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Modalità e segnali di dimmerazione

Fonti luminose: tipologie e specifiche

Fondamenti di elettronica

Classificazioni

Segnale di dimmerazione tramite la variazione di una tensione tra 1 e 10 Volt DC (dove 1 è il 10% della luminosità e 10 è l’accensione della lampada al 100%). Normalmente questa variazione avviene tramite un potenziometro remoto o tramite pannello di controllo del sistema domotico; per poter operare necessita di due cavi aggiuntivi all’alimentazione standard. La funzione on/off non dipende dal dimmer. Alcuni apparecchi sono invece dimmerabili con segnale 0 10V, partendo dallo 0 no al 100 della luminosità della lampada.

1-10V

Dispositivo elettrico in grado di convertire la corrente alternata (CA) in corrente continua (CC), modificando solitamente anche i livelli di tensione e intensità di corrente.

Alimentatore o power supply

Unità base del Sistema Internazionale, misura l'intensità della corrente elettrica. Il dato si ottiene dal rapporto tra wattaggio e voltaggio (A = W/V).

Ampere (A)

Non è un segnale di dimmerazione, ma un sistema per automatizzare/comandare le varie utenze; è così denominato perché connette vari dispositivi tramite un cavo bipolare detto BUS, che trasferisce le informazioni codificate ai dispositivi tecnici, secondo delle modalità chiamate protocolli, attraverso l’uso di attuatori ed interfaccia. Il protocollo più diffuso è il KN (Konnex).

Differenza di potenziale rilevata ai due capi di un conduttore, in illuminotecnica è rilevante quella del conduttore che porta energia elettrica dal trasformatore alla lampada. Determina la lunghezza massima dei cavi, che devono rimanere entro limiti massimi prestabiliti affinchè la lampada non perda in efficienza luminosa.

Caduta di tensione

Unità base del Sistema Internazionale, esprime l’intensità luminosa, cioè la concentrazione/potenza di luce emessa in una specifica direzione su angolo solido (steradiante). Tale grandezza è indipendente dalla distanza alla quale viene misurata. Le candele si calcolano dai lumen secondo la seguente formula: 1 lm/ sr (lumen su steradiante) = 1 cd. Solitamente l’intensità luminosa delle lampadine dicroiche è indicata in candele proprio perché direzionata in un determinato cono di luce.

Candela (cd)

Diversamente dalle sorgenti di luce tradizionali il LED non brucia , ma nel tempo riduce l'intensità della luce emessa. Sebbene non esista ancora uno standard che de nisca la vita del LED, viene convenzionalmente fissato il termine della vita dello stesso al raggiungimento dell’80 della emissione di luce iniziale. I costruttori di LED sono tenuti a dichiarare i parametri utilizzati per stimare il lasso di tempo dopo il quale il fiusso di una fonte luminosa a LED scende sotto tale percentuale, essendo oggettivamente impossibile testare il LED no allo spegnimento totale. La vita dei LED è solitamente conteggiata in ore; tale dato è sempre da rapportare al tipo di utilizzo che ne viene fatto: continuativo (tipico degli esercizi commerciali, quando la lampada rimane accesa costantemente) oppure saltuario (tipico utilizzo domestico, cioè quando le lampade rimangono accese per alcune ore al giorno). Per fare un esempio: se un LED viene garantito per circa 30.000 h, tenendolo accesso per 24 h al giorno durerà circa 3 anni accesso per sole 3 h al giorno potrà durare no a 40 anni.

Ciclo di vita dei LED

La prevenzione del rischio è affidata all’isolamento principale dei conduttori e alla connessione delle parti metalliche accessibili all’impianto di dispersione a terra.

Classe 1

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Rientrano in questa categoria gli apparecchi che, mediante accorgimenti costruttivi, non necessitano della connessione all’impianto di dispersione a terra. Spesso citati come apparecchi a doppio isolamento, il simbolo che li contraddistingue sono due quadrati concentrici.

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Classe 2

Questa classe prevede che negli apparecchi non vi siano tensioni superiori alla bassissima tensione di sicurezza (SELV).

