Het dimmen van TL-verlichting in aquaria

home | index artikelen

Door: René Heuker, Tolbert
Inleiding
Conventionele TL's worden toegepast in combinatie met een smoorspoel en een starter.
Bij het inschakelen van de TL knippert de TL enkele seconden alvorens de TL constant brandt. Dit knipperen wordt veroorzaakt door de starter die bij het inschakelen van de TL de stroom in het circuit een aantal keren kortsluit en weer onderbreekt. Hierdoor wordt een hoge inductiespanning opgewekt door de VSA-spoel. Deze hoge inductiespanning is noodzakelijk om het proces van gas-ontlading (in de TL) op gang te brengen. Eenmaal op gang gebracht licht de TL op en is de starter niet meer actief.
VSA
conventioneel voorschakelapparaat, VSA.

Nadelen van dit systeem zijn:
  • knipperende TL bij het opstarten
  • knipperende TL wanneer de starter defect is
  • knipperende TL wanneer de gasontlading niet meer goed wil opstarten
  • veel slijtage aan de TL
  • veel warmteontwikkeling in de VSA
  • een externe condensator nodig voor verplichte optimale netbelasting
  • een starter is nodig om de TL te starten
  • lamp brandt op 50Hz hetgeen voor veel dieren hinderlijk is
  • snel wisselende netbelastingen zijn hinderlijk zichtbaar in het licht

EVSA
Een aantal fabrikanten hebben veel geld geïnvesteerd in het ontwikkelen van een goede (dimbare) Electronisch VoorSchakelApparaat (EVSA).
Hierbij zijn ook een aantal andere nadelen onder de loep genomen en sterk verbeterd ten opzichte van de conventionele VSA's.

ESVA
elektronisch voorschakelapparaat
Een aantal verbeteringen:
  • geen knipperende TL bij het opstarten
  • lager energieverbruik
  • hoger rendement (minder warmteontwikkeling)
  • buizen werken op een hogere frequentie (geen 50Hz flikkering)
  • buizen gaan langer mee
  • lichtintensiteit is onafhankelijk van de netbelasting
  • stroomnet wordt optimaal belast, geen condensator nodig
  • dimcircuit kan eenvoudig geïntegreerd worden

Al met al heeft het toepassen van een EVSA ten opzichte van een conventionele VSA veel voordelen. Echter een EVSA is vele malen duurder in aanschaf dan een conventionele VSA. Ook de kans op een defect van een EVSA is veel groter vanwege de complexe toegepaste elektronica.

EVSA's zijn verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen:
  • niet dimbaar; dimfunktie is NIET geïntegreerd en de ESVA
  • analoog dimbaar; deze EVSA's maken gebruik van een 1-10V DC stuurspanningsignaal om de TL`s te dimmen
  • digitaal dimbaar; deze EVSA's maken gebruik van een digitaal stuursignaal (DALI-protokol) om de TL's te dimmen

Dimmable EVSA
Het dimmen van een TL is een lastige aangelegenheid en wordt verzorgd door speciaal ontwikkelde elektronische voorschakelapparaten ook wel dimmable-EVSA genoemd.
Dimmable EVSA
dimbaar elektronisch voorschakelapparaat

Er zijn verschillende dimmable-EVSA op de markt, de meest eenvoudige is de analoge dimmable EVSA. Het dimmen wordt hierbij geregeld door middel van een stuurspanning. Een stuurspanning wordt aangeboden aan de EVSA. Deze zet de aangeboden stuurspanning om in een lichtintensiteit van de TL. Het uiteindelijke intensiteitsbereik van de TL wordt bepaald door de toegepaste EVSA.
Zoektocht
Begin 2005 ben ik driftig op zoek gegaan naar een betaalbare, kwalitatieve en moderne TL-dimmer. Echter, een produkt wat aan mijn wensen voldeed was simpelweg niet te vinden. Avonden lang ben ik bezig geweest te zoeken naar een betaalbare oplossing, maar tevergeefs. Uiteindelijk heb ik besloten zelf een ontwerp te maken. Gelukkig heb ik goede opleiding gehad en ervaring met ontwerpen van schakelingen en schrijven van programma's.
Uit alle verzamelde informatie bleek dat er nog wel verschil zit in de kwaliteit van de EVSA apparatuur van verschillende fabrikanten. Sommige EVSA kunnen niet verder dimmen dan 30%, terwijl andere tot 5% of 3% kunnen komen.

