управление dali что это такое
Управление светильниками по протоколу DALI с помощью Arduino
О протоколе DALI
DALI (Digital Addressable Lighting Interface) – протокол, предназначенный для управления осветительными приборами. Протокол был разработан австрийской компанией Tridonic и основан на манчестерском кодировании: каждый бит данных кодируется перепадом от низкого сигнала к высокому или наоборот.
DALI сеть состоит из контроллера и подключенных к нему осветительных приборов. Передача данных идет на скорости 1200бит/с. Напряжение для логической единицы составляет 16±6,5В, а для логического нуля 0±4,5В. Шина DALI всегда находится под напряжением 16В, в противном случае все осветительные приборы, подключенные к шине, переходят в аварийный режим и включаются. Питание шины обеспечивает контроллер. К одной шине подключается до 64 светильников. Устройства можно объединять в 16 групп и задавать до 16 сцен освещения. Яркость каждого осветительного прибора регулируется от 0 до 254.
Сообщение от контроллера к осветительному прибору состоит из 16 бит и одного стартового бита. Сообщение может быть адресовано отдельному светильнику, группе светильников либо быть широковещательным. Некоторые команды должны передаваться дважды с интервалом не более 100мс. На определенные команды, например запрос текущей яркости или запрос типа устройства, осветительный прибор отправляет ответное сообщение.
Сообщение от осветительного прибора контроллеру состоит из 8 бит и одного стартового бита.
Список команд можно посмотреть здесь.
Инициализация новых светильников
До начала работы каждому светильнику должен быть присвоен адрес от 1 до 63 (short address). У новых светильников короткий адрес как правило не задан, поэтому управлять конкретным светильником не получится. Такие светильники реагируют только на широковещательные команды.
Для того чтобы назначить короткий адрес светильнику нужно его инициализировать. У каждого светильника есть случайный адрес, состоящий из 24 бит (3 раза по 8 бит). 24 битный адрес может принимать значения от 1 до 16777216. Вероятность подключения светильников с одинаковыми адресами минимален и составляет один случай из 1 из 266144.
Процесс инициализации заключается в следующем:
Управление освещением по протоколу DALI
В разработке протокола DALI «Digital Addressable Lighting Interface» (цифровой адресуемый интерфейс освещения) приняли участие ведущие производители светотехнического оборудования, Osram, Philips, Tridonic, Trilux, Helvar.
История разработки протокола DALI
Протокол DALI разработали для замены аналогового стандарта 1-10V и цифрового протокола DSI «Digital Serial Interface». Работа над протоколом началась в 1998 году, а уже с 1999 года появились первые DALI-устройства.
В 2002 году DALI был зарегистрирован как международный стандарт. Он быстро приобрел популярность, а 2011 году доля устройств DALI для управления освещением на рынке Европы приблизилась к 55%.
DALI соответствует стандарту IEC 60929. Он открытый, любой производитель может выпускать в соответствии с ним свою продукцию.
Система управления освещением DALI
Протокол DALI применяется для управления освещением и силовыми нагрузками. Одно из важных преимуществ протокола DALI – это возможность его интеграции с верхними уровнями диспетчеризации зданий, таких как BACNet, KNX/EIB и другими.
Для интеграции используются специальные шлюзы между системами для получения двусторонней связи и полноценного управления с той и другой стороны. Система управления может быть самостоятельным элементом управления или входить в общую систему автоматизации здания (BMS).
Для решения определенных задач, в системе могут быть задействованы устройства в самых разных комбинациях — датчики присутствия, датчики освещенности, релейные модули DALI, DALI-роутеры, блоки питания DALI, кнопочные интерфейсы, и другие устройства.
Технические характеристики системы DALI:
Для управления системой используются команды состоящие из адреса устройства и кода действия. Команды могут быть:
В системе несколько устройств могут иметь одинаковый адрес. В случае поступления в линию команды с таким адресом её выполняют все устройства имеющие этот адрес.
DALI решения B.E.G.
Давайте разберемся в каждом решении отдельно…
DALI Compact — удобное локальное управление освещением в небольших и средних проектах
Автономное решение DALI Compact — это ряд продуктов, которые сочетают в себе всё самое необходимое для локального управления освещением: DALI блок питания, ручное управление с кнопочных выключателей, реле и контроллер. Оборудование может быстро быть введено в эксплуатацию благодаря широковещательной передачи данных (broadcast) и предустановленным заводским настройкам.
