Dali диммер схема подключения

DALI (Digital Addressable Lighting Interface) или цифровой интерфейс освещения с возможностью адресации — это открытый протокол управления освещением посредством соединения по двухпроводной линии.

Светодиодные светильники FireLED™ с возможностью диммирования по DALI

Принцип работы протокола DALI

Существует два типа устройств, совместимых с протоколом DALI: управляющие (контроллеры) и подчинённые.

Контроллеры инициируют обмен данными с управляемыми устройствами, отправляя команды или запрашивая состояние. К ним относятся переключатели и датчики.

В качестве подчинённого устройства могут выступать модули интерфейса (DALI — 0-10V) или драйвер осветительного прибора.

Управляемые устройства подключаются параллельно к шине, которая может быть проложена совместно с силовыми линиями, в том числе в одном 5-тижильном кабеле.

Шина имеет следующие технические характеристики:

• сила тока — до 250 мА;
• скорость передачи данных — 1,2 Кб/сек;
• высокий уровень сигнала исключает шумовые помехи;
• максимальная дистанция передачи сигнала — до 300 м при площади сечения 1,5 мм 2 ; 100-150 м при площади сечения 0,75 мм 2 ; до 100 м при площади сечения 0,5 мм 2 .

Питание шины обеспечивает источник постоянного тока на 16-18В.

Подключение по протоколу DALI не требует соблюдения полярности и может быть внедрено в сеть любой топологии, за исключением закольцованной. Одна DALI линия может включать в себя до 64 управляемых устройств, а для крупных проектов возможно расширение системы до 200 линий (12 800 устройств) с помощью DALI-роутеров, объединённых в одну сеть.

Система управления освещением по протоколу DALI является мультимастерной — одно устройство может управляться посредством разных контроллеров (например, с кнопочной панели и с датчиков движения, присутствия и освещённости).

Управление освещением DALI

Управление освещением по протоколу DALI осуществляется с помощью команд, отправляемых контроллером на управляемое устройство.

Несколько устройств могут быть объединены в группу. Всего на одной DALI линии может быть до 16 или 32 групп. Принадлежность к той или иной группе записывается в память устройства и в любой момент может быть перенастроена. Кроме того, одно и то же устройство может состоять в нескольких группах одновременно.

Отправляемые контроллером команды разделяются на четыре типа:

1. индивидуальные — на конкретное устройство;
2. групповые — на все устройства, входящие в определённую группу;
3. широковещательные — на все устройства одной линии;
4. световых сценариев — для устройств, в памяти которых записан указанный сценарий освещения.

Каждая команда записывается в виде «адрес, команда». Например, «все, 50%», «группа_1, сценарий_2» или «устройство_004, OFF». Для лучшей совместимости устройств DALI от разных производителей в стандарте IEC 62386 описаны точные спецификации команд и функций.

Система управления освещением по протоколу DALI может быть подключена к другим системам автоматизации здания (например, LON, BACNet, KNX/EIB) через специальные совместимые шлюзы KNX-DALI, LON-DALI и др.

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:

• от контроллера дважды передается широковещательная команда INITIALISE (0b1010010100000000) с интервалом не более 100мс, которая переводит все светильники в режим инициализации;
• от контроллера дважды передается широковещательная команда RANDOMISE (0b1010011100000000) с интервалом не более 100мс, после которой все светильники присваивают себе новый случайный адрес;
• от контроллера передается значение случайного адреса (24бит) тремя сообщениями по 8 бит (0b10110001HHHHHHHH, 0b10110011MMMMMMMM, 0b10110101LLLLLLLL);
• от контроллера передается широковещательная команда COMPARE (0b1010100100000000);
• если контроллер фиксирует ответное сообщение, значит есть светильники с меньшими адресами; таким образом запрашиваемый адрес снижается до тех пор, пока светильники перестанут отвечать;
• если ответ от светильника не был получен, адрес увеличивается на одну единицу и таким образом определяется светильник с наименьшим случайным адресом;
• после определения адреса светильника контроллер задает светильнику короткий адрес (0b10110111AAAAAAAA) и посылает команду WITHRAW (0b1010101100000000), которая исключает светильник из процесса поиска;
• далее контроллер переходит к поиску следующего светильника с большим случайным адресом;
• после завершения процесса инициализации контроллер посылает команду TERMINATE (0b1010000100000000), и светильники выходят из режима инициализации.

