Traditionell werden Beleuchtungssysteme über kabelgebundene Netzwerke gesteuert, doch seit einiger Zeit wächst das Interesse an der Nutzung drahtloser Konnektivität. Hier bietet das Lichtsteuerungssystem Dali inzwischen zwei unterschiedliche technologische Ansätze.
Energiesparende LEDs und hoch entwickelte Steuerungssysteme haben das Themenfeld Beleuchtung in den vergangenen Jahren stark verändert. In Kombination mit Sensoren und dem Internet der Dinge (IoT) ergeben sich Möglichkeiten für attraktive und effiziente Lichtkonzepte, die auf die Umgebung reagieren oder sich per Knopfdruck oder Smartphone steuern lassen.
Da weniger Kabel benötigt werden, lässt sich ein drahtloses Steuersystem einfacher und schneller installieren, insbesondere bei Renovierungsprojekten in älteren Gebäuden, bei denen die Möglichkeiten zur Verlegung von Kabeln eingeschränkt sind. Und eine schnellere Installation geht mit geringeren Arbeitskosten einher. Zudem macht eine drahtlose Lösung ein System flexibler und skalierbarer, da es die Freiheit bietet, Leuchten beliebig zu verschieben und hinzuzufügen.
Drahtlose Beleuchtungssysteme sind in der Regel in einer vermaschten Konfiguration (Mesh) organisiert, bei der jedes Gerät (oder jeder Knoten) mit mehreren anderen Knotenpunkten verbunden ist. Dies erhöht die Zuverlässigkeit, da es keinen einzelnen Ausfallpunkt gibt und Nachrichten der Steuerung automatisch umgeleitet werden, wenn ein Netzknoten ausfällt.
Standardprotokoll schafft Interoperabilität
Unabhängig davon, ob es sich um ein kabelgebundenes oder drahtloses Lichtsteuerungssystem handelt, müssen alle Geräte miteinander kommunizieren können. Diese Interoperabilität ist nur möglich, wenn es einen entsprechenden Standard gibt, auf den sich alle Hersteller einigen.
Im Bereich der Lichtsteuerung ist das wohl bekannteste offene standardisierte Protokoll das Digital Addressable Lighting Interface (Dali), das seit vielen Jahren in unzähligen Anwendungen auf der ganzen Welt zum Einsatz kommt. Dali basiert auf dem offenen globalen Standard IEC62386 und ist ein etabliertes Protokoll für die bidirektionale digitale Kommunikation von Lichtsteuergeräten und Sensoren. Dali-Geräte sind individuell adressierbar, sodass sich Dali gut mit anderen IoT-Systemen kombinieren lässt.
Dali wird von der Dali Alliance verwaltet, einem offenen Konsortium von Beleuchtungsunternehmen mit mehr als 350 Mitgliedern weltweit. Die Allianz fördert das Wachstum von Dali-basierten Lösungen und betreibt die Zertifizierungsprogramme Dali-2 und D4i, um die herstellerübergreifende Interoperabilität sicherzustellen.
Wie Dali drahtlose Beleuchtung unterstützt
Herkömmlich verwendet Dali einen speziellen Zweidraht-Bus für die Kommunikation zwischen Geräten. Neuere Entwicklungen bieten jedoch zwei alternative Ansätze zur Kombination von Dali-Lichtsteuerung und drahtloser Konnektivität:
Standardisierte Gateways ermöglichen die Kommunikation zwischen Dali und drahtlosen Ökosystemen – angefangen mit Spezifikationen für Bluetooth Mesh und Zigbee.
Eine neue Spezifikation, Dali+ genannt, unterstützt eine Funkverbindung anstelle von Leitungen für ein Dali-System.
Beide Optionen haben ihre Vorzüge. Die beiden Ansätze geben Lichtplanern die Flexibilität, das richtige Steuerungssystem für ihre spezifische Anwendung zu wählen. Die Möglichkeit, kabelgebundene und drahtlose Geräte in einem System zu kombinieren, bietet zusätzliche Flexibilität.
Gateway: Integration in nicht-Dali-funkbasierte Netze
»Wireless-to-Dali«-Gateways ermöglichen es, vorhandene leitungsgebundene Dali-Geräte in einem funkbasierten Nicht-Dali-Ökosystem zu verwenden. Die Gateways übersetzen Befehle von der drahtlosen Seite, um die Steuerung und Abfrage der Dali-Geräte durch das drahtlose Ökosystem zu ermöglichen, als ob sie Teil des drahtlosen Netzwerks wären.
Bild 1 zeigt, wie ein Gateway in das drahtlose Ökosystem eingebunden ist. Das Gateway enthält eine Dali-Anwendungssteuerung, die eine Verbindung zu Geräten im drahtgebundenen Dali-Netzwerk herstellt. Die Gateway-Architektur ermöglicht es dem drahtlosen Ökosystem, Dali-Betriebsgeräte, wie LED-Treiber, zu steuern und abzufragen, als ob die Dali-Geräte Teil des drahtlosen Netzwerks wären.
Dali hat bisher zwei solcher Gateways spezifiziert, mit Bluetooth Mesh und Zigbee als drahtlose Protokolle. Weitere Protokolle sollen in Zukunft unterstützt werden. Das Gateway erkennt die Dali-Geräte automatisch und adressiert diese, bevor sie dem Ökosystem-Netzwerk beitreten. Vorhandene Funktionen von Bluetooth Mesh oder Zigbee gewährleisten die Sicherheit.
Im Betrieb kommunizieren die drahtlosen Geräte mit dem Gateway über ihr bestehendes Protokoll (Zigbee oder Bluetooth). Sie können über das Gateway die Lichtleistung und das Dimmverhalten von Dali-Geräten steuern und Lampenausfallinformationen von den Dali-Geräten sowie ausgewählte Daten (z. B. Energieverbrauch und Diagnosedaten) auslesen.
Zu beachten ist, dass Anwendungssteuerungen im Dali-Netzwerk keine Geräte im drahtlosen Ökosystem steuern, konfigurieren oder abfragen können. Das bedeutet, dass das drahtlose Ökosystem effektiv der Master und das Dali-System diesem untergeordnet ist.
Eine einfachere Alternative wäre, das gesamte Netzwerk mit Bluetooth Mesh oder Zigbee zu realisieren. Die Gateway-Spezifikationen ermöglichen jedoch ein klar definiertes und konsistentes Beleuchtungsverhalten und erlauben die Verwendung bestehender Dali-Produkte, insbesondere von LED-Treibern. Es gibt viele Dali-2- und D4i-zertifizierte Produkte von einer Vielzahl von Anbietern, die eine große Auswahl und Zukunftssicherheit bieten.
Und es gibt noch einen weiteren Grund, ein Lichtsteuerungssystem auf Dali aufzubauen: Das Protokoll wurde speziell für die Beleuchtung entwickelt, verfügt über maßgeschneiderte Lichtsteuerungsfunktionen und stellt Leuchten-, Energie- und Diagnosedaten zur Verfügung. Andere Protokolle bieten nicht die gleiche Fülle an standardisierten, beleuchtungsspezifischen Funktionen. Bild 2 zeigt ein Beispiel für den Einsatz von Gateways in zwei verschiedenen Szenarien.