Beleuchtungssteuerung: Protokolle im Vergleich
🎛️ Warum Beleuchtungssteuerung?
Moderne Beleuchtungssysteme benötigen Steuerungsprotokolle zur: • Dimmung • Farbänderung (Tunable White, RGB) • Szenen-Schaltung • Energiemanagement.DALI, DMX512, KNX und 0-10Vsind die wichtigsten Standards mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften.
Übersicht der Protokolle
| Protokoll | Max. Geräte | Geschwindigkeit | Medium | Hauptanwendung |
|---|---|---|---|---|
| 0-10V | 1 pro Kanal | Analog | Kabel | Einfache Dimmung |
| DALI / DALI-2 | 64 pro Linie | 1200 bps | Kabel | Gebäudebeleuchtung |
| DMX512 | 512 Kanäle | 250 kbps | Kabel | Bühne, Events, RGB-Effekte |
| KNX | 65.536 | 9600 bps | TP/RF/IP | Gebäudeautomation (Licht + mehr) |
| Zigbee | 65.000+ | 250 kbps | Funk 2,4 GHz | Smart Home |
| Bluetooth Mesh | Unbegrenzt | ~1 Mbps | Funk 2,4 GHz | Smart Buildings, kommerzielle Beleuchtung |
| EnOcean | Unbegrenzt | 125 kbps | Funk 868 MHz | Batterielose Schalter/Sensoren |
| Thread/Matter | Unbegrenzt | 250 kbps | Funk 2,4 GHz | Smart Home (herstellerübergreifend) |
| BACnet | Sehr viele | Ethernet/IP | IP/RS-485 | Gebäudeleittechnik (GLT) |
Protokoll-Anwendungsbereiche
Von Consumer bis Enterprise
1. DALI (Digital Addressable Lighting Interface)
Technische Daten
- Standard: IEC 62386 (früher IEC 60929)
- Adressierung: 64 Einzelgeräte (Short Address 0-63)
- Gruppen: 16 Gruppen (Group Address 0-15)
- Übertragung: Manchester-kodiert, 1200 bps
- Spannung: 9,5-22,5V DC (typisch 16V)
- Max. Leitungslänge: 300m (ohne Verstärker)
- Bidirektional: Ja (Rückmeldung möglich)
DALI-2 (IEC 62386)
Erweiterungen gegenüber DALI-1
- Gerätetypen (DT): LED-Module (DT6), Sensoren (DT), Notlicht (DT1)
- Memory Bank: Speichern von Konfigurationen
- Tunable White: Dynamische Farbtemperatur (2700-6500K)
- Color Control (DT8): RGB, RGBW, Tunable White
- Zertifizierung: Strenge Interoperabilität (DALI Alliance)
DALI Vor- und Nachteile
• Vorteile
- Einfache 2-Draht-Verkabelung (polungsunabhängig)
- Bidirektional: Rückmeldung von Status, Fehlern, Energie
- 64 Einzeladressen + 16 Gruppen
- Szenen-Speicherung (16 Szenen pro Gerät)
- Automatische Adressierung möglich
- Weit verbreitet im Gebäudebereich
- Günstiger als KNX
• Nachteile
- Langsam (1200 bps) → nicht für schnelle RGB-Effekte
- Max. 64 Geräte pro Linie (Verstärker nötig für mehr)
- Keine Stromversorgung über Bus (separate Netzspannung nötig)
- Nicht für Entertainment/Bühne geeignet
- Konfiguration erfordert DALI-Software
DALI Anwendungsbereiche
• Bürogebäude: Tageslichtregelung, Präsenzmelder-Integration
• Schulen & Universitäten: Flexibles Lichtszenen
• Krankenhäuser: Patientenzimmer, Human Centric Lighting
• Hotels: Szenensteuerung, Energiemanagement
• Industriehallen: Wartung-Tracking, Notlicht-Integration
• Schulen & Universitäten: Flexibles Lichtszenen
• Krankenhäuser: Patientenzimmer, Human Centric Lighting
• Hotels: Szenensteuerung, Energiemanagement
• Industriehallen: Wartung-Tracking, Notlicht-Integration
2. DMX512 (Digital Multiplex)
Technische Daten
- Standard: ANSI E1.11 / EN 60617-1
- Kanäle: 512 Kanäle pro Universum
- Übertragung: RS-485, 250 kbps
- Auflösung: 8 Bit (0-255) oder 16 Bit (0-65535)
- Update-Rate: 44 Hz (bei 512 Kanälen)
- Kabel: XLR-5 oder RJ45 (kein Ethernet!)
