DALI電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光

1 電子鎮(zhèn)流器的常用調(diào)光控制方法

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷滲透到各種電子產(chǎn)品中，使其性能指標得到了很大的提高。由于電子鎮(zhèn)流器具有節(jié)能，易于實現(xiàn)調(diào)光控制的優(yōu)點，在全世界得到了廣泛的應(yīng)用。而照明計算機調(diào)光控制目前常用的控制方法有：DALI、DMX512、TCP/IP、各種不同的現(xiàn)場總線(如CAN、C-BUS、CC-LINK、歐洲安裝總線EIB等)。利用TCP/IP控制協(xié)議組成的計算機調(diào)光控制系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、使用方便、控制范圍寬和易于推廣的優(yōu)點，它在大型調(diào)光控制系統(tǒng)中應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢，但是成本較高，較為復(fù)雜。而DMX512控制協(xié)議在影視行業(yè)中應(yīng)用較多，相對TCP/IP控制協(xié)議的控制能力和控制范圍要弱些。而DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光控制協(xié)議是IEC929附錄E中針對熒光燈電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光控制而專門提出的一種控制協(xié)議，使用較為簡單、方便，更為易于實現(xiàn)。

本文主要針對DALI控制協(xié)議和美國IR公司和Microchip公司合作開發(fā)推出的DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光控制軟件的特點與使用加以介紹。

2 數(shù)字式可尋址照明調(diào)光接口標準(DALI)

DALI由于具有開放性好，采用數(shù)字控制技術(shù)，采用DALI構(gòu)成的可尋址數(shù)字調(diào)光控制系統(tǒng)，具有造價低、易于安裝、系統(tǒng)重構(gòu)靈活，可以級聯(lián)(組成主/從控制系統(tǒng))的特點，很適用于辦公樓、會議廳、音樂廳、倉庫、大學(xué)和住宅區(qū)等建筑的照明控制系統(tǒng)，和目前得到廣泛應(yīng)用的建筑物管理系統(tǒng)(如EIB、LON、LUXMATE和BATIBUS)一起可為建筑物提供更為復(fù)雜、集成度更高的照明控制系統(tǒng)，目前已成為照明控制(電子鎮(zhèn)流器)的國際標準IEC929和歐洲照明控制(電子鎮(zhèn)流器)標準EN60929的一部分(附錄E)，可以起到節(jié)能(節(jié)能可達30%)、環(huán)境保護的作用，得到了世界上主要電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠商的支持，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

2.1 采用DALI的原因

DALI是一種可尋址、用于熒光燈照明電子鎮(zhèn)流器控制的新工業(yè)標準協(xié)議，可引起照明工業(yè)的又一場革命。具有以下功能：

(1)通過照明節(jié)能，可節(jié)能達30%;

(2)可方便的實現(xiàn)照明控制;

(3)通過燈工作狀態(tài)和電子鎮(zhèn)流器的中央監(jiān)控可降低系統(tǒng)的維護費用;

(4)系統(tǒng)安裝簡單，使用元器件較模擬控制系統(tǒng)少，系統(tǒng)成本低;

(5)由于采用數(shù)字控制，DALI調(diào)光控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對每只電子鎮(zhèn)流器的控制，而模擬控制系統(tǒng)只能實現(xiàn)對每組電子鎮(zhèn)流器的控制，所以DALI調(diào)光控制系統(tǒng)的靈活性很高;

(6)“即插即用”，各廠家產(chǎn)品的互換性、靈活性好;

(7)DALI為一開放控制系統(tǒng)，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器均可接到DALI。

2.2 DALI的開發(fā)背景

由于節(jié)能的需求在20世紀90年代歐洲開始進行數(shù)字式熒光燈照明控制系統(tǒng)的開發(fā)、研究，一些主要的照明生產(chǎn)企業(yè)提出了采用標準通信協(xié)議來加速群控照明節(jié)能產(chǎn)品的推廣使用。

建筑師們也對照明群控通信協(xié)議和設(shè)備的兼容性非常關(guān)心，采用DALI以后可使不同照明設(shè)備廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品(如控制系統(tǒng)、電子鎮(zhèn)流器、傳感器等產(chǎn)品)無縫的互連，系統(tǒng)連接可靠、方便，從而降低系統(tǒng)的開發(fā)、安裝、維護費用和風(fēng)險，增加產(chǎn)品的適用范圍。