Classe 3

Classificazione degli apparecchi di illuminazione in base alla potenza assorbita e all’efficienza luminosa. L’appartenenza ad una delle classi, che per gli apparecchi di illuminazione vanno da A ad E, è indicata in un etichetta standardizzata comodamente consultabile dall’acquirente. Stando al regolamento delegato dell’UE numero 874/2012 i produttori di apparecchi di illuminazione sono tenuti a produrre un’etichetta per ogni apparecchio presente a catalogo e a renderla fruibile per via telematica. Le etichette energetiche di ciascuno dei nostri articoli sono scaricabili direttamente dal nostro sito web www.catellanismith.com e sono specificate per ogni modello. I rivenditori sono tenuti a stampare ed esporre tale etichetta per ogni prodotto presente nel proprio spazio espositivo.

Classe di efficienza energetica

Suddivisione, stabilita dall’IEC, delle contromisure adottate in un apparecchio elettrico a prevenzione del rischio di folgorazione da parte dell’utente. Si riconoscono 3 principali classi di isolamento:
<ul>
 	<li>Classe 1</li>
	<li>Classe 2</li>
	<li>Classe 3</li>
</ul>

Classe di isolamento

Circuito in cui i componenti hanno gli stessi poli collegati ad un conduttore diverso. Tutti i poli positivi saranno così connessi tra loro e analogamente quelli negativi. Esempio tipico sono i lampadari con diverse lampadine, che continuano a funzionare anche nel caso in cui una di queste dovesse rompersi.

Collegamento in parallelo

Circuito in cui i componenti sono collegati fra loro in modo che la corrente segua un unico percorso. Nel caso di componenti a due poli l’estremità di un componente è collegata solo ad un’estremità del componente successivo. I LED vengono quasi sempre collegati in serie. Catellani & Smith adotta particolari contromisure per fare in modo che la rottura di un singolo LED non comprometta il funzionamento della lampada.

Collegamento in serie

Cool, neutral and warm white LED

Indicata anche con CA o AC (dall’inglese Alternating Current) varia periodicamente direzione e polarità. La frequenza con cui questo accade è misurata in hertz.

Corrente alternata

Indicata anche con CC o DC (dall’inglese Direct Current) è caratterizzata da intensità e direzione che rimangono costanti nel tempo. Viene largamente utilizzata in elettronica, ad esempio nell’alimentazione dei LED. Nella distribuzione dell’energia elettrica viene invece preferita per praticità la corrente alternata.

Corrente continua

Corrente generata in modo che mantenga invariato il suo valore d’intensità nel tempo. Generalmente i moduli LED sono alimentati in corrente continua e costante. La maggior parte dei LED di Eco-Logic Light sono alimentati con driver a corrente costante principalmente a 350 mA.

Corrente costante

Definisce il flusso di carica elettrica che passa per una superficie in una determinata unità di tempo. E’ una unità di misura fondamentale nel Sistema Internazionale, misurata in ampere.

Corrente elettrica

CRI (Color Rendering Index)

È un protocollo standardizzato per il controllo di apparecchi di illuminazione. Permette di comandare fino a 64 dispositivi, potendoli suddividere in sezioni e creare scenari con facilità di modifica tramite il controller del sistema. Per funzionare necessita di due soli li collegati in parallelo fra i dispositivi.

DALI (Digital Addressable Lighting Interface)

Dispositivo che permette di regolare l’intensità della luce prodotta da un apparecchio. Esistono dimmer di diverso tipo; possono essere messi sul cavo di alimentazione della lampada, integrati nel trasformatore/alimentatore oppure fare parte dell’impianto elettrico dell’edificio in cui la lampada viene installata. Dove fornito, nel listino Catellani & Smith viene indicata la tipologia di dimmer e le modalità di dimmerazione delle proprie lampade. La verifica della compatibilità dei nostri articoli con l’impianto elettrico al quale viene collegato è a cura e responsabilità del cliente finale/ progettista. L’utilizzo di dimmer non compatibili può danneggiare l’apparecchio. Eventuali danni provocati dall’installazione di dimmer non compatibili non sono coperti da garanzia. Si ricorda che i dimmer specifici per lampadine alogene possono non essere compatibili con lampadine LED; si consiglia pertanto di scegliere sempre dimmer specifici per lampadine LED (vedi punto 5.5, pag. 218).

