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Funkbasierte Zigbee-Lichtsteuerung
Anspruchsvolle Lichtsteuerung mit ZLL-Standardkomponenten

Die Lichtsteuerung gehört zu den zentralen Bereichen der Haus- und Gebäudeautomation. Eine der jeweiligen Situation angemessene Beleuchtung trägt entscheidend zum Wohlbefinden bei, erhöht die Sicherheit und ermöglicht das Arbeiten. Die Beleuchtung verursacht aber auch Energiekosten und bedarf daher der Steuerung.

Anspruchsvolle Lichtsteuerung

Anspruchsvolle Lichtsteuerung (Foto: pixabay.com)

Die Dresden Elektronik Ingenieurtechnik GmbH versteht sich als Ingenieurbetrieb, dessen Leistungsangebot die Entwicklung, Fertigung und Prüfung von Geräten und Baugruppen umfasst. Das Unternehmen ist seit seiner Gründung vor mehr als 25 Jahren kontinuierlich gewachsen und erbringt seine Dienste u. a. für die Automobil- und Halbleiterindustrie sowie den Anlagen- und Maschinenbau. Aber auch Eigenprodukte wie die Zigbee-Funk-Lichtsteuerung [1] sind im Angebot (Bild 1). Damit können anspruchsvolle und moderne Beleuchtungsanlagen sowohl im Wohnbereich als auch in Industrie und Gewerbe realisiert werden. Das gilt besonders bei der Verwendung von LEDs als Leuchtmittel. Während bei „klassischen“ Beleuchtungslösungen die Lichtfarbe durch die Leuchte bestimmt wird, kann bei speziellen LED-Leuchtmitteln die Lichtfarbe gesteuert werden. Das Angebot umfasst sowohl Gerätetechnik als auch Software zur Einrichtung und Nutzung einer Anlage.

Gerätetechnik

Die Fa. Dresden Elektronik bietet ein nahezu komplettes Sortiment an Komponenten für die unkomplizierte Verwirklichung funkbasierter Lichtsteuerungen. Dazu gehören neben Komponenten zur Realisierung von Zentralen eines Steuersystems diverse Vorschaltgeräte zum Anschluss unterschiedlicher Leuchtmittel. Darüber hinaus werden Schalter und verschiedene LED-Streifen angeboten. Das System nutzt das Zigbee-Funksystem. Die meisten Komponenten sind nach dem ZLL-(Zigbee-Light-Link)-Standard zertifiziert, so dass die Interoperabilität mit Geräten anderer Hersteller gewährleistet ist.

Raspbee-Gateway. Das aus einem Raspberry PI 3 und der Aufsatzplatine bestehende Gerät ist die zentrale Komponente des Steuersystems (Bild 2a). Das Gerät hat zwei wesentliche Aufgaben. Einerseits erfolgt darüber die Steuerung der Anlage, also die Verknüpfung der Ein- und Ausgangssignale. Andererseits wird die Gateway-Funktion realisiert, indem eine Umsetzung von WLAN-Signalen in Zigbee-Signale (und umgekehrt) erfolgt. Das Linux-Betriebssystem für den Raspberry Pi und die Software deCONZ werden auf einer Micro-SDHC-Karte bereitgestellt. Mit der vom Hersteller entwickelten Software lässt sich das Zigbee-Netzwerk organisieren und die Netzwerkkomponenten mit einer graphischen Bedienoberfläche steuern. Der Raspberry Pi 3 verfügt von vornherein über eine WLAN-Anbindung. Die Schnittstelle zum Zigbee-Netzwerk erfolgt mittels der Raspbee-Aufsatzplatine (Bild 2b). Diese Platine kann auch für die Durchführung eigener Zigbee-Projekte gesondert bezogen werden.

Conbee-Dongle. Wer statt des Raspbee-Gateways einen eigenen Windows- oder Linux-Rechner auch als Zigbee-Gateway einsetzen möchte, kann das USB-(Funk-)Dongle Conbee nutzen (Bild 2c). Conbee arbeitet mit Windows 7/8/8.1/10 sowie verschiedenen Linux-Derivaten (wie Ubuntu Linux oder Raspbian) zusammen. Die Steuersoftware deCONZ ist auf der Homepage des Herstellers frei verfügbar.

Vorschaltgeräte. Zum Angebot gehören vor allem Vorschaltgeräte, die auf den Einsatz moderner und energiesparender Leuchtmittel wie LED-Lampen und -Streifen orientieren (Bild 3). Das Vorschaltgerät FLS-PP Ip erlaubt die Realisierung von Akzentbeleuchtungen (Farbe und Lichtstärke einstellbar) und ist daher für einen Einsatz im Wohnbereich oder etwa kleinen Geschäften geeignet (Tabelle 1). Die Vorschaltgeräte FLS-A lp, FLS-AE lp (mit externer Antenne) und FLS-A IP 65 mit 1–10-V-Steuerausgang sind für die Ansteuerung von Leuchtmitteln geeignet, die in Hallen und großen Gebäuden zum Einsatz kommen. Weitere Vorschaltgeräte sind zur Ansteuerung von monochromatischen Leuchtmitteln (speziell LED-Streifen für Warm-kalt-weiß-Effekte) in Zweckbauten wie Büros, Arztpraxen und Kanzleien geeignet.

