понедельник, 10 апреля 2017 г.

Освещение на протоколе DALI и его компоненты

см. ранее Дружелюбная квартира. Постановка задачи

Не помню уже, как я наткнулся на описание протокола DALI: управление освещением, открытый стандарт, соединение любой топологией, двумя проводами, по которым передается и управление, и маломощное питание (выключателей и т.п.). У всех принимающих устройств (регуляторов мощности освещения - диммеров) свой адрес.
И что важно, недорогое оборудование можно купить, и описание протокола и электрических схем, хотя и не всех, найти можно. У многих "открытых" стандартов есть своя особенность: документацию к ним публиковать запрещено, ее можно только купить, например, у "некоммерческой" организации IEC (издевка "демократического общества"). Поэтому внизу статьи полезные ссылки.

Источники света можно использовать разные, я прицеливаюсь на мощные светодиодные ленты и светодиодные лампы, если света от лент, расположенных на полочке под потолком и светящих в него, не хватит. Проверка в прихожей: лента 14 Вт/м, 5 метров, брошена буквой "Г" за карниз (т.е. только отраженный свет), светит достаточно ярко.



Что нужно для организации освещения на светодиодных лентах или низковольтных лампах? Лампы, блоки питания (вход 220 вольт, выход - постоянное напряжение, подходящее для ламп), диммеры (включение/выключение и управление яркостью по сигналу управления), выключатели (для ручного управления).

После небольшого изучения светодиодных лент, блоков питания, DALI-диммеров и кнопок, я выбираю следующие компоненты:
  1. недорогие светодиодные ленты "теплый белый" (warm white, WW), 14.4 Вт/м, 12 или 24 вольта;
  2. в спальне и гостиной хочется менять цвет освещения (кроме обычного, белого, скажем, цвет рассвета...) - светодиодные ленты WW+RGB (теплый белый + красный + зеленый + синий) суммарная мощность 28.8 Вт/м или 2 ленты (WW и RGB) на 24 вольта каждая
  3. блоки питания 24 вольта
  4. мощные DALI-диммеры постоянного тока (constant current) порядка 480 ватт при 24 вольтах, на 4 канала
Почему именно 24 вольта? Больше всего лент и лампочек в продаже на 12 вольт, гораздо меньше на 24 (кроме четырехцветных WW+RGB - их я видел только на 24) и еще меньше на 36. Однако, при выборе 24 вольта мы получаем: 
  • более мощные чем 12 вольт блоки питания, которые можно купить все еще без вентиляторов
  • подключение лент или ламп на 24 вольта, а также и на 12, соединяя их последовательно по 2 одинаковых штуки (ключевое слово - одинаковых). Да, одноцветные ленты на 12 вольт можно подключить к блоку питания 24 вольта, если разрезать их на 2 одинаковых отрезка и соединить последовательно (плюс первого к минусу второго, минус первого и плюс второго - к блоку питания или диммеру). Такое нельзя проделать с многоцветными лентами, потому что в них плюсовой провод общий, один на все каналы
  • диммеру постоянного тока почти все равно, каким напряжением он управляет, у него ограничение по току. Поэтому один и тот же диммер работает как с 12, так и с 24 вольтами, однако, во втором случае максимальная мощность подключенных ламп в 2 раза больше первого!
Нужно обратить внимание, что если я выбрал управление DALI, то и приобретаемые компоненты должны его поддерживать. Лентам и блокам питания протокол не интересен, а диммеры общаются с выключателями по DALI.
Почему диммеры по 4 канала? Так дешевле: 4-х канальный DALI-диммер имеет 4 адреса, поэтому работает так же, как 4 одноканальных. Одна независимо включаемая точка освещения одного цвета - это один канал (т.е. 3-х цветная RGB - это три канала), а сколько будет диммеров - один, два или три - не важно. Важно, сколько каналов. Лучше, однако, RGB-ленту подключать к идентичным каналам (т.е. к одному многоканальному диммеру или, если нескольким, то одинаковым), потому что кривая яркости канала может варьироваться по моделям.

Немного о функционале диммера. Его основное назначение - установка яркости ламп в соответствие с заданным значением (в DALI яркость задается числом от 0 до 254). У него также могут быть настройки, определяющие скорость нарастания или спада яркости при ее изменении, минимальная и максимальная яркость, яркость при включении питания. Настройки можно изменить с помощью устройства DALI мастер-контроллер, которое для обычной работы системы вообще-то не требуется. Кроме этого, у диммера может быть миниатюрный экран и кнопки для установки некоторых параметров вручную, что позволяет частично настроить его без мастер-контроллера и использовать. В диммерах бывает и дополнительный функционал, типа "Push dimming", который позволяет включать и выключать свет без интерфейса DALI. Хотя его наличие как-будто излишне, потому что можно просто подавать или не подавать питание на лампу, вообще не имея диммера.

Остались выключатели. Для DALI есть выбор выключателей, как правило, сенсорных, которые позволяют не только включать, но и управлять яркостью. Есть даже модели с выбором цвета освещения.
Однако, для экономии (и из-за нелюбви к сенсорным кнопкам), я приобретаю заметно более дешевые устройства, к которым на входе подключается кнопочный контакт, а на выходе имеем DALI:

Аккумулятор здесь для сравнения размера, питание коробочка получает от шины DALI. Итого, одна коробочка на 4 контакта. Есть несколько видов такого устройства "DALI Push Switch": управляющие адресами или группами DALI и т.п.
На первое нажатие свет включается, на втрое - выключается. На первое долгое нажатие - плавно увеличивает яркость, на второе долгое - уменьшает. Адрес диммера для управления выставляется вручную внутри коробочки (настраивается первый адрес, остальные 3 должны идти вслед за ним. В диммере же, как правило, адрес каждого канала настаивается независимо).
Единственно - нужны контакты без фиксации (которые сами возвращаются в исходное положение после отпускания кнопки). Например, без фиксации бывают кнопки для управления жалюзи:


04.2017 продолжение на подходе...

Ссылки:
1. Microchip AN1465 (pdf) - схема адаптера DALI<->GPIO и простого блока питания DALI, описание электрических сигналов DALI, тайминги, алгоритм кодирования, программы на C
2. Rayzig - самый полный список команд DALI, но с неинформативным описанием каждой команды, и описание формата фрейма
3. Rayzig.pdf - включает описание части протокола, в частности, процедуру назначение адресов устройств ("DALI address setting explained")
4. python-dali - программа на python, включает множество команд DALI и ответов (ответных фреймов) к ним
5. WAGO DALI/DSI Master Module - позволяет расшифровать часть специальных команд и ответов к ним
6. Beckhoff DALI-Commands - хорошее описание фрейма и команд, но нет специальных команд
7. NXP Motorola (DALI) Unit Using the MC68HC908KX8 - частичное описание DALI, в приложении список команд, программы на C
8. NEC DALI 78K0/Ix2 Series - схема адаптера, описание электрических сигналов DALI, программы на C
9. NXP AN10760 - pdf, описание таймингов, список команд, программы на C

Комментариев нет:

Отправить комментарий