Dimmer (varialuce)

È solitamente da posizionare nelle scatole da incasso dell’impianto di un edificio. Occupa lo spazio di uno o due moduli, come un normale interruttore ed è utilizzato per regolare carichi resistivi e potenze contenute.

Dimmer da frutto

Si tratta di un dimmer integrato nel quadro elettrico dell’edificio, progettato per regolare diversi tipi di carico e potenze molto alte. Necessita di verifica di compatibilità con la lampada che si vuole installare.

Dimmer da quadro (modulo din)

Tipico delle lampade da tavolo o da terra; il dispositivo è integrato nel cavo di alimentazione della lampada. La regolazione avviene per mezzo di un cursore o di un push button. Non è consentita la regolazione tramite controllo remoto, mediante sistemi domotici o dimmer aggiuntivi dell’impianto elettrico, in quanto compromette irrimediabilmente l’apparecchio.

Dimmer esterno, su cavo

Il dispositivo di regolazione della lampada è integrato nel trasformatore stesso. È in grado di riconoscere diversi segnali e protocolli di dimmerazione a seconda delle proprie caratteristiche. Tipicamente usato in presenza di impianto domotico, necessita di un approfondito studio di compatibilità per poter dialogare correttamente con le unità di controllo del sistema stesso.

Dimmer integrato nel trasformatore/alimentatore

Per domotica si intende la building automation , ovvero un sistema di controllo di tutti i servizi di un edificio, studiata per migliorare il comfort, la sicurezza e il risparmio energetico delle costruzioni di nuova generazione. Sia direttamente che tramite l’uso di controller remoti, smartphone e tablet permette di controllare illuminazione, riscaldamento, videosorveglianza e molti altri dispositivi elettrici della casa, dotati dei requisiti di compatibilità o di interfaccia adeguati. Pur svolgendo le stesse funzioni, ciascun sistema domotico si differenzia per i protocolli e i segnali utilizzati per permettere l’intercomunicazione degli apparati.

Domotica

Si definiscono driver gli alimentatori per diodi LED. Permettono il corretto collegamento di un numero limitato di diodi dipendente dalla potenza dell’alimentatore.

Driver

Codice riconosciuto a livello internazionale e definito dalla norma CEI EN 60529/1997 che suddivide le apparecchiature elettriche in base alla loro protezione dal contatto con corpi solidi e liquidi. La prima cifra indica la protezione contro la penetrazione di corpi solidi estranei in una scala da 0 a 6, dove 0 significa nessuna protezione e 6 totalmente protetto contro le polveri”; la seconda cifra si riferisce al grado di protezione contro la penetrazione di liquidi in una scala da 0 a 8, dove 0 indica nessuna protezione e 8 protetto contro gli effetti delle immersioni continue . I nostri prodotti, ove non diversamente indicato, sono forniti con protezione IP20 (da interni).

Grado di protezione IP (Ingress Protection)

Unità di misura della frequenza elettrica; indica quante volte un evento accade nel lasso di tempo di un secondo. 

Hertz (Hz)

Detta anche a taglio di fase discendente, è una tecnologia nata per regolare carichi induttivi (trasformatori per lampade a bassa tensione). Più silenziosa della tecnologia Triac, non necessita di cavi elettrici aggiuntivi per poter operare.

IGBT/trailing edge/Reverse phase control

Dispositivo fisico o virtuale che permette la comunicazione tra uno o più apparecchi con protocolli di comunicazioni di tipo diverso. Ad esempio un interfaccia KNX-Dali è un dispositivo che permette ad un impianto domotico con protocollo KNX di dialogare con un driver con protocollo Dali.

