/, 技术文章/大力哥谈 DALI – DALI 调光电源怎么用

大力哥谈 DALI – DALI 调光电源怎么用

发布者 |2019-12-19T12:28:02+08:00十二月 19th, 2019|大力哥谈 DALI, 技术文章|大力哥谈 DALI – DALI 调光电源怎么用已关闭评论

今天我们来谈一谈 DALI 的具体应用, 最主要的是 DALI 控制装置中的调光驱动电源的使用场景, 比如 DT6 和 DT8 产品(参考文章 大力哥谈 DALI – DT6 和 DT8 是什么鬼? )。了解 DALI 调光电源的应用场景无论对于开发人员还是市场销售人员都有很大的意义,帮助我们更加有的放矢地开展工作。

DALI 和智能照明的关系

智能照明一词实在是被滥用得太厉害。严格说起来,一种智能应用必须要具备的有感知能力、执行能力、学习决策能力以及将这些能力组合在一起的连接交互能力。而我们所常见的智能照明技术和灯具产品大多具备的不过是执行和连接而已。

从层次上来看,智能建立在物联之上, 而物联又建立在具备交互能力的设备基础之上。 在 DiiA 和 Zhaga 建立紧密合作关系之后 (参考文章 大力哥谈 DALI – DALI 和 Zhaga 的亲密关系 ), DALI 将成为户外和室内灯具的标准交互接口,DALI 系统本身不等价于智能照明系统,但是它是照明物联网的重要的基石。关于这一点,我们参考国外厂商关于 DALI LED 驱动电源或灯具的定义则更为准确一些,例如以下几种:

  • IoT-Ready 或者 IoT-Enable
  • Smart-Ready 或者 Smart-Enable

其中 IoT-Ready 是一个面向 IoT Lighting 应用标准的联盟组织 (已于2019年4月初合并到 Zhaga 成立 NEW Zhaga 联盟), Smart-Ready (简称 SR)是 Philips Lighting 的 Powered DALI 方案的商标。也就是说, 具备 DALI 接口的灯具(由驱动电源提供) 就具备了和外部进行交互的能力,从而为物联网和智能照明应用创造可能性。

DALI 电源和灯具的典型应用方式

前面我们介绍 DALI 的时候, 总是说 DALI 系统,其实 DALI 产品未必非得在一个照明控制系统中才能发挥长处。不要忘了, DALI 最初的使命只是为灯具提供一个数字化的调光接口。DALI 电源安装在灯具内部,然后提供一个扩展的接口用于安装通信模块或者传感器,让 DALI 成为灯具上的 USB接口。这种灯具就可以实现以下几种应用场景:

  • 将一个灯具和一个传感器直接通过 DALI 接口连接,构成一个最小的智能感应的应用。
  • 像电脑插入 USB 无线网卡一样,通过接入扩展通信模块接入到各种其他通信协议网络中去。
  • 直接接入 DALI 总线系统,利用其可独立寻址的特性进行单灯或分组控制。
  • 直接接入 DALI 总线系统,但是通过支持 DALI 接口的 BMS 网关将 DALI 系统作为子系统接入到 BMS 系统中。

这些充分体现了 DALI 作为一种简洁的照明交互协议标准, 既能满足最小化的应用场景, 也能参与构建复杂的应用场景,具有很好的适应能力。

DALI 在灯具内部的应用

灯具内部的应用方式是指 DALI 总线及通信只存在于灯具的内部, 灯具与外部的通信方式(如果需要的话)则通过通信扩展模块实现。 DiiA 通过参考行业领导厂商的技术方案制定了 DALI Part 250 标准, 让 DALI LED 驱动电源能够直接集成总线电源,使得扩展通信模块或传感器更为容易。

DALI 在灯具内部的应用

具有这种集成总线电源的 DALI 接口的灯具,当接入通信模块时,通信模块无需考虑独立供电,可直接从 DALI 总线取电(供电能力一般有几十mA)。通信模块可以是 蓝牙 MESH、zigbee、LoRa 或 NB-IoT 等个域网或广域网协议模块, 这样灯具自身内部结构和功能无需做任何改变就可以通过通信模块接入到各种控制网络中。

那么为什么不将无线模块直接集成到 LED 驱动电源内部呢? 回顾一下我们在介绍 Zhaga 标准的时候提到统一的标准接口能够带来下面的好处。

将灯具厂商、传感器厂商、智能照明控制厂商分离,使得用户在选择灯具和智能照明服务时可以分开考虑,未来也容易对智能照明控制功能单独进行升级(如接入广域网的通信方式可在NB-IoT、LoRa、ZigBee、LTE等之间选择,或者选择不同的光照、移动检测传感器)

