LED verlichting dimmen

De mogelijkheden voor het dimmen van LED lampen

Oscar Otten

Alles over LED dimmen

 



Note: het dimmen van led-verlichting kan op veel manieren. In het verleden was dit nog lastig, maar tegenwoordig is het prima mogelijk om led-lampen en armaturen met led-verlichting te dimmen. Dit geldt ook zeker voor een Z-Wave domotica oplossing, waarin het dimmen van led op verschillende manieren kan worden verzorgd.

Belangrijk om te weten...

Er zijn een drietal factoren waarmee je rekening moet houden voor het dimmen van LED:

  1. is de led-lamp zelf geschikt om te dimmen?

  2. is de dimmer die je gebruikt geschikt om de betreffende led-lamp aan te sturen?

  3. wordt er gebruik gemaakt van een driver en is deze geschikt voor de combinatie van de dimmer en de led-lamp?

Ook zit er nog een verschil van aansturing tussen led-dimmers; dit kan namelijk analoog of digitaal gebeuren. Hieronder worden de meest voorkomende varianten toegelicht.

Opties analoog dimmen

  • 0-10V dimmen

  • 1-10V dimmen

  • Fase afsnijding dimmen (trialing edge dimmen)

  • Fase aansnijding dimmen (leading edge dimmen) .

Note:

De veel befaamde FIBARO Dimmer 2 gebruikt verschillende bedieningsmodi om de volgende soorten belastingen te regelen:

  • Fase afsnijding (trialing edge) t.b.v. resistieve belastingen (R)

  • Fase afsnijding (trialing edge) t.b.v. resistief-capacitieve belastingen (RC)

  • Fase aansnijding (leading edge) t.b.v. resistief-inductieve belastingen (RL).


Fase afsnijding / Fase aansnijdingOndersteunde belastingtypen
220-240 VAC
Fase afsnijding (trialing edge)
Resistieve belastingen (R):
Conventionele gloeilampen & halogeen lampen
50-250W
Fase afsnijding (trialing edge)
Resistief-capacitieve belastingen (RC):
TL-buizen (compact / met elektronische ballast), elektronische transformatoren, LED lampen
50-200VA
Fase aansnijding (leading edge)
Resistief-inductieve belastingen (RL):
Ferromagnetische (gewikkelde) transformatoren
50-220VA

Opties digitaal dimmen

  • PWM dimmen (Pulse Width Modulation dimmen)

  • DALI dimmen (Digital Addressable Lighting Interface dimmen).

Z-Wave dimmers / domotica dimmers kopen?

Bekijk hier het grootste assortiment aan domotica dimmers

Analoog dimmen

Led dimmen o.b.v. 0-10V dimmen

Het dimmen van led o.b.v. een 0-10V aansturing wordt ook wel de 2e generatie van dim methoden genoemd. Het grote verschil tussen 1-10V en 0-10V dimmen is het laagst mogelijke voltage dat bij deze technieken gehaald kan worden. Zo is bij 0-10V dimmen de laagste stand 0,57V, waarna de lamp zal uitschakelen. 

Voordelen led dimmen o.b.v. 0-10V dimmen

  • Led-lampen en led-strips zijn door deze techniek helemaal terug te dimmen totdat ze echt (bijna) geen licht meer geven

  • Krachtige, goed begrepen technologie die goed werkt met LED

  • Relatief simpel in gebruik (problemen zijn over het algemeen snel te vinden).

Nadelen led dimmen o.b.v. 0-10V dimmen

  • Elk apparaat/circuit moet afzonderlijk worden aangesloten op de signaalkabel. Dit kan voor grote systemen duur zijn

  • Er is maar een beperkt aantal 0-10V dimmers dat goed werkt

  • Moeilijk te combineren 0-10V schakelborden met stroom-dimming.

Led dimmen o.b.v. 1-10V dimmen

De basis voor een rendabele en eenvoudige constructie om led-verlichting te dimmen wordt gevormd door moderne dimbare elektronische module met een 1-10V interface in combinatie met de juiste dimmers.

De voorschakel apparatuur en dimmer worden via een tweedraads besturingslijn op elkaar aangesloten. De regelspanning wordt door de dim instelling v/de aangesloten driver bepaald.

Voordelen led dimmen o.b.v. 1-10V dimmen

  • Vermindering in kosten en energieverbruik

  • Eenvoudig toe te passen en  goedkoop

  • Bij afzonderlijke verlichtingsinstallaties in te zetten.

