近年來(lái),對(duì)照明系統(tǒng)的需求發(fā)生了很大變化。雖然僅僅打開(kāi)和關(guān)閉單個(gè)燈就足夠了,但新的重點(diǎn)是動(dòng)態(tài)照明。在這種情況下,也需要存儲(chǔ)和檢索整個(gè)照明場(chǎng)景。為了創(chuàng)建照明場(chǎng)景,必須將燈光分配給特定組,但通常,最終用戶還需要單獨(dú)控制燈光的選項(xiàng)。在建筑物管理系統(tǒng)中,還需要對(duì)安裝狀態(tài)以及全局開(kāi)/關(guān)命令進(jìn)行簡(jiǎn)單的檢查。
這些要求很難滿足并且需要大量的時(shí)間和精力,和傳統(tǒng)的布線技術(shù),甚至廣泛使用的模擬1-10V接口的錢。必須使用大量組件來(lái)改變編程的場(chǎng)景,同時(shí)提供靈活的分組,然后將這些設(shè)置集成到依賴于日光的控制系統(tǒng)中。
到目前為止,具有高水平用戶便利性的照明控制系統(tǒng)基于數(shù)字安裝總線系統(tǒng),例如歐洲安裝總線(EIB,智能家居和建筑物的嵌入式控制),法國(guó)Batibus (雙絞線控制),歐洲家庭系統(tǒng)(EHS)規(guī)范和Echelon的LON網(wǎng)絡(luò)。雖然這些總線技術(shù)可以滿足許多要求,但它們實(shí)際上通常設(shè)計(jì)用于建筑物中比情緒照明更復(fù)雜的任務(wù),并且可能是成本密集型的。它們通常需要單獨(dú)的控制線和昂貴的初始化過(guò)程專業(yè)知識(shí),并且只有在特殊情況下它們才允許用戶對(duì)設(shè)置進(jìn)行簡(jiǎn)單的更改。
如果總線系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜且經(jīng)典的安裝受到控制通過(guò)1“10 V信號(hào)證明太不靈活,”數(shù)字可尋址照明接口“(DALI)提供了一種可行的替代方案.DALI協(xié)議并不認(rèn)為自己是基于Konnex或具有總線架構(gòu)的建筑系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。相反,DALI可以用作更復(fù)雜架構(gòu)的擴(kuò)展,也可以用作光控制的簡(jiǎn)單獨(dú)立系統(tǒng).DALI旨在填補(bǔ)以前的1-10V技術(shù)和更復(fù)雜的總線系統(tǒng)之間的空白。
圖1.照明標(biāo)準(zhǔn)性能。
DALI是用于控制(可調(diào)光)電子控制裝置(ECG)的數(shù)字接口的標(biāo)準(zhǔn)草案.DALI i這是大多數(shù)照明行業(yè)的共同發(fā)展。開(kāi)發(fā)DALI的目的是為照明行業(yè)創(chuàng)建統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 DALI沒(méi)有定義照明系統(tǒng)。相反,它定義了控制器和電子控制裝置之間通信的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)過(guò)多專有解決方案的困惑現(xiàn)在已經(jīng)成為過(guò)去。
DALI概念概述了一種易于應(yīng)用且具有成本效益的智能,功能性燈光管理。如果需要,可以將DALI作為子系統(tǒng)集成到高級(jí)建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,以優(yōu)惠的價(jià)格利用可用的硬件和軟件接口。
DALI系統(tǒng)的特性
一些ECG制造商在其技術(shù)文檔中一直提到“數(shù)字電子控制裝置”。許多其他文件,如合同產(chǎn)品,也提到數(shù)字照明系統(tǒng)中的數(shù)字心電圖。通常這些不是DALI標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的真正的數(shù)字組件,因?yàn)樗鼈儾环弦韵氯齻€(gè)基本標(biāo)準(zhǔn):
數(shù)字尋址
數(shù)字處理
數(shù)字通信
只有DALI標(biāo)準(zhǔn)始終符合所有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
DALI架構(gòu)基于主從原則。用戶通過(guò)控制器(主站)管理系統(tǒng),該控制器向所有ECG(從站)發(fā)送消息。在該網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)主站可以連接多達(dá)64個(gè)ECG,并且所有燈都并聯(lián)連接。不需要特殊的安裝組件。可以使用五線電源線,保留三根線為系統(tǒng)供電,其余用于DALI總線接口,不會(huì)中斷極性。
主站和從站之間的通信由一組命令實(shí)現(xiàn)優(yōu)化照明任務(wù)。可以通過(guò)檢查通道輪詢ECG運(yùn)行狀態(tài)(燈故障,調(diào)光水平,燈類型等)。每條消息由兩部分組成:地址和命令。從屬地址在初始化階段分配,因此DALI系統(tǒng)中的每個(gè)ECG都可以以數(shù)字格式單獨(dú)尋址,因此無(wú)干擾。該地址確定ECG是否應(yīng)該收聽(tīng)。例如,命令可以是當(dāng)前亮度值或燈打開(kāi)或關(guān)閉。
