Схема диммирования светильников по дали

Управление светильниками по протоколу DALI с помощью Arduino

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.

Источник

Диммирование светодиодных ламп

Для регулировки яркости ламп накаливания давным-давно был изобретён диммер — простое электронное устройство, меняющее яркость лампы за счёт «обрезания» части синусоиды сетевого напряжения.

Лампа накаливания проста, а светодиодная лампа содержит сложную электронную схему, поэтому с диммированием там всё непросто. Сегодня я расскажу, что делают диммеры, чем они отличаются между собой, и как себя ведут диммируемые светодиодные лампы по сравнению с лампами накаливания при регулировке яркости.

Начнём с того, что делают диммеры. Вот осциллограмма сетевого напряжения.

Диммер «отрезает» кусок синусоиды. При половине яркости остаются «половинки» синусоиды в каждом полупериоде.

При минимальном уровне яркости остаются только маленькие «хвостики».

Фактически, диммер включает и выключает нагрузку 100 раз в секунду и яркость зависит от момента включения.

Все диммеры с двухпроводным подключением не могут «открываться» полностью — для работы им нужно питание, которое они получают за счёт небольшого напряжения, остающегося при неполном «открытии». На максимальной яркости осциллограмма на выходе диммера выглядит так.

Обычные светодиодные лампы при включении через диммер будут включатся на полную яркость с определённого момента регулирования или мигать при попытке диммирования. Регулировать яркость позволяют диммируемые светодиодные лампы, которые содержат специальную схему, распознающую диммирование и управляющую схемой стабилизатора лампы.

При диммировании светодиодные лампы ведут себя не так, как лампы накаливания. Когда лампа накаливания горит совсем слабо, светодиодная лампа ещё довольно ярко светится. Вот так выглядят лампы, подлюченные через один и тот же диммер на минимальной яркости.

Все диммеры имеют разный минимальный уровень. Например, у одного из китайских диммеров осциллограмма на минимальном уровне выглядела так.

При этом светодиодные диммируемые лампы светились довольно ярко.

Для диммирования светодиодных ламп важно, чтобы минимальный уровень регулировки был как можно меньше. Если нить лампы накаливания на минимальном уровне регулировки чуть светится тёмно-красным цветом, такой диммер подойдёт для светодиодных ламп, если же нить лампы накаливания горит жёлтым светом, светодиодные лампы на минимальном уровне диммирования будут светить слишком ярко.

Я подключил лампу накаливания к трём имеющимся у меня диммерам и измерил True RMS мультиметром напряжение на выходе.

Чёрный китайский диммер на проводе — 98 В.
Диммер IKEA — 66 В.
Китайский диммер с блестящей ручкой — 46 В.

Максимальный уровень у всех диммеров тоже разный:

В сети — 228 В.
Чёрный китайский диммер на проводе — 211 В.
Диммер IKEA — 221 В.
Китайский диммер с блестящей ручкой — 220 В.

Диммируемые светодиодные лампы отличаются по минимальному уровню диммирования. Некоторые позволяют снижать яркость до 5%, а некоторые только до 20%. Вот, к примеру лампы Navigator NLL-C37-5-230-2.7K-E14-FR-DIMM и IKEA 102.667.54, включённые в один и тот же диммер на минимальном уровне яркости.

Ещё одна проблема при диммировании светодиодных ламп — звук. Практически все диммируемые лампы тихо зудят при диммировании, но некоторые лампы с некоторыми диммерами начинают гудеть довольно громко. Зудеть может и сам диммер.

Ещё одна проблема — несовместимость диммеров со светодиодными лампами. Некоторые диммеры «сходят с ума», когда в них включены светодиодные лампы. У меня в комнате стоит выключатель Univex с диммированием и управлением пультом. Когда в люстру вкручены светодиодные лампы, свет выключается сразу после включения. Помогла замена одной из шести ламп обычной лампой накаливания. Теперь в люстре пять светодиодных ламп и одна лампа накаливания и выключатель работает корректно.

Последняя проблема — несовместимость ламп и диммера. При этом некоторые светодиодные лампы могут не включаться или включаться через раз. Например из шести ламп в люстре при включении могут зажечься только пять или четыре, а при повторном включении зажгутся все шесть. Причина скорее всего в помехах, вносимых диммером. У китайского чёрного диммера на половине яркости осциллограмма на выходе выглядит так:

Вполне возможно, что импульс помехи влияет на работу электроники ламп.