Schalter. Auch wenn das System vorzugsweise auf eine Bedienung mittels Tablet, Smartphone oder PC ausgerichtet ist, werden zwei Funk-Schalter angeboten – Scene-Switch und Lighting-Switch (Bild 4). Die Geräte können als Wand- und Handtaster genutzt und in die Rahmendesigns üblicher Firmen (wie Gira, Merten, Jung, Berker) integriert werden. Mit dem Scene-Switch kann eine Leuchtengruppe gesteuert (an/aus/dimmen) und es können bis zu vier Szenen gespeichert und aufgerufen werden. Der Lighting-Switch ermöglicht verschiedene Bedienkonzepte:

  • zwei Gruppen jeweils an/aus/dimmen oder
  • eine Gruppe an/aus/dimmen und zwei Szenen oder
  • eine Gruppe an/aus/dimmen und kalt-/warmweiß steuern.
  • Einem Schalter können – ohne Verwendung eines Gateways – bis zu 20 Vorschaltgeräte oder Leuchten zugeordnet werden.

Fremdprodukte. Die vorgestellten Komponenten lassen sich mit diversen ZLL-konformen Geräten anderer Hersteller kombinieren. Das gilt für eine Vielzahl von Leuchtmitteln (Philips Hue, Osram Lightify oder andere Angebote). Die systemeigenen Vorschaltgeräte lassen sich auch über Bridges und Gateways anderer Anbieter ansteuern. Mit Tageslichtsensoren und/oder Bewegungsmeldern können automatisch gesteuerte Beleuchtungsanlagen realisiert werden. Entsprechende Übersichten findet man auf der Webseite des Herstellers.

Software und Hilfen

Die Web-App kann sowohl zur Konfiguration einer Anlage als auch zu deren Bedienung genutzt werden (Bild 5). Mittels spezieller Editoren erfolgen die Einstellung der Farben sowie die Vereinbarung von Leuchtengruppen und Szenen. Über ein Kontrollpanel wird der aktuelle Zustand aller Leuchten angezeigt. Gleichzeitig erfolgt hierüber das An-/Ausschalten einzelner Leuchten und der Aufruf von Szenen. Die App ist für Apple- und Android-Geräte verfügbar. Als Einstiegshilfen bietet der Hersteller neben einer Fülle von Informationen ein Starterpaket und verschiedene Zusatzpakete.

Fazit

Die Zigbee-Funk-Lichtsteuerung ist ein interessantes und zeitgemäßes Angebot. Das gilt sowohl für die Orientierung auf den ZLL-Standard und die Verwendung von LED-Leuchtmittel als auch für den Einsatz von Open-Source-Technologien beim Gateway. Die vorgestellte Lichtsteuerung ermöglicht nicht nur im Wohnbereich anspruchsvolle Lösungen, sondern darüber hinaus kann diese auch in Zweckbauten eingesetzt werden, wie etwa in Bürogebäuden, Verkaufseinrichtungen bis hin zu Lager- und Fertigungshallen.

Autor: H. Möbus

Literatur

[1] Zigbee-­Funk-­Lichtsteuerung; Informationen, Datenblätter und Bedienungsanleitungen. Dresden

Elektronik Ingenieurtechnik GmbH, Dresden 2017.

Der Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

Lichtsteuerung mit Zigbee-Funkkomponenten
(Bild 1) Lichtsteuerung mit Zigbee-Funkkomponenten (Bild: 1-5 Fa. Dresden Elektronik)
Gateway – Verbindung zwischen it-WlAN und Zigbee-Netz a) Raspbee-Gateway – Zentrale des Steuersystems b) Raspbee-Aufsatzplatine für Raspberry Pi mit Zigbee-Firmware c) Conbee-Dongle für PC
(Bild 2) Gateway – Verbindung zwischen it-WlAN und Zigbee-Netz a) Raspbee-Gateway – Zentrale des Steuersystems b) Raspbee-Aufsatzplatine für Raspberry Pi mit Zigbee-Firmware c) Conbee-Dongle für PC
Funk-Vorschaltgeräte für unterschiedliche Leuchtmittel
(Bild 3) Funk-Vorschaltgeräte für unterschiedliche Leuchtmittel
Funkschalter zum schalten und Dimmen
(Bild 4) Funkschalter zum schalten und Dimmen
Einrichtung und Bedienung per App
(Bild 5) Einrichtung und Bedienung per App
Vorschaltgeräte – Leuchtmittel und Funktion
(Tafel 1) Vorschaltgeräte – Leuchtmittel und Funktion

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