Controllare gruppi di luci con il bus Dali

ILLUMINAZIONE –

Chi vuole controllare e commutare in modo comodo l’illuminazione di singole stanze può affidarsi a un sistema di bus Dali.

Se oggi potessimo ancora cominciare da zero, nelle nostre case, accanto al collegamento della corrente alternata avremmo anche una rete di bordo Dc per l’alimentazione di lampade a Led e di elettrodomestici e apparecchiature elettroniche casalinghe. Questa rete di bordo sarebbe alimentata da un blocco di batterie che preleva la sua energia dai pannelli fotovoltaici sul tetto e in caso di necessità viene supportata dall’alimentazione di rete. In tal modo ci risparmieremmo non solo gli inverter per l’impianto fotovoltaico, ma anche gli innumerevoli alimentatori elettrici casalinghi e i driver Ac/Dc delle lampade a Led. Così potremmo regolare la nostra illuminazione a piacere e non avremmo più alcuna preoccupazione che i nostri figli giochino vicino alla presa di corrente. Poiché non possiamo però cominciare da zero, dobbiamo avvicinarci all’obiettivo a piccoli passi.

Bus Dali, un passo nella direzione giusta

Chi sogna la “smart home” vede le possibilità illimitate dell’automazione digitale. Le tecnologie di trasmissione senza fili come Zigbee, Bluetooth, Wlan, Dect o Tcp/IP fanno notizia, ma non esiste un vero e proprio standard. Le diverse tecnologie non sono neppure compatibili le une con le altre e devono essere collegate reciprocamente tramite gateway, rendendo i sistemi complessi e costosi. Chi vuole passare alla tecnica a Led per casa e ufficio senza posare nuovi cavi e senza convertirsi completamente alla tecnologia di trasmissione senza fili non può rinunciare al bus Dali (Digital addressable lighting interface), una tecnologia ormai collaudata tecnologia legata ai fili. Il sistema a due conduttori basato sulla norma Iec 60929, con la sua velocità di trasmissione di 1200 baud, pur essendo molto lento è del tutto tollerante agli errori e antidisturbo. Grazie alla sua semplice struttura il bus Dali è prima di tutto progettato per controllare locali piuttosto grandi o per funzionare tramite un gateway come sottosistema di un sistema di automazione degli edifici. In tal modo in un edificio dei bus Dali indipendenti gli uni dagli altri possono controllare la luce in ogni piano. Dati i costi ridotti le installazioni Dali sono però anche adatte a sistemi molto piccoli, limitati a singole stanze. Il bus Dali lavora con una tensione continua di circa 16 V, con valori superiori ai 9,5 V definiti come “1” logico e valori sotto a 6,5 V come “0” logico. Il modulo di controllo invia dati seriali con cortocircuiti (“0” logico) o interruzioni (“1” logico) mirati della linea del bus. Una sequenza completa di dati - anche denominata “forward frame” - contiene l’indirizzo dell’utenza seguito da un ordine. Ordini tipici sono accensione e spegnimento o regolazione di una lampada. È anche possibile scegliere fino a 16 scenari d’illuminazione predefiniti. All’interno di un gruppo è possibile indirizzare fino a 64 utenze del bus – quindi driver, varialuce, interruttori e sensori. Per l’alimentazione del bus Dali è inoltre necessario un alimentatore che fornisca la tensione di esercizio. È poi necessario, per il controllo del sistema, un modulo di controllo Dali, il quale richiede anche 64 indirizzi. Dali è un sistema master/slave. I diversi interruttori, varialuce e lampade funzionano come slave, mentre il modulo di controllo come master, dotato di regola di un’interfaccia Usb tramite la quale è possibile programmare il sistema con laptop e relativo software. Dopo la messa in servizio il modulo di controllo si occupa del controllo degli accessi sul bus. Assegna gli indirizzi, reagisce a sensori o interruttori e invia ordini di attenuazione alle relative lampade. È in grado di svolgere anche i compiti più complessi, come la commutazione dipendente dal tempo dell’illuminazione della scala di un edificio. Poiché si tratta di un sistema bidirezionale il modulo di controllo riceve il feedback sullo stato, compresi i messaggi di errore. Se è disponibile un’unità di controllo centrale, questa trasmette l’errore. Ciò non è però necessario. Si potrebbe anche collegare un laptop per leggere il messaggio d’errore. Nel caso più semplice è però sufficiente il “master” con un paio di “slave” e il sistema funziona già! Un vantaggio fondamentale del bus Dali è la semplicità di cablaggio. Non hanno alcuna importanza né la successione delle utenze, né la polarità delle linee di controllo. Poiché inoltre le linee dati possono utilizzare lo stesso cavo dell’alimentazione a 230 Vac non occorrono altre linee addizionali, sempre che nell’installazione siano impiegati cavi a 5 conduttori. In tal caso entro un gruppo Dali devono essere riservati solo i due conduttori neri in modo coerente per il bus Dali, mentre i fili marroni e blu e la terra di protezione dell’alimentazione di rete servono all’utenza. Il sistema è di facile programmazione, poiché le componenti si indirizzano autonomamente. Dopo l’installazione l’elettricista può decidere liberamente quale interruttore o varialuce viene assegnato a quale lampada, senza dover cambiare a posteriori qualcosa nel cablaggio.

