Soluciones: Regulación de la intensidad de las luces LED

Mark Warburton

Por Mark Warburton, Ivory Egg. Resulta curioso que dediquemos tanto tiempo a generar la mayor cantidad de luz posible en un edificio —ya sea mediante elementos arquitectónicos, efectos lumínicos como el fuego o la iluminación general— para luego invertir una cantidad ingente de tiempo y energía en atenuarla hasta alcanzar un nivel adecuado y estéticamente agradable. Evolución de las fuentes de luz artificial. Evolución de las fuentes de luz artificial. Con la transición de la luz incandescente a los diodos emisores de luz (LED), no es seguro dar por sentado que este proceso se desarrollará sin problemas y, con una gama tan amplia de luminarias en el mercado, ¿cómo se puede garantizar un resultado satisfactorio para el cliente? Para comprender mejor estas cuestiones, veamos brevemente cómo funcionan los LED y, a continuación, analicemos algunos ejemplos de los mejores métodos de control. Lámparas LED Al igual que cualquier diodo, un LED permite que la corriente pase a través de él en una sola dirección. Los diodos pueden utilizarse para convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), pero un LED se utiliza normalmente con corriente continua (CC). Esquema de un diodo. Esquema de un diodo. Los LED de alta potencia utilizados para la iluminación se componen de un LED y un controlador. La característica del diodo es tal que un aumento lineal de la tensión a través de él da lugar a un aumento exponencial de la corriente que lo atraviesa, por lo que la función del controlador es garantizar que se suministre la corriente o la tensión correctas. Controladores de LED Los controladores de LED se presentan en dos formatos: corriente constante (CC) o tensión constante (CV). Uno tiene una corriente fija y el otro una tensión fija; es la configuración de la lámpara la que determina cuál se necesita. Si se conectan en serie un gran número de cadenas de LED, normalmente se especifica un controlador CC. Los LED conectados en paralelo requerirán una tensión fija, ya que la corriente variará a menos que se utilicen dispositivos activos adicionales. LED conectados en serie (izquierda) y en paralelo (derecha). LED conectados en serie (izquierda) y en paralelo (derecha). Por lo general, una tira de LED requerirá un controlador de tensión constante (CV), mientras que los focos LED utilizarán un controlador de corriente constante (CC). Los controladores de LED son en su mayoría de baja tensión, por lo que se necesitará una fuente de alimentación externa (transformador), aunque esta puede estar incorporada en el controlador, como ocurre con los LED alimentados por la red eléctrica. Ejemplo de un controlador CC para LED de 12 V. Ejemplo de un controlador CC para LED de 12 V. La salida del controlador suele ser una señal PWM (modulación por ancho de pulso) que enciende y apaga el LED a alta frecuencia con un ancho de pulso variable: cuanto mayor es el ancho de pulso (o ciclo de trabajo), más brillante es la salida de luz. La modulación por ancho de pulso se puede utilizar para variar la intensidad luminosa. La modulación por ancho de pulso se puede utilizar para variar la intensidad luminosa. Para regular la intensidad, se envía una señal de control digital o analógica al controlador, que a su vez ajusta la señal PWM que se envía al LED. Esto proporciona una curva de regulación suave y una intensidad luminosa estable, y es el método recomendado para obtener resultados garantizados. En una luminaria LED conectada a la red eléctrica y regulable, el controlador recibirá una forma de onda de CA modulada procedente del regulador y la utilizará para generar la señal PWM mencionada anteriormente para el LED. Dependiendo de la calidad del regulador, del controlador, de la red eléctrica y del propio LED, los resultados variarán; y aunque los avances en la tecnología tanto de los controladores como de los reguladores han permitido resolver en gran medida los problemas de parpadeo y de circuitos que no se apagan, no se trata en absoluto de una ciencia exacta. La salida de un regulador (abajo) se obtiene cortando partes de la línea de CA de la red eléctrica (arriba) para reducir la potencia suministrada a la luminaria. La salida de un regulador (abajo) se obtiene cortando partes de la línea de CA de la red eléctrica (arriba) para reducir la potencia suministrada a la luminaria. A continuación se muestran algunos ejemplos de productos que ilustran cómo se aplican los principios anteriores al mundo de KNX. Regulación de LED en la red eléctrica Todos los principales fabricantes de KNX promocionan ahora la compatibilidad con LED como parte de sus gamas de reguladores universales, pero no todos la admiten en la misma medida. Algunos se han desarrollado para una gama específica de lámparas, como es el caso de ABB, que colabora con Philips Master LED, mientras que otros han abordado el mercado de forma más genérica. El aspecto clave a tener en cuenta es la corriente de arranque que se genera al encenderse la luminaria LED. Esta puede alcanzar hasta 1 A en una lámpara de 7 W, y es la razón por la que todos los reguladores universales se reducen en potencia cuando se utilizan con LED. Por ejemplo, el regulador de dos canales DMG2T de Theben, de 400 W, solo puede alimentar 60 W de LED. Los fabricantes de LED rara vez publican esta información, por lo que la regla general es reducir la potencia nominal del regulador en un 80 %. El regulador de dos canales Theben DMG2t de 400 W. El regulador de dos canales de 400 W Theben DMG2t. Otra consideración es la potencia luminosa visible a lo largo de la curva de regulación. Algunos LED se regulan muy bien hasta el 1 %, mientras que otros solo llegan al 50 %, con una potencia constante por debajo de este valor. El uso de un regulador con curvas o perfiles ajustables permite ajustar la potencia luminosa (esto se puede configurar en ETS), pero siempre es recomendable probar primero la combinación propuesta de LED de red y regulador. Controladores LED KNX directos Esta es, con diferencia, la solución KNX más nativa, ya que el controlador LED tiene una conexión directa con KNX. Lo único que hay que hacer es enviar un valor de regulación (digital) al controlador a través del bus KNX y este ajustará la potencia de sus LED. Zennio y Bilton son los principales fabricantes de esta opción, y Bilton está lanzando una gama con el transformador integrado en el controlador, de modo que solo se necesita la red eléctrica y KNX en el punto de instalación. Sin duda, es una novedad a tener en cuenta en Light+Building 2014. Este actuador de regulación de LED de baja tensión permite el control independiente de cuatro canales mediante PWM, con un límite de corriente de 2,5 A por canal Este actuador regulador de LED de baja tensión permite el control independiente de cuatro canales mediante PWM, con un límite de corriente de 2,5 A por canal. Control de 1-10 V Una de las formas más comunes de regulación de LED es la de 1-10 V. Es muy similar a la solución directa anterior, salvo que el controlador utiliza una señal analógica de 1-10 V procedente de un regulador multicanal para determinar la intensidad luminosa. Este regulador cuenta con un relé incorporado para desconectar el circuito y se pueden conectar varios controladores a una misma salida. Ejemplo de un regulador de 8 canales de 1-10 V. Ejemplo de un regulador de 8 canales de 1-10 V. DALI Los controladores con entrada DALI funcionan de la misma manera, salvo que la señal es digital y cada controlador se direcciona como parte de la red DALI. Una pasarela KNX-DALI gestionará los controladores (hasta 64 en una red), lo que permite el control, la notificación de errores y la retroalimentación. Dado que este método también regula la intensidad de salida del controlador, los resultados son muy buenos. Para más información, visita www.dali-ag.org El Gira DALI plus. El Gira DALI plus. Conclusión Con una gama de opciones tan amplia, resulta difícil determinar con claridad cuál es la mejor solución, ya que cada proyecto es diferente, al igual que lo son las expectativas del cliente o del diseñador. Comprender las opciones y debatir cuál es la mejor combinación de reguladores, controladores, fuentes de alimentación y opciones de LED, además de probar las combinaciones propuestas, garantizará que no se deje nada al azar. De lo contrario, ¡los resultados pueden ser realmente decepcionantes! Mark Warburton es el director comercial de Ivory Egg (UK) Ltd, un proveedor de productos KNX líderes en el mercado y organizador de cursos de formación sobre KNX. Mark también colabora habitualmente con la revista KNXtoday. www.ivoryegg.co.uk