- Max. Leitungslänge: 400m pro Segment (mit Repeater mehr)
- Topologie: Stern mit Terminierung (120Ω)
DMX vs. DALI Geschwindigkeitsvergleich
DMX512: 250 kbps → ~44 Updates/Sek. (bei 512 Kanälen)
DALI: 1200 bps → ~6 Befehle/Sek.
→ DMX ist ~200× schneller als DALI!
Ideal für schnelle Farbwechsel, Moving Lights, LED-Streifen-Effekte.
DMX Vor- und Nachteile
• Vorteile
- Sehr schnell (44 Hz) → Echtzeit-Effekte
- 512 Kanäle → viele RGB-Geräte steuerbar
- Industry Standard für Bühne/Entertainment
- Einfache Programmierung (DMX-Controller)
- Robustes RS-485 (XLR-Stecker)
- Große Auswahl an kompatiblen Geräten
• Nachteile
- Nur unidirektional (keine Rückmeldung)
- Keine Fehlerüberwachung
- Stern-Topologie (keine Ringe/Bäume)
- Max. 32 Geräte ohne Splitter/Verstärker
- Nicht für Gebäudeautomation geeignet
- Kein Energiemanagement
DMX Anwendungsbereiche
• Bühnen & Theater: Moving Heads, PAR-Scheinwerfer
• Museen & Ausstellungen: Dynamische Lichtszenen
• Fassadenbeleuchtung: RGB-LED-Streifen, Pixel-Mapping
• Clubs & Bars: Effektbeleuchtung, LED-Panels
• Events & Messen: Temporäre Installationen
• Museen & Ausstellungen: Dynamische Lichtszenen
• Fassadenbeleuchtung: RGB-LED-Streifen, Pixel-Mapping
• Clubs & Bars: Effektbeleuchtung, LED-Panels
• Events & Messen: Temporäre Installationen
3. KNX (Konnex)
Technische Daten
- Standard: ISO/IEC 14543-3, EN 50090
- Adressierung: 3-stufig (Bereich.Linie.Gerät), bis 65.536 Geräte
- Übertragung: Twisted Pair (9600 bps), IP, Funk (KNX RF), Powerline
- Spannung: 29V DC über Bus (SELV)
- Geräte pro Linie: 64 (mit Linienverstärker 256)
- Topologie: Stern, Linie, Baum (sehr flexibel)
- Programmierung: ETS (Engineering Tool Software)
KNX Systemaufbau
Topologie
Hauptlinie (15 Bereiche)
├─ Bereich 1 (15 Linien)
│ ├─ Linie 1.1 (64 Geräte)
│ ├─ Linie 1.2 (64 Geräte)
│ └─ ...
├─ Bereich 2
└─ ...
Max. Systemgröße: 15 Bereiche × 15 Linien × 256 Geräte = 57.600 Geräte
KNX vs. DALI
| Merkmal | DALI | KNX |
|---|---|---|
| Hauptfunktion | Beleuchtung | Gesamt-Automation |
| Geräte pro System | 64 pro Linie | 57.600 |
| Geschwindigkeit | 1200 bps | 9600 bps |
| Bus-Stromversorgung | Nein | Ja (29V DC) |
| Kosten (typisch) | Mittel | Hoch |
| Integration | Nur Licht | Licht + HLK + Jalousie + Sicherheit |
| Programmierung | Einfach | Komplex (ETS-Lizenz nötig) |
KNX Anwendungsbereiche
• Zweckbauten: Büro-Hochhäuser, Verwaltungsgebäude
• Hotels: Integration von Licht, Klima, Jalousien
• Smart Homes (gehobene Klasse): Zentralsteuerung
• Museen: Komplexe Lichtszenen + Klimakontrolle
• Krankenhäuser: Gebäudeleittechnik (GLT)
• Hotels: Integration von Licht, Klima, Jalousien
• Smart Homes (gehobene Klasse): Zentralsteuerung
• Museen: Komplexe Lichtszenen + Klimakontrolle
• Krankenhäuser: Gebäudeleittechnik (GLT)
4. 0-10V Dimming
Funktionsprinzip
0-10V ist das einfachste Dimm-Protokoll:
- 0V: LED aus (oder minimal, je nach Gerät)
- 10V: LED 100% Helligkeit
- 5V: LED 50% Helligkeit
- Analog: Stufenlos regelbar
Verkabelung
4 Drähte: L (Phase), N (Neutral), 0-10V+ (Steuerung), 0-10V- (Masse)
0-10V Vor- und Nachteile
• Vorteile
- Extrem einfach & robust
- Sehr günstig (kein Protokoll-Chip nötig)
- Weit verbreitet (kompatibel mit vielen LEDs)
- Keine Programmierung erforderlich
- Lange bewährt (seit 1990er Jahren)
• Nachteile
- Nur Dimmen, keine Farbkontrolle
- 1 Kanal = 1 Leuchte/Gruppe (nicht adressierbar)
- Keine Rückmeldung (unidirektional)