L’interfaccia Dali per il controllo
Se devono essere commutate o attenuate solo singole lampade è ragionevole che il relativo driver disponga di un’interfaccia Dali integrata. Se devono essere però controllati gruppi di luci con diverse lampade singole, come per esempio nell’illuminazione di una sala da conferenza, ciò non ha molto senso, e non solo perché ogni lampada occupa un indirizzo nel sistema, ma anche perché è più efficiente controllare l’intero gruppo tramite una singola interfaccia Dali separata. Un esempio pratico: una sala da conferenze dispone di 3 faretti incassati da 7 Watt ognuno che possono essere solo accesi o spenti. L’illuminazione centrale sopra al tavolo, può essere invece regolata in base alle esigenze. Ora invece di 6 driver, ognuno dei quali con un’interfaccia Dali integrata, è più economico controllare l’intero gruppo in modo completo tramite un’interfaccia Dali separata. Con il modello RELI-DA1/R Recom ha sviluppato un convertitore Dali universale che si può impiegare insieme con un numero a piacere di driver Led e che dispone di un relè integrato tramite il quale i gruppi luminosi possono essere disattivati completamente per evitare perdite in stand-by. Inoltre il convertitore Dali trasforma i segnali di controllo di un varialuce Dali, come per esempio Dali Mcu di Osram, in un segnale analogico (1-10 V) o con modulazione a larghezza d’impulso che controlla direttamente gli ingressi di regolazione del driver Led. In tal modo è garantita una regolazione fino a zero sia lineare che logaritmica.

Problemi con i comuni varialuce

Chi non è ancora pronto ad osare un’installazione Dali ma ciononostante non vorrebbe rinunciare alla piacevole atmosfera creata nello spazio abitativo e nelle camere da letto vive non di rado una sorpresa inattesa. Infatti è la regola più che l’eccezione che a casa la lampada Led acquistata insieme al varialuce Triac installato anni fa non funzioni più così come avveniva nello spazio espositivo. E per dei buoni motivi. I “vecchi” varialuce Triac realizzati per il funzionamento con le lampadine a incandescenza sono dimensionati per una potenza 5 volte superiore a quella necessaria per la tecnica a Led. Anche quando una lampadina a incandescenza da 100 W emetteva solo più radiazioni rosse profonde, scorreva più corrente del necessario per far accendere il Triac in modo affidabile. La questione è completamente diversa per un Led da 20 W che dispone di una luminosità equivalente. Qui il flusso di corrente in caso di molti varialuce Triac si riduce talmente tanto che si verificano errori di accensione e in tal modo sfarfallio. Si consiglia perciò assolutamente di controllare le lampade a Led sempre anche per mezzo di un varialuce “adatto” come per esempio la nuova serie Redim di Recom, che è progettata per il consumo di elettricità decisamente inferiore delle lampade a Led.
Ma non basta: un’ulteriore problematica consiste nella forma della curva all’uscita del varialuce Triac. Mentre i driver Led amano un’alimentazione il più possibile sinusoidale, il Triac fornisce semionde a denti di sega che “collidono” con l’elettronica del driver – in particolare con la correzione attiva del fattore di potenza – il che si traduce in sfarfallio, salti di luminosità e possibilità di regolazione del tutto insufficienti. Occorrono costosi interventi tecnici per risolvere questa problematica in modo soddisfacente. In confronto ad altri driver il driver da 20 W RACT20 di Recom fornisce risultati particolarmente buoni con quasi tutti i Triac. Chi si fida solo dell’indicazione dimmerabile sulla scheda tecnica si scontra presto con i limiti, in particolare in caso di driver più economici. Infatti questa indicazione non dice niente sulla qualità della regolazione, né quanto è possibile regolare verso il basso, né su sfarfallio o salti di luminosità.

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