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LED -Ansteuerung über Powerline-Kommunikation - Polyscope

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AKTIVE BAUELEMENTE
INTELLIGENTE BELEUCHTUNGSLÖSUNGEN
www.polyscope.ch
Stro mversorgung direkt aus dem Netz
LED-Ansteuerung über
Powerline-Kommunikation
LED begeistern insbesondere als Gestaltungselement mit grossem Farbspektrum nicht nur
Designer, sondern auch Architekten und Entwickler. Doch um optimale Farbergebnisse zu erzielen,
sind intelligente Ansteuerungen unerlässlich.
» Roland Hutter
Um bei LED-Beleuchtungen eine gleichbleibende und garantierte Farbe zu erzielen, sind komplexe Berechnungen mit kundenspezifischer
Firmware erforderlich. Insbesondere sind es
zwei Probleme, mit denen es Ingenieure beim
Umgang mit LED-Designs zu tun haben. Einerseits sind die von einem Fertigungslos zum
anderen unterschiedlichen Performance-Spezifikationen der LED zu berücksichtigen, und
andererseits verändern sich die Eigenschaften
der LED (z.B. Lichtstrom, Wellenlänge) in Abhängigkeit von der Temperatur.
Hier bietet Cypress mit den optimierten
Ansteuerbausteinen und einer Software, dem
PSoC-Designer, die Lösung: der Designer
wählt zunächst aus dem auf dem Bildschirm
dargestellten Farbdreieck den gewünschten
Farbton aus. Von Cypress verfügbare Temperatur- oder Opto-Feedback-Algorithmen lassen sich daraufhin automatisch auf das Design anwenden und in den Cypress-Controller
einprogrammieren. Bei einem komplexen
Designprojekt kann dies den Zeitaufwand um
Wochen oder gar Monate verkürzen. Dadurch
lassen sich letztendlich Entwicklungskosten
deutlich einsparen.
Komplettes Design in Eigenregie
Zur LED-Ansteuerung bietet Cypress zwei Lösungsansätze: die EZ-Color-HB-LED-Bausteine
Autor
Roland Hutter
PME Cypress
cypress@msc-ge.com
24 VDC
120/
277
VAC
CY8CLEDAC01
ACDC
0,9 PFC
85% officiency
PowerPSoC
Constant current
control
temperature sense
communication
Hysteretic
control
channel
Current feedback
Thermistor
Floating
buck
topology
LED
load
Network
Durch den Baustein CY8CLEDAC01 lässt sich die Stromversorgung direkt aus dem Netz vereinfachen
mit der PSoC-Express-Software, mit der auch
Nicht-Elektroniker, ohne eine Zeile C- oder
Assembler-Code zu schreiben, ein komplettes
Design in Eigenregie erstellen können. Man
kann bis zu 16 konfigurierbare LED-Kanäle
mit bis zu 32-Bit-Dimm-Auflösung integriern.
Unterschiedliche Kommunikationsprotokolle
wie DMX 512, I2C, SPI, UART oder DALI kann
man hier benutzen. Zur Kontrolle der Farbtemperatur dient die LED-Binning-Kompensation, eine Temperaturkompensation und
eine optische Feedback-Möglichkeit. Durch
eine spezielle Modulation der Ansteuersignale (PrISM, patentiert durch Cypress) lässt
sich das Flackern bei niedrigen Frequenzen
und das Erzeugen von Störfrequenzen (EMI)
reduzieren.
Die zweite Variante besteht in der Nutzung des PowerPSoC. In ihm sind nicht nur
der eigentliche Controller, sondern auch
High-Power-Peripherie integriert. Dies sind
zum Beispiel vier interne 32 V, 1 A Low-SideN-Channel-MOSFET, vier analoge Verstär-
ker zur Strommessung, vier Kontrollblöcke
mit Hysterese, Komparatoren, 14 DA-Wandler mit je 8 Bit. Mit einem integrierten 32-VSpannungsregler wird die Stromversorgung
erzeugt. Zusätzlich sind über weitere Analog- und Digitalblöcke Zusatzfunktionen
(weitere PWM, Timer, Counter, Kommunikation) realisierbar. Durch diese hohe Integrationsdichte wird das Hardwaredesign
vereinfacht; dieses schlägt sich in einer reduzierten Stückliste, niedrigeren Test- und
Systemkosten nieder.
Ansteuerung auf kleinstem Raum
entwickeln
Mit PowerPSoC lassen sich ausserdem auch
kapazitive, berührungslose Schalter mit dem
erprobten CapSense-Verfahren realisieren.
Damit kann man eine komplette Ansteuerung
auf kleinstem Raum, also zum Beispiel als Ersatz von MR16-Halogenleuchten, entwickeln.
Entsprechende Referenzdesigns stellt Cypress
zur Verfügung.
Polyscope 12-13/10
INTELLIGENTE BELEUCHTUNGSLÖSUNGEN
Durch den Baustein CY8CLEDAC01 wird
auch die Stromversorgung direkt aus dem
Netz vereinfacht. Ein effizienter AC/DC-Wandler lässt sich mit wenigen Bauelementen in
eine Leuchte integrieren, und dies mit hoher
Effizienz (bis zu 85 Prozent) und Genauigkeit
(Ϯ2,5 Prozent bei 0,9 Power Faktor). Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Leuchten
zu dimmen. Für Applikationen mit dieser
Zusatzanforderung bietet der Baustein CY8CLEDAC02 die optimale Lösung. Soll in dem
Design wieder Farbmischen, Temperaturmessung und Kommunikation vorhanden sein,
kann der Entwickler diesen Baustein einfach
mit dem PowerPSoC wirkungsvoll ergänzen.
Cypress bietet eine
Familie von PLCBausteinen mit der
zugehörigen
Netzwerk-ProtokollSoftware an
Lamp plug-in module
Relay
110 V –
240 VAC
Lighting
Fixture
Coupling
Circuit
CY8CPLCxx/
LED16P01
Lamp module /Table lamp control plugin
Lighting controller block
110 V –
240 VAC
Coupling
Circuit
CY8CPLCxx/
LED16P01
PSoC
House master
controller
Intelligenz durch Kommunikation
Soll die Ansteuerung von Leuchtmitteln
über das in der Regel vorhandene Stromnetz erfolgen, lässt sich die Power-LineCommunication-Technik (PLC) einsetzen. Zur
Kommunikation wird ein Trägersignal über
das Stromnetz übertragen. Es spart sowohl
Installationskosten als auch Verkabelungen
und kann über Distanzen bis zu 100 m gehen. Die Anwendungen erstrecken sich über
AKTIVE BAUELEMENTE
CapSense™
die gesamten weit gefächerten Bereiche der
Beleuchtungssteuerung, Haustechnik, Energiemanagement sowie auch Smart-Metering,
die automatische Stromablesung und Verbrauchsoptimierung.
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Tel. 043 355 33 62, Fax 043 355 33 77
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