高效照明控制的基本概念是組和場(chǎng)景。在照明設(shè)計(jì)環(huán)境中,一組是有意義的杰出人物集合。燈具及其相關(guān)的ECG可以自由地分配給組,而不管它們?cè)谙蛳禄蚩缭叫械奈锢砼帕小C總€(gè)節(jié)點(diǎn)可以屬于16個(gè)組。
通過(guò)為這些組設(shè)置不同的照明級(jí)別(打開(kāi),關(guān)閉或變暗),可以創(chuàng)建房間中不同的照明情緒。照明級(jí)別的集合定義了所謂的場(chǎng)景。可以通過(guò)按下按鈕并隨時(shí)更改來(lái)選擇特定設(shè)置產(chǎn)生的照明情緒。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn),可以定義多達(dá)16個(gè)表示場(chǎng)景的不同照明值。
照明值和組分配存儲(chǔ)在ECG中。每個(gè)燈的單獨(dú)控制使最終用戶能夠在需要時(shí)準(zhǔn)確地提供正確數(shù)量的光。此外,無(wú)需繼電器即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字開(kāi)關(guān)。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是大量減少了照明引起的全球能源消耗。
該系統(tǒng)的應(yīng)用包括單個(gè)或一組燈的建筑管理或工作室照明控制,以節(jié)省能源,執(zhí)行燈維護(hù)或創(chuàng)建精確的照明效果。
DALI的智能系統(tǒng)駐留在DALI控制器中。控制器中正在運(yùn)行自動(dòng)例程,用于檢測(cè)連接的組件并對(duì)其進(jìn)行尋址。用戶使用控制元素將這些例程與簡(jiǎn)單命令集成在一起,并且可以快速輕松地更改設(shè)置并根據(jù)新要求進(jìn)行調(diào)整。
DALI節(jié)點(diǎn)概述
可調(diào)光熒光燈管的通用模塊如圖2所示。在這種架構(gòu)中,光強(qiáng)度通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1..10
圖2:1進(jìn)行管理。 .10V標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)框圖。
顯示的塊圖中代表了模塊的基本部分:由于涉及高開(kāi)關(guān)頻率,因此需要EMI濾波器;需要功率因數(shù)校正器來(lái)降低總諧波失真并增加功率因數(shù);鎮(zhèn)流器輸出級(jí)是一個(gè)普通的半橋,由鎮(zhèn)流器控制器以特定方式驅(qū)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)提高效率,燈壽命周期,功耗和調(diào)光所需的所有功能。
In在DALI系統(tǒng)中,方框圖將進(jìn)行一些修改,如圖3所示,增加一個(gè)微控制器來(lái)管理通信并為鎮(zhèn)流器生成正確的控制信號(hào)。
圖3:數(shù)字系統(tǒng)框圖。
根據(jù)微控制器的功能,可以產(chǎn)生110伏輸出,或者以更復(fù)雜的方式管理鎮(zhèn)流器和/或功率因數(shù)校正器。為了驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)流器,需要產(chǎn)生兩個(gè)PWM輸出:一個(gè)用于半橋驅(qū)動(dòng),另一個(gè)用于使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器監(jiān)視燈狀態(tài)。
評(píng)估DALI系統(tǒng)
DALI網(wǎng)關(guān)接口的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)人員對(duì)數(shù)字照明世界的方法。該接口由一個(gè)能夠與數(shù)字DALI總線通信并將命令轉(zhuǎn)換為模擬1..10V標(biāo)準(zhǔn)接口的節(jié)點(diǎn)組成。
此解決方案還包括用于PC圖形用戶界面(GUI)和DALI網(wǎng)絡(luò)之間通信的主節(jié)點(diǎn),如圖4所示。
圖4 :DALI系統(tǒng)框圖。
PC(在圖5)中,用戶可以輕松驗(yàn)證協(xié)議功能。 GUI有助于管理所有DALI功能。因此,可以以不同的方式配置網(wǎng)絡(luò):通過(guò)二分法算法,識(shí)別已安裝的節(jié)點(diǎn)或逐個(gè)配置方法。
圖5:ST7DALI工具包。
圖6:PC界面(GUI)。
在圖6中,中央鎮(zhèn)流器窗口顯示兩個(gè)檢測(cè)到的從節(jié)點(diǎn)及其實(shí)際狀態(tài)(開(kāi),關(guān)或變暗)。
可以使用組的定義標(biāo)準(zhǔn)命令,但用戶也可以更改組的名稱以便于識(shí)別。