Nadelen led dimmen o.b.v. 1-10V dimmen

  • 2 extra stuurdraden nodig (doorlussen is wel mogelijk)

  • Beperkt aantal toestellen bij gebruik van potentiometer (niet bij 1-10V)

  • Extra schakelaar nodig voor aan/uit (deze zit wel in veel dimmers ingebouwd).

Led dimmen o.b.v. fase aansnijding dimmen (leading edge dimmen)

Bij een spanning van 230V op 50Hz wordt er elke keer een puls afgegeven. Dit zorgt ervoor dat een elektronisch component de stroom doorlaat. Dit component sluit de stroomtoevoer weer af zodra de 230V, 50Hz door de 0 heen gaat. Door dit punt - wanneer de puls wordt gegeven - in tijd te verschuiven kan er korter óf langer stroom door de module heen lopen en worden doorgegeven aan de driver v/d betreffende lamp.


Deze vorm van dimmen wordt ook wel TRIAC of MOSFET dimmen genoemd.

TRIAC dimmers zijn doorgaans iets voordeliger omdat ze al lang in omloop zijn. TRIAC dimmers hebben als nadeel dat deze pas goed werken wanneer er een minimale belasting is aangesloten. Doordat het aanbod led-lampen tegenwoordig sterk gegroeid is, zijn er dimmers met fase-aansnijding op de markt gekomen die zijn gebaseerd op MOSFET transistors. Het voordeel is dat de problemen als piekspanningen - zoals bij de TRIAC dimmers het geval is - niet optreden. Deze dimmers zijn dan ook uitermate geschikt voor led-lampen die dimbaar zijn.

Voordelen led dimmen o.b.v. fase aansnijding dimmen (leading edge dimmen)

  • De extra stuurdraden zijn doorlusbaar

  • In bestaande installaties toe te passen

  • Er gaat nauwelijks energie verloren door verlichting te dimmen met deze fase aansnijdingsmethode

Nadelen led dimmen o.b.v. fase aansnijding dimmen (leading edge dimmen)

  • Er vinden hogere spannings-/stroomveranderingen plaats. Dit is slecht voor de elektronica

  • Er wordt bij een vermogensreductie d.m.v. een voorschakel weerstand een deel van het vermogen door de weerstand opgenomen. Daardoor wordt deze heet en dient gekoeld te worden 

Led dimmen o.b.v. fase afsnijding dimmen (trialing edge dimmen)

Fase afsnijding dimmen zorgt ervoor dat de opgaande spanning v/d 230V, 50Hz gewoon door wordt gelaten. Vervolgens wordt de stroom door de elektronica afgeknepen op een bepaalde tijd na de nuldoorgang. Dit gebeurt veel minder snel dan bij fase aansnijding dimmers. Dit komt vervolgens weer ten goede voor de elektronische componenten in de led-lamp. 


Dit type dimmer is daarom ook uitermate geschikt voor het dimmen van led-lampen op zowel 230V als op laag voltage (12V).  

Voordelen led dimmen o.b.v. fase afsnijding dimmen (trialing edge dimmen)

  • Extra stuurdraden zijn niet nodig

  • Prima toe te passen in bestaande installaties.

Nadelen led dimmen o.b.v. fase afsnijding dimmen (trialing edge dimmen)

  • Er kan flikkering ontstaan zodra er naar het minimum gedimd wordt (dit is afhankelijk van het merk en model fase afsnijdingsdimmer

  • Niet alle beschikbare merken / modellen fase afsnijdingsdimmers zijn geschikt voor het dimmen van led verlichting. Het maximale aan te sturen vermogen aan de led-toestellen mag niet hoger zijn dan 1/10 v/h maximale schakelvermogen dat staat vermeldt in de specificaties van de fase afsnijdingsdimmer. Het maximaal aan te sturen vermogen wordt overigens ook wel het systeemvermogen genoemd. Het systeemvermogen is het led vermogen + het opgenomen vermogen v/d voeding.

Is het mogelijk om gebruik te maken van conventionele dimmers?

In veel gevallen zijn bestaande dimmers voor halogeenlampen niet geschikt om moderne led-verlichting te dimmen. Dit komt omdat de elektronica in de lamp niet is afgestemd op halogeendimmers, waardoor led-lampen kunnen gaan flikkeren of zelfs defect kunnen gaan.

