Wissen

Funkbasierte Lichtsteuerung

Vom batterielosen Schalter zur intelligenten Leuchte

Auf einen Blick

Die Steuerung von Licht über Funk erspart eine aufwendige Verkabelung. Dadurch sind solche Systeme deutlich flexibler als verdrahtete Lösungen. Der Einstieg mit einem batterielosen Funkschalter ist in zwei Schritten umgesetzt. Für mehr Intelligenz ermöglichen standardisierte Funkprotokolle aber auch Leuchten, die miteinander und in Gruppen kommunizieren bis hin zur Einbindung der Lichtsteuerung in die Gebäudeautomation.

Abb.: Mit einem batterielosen Funkschalter lässt sich eine einfache Lichtsteuerung in zwei Schritten umsetzen.

Foto: EnOcean

Lichtsteuerung ist für viele Anwendungen ein Schlüsselfaktor. Längst muss moderne Lichtsteuerung nicht nur die Interaktion zwischen Leuchten, Schaltern und Sensoren ermöglichen. Vielmehr sollen die Leuchten selbst auch kommunizieren und ihren Status austauschen können. Mit verdrahteten Systemen, die die Energieversorgung von der Steuerfunktion trennen, können diese Funktionalitäten abgebildet werden. Was bleibt, ist jedoch ein hoher Aufwand für die Verkabelung der verschiedenen Komponenten. In den vergangenen Jahren haben sich deshalb Funktechnologien stark weiterentwickelt. Die Standardisierung der Protokolle erlaubt inzwischen eine einheitliche Kommunikation zwischen Geräten verschiedener Hersteller. Der besondere Vorteil der Funktechnologie: Sie lässt sich leicht nachrüsten, ohne dass neue Steuerkabel zu den Leuchten verlegt werden müssen.

Standardisierte Kommunikation

Inzwischen gibt es verschiedene Funkstandards für die Lichtsteuerung. Einer davon ist der Standard ISO/IEC 14543-3-10 oder auch EnOcean-Standard, der speziell für batterielose Anwendungen ausgelegt ist. In Europa sendet er im lizenzfreien 868 MHz-Frequenzband. Dadurch kann er Wände gut durchdringen und ist unempfindlich gegenüber Interferenzen mit anderen Funkstandards wie WLAN. Gleichzeitig ist die Hochfrequenzstrahlung des batterielosen Funks um ein 100-faches geringer als sie durch den Funkabriss bei der Lichtschaltung bei klassischen verkabelten Lösungen entsteht. Im Gebäude liegt die Reichweite bei bis zu 30 Metern, im Freifeld bei bis zu 300 Metern. Bei der batterielosen Funktechnologie gewinnen die Geräte ihre Energie mithilfe miniaturisierter Energiewandler unmittelbar aus der Umgebung. Dabei dienen Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen als Energiequellen, die ein elektrodynamischer Energiegenerator, eine Mini-Solarzelle oder ein thermoelektrischer Wandler nutzen.

Abb.: Per Funk kommunizierende Leuchten ermöglichen eine vollkommen automatisierte intelligente Lichtsteuerung.

Foto: Kuhnle+Knoedler Fotodesign GmbH

In zwei Schritten zum Ziel

Eine einfache Lichtsteuerung mit einem batterielosen Schalter, die die Funktionen EIN/AUS/DIMMEN abbildet, können Anwender in zwei einfachen Schritten umsetzen: Zunächst muss die Leuchte, die gesteuert werden soll, mit einem Aktor/Funkempfänger ausgestattet werden. Diesen gibt es als Unterputzvariante oder auch als Steckdosenempfänger. Im zweiten Schritt wird der Schalter an den Aktoren angelernt und an die gewünschte Position gesetzt – fertig. Der einmalige Anlernprozess ist im Datenblatt der jeweiligen Geräte beschrieben. Damit ist die Grundinstallation bereits abgeschlossen und die Leuchte lässt sich über den batterielosen Funkschalter bedienen. Optional kann in einem dritten Schritt eine Steuerzentrale eingebunden werden. Hierfür übersetzen Gateways den batterielosen Funk für andere Kommunikationssysteme wie KNX, Ethernet/IP, BACnet, LON, DALI oder GSM. Damit können Anwender das Licht beispielsweise auch über Smartphones oder Tablets bedienen.

Abb.: Über Funk lässt sich die Lichtsteuerung auch in andere Gewerke der Gebäudesteuerung einbinden.

Foto: Waldmann

Tastendruck in die Consumer-Welt

Ein energieautarker Schalter kann aber auch ein Consumer-LED-System steuern. In diesem Fall kommuniziert der Taster mit vernetzten LED-Leuchten über ein Protokoll des 2,4 GHz-Frequenzbands. Der batterielose Lichtschalter ist hier vor allem dann praktisch, wenn gerade kein Smartphone zur Hand ist oder es zu umständlich wäre, erst die App zu starten, um das Licht zu schalten.

Abb.: Im Inneren eines batterielosen Schalters steckt ein elektrodynamischer Energiewandler. Er setzt das Drücken des Schalters in Energie für ein Funksignal um. Bildquelle: EnOcean und Jens Braune del Angel

Intelligente Leuchten

Durch die Produktvielfalt, die es inzwischen auf Basis des ISO/IEC-Standards gibt, eignet sich der batterielose Funk auch für komplexe Systeme. Für eine präsenz- und tageslichtabhängige Steuerung können entsprechend batterielose Funksensoren mit eingebunden werden; auch wieder ohne Verkabelung. Darüber hinaus gibt es Leuchten, die über den EnOcean-Funkstandard miteinander und in Gruppen kommunizieren. So passt sich das Licht im Büro automatisch beispielsweise an die Anzahl der anwesenden Mitarbeiter an. Bewegt sich ein Mitarbeiter durch das Büro, leuchten die Lampen seine Wege so aus, dass immer ein optimales Lichtverhältnis herrscht. Zudem sorgen die Leuchten für die jeweils angenehmste Lichtatmosphäre je nachdem, wieviele Mitarbeiter sich in den Räumen befinden und wo.

Die kommunizierenden Leuchten lassen sich auch in verschiedene Energieeffizienzmaßnahmen einbinden. So melden zum Beispiel solar-betriebene Lichtsensoren den Leuchten, wenn die Sonneneinstrahlung ausreicht und kein künstliches Licht in den Räumen benötigt wird. Als zusätzliche gewerkeübergreifende Lösung können die Daten der Leuchten auch als Basis dienen, die Klimatisierung zonengenau sowie tageslicht- und präsenzabhängig zu steuern.

Gewerk mit vielen Nuancen

Mit funkbasierten Lösungen können Anwender heute aus einer Vielzahl unterschiedlicher Technologien auswählen. Die Entscheidung für eine verdrahtete oder eine funkbasierte Lichtsteuerung ist dabei nicht Schwarz oder Weiß. Oftmals ist eine Mischung aus beiden Technologien die optimale Lösung, die alle Anforderungen der örtlichen Gegebenheiten, des Installationsaufwands ebenso wie der Initial- und den Betriebskosten abbildet.

Weitere Informationen:

EnOcean GmbH, Oberhaching, www.enocean.com/de
Herbert Waldmann GmbH & Co. KG, Villingen-Schwenningen, www.waldmann.com


 


 


 


 


Teilen & Feedback