Human Centric Lighting / HCL

Human Centric Lighting

Lichttemperatur und Lichtstärke haben einen messbaren Einfluss auf die Hormonbildung in unserem Körper. Ein hoher Blauanteil im Licht hemmt beispielsweise die Produktion des Schlafhormons Melatonin. Ein Vorteil, wenn man mittags um 12:00 Uhr im Büro sitzt – ein Nachteil, wenn man abends um 23:00 Uhr im Bett liegt.

Unser Körper passt sich den veränderten Blauanteilen im Licht an. Diese ändern sich im Laufe des Tages und der Körper reagiert darauf. Im Morgengrauen und bei abendlicher Dämmerung hat Tageslicht einen geringen Blauanteil, eine niedrige Beleuchtungsstärke und eine warme Lichtfarbe von etwa 3.000 Kelvin. Mittags steigt der Blauanteil, genauso wie die Beleuchtungsstärke und das Licht hat einen Kelvinwert von etwa 10.000 Kelvin. Ein hoher Blauanteil im Licht, sei es vom Handydisplay oder aus der LED Beleuchtung im Büro, signalisiert dem Körper: es ist Mittagszeit – sei aktiv! Warme Lichttemperaturen in Verbindung mit geringerer Beleuchtungsstärke signalisieren dagegen Ruhe.

Viele Studien konnten nachweisen, dass eine Innenraumbeleuchtung, die dem natürlichen Tageslichtrhythmus nachempfunden ist, Konzentration, Wohlbefinden und Leistungsbereitschaft steigert. Ein Lichtkonzept nach dem HCL Prinzip versucht also die natürlichen Veränderungen des Sonnenlichts aufzugreifen und für die Innenraumbeleuchtung zu nutzen.

Wie sieht so etwas konkret aus? Wenn Leuchten mit modernen „tuneable white“-fähigen LEDs bestückt sind, können Lichttemperatur und Beleuchtungsstärke abhängig von der Tageszeit variabel eingestellt und programmiert werden. Die Einstellung kann automatisiert über eine DALI Anlage passieren oder manuell mit passenden Wandschaltern selbst geregelt werden.

Drahtlose Ansteuerung

Der Kundenwunsch: Eine dimmbare LED Beleuchtung mit RGB Farbwechseltechnik oder Tuneable White Anwendung, im Objekt ist aber nur ein 3-adriges Kabel verlegt. Eine physische Ansteuerung über DALI oder DMX ist also nicht möglich. Überdies ist ein nachträgliches Ziehen von Steuerleitungen zu teuer. Sind Sie als Planer mit einem solchen Szenario konfrontiert, muss die Ansteuerung der Beleuchtung drahtlos passieren. Eine drahtlose Steuerung ist auch für komplexe Licht- und Farbsteuerungen möglich. Es gibt Anbieter, die mit Bluetooth Verbindungen und smarten Endgeräten zur Eingabe arbeiten (Casambi). Eine Ansteuerung über Funkverbindungen auf DALI oder DMX Basis ist ebenfalls möglich. Lassen Sie sich hier am besten projektbezogen von unseren Technikern über die Möglichkeiten beraten.

DMX Steuerung

DMX ist eine Lichtmanagementsystem aus dem Bereich Bühnen- und Veranstaltungstechnik. Somit wird DMX hauptsächlich zur Steuerung von RGB Anwendungen eingesetzt und stellt hier eine Alternative zur DALI Ansteuerung dar. Vor allem in Anwendungen, mit höchsten Ansprüchen an ein synchrones Lichtszenenmanagement bei einer hohen Anzahl an Dimmkanälen ist DMX das zuverlässigste und hochwertigste Lichtmanagementsystem. Bei DMX512 können Dimmbefehle parallel und verzögerungsfrei an bis zu 512 Adressen verschickt werden. Für die Verdrahtung von DMX Steuerungen ist eine separate XLR Steuerleitung nötig. Ähnlich wie bei DALI werden die DMX Komponenten der Leuchte adressiert und können so separat angesteuert werden.

DALI 2.0

DALI 2.0

Produkte mit dem Label DALI 2.0 sind nach den neusten Standards des Regelwerks IEC 62386 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) gebaut. Der DALI 2.0 Standard soll dazu führen, dass DALI Produkte  von unterschiedlichen Herstellern noch reibungsloser im Gesamtsystem miteinander funktionieren. In großen Projekten, in denen verschiedene DALI EVG’s von unterschiedlichen Herstellern verbaut sind, kann es zu Kommunikationsproblemen kommen. Mit DALI 2.0 sollen diese Probleme der Vergangenheit angehören.

1-10 V / 0-10 V Dimmung

0-10 V

Eine der ersten Dimmarten ist die 1-10V Dimmung . Erforderlich hierfür ist ein 5-adriges Kabel. Bei Push-Dim Anwendungen wird ein 4-adriges Kabel benötigt. Die 1-10 Volt Dimmung kann LED Lichtquellen nur bis auf 10% der Gesamthelligkeit dimmen. Die Weiterentwicklung 0-10V erreicht Dimmstufen bis 1%. Das Dimmverfahren ist hier PWM.