可以使用此界面輕松配置照明強(qiáng)度級(jí)別,并在需要時(shí)調(diào)用,只需按下相關(guān)按鈕,并且可以修改場(chǎng)景名稱以及組‘。
在Light Level窗口(顯示Light Regulator)中,可以通過(guò)個(gè)人/廣播或組手動(dòng)調(diào)節(jié)光強(qiáng)度。
熟悉DALI協(xié)議的用戶可以使用手動(dòng)DALI界面窗口使用組合框指導(dǎo)命令并選擇正確的參數(shù)。
此體系結(jié)構(gòu)的核心是從屬節(jié)點(diǎn)。它們執(zhí)行有效管理燈泡的所有命令。除網(wǎng)絡(luò)配置和光強(qiáng)度調(diào)節(jié)外,它們還具有其他功能:可調(diào)節(jié)衰落時(shí)間,與眼睛靈敏度匹配的強(qiáng)度對(duì)數(shù)調(diào)光調(diào)制,存儲(chǔ)故障條件。
圖7:對(duì)數(shù)DALI曲線。
當(dāng)然,主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)需要不同的資源,因此使用了兩個(gè)微控制器。
主機(jī)需要一個(gè)能夠管理復(fù)雜人機(jī)界面的通用微控制器。根據(jù)軟件的復(fù)雜程度,它可能需要中端微控制器。
MCU的從節(jié)點(diǎn)需要不同的規(guī)格。它應(yīng)該能夠管理通信,燈控制,PFC和功耗。可以使用專用外圍設(shè)備覆蓋前三個(gè)點(diǎn)。由于微控制器24/7連接到主電源,因此需要低功耗。
此應(yīng)用程序最適合使用專用通信接口,以降低管理DALI通信所需的軟件復(fù)雜性。為此,ST在低成本微控制器ST7FDALI上設(shè)計(jì)了專用外設(shè)。
嵌入式DALI通信模塊(DCM)是一種專為可控電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)的串行通信電路 - 用于提供的設(shè)備熒光燈,汞燈或其他放電燈所需的啟動(dòng)電壓和工作電流。 DCM支持DALI(數(shù)字可尋址照明接口)通信標(biāo)準(zhǔn)(IEC標(biāo)準(zhǔn))。
ST7DALI是一款8位微控制器,具有8KB嵌入式FLASH,具有逐字節(jié)在線編程(ICP)和In - 應(yīng)用程序編程(IAP)功能。在軟件控制下,ST7DALI器件可以處于WAIT,SLOW或HALT模式,在應(yīng)用處于空閑或待機(jī)狀態(tài)時(shí)降低功耗。
DALI優(yōu)勢(shì)
DALI提供智能的基于房間的照明管理,具有低組件成本和高功能性。
在他們的照明系統(tǒng)中安裝DALI鎮(zhèn)流器時(shí),用戶有以下選擇:
控制線的簡(jiǎn)單接線(無(wú)組形,無(wú)極性)
控制單個(gè)單元(單個(gè)尋址)或組(組尋址)
控制設(shè)備狀態(tài)消息(燈故障),(報(bào)告選項(xiàng):全部/按組/按單位)
自動(dòng)搜索控制設(shè)備
通過(guò)“閃爍”燈簡(jiǎn)單定義組
自動(dòng)同步調(diào)光選擇場(chǎng)景時(shí)的單位
與眼睛靈敏度相匹配的對(duì)數(shù)調(diào)光行為
具有指定智能的系統(tǒng)(每個(gè)單元包含以下數(shù)據(jù):個(gè)別地址,組分配,照明場(chǎng)景值,衰落時(shí)間。。.。。.)
燈的工作容差可以存儲(chǔ)為默認(rèn)值
調(diào)光速度調(diào)整:褪色
識(shí)別單位類型
可選擇應(yīng)急照明選項(xiàng)(特定鎮(zhèn)流器的選擇,調(diào)光水平)
與1“10V系統(tǒng)相比,系統(tǒng)成本更低,功能更多
結(jié)論
DALI協(xié)議為電子調(diào)光鎮(zhèn)流器應(yīng)用帶來(lái)的主要?jiǎng)?chuàng)新是架構(gòu)的簡(jiǎn)單性,照明管理的有效性以及易于集成到更復(fù)雜的樓宇自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中。
所提出的解決方案的優(yōu)勢(shì)在于具有嵌入式通信模塊的微控制器的可用性,該模塊允許管理DALI協(xié)議,從而節(jié)省資源和計(jì)算時(shí)間。
所需功能的復(fù)雜性需要使用基于數(shù)字微控制器的解決方案。
因此,由于架構(gòu)和設(shè)備是以低成本開(kāi)發(fā)的,因此整個(gè)系統(tǒng)可以不僅可用于高水平且昂貴的樓宇自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò),還可用于中端家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。
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照明系統(tǒng)
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DALI
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