智能家居中的调光
今天我们就来说说智能家居中的调光。我们要了解调光的话,首先就要了解调光的历史。最早期的调光方式是针对白炽灯设计的可控硅调光,也可以说可控硅就是按照白炽灯的特性设计的,它是通过改变灯的供电电压,从而达到控制灯的亮度。理论上来讲,在白炽灯时代可控硅绝对是调光精度最高,最细腻,传输距离还最远的。
但现在进入了LED灯的时代,再用可控硅调光,就出现问题了。相信你在别的视频里听过,都说可控硅会频闪,而且前30%都是虚伪,对不对?这也是我为什么要强调是在白炽灯时期,可控硅绝对是调光精度最高,最细腻,传输距离还最远的。但在LED灯时代,LED灯用可控硅调光确实存在问题。
我们要知道,白炽灯可以通过电压的高低来调节明暗,比如白炽灯220v电压,那它就是百分之百的亮度,如果我给它110v电压,那就是50%的亮度。但是这种方式是没有办法控制220v LED灯上,因为220v LED灯照亮的方式是通过频闪,也就是说我给它220v电压,它一秒三五下,我给他110v电压,它依然是一秒三五下。如果低于它的工作电压,它就直接罢工了。也就是说,用在白炽灯上调光的可控硅控制器不能直接用在LED灯上。
于是这个时候就出现了一个很关键的东西,PWM脉冲调节器,现在市场上所有的LED调光方案,无论是可控硅,0-10V,DALI,还是DMX 512,连接或集成在后面的这个叫PWM调节器。换句话来说,可控硅,0-10V,DALI,DMX 512,它都只是一种控制方式,真正负责调节灯光亮度的其实是PWM调节器。
为什么可控硅LED调光会出现频闪呢?原本可控硅的调光区域是0到220v,相当于灯的亮度,如果是10%,我就要给它输出22v的电压,问题就出现在这里,进入LED时代以后,就多了一个PWM调节器,这个PWM调节器也是需要电的,这个时候22v的电压已经无法满足PWM调节器的最低工作电压了,于是调节器在供电不足的情况下就出现了频闪的现象。
那工程师难道就没想到这个问题吗?当然想到了,工程师会提前做标定,比如调节器的最低工作电压是50v,那我就设定只要这个调节器一低于60v,马上停止工作,这样确就可以避免工作电压太低导致的屏闪。但这样会出现第二个问题,电压前60v是停止工作的,相当于低于60v电压时LED灯不亮,于是就出现了可控硅前30%都是虚位的。
可控硅在LED灯的时代背景下出现的各种问题,即有频闪,又有虚位,那有没有更好的解决方案呢?于是0/1-10v和1-10v就出现了,它在可控硅的基础上进行了改进,他将供电和控制分开了,相当于用220v长供电,再用一个0-10v的电压来控制灯的明亮度,相当于我输出10v的时候就是LED灯最亮,输出0v就是LED灯关闭,同时另一根220v电压长期给PWM调节器供电,这样就很好的解决了。
0/1-10V调光装置即PWM调节器,内质两条独立电路,一条为普通的220v电压电路,用于接通或关断照明设备的电源,另一条是低压电路,它提供参考电压,并给LED灯调光级别信号。即LED灯的驱动模块上设计了恒定电源和专门的控制线路。
但因为使用的是0-10v的电压来调光,新问题就随之而来。第一个问题就是调节的精细度不够。如果我们以1v为一级亮度标准,那我们就可以理解为可控硅有220级亮度调节,哪怕丢失了虚位的40%,那也有130级亮度调节范围。显然0-10v就只有10极亮度调节,所以会显得整体的调光不够细腻。
如果第一个问题你能接受,那第二个问题就更加致命,10v低压甚至会出现压降,线路越长压降越严重。比如客厅配电箱到卧室长距离拉线,到卧室的灯处,理论上这个灯现在应该收到的是10v电压,但实际我们去量可能只有8-9v,这就使得原本就不够的灯光分级数量更加捉襟见肘,灯的亮度也会随之大打折扣,相当于我卧室本来是12瓦的灯,结果最亮只能做到10瓦,这是谁都不愿意的。而且更麻烦的一点就是每一组灯线都要回到智能箱,空间一大,灯光一多,全房的走线就非常的吓人。当然了集成PWM功能的0-10v复合控制器不存在第二个问题。
如今随着数字化的浪潮,有人就提出了用电压或者电流的方式来控制灯的明亮,我们把所有的灯串在一起,直接用代码控制,比如说0是关,100是最亮,这样一来不会出现压降,二来所有的灯线都不用回到智能箱,只用出去一根数据线把所有灯串起来就可以了。于是DALI调光方式孕育而生。
在LED灯的时代背景下,可控硅和0-10v的调光方案因为各自的问题而被逐渐淘汰,而数字化的浪潮让DALI调光方式走上了舞台,他拥有的诸多优点,比如走线方便,没有压降,调光精细度高等。说到调光精细度,那就得说一下,DALI可以做到256级调光,而且主攻调温和调光。不过因为本身带了芯片的原因,价格自然要比0-10v和可控硅的贵不少,虽然近几年有所降低,但是依然还是有点小贵,不过我认为已经在可接受的范围之内了。
那这时候可能有人就要问了,而DALI难道就是最完美的调光方式了吗?当然不是,我前面说到了,DALI主攻调温/调光,但这可不包含RGB灯光。现在市面上的RGB灯光用的是DMX512协议,你就可以理解为是DALI的升级版,它在DALI的基础上大幅的升级,不仅可以调节灯光的明亮度,还可以调节灯光的角度,灯光的照射范围,灯光的照射时间,灯光的照射轨迹。换句话说,现在你能看到的选秀节目那个舞台灯光都是DMX512,不过价格自然要比大立柜不少,所以一般别人问我调光怎么选的时候,我都是直接推荐的DALI。
那为什么说全屋调光尽量不要做无线协议呢?按道理来说,无线协议不就是把DALI和DMX512换成了ZIGBEE和WiFi传输吗?其实问题也就出现在这里。这边我们就说其中一个传输稳定性的问题,你是用WiFi打英雄联盟爽,还是用网线打英雄联盟爽?虽然看网页这种几KB的事情看不出区别,但是一到数据吞吐量巨大的游戏,这一类区别就非常明显。调光协议也是这个样子,如果只是传统的普通灯光,那确实有线无线协议没什么区别,但是一进入调光,双色温调光,甚至RGB,那就区别大了。比如我要一个普通的传统单色灯光,那主机使用这样传输,那如果是调光灯那就是这样,那如果是双色温灯,那就是这样,那如果是RGBW灯,呐就是这样,如果这你还没看出差别,那假如你家有100个灯呢?这些代码量要乘以100。
这也是为什么在无线协议里耳机闭灯,市面上几乎用的是WiFi协议,虽然WiFi协议传输不稳定,但是它的传输数据量至少比KB大呀。那可能就有人要说了,我又不会一次性关那么多,开那么多灯,那离家模式和迎宾模式你总要用到吧。所以所,无线局部调光可以使用,但全屋调光建议使用DALI。
所以一般情况下,家里局部调光的话,上无线没什么问题,但是全屋调光我还是建议上有线儿,有线的话我更建议使用DALI协议。
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