Por Martín Wan
Actualizado: 7 de mayo de 2022
La atenuación es el proceso de variar la salida de luz de una fuente de luz. Esto se hace para crear el ambiente o para ahorrar energía cuando realmente no se necesita una potencia lumínica total. La mayoría de los sistemas de atenuación utilizados antes de los LED o incluso hoy en día están diseñados para bombillas incandescentes. Estos sistemas generalmente utilizan métodos de atenuación de fase directa y inversa en los que el atenuador interrumpe o corta la entrada de la línea de CA para reducir la energía que ingresa al controlador. Con menos potencia de entrada, habrá menos salida en el controlador y el brillo de la luz disminuirá.
Las palabras clave de atenuación más comúnmente escuchadas en la iluminación comercial LED son DMX, DALI, 0/1-10V, tiristor (TRIAC), WIFI, Bluetooth, RF y Zigbee. Estas son las señales de entrada de la fuente de alimentación de atenuación. La selección de diferentes señales de entrada se debe principalmente a la consideración del entorno (instalación, cableado), función, costo y flexibilidad de una expansión posterior. La calidad del efecto de atenuación está determinada principalmente por el método de atenuación de salida de la fuente de alimentación de atenuación, no por el método de atenuación de entrada.
Los métodos de atenuación de salida de la fuente de alimentación con atenuación se dividen principalmente en dos tipos, reducción de corriente constante (CCR) y modulación de ancho de pulso (PWM) (también conocida como atenuación analógica).
Tabla de contenido Esconder
1 Primero, una aclaración: efectivamente, todas las tiras LED son regulables.
2 ¿Qué controla el brillo de un LED?
3 métodos de atenuación de LED
3.1 Modulación de ancho de pulso (PWM)
3.1.1 Ciclo de trabajo
3.1.2 Frecuencia
3.2 Reducción de corriente constante (CCR)
3.3 Atenuación DMX512
3.4 Atenuación DALI
3.5 0/1-10V Atenuación
3.6 Atenuación TRIAC
3.7 Atenuación de RF
3.8 Bluetooth, WIFI, atenuación Zigbee
4 Conclusión final
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Primero, una aclaración: efectivamente, todas las tiras LED son regulables.
Cuando compra luces LED domésticas comunes, como bombillas estilo A, es posible que vea NO REGULABLE en la descripción del producto. Algunas bombillas LED no son regulables porque el circuito eléctrico dentro de la bombilla LED no está diseñado para interpretar la señal de atenuación de un atenuador de pared, que, a su vez, está diseñado para una bombilla incandescente tradicional.
Por otro lado, las tiras de LED no están diseñadas para conectarse directamente a alto voltaje (por ejemplo, un enchufe de pared de 120 V CA) y requieren una fuente de alimentación para convertir el voltaje CA más alto en un voltaje más bajo de 12 V o 24 V CC.
Por lo tanto, si se trata de un atenuador de pared, primero debe "hablar" con la fuente de alimentación antes de que pueda ocurrir cualquier atenuación en la tira de LED. Por lo tanto, la cuestión de si es regulable/no regulable depende de la fuente de alimentación y de si ésta puede interpretar la señal de regulación producida por el atenuador de pared.
Por otro lado, prácticamente todas las tiras de LED (como la propia tira) son regulables. Dada la señal eléctrica de CC adecuada (normalmente PWM), el brillo de cualquier tira de LED se puede ajustar libremente.
Tenga en cuenta que generalmente existen dos tipos de tiras de LED en el mercado, corriente constante y voltaje constante. Sus requisitos para atenuar la fuente de alimentación son diferentes. Consulte la siguiente tabla:
Tipo de tira LED | Reducción de corriente constante (CCR) | Modulación de ancho de pulso (PWM) |
Tira LED de voltaje constante | Trabajar | Trabajar |
Tira LED de corriente constante | Fallar | Trabajar |
¿Qué controla el brillo de un LED?
La cantidad de corriente que fluye a través de un LED determina su salida de luz. Si miramos el gráfico anterior, veremos que cambiar el voltaje también cambia la corriente a través del LED, lo que nos hace pensar en atenuar un LED aumentando o disminuyendo el voltaje a través de él. Sin embargo, también podemos ver que la región donde podemos cambiar el voltaje sin recibir demasiada corriente es pequeña. Además, la corriente tampoco es predecible, al igual que el brillo.
Gráfico de intensidad relativa (au) frente a corriente directa (mA) de un LED
Si escaneamos algunas hojas de datos de LED, podemos ver que la intensidad luminosa de un LED depende de la corriente directa. Su relación también es casi lineal. Entonces, al atenuar los LED, tomamos el voltaje directo como un valor fijo y en su lugar controlamos la corriente.
Libro de muestra de tiras LED
Métodos de atenuación de LED
Todos los dispositivos LED requieren un controlador para atenuarse, y existen dos métodos estándar que los controladores utilizan para atenuar los LED: modulación de ancho de pulso y reducción de corriente constante (también conocida como atenuación analógica).
