DALI (rozhraní)

Rozhraní DALI (Digital Addressable Lighting Interface) slouží k ovládání osvětlení v domácí automatizaci, vybavení budov a někdy i stadionů (divadla, koncerty, filmová studia a pod. obvykle používají DMX512). Jedná se o otevřené rozhraní. Protokol byl v devadesátých letech vyvinut konsorciem Activity Group DALI, založeným firmou Philips v roce 1984. DALI je nyní specifikováno v IEC 62386 a IEC 60929. Později bylo definováno DALI-2 (IEC 62386 part 103).

Základní parametry

Komunikuje po multimaster sběrnici se dvěma vodiči (obvyklé názvy DA+/DA-, +DALI/-DALI), která je napájena ze společného zdroje s proudovým omezením. Sběrnice může být vedena běžnými elektroinstalačními vodiči a to i v rámci silového kabelu. +more Zařízení jsou zpravidla vybavena usměrňovačem, takže nezáleží na polaritě připojení. Při vysílání se aktivní úroveň vytváří zkratováním sběrnice. Základem přenosového protokolu je kódování Manchester s přenosovou rychlostí 1200 b/s.

Hardware

Komunikace po DALI využívá optický oddělovač vybavený spínačem, který při vysílání sběrnici zkratuje. DALI-2 musí navíc přežít přímé připojení 230 V a dokázat tento stav vyhodnotit jako stisk ovládacího tlačítka. +more Základní princip HW rozhraní DALI a DALI-2 D1: Usměrňovací můstek, aby nezáleželo na polaritě připojení ke sběrnici.

OP1: Přijímací optočlen.

OP2: Vysílací optočlen.

SW: Spínač používaný k vysílání. Spínač musí být schopen sepnout 250 mA a v případě DALI-2 navíc přežít přímé připojení k rozvodné síti (230 V). +more Starší konstrukce obvykle používají bipolární tranzistor zapojený do Darlingtonova zapojení s fototranzistorem v optočlenu, novější MOSFET buzený obvodem, který je schopen udržet ovládací napětí po dobu zkratu.

R1: Rezistor omezující proud procházející skrz LED vysílacího optočlenu.

R2: Rezistor omezující proud procházející skrz fototranzistor přijímacího optočlenu.

R3: Rezistor omezující proud procházející skrz LED přijímacího optočlenu. Lepší je na tomto místě použít proudový stabilizátor.

D2: Zenerova dioda zajišťující, aby přijímací optočlen nesvítil při napětí, které má být považováno za nízkou úroveň. Na rozhodovací úroveň má vliv i úbytek na LED optočlenu, R3, R2 a CTR optočlenu.

ST1: Proudový stabilizátor omezující proud procházející LED přijímacího optočlenu. V DALI-2 musí vydržet trvalé připojení k rozvodné síti (230 V). +more Zpravidla se jedná o nejjednodušší stabilizátor ze dvou tranzistorů a dvou rezistorů.

Formát paketu

Ovládací prvky (master) vysílají pakety dlouhé celkem 19 bitů (1 start, 8 adresa, 8 data, 2 stop) a ovládaná zařízení mohou odpovídat paketem délky 11 bitů (1 start, 8 data, 2 stop). Bity se posílají v pořadí od nejvyššího k nejnižšímu.

Formát paketu rozhraní DALI

Formát adresy

Na začátku a konci adresy se standardně nachází speciální bity a mezi nimi bity adresní: YaaaaaaS. Pozice adresy může sloužit i k přenosu speciálních příkazů. +more * Y určuje typ adresy ** 0aaaaaaS Krátká adresa (0-63). Krátká adresa se nastavuje příkazem 128 StoreDTRasShortAddress, nebo je přidělena v rámci procesu, který začíná speciálním příkazem 258 Initialize a používají se při něm 24b adresy RandomAddress a SearchAddress. ** 1111111S Broadcast - pro všechna zařízení ** 100ggggS Číslo skupiny (0-15). Paket přijmou všechna zařízení, která jsou členem skupiny. Každé zařízení může být členem více skupin. ** 101cccc1 Speciální příkaz (kód 256-271) ** 110cccc1 Speciální příkaz (kód od 272) * S (selector) určuje typ paketu ** 0 (DAPC direct arc power control) Přímé řízení výkonu datovým bajtem. Anglický název vychází z historicky prvního využití u stmívatelných elektronických předřadníků k zářivkám. ** 1 (command) Datový bajt obsahuje příkaz.