- Kein Status-Feedback
- Empfindlich gegen EMV-Störungen (analog)
- Keine Szenen-Speicherung
0-10V Anwendungsbereiche
• Lagerhallen: Einfache Dimm-Steuerung
• Parkhäuser: Tageslicht-Dimmung
• Kleingewerbe: Günstige Lösung
• Retrofit: Bestehende 0-10V-Infrastruktur nutzen
• Parkhäuser: Tageslicht-Dimmung
• Kleingewerbe: Günstige Lösung
• Retrofit: Bestehende 0-10V-Infrastruktur nutzen
5. Weitere Protokolle (Kurzüber Sicht)
EnOcean (Batterielose Funktechnologie)
• Prinzip: Energy Harvesting (Tastendruck erzeugt Energie)
• Frequenz: 868 MHz (EU), 902 MHz (US)
• Reichweite: 30-300m (Freifeld)
• Anwendung: Kabellose Lichtschalter, Sensoren (Retrofit)
• Vorteil: Keine Verkabelung, keine Batterien
• Nachteil: Begrenzte Datenübertragung
• Frequenz: 868 MHz (EU), 902 MHz (US)
• Reichweite: 30-300m (Freifeld)
• Anwendung: Kabellose Lichtschalter, Sensoren (Retrofit)
• Vorteil: Keine Verkabelung, keine Batterien
• Nachteil: Begrenzte Datenübertragung
BACnet (Building Automation and Control Network)
• Standard: ISO 16484-5, ASHRAE 135
• Übertragung: Ethernet/IP (BACnet/IP), RS-485 (BACnet MS/TP)
• Anwendung: Gebäudeleittechnik (GLT) für große Liegenschaften
• Integration: HLK, Licht, Sicherheit, Energie-Monitoring
• Vorteil: Offener Standard, herstellerunabhängig
• Nachteil: Komplex, teuer in der Installation
• Übertragung: Ethernet/IP (BACnet/IP), RS-485 (BACnet MS/TP)
• Anwendung: Gebäudeleittechnik (GLT) für große Liegenschaften
• Integration: HLK, Licht, Sicherheit, Energie-Monitoring
• Vorteil: Offener Standard, herstellerunabhängig
• Nachteil: Komplex, teuer in der Installation
Zigbee & Z-Wave (Smart Home)
• Zigbee: Mesh-Netzwerk, 2,4 GHz, Smart Home (Philips Hue, IKEA Trådfri)
• Z-Wave: 868 MHz (EU), weniger Interferenz, Z-Wave Alliance
• Anwendung: Wohnbereich, kleine Büros
• Vorteil: Consumer-freundlich, große Produktauswahl
• Nachteil: Nicht für professionelle Gebäudetechnik geeignet
• Z-Wave: 868 MHz (EU), weniger Interferenz, Z-Wave Alliance
• Anwendung: Wohnbereich, kleine Büros
• Vorteil: Consumer-freundlich, große Produktauswahl
• Nachteil: Nicht für professionelle Gebäudetechnik geeignet
Bluetooth Mesh
• Standard: Bluetooth SIG Mesh Profile (2017)
• Frequenz: 2,4 GHz (BLE - Bluetooth Low Energy)
• Topologie: Managed Flood Mesh
• Reichweite: Bis zu 100m pro Hop, unbegrenzt mit Repeatern
• Anwendung: Großflächige kommerzielle Beleuchtung, Smart Buildings
• Vorteil: Keine zusätzliche Hardware nötig (Smartphone-Integration), hohe Skalierbarkeit
• Nachteil: 2,4 GHz-Band anfällig für Interferenzen
• Frequenz: 2,4 GHz (BLE - Bluetooth Low Energy)
• Topologie: Managed Flood Mesh
• Reichweite: Bis zu 100m pro Hop, unbegrenzt mit Repeatern
• Anwendung: Großflächige kommerzielle Beleuchtung, Smart Buildings
• Vorteil: Keine zusätzliche Hardware nötig (Smartphone-Integration), hohe Skalierbarkeit
• Nachteil: 2,4 GHz-Band anfällig für Interferenzen
Thread & Matter
• Thread: IPv6-basiertes Mesh-Protokoll (802.15.4), 2,4 GHz
• Matter: Anwendungsschicht-Standard (früher CHIP/Project Connected Home over IP)
• Unterstützt von: Apple, Google, Amazon, Samsung (CSA - Connectivity Standards Alliance)
• Besonderheit: Herstellerübergreifende Kompatibilität garantiert
• Anwendung: Smart Home der nächsten Generation (ab 2023)
• Vorteil: Einheitlicher Standard, keine Vendor-Lock-in
• Status 2026: Zunehmende Produktverfügbarkeit, noch begrenzte Verbreitung