Interfaccia / attuatore

Unità del Sistema Internazionale per la misurazione della temperatura; in illuminotecnica si riferisce alla tonalità di colore della luce emessa. I LED da noi utilizzati sono principalmente warm white (2.700 °K di media). 

Kelvin (K)

Non è un segnale di dimmerazione; è il primo protocollo di building automation (domotica) aperto, approvato come standard europeo e mondiale. Permette di gestire, controllare e comandare interi edifici, incluso il sistema di illuminazione attraverso l’utilizzo di attuatori ed interfaccia (lighting interface) che rendono il protocollo comprensibile ai diversi apparecchi inviando il corretto segnale di dimmerazione.

KNX/EIB

Lampadina ad emissione luminosa indiretta, solitamente di forma tubolare, sono disponibili in diverse temperature di colore. Necessitano di trasformatore (ballast) per funzionare, pertanto non possono essere collegate direttamente alla tensione di rete. Nella versione compatta (più comunemente riconosciuta ed utilizzata tra le lampadine a risparmio energetico) il ballast è incorporato.

Lampadina a fluorescenza

Dette anche a ioduri metallici o metal halide, queste lampadine hanno una buona resa cromatica e un’efficienza piuttosto elevata, che le rendono interessanti in diversi campi di applicazione. A luce calda, presentano tuttavia alcuni svantaggi quali l’elevato tempo richiesto per raggiungere la massima luminosità e quello richiesto per la riaccensione e la non dimmerabilità. Necessitano di trasformatore (ballast) per funzionare, pertanto non possono essere collegate direttamente alla tensione di rete.

Lampadina ad alogenuri metallici

Lampadina la cui luce è prodotta dal riscaldamento di un lamento in tungsteno reso incandescente dalla corrente elettrica che lo attraversa. Emettono luce tendenzialmente calda. L’Unione Europea ha gradualmente bandito dal mercato questa tipologia di lampadina a partire dal 1 settembre 2009 in funzione di fonti luminose a minore impatto ambientale, maggiore efficienza luminosa e longevità. 

Lampadina ad incandescenza

Diretta evoluzione della lampadina a incandescenza, offre maggiore efficienza e durata, oltre ad una migliore resa dei colori. Sono disponibili sia a tensione di rete che 12V in temperature di colore fredda o neutra. Le lampade alogene con scarsa efficienza saranno vietate a partire dal 2016.

Lampadina alogena

Le lampadine a LED stanno sostituendo le tradizionali lampadine ad incandescenza (p. 5.1) o ad alogeni (p. 5.2) in quanto preferibili per efficienza e risparmio energetico (classi energetiche da A+++ a A). Hanno solitamente la forma e gli attacchi delle lampadine tradizionali (ad es. E27, E14, GU10, GU5.3 ecc.) integrando diodi LED ed elettronica (driver) necessario a garantirne il funzionamento. Attualmente non esistono norme tecniche ufficiali che regolamentino il funzionamento di questo tipo di lampadina. Dato che il comportamento delle lampadine con elettronica integrata è diverso da quello delle semplici lampadine, la maggior parte delle aziende produttrici mette a disposizione gli elenchi dei dimmer compatibili, che permettono di abbinare il dimmer più adatto. Si consiglia comunque di utilizzare sempre trasformatori e dimmer specifici per LED e di verificare che siano compatibili e funzionino correttamente . Nel caso si utilizzino dimmer tradizionali è consigliabile verificare sempre che siano stati testati ed approvati dai produttori delle lampadine che si intende utilizzare ed il massimo numero di lampadine LED che possono dimmerare. Tali dimmer funzionano infatti con carichi minimi elevati e non leggono i bassi carichi delle lampadine LED: l’elettronica integrata nelle lampadine deve essere in grado di far percepire al dimmer il carico minimo richiesto. È possibile pertanto che un dimmer non specifico per LED possa regolare un numero di lampadine inferiore a quello di un dimmer specifico per LED (es. un dimmer generico da 300W può regolare al massimo 10 lampadine LED da 4W per un totale di 40W, mentre un dimmer specifico per LED con potenza massima di 100W ne può regolare fino a 25 fino ad un massimo appunto di 100W. Le lampade a LED contengono inoltre diversi componenti elettronici che, in condizioni sfavorevoli, possono generare rumorosità acustica. Catellani & Smith utilizza, consiglia e verifica lampadine LED di alta qualità dei principali fornitore sul mercato (es. Philips, Osram, Soraa, Idealed, ecc.) e non può garantire il corretto funzionamento dei propri apparecchi con lampadine LED di bassa qualità o produttori non conosciuti.