Modulación de ancho de pulso (PWM)
IEn PWM, el LED se enciende y apaga a su corriente nominal a alta frecuencia. El cambio rápido es lo suficientemente alto como para que el ojo humano lo vea. Lo que determina el nivel de brillo del LED es el ciclo de trabajo o la relación entre el tiempo que el LED está encendido y el tiempo total de un ciclo completo.
Ventajas:
Proporciona un nivel de salida muy preciso.
Adecuado para aplicaciones que necesitan mantener ciertas características del LED como color, temperatura o eficiencia
Amplio rango de atenuación: puede disminuir la salida de luz a valores inferiores al 1 por ciento
Evita el cambio de color al operar el LED en su punto de funcionamiento recomendado de voltaje directo/corriente directa.
Desventajas:
Los controladores son complejos y caros.
Dado que PWM utiliza conmutación rápida, el flanco ascendente rápido y el flanco descendente de cada ciclo de conmutación producen radiaciones EMI no deseadas.
El controlador puede tener problemas de rendimiento cuando funciona con cables largos, ya que las características de dispersión del cable (capacitancia e inductancia) pueden interferir con los bordes rápidos del PWM.
Ciclo de trabajo
El término ciclo de trabajo describe la proporción del tiempo "activo" con respecto al intervalo regular o "período" de tiempo; un ciclo de trabajo bajo corresponde a poca energía, porque la energía está apagada la mayor parte del tiempo. El ciclo de trabajo se expresa en porcentaje, siendo el 100% completamente activado. Cuando una señal digital está encendida la mitad del tiempo y apagada la otra mitad del tiempo, la señal digital tiene un ciclo de trabajo del 50% y se asemeja a una onda "cuadrada". Cuando una señal digital pasa más tiempo en el estado encendido que en el estado apagado, tiene un ciclo de trabajo de >50%. Cuando una señal digital pasa más tiempo en el estado apagado que en el estado encendido, tiene un ciclo de trabajo de <50%. Aquí hay una fotografía que ilustra estos tres escenarios:
Frecuencia
Otro aspecto integral de la señal de modulación de ancho de pulso (PWM) es su frecuencia. La frecuencia PWM estipula qué tan rápido la señal PWM completa un período, donde el período es el tiempo que tarda la señal en encenderse y apagarse.
Conciliar el ciclo de trabajo y la frecuencia de la señal PWM crea la posibilidad de un controlador LED regulable.
Reducción de corriente constante (CCR)
En CCR, la corriente fluye continuamente a través del LED. Entonces, el LED siempre está ENCENDIDO, no como en PWM, donde el LED siempre está ENCENDIDO y APAGADO. Luego, el brillo del LED varía cambiando el nivel actual.
Ventajas:
Se puede utilizar con aplicaciones con estrictos requisitos de EMI y aplicaciones remotas donde se utilizan largos tramos de cables.
Los controladores CCR tienen un límite de voltaje de salida más alto (60 V) que los controladores que usan PWM (24,8 V) cuando se clasifican como controladores UL Clase 2 para ubicaciones secas y húmedas.
Desventajas:
CCR no es adecuado para aplicaciones donde se desea atenuar los niveles de luz por debajo del 10 por ciento porque a corrientes muy bajas, los LED no funcionan bien y la salida de luz puede ser errática.
Las corrientes de accionamiento bajas pueden provocar colores inconsistentes
Atenuación DMX512
DMX512 es un estándar para redes de comunicación digital que se utilizan comúnmente para controlar iluminación y efectos. Originalmente fue pensado como un método estandarizado para controlar los atenuadores de iluminación de escenarios que, antes de DMX512, habían empleado varios protocolos propietarios incompatibles. Rápidamente se convirtió en el método principal para vincular controladores (como una consola de iluminación) a atenuadores y dispositivos de efectos especiales, como máquinas de humo y luces inteligentes.
DMX512 también se ha expandido a usos en iluminación arquitectónica e interior no teatral, en escalas que van desde cadenas de luces navideñas hasta vallas publicitarias electrónicas y conciertos en estadios o arenas. Ahora se puede utilizar para controlar casi cualquier cosa, lo que refleja su popularidad en todo tipo de lugares.
