Seit über 40 Jahren forschen wir nach innovativen und neuen Lösungen in den Bereichen der Übertragungstechnik für komplexe Beleuchtungssysteme.
Vor einigen Jahren bekam Digital Elektronik den Auftrag, große Beleuchtungskonzepte smart zu gestalten und diese mit so wenig Aufwand wie möglich zu steuern. Das Ziel: Nicht nur die Neuinstallation sollte einfach und schnell funktionieren, sondern auch die Umrüstung bestehender Beleuchtungstechniken muss ohne großen Mehraufwand möglich sein.
Für die Umsetzung eignet sich die Powerline Technologie besonders gut. So haben wir eine patentierte Lösung entwickelt, um die Kommunikation und Verkabelung in der LED-Steuerung noch effizienter zu gestalten.
Was ist eine Powerline?
Wie funktioniert die Powerline für die LED-Steuerung?
Von der zentralen Steuerung werden digitale Informationen an einen Powerline Adapter gesendet. Dieser wandelt sie in hochfrequente Signale um und schickt sie über das Stromnetz an einen Empfänger. Dieser wertet die Signale anschließend aus.
So werden unter anderem Lichtspiele in großen Arenen und spezielle Ambientebeleuchtungen in Showrooms inszeniert. Zusätzlich ermöglicht die LED-Steuerung Statusrückmeldungen zu den einzelnen Leuchten.
So funktionieren traditionelle Powerline Systeme
Traditionelle Powerline Systeme arbeiten auf der DC (direct current) oder AC (alternating current) Spannungsversorgungsleitung.
Die Steuerung von großen Beleuchtungssystemen mit einem traditionellen Powerline System ist nicht ohne weiteres möglich. Beim Versuch mit jedem LED-Einzelpunkt zu kommunizieren können die LEDs nicht in Serie geschalten werden. Für die Einstellung einer konstanten LED-Steuerung sowie LED-Stroms und dessen Kommunikation, benötigt jeder LED-Einzelpunkt/jede LED-Gruppe einen gesonderten LED-Treiber in Verbindung mit der Powerline. Die Treiber können unter anderem per Powerline auf der Systemspannung wie „48V DC“, und den Status wie „Ausfall“ mitteilen. Jedoch sind diese Systeme kompliziert in der Verdrahtung und vergleichsweise teuer sowie ineffizient.
Das Digital Elektronik LED-Powerline-System Patent
Die Helligkeit einer LED ist direkt proportional zum Strom, der durch sie fließt. Aus diesem Grund werden sie in Serie geschalten. Auf jedem Modul wird die Vorwärtsspannung der LED verwendet, um die Versorgung für die Powerline-Schaltkreise zu generieren. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass die LED-Vorwärtsspannung bei änderndem Strom relativ konstant bleibt. In diesem Spannungsbereich werden geeignete Mikroprozessoren und Komponenten problemlos betrieben.
Powerline-Schaltkreise zur Rückgewinnung von Information
Die Powerline-Schaltkreise sind in der Lage die Vorwärtsspannung der Module der LED-Steuerung zu ändern. So modulieren sie die Daten auf die LED-Stromleitung auf. Zusätzlich kann eine weitere Vorwärtsspannung eingebracht werden. Ändert sich diese, führt das zu einer geringfügigen Änderung des LED-Stroms und der Gesamtspannung. Diese Änderung – respektive des aufmoduliertem Signals – wird von geeigneten Modem-Schaltkreisen detektiert und ausgewertet. Ein ADC sampelt das Nutzsignal und führt eine FFT durch. Mit der wird die binäre Information zurückgewonnen.
Statuserhebung der LED-Module
Alle Module der LED-Steuerung bekommen nach der Installation eine eindeutige Adresse.
- Das erste LED-Modul in der Kette hat die Adresse 1,
- das zweite 2,
- usw.
Der Algorithmus zur Erkennung von Ausfällen wird durch ein Broadcast-Kommando vom Modem ausgelöst. Alle Module starten daraufhin einen Zähler, dessen Zeit von der Adresse abhängt.
- Modul 1 meldet seinen Status nach 1 Sekunde,
- Modul 2 nach 2 Sekunden,
- usw.
Das Modem kennt die Anzahl der LED-Module, die sich in der Kette befinden. Meldet ein LED-Modul nichts zurück, wird davon ausgegangen, dass es fehlt, oder defekt ist. Der von den LEDs zurückgesendete Status kann ebenso Fehlermeldungen enthalten (Teilausfall, Laufzeit, etc…).
Vorteile des Systems zur LED-Steuerung von Digital Elektronik im Überblick
- nur 2 Leitungen notwendig (Led+ und Led-)
- leichte Installation in bestehende Systeme
- einzelne Adressierung und Steuerung eines Beleuchtungssystems
- smarte Gebäudesteuerung über vorhandene Infrastruktur
- Statusabfrage des Leuchtensystemes (z.B. Erkennung einer defekten Leuchte)
