DIMMEN VAN LEDVERVANGLAMPEN

Ledvervanglampen zijn de voorbije jaren zeer populair geworden, vooral in de residentiële sector. De kwaliteit van dit type lampen is sterk gestegen, terwijl de prijs aanzienlijk daalde en dicht in de buurt komt van de prijs van een CFL-lamp. Dimmen via netspanning is tot op heden het grootste probleempunt van de ledvervanglamp. De oorzaak hiervan ligt niet bij de leds op zich, want een led laat zich veel nauwkeuriger dimmen dan eender welk type lichtbron. Het probleem zit in de compatibiliteit tussen enerzijds de stuurelektronica van de ledlamp en anderzijds de faseaan- of -afsnijdingsdimmer.

Johan Bleumers (Volta Tecnolec),Ruben Delvaeye (WTCB) en Peter D'Herdt (WTCB)

LEDVERVANGLAMP EN ORIGINELE DIMMER

De techniek van het dimmen via de netspanning werd bijna een halve eeuw terug ontwikkeld om gloeilampen te kunnen dimmen, en is dankzij haar eenvoud en betrouwbaarheid in de loop der jaren sterk ingeburgerd geraakt. Met de komst van de ledtechnologie worden de energieverslindende gloeilampen meer en meer vervangen door ledvervanglampen, terwijl de originele dimmer wel vaak behouden blijft. De gebruiker verwacht dat zijn ledlampen op precies dezelfde wijze gedimd kunnen worden als de originele gloeilampen. In de praktijk blijkt het echter niet altijd even vanzelfsprekend te zijn om de moderne ledtechnologie te laten samenwerken met de klassieke principes van dimmen via het net.

PROBLEEMBESCHRIJVING

In de voet van een ledvervanglamp zitten enkele elektronische componenten ingebouwd die de netspanning zo aanpassen dat de led werkt bij aansluiting op het elektriciteitsnet.In zijn meest eenvoudige vorm zal deze elektronica niet reageren op dimmen via het net, maar mits enkele uitbreidingen aan het stukje elektronica kan dit wel: we spreken dan over een dimbare ledlamp. Hoewel fabrikanten er alles aan doen om ervoor te zorgen dat hun dimbare ledlampen correct functioneren met zo veel mogelijk dimmers, kunnen er nog steeds problemen optreden bij bepaalde combinaties van dimmers en ledlampen. Deze kunnen verschillende vormen aannemen. Een vaak voorkomend probleem is dat de lamp instabiel wordt op bepaalde dimniveaus, wat enorm storend is voor de gebruiker. Vooral bij lage dimniveaus komt dit voor. Ook de manier waarop de lamp reageert op het dimmen kan erg verschillen in functie van de gebruikte ledlamp. De ene lamp zal een vlakkere dimcurve vertonen, terwijl een andere lamp een veeleer logaritmische curve volgt. In extreme gevallen van incompatibiliteit zullen er zones van 'dead travel' optreden. In deze zones verandert de lichtstroom amper bij het draaien aan de dimknop. Deze fenomenen maken het erg moeilijk om lampen van verschillende fabrikanten te combineren op eenzelfde dimmer. Zelfs als de ledlamp zich probleemloos laat dimmen, kunnen er zich nog problemen voordoen bij het (her)opstarten van de lamp. Zo is het mogelijk dat de ledlamp op lage dim-niveaus niet onmiddellijk opnieuw opstart na de dimmer in- en uitgeschakeld te hebben. Pas wanneer het dimniveau wordt verhoogd, springt de lamp plots aan: men noemt dit 'pop-on'. Voor de gebruiker levert dit een verwarrende situatie op, en hij kan ten onrechte veronderstellen dat de lamp of de dimmer stuk is: het probleem ligt niet bij de lamp of de dimmer, maar wel bij de compatibiliteit tussen beide. Ook stabiel werkende systemen kunnen occasioneel worden verstoord door CAB-signalen. Dit zijn signalen die de netbeheerder uitstuurt om via de netspanning kortstondig bepaalde boodschappen te verspreiden, denk bijvoorbeeld aan het commando om te schakelen tussen dag- en nachttarrief. De aanwezigheid van deze signalen op het net kan zorgen voor een tijdelijk instabiele werking van ledlampen. Een heel ander aspect is het geluid dat dimming kan veroorzaken. De snelle fluctuaties in spanning die het dimmen met zich meebrengt, kunnen ervoor zorgen dat bepaalde elektronische componenten mechanisch gaan trillen. Dit zorgt voor een hoorbaar mogelijks storend zoemend geluid van de lamp, en in bepaalde gevallen ook van de dimmer of van beide. Afhankelijk van de manier van inbouwen, is het mogelijk dat de klankkast die ontstaat het gezoem nog meer versterkt.