Triac / Phasenan- und Abschnittsdimmung

Die Triac Dimmung ist auch bekannt unter den Begriffen „Phasenanschnitts- oder Abschnittsdimmung“. Dies ist eine beliebte Dimmvariante in alten Gebäuden, in denen nur 3-adrige Kabel verlegt sind. Im Gegensatz zur DALI oder 1-10V Dimmung, bei der Sie ein 5-adriges Kabel benötigen, sind für die Triac Dimmung nur 3 Adern erforderlich. Für COB’s bietet der Markt EVG’s mit Amplitudendimmung und PWM Dimmung, für LED Streifen gibt es nur PWM Dimmung.

Flicker Effekt

Flicker Effekt

Wenn eine LED in der Sekunde 10 mal an und aus geht, passiert das mit einer Frequenz von 10 Hertz. Das menschliche Auge nimmt diesen An/Aus Vorgang als Flackern wahr. Dies nennt man auch den „Flicker Effekt“. Bewusst nimmt der Mensch ein Flackern im Frequenzbereich zwischen 1-80 Hz wahr. An/Aus Vorgänge, die zwischen 80 und 100 mal in der Sekunde stattfinden, nimmt das Auge als konstant leuchtende Lichtquelle wahr. Empfindliche Menschen können aber dennoch unterbewusst ein Flackern in diesem Frequenzbereich erkennen. Dies führt zu Kopfschmerzen oder, im schlimmsten Fall, Krampfanfällen bei Epileptikern.

PWM Dimmung

In der LED Beleuchtung ist der „Flicker Effekt“ ein Begriff, der im Zusammenhang mit der LED Dimmbarkeit immer wieder auftaucht. Auch Planer und Architekten sollten für diesen Begriff sensibilisiert sein. Der Flicker Effekt ist eine Begleiterscheinung der Pulsweitenmodulation (kurz: PWM). PWM ist ein Dimmverfahren, das von EVG‘s zum Herunterregeln der Helligkeit genutzt wird. Es ist unabhängig von der genutzten Dimmart zu sehen. Bei der PWM Dimmung wird die LED in der Sekunde mehrfach an- und ausgeschaltet, wodurch die Gesamtlichtmenge, die die LED dadurch pro Sekunde abgibt, sinkt. Ist die Frequenz hoch genug sieht das menschliche Auge eine sauber gedimmte, konstant leuchtende LED.

Eine PWM Dimmung ist daher an sich nicht schlecht, es muss jedoch bei den eingesetzten EVG’s darauf geachtet werden, dass auch in unteren Dimmbereichen mit ausreichend hoher Frequenz gedimmt wird. Bei minderwertigen EVG’s ist die Gefahr groß, dass dies nicht der Fall ist und in Bereichen zwischen 80-100Hz gedimmt wird.

Projekte, in denen Kameras zum Einsatz kommen, sind ein weiterer Bereich in dem der Flicker Effekt zu einem Problem werden kann. Konferenzräume mit Videoübertragung, Restaurants mit gedimmten Leuchten, in denen sich die Gäste mit ihrem Handy filmen. Objekte, in denen Filme gedreht werden. Hier sollte ein Flicker Effekt auch bei gedimmten Licht ausgeschlossen werden können. Speziell für diese Objekte sollten Sie hochwertige EVG Technik für Ihre LED Beleuchtung einplanen.

Ripple Effekt

Ripple ist ein Begriff aus der Elektrotechnik und bedeutet, dass ein Gleichstrom von einem Wechselstrom überlagert wird. Ströme dieser Art nennt man auch „Rippelstrom“ oder „pulsierender Gleichstrom“. Gerade bei dimmbaren Leuchten kann der Ripple Effekt zu einer flackernden Lichtquelle führen. Dies ist ein Grund, warum der Ripple Effekt häufig im Zusammenhang mit dem Flicker Effekt auftaucht. Wenn LED’s auf Grund des Ripple Effekts flackern, liegt das in der Regel an minderwertigen EVG’s. Sollten Sie in Projekten dimmbare LED Anwendungen einplanen, achten Sie darauf, dass die verwendeten EVG’s der LED Beleuchtung „Ripple Free“ sind. Auch bei Peters Leuchten ist dies Standard.

DALI

DALI

In modernen Industrie und Öffentlichkeitsbereichen ist das Digital Addressable Lighting Interface (kurz DALI) die verbreitetste Ansteuerungs- und Dimmtechnologie. Für DALI-Anwendungen muss ein 5-adriges Kabel verlegt sein. Zwei Steuerleitungen für die Kommunikation zwischen Eingabegeräten (z.B. Wandschalter) und Leuchte und eine separate 230V Versorgung. Jede Leuchte bekommt im DALI System eine Adresse und kann über diese geschaltet und gedimmt werden. RGB oder Tuneable White Anwendungen lassen sich mit DALI darstellen und differenziert ansteuern. Moderne EVG’s mit integrierter DALI Elektronik erlauben filigrane Bauformen bei gleichzeitiger Unterbringung der Elektronik im Innenraum der Leuchte. Eine Amplitudendimmung bis auf unterste Lichtniveaus von 1% schließt Probleme mit dem Flicker Effekt aus. Bei komplexeren DALI Projekten ist eine enge Abstimmung zwischen Leuchtenhersteller und Elektroinstallateur vor Ort unbedingt notwendig.