DALI照明控制：面向未來(lái)綠色建筑的可持續(xù)解決方案

在地球變暖和能源問(wèn)題持續(xù)發(fā)展的情況下，提高能源效率并注重人們的健康和舒適性的可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑變得至關(guān)重要，而節(jié)能且智能的照明系統(tǒng)DALI是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。本文將為您深入解說(shuō)DALI。

——Li Junyi

Staff Application Engineer

DALI是什么

DALI是一種面向照明的通信標(biāo)準(zhǔn)，能夠接受來(lái)自傳感器和開(kāi)關(guān)的信號(hào)，并能夠單獨(dú)控制每個(gè)照明設(shè)備。那么，讓我們來(lái)看看與傳統(tǒng)通信方式相比，DALI有何優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)通信方式

傳統(tǒng)的照明控制主要使用PWM或模擬電壓信號(hào)進(jìn)行控制，通常是以組為單位進(jìn)行控制。因?yàn)槭墙y(tǒng)一控制某一區(qū)域的照明，所以很難單獨(dú)控制每個(gè)照明設(shè)備（比如窗戶(hù)旁的照明設(shè)備和走廊的照明設(shè)備），這給實(shí)現(xiàn)利用外部光源進(jìn)行節(jié)能控制帶來(lái)了挑戰(zhàn)。此外，控制設(shè)備無(wú)法接收照明設(shè)備的狀態(tài)或錯(cuò)誤信息，維護(hù)起來(lái)也很麻煩。雖然一些系統(tǒng)采用獨(dú)有方式進(jìn)行單獨(dú)控制，但不同制造商之間不能進(jìn)行通信和控制。當(dāng)建筑業(yè)主和設(shè)計(jì)公司在選擇照明設(shè)備時(shí)，考慮到設(shè)計(jì)和性能，照明產(chǎn)品的選擇范圍很有限。

DALI

DALI（Digital Addressable Lighting Interface）使用數(shù)字信號(hào)，為每個(gè)設(shè)備分配地址，并采用雙向通信方式。這不僅允許單獨(dú)控制每個(gè)照明設(shè)備，而且控制設(shè)備也能了解照明設(shè)備的狀態(tài)。這樣便可以準(zhǔn)確掌握傳感器和照明設(shè)備的狀態(tài)而進(jìn)行更詳細(xì)的控制。此外，DALI是一種開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，因此可以在不同制造商的產(chǎn)品之間進(jìn)行通信和控制。這為建筑業(yè)主和設(shè)計(jì)公司提供了更多選擇，消除了傳統(tǒng)通信方式的限制。

通過(guò)DALI的數(shù)字控制，可以自由調(diào)節(jié)照明的亮度和顏色，為提高能源效率和實(shí)現(xiàn)舒適的照明環(huán)境做出了很大的幫助。此外，由于DALI具有高度的互操作性，可以與開(kāi)關(guān)或傳感器等各種輸入設(shè)備協(xié)同工作，進(jìn)行更高級(jí)的照明控制，進(jìn)一步優(yōu)化建筑物的照明環(huán)境。例如，通過(guò)使用人體傳感器檢測(cè)人的存在與否，只在有人的地方開(kāi)燈。

DALI所具有的可能性

DALI因其靈活的照明控制和高能效而被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)社會(huì)的一種解決方案，尤其是對(duì)于綠色建筑的發(fā)展，是一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。

通過(guò)使用DALI，可以在需要時(shí)僅將建筑內(nèi)的照明調(diào)節(jié)到所需的亮度，例如在外部光線十分充足的情況下調(diào)低建筑內(nèi)的照明亮度。這大大減少了不必要的電力消耗，并顯著提高了能源效率。結(jié)果是，可以降低整個(gè)建筑的CO2排放量，從而有助于減緩全球變暖。此外，使用DALI進(jìn)行照明控制還可以提高人們的舒適性和生產(chǎn)力。例如，通過(guò)根據(jù)一天中的不同時(shí)間段改變照明的顏色，可以支持人們的生物節(jié)律，以此提高環(huán)境的舒適度。

目前，DALI無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的制定正在進(jìn)行中，未來(lái)，設(shè)備的靈活性將得到極大提高，不再需要布線工作。這將大大減少安裝的工作量，使更加自由的布局成為可能。

總的來(lái)說(shuō)，DALI是實(shí)現(xiàn)未來(lái)綠色建筑的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)瑞薩的DALI解決方案，可以更加簡(jiǎn)單、容易、快速地實(shí)現(xiàn)出色的DALI通信方式。

瑞薩的DALI解決方案

DALI是基于IEC62386國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字照明控制接口。IEC62386為各個(gè)部分（Part）設(shè)定了詳細(xì)的規(guī)范要求，以應(yīng)對(duì)照明控制的不同方面和功能。這使得整個(gè)照明系統(tǒng)的操作成為可能。在IEC62386的應(yīng)用和推進(jìn)中，一個(gè)叫做DiiA1的行業(yè)組織起著重要作用。瑞薩電子是首家成為DiiA成員和常規(guī)成員的半導(dǎo)體制造商，為了提供可靠性高的DALI解決方案，也是唯一使用官方測(cè)試器來(lái)驗(yàn)證協(xié)議棧的半導(dǎo)體制造商。

