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大力哥谈 DALI – DT6 和 DT8 是什么鬼?

作者:|2019-12-19T12:28:13+08:00十二月 19th, 2019|大力哥谈 DALI, 技术文章|大力哥谈 DALI – DT6 和 DT8 是什么鬼?已关闭评论

调光是最初的使命

近年来,市面上的智能灯具层出不穷,多如过江之鲫。从小小的 RGB 灯泡, 到城市道路两旁绵延数十里的路灯,一个智能灯具最大的使命就是提供某种途径让使用者可以对其进行开关、调节亮度、调节色温抑或调整颜色等操作。

DALI 调光灯具,当然也不例外。DALI 最初是替代 0-10V 模拟调光方案的,作为一种能传输更丰富的控制指令的数字调光接口, DALI 能够实现的就远远不止调整灯具亮度这样的基础功能了。通过 DALI, 我们可以设定灯具的最大亮度(Max Level)和最小亮度(Min Level), 还可以设定最多 16 组场景 (Scene ),这样我们可以直接调用(Recall)这些设定好的亮度值和场景。为了提供更好的调光体验, DALI 还支持设定淡入淡出的过渡时间(Fade Time)和过渡速率(Fade Rate)来满足不同的应用需求。

DALI 标准的架构

在 “大力哥谈 DALI – DALI 产品知多少” 一文中,初步阐述了 DALI 协议标准通过哪些产品落地,其中说明了 DALI 系统中几个组件(Components)名称:

  • Control Gear (控制装置)
  • Control Device (控制设备), 又分为 Input Device(输入设备) 和 Application Controller(应用控制器)
  • Bus Power Supply (总线电源)
DALI-2 系统典型架构

以上提到的 DALI 的调光功能特性和 DALI 系统组件是 DALI 协议标准中定义的最核心的内容,只是随着 DALI 标准和照明产品的发展,这些内容的组织形式也在发生变化, 就像软件的重构一样。” 大力哥谈 DALI – DALI 的前世今生” 一文中说过 DALI 标准一开始只是定义在 EN 60929附录E 当中,后来作为独立的标准 IEC 62386 协议簇又可以区分为 DALI version-1 和 DALI-2 (当前最新版本且在演进当中)两个大的版本。

DALI-2 标准已发布的 IEC 62386 协议簇的通用需求标准如下:

  • IEC 62386-101(以下简称 Part 101):General requirements – System components 通用需求-系统组件
  • IEC 62386-102 (以下简称 Part 102):General requirements – Control Gear 通用需求- 控制装置
  • IEC 62386-103 (以下简称 Part 103):General requirements – Control Devices 通用需求- 控制设备

其中 Part 101 是整个 DALI协议的基础,从 DALI 系统的角度进行规范。Part 102 对于 DALI 系统中的 Control Gear 进行总体规范,针对不同的产品类型(早期标准主要是按照灯具光源的类型来划分)发布 Part 2xx 系列标准文件来特别规范。DALI verision-1 中并没有明确定义 Control Device , DALI-2 制定了 Part 103 和 Part 3xx 系列标准对 Control Device 进行通用需求和特别扩展需求的规范。

Part 2xx 和 Device Type Number

Part 102 标准对于所有 Control Gear 都需满足的电气规格、传输协议、操作方法、变量含义、命令定义和测试流程做了详细的规定,这些共性的需求占到一个 Control Gear 特性需求的一大部分, 剩下的扩展特性需求就在 Part 2xx 规范中分别规定。

在实际使用时,系统中的主机怎么能知道总线上的 Control Gear 到底是什么类型呢? 这个时候就用到了一个数值 Device Type 来标识, 不同的 Device Type 代表不同类型的 Control Gear,也代表了这种 Control Gear 拥有的扩展的特性。因为需要不同的标准 Part 2xx 来描述每种不同 Device Type 的 Control Gear 特殊需求, 所以就产生了一个对照表, 即 Part 2xx – Device Type Number。

早期定义的 Control Gear 的 标准 Part 2xx 和 Device Type number(设备类型号)如下表所示。

DALI version-1 中定义的 DT0~DT8 控制装置类型

在 DALI-2 之后, 又增加了更多的 Device Type, 这些新增的 Control Gear 在文章后面谈到面向 DALI-2 的控制装置类型时再详细讨论。

DT6 和 DT8 只是一个缩写

前面提到,在DALI 标准发展的早期, 控制装置的类型主要是按照灯具光源类型和装置的用途来划分的,从Part 2xx – Device Type Number 中可以看出,Part 207 描述的是 Device Type 6 这种 Control Gear 的特性需求, 这种 Control Gear 的类型名称叫 LED Lamp Control Gear (LED 灯具控制装置),也就是LED驱动电源。为了称呼的方便, 又把 Device Type 6 缩写为 DT6,所以 DT6 就是 DALI 调光 LED 驱动电源 (DALI Dimmable LED Driver)。 从 DALI 标准的组织结构可以容易地看出, 凡是 DT6 的控制装置必须符合 Part 101、Part 102 和 Part 207 这三个标准规范。 DT6 目前几乎是目前市场上占有量最大的 DALI 产品类型了, 主要的产品形式有恒流和恒压的 LED 驱动电源, 在户外和室内照明控制系统中应用广泛。