• Matter: Anwendungsschicht-Standard (früher CHIP/Project Connected Home over IP)
• Unterstützt von: Apple, Google, Amazon, Samsung (CSA - Connectivity Standards Alliance)
• Besonderheit: Herstellerübergreifende Kompatibilität garantiert
• Anwendung: Smart Home der nächsten Generation (ab 2023)
• Vorteil: Einheitlicher Standard, keine Vendor-Lock-in
• Status 2026: Zunehmende Produktverfügbarkeit, noch begrenzte Verbreitung
Protokolle im visuellen Vergleich
Geschwindigkeit vs. Gerätezahl
Protokoll-Wahl: Entscheidungsmatrix
| Anwendungsfall | Empfohlenes Protokoll | Begründung |
|---|---|---|
| Bürogebäude (100-1000 Leuchten) | DALI-2 | Perfekt für Tageslicht-Regelung, Präsenzmelder, Energie-Monitoring |
| Theater, Bühne, Konzerthalle | DMX512 | Schnelle Farbwechsel, Moving Lights, komplexe Show-Programmierung |
| Zweckbau mit Gesamtautomation | KNX | Integration von Licht, HLK, Jalousie, Sicherheit in einem System |
| Lagerhalle, Parkhaus (einfach) | 0-10V | Günstig, einfach, robust – Dimmen ohne Schnickschnack |
| Museum, Fassade (RGB-Effekte) | DMX512 + DALI | DMX für Effekt-RGB, DALI für Arbeitsbeleuchtung (Hybridlösung) |
| Smart Home (Wohnbereich) | Matter / Zigbee | Matter für Zukunftssicherheit, Zigbee für große Produktauswahl (Philips Hue) |
| Smart Building (kommerzielle Beleuchtung) | Bluetooth Mesh + DALI | BLE Mesh für Smartphone-Steuerung, DALI für präzise Lichtsteuerung |
| Retrofit (Nachrüstung ohne Verkabelung) | EnOcean + Zigbee | Batterielose Funk-Schalter, keine neue Verkabelung nötig |
| Multi-Ökosystem Smart Home | Matter über Thread | Herstellerübergreifende Kompatibilität (Apple, Google, Amazon) |
Gateway-Lösungen (Protokoll-Übersetzer)
Warum Gateways?
In komplexen Projekten müssen oft mehrere Protokolle kombiniert werden. Gateways übersetzen zwischen den Systemen:
| Gateway-Typ | Funktion |
|---|---|
| DALI ↔ KNX | DALI-Beleuchtung in KNX-Gebäudeautomation integrieren |
| DMX ↔ DALI | DMX-Controller für DALI-Leuchten (z.B. Tunable White in Show) |
| KNX ↔ BACnet | KNX-System an Gebäudeleittechnik (GLT) anbinden |
| Zigbee ↔ DALI | Philips Hue mit DALI-Leuchten kombinieren |
| Bluetooth Mesh ↔ DALI | Smartphone-Steuerung für DALI-Systeme |
| Matter ↔ KNX/DALI | Smart Home Steuerung für professionelle Beleuchtungsanlagen |
| 0-10V ↔ DALI | Legacy-Systeme in moderne DALI-Infrastruktur integrieren |
• Zusammenfassung 2025
- DALI/DALI-2: Standard für Gebäudebeleuchtung (IEC 62386, 64 Geräte, bidirektional)
- DMX512: Schnellstes Protokoll (250 kbps), ideal für Bühne & RGB-Effekte
- KNX: Gesamt-Automation (Licht + HLK + mehr), hochskalierbar (65.536 Geräte)
- 0-10V: Einfachstes Dimmen, kostengünstig, analog
- Zigbee: Smart Home Standard (Philips Hue, IKEA), 65.000+ Geräte
- Bluetooth Mesh: Smartphone-Integration, kommerzielle Beleuchtung
- Thread/Matter: Zukunftsstandard für herstellerübergreifendes Smart Home
- EnOcean: Batterielose Funk-Schalter (Energy Harvesting)
- BACnet: Gebäudeleittechnik (GLT) für Großprojekte
- Wahl: DALI für Büro, DMX für Show, KNX für Gesamtsystem, Matter für Smart Home
- Trend: Hybridlösungen mit Gateways für maximale Flexibilität
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Hinweis: Die Wahl des Steuerungsprotokolls ist eine fundamentale Architektur-Entscheidung. Eine Umstellung später ist sehr aufwendig. Bei unsicherheit sollte ein erfahrener Lichtplaner oder Elektroingenieur hinzugezogen werden.