LED智慧型調光系統:背景介紹,基本原理,調光方式,LED調光系統,組成單元,使用

LED智慧型調光系統是作為用來改變光通量、調節照度，使各類新型LED燈具達到優質照明效果的一種電氣配件，可廣泛套用於酒店客房、場館展廳等場合。

基本介紹

中文名：LED智慧型調光系統
外文名：The optical system of LED intelligent adjustable
建築照明：酒店博物館；智慧型調光
調光方式：脈寬調製（PWM）調光

背景介紹,基本原理,調光方式,LED調光系統,組成單元,使用優缺點,效果與方式,環境效果,控制方式,注意事項,安裝環境要求,施工檢測,

背景介紹

照明是通過照射特定物體或者更大範圍來創造一種視覺環境，它不僅提供人類對周邊環境的可視性，同時也創造照明環境的氛圍的舒適性、美學與安全性等。綠色照明的提出，強調了節能與環保的理念，而LED的高效率、長壽命、無汞害、不含紅外紫外輻射、色彩豐富、易於控制等特點，使之成為綠色照明領域的理想光源。

現代化智慧型建築除擔負起保證飲食起居、文化娛樂、工作學習等功能，還可通過對建築照明的智慧型化控制，對不同空間不同燈光迴路的亮暗搭配，形成不同的燈光場景，營造舒適優雅的環境氣氛，豐富人們對不同的場合需要；同時，通過營造不同的燈光環境，襯托出居住者的高雅的藝術修養。

儘管調光得到大範圍套用，可由於LED電流過大，導致LED使用壽命縮短，產生光衰現象等問題嚴重影響LED的照明效果，LED故障檢測一般是人工巡檢，無自動檢測功能。LED照明光衰及燈具的損壞，導致環境總體照度達不到照明標準，因此光衰補償及故障自動檢測成為一種客觀需求；其次，調光器配合傳統光源使用時仍然存在一些瑕疵，比如降低白熾燈的效能，損害螢光燈的壽命等。

基本原理

任何LED器件，如果要做成替換光源或者LED燈具，都需要一個驅動器才能實現調光。因為LED都是低壓直流源，LED需要電子驅動器把交流轉換成可利用和可調節的直流電流。

流過LED燈珠的電流決定了光的輸出，其亮度可以很簡單地通過控制貼在襯底上的半導體材料層的通電電流來調節。調光可以降低LED燈具的工作溫度，進而延長LED的壽命。

居住建築照明、美術博物館照明、劇院照明、夜景照明、智慧型建築酒店照明、商業建築照明、辦公建築照明皆可用到LED智慧型調光系統，作為一種用來改變電光源的光通量、調節照度的照明配件，可廣泛套用於家庭照明、劇場舞台、酒店客房、場館展廳等場合。

調光方式

通常，調光方式分兩種：一種是電壓調光，一種是電流調光。電壓調光是調光源輸入電壓，從而達到調節光源亮度的目的，但是這種調光方式在節能燈調光系統上不是特別可靠，但在LED和白熾燈方面卻效果明顯。電流調光也就是調整通過光源的電流大小，從而達到調光的目的，這是一種非常合適於LED調光的方式。

可控矽（TRIAC)調光方式

安裝在牆壁上的可控矽控制系統常用於傳統白熾燈和鹵素燈調光。但為了LED燈具的儘快普及，部分LED驅動也可兼容（TRIAC)調光方式，可使用後會導致電壓波形嚴重失真，從而降低系統功率因素。據國外設計出兼容TRIAC的LED驅動IC，雖然性能上有所改善，但還是會出現系統效率低下和LED燈色偏移現象，達不到節能減排的標準和效果。

模擬調光方式

模擬調光是通過LED燈的正向電流來達到調光目的。LED亮度幾乎和通過LED等的直流電流大小成正比。通過改變與LED燈串聯的電流檢測電阻的大小；或將LED驅動晶片自帶電壓輸入接口，改變輸入電壓，皆可改變LED燈的電流。但同時也會改變LED燈的色溫和光譜，特別是對於採用RGB的LED照明系統，會引起嚴重的偏色問題，造成人眼的不適；調節LED燈電流大小還會一個燈光的閃爍問題。因此，模擬調光方式同樣不太適合LED燈的調光。

脈寬調製（PWM）調光方式

LED是一個可快速開、關的半導體發光二極體，且速度能達到微秒級別。因此可以使LED恆流驅動介於工作和不工作之間，只要開關頻率大於100Hz，人眼就不會識別出燈的閃爍，看到的是LED燈的平均亮度。採用PWM調光時，由於電流一直在固定值與零值兩種狀態間變換，不會出現色偏現象且能精確的無極調光，不會影響整個LED照明系統效率。

