光閃爍及低頻噪音的案例可能都是選錯調光技術所造成),所以有了PWM(Pulse Width Modulation)這種新技術引進來進行LED調光,PWM 其實並不是項新科技,傳統工業控制上用很多,它可以用很簡單的文字說明大家就了解,數位、變頻。若利用這種技術來調整LED燈的明亮就可以達到多階、順暢的效果!


2.   第二類是跟光源無關的技術- 諸如DALI0~10V1~10VDMX512等,這一類其實是傳輸的訊號或協定。由於燈光要調整亮度總是需要人類下命令,這個命令的傳達需要有管道去通知驅動器輸出該有的動作給光源。

調光

當客戶問到你這個燈具可不可以調光?如何調光呢?我能不能有情境的功能呢?很多人心裡面就開始OOXX,心裡面開始思索該如何回答才好呢?這可是個大客戶呢?相信大部分同業都曾經面臨同樣的情境!其實只要釐清幾個觀念,對於調光相關的技術及產品都可以輕輕鬆鬆手到拈來!
前面我們提到燈具的組成三要件:包裝、光源及驅動器。調光當然指的是調整光源的明亮度,跟光源直接相關的就是驅動器,所以要知道如何調光前必需透澈了解這二者之間的關係。
光源有很多種,我們不要用太專業的術語介紹,就挑幾種家用較常見的來說明:日光燈、鹵素燈泡、LED燈泡及燈條。首先必需要先了解並不是所有的光源都可以調光的,但大部分傳統的光源都是可以調光的(沒錯包括日光燈),至於LED這種新式光源就比較複雜了!工廠為了降低生產成本,大部分便宜貨是無法調光的!
每種光源因為自身的發光條件不同、瓦數不同,或者考量到其他設計因素的不同所以都有各自不同的工作電壓或電流,這裡講的工作電壓並不是指市電110V220V,請不要混為一談。燈具要能調光的要件必需二者具備缺一不可:
1.   選擇可以調光的光源
2.   選擇相匹配的調光驅動器
這兩者之間的關係我們可以從附件的圖中看出端倪!


調光驅動器因為成本比較高,所以都是外置的,一般市售成本可能是非調光驅動器的十倍以上,而且生產廠商也相對少很多,所以如何挑選採購是一門很大的學問。如果你買的燈具是內置驅動器那就一定不能調光(市面上有些LED廠生產三段式調光燈泡比較特別不在我們討論範圍),譬如E27LED或日光燈(螺旋)省電燈泡、非裸包裝的日光燈具,比較簡單的辨別方法就是直接接上110V220V的電源就會亮的燈具都是不可調光的!

調光技術


大家應該常常聽到下列幾種調光技術:定電壓、定電流、PWMTRIACDALI0~10V1~10VDMX512…等等。其實把這些不同類型的技術混雜在一起談當然大家都會搞得毋煞煞!我把調光技術區分為二大類別來談:

無線燈光控制的可能

常常碰到消費者提問-需要無線燈光控制,而且要全面無線化,我就要花很多時間解釋,未來科技的進程如何不得而知,但以現在的科技來說那是不可能的!我們今天就來解構燈控的有線及無線方案。
首先要點亮一顆燈一定需要電力,以現今的科技能力,電力傳輸一定是要透過電力線傳輸電力的,家用電力基本上分為110V220V兩種電壓經由配電箱傳送至各燈具廻路配線處,嚴格說來是光源的驅動器或電源供應器。由上集我們的介紹,燈控是控制廻路控制器(半數位化)或光源驅動器(全數位化)的電源輸出!重點來了,要如何處理相關命令傳達及訊號的回饋呢?除非能採用中低壓電力載波(目前沒這方面的成熟產品問世)傳輸外沒有別途,我們只能另闢蹊徑創建一條通訊傳輸網路囉!這就是燈光控制網路的由來,上面承載著通訊傳輸協定訊號,負責各設備間的溝通協調作業。
通訊架構及介面圖如附

由架構介面圖可以看到控制燈光需要具備有電力傳輸及通訊傳輸二個網路,那通訊傳輸網路可以無線化嗎?我必需要說,可以!但不可能全面無線化!通訊傳輸網路基本上還是有線的,基於電力(大部分設備還是需要電力)傳輸及訊號穩定度考量,所有的通訊傳輸網路還是以有線的方式為系統核心再搭配部分的無線傳輸技術組合而成。
比較常見可以無線取代有線的部分為:
l  廻路控制器的通訊傳輸端
l  光源驅動器的通訊傳輸端
l  無線控制開關
l  手機App

相關無線連結貼文請見RF 實作案例分享:
https://www.facebook.com/139405732748608/videos/1281034461919057/