Formát dat

Datový byte může být použit k přímé regulaci jasu, nebo obsahuje příkaz. * Přímá regulace jasu: Hodnota datového byte nastaví aktuální jas. +more 0 představuje vypnutí (OFF), 255 je zakázaná hodnota a slouží např. ke zneplatnění scény. 1-254 jsou "svítící" hodnoty a 254 je 100 %. Hodnota může být interpretována buď logaritmicky, nebo lineárně: ** Logaritmická: Výchozí převod na světelný tok je logaritmický, protože i lidské vnímání jasu je logaritmické. 1 představuje jas 0,1 % maximálního. Každý další krok předchozí jas násobí \sqrt[253]{1000}\doteq 1,028. Sousední hodnoty mají tedy stejný poměr a totéž platí i pro vzdálenější. Např. hodnotám vzdáleným 25 odpovídá cca dvojnásobný jas. Při hodnotě 254 je dosaženo 100 %. Ne všechny regulátory dodržují začátek od 0,1 %. Pokud např. horší driver zvládá minimální jas 3 %, tak má nulový jas až do hodnoty kolem 120. ** Lineární: Regulátory je obvykle možné přepnout i do lineárního režimu, kdy procento maximální hodnoty odpovídá procentu maximálního jasu. Hodnota 1 představuje 100/254\doteq 0,39 % maximálního jasu. Přičítáním této hodnoty se dostaneme ke 100 %. * Příkaz: Příkazy mohou měnit jas, nebo parametry driveru. Pokud příkaz potřebuje nějaká data, použije buď část svého kódu, aktuální hodnotu jasu, nebo hodnotu uloženou v registru DTR (data transfer register). ** 0-31 Nepřímé řízení výkonu (Indirect arc power control): Příkazy řídící jas. Např. přechod na následující krok, návrat k uložené hodnotě, rozsvícení na hodnotu nastaveného maxima, nebo minima, nebo podle čísla scény. ** 32-79 Konfigurační příkazy (Configuration commands): Uložení hodnoty do DTR, změna maxima, minima, definování scén a podobně. ** 80-128 Systémové parametry (System parameters settings): Ovládání scén, skupin a adresy. ** 144-196 Dotazy (Query): Příkazy vyžadující odpověď. Dotazy na aktuální hodnoty a stavové informace. ** 227-255 Rozšřující příkazy (Extended commands): Příkazy do normy doplněné později, které souvisí s novějšími technologiemi, např. LED drivery. ** 256+ Speciální příkazy (Special Commands): Příkazy s číslem nad 255. Číslo je předáváno v adresním bajtu, pokud začíná 101, nebo 110. Čísla těchto příkazů tedy vlastně nejsou přímo kódy, ale pořadová čísla za 255. Např. 256 má první byte 10100000. Tučně označená část se pak s dalšími kódy zvyšuje. Aby bylo možné tyto příkazy používat, musí se nejprve použít 258 Initialize, kde je adresa jako druhý byte.

Práce s logaritmickým jasem

0 je zhasnuto (OFF). 1 představuje tisícinu maximálního jasu. +more Každý další krok předchozí jas násobí \sqrt[253]{1000}\doteq 1,027679533. Sousední hodnoty se tedy liší o cca 2,8 %. Při hodnotě 254 je dosaženo 100 %. Jas v % odpovídající hodnotě N od 1 do 254 se vypočítá:.