在脈寬調製方式中，通過LED的電流以很高的頻率通斷，“通常是每秒幾千次”。通過LED的電流就等於LED開關周期內的電流平均值，用減少LED的通電時間可以降低平均電流或者有效電流，進而降低LED的亮度。PWM波的產生可通過微控制器來簡單編程實現，可靈活控制，成本相對較高卻是適合LED燈的調光方式。

LED調光系統

組成單元

a. 一個系統由系統單元、輸入單元、輸出單元三部分組成。

b. 輸入單元負責將外部信號/指令傳入系統，例如智慧型面板、感測器等。

c.系統單元支持整個系統的運行，例如電源模組等。

d.輸出單元負責接收輸入單元傳送的信號並執行相應的操作，如調節燈光亮度等。

使用優缺點

自動控制和調光功能可以削減浪費在照明上的能源。同時能夠增加居住環境的舒適性。LED光源作為一種高效、低功耗的光源，得到廣泛的套用及推廣。與智慧型控制技術、網路技術相結合的LED智慧型照明成為發展的必然趨勢。在自動化建築照明電氣中，LED智慧型調光系統能及時回響外部控制系統指令，並對信號做出相應的回響動作，其優點主要表現在以下幾個方面：

a. 操作簡單、靈活，便於維護；

b. 系統啟動時間短，能夠任意設定控制時間、調光級數；

c. 可定期對每個燈具工作情況自動巡檢，也可手動操作檢測；

d. LED智慧型調光系統布線原理簡潔明了，易於施工；

e. 各個控制台有兩種接口，採用標準協定，可選用TCP/IP接口，也可選擇485接口，管理方便；

f. 控制接口標準化，在各個控制台的本地進行現時環境穩定監控，也可在總控制台對各個控制台進行總控，有利於客戶採取多種方案實現控制；

g. 能自動分配地址，降低客戶的人工成本，簡便實用。LED智慧型調光系統可完成對各個燈具的亮度控制，如時間控制，感應控制等；

h. 也能對各個燈具的狀態進行檢測，有利於對燈具的維護與管理。

傳統燈具的很多調光技術也能套用在LED上。包括0到10V模擬調光，DALI(數字可定址照明接口)調光，對載有調光信息的調光器安裝專線可以提高調光兼容性，因為專線使得調光器跟燈具之間僅有很少或者沒有相互干擾。這種調光系統複雜且昂貴，常套用於商業建築。

效果與方式

環境效果

LED智慧型調光系統可對白熾燈、日光燈、節能燈、石英燈等多種光源調光，對不同場合的燈光進行控制並滿足不同環境對照明的要求。

a.寫字樓、學校、醫院、工廠——利用系統的時間控制功能使燈光自動控制，利用亮度感測器使光照度自動調節，節約能源，可進行中央監控並能與樓宇自控系統連線。修改照明布局時無需重新布線減少投資。

b.劇院、會議室、俱樂部、夜總會——利用系統的調光功能及場景開關可方便地轉換多種燈光場景，實現多點控制。可通過LED智慧型控制空調、電扇、電動門窗、加熱器、喇叭、蜂鳴器、閃燈等其他設備。

c.體育場館、市政工程、廣場、公園、街道等室外公共場合照明——利用系統的群組控制功能可控制整個區域的燈光。利用亮度感測器、定時開關實現照明的自動化控制，利用LED智慧型系統監控軟體實現照明的智慧型化控制。

d.智慧型化小區的燈光控制——用於智慧型化小區的路燈、景觀燈的遠程、多點、定時控制，中央監控中心監控；小區會所、智慧型化家庭中燈光的場景、多點、群組、遠程控制；以及與其它家庭智慧型控制器配合使用。

e.酒店智慧型照明控制——可廣泛套用於酒店的大堂、休息廳、咖啡廳、貴賓室、走廊等公共區域及泛光照明。定時控制、感應控制、場景控制與本地控制相結合，並可在總服務台或中央控制室進行集中管理。亦可用於客房區域設備的本地或遠程控制。

控制方式

LED照明通過採用全智慧型化人體感應存在模組及光電調光系統技術，可破解感應照明無法探測靜止人體存在的難題。實現“按需照明”，即人來燈亮、人在燈明、人去燈熄、人工照明及自然光的和諧互補的問題。如：

場景控制

LED智慧型調光控制系統引入場景控制的概念，即通過控制元件（NEO面板、觸控螢幕或管理軟體等）實現對多路燈光及電器的控制，實現一個按鍵可同時開啟或關閉多路燈光及電器的功能。

電器監控

通過系統配置的NEO面板或觸控螢幕可實時監控燈光迴路或電器開關狀態。在NEO面板可通過指示燈的顏色或亮暗監視迴路的開關狀態或通過軟體進行設定，在觸控螢幕上可通過系統的樓層平面圖的動態電器圖示查看房間內受控的電器狀態。