同样, DT8 不过是 Device Type 8 (颜色控制装置) 的缩写。 不过跟 DT6 不一样, DT8 的类型名称看上去并不像一个具体的灯具控制装置,也不像 Device Type 7 (开关控制装置) 能对应一个具体的产品。Part 209 中只提到它定义对象是可以改变光输出色彩的控制装置, 可能是 LED 灯具控制装置, 也可能是其他类型光源灯具的控制装置。只是照明技术发展到今天, 大部分情况下支持 DT8 的控制装置其实就是支持光输出色彩可调的 LED 灯具控制装置。进一步的,DT8 就是指双路输出支持可调色温灯具的 LED 驱动电源 ( DALI Tunable White LED Driver) 或者更多路输出支持 RGB 调色灯具的 LED 驱动电源 ( DALI RGB Dimmable LED Driver )。从实际应用需求来看, 支持色温可调的 LED驱动电源占比居多。符合 DT8 要求的 Control Gear 必须符合 Part 101、Part 102 和 Part 209 这三个标准规范。

DT8 色温可调 LED驱动电源应用

为什么要有 DT8

在 DT8 的标准制定之前, 如果应用中需要调节色温,一般的做法是用两个 DT6 的装置(当然也有可能是一个双路输出电源中包含两个逻辑独立的 DT6 装置)分别接 CW (Cold White,冷白) 和 WW (Warm White, 暖白) 两路不同色温的光源, 然后通过主机分别调节两路控制装置输出等级, 这样一来光输出混合后的色温和亮度也会随之变化。

如果要调节 RGB 颜色, 和调节色温类似, 只是需要更多的 DT6 装置分别接多路不同颜色的光源。从调节的结果来看, 只使用 DT6 也能达到对灯具调节色温或者 RGB 颜色的目的。不过,这种方式的缺点也是显而易见的:

  • 需要在总线上占用两个或者更多的控制装置的地址
  • 色温或者 RGB 颜色的调节特性全部在主机侧完成,一致性和兼容性很难保证
  • 使用多个独立的控制装置增加了系统的成本和复杂性,也要求更多的安装空间

而符合 DT8 标准的控制装置由于只占用一个地址,将调节色温和颜色的特性都集成到内部,所以能很好地解决上面的问题,更易使用。

面向 DALI-2 的控制装置类型

大力哥谈 DALI – 再不上 DALI-2 你就 OUT 了! 列出了一些 DALI-2 在 DALI version-1 上的升级内容,不过并没有就标准组织形式重构的背后思想做进一步阐述。

在制定 DT8 的时候已经埋下了 Device Type 含义变迁的伏笔, 在 DALI-2 中则更彻底地进行了重构。Device Type 不再按照字面含义标识具体的控制装置类型, 而更像是一种 Feature Set(特性集合)。为什么要这么做呢? 因为虽然 Part 102 将 所有类型的 Control Gear 的共性需求抽离出来,但在实践中还会出现有一些不同的 Device Type 的 Control Gear 却可能具备部分相同的扩展需求, 比如DT6 和 DT0 都需要对调光曲线选择或者过热保护进行规范。

这一点很像软件开发中的面向对象编程, 原来 Part 102是一个父类(或者基类), Part 20x 是继承 Part 102 的一个子类,但是在部分不同的子类间又可能有相同的方法属性, 这些方法属性不能提升到父类中(因为并不是所有的 Part 20x 都适用),怎么办呢? DALI-2 的解决方法是将 Device Type 赋予新的含义:即 Feature Set。以后,一个 Control Gear 类型不再由单一 Device Type 决定,而是包含了一组 Feature Sets。为了更好的贯彻这个观念,DALI-2 标准将原来定义的 DT0~DT9 的 Control Gear 里面的特性进行了归类,重新定义在 Part 216 及以后的标准中, 新增的 Device Type 如下所示。

DALI-2 新增的 DT15~DT25 设备类型

DT6 和 DT8 规范的内容在协议版本更新后将大为减少直至逐步废除,因为可以用新增的 Device Type 来组合替代,比如现在实现的 DT8 将来可以用 DT17、 DT24 和 DT25 组合, 也就是说一个 Control Gear 中包含多个 Device Type。这种思想和 zigbee 标准中的 Device 和 Cluster 的设计理念非常相似,也是 DALI-2 追求的目标, 当然这还需要一个转换过程。

Part 3xx 和 Instance Type 及 Feature Type

前面提到的都是 Control Gear, 那不同类型的 Control Device (主要是 Input Device) 又是怎么处理的呢?

由于所有 Control Device 的规范 (包括 Part 103 和 Part 3xx) 都是 DALI-2 提出来的, 所以也使用了和 Control Gear 同样的思想,只是为了区别使用了不同的名称。 而且比 Control Gear 中只用一个 Device Type 容易造成混淆要好的是,使用了 Instance Type 和 Feature Type 分别来表示具体的类型和抽象的特性类型。

  • Instance Type, 表示 Input Device 类型, 取值范围为 0 ~ 31, Instance Type 0在 Part 103 中规范, Instance Type 1~31 在 Part 301~331 中规范
  • Feature Type, 表示 扩展的特性类型, 取值范围为 32~ 96, 在 Part 332~396 标准中规范

目前发布的规范并不多,有的还在制定当中,等以后我们谈 Control Device 和 Input Device 时再详细介绍。

参考资料

  • IEC 62386 standards, IEC
  • DALI Quick Start Guide, DiiA
  • 1903_diia-introduction-v22_mar2019.pdf,DiiA

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大力哥
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