歐洲的主要電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠家(如Halvar、Hüco、Philips、Osram、Tridonic、Trilux和Vosslohschwabe)都紛紛加入到DALI標準的制定工作中。電子控制工作組(ECG)、(IEC929/EN60929)成立，開始起草照明標準，并形成歐洲標準草案，生成的DALI草案后來就成為歐洲電子鎮(zhèn)流器標準EN60929的附錄E部份的內(nèi)容。

由于DALI是一種開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標準，利用它可實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器、調(diào)光控制設(shè)備、傳感器等構(gòu)成一個照明控制系統(tǒng)，每個DALI控制系統(tǒng)可通過雙絞線連接最多64個電子鎮(zhèn)流器，而這個DALI控制系統(tǒng)又可以和另一個DALI控制系統(tǒng)級連構(gòu)成更大控制范圍的控制中心，并且通過控制協(xié)議可確保每只燈和電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信號反饋回DALI控制系統(tǒng)。

2.3 關(guān)于DALI標準

每個DALI控制系統(tǒng)的控制范圍可達300米(最大250mA的驅(qū)動電流、2V的線路壓降),每個DALI控制接口可用于一個中等規(guī)模的建筑物內(nèi)，現(xiàn)DALI已成為一個大建筑物管理系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，通過網(wǎng)關(guān)或傳送器可實現(xiàn)雙向通信。

利用DALI可簡化系統(tǒng)的布線，每個照明裝置、控制電路、調(diào)光器或電子鎮(zhèn)流器只有一個供電輸入和數(shù)控輸入，由于每個照明裝置通過總線連接到了一起，可對每組照明裝置在不更改走線的條件下，加以定義和調(diào)節(jié)，而這點在模擬調(diào)光系統(tǒng)中是很難做到的。每個DALI可組成16組子系統(tǒng)并可級連，在任何時刻可使任何一只電子鎮(zhèn)流器被分配到任一組中，控制靈活、方便。

2.4 DALI是一種軟件控制方法

DALI標準的關(guān)鍵是軟件核心命令的定義，DALI數(shù)據(jù)信息應(yīng)包含誤差檢測、地址和命令信息，地址信息決定所傳信息是至那個DALI模塊，所有的DALI模塊采用“廣播”尋址的命令方式，可尋址64個終端或16組地址。

在DALI中調(diào)光信號用8位二進制，“0”表示關(guān)斷，采用對數(shù)調(diào)光曲線，變化范圍為0.1%～100%，二進制的調(diào)光信號“1”對應(yīng)0.1%的發(fā)光亮度，所有的DALI調(diào)光電子鎮(zhèn)流器都應(yīng)滿足這個對數(shù)調(diào)光曲線，以使人眼感到調(diào)光為線性變化規(guī)律。一些典型的DALI調(diào)光命令如表1所示?，F(xiàn)DALI在歐洲已得到了廣泛的應(yīng)用(如OSRAM公司和PHILIPS公司都有許多相關(guān)產(chǎn)品推出)，是一種采用數(shù)字通信協(xié)議來傳送指令信息的雙線系統(tǒng)，對雙向傳送的數(shù)字控制信息流格式在DALI中都有所規(guī)定。

表1 為一些DALI的典型調(diào)光命令

2.5 DALI是一種用途廣泛的控制系統(tǒng)

DALI控制的靈活性，安裝是否方便，費用高低關(guān)系到它否能得到廣泛的應(yīng)用，最簡單的照明系統(tǒng)應(yīng)含有電子鎮(zhèn)流器和控制器，如果在DALI系統(tǒng)再采用傳感器、恒亮度控制、發(fā)包光變化控制和紅外遙控功能，則DALI的控制功能會更強。電子鎮(zhèn)流器與控制器之間可以傳遞燈和電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信息，這些信息可用于燈和電子鎮(zhèn)流器的顯示報告。

利用DALI可以構(gòu)成主/從級聯(lián)控制系統(tǒng)，DALI控制單元或網(wǎng)關(guān)可用作“主控”單元用于本地通信，也可傳遞和響應(yīng)來自任何電子鎮(zhèn)流器的反饋信息，這樣便可對每層樓或倉庫的照明設(shè)備進行預(yù)先設(shè)置，以實現(xiàn)節(jié)能效果。每個DALI終端控制器查詢來自電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光狀態(tài)信息，并將得到的調(diào)光狀態(tài)反饋信息和由本地DALI終端控制器設(shè)定的參數(shù)比較，從而實現(xiàn)燈光控制功能。

利用DALI也可以自動的實現(xiàn)如會議室、音視頻應(yīng)用場合的特殊照明調(diào)節(jié)效果，DALI系統(tǒng)的用戶可以根據(jù)自己的要求來預(yù)選自己的音視頻照明效果，由DALI自動調(diào)節(jié)，一旦活動結(jié)束，DALI將關(guān)斷照明或調(diào)光。

