详解各种灯光调光控制系统

   2015-06-04 照明微课堂韩柏光44800
核心提示:照明在早些年间是不折不扣的“冷僻”门类,照明人跟谁谁聊天的时候,说着说着总归是以“哎呀,隔行如隔山,一两句说不清楚”而草草结束。
   照明在早些年间是不折不扣的“冷僻”门类,照明人跟谁谁聊天的时候,说着说着总归是以“哎呀,隔行如隔山,一两句说不清楚”而草草结束。但照明又因为与建筑、城市规划、室内设计、电气等之间亲密无间的关系,而不再能“隔行如隔山”对付过去,跨行之间的沟通变成了很重要的一个问题,当下我们遇到的很多关于行业地位、实施程度的问题,都归结于此,这篇是极好的科普文,哪怕是照明行业内,我们也敢说很多人并不能清晰描述“控制系统”究竟指的是何方神圣吧。
  偶遇照明设计师朋友在群里找“做控制系统的厂商”,户外亮化方案需要报个“知名的”控制系统。简单交流后,他决定还是报业主说的“高端牌子”ABB 去了,虽然感觉有点搞错对象,最后还是累了算了不分了报上去,反正甲方自己说这个好。
 
  用 ABB 控制点光源哦!还是蛮厉害的。笔者知识量有限,不敢乱置评论技术可否,但是的确深有感触,在此根据自己所略知,理一下思路,罗列品牌,也啰嗦一下照明控制系统的各种协议和主要特征。
 
  我们顺着照明设计师的应用需求分类一下相关的控制:
 
  第一大类:室内电气设备控制
 
  1.1电气自动化控制
 
  设备商有霍尼韦尔、西门子、ABB、施耐德、浙大中控等(注意ABB已经出现在此处)。
 
  1.2智能家居
 
  设备商有霍尼韦尔、快思聪、施耐德、奇胜等。
 
  1.3照明调光
 
  设备商有施耐德、莫顿、邦奇、路创、河东、永林、诺和等。
 
  在全球,以上3个类别以欧洲 KNX 协会的 EIB 安装总线协议做总的兼容互通协议,有些设备商被 KNX 认可,有些则没有。
 
  照明设计师比较熟悉的一般是1.3智能照明类,该类别设备商的设备包含不同协议和技术:一般作为总线的是 TCP/IP 协议和 RS485 通讯协议,作为直接控制灯具的有:可控硅调制、恒压PWM调制、0-10V 模拟信号控制、 DMX512-A 协议信号控制、DALI 信号控制,RS232通讯控制(常用于控制投影仪和窗帘),以及锐高等厂家的一些私有协议等。(注意该处没有列出SPI串行移位协议和扩容型DMX)。
 
  照明使用的可控硅调光一般为斩波型,单个回路可以达到3KW或者以上,可以控制一个热光源回路,以及部分可控硅调光 LED 产品。
1传统的照明控制方式
 
  部分可控硅开关以旋钮开关的形式独立存在,不并入控制系统,也不算作是智能照明的成员,只有多路硅箱等可接入照明系统。硅箱一般由0-10V 和 DMX512-A 协议接入,并输出多路交流调光回路。
2白炽灯调光方式
  恒压 PWM 控制用于一个回路多个灯具调光,一般为共阳直流多回路,用于控制低压灯带、筒灯等,PWM一般由DMX512-A输入。
3恒压PWM控制
  0-10V 传输独立的模拟信号,适用于对一个回路同时进行调光,需要另外接入交流电,现在保留使用的一般为可调光荧光灯。
4荧光灯调光方式
  DMX512-A 协议和 DALI 信号都可以独立控制独立的带地址灯具,由于灯具内部自带 MCU,控制比较灵活,可以同步,可以不同步。
5LED灯调光方式
即使增加了手机、iPad等移动通讯设备,也不过是通过 GPRS 或者 WIFI 转 TCP/IP 协议接入智能控制系统,只相当于增加了一个无线的控制面板而已。
6玩具型控制
 
