Ein professionell geplantes und richtig installiertes Lichtmanagementsystem (LMS) ist flexibel, bietet hohen Bedienkomfort, spart Energie und ist optimal auf die geforderten Sehaufgaben abgestimmt. Teil 1 unserer neuen Fachbeitragsserie behandelt die Grundlagen eines LMS sowie Dali.
Unter einem Lichtmanagementsystem (LMS) versteht man die Technologie, die Beleuchtung intelligent zu steuern und zu optimieren. Vereinfach gesagt: Ein Lichtmanagementsystem soll das richtige Licht, zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Intensität an den richtigen Ort bringen. Die einfachste Form eines LMS ist übrigens das manuelle Ein-/Ausschalten einer Lampe durch einen physischen Schalter. Allerdings hat diese Form zahlreiche Nachteile: Etwa kann hier nicht automatisch auf Umgebungsveränderungen wie Tageslicht oder die Anwesenheit von Personen reagiert werden und auch die Flexibilität bei unterschiedlichen Beleuchtungsanforderungen ist eher überschaubar.
Die moderne Version eines LMS kombiniert daher verschiedene Komponenten und Funktionen, um die Beleuchtung an die spezifischen Bedürfnisse und Umgebungsbedingungen anzupassen. Ziel ist es, Energie zu sparen, den Komfort der Beleuchtungsumgebung zu erhöhen. Dabei werden neben klassischen Beleuchtungstechniken auch moderne Steuerungselemente wie Sensoren, Aktoren und digitale Steuerungsprogramme eingesetzt.
Komponenten und Funktionen
Im Allgemeinen besteht ein Lichtmanagementsystem aus mehreren Hauptkomponenten:
- Lichtquellen: Dies sind die eigentlichen Leuchten, die das Licht emittieren.
- Eingabegeräte: Sensoren erfassen Umgebungsparameter wie Helligkeit, Bewegung und Anwesenheit. Beispielsweise misst ein Tageslichtsensor das natürliche Licht, das durch Fenster einfällt, und passt die künstliche Beleuchtung dementsprechend an. Bewegungs- oder Anwesenheitssensoren können das Licht in Bereichen einschalten, wenn sich Personen in der Nähe befinden, und es wieder ausschalten, wenn niemand mehr anwesend ist. Aktoren binden manuelle Befehle – z.B. über Taster – in das System ein.
- Steuergerät bzw. Anwendungscontroller: Die Steuerungseinheit ist das „Gehirn“ des LMS. Sie verarbeitet die von den Sensoren gesammelten Daten und gibt entsprechende Anweisungen an die Leuchten. So kann beispielsweise die Beleuchtungsintensität in einem Raum je nach Tageszeit und Anwesenheit automatisch geregelt werden.
- Benutzeroberfläche: LMS bieten oft eine digitale Benutzeroberfläche, über die Nutzer Einstellungen wie Beleuchtungsintensität, Farbtemperatur oder Lichtzeiten manuell anpassen können.
- Kommunikationssysteme: Über drahtlose oder kabelgebundene Netzwerke kommunizieren die verschiedenen Komponenten des LMS miteinander. Standardprotokolle wie DALI (Digital Addressable Lighting Interface) oder das kabellose ZigBee ermöglichen eine sichere und stabile Verbindung und sorgen für eine effiziente Datenübertragung.
Grundsätzlich beginnt Lichtmanagement bereits mit der Kombination von drei wesentlichen Komponenten: Lichtquelle, Treiber und Steuereinheit. Aber erst durch das Hinzufügen von Sensoren und Aktoren und einer softwaregesteuerten Steuerung wird diese Kombi zu einem vollwertigen Lichtmanagementsystem.
Lichtmanagementsystem mit DALI
Hinweis: In diesem Teil des Fachbeitrags konzentrieren wir uns auf eine grundlegende Darstellung des kabelgebundenen DALI-Systems, ZigBee folgt in einem gesonderten Teil.
Hinter der Entwicklung und Förderung des DALI-Standards steht die DALI Alliance (auch bekannt als Digital Illumination Interface Alliance oder kurz DiiA). Die DALI Alliance ist ein Konsortium von global tätigen Unternehmen. Gemeinsam arbeiten sie an der Weiterentwicklung des DALI-Standards, immer mit dem Ziel, die Interoperabilität der zertifizierten Produkte zu gewährleisten und den Standard (dzt. DALI-2) aktuell zu halten.
Die digitale Beleuchtungsschnittstelle DALI (Digital Addressable Lighting Interface) wurde speziell für die Steuerung von Beleuchtungen entwickelt. Insbesondere Anwendungen mit dimmender Lichtregelung stehen dabei im Vordergrund. Die Schnittstelle dient der Kommunikation zwischen einem Steuergerät (Leader) und mehreren zu steuernden Betriebsgeräten (Follower).
An einer DALI-Linie können maximal 64 DALI-Teilnehmer betrieben werden. Die großen Installationsvorteile sind der verpolungssichere Anschluss der DALI-Teilnehmer sowie die Leitungsführung mit der Netzversorgung (230 V) in einer gemeinsamen Mantelleitung (z. B. NYM, 5-adrig). DALI ermöglicht nicht nur das Senden von Steuerbefehlen an die Leuchten, sondern auch das Empfangen von Statusmeldungen. So können Wartungszustände oder Fehler frühzeitig erkannt und an das System gemeldet werden.
Ein weiteres zentrales Merkmal ist die flexible und präzise Steuerung der Lichtintensität, die durch das Dimmen der Beleuchtung erreicht wird. Der Dimmvorgang ist zudem ein hervorragendes Beispiel, um die Vorteile von DALI in der Praxis zu demonstrieren.
Logarithmisch dimmen
Beim Dimmen in einem DALI-System wird die Helligkeit stufenlos reguliert und kann bis auf ein Minimum von 0,1 % reduziert werden, ohne dass die Qualität des Lichtes darunter leidet. DALI folgt dazu einer logarithmischen Dimmkurve, die den Signalwert bei tieferen Dimmstufen langsam und bei den helleren Stellen schneller ändert. Diese Dimmkurve entspricht nahezu der Wahrnehmung des menschlichen Auges, denn dieses funktioniert nach dem logarithmischen Prinzip: Helligkeitsänderungen im niedrigen Lichtstrombereich werden von uns deutlicher wahrgenommen als Änderungen in hohen Bereichen.
Zum Vergleich: Eine seit vielen Jahren genutzte Schnittstelle bei Vorschaltgeräten in der technischen Beleuchtung ist die Schnittstelle 1…10 V. Bei 1…10-V- Schnittstellen liefert das Vorschaltgerät als aktive Last die Steuerspannung, welche mit angeschlossenen elektronischen Widerständen (Potentiometer) geändert werden kann. Hier erhält man allerdings eine lineare Dimmkurve, die sich direkt proportional ändert. 3 V Spannungssignal bedeuten also eine 30-prozentige Helligkeitsausgabe.
Beispiel: Besprechungsraum
In einem Besprechungsraum kann ein DALI-System verschiedene Szenen programmieren, die sich auf Knopfdruck aktivieren lassen. Als Szene bezeichnet man die Kombination aus einer Leuchtengruppe und bestimmten Lichtwerten. Bei einer Präsentation könnte eine Szene aktiviert werden, bei der die Beleuchtung gedimmt wird, um die Sicht auf die Projektionsfläche zu verbessern. Während der Besprechung wird dann eine hellere Einstellung gewählt, die das Lesen von Dokumenten erleichtert. Dank DALI kann jede dieser Szenen mit präzisen Dimmstufen abgerufen werden.