Lampadina LED

Per gli elevati livelli di efficienza luminosa, durata e resa cromatica, i LED sono diventati negli ultimi anni la fonte luminosa prediletta da produttori e lighting designers, oltre che dai consumatori, sempre più attenti a temi quali il risparmio energetico e l’attenzione per l’ambiente. La luce emessa dai LED da noi utilizzata è tendente al bianco, nelle tonalità neutral white (bianco neutro) e warm white (bianco caldo). Compatibilmente con le disponibilità del mercato, Catellani & Smith si impegna a rendere sostituibili le fonti luminose LED dei propri apparecchi (vedi p. 5.12 Ciclo di vita dei LED).

LED (Light Emitting Diode)

Unità di misura che corrisponde all’equivalente fotometrico del watt. Si riferisce al flusso luminoso (ovvero la quantità di energia luminosa emessa da una sorgente) visibile dall’occhio umano. In generale ciò che relaziona l’intensità con il flusso (candele con lumen) è l’angolo di emissione della luce. Per calcolare la conversione lumen/candele, bisogna convertire l'angolo di radiazione del fascio (fornito dal costruttore in gradi) in un angolo solido (che ha come unità di misura gli steradianti). Così facendo possiamo calcolare, ad esempio, che un LED con una intensità di 2.4 cd e angolo di diffusione pari a 120 presenterà un flusso di circa 7,5 lm.

Lumen (lm)

Unità di misura dell’illuminamento del flusso luminoso (lumen) per unità d’area. Indica cioè il flusso visibile (lumen) su metro quadrato ad una determinata distanza. Maggiore la distanza tra sorgente e superficie, minori sono i lux rilevati.

Lux (lx)

Nel diagramma di cromaticità CIE (Commissione Internazionale sull’Illuminazione) le ellissi di MacAdams sono aree che definiscono la capacità dell’occhio umano di percepire differenze di colore all’interno di esse. Vengono usate come indice nella selezione dei colori dei diodi LED.

MacAdams ellipse

Memoria 0%

La lampada si trova accesa, regolata in una percentuale fissata dal produttore del dimmer.

Memoria 1-99%

La lampada si trova accesa alla massima potenza.

Memoria 100%

Per memoria di un dimmer si intende lo stato in cui si trova un apparecchio di illuminazione dopo una temporanea sospensione dell’alimentazione, dovuta all’azionamento di un interruttore, all’intervento di un dispositivo di protezione (salvavita) o alla sospensione di fornitura dell’energia elettrica (vedi punti da 3.3.1 a 3.3.4). Alcuni dispositivi hanno una memoria in caso di accensione da interruttore, ma la perdono in caso di sospensione dell’energia elettrica questo comporta che, una volta tornata la corrente, la lampada può essere trovata accesa o spenta a seconda delle caratteristiche del dimmer.

Memoria del dimmer

La lampada si trova accesa, regolata nell’ultima posizione impostata dall’utente. Dove presente, la memoria di dimmerazione viene mantenuta accendendo e spegnendo la lampada tramite l’interruttore incluso nel dispositivo dimmer; può venire cancellata in caso di azionamento da un interruttore remoto, ad esempio una presa comandata.

Memoria ultimo step

Dimmerazione tramite pulsante da premere (push) normalmente aperto da incassare nell’impianto. Il segnale arriva al trasformatore della lampada che contiene al suo interno l’apparato di dimmerazione. Per poter funzionare necessita di due cavi aggiuntivi all’alimentazione.