瑞薩的DALI-22 Total Solution支持Control Gear（如照明設(shè)備）和Control Device（如路由器等主設(shè)備）兩者，可以對(duì)IEC62386的主要部分進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。使用瑞薩的解決方案可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的協(xié)議棧和應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，使用此解決方案預(yù)計(jì)可將開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短約半年到1年。

Source: Standards - Digital Illumination Interface Alliance (dali-alliance.org)

Control Gear及其魅力

Control Gear在照明控制系統(tǒng)中扮演從屬設(shè)備的角色。具體來(lái)說(shuō)，它是用于控制照明設(shè)備本身，如LED照明和舞臺(tái)燈光的設(shè)備。

瑞薩的DALI-2 Control Gear使用符合IEC62836-102標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)。可以調(diào)整照明設(shè)備的操作，并根據(jù)各種照明環(huán)境的需求進(jìn)行特定的控制。特別是，它還支持對(duì)LED照明和舞臺(tái)燈光的特定要求，即207LED和209Tc。

此外，它使用了配備有DALI通信和數(shù)字電源外圍功能的RL78/I1A。RL78/I1A集成了可編程增益放大器（PGA）、高速比較器（CMP）等高級(jí)模擬功能，可以減少CPU負(fù)載和代碼大小，從而降低總體成本。這對(duì)于希望開(kāi)發(fā)高效和經(jīng)濟(jì)的照明控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)是非常有吸引力的特點(diǎn)。

為了確保可靠性，該堆棧已通過(guò)官方DALI測(cè)試器進(jìn)行測(cè)試。這確保了Control Gear能夠按計(jì)劃工作，并將出現(xiàn)意料外的問(wèn)題的可能性降到最低。

Control Device及其魅力

Control Device扮演著主控設(shè)備的角色。在照明控制系統(tǒng)中，它主要負(fù)責(zé)控制信號(hào)的發(fā)送和接收，并根據(jù)需要操作照明設(shè)備（Control Gear）。

瑞薩的DALI-2 Control Device使用RL78/G23。此輸入設(shè)備支持抗噪音的觸摸功能，與機(jī)械式開(kāi)關(guān)相比，設(shè)計(jì)的自由度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)外觀上更好看的開(kāi)關(guān)。另外，通過(guò)SMS（Snooze Mode Sequencer）3功能進(jìn)行DALI傳輸和操作，通過(guò)減少CPU負(fù)載和定時(shí)器數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的DALI功能。這使得用戶(hù)能夠獲得無(wú)縫和高質(zhì)量的照明控制體驗(yàn)。

通過(guò)FreeRTOS和DALI應(yīng)用控制器庫(kù)（符合IEC62386-103標(biāo)準(zhǔn)）還支持云環(huán)境。這使得可以遠(yuǎn)程管理照明控制。可以通過(guò)Web（AWS）、PC（GUI）和開(kāi)關(guān)三種方式進(jìn)行，可以根據(jù)場(chǎng)景和用戶(hù)偏好進(jìn)行選擇。

此外，還支持用戶(hù)認(rèn)證和OTA（Over The Air）更新，提高了安全性和便利性。考慮到未來(lái)的擴(kuò)展，還配備了支持32位以上專(zhuān)有幀的DALI驅(qū)動(dòng)程序。這使得系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期適應(yīng)不斷發(fā)展的照明控制需求。

我們相信，DALI解決方案在未來(lái)的可持續(xù)照明控制系統(tǒng)中將發(fā)揮重要作用。為了最大限度地利用其魅力和潛力，Control Gear和Control Device的集成和相互作用是至關(guān)重要的。此外，瑞薩的高可靠性解決方案具有在成本和效率之間取得平衡的能力，以滿(mǎn)足不斷變化的建筑需求。并且，作為DiiA的常規(guī)成員，瑞薩電子積極參與新標(biāo)準(zhǔn)的研究，并持續(xù)開(kāi)發(fā)新的技術(shù)（棧比如無(wú)線），能夠持續(xù)適應(yīng)最新的照明控制要求。利用瑞薩的DALI解決方案，向?qū)崿F(xiàn)未來(lái)的可持續(xù)和舒適的建筑邁出一步。

1. DiiA：Digital Illumination Interface Allianceの縮寫(xiě)，是一個(gè)行業(yè)組織，致力于推廣和發(fā)展照明通信標(biāo)準(zhǔn)DALI。DiiA開(kāi)發(fā)DALI的技術(shù)規(guī)范，并執(zhí)行符合這些規(guī)范的產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃。

2. DALI-2：DALI的改進(jìn)版本，它擴(kuò)展了DALI的功能，提高了通信可靠性和控制精度。

3. SMS：Snooze Mode Sequencer的縮寫(xiě)，是一種可以獨(dú)立于CPU執(zhí)行處理的功能。