系統軟體編程管理

系統使用編程管理軟體對所有操作設備進行編程，如變換NEO面板的每個按鍵場景，液晶屏內樓層的平面圖及燈具位置或管理功能等，可根據不同的需求進行個性化的設計。

恆照度控制

通過LED智慧型系統的光照感測器將某一控制區域（如大堂）亮度設定為一個恆定值，可根據室外光線的變化和窗簾的開關自動調節燈光的亮度，使受控區域擁有舒適的照明環境。

時間控制、感應控制

時間控制：

根據實際套用需要設定按照時間順序自動控制燈光、電器等設備，如在夜晚到來之時，LED智慧型控制系統會依次打開室外主照明、泛光、景觀照明，在新一天的陽光到來之前自動將它關閉。

感應控制：

在某些區域（如樓道、衛生間、樓梯）內系統使用紅外感應照明功能，當有人進入這些區域時照明系統可自動開啟，避免了手中持物或進出匆忙時開關燈具的麻煩，從較大程度上體現了智慧型化的優勢。

遠程控制、調光控制

遠程控制：

LED智慧型控制系統可以通過電話、網際網路進行遠程控制系統中連線的燈光、電器等所有設備，便於對系統進行遠程管理。

調光控制：

系統通過在房間內的調光功能在最大程度上提升建築物裝修檔次，調光開關功能具有符合眼睛對燈光的生理適應性的特點，同時延長了光源的壽命並達到了節能的效果。

注意事項

安裝環境要求

LED智慧型照明控制系統既有弱電電路，也有強電電路，對工程人員的技術水平有一定要求，必須兼顧兩方面的知識技能，同時對安裝及工作環境也必須按照相關安裝手冊的要求進行。

一般情況下，安裝及使用時必須注意以下幾點：

1）工作溫度一般在0-45℃，個別系統有所不同，如彩色觸控螢幕在0-30℃，設計方案及安裝施工時，一定要按照相關要求嚴格執行。

2）設備會發熱，安裝設備場所必須通風。嚴禁阻塞設備的通風散熱孔。

3）未明確標明室外使用的系統設備（如室外照度感測器），均為室內使用，若須室外使用，應採取防水、防塵措施。

4）不同設備間距有一定要求，必須按照設備通風散熱要求，以及方便施工接線。例如 :L5112D10LP系列大矽箱更應該注意，為了滿足這兩方面的要求，一般上下矽箱的間距不應小於300mm，左右不應小於150mm。

5）灰塵會影響設備的散熱，也會由於環境潮濕而導致設備控制失靈，甚至損壞。因此必須定期除塵，保證設備的合適工作環境。一般的工作濕度為0-95%，無凝霜出現，個別設備要求不同的。

6）對於L5112D系列大矽箱產品，為滿足設備重量要求，固定的物體需要能承受相應的重量，甚至做結構加固處理。

7）調光器產品有輕微的交流聲，智慧型繼電器在內部繼電器吸合或斷開工作時會有卡嗒聲，屬正常現象。

8）對於安裝有散熱風扇的設備，需定時檢查風扇，風扇損壞要及時更換。

施工檢測

1）對於設備連線線路的規格要求應滿足主電源線、負載線、控制線等的不同規格性能。如電流、功率、電壓，是否需要護套、阻燃以及其它特殊要求。

2）在施工過程中同一根線不應有接頭，破損接頭的連線必須接觸牢固，並要做燙錫處理，防止接觸不良，打火、氧化導致接觸電阻增大。

3）燈具負載特性應該與控制模組相對應，如調光、非調光等特性。

4）同一迴路負載調光情況下負載特性應一致。不同特性的燈具負載禁止接入同一迴路。

5）任何燈具負載必須首先經過檢測完好後才準許接入模組，不管是繼電器還是調光器，不允許在模組上測試負載迴路。負載迴路的測試必須在安裝LED智慧型調光系統與燈具連線前完成。建議另配臨時開關測試燈具負載。

6）負載的短路會產生瞬間的大電流衝擊，對於繼電器肯定會減少觸點的使用壽命，對於調光器則會損壞調光功率器件，因此對於調光器，同時也要求在調光器迴路輸出端必須加裝斷路器或保險絲進行保護，以減少對調光功率器件損壞的可能性。

7）未裝完的迴路不應接入控制模組，特別是調光器。因為當再安裝燈具時很有可能會由於各種原因，特別是燈具造成的短路，容易造成設備損傷。

8）在實際施工時，由於線路的損耗，各種燈具變壓器的損耗，實際燈具功率的改變等等各種原因，負載的實際功率會與設計功率不同，有的甚至會相差很大，以至過載。因此在實際施工中不能簡單只以設計的功率為準，而要在檢測迴路的同時實測迴路的實際電流值，以實際值作為考量控制器所帶負載的功率，而不能以百分比來簡單的計算得出負載功率值。不應採用限制調光器迴路輸出水平的方法來解決過載問題。

LED智慧型調光系統