不仅如此, 这种灯具还有更简单的使用方式:通过扩展接口接入传感器(如光照、人体移动感应、存在感应等)实现一个独立的感应控制灯具。不过更常见的还是将常见的传感器集成到通信模块的应用,如路灯 NEMA 标准接口的LoRa 或 NB-IoT 控制器通常也有本地光感的检测功能。

当然 DALI 在灯具内部的应用实际上只利用了 DALI 协议的一个子集, 因为扩展的模块基本上只要用 Broadcast (广播) 的方式和灯具内的 DALI LED 驱动电源通信即可。

传统的 DALI 系统应用

传统的 DALI 应用系统是 DALI 标准主要规范的对象,它可以包含 DALI 标准中规范的各种设备和特性类型。DALI 调光电源作为最常见的 Control Gear (控制装置) 接入到总线中,接受 Application Controller 的控制命令。此时 DALI 总线上可接入最多 64 个可独立寻址的 Control Gear 和 64 个可独立寻址的 Input Device (各种 sensor 和 switch button 等)。DALI 系统的控制功能基本都集成在实现了 Application Controller 的主机当中, Input Device 一般不直接发送命令控制 Control Gear, 而是通过 Application Controller 中转。当然一个 DALI 系统中主机可以不止一个, 不过多主机的实现要求主机支持 Multi-Master 功能,即有能力处理总线上的数据传输冲突。

传统的 DALI 系统应用

这种应用方式是 DALI 最为人所知的应用形式,但是也有不少需要澄清的谬误:

  • 一个总线上只能接 64 个设备。正确的说法在前文已经提及,需要补充的是,如果不需要独立寻址,总线上可以接入更多的设备(超过 64 个 Control Gear + 64 个 Input Device)。而这里的数量也不一定是物理设备的数量,因为有的产品内含多个逻辑设备(如双通道输出的 DALI 驱动电源)可能需要占用多个独立可寻址地址。
  • DALI 布线不能超过 300m。一个 DALI 系统内可以通过 Repeater 来增加布线距离,布线距离的限制本质上是线上的压降有可能使得接收端的电平值超出总线电压规格。由于 DALI 并未规定具体的电线介质,理论上使用较粗的线缆也能实现更远的布线距离, 而 300m只是推荐的最大值罢了。
  • DALI 只能通过有线的连接方式组网。目前来说,这是对的。但是鉴于 DALI Part 104 – Wireless System Components 即将发布,不久就能通过无线桥接的方式来突破 DALI 布线的限制。

DALI 作为子系统集成到 BMS 系统

上面的经典 DALI 系统只是单一系统,如果我们要在较大的区域空间内实现数量众多的照明控制,就需要能有一种方式将多个 DALI 系统集成在一起,当然我们可以直接通过 DALI 主机来实现。 不过如果我们还要和照明以外的智能设备进行互动和统一管理,就不得不提到 BMS 了。

BMS ( Building Management System, 楼宇管理系统) 用来管理一栋甚至数栋楼宇建筑,涵盖了安防监控、照明、暖通、窗帘、能源管理等多个领域,在 BMS 开放标准中目前最流行的当属 KNX 了。 KNX 支持多种传输介质(双绞线、电力线载波和 IP 网络等),通过上层统一的协议来整合不同类型的设备和交互接口。

KNX 的典型系统组成

虽然 KNX 标准可以直接支持一些开关和调光器等装置用于照明控制, 但这些产品还是通过 0-10V 或者可控硅相角调光来对灯具进行调光,并没有充分利用 LED 照明的优势。而且,支持 KNX 协议接口的照明控制装置制造厂商和 LED 驱动电源相比数量少得多, 直接使用这类产品实施 KNX 照明控制有时显得性价比不高。 DALI 系统则刚好成为 KNX 这类 BMS 系统的很好补充, 只要在 KNX 系统的添加一个 KNX/DALI 网关,就可以将 DALI 系统内的设备转化为 KNX 系统内的 Object ( KNX 系统内对于设备的一般表示),KNX 的系统配置也能作用于 DALI 系统, DALI 系统仍然能维持一定的自治能力。

通过 KNX/DALI 网关接入 DALI 子系统

参考资料

  • 180919_new-diia-specificaitons_promotion-v73.pdf, DiiA
  • KNX Basic Course – KNX System arguments, KNX Association
  • Webinar KNX DALI-Gateway DG/S x.64.1.1, ABB
  • DALI Standards, DiiA

关于作者

大力哥
大力哥谈DALI 知乎专栏:https://zhuanlan.zhihu.com/dalige 微信公众号: 搜索“大力哥谈DALI”或者 id “dalitalks” ,关注后回复”资料共享“可获取DALI协议标准等学习资料。