Atenuación DALI
La interfaz de iluminación direccionable digitalmente (DALI) se originó en Europa y se ha implementado ampliamente durante muchos años en esa parte del mundo. Ahora también se está volviendo más popular en los Estados Unidos. El estándar DALI permite el control digital de luminarias individuales a través de un protocolo de comunicación de bajo voltaje que puede enviar información a las luminarias y al mismo tiempo recibir datos de las luminarias, lo que la convierte en una herramienta valiosa para construir sistemas de monitoreo de información e integración de controles. DALI permite direccionar dispositivos individuales, con hasta 64 direcciones posiblemente organizadas en 16 zonas de control diferentes. La comunicación DALI no es sensible a la polaridad y es posible una variedad de configuraciones de conexión con este protocolo. A continuación se muestra un diagrama de cableado DALI típico:
Atenuación 0/1-10V
El primer y más simple sistema electrónico de señalización de control de iluminación, los atenuadores de bajo voltaje de 0-10 V, utilizan una señal de bajo voltaje de 0-10 V CC conectada a cada fuente de alimentación LED o balastro fluorescente. A 0 voltios, el dispositivo se atenuará hasta el nivel de luz mínimo permitido por el controlador de atenuación y a 10 voltios el dispositivo funcionará al 100 %. A continuación se muestra un diagrama de cableado típico de 0-10 V:
Atenuación TRIAC
TRIAC significa Triodo para corriente alterna y es un interruptor que se utiliza para controlar la energía. Cuando se utiliza en aplicaciones de iluminación, comúnmente se lo conoce como 'Atenuación TRIAC'.
Los circuitos TRIAC se utilizan ampliamente y son muy comunes en aplicaciones de control de energía de CA. Estos circuitos pueden conmutar altos voltajes y niveles muy altos de corriente en las dos partes de una forma de onda de CA. Son dispositivos semiconductores, similares a un diodo.
TRIAC se utiliza a menudo como medio de atenuación de la luz en aplicaciones de iluminación doméstica e incluso puede servir como control de potencia en motores.
La capacidad de TRIAC para conmutar altos voltajes lo hace ideal para su uso en diversas aplicaciones de control eléctrico. Esto significa que puede funcionar para satisfacer las necesidades diarias de control de iluminación. Sin embargo, los circuitos TRIAC se utilizan para algo más que iluminación doméstica. También se utilizan para controlar ventiladores y motores pequeños y en otras aplicaciones de control y conmutación de CA.
Si está buscando un control polivalente, estamos seguros de que encontrará en TRIAC un protocolo beneficioso.
TRIAC es atenuación de alto voltaje (~230v). Al conectar un módulo TRIAC a la red eléctrica (entre 100 y 240 V CA), podrá obtener el efecto de atenuación que necesita.
Atenuación de RF
La atenuación por radiofrecuencia (RF) utiliza una señal de radiofrecuencia para comunicarse con el controlador LED y atenuar el color de las luces LED.
Bluetooth es un estándar de tecnología inalámbrica de corto alcance que se utiliza para intercambiar datos entre dispositivos fijos y móviles en distancias cortas utilizando ondas de radio UHF en las bandas ISM, de 2,402 GHz a 2,48 GHz, y construir redes de área personal (PAN). Se utiliza principalmente como alternativa a las conexiones por cable, para intercambiar archivos entre dispositivos portátiles cercanos y conectar teléfonos móviles y reproductores de música con auriculares inalámbricos. En el modo más utilizado, la potencia de transmisión está limitada a 2,5 milivatios, lo que le otorga un alcance muy corto de hasta 10 metros (33 pies).
Wi-Fi o WiFi (/ˈwaɪfaɪ/), es una familia de protocolos de red inalámbrica, basados en la familia de estándares IEEE 802.11, que se utilizan comúnmente para redes de área local de dispositivos y acceso a Internet, lo que permite que los dispositivos digitales cercanos intercambien datos mediante ondas de radio. Estas son las redes informáticas más utilizadas en el mundo, utilizadas globalmente en redes domésticas y de pequeñas oficinas para conectar computadoras de escritorio y portátiles, tabletas, teléfonos inteligentes, televisores inteligentes, impresoras y parlantes inteligentes entre sí y a un enrutador inalámbrico para conectarlos. Internet y en puntos de acceso inalámbrico en lugares públicos como cafeterías, hoteles, bibliotecas y aeropuertos para proporcionar acceso público a Internet para dispositivos móviles.
Zigbee es una especificación basada en IEEE 802.15.4 para un conjunto de protocolos de comunicación de alto nivel utilizados para crear redes de área personal con radios digitales pequeñas y de baja potencia, como para automatización del hogar, recopilación de datos de dispositivos médicos y otros sistemas de baja potencia. Necesidades de bajo ancho de banda, diseñado para proyectos de pequeña escala que necesitan conexión inalámbrica. Por lo tanto, Zigbee es una red inalámbrica ad hoc de baja potencia, baja velocidad de datos y proximidad (es decir, área personal).
Conclusión final
Todas las tiras de LED son regulables. Pero tenga en cuenta que hay dos tipos de tiras de LED: tiras de LED de voltaje constante y tiras de LED de corriente constante. ¡La tira de LED de corriente constante se debe utilizar con la tira de LED regulable con señal de salida PWM! Para tiras de LED de voltaje constante, puede elegir la fuente de alimentación de atenuación de señal de salida PWM o CCR según las necesidades del proyecto. Y hay muchas señales de entrada, como DMX512, DALI, 0/1-10V, TRIAC, WIFI, Bluetooth, RF y Zigbee.
Puede elegir la señal de entrada adecuada considerando el entorno (instalación, cableado), función, costo y flexibilidad de expansión posterior.
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