DALI и ARDUINO

Для управления светильником я использовал ARDUINO NANO, блок питания 12В, резисторы, светодиоды, транзистор и светильник ERCO Grasshopper. Схема довольно простая.

Светильник ERCO Grasshopper предназначен для освещения фасадов зданий и архитектурных памятников. У меня оказался RGB светильник с DALI драйвером TRIDONIC. У данного светильника 3 адреса (RED, GREEN, BLUE).

Библиотекy DALI можно скачать здесь.

Настройка

Основные команды

Пример использования

Ниже приводится пример использования библиотеки. Комбинируя яркости различных каналов светильника, мы получаем разные цвета.

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:

• Напряжение шины DALI: 9.5 – 22.4 V
• Блок питания DALI: макс. 250мА.
• Скорость передачи данных: 1200 бит/с
• Максимальная длина шины DALI: 300м. (1,5 мм2 провода)
• Максимальное количество устройств, подключенных к одной шине DALI: 64 шт.
• Количество групп: 16 групп могут быть сконфигурированы на одной линии DALI
• Количество сцен: до 16 сцен могут быть сконфигурированы в системе DALI
• Прокладку шины DALI можно вести в одном коробе с силовым проводом или использовать один кабель с необходимым количеством жил
• Для прокладки шины DALI не требуется соблюдения полярности и специальной топологии проводки, соединения можно производить по всем известным типам — звезда, последовательное и комбинированное соединение.
• Двусторонняя связь позволяет получать информацию статуса балласта или драйвера DALI, а также состояние светильника (включен/выключен), уровень яркости светильника (при диммировании), состояние ламп и балластов светильников и т.д

Для управления системой используются команды состоящие из адреса устройства и кода действия. Команды могут быть:

• индивидуальные — их посылают устройству с конкретным адресом;
• групповые — отрабатывают устройства, входящие в определенную группу;
• широковещательные — выполняют все устройства находящиеся на одной линии;
• команды световых сцен. Их выполняют те устройства, у которых в памяти записан код посылаемой сцены;
• команды состояния прибора. Получив такую команду, устройство передает свое состояние: включено/выключено, исправно/неисправно, степень освещенности и другие.

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.

• DALI Compact — автономное решение (Broadcast)
• DALI System single room — решение для одного помещения (Addresses)
• DALI System multi-room — решение для нескольких помещений (Addresses)
• DALI System building solution — решение для автоматизации здания (Addresses)

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.

• Автономное решение для малых и средних проектов с простые требования
• Широковещательные команды управления — Broadcast
• Всё необходимое для управления в одном корпусе устройства, встроенный монтаж
• Быстрота ввода в эксплуатацию благодаря заводским настройкам (500 люкс, 10 мин)
• Программирование производится с помощью потенциометров на устройстве, с пульта ДУ или приложения для смартфонов.
• Недорогое расширение области обнаружения с помощью Slave устройств.

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:

• Маленькие или средние помещения
• Ввод в эксплуатацию без подключения проводов с помощью Bluetooth
• Функция «направляющего освещения» кросс-группа синхронизации
• Блок питания DALI 100 мА может управлять 25 устройствами DALI от любого производителя и до 6-ти управляющих устройств DALI B.E.G. (мультидатчики и кнопочные интерфейсы DALI)
• B.E.G. Модуль реле (DALI устройство) может отключить электронные балласты от сети в режиме ожидания

DALI System multi-room:

• Небольшие здания, склады, офисы с открытой планировкой, многоэтажные офисы, лестничные клетки и т.д.
• Ввод в эксплуатацию с помощью программного обеспечения для Windows, через DALI источник питания с встроенным интерфейсом USB
• Адресация до 64 устройств, формирование до 16 групп и конфигурация до 16 сцен.
• Функция ”направляющего освещения” – синхронизация по группам
• Блок питания DALI 210 мА осуществляет питание для всех устройств DALI, в том числе восьми B.E.G. мультидатчиков

DALI System building solution:

• Multi-room solution (решение для нескольких помещений) + B.E.G. DALI-роутер = Решение для автоматизации всего здания
• Ввод в эксплуатацию через LAN / Ethernet
• До 100 DALI-роутеров, каждый из которых имеет 4 встроенных USB-интерфейса (возможно 400 линий DALI)
• Централизованное управление для всей системы освещения, в том числе и аварийного освещения
• E-mail уведомления если, например, светильник вышел из строя
• Функция ”направляющего освещения PLUS”: cинхронизация по группам, а также по линиям

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.