Het minimale vermogen van led dimmers

Het is mogelijk dat led-dimmers een minimale belasting vereisen. Veel led dimmers zullen pas dimmen zodra er tenminste 20/30W aan vermogen wordt aangesloten. Stel dat er 4 led-lampen op een led dimmer zijn aangesloten  met vier led lampen van elk 3W (dus 12W in totaal), dan kan het zijn dat de lampen niet of slechts gedeeltelijk dimmen.

Het maximale vermogen van led dimmers

Een veel gebruikte stelregel bij het dimmen van led-verlichting is dat 90% van het maximale vermogen v/d dimmer voor het aantal te dimmen lampen benut kan worden.

FIBARO Dimmer 2 kopen?

FIBARO Dimmer 2: bij uitstek de meest verkochte domotica dimmer in de huidige tijd. De FIBARO Dimmer 2 is zélfs stand alone te gebruiken zodat je de voorbereiding van je Z-Wave domotica systeem meteen geregeld hebt!


Digitaal dimmen

PWM dimmen (Pulse Width Modulation dimmen)

Met het dimmen o.b.v. PWM wordt bepaald hoe lang een led-module "aan" staat. Wanneer er 10% van het vermogen gevraagd wordt, dan staat de led-lamp 10% v/d cyclus aan en 90% v/d cyclus uit. Indien het wenselijk is om 50% v/h licht in te schakelen, dan staat de led-lamp 50% v/d tijd aan en 50% v/d tijd uit.

Dit gebeurt echter op zo'n hoge frequentie dat het menselijk ook niet merkt dat de lamp zo kortstondig uit staat. Zolang de frequentie hoog genoeg blijft (ook tijdens het dimmen), dan ziet men dit niet als flikkeren, maar als dimmende verlichting.

Het aantal pulsen per seconde dat led-lampen kunnen geven is enorm hoog te noemen, dat bedraagt nl. vanaf een paar honderd tot een paar duizend pulsen per seconde.

Voordelen PWM dimmen (Pulse Width Modulation dimmen)

  • Soepele dim mogelijkheden

  • Nauwkeurigere uitgangsniveaus

  • Betere kleurconsistentie tussen de diverse niveaus.

Nadelen PWM dimmen (Pulse Width Modulation dimmen)

  • Duur in verhouding

  • Knipperen is waarneembaar in het perifere zicht (ofwel alles wat buiten je centrale blikveld ligt) als de driver op een frequentie van minder dan 100 Hz draait

  • Stroboscopische effecten zijn zichtbaar in snel bewegende omgevingen als de driver frequentie laag is

  • Door het toe- en afnemen v/d stroomsterkte bij PWM dimmen kunnen er problemen ontstaan met elektromagnetische interferentie (EMI)

  • Als de driver op afstand v/d lichtbron is gemonteerd kunnen er prestatie problemen optreden.

Note: indien je een goede slimme dimmer o.b.v. PWM dim techniek nodig hebt met een mooie dim functie qua kleuren, dan is de FIBARO RGBW Controller zeker een goede keuze.


DALI dimmen (Digital Addressable Lighting Interface dimmen)

DALI is een universele interface-standaard voor dimbare elektronische voorschakel apparaten welke meer functionaliteit en meer gebruiksgemak bieden dan elke andere vorm van aansturing en dimmen.

Het schakelen en dimmen wordt via de besturingslijn uitgevoerd, waardoor er geen relais nodig is. 

DALI kan met diverse converters en drivers eenvoudig gekoppeld worden aan een gebouwbeheersysteem zodat alles inzichtelijk wordt. Dit maakt het tevens mogelijk om de verlichting op afstand te bedienen.

Voordelen DALI dimmen (Digital Addressable Lighting Interface dimmen)

  • Energiebesparing

  • Flexibel in gebruik

  • Er zijn geen afzonderlijke besturingskabels nodig. Een eenvoudige 2-draads kabel volstaat om alle DALI apparaten binnen een systeem aan elkaar te koppelen

  • Het is met DALI gemakkelijker om individuele lichtbronnen te controleren en individueel in te stellen en beheren op de gewenste parameters t.o.v. het DSI systeem. Hierdoor kan er energie worden bespaard en is het mogelijk om elke ruimte binnenin een gebouw de gewenste lichtkleur, sterkte en afstelling te geven.

Nadelen DALI dimmen (Digital Addressable Lighting Interface dimmen)

  • Extra (veel) bekabeling nodig

  • led-verlichtingsarmaturen / besturingsapparaten moeten het DALI protocol ondersteunen

  • Ingewikkelde, complexe inbedrijfstelling

  • Hoge investeringskosten (tijd en geld).