DALI電子鎮流器的調光

1 電子鎮流器的常用調光控制方法

隨著(zhù)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。由于電子鎮流器具有節能，易于實(shí)現調光控制的優(yōu)點(diǎn)，在全世界得到了廣泛的應用。而照明計算機調光控制目前常用的控制方法有：DALI、DMX512、TCP/IP、各種不同的現場(chǎng)總線(xiàn)(如CAN、C-BUS、CC-LINK、歐洲安裝總線(xiàn)EIB等)。利用TCP/IP控制協(xié)議組成的計算機調光控制系統具有技術(shù)成熟、使用方便、控制范圍寬和易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，它在大型調光控制系統中應用具有較大的優(yōu)勢，但是成本較高，較為復雜。而DMX512控制協(xié)議在影視行業(yè)中應用較多，相對TCP/IP控制協(xié)議的控制能力和控制范圍要弱些。而DALI電子鎮流器調光控制協(xié)議是IEC929附錄E中針對熒光燈電子鎮流器的調光控制而專(zhuān)門(mén)提出的一種控制協(xié)議，使用較為簡(jiǎn)單、方便，更為易于實(shí)現。

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(kāi)發(fā)推出的DALI電子鎮流器調光控制軟件的特點(diǎn)與使用加以介紹。

2 數字式可尋址照明調光接口標準(DALI)

DALI由于具有開(kāi)放性好，采用數字控制技術(shù)，采用DALI構成的可尋址數字調光控制系統，具有造價(jià)低、易于安裝、系統重構靈活，可以級聯(lián)(組成主/從控制系統)的特點(diǎn)，很適用于辦公樓、會(huì )議廳、音樂(lè )廳、倉庫、大學(xué)和住宅區等建筑的照明控制系統，和目前得到廣泛應用的建筑物管理系統(如EIB、LON、LUXMATE和BATIBUS)一起可為建筑物提供更為復雜、集成度更高的照明控制系統，目前已成為照明控制(電子鎮流器)的國際標準IEC929和歐洲照明控制(電子鎮流器)標準EN60929的一部分(附錄E)，可以起到節能(節能可達30%)、環(huán)境保護的作用，得到了世界上主要電子鎮流器生產(chǎn)廠(chǎng)商的支持，得到了越來(lái)越廣泛的應用。

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(chǎng)革命。具有以下功能：

(1)通過(guò)照明節能，可節能達30%;

(2)可方便的實(shí)現照明控制;

(3)通過(guò)燈工作狀態(tài)和電子鎮流器的中央監控可降低系統的維護費用;

(4)系統安裝簡(jiǎn)單，使用元器件較模擬控制系統少，系統成本低;

(5)由于采用數字控制，DALI調光控制系統可實(shí)現對每只電子鎮流器的控制，而模擬控制系統只能實(shí)現對每組電子鎮流器的控制，所以DALI調光控制系統的靈活性很高;

(6)“即插即用”，各廠(chǎng)家產(chǎn)品的互換性、靈活性好;

(7)DALI為一開(kāi)放控制系統，不同生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的電子鎮流器均可接到DALI。

2.2 DALI的開(kāi)發(fā)背景

由于節能的需求在20世紀90年代歐洲開(kāi)始進(jìn)行數字式熒光燈照明控制系統的開(kāi)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(lái)加速群控照明節能產(chǎn)品的推廣使用。

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

歐洲的主要電子鎮流器生產(chǎn)廠(chǎng)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(kāi)始起草照明標準，并形成歐洲標準草案，生成的DALI草案后來(lái)就成為歐洲電子鎮流器標準EN60929的附錄E部份的內容。

由于DALI是一種開(kāi)放式的系統結構標準，利用它可實(shí)現不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的電子鎮流器、調光控制設備、傳感器等構成一個(gè)照明控制系統，每個(gè)DALI控制系統可通過(guò)雙絞線(xiàn)連接最多64個(gè)電子鎮流器，而這個(gè)DALI控制系統又可以和另一個(gè)DALI控制系統級連構成更大控制范圍的控制中心，并且通過(guò)控制協(xié)議可確保每只燈和電子鎮流器的工作狀態(tài)信號反饋回DALI控制系統。

2.3 關(guān)于DALI標準

每個(gè)DALI控制系統的控制范圍可達300米(最大250mA的驅動(dòng)電流、2V的線(xiàn)路壓降),每個(gè)DALI控制接口可用于一個(gè)中等規模的建筑物內，現DALI已成為一個(gè)大建筑物管理系統中的一個(gè)子系統，通過(guò)網(wǎng)關(guān)或傳送器可實(shí)現雙向通信。

利用DALI可簡(jiǎn)化系統的布線(xiàn)，每個(gè)照明裝置、控制電路、調光器或電子鎮流器只有一個(gè)供電輸入和數控輸入，由于每個(gè)照明裝置通過(guò)總線(xiàn)連接到了一起，可對每組照明裝置在不更改走線(xiàn)的條件下，加以定義和調節，而這點(diǎn)在模擬調光系統中是很難做到的。每個(gè)DALI可組成16組子系統并可級連，在任何時(shí)刻可使任何一只電子鎮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數據信息應包含誤差檢測、地址和命令信息，地址信息決定所傳信息是至那個(gè)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(gè)終端或16組地址。