AANGEPASTE DIMMERS VOOR LEDS

Sinds enkele jaren zijn er universele dimmers op de markt voor 'moeilijke' belastingen, zoals dimbare ledlampen en CFL-lampen. Deze werken volgens dezelfde basisprincipes als klassieke dimmers, maar zijn zo aangepast dat ze met een groter deel van de ledlampen kunnen samenwerken. De universele dim-mers laten de installateur toe om te kiezen uit een reeks dimprofielen. Hij kan dan experimenteel vaststellen of uit compatibiliteitstabellen afleiden welke instellingen in zijn specifieke installatie het best zullen presteren. Toch zal de compatibiliteit zelfs met de meest optimale diminstellingen nog vaak ontoereikend zijn op lage dimniveaus.Om hiervoor een oplossing te bieden, laten de dimmers toe om het minimumniveau in te stellen. Door dit juist af te regelen boven het dimniveau waarop problemen ontstaan, kan de compatibiliteit tussen ledlamp en dimmer nog meer worden verbeterd: een deel van het dimbereik wordt opgeofferd om te allen tijde een goede werking van het systeem te verzekeren. De meeste universele dimmers beschikken over een driedraadsaansluiting. Terwijl een klassieke tweedraadsdimmer op dezelfde manier wordt aangesloten als een enkelpolige schakelaar, wordt bij driedraadsdimmers ook de nulgeleider mee aangesloten. Bij nieuwe installaties is dit evident, maar bij renovatie is dit vaak niet mogelijk. De aanwezigheid van zowel lijn- als nulgeleider bij de dimmer betekent dat de dimmerelektronica rechtstreeks uit het net gevoed kan worden. Hierdoor is de voeding van de dimmer al stabieler, wat resulteert in een betrouwbaarder dimgedrag en een lagere minimumbelasting. Door het gebruik van een optimaal ingestelde universele dimmer kunnen de meeste ledlampen vlot worden gedimd.

AFSTEMMING TUSSEN FABRIKANTEN

Enkele jaren geleden is binnen de IEC (International Electrotechnical Commission) een werkgroep opgericht met als doel onderling overleg te organiseren tussen de fabrikanten van dimmers en van ledlampen, om zo tot oplossingen te komen voor de compatibiliteitsproblematiek. De werkgroep heeft technisch rapporten uitgewerkt met aanbevelingen rond de opbouw van zowel dimmers als ledlampen. Momenteel wordt gewerkt aan een volgende versie van het rapport waarin nog meer compatibiliteitsissues worden bekeken. Dit omvat onder andere de geluidsproductie van dimmers en/of lampen en het meer uniform maken van de dimcurves van verschillende dimmer-/ledcombinaties. Hoewel het niet verplicht is om de richtlijnen in deze rapporten te volgen, zullen vele fabrikanten dit in de toekomst wel doen. Bovendien zullen de aanbevelingen op termijn worden omgezet in normen, waardoor ze op termijn mogelijks wel een dwingend karakter krijgen.

ALTERNATIEVEN

Verschillende fabrikanten hebben methodes ontwikkeld om ledvervanglampen te dimmen zonder in te grijpen in de vorm van de netspanning. De oorspronkelijke dimmer of lichtschakelaar wordt overbrugd, waardoor de lamp rechtstreeks op de volle netspanning wordt aangesloten. De diminformatie wordt nu via een draadloze verbinding tot bij de lamp gebracht. Meestal wordt hierbij voor ZigBee gekozen. Omdat alle informatie naar de lamp digitaal is, verloopt de dimming zeer vloeiend. Bovendien staat ZigBee garant voor een zeer betrouwbare communicatie en kunnen lampen en bedieningen van verschillende fabrikanten samenwerken in één netwerk, waarin ook andere types ledlampen en sensoren kunnen worden opgenomen. Buiten ZigBee zijn er nog enkele andere protocols in gebruik, zoals Bluetooth Low Energy. Bepaalde fabrikanten hebben hun eigen protocols. Een voorbeeld hiervan is het Oostenrijkse bedrijf LEDON. Dat werkt echter niet via een wireless protocol, maar communiceert via digitale signalen die het boven op de netspanning plaatst.

CONCLUSIE

Hoewel er de laatste jaren belangrijke vorderingen geboekt zijn op het gebied van compatibiliteit tussen dimmers en ledlampen, blijken er in sommige gevallen toch nog enkele problemen op te treden. Zowel de fabrikanten van de dimmers als de fabrikanten van de ledlampen doen hun best om de kloof tussen beide technologieën te dichten en zo het werk van de installateur te verlichten. Parallel hieraan wordt er naar oplossingen gezocht om dimming via het elektriciteitsnette vermijden door de diminformatie digitaal door te sturen naar de ledlamp. Meestal wordt er hierbij een draadloze verbinding gebruikt.