O.a. Osram (
http://www.osram.nl/) brengt een dimmable-EVSA op de markt die gaat van 1%-100%, dus van helemaal donker naar helemaal licht. Daardoor zijn deze types erg geschikt voor toepassing boven het aquarium.
Gestelde eisen
Gezien de voordelen van een EVSA stond voor mij vast dat de dimmer die ik wilde, moest werken met een dimmable EVSA, en niet met conventionele voorschakelapparatuur.
Een aantal andere voorwaarden die ik aan de dimmer stelde waren dat ik geen losse voedigsadapter wilde en ook geen losse timer of schakelklok. Alles moest geïntegreerd zijn in hetzelfde apparaat. Verder moest het ontwerp geschikt zijn voor toekomstige uitbreidingen of specifieke individuele aanpassingen. Ook wilde ik vanuit hetzelfde apparaat CO2 kunnen in- en uitschakelen of nachtverlichting kunnen in- en uitschakelen. Natuurlijk had dit laatste ook gekund met losse schakelklokken, maar het is natuurlijk veel mooier dit te regelen vanuit hetzelfde appararaat.
Prototype
Al snel was mijn keuze gevallen op een PIC controller van MicroChip, deze is betaalbaar, heeft veel functionaliteit en, niet onbelangrijk, kan door mij geprogrammeerd worden. Ik heb een prototype gebouwd rond de PIC 16F628 en daarmee ruim een jaar gedraaid zonder probleem. Ik ben erg tevreden met het apparaat en geniet vooral s'avond van een rustige zonsondergang in mijn aquarium. De vissen zijn altijd erg rustig en hoeven nooit te schrikken van in- of uitschakelende verlichting.
Nu ik voor een andere bak ook weer dimbare verlichting wil hebben moest ik weer een nieuw apparaat bouwen. Gezien er op de markt weinig op dit gebied te verkrijgen is en ik best andere aquarium liefhebbers wil helpen door mijn ontwerp beschikbaar te stellen heb ik besloten een produktietype te bouwen. Hierin heb ik meteen rekening gehouden met extra uitgangen voor individuele wensen. De behuizing moest compacter dat het prototype en de schakelklok moest aan de voorzijde worden ingebouwd. Bij het prototype had ik de schakelklok aan de bovenzijde ingebouwd, maar in de praktijk is dit niet handig omdat de module ik een kast wordt geplaatst is het veel handiger deze aan de voorzijde in te bouwen. De schakelklok zelf wordt uit een digitale schakelklok van de Gamma gehaald.
Schema en printontwerp
Met het softwarepakket Eagle (gratis te krijgen op http://www.cadsoft.de/) heb ik een schema gemaakt en daarvan een print ontworpen.
Wil je het schema bekijken: KLIK HIER.

Het printontwerp is vervolgens gecontroleerd op veiligheid, m.n. de scheiding tussen de 220 V en de rest. Daarna heb ik een serie printen laten maken bij Print Service Dordrecht (http://www.psd.nl/)
Behuizing
Om het geheel compleet te maken is er een compacte behuizing (9.5 cm breed X 4.5 cm hoog X 13.5 cm diep) uitgezocht  waarin alles ingebouwd kon worden.

Ook aan de buitenkant is het een keurig geheel geworden.
  Handleiding van de timer/module
Tot slot
Al met al een leuke betaalbare timer/dimmer met extra functionaliteit standaard.
De verkoopprijs van de timer/dimmer is toch iets hoger geworden dan ik graag had gezien. Maar met de bouwkosten van tegen de 60 euro toch redelijk betaalbaar. Helaas komt daarbij nog het bedrag welke voor een EVSA betaald moet worden. De richtprijs voor een EVSA van Osram (de betere) is rond de 60 a 70 euro, afhankelijk van aantal TL's dat aangesloten moet worden. Ook zijn er EVSA verkijgbaar voor T5 en Halogeen verlichting, dus dat hoeft geen probleem te zijn.

Als laatste wil ik nog een tip geven voor nachtverlichting. Ik heb zelf enkele heldere witte LED's in de reflectoren van mijn bak geplaatst en deze worden avonds ingeschakeld. De nachtverlcihting heeft een keurige afwerking en functioneert erg goed.

Geinterreseerden kunnen kontact opnemen met Rene Heuker

Flora-mate dimmer
Eerlijkheidhalve moet ik nog vermelden dat er inmiddels toch een alternatief op de markt is gekomen van Flora-mate (http://www.flora-mate.nl/site/dimmer.html). In tegenstelling tot mijn dimmer is hierbij een externe voedingsadapter gebruikt (wel meegeleverd) en is er ook een externe schakelklok vereist. Verder schakelt de Flora-mate niet de TL werkelijk uit, zodat hiervoor nog steeds een schakelklok nodig blijft. Het voordeel van de Flora-mate is dat er 4 EVSA kunnen worden aangesloten, terwijl mijn module maar voorziet in maximaal 2. Gezien de kosten van de EVSA’s denk ik dat de meeste gebruikers gewoon met een enkele dimbare EVSA kunnen volstaan.
© 2006 R.G.Heuker
 

 


TOP

ESVA

Dimmable EVSA

Schema en printontwerp

Behuizing

Handleiding

 

EMAIL:
René Heuker, Tolbert