Если у вас небольшой или средний проект, где необходимо управлять DALI светильниками в зависимости от присутствия и текущей освещенности, без дальнейшей диспетчеризации, тогда это решение гарантированно подойдет.
DALI System — масштабируемая система для сбалансированного и скоординированного управления освещением в любом типе проекта или здания
Оборудование масштабируемой системы «DALI System» подразделяется на разные подгруппы и в зависимости от конкретных задач, конфигурация оборудования в них может состоять из разных устройств. «DALI System » включает в себя все необходимые устройства для автоматизации освещения всего здания — блок питания и контроллер DALI, DALI-роутер, датчики присутствия DALI, DALI-реле и кнопочный интерфейс DALI.
В дополнение к возможностям адресации и принципу мультимастер, устройства могут быть и приемниками и передатчиками, преимущество данной системы – это масштабируемость, от отдельных комнат до управления всем зданием по шине DALI.
Настройка параметров доступна через USB, Ethernet, LAN, Wi-Fi или Bluetooth. «DALI System» позволяет проектировщикам увеличить эффективность в процессе проектирования и уменьшить затраты инсталяторов во время монтажа оборудования.
DALI System single room:
DALI System multi-room:
DALI System building solution:
Применение стандарта DALI позволяет создать гибкую систему управления освещением. Принадлежность устройств к группам и назначение им сценариев выполняется программно. Это значительно упрощает проектирование системы.
Кроме того, можно без больших затрат изменять конфигурацию системы при ремонтных работах, реконструкции или расширении в здании. Систему управления освещением DALI можно проектировать независимо от электрических сетей системы освещения.
Наличие в устройствах собственной энергонезависимой памяти делает систему устойчивой в аварийных ситуациях. При временном пропадании электропитания она быстро восстанавливает свою работоспособность.
По сравнению с другими системами управления освещением, монтаж и пусконаладочные работы системы DALI значительно проще. И в процессе наладки, и при эксплуатации диагностические команды позволяют быстро определить неисправный прибор.
Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропускать новые познавательные статьи о протоколах передачи данных.
Протокол DALI
История
Для увеличения энергоэффективности, повышения комфорта и эргономики жилья, улучшения эксплуатационных характеристик производственных зданий используются интегрированные системы управления освещением.
В современной светотехнике существует несколько подходов к управлению светом. Первыми в 80-х годах появились аналоговые системы. На тот момент это были передовые решения, но аналоговые системы имели ряд недостатков:
DALI (Digital Addressable Lighting Interface) — один из первых открытых цифровых протоколов, пришедший на смену широко распространенному аналоговому протоколу 1-10В, и закрытому протоколу DSI (Digital Signal Interface).
У истоков создания протокола DALI в 1999 году стояла компания TRIDONIC, к которой затем присоединились многие именитые производители светильников и устройств управления. В итоге, организовался альянс DALI – производителей, которые следили за разработкой и сертификацией совместимых устройств. Затем альянс DALI преобразовался в Digital Illumination Interface Alliance (DiiA). Детищем нового альянса и очередным шагом в развитии DALI, стал протокол DALI-2.
В 2002 году DALI был зарегистрирован в соответствии с международным стандартом IEC 60929. Он быстро приобрел популярность, а к 2011 году доля устройств DALI для управления освещением на рынке Европы приблизилась к 55%.
Применение
Преимущества
Архитектура
Двухпроводная шина для передачи сигнала DALI
* Максимальная длина кабеля 300 м (площадь сечения 1.5 мм²), 100—150 м (площадь сечения 0.75 мм²), до 100 м (площадь сечения 0.5 мм²). Падение напряжения на самом дальнем от источника питания конце линии не должно превышать 2 В.
Допустимо использовать любую смешанную топологию сети без закольцовывания (последовательное, комбинированное соединение или звезда).
Устройства, работающие по протоколу DALI:
Для работы в системе DALI источник света должен быть снабжен одним из типов исполнительного устройства DALI.
Большинство стандартных светильников требуют замены штатного драйвера/блока питания на управляемый. Для LED лент всегда необходимо подключение специализированных диммеров/контроллеров.