1. У всех диммеров разный уровень минимума. Для светодиодных ламп нужно, чтобы он был как можно ниже;
2. Уровень максимума тоже отличается. Если он недостаточно высок, лампы никогда не будут гореть на полную яркость;
3. Все диммируемые светодиодные лампы имеют разный уровень минимума диммирования;
4. Возможна несовместимость модели ламп с моделью диммера;
5. При диммировании лампы могут гудеть, при смене диммера гудение может уменьшится.

p.s. Вот так я провожу выходной. 🙂

p.p.s. На сайте lamptest.ru появились реквизиты для финансовой поддержки проекта, кроме того теперь можно заказать тестирование любой лампы из любого интернет-магазина.

upd.: Помимо простых диммеров, отрезающих передний фронт синусоиды (leading edge), существуют диммеры, отсекающие задний фронт (trailing edge) и диммеры на ШИМ. Мне пока такие не встречались. Спасибо Илье Савинкину за подсказку.

Источник

Система управления освещением DALI на примере продукции IEK GROUP

Автоматизированное управление освещением нужно для экономии электроэнергии, организации включения света по освещенности или наличию движения, а также для обеспечения комфортного и равномерного уровня освещенности при комбинированной системе освещения (искусственное + естественное), простыми словами — чтобы не было локальных пересветов и затемнений в отдельных зонах помещения.

Что такое DALI?

DALI — это один из стандартов управления освещением. Аббревиатура расшифровывается, как «Digital Addressable Lighting Interface» , что переводится так: «цифровой интерфейс освещения с возможностью адресации». Он пришел на замену аналоговому протоколу «1-10В».

В чем разница? Для управления светильником по протоколу «1-10В» нужно прокладывать от каждого задающего устройства (выключателя, диммера, датчика и т.д.) линию слаботочного сигнала управления до каждого драйвера, реле, светильника или их группы. К тому же на цифровой сигнал DALI не оказывают значительного влияния аналоговые помехи, что могло быть проблемой при использовании аналоговых стандартов управления.

В DALI к одной линии управления можно подключить до 64 устройств: как управляющих, например, диммеров или выключателей, так и исполнительных — драйверов, реле и светильников. «Общение» цифровыми сигналами позволяет организовать адресацию и независимое управление каждым из устройств или их группой, подключенных к одной линии. Такой подход позволяет снизить затраты на электромонтаж (в частности, на кабельные изделия и их прокладку).

Шина DALI может прокладываться обычным кабелем для электропроводки, в составе одного 4 или 5 жильного кабеля вместе с силовой линией («фаза», «ноль», «защитный проводник», «DA+», «DA−»). Вторая особенность цифрового управления состоит в помехоустойчивости, благодаря чему и стало возможным совместного монтажа с силовыми и другими слаботочными линиями, которые могут создавать помехи, без дополнительного экранирования.

Также стоит отметить, что для DALI используется низкое напряжение от 9,5 до 22,5В, обычно это 16В. Падение напряжения на конце линии не должно превышать 2В. При этом длина линии и минимальное сечение жил ограничены такими величинами:

Источник

DALI, DSI и аналоговый протокол led светильников

Выбирая пускорегулирующее устройство для светодиодных светильников , рекомендуется уделить внимание их протоколу управления. Отдельно стоит остановиться на нескольких из них. Особый интерес вызывают цифровые «продукты» DALI и DSI. Они имеют свои преимущества и недостатки. Не стоит забывать и об аналоговом варианте 1-10_В, имеющем положительные качества. Обо всем по порядку.

О диммировании светодиодных светильников

Тема достаточно интересна и важна. Изменение мощности источников освещения в случае с аналоговыми диммируемыми балластами осуществляется с поворотным или линейным потенциометром. В цепь требуется установка отдельного выключателя. Имеет смысл выделить следующие параметры регулировки освещения:

• Наличие напряжения/отсутствие сигнала – максимальный поток света;
• 10 – максимальный поток света;
• 1 – наименьший предел потока света.