淺說燈光控制系統

談到燈光控制大家都把它想成有多高深的學問其實只要點出幾個根本的學理及基本觀念一般人都能豁然開朗的
在談如何控制前我們先來了解燈光的組成元件,以方便後面說明理解,一般消費者眼中的燈或稱燈具其實是由三個主要元件組合而成
1.          光源-發光元件是燈的本體依各不同的發光元件會有不同的發光特件
2.          驅動器-電源供應提供光源應有的能源以驅動發光元件持續發光
3.          燈具外觀-燈具的外包裝品,設計良好的燈具除了能美化光源的外觀外也應對如何避免光源過亮產生炫光加入設計考量
基本的燈光控制可以概分為二大類:開關控制及調光控制。開關控制相對於可調光控制系統需要了解的細節可以說簡單太多了!我們就先說明開關控制的一些方法,至於調光則需要更多篇幅說明,就待下回分解。
大家家裡都有燈也有控制燈具明滅的壁面開關,每組開關的每一切都能控制某一廻路(每廻含數組燈)的光源明滅,這種方式我們可以稱之為離線型控制,不具備連線功能所以也不能稱之為系統。壁面開關基本上只是在電源廻路上動了手腳,簡單說就是讓該配線廻路的光源有電或沒電(開路或短路)而已,所以說這種壁面開關需要水電師傅將各配電廻路配接至壁面開關處形成燈光廻路再接入開關,架構配接圖如附。

至於燈光控制系統簡單點說就是把這些開關系統化連線化,整合成單一系統再加上一些連線元件就可以完成一套初階的燈光控制系統了。開關型的燈光控制系統大概有三個方式可以達成,分別說明如下:
1.          不更改原有配接線架構但需將原有壁面開關換成連線型開關,並將這些開關連接成同一網路(有無線及有線二種)並接入主系統。
2.          修改原有配接線架構,將所有電源配接線廻路接至統一集中點,利用連線型電子式開關 (專業術語稱Relay) 控制每一電源廻路的啟閉,璧面開關當然也需更改為連線型開關。

3.          直接將燈光的驅動器數位化定址化,亦即將傳統驅動發光元件持續發光的驅動器加入連線功能,依此就可以利用數位系統直接命令各驅動器開啟或關閉電源輸出至光源達到開關燈的目的,當然所有的壁面開關也都需同步更改為具同樣連線功能的數位化開關。

方法一適合已裝潢好的舊屋環境,另二兩種方式則較適合未裝修新屋,這種新的設計方案因為開關已經和實體電源廻路分離不相干,故可以大量減少施工溝通時程及利於未來變換更新,且若設計良好甚至可以大幅降低電源廻路的配接量體降低施工成本!

但不論那種方式依系統連線的數位化不同程度都可以達到遠端集中控制的目的並得以在未來加入時程控制及其他連線整合的功能!

2016年3月8日 星期二

綠宅生活科技有限公司

綠宅生活科技有限公司
協助客戶創造一個綠色智慧的人性化居住環境是我們的宗旨

我們體認到全球最夯的移動式行動自由化概念,最終將會滲透到我們的居家環境內;居家內不論是對講應用、傳統電話/傳真溝通、影音及多房間音樂播放系統以及各類環境設備如燈光、電動窗簾、IAQ(//二氧化碳)…等等,這些傳統多樣化的操控平台及人機都會慢慢被整合至可移動的手機或平板平台上。
基於此,我們提出M+3S (KNX/DALI/SIP) 的概念,以完整、全方位的數位家庭解決方案提供給我們的客戶!

 以乙太網路為基礎及物聯網為架構的智慧物聯網整合工程,包含燈光(DALI/1~10V/TRIAC…等調光技術)、電動窗簾/布幕、室內空氣品質/IAQ (冷氣如大金VRV、除濕機、全熱交換機及各式感測器) 、影音設備(各廠牌音響主機、KTV、投影機) 、監視系統(各廠牌ONVIF IP 攝影機) 、通訊/對講系統(VoIP/SIP 橋接設備及話機) 、各廠牌壁面開關等弱電系統整合。

提供穩定、具親合力的App程式及系統,整合上述各項設施於IOS或各式Android手機/平板,讓客戶享有單一介面及平台以及單一技術服務窗口。



  
新式設計及施作工法能大量減少設計師溝通介面及時間,並大幅降低各式配線、管材的耗費!
經銷代理全世界各知名品牌設備:西門子、施耐德、JUNGAycontrol、東訊
業務範圍含蓋設計、配線施工、設備結線安裝及整合、程式設計及售後服務
業務聯絡人:謝仁堯/Andy Tel02-24661622/0932945848 Email:greenhom.consult@gmail.com
FB 粉絲專頁:智慧家居顧問