PUSH

Spesso confusa con la temperatura di colore, per resa cromatica si intende una valutazione qualitativa sull’aspetto cromatico degli oggetti illuminati, ovvero una misura di quanto appaiano “naturali” i colori degli oggetti stessi. Il valore di valutazione viene stabilito in percentuale secondo l’indice CRI (Colour Rendering Index).

RA (resa cromatica)

La modulazione di larghezza di impulso è un tipo di modulazione digitale che necessita di attuatori consentendo di variare con continuità l’illuminamento di un dato ambiente.

Segnale PWM (Pulse-width modulation)

Generalmente misurata in gradi Kelvin (K), si riferisce comunemente alla tonalità di colore emessa da una fonte luminosa.

Temperatura di colore

Corrente caratterizzata dal valore di tensione costante nel tempo. La tensione della rete domestica viene trasformata in bassa tensione (solitamente al valore di 12V) attraverso i trasformatori che la mantengono costante per permettere il funzionamento di sorgenti luminose in bassa tensione. Ad esempio esistono diverse versioni della lampada Mini Giulietta alimentata in tensione costante a 24V dc oppure a 5V dc (versione USB).

Tensione costante

Si riferisce alla tensione a cui viene distribuita la corrente elettrica a livello nazionale. La tensione può variare da nazione a nazione convenzionalmente in Europa la tensione di rete è 220/240V, mentre negli Stati Uniti è 110V.

Tensione di rete

Differenza di potenziale elettrico rilevata ai capi di un conduttore. Si misura in volt.

Tensione elettrica

Esistono diverse tipologie di dimmer a seconda dei vari usi. Di seguito sono riportate le più diffuse.

Tipologie di dimmer

Questo tipo di dimmer è integrato nella lampada, pertanto la regolazione può avvenire toccando parti sensibili dell’apparecchio illuminante o per mezzo di pulsanti integrati nella struttura della lampada stessa. Non è consentita la regolazione tramite controllo remoto, mediante sistemi domotici o dimmer aggiuntivi dell’impianto elettrico, in quanto compromette irrimediabilmente l’apparecchio.

Touch dimmer o pulsante incorporato nella lampada

Dispositivo elettrico utilizzato per variare tensione ed intensità di corrente. Esistono di diverse tipologie e wattaggi. La divisione più comune è fra elettronico e toroidale (o meccanico). Sebbene anche i trasformatori toroidali siano dimmerabili con dimmer appositi, si suggerisce di scegliere un trasformatore elettronico nel caso in cui si voglia connettere l’apparecchio a varialuce, dimmer o sistemi domotici. La compatibilità con dimmer o sistemi domotici è da verificare a cura del cliente o del progettista, in quanto l’utilizzo di dispositivi non compatibili può danneggiare l’apparecchio stesso. Eventuali danni provocati dall’installazione di dimmer non compatibili non sono coperti da garanzia. Si ricorda che i trasformatori specifici per lampadine alogene possono non essere compatibili con lampadine LED; si consiglia pertanto di scegliere sempre trasformatori specifici per lampadine LED (vedi fonti luminose/lampadine LED).

Trasformatore

Detta anche a taglio di fase ascendente, è una tecnologia nata per regolare carichi resistivi (principalmente lampade ad incandescenza o a tensione di rete). I dimmer TRIAC più recenti possono dimmerare lampade a LED, che devono però essere dichiarate compatibili con questo tipo di regolatori. Per poter operare non necessita di cavi elettrici aggiuntivi.

Triac/Leading edge/Forward phase control

Unità derivata del Sistema internazionale per la misura della differenza di potenziale; si riferisce solitamente alla tensione elettrica dell’impianto (230V, 110V, 12V, 24V) o alla tensione di alimentazione delle fonti luminose.

Volt (V)

Unità di misura del Sistema internazionale riferita alla potenza elettrica (W V A), quindi all’effettivo consumo. Ad esempio: una scheda LED con tensione di 2,85 volt alimentata a 350 mA consuma circa 1W.

Watt (W)

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