J[\%]=\frac{100}{1000}\cdot \sqrt[253]{1000}^{N-1}

Interně obvykle nepotřebujeme jas v procentech, takže místo 100 použijeme patřičné maximum, např. 4095 u dvanáctibitové PWM. +more Při výpočtu v malých procesorech je potřeba dávat pozor na kumulaci chyby, jinak se max. jas může dostat desítky procent pod i nad 100 %. Základní vzorec je možné přepočíst na mocninu jiného základu, např. 2. Mnohdy je ale lepší použít tabulku předpočítanou na PC.

Běžně se uvádí tento vzorec:

J[\%]={10}^{\frac{N-1}{253/3}-1}

Dává stejné výsledky jako vzorec s 253. odmocninou. +more Byl užitečný v době tabulek a logaritmických pravítek, kdy nebylo snadné počítat obecné mocniny. V současné době je méně pracné použít první vzorec.

Přehled příkazů

Poznámky: * Tam, kde se v následujících tabulkách vyskytuje adresa zařízení 0aaaaaa1, může být použita i adresa skupiny 100aaaa1, nebo broadcastová 11111111. * Názvy příkazů se v dokumentacích různých výrobců liší (např. +more status_query, QUERY_STATUS, QueryStat), nebo vůbec není uveden, ale funkce příkazu s daným kódem je stejná. Název primárně slouží pro snazší orientaci v tabulkách. * Příkazy s dotazy mohou vést k odpovědi od zařízení: ** N - zařízení odpoví číslem (0-255). ** ano/ne - Ano má hodnotu 255. Když nepřijde odpověď, je to interpretováno jako ne. ** --- - Nejedná se o dotaz, jen je tabulka kvůli jiným dotazům k tomuto účelu formátovaná. * Ve sloupcích dec, hex a bin sekvence se vyskytují tyto znaky: ** Čísla Pokud jsou hexadecimální a obsahují A-F, jsou písmena velká. ** a Tato část čísla je adresa, přesněji krátká adresa. ** g Tato část čísla je číslo skupiny (group). ** s Tato část čísla je číslo scény. ** d Tato část čísla jsou data v obecném smyslu. ** x Na hodnotě nezáleží.

Nepřímé řízení výkonu

Konfigurační příkazy

Nastavení systémových parametrů

Dotazy na stavové informace

Dotazy na nastavení výkonu

Dotazy na systémové parametry

Rozšiřující příkazy pro LED drivery

Speciální příkazy

(jen IEC62386-102)

Odkazy

Reference

Externí odkazy

[url=https://www. digikey. +morero/en/articles/techzone/2013/aug/designing-wired-lighting-control-networks-to-dali-standard]Designing Wired Lighting Control Networks to DALI Standard[/url] * [url=https://www. st. com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/d9/36/cb/e8/b3/63/46/10/CD00287753. pdf/files/CD00287753. pdf/jcr:content/translations/en. CD00287753. pdf]AN3298 STM8S DALI slave library[/url] * [url=http://www. ti. com/lit/an/slaa422a/slaa422a. pdf]Digital Addressable Lighting Interface (DALI) Implementation Using MSP430 Value Line Microcontrollers[/url] * [url=https://www. nxp. com/docs/en/application-note/AN10760. pdf]AN10760 USB-DALI master using the LPC2141[/url] * [url=https://www. nxp. com/docs/en/reference-manual/DRM004. pdf]Designer Reference Manual: Digitally Addressable Lighting Interface (DALI) Unit - Using the MC68HC908KX8[/url] * [url=https://codemercs. com/downloads/ledwarrior/LW07_Datasheet. pdf]LED-Warrior07 DALI to PWM controller one channel[/url] * [url=https://www. renesas. com/in/en/doc/products/tool/doc/005/r20ut0715ej0300_dali. pdf]DALI Master Controller GUI - User's Manual[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20170117130043/http://www. xicato. com/sites/default/files/documents/XIM%20DALI%20User%20Guide_rev. %201. 1. pdf]XICATO XIM DALI User Guide Rev 1. 1[/url] * [url=https://a. storyblok. com/f/158120/x/070bc32fca/dali-comparison-between-dali-and-dali-2-en. pdf]Comparison between DALI & DALI-2[/url].

Kategorie:Hardware Kategorie:Osvětlovací technika Kategorie:Sběrnice