Корректировка освещенности характеризуется своей нелинейностью (если во внимание брать глаз человека). Число используемых балластов в пределах одного контура имеет зависимость относительно общей нагрузки, силы тока в цепи управляющей системы и емкостных данных светорегулятора. Внесение корректировок, вероятно, потребует составление иной электрической схемы, выполнение новой прокладки проводов.

Отдельная тема это диммирование DALI . Указанное название является аббревиатурой английского названия Digital Addressable Lighting Interface. Речь идет о цифровой методике управления. Ее основной особенностью является функция адресации. Она совместима с электронными балластами светодиодных светильников, отвечает общепризнанному стандарту I_E_C_60929. Любое устройство, имеющее поддержку ДАЛИ, способно без проблем коммутироваться через шину DALI.

Соответствующие контроллеры обладают возможностью запроса состояния, деактивации указаний относительно используемого устройства. Это обеспечивается за счет двунаправленного обмена информацией. Одна линия способна «обслуживать» в автономном режиме до 64 различных устройств. Максимально возможное число адресатов не может превышать 12800 единиц. С этой целью применяются объединяющие роутеры.

Нередко линии ДАЛИ интегрируют в глобальную схему «умного дома». Подключение к ней осуществляется посредством соответствующих шлюзов. DALI обладает возможностью обеспечения ревизии балластов и источников освещения применительно к любому светильнику в центральном положении. В балластах реально хранить программный код (как пример, это может быть предустановленные настройки освещения для отдельной группы устройств).

К важным особенностям протокола можно отнести:

• Отсутствие высоких скоростей;
• Выполнение разных схем организации сетей (учитывая смешанные);
• Открытость протокола, простота коммутации, возможность не соблюдения полярности;
• Обеспечение гибкой системы управления изменением освещения;
• Доступность касательно многих других вариаций автоматического управления объектами;
• Наличие децентрализованной шины, отсутствие основного контроллера (в каждом устройстве есть собственная память, независимая от питания, где сохраняются необходимые настройки);
• DALI вполне может функционировать рядом с силовыми линиями;
• Имеется интегрированная защита от ошибочного подсоединения к силовой линии;
• Несколько вариаций адресации команд, включая широковещательную, групповую и адресную;
• Элементарный формат подачи команды «адрес-команда»;
• Диммирования освещения не сложно интегрировать в другие смежные автоматические системы контроля объектов, в частности можно отметить LON, KNX/EIB, BACNet.

Рассмотрим не менее интересный интерфейс — DSI. Аббревиатура на английском означает Digital Serial Interface. Здесь речь идет о технологии, обеспечивающей последовательную обработку (трансфер) цифровых сведений. Активация, отключение, диммирование с мощностью в пределах от 0 до 100% выполняется посредством цифрового управляющего сигнала, отсылаемого на каждый балласт системы или петли. Подобного рода управление нуждается в наличии дорогостоящего оборудования. Вместе с этим система обладает лучшей гибкостью управления, если ее сравнивать с «аналогом». Любые изменения вносятся гораздо проще.

Весь контроль выполняется посредством специальных панелей, пультов с дистанционным управлением. Кривая диммирования, которая применяется DSI балластами, обеспечивает более мягкую, лояльную для нашего взгляда, регулировку освещения. В этом плане система выгодно отличается от традиционных балластов 1-10В. Всего в цепи может использования до 100 единиц устройств. К ключевым особенностям, присущим протоколу DSI, стоит отнести:

• Обеспечение синхронного контроля каждого ЭПРА системы;
• Отсутствие любых искажений управляющего сигнала;
• Допускается использование обыкновенного провода (в случае с системами 1-10В не обойтись без 5 жильного кабеля);
• Процесс диммирования обеспечивается простейшим пружинным выключателем, а не диммером;
• Возможна подача управляющего сигнала по проводу любой длины без ухудшения рабочих параметров;
• Легкость создания простых сценарий и определенных групп светодиодных светильников;
• Создание автоматического управления освещения;
• Неограниченное количество используемых диммирующих пружинных выключателей;
• Совместимость с системами «умный дом».

В некотором роде указанные достоинства протокола DSI делают его одним из наиболее перспективных решений на сегодняшний день.

Источник