2.6 DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光系統(tǒng)的應(yīng)用

數(shù)控調(diào)光系統(tǒng)較傳統(tǒng)的模擬調(diào)光系統(tǒng)有許多優(yōu)點，1V～10V的模擬電子鎮(zhèn)流器調(diào)光系統(tǒng)已用的很廣泛，但是模擬控制由于連線固定，不易更改，使用不靈活，有時還需一些如繼電器的額外元器件，控制信號在控制信號線上也會產(chǎn)生電壓降，它又會導(dǎo)致每只電子鎮(zhèn)流器的發(fā)光設(shè)定值發(fā)生變化。但是DALI系統(tǒng)不會發(fā)生這種情況，由于采用了雙絞線的數(shù)字總線和供電電路，所以每只電子鎮(zhèn)流器的引線也得到了簡化。并且現(xiàn)已有DALI集成電路系列可供選用，構(gòu)成的電路使用元件數(shù)量也較少。

DALI可提供如圖1所示的對數(shù)256級調(diào)光特性，即使在較亮的照明環(huán)境條件下，調(diào)光級變化較大，反之變化較小，這種非線性的對數(shù)非線性調(diào)光相對于人眼的視覺特性為線性變化規(guī)律。調(diào)光效果很適應(yīng)人眼的視覺特性。

圖1 DALI的256級對數(shù)調(diào)光曲線

3 DALI可調(diào)光照明控制軟件

3.1 DALI可調(diào)光照明控制軟件的功能

(1)可實現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器的地址、組地址和廣播尋址;

(2)電子鎮(zhèn)流器工作狀態(tài)的有關(guān)指示器;

(3)接口電路的有關(guān)指示器;

(4)電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)設(shè)置等;

(5)電子鎮(zhèn)流器的歷史工作狀態(tài)信息;

(6)電子鎮(zhèn)流器工作的高級顯示界面;

(7)DALI的基本接口命令等。

3.2軟件的使用

(1)DALI的主控制界面

DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光控制軟件可以通過一個橋電路板和RS232—DALI接口電路實現(xiàn)通信。下面介紹如何使用DALI命令軟件和關(guān)于DALI接口電路的有關(guān)信息。圖2表示DALI的主控制界面，主要功能有調(diào)節(jié)燈功率、淡光調(diào)節(jié)，開/關(guān)控制，接入控制及相關(guān)狀態(tài)信息的顯示。

圖2 DALI的主控制界面

(2)燈功率調(diào)節(jié)

利用主界面上的%輸出功率調(diào)節(jié)鈕可針對特定地址號的電子鎮(zhèn)流器的輸出功率加以調(diào)節(jié)，如果選擇的燈功率調(diào)節(jié)對象為一組燈，則整個組燈的輸出功率被調(diào)節(jié)。反之，如果選擇廣播尋址方式，則可同時調(diào)節(jié)所有燈的輸出功率。燈功率的調(diào)節(jié)范圍為1%～100%，燈功率的變化規(guī)律為對數(shù)式(由DALI定義)，以適應(yīng)人眼視覺的變化規(guī)律。

(3)淡光時間調(diào)節(jié)

淡光時間是指由燈功率的某一值變化到燈功率的又一新值時所需的時間，利用淡光時間滑動控制條(見主界面圖2)可選擇16個不同的淡光時間值(如表2所示)。

表2 16個不同的淡光時間值

(4)電源開/關(guān)

在主控制界面上有二個電源開關(guān)，它們是“ON”、“OFF”。當(dāng)按下“ON”按鈕時，軟件發(fā)出DALI的控制命令1至DALI電子鎮(zhèn)流器，當(dāng)按下“OFF”按鈕時，軟件發(fā)出DALI的控制命令0至DALI電子鎮(zhèn)流器。

(5)電子鎮(zhèn)流器地址、組地址和廣播地址選擇

端口選擇、指示器和燈發(fā)光電平的輪詢、事件定時器、更新率選擇等。如圖3表示程序設(shè)置工作界面所示。

圖3 程序設(shè)置工作界面

(6)I/O端口選擇

可啟動程序自動故障診斷功能來檢測串行I/O端口1，有四個I/O端口可供選擇。所以，如果RS232—DALI接口不是連至端口1，則在啟動時就加以相應(yīng)更改。如果主界面的發(fā)光指示器發(fā)藍光而不是綠光，則表示接至相應(yīng)端口的接口電路工作正常。