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

表1 為一些DALI的典型調光命令

2.5 DALI是一種用途廣泛的控制系統

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用，最簡(jiǎn)單的照明系統應含有電子鎮流器和控制器，如果在DALI系統再采用傳感器、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(huì )更強。電子鎮流器與控制器之間可以傳遞燈和電子鎮流器的工作狀態(tài)信息，這些信息可用于燈和電子鎮流器的顯示報告。

利用DALI可以構成主/從級聯(lián)控制系統，DALI控制單元或網(wǎng)關(guān)可用作“主控”單元用于本地通信，也可傳遞和響應來(lái)自任何電子鎮流器的反饋信息，這樣便可對每層樓或倉庫的照明設備進(jìn)行預先設置，以實(shí)現節能效果。每個(gè)DALI終端控制器查詢(xún)來(lái)自電子鎮流器的調光狀態(tài)信息，并將得到的調光狀態(tài)反饋信息和由本地DALI終端控制器設定的參數比較，從而實(shí)現燈光控制功能。

利用DALI也可以自動(dòng)的實(shí)現如會(huì )議室、音視頻應用場(chǎng)合的特殊照明調節效果，DALI系統的用戶(hù)可以根據自己的要求來(lái)預選自己的音視頻照明效果，由DALI自動(dòng)調節，一旦活動(dòng)結束，DALI將關(guān)斷照明或調光。

2.6 DALI電子鎮流器調光系統的應用

數控調光系統較傳統的模擬調光系統有許多優(yōu)點(diǎn)，1V～10V的模擬電子鎮流器調光系統已用的很廣泛，但是模擬控制由于連線(xiàn)固定，不易更改，使用不靈活，有時(shí)還需一些如繼電器的額外元器件，控制信號在控制信號線(xiàn)上也會(huì )產(chǎn)生電壓降，它又會(huì )導致每只電子鎮流器的發(fā)光設定值發(fā)生變化。但是DALI系統不會(huì )發(fā)生這種情況，由于采用了雙絞線(xiàn)的數字總線(xiàn)和供電電路，所以每只電子鎮流器的引線(xiàn)也得到了簡(jiǎn)化。并且現已有DALI集成電路系列可供選用，構成的電路使用元件數量也較少。

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

圖1 DALI的256級對數調光曲線(xiàn)

3 DALI可調光照明控制軟件

3.1 DALI可調光照明控制軟件的功能

(1)可實(shí)現電子鎮流器的地址、組地址和廣播尋址;

(2)電子鎮流器工作狀態(tài)的有關(guān)指示器;

(3)接口電路的有關(guān)指示器;

(4)電子鎮流器的工作狀態(tài)設置等;

(5)電子鎮流器的歷史工作狀態(tài)信息;

(6)電子鎮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電子鎮流器調光控制軟件可以通過(guò)一個(gè)橋電路板和RS232—DALI接口電路實(shí)現通信。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，主要功能有調節燈功率、淡光調節，開(kāi)/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)燈功率調節

利用主界面上的%輸出功率調節鈕可針對特定地址號的電子鎮流器的輸出功率加以調節，如果選擇的燈功率調節對象為一組燈，則整個(gè)組燈的輸出功率被調節。反之，如果選擇廣播尋址方式，則可同時(shí)調節所有燈的輸出功率。燈功率的調節范圍為1%～100%，燈功率的變化規律為對數式(由DALI定義)，以適應人眼視覺(jué)的變化規律。

(3)淡光時(shí)間調節

淡光時(shí)間是指由燈功率的某一值變化到燈功率的又一新值時(shí)所需的時(shí)間，利用淡光時(shí)間滑動(dòng)控制條(見(jiàn)主界面圖2)可選擇16個(gè)不同的淡光時(shí)間值(如表2所示)。

表2 16個(gè)不同的淡光時(shí)間值

(4)電源開(kāi)/關(guān)

在主控制界面上有二個(gè)電源開(kāi)關(guān)，它們是“ON”、“OFF”。當按下“ON”按鈕時(shí)，軟件發(fā)出DALI的控制命令1至DALI電子鎮流器，當按下“OFF”按鈕時(shí)，軟件發(fā)出DALI的控制命令0至DALI電子鎮流器。

(5)電子鎮流器地址、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(xún)、事件定時(shí)器、更新率選擇等。如圖3表示程序設置工作界面所示。

圖3 程序設置工作界面

(6)I/O端口選擇

可啟動(dòng)程序自動(dòng)故障診斷功能來(lái)檢測串行I/O端口1，有四個(gè)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(dòng)時(shí)就加以相應更改。如果主界面的發(fā)光指示器發(fā)藍光而不是綠光，則表示接至相應端口的接口電路工作正常。