  1.4玩具型控制
  
  例如飞利浦 HUE、小米 Yeelight。移动通讯设备通过 IR、RF、zigbee、WIFI 等直接控制带无线收发IC的灯泡。这一类控制基本还未成“系统”,基本是点对点控制。即使自成“系统”,也是独立的小型控制系统,与传统的智能控制已经是相互隔离的体系,类似于手持遥控器控制电视机,虽然不是传统意义上的智能控制系统,但的确是人可以主动控制的,就当他是“智能”的吧。
 
  第二大类:外墙和景观亮化控制
 
  经常需要控制大量的数码护栏管、像素点、像素灯条,普遍使用 SPI 串行移位通讯和扩容型的 DMX 协议。常见品牌有德国 MADRIX、国产的欣博莱特、奥美、裕明鑫等品牌,还有一些灯具厂家自行定义的控制设备,其中不乏飞利浦、欧司朗也作为非标准协议出现。
7外墙和景观亮化控制
 
  SPI 串行移位通讯、扩容型 DMX 协议的优点是可以独立控制数量巨大的 LED 控制点。SPI 走向单一,不能分叉。扩容型 DMX 一般不分叉使用,少数也可以做分叉使用。灯具的地址已经超越了512,达到了1536甚至更高。
  
  第三大类:LED显示屏控制
 
  LED 显示屏的控制点数比外墙和景观亮化更加庞大。P2.5的屏幕,1平方米已达16万像素。常见的控制器品牌为 Arksos,国产的有灵芯雨、中庆、德普达等,这些品牌软件和硬件各自有支持的显卡硬件,属于显示器类专业化的控制,已经超出了一般智能照明的范畴,但是在部分的第二大需求里,如果外墙和景观亮化应用中的控制点较多、需要实现显示屏效果时,这些品牌还是时常被应用。例如现在经常见到的“媒体立面”,整栋楼就是个大屏幕,呵呵~~
8LED显示屏控制
  几个品牌虽然还不能兼容,但值得庆幸的是,由于国产 LED 屏幕出货量巨大,用户全球分布,灵芯雨、中庆、德普达三个品牌已经是全球知名。
 
  第四大类:舞台灯光控制
 
  舞台使用的可控硅调光已经从斩波型升级到正弦波,以美国斯全德、广东河东、台湾永林等为主,大量用于控制卤钨灯泡。
 
  舞台使用的数字协议是 DMX512-A,常见的品牌有 GrandMA 和 Avolite,后者由于中国大陆广泛盗版已经成为街机级别,Martin、Zero 88、Fly pig和国产硬件控台等,也满足各种演出需求。不过他们的操作界面各异,各自占据小部分的灯光师用户群。
9舞台灯光控制
 
  以PC软件为主的 Visual、Sunlite、Chromatec 等品牌则各自细分到了小型舞台、酒吧、展示厅、建筑景观等用途,一些灯具厂家也各自推出了控制软件和硬件,由于硬件体积小,软件使用传播快,PC软件类控制系统已经逐渐成为市场主流。
 
  随着 LED 灯具在舞台的大量使用,基于 TCP/IP 的 Artnet 和 ACN 等也补充到了舞台应用协议中,以增加更大的控制容量。
上述提到的的技术和协议都属于拿来主义,中国只是只遵循了外来标准。我们回到照明设计师所遇到的问题上,“不知道点光源控制应该报什么大品牌上去?”再行思考,全球的点光源、护栏管、像素灯条大部分在中国制造,中国串行移位  SPI 控制商和灯具大厂商在行业协会带领下联合制订一套行业标准,完全有可能成为全球标准。即便扩容型 DMX 也可以颁布一份类似于 RDM(DMX512-A灯具和控台双向通讯)标准协议的新标准。
 
  借新标准的东风,国产品牌由此也可以成为全球知名品牌,照明设计师也就不会愁眉不知道报什么控制品牌了。
 
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