Адрес — уникальный ID, по которому можно «обратиться» с командой к конкретному устройству
Группа в DALI – это совокупность устройств, единовременно исполняющих одинаковую «команду»
Сцена в DALI – это предварительно заданное на этапе конфигурирования устройства состояние исполнительного устройства (включено/выключено, установлена определенная яркость, цвет). Сцена – статичное состояние исполнительного устройства, ее можно вызвать по номеру широковещательной командой, а также сохранить.
DALI линия также может использоваться в качестве части другой системы умного дома при подключении к ней через DALI шлюзы.
УПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
| Панели | конвертеры | датчики движения/присутствия |
Для управления системой освещения необходимо, чтобы управляющие устройства посылали команды, состоящие из адреса устройства и кода действия.
Основные типы устройств в протоколе DALI:
Например, для RGB-управления необходимо использовать 3 устройства DT6 и с 3 адресами на шине.
Протокол управления освещением DAli в умном доме
Современные технологии позволяют автоматически управлять в доме такими процессами, как освещение, климат-контроль, охрана с помощью настенной панели, пульта или мобильного телефона. Система DALI (Digital Addressable Lighting Interface) контролирует осветительные приборы. Протокол управления освещением DALI в умном доме доступен для моделей всех производителей.
История создания
После создания интерфейса DSI потребовалось разработать протокол диммирования, заменяющего аналоговый 1-10B.
С момента возникновения идеи создания цифрового протокола работу вокруг него контролировала группа компаний, называемая Activity Group DALI.
Состав инициативной группы постоянно менялся.
В 2017 году группа получила новое название – Digital Illumination Interface Alliance (DiiA).
Принцип работы протокола DALI
DALI базируется на принципах взаимозаменяемости и независимости. Система направлена на совершенствование управления освещением. Ее задача – контроль нагрузки в сети и регулировка работы осветительных приборов на объекте.
Сеть не предназначена для бытовых приборов: пылесосов, чайников, телевизоров. Но DALI возможно интегрировать с иными автоматизированными системами умного дома. Тогда любимый проектор Sony VPL-GTZ1 можно настроить на одновременное включение с Art-светильником в гостинной.
Координация работы устройства происходит на основе команд. Они состоят из адреса прибора и необходимого закодированного действия.
В систему DALI входят контроллеры (индикаторы различных типов, выключатели) и подчиненные приборы (драйвера, диммеры, светодиодные светильники, релейные модули). Монтаж системы облегчит использование аппаратно-программной платформы ардуино.
Главное условие – соблюдение требований протокола. Например, для кухни в стиле хай-тек отлично подойдет подвесной светильник Dali SP1 испанского бренда Crystal Lux.
Описание и технически характеристики
Для точного описания объектов важны технические характеристики.
При монтаже сети применяют кабель с 4 или 5 жилами, две из которых использует линия DALI (CCW, KIT).
Основные особенности
Отличие DALI от подобных систем состоит в обратной связи от осветительных приборов к контролирующим устройствам. В усложненных конструкциях возможно считывание информации о степени заряда аккумуляторных батарей или состоянии лампочки накаливания.
DALI имеет свой логотип. Использовать его имеют право члены рабочей группы, выпускающие продукцию в соответствии с протоколом DALI. Нанесенная маркировка свидетельствует о полном соответствии устройств требованиям стандарта и говорит о возможности их использования совместно с другими приборами этого бренда.
Преимущества
Пользователи DALI положительно оценивают работу системы в повседневной жизни.
Среди достоинств они отмечают:
гибкость управления освещением – отдельными устройствами, группами или шинами;
простая интеграция в иные автоматизированные системы здания;
легкость подсоединения устройств – с помощью двух проводов, не соблюдая полярность;
нет привязки к конкретной топологии сети;
отсутствие центрального контроллера;
возможность работы недалеко от силовых линий с защитой от их непредвиденного подсоединения;
к одной системе DALI может подключаться до 64 различных устройств, для большего количества требуются роутеры;
двусторонний обмен данными между контроллером и лампами накаливания, в отличие от протокола DMX, позволяет проводить постоянный мониторинг состояния источников света;
возможность использования в помещениях разного размера;
разнообразие вариантов применения: промышленные здания, офисы, предприятия общепита, культурно-массовые объекты, жилые помещения.
Шумы высокого уровня не оказывают на систему негативного воздействия.
Недостатки
Единственным негативным фактором, препятствующим распространению системы управления освещением DALI, считается высокая цена контроллеров.
Поставщики оборудования предоставляют значительные скидки системным интеграторам. Они, в свою очередь, не снижают розничную стоимость товара, а получают дополнительные доходы.
Программное обеспечение
Для настройки и пусконаладочных работ системы управлением освещения DALI используют программное обеспечение DALI Simple Configurator.
Программное обеспечение можно скачать в интернете бесплатно, но лучше использовать лицензированные программы.
Инициализация новых светильников
При монтаже шины DALI каждому светильнику присваивается короткий адрес в диапазоне от 1 до 63. Новые устройства реагируют лишь на общие команды. Управлять ими индивидуально можно только после процедуры инициализации, созданием коротких адресов.
Когда процедура инициализации завершена, запускается общая команда TERMINATE, переводящая устройства в рабочий режим.
Настройка
Требуемые параметры системы сохраняются в энергонезависимой памяти диммеров. Распространено подключение периферийных устройств через микроконтроллер Arduino.
Управляемые светильники могут включаться во все группы одновременно либо участвовать во всех сценах в соответствии со схемой линии.
Гибкое управление освещением
Регулирование освещения на основе интерфейса DALI совместимо с иными автоматизированными управляющими системами помещения через шлюзы.
Устройства программируются с помощью сообщений, состоящих из адреса и команды. Они отправляются конкретному светильнику, группе устройств или всем приборам линии.
Стандарт DALI позволяет спроектировать гибкую схему управления освещением. Формирование групп устройств и назначение сценариев упрощает монтаж сети, дает возможность создания персональной системы освещения под конкретного заказчика. Это важно для жилых зданий, оформления декораций театральной сцены, подсветки улиц.
Требования к линии DALI
Условий для бесперебойного функционирования линии DALI немного. Они касаются составных элементов сети.
Простейшая шина состоит из блока питания, люстры и светорегулятора. Инструкции по установке приборов содержатся в соответствующих руководствах пользователя, с которыми можно ознакомиться на официальных сайтах производителей.
Протокол DALI
Появление интерфейса DSI, разработанного компанией Tridonic для собственной продукции, стало переломным моментом в сфере управления освещением. Возникла необходимость разработать протокол диммирования, который заменит аналоговый 1-10 В и составит конкуренцию DSI. В 1984 году производители в составе Helvar, Osram, Erco, Insta, Lutron, Philips Lighting и Tridonic объединились в Activity Group DALI и в начале 90-х годов представили новый цифровой протокол DALI (Digital Addressable Lighting Interface).
DALI впервые упоминается в Приложении Е к международному стандарту IEC 60929 для балластов люминесцентных светильников. На его основе создан стандарт IEC 62386, целиком посвященный новому цифровому протоколу. Соответствие оборудования стандартам гарантирует его взаимодействие с другими приборами на DALI.
Принцип работы DALI
Технические параметры шины:
Подключение устройств в сети DALI не требует соблюдения полярности, на концах линий не нужны прерыватели. Допускается смешанная топология сети – звезда, шина, но не кольцо. Каждому прибору присваивается индивидуальный адрес, создавая возможность управлять отдельным светильником, группой или всей системой сразу. Соответственно, предусмотрено три вида команд: индивидуальные, групповые и широковещательные.
Корректировка яркости, включение/выключение происходит за счет сигнальных команд с использованием двунаправленного обмена данными, когда контроллер не только посылает, но и запрашивает информацию о состоянии каждого компонента.
Одновременно к одной линии можно подключить до 64 подчиненных устройств, для масштабных проектов возможно увеличение до 12800 с помощью DALI роутеров.
Преимущества DALI
В 2017 году Activity Group DALI была переименована в Digital Illumination Interface Alliance (DiiA). Сегодня она занимается сертификацией и тестированием продукции, а также продвигает протокол DALI-2. Он регламентируется второй версией стандарта IEC 62386, разработанной в конце 2014 года.
После всех изменений, которые протокол DALI претерпел с момента своего введения, DALI-2 призван восполнить пробелы оригинального протокола. В частности добавлены новые команды и параметры. Но самое главное отличие состоит во введении стандартизации контроллеров и управляющих устройств, включая регуляторы, выключатели, датчики присутствия и освещенности.