数字可寻址照明接口
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| 國際標準 | IEC 62386，前身为IEC 60929 |
|---|---|
| 開發單位 | IEC（国际电工委员会）及DiiA（数字照明接口联盟） |
| 規範發布 | 1990年代 |
| 使用於 | 照明 |
| 類別 | 照明控制 | ||
|---|---|---|---|
| 前身 | 1-10 V/0–10 V照明控制系统 | ||
| 一般规格 | |||
| 热插拔 | 支持 | ||
| 外接 | 支持 | ||
| 纜線 | 市电级线缆，可独立布设或与电力电缆同管敷设，需遵守当地布线规范 | ||
| 引脚 | 2 | ||
| 连接器 | 1 | ||
| 电力 | |||
| 信号 | 典型值16 V DC | ||
| 最大電壓 | 22.5 V DC | ||
| 最大電流 | 250 mA | ||
| 数据 | |||
| 宽度 | 前向16、24或32位，反向8位 | ||
| 比特率 | 1200 bit/s | ||
| 协议 | 双线总线上的异步半双工串行协议 | ||
| 引脚输出 | |||
| 引脚1 | DA（或DA+） | ||
| 引脚2 | DA（或DA−） | ||
数字可寻址照明接口（DALI）是面向网络化照明控制产品的商标。其底层技术由多家照明设备厂商组成的联盟制定，旨在替代1-10 V/0–10 V照明控制系统，同时作为多种专有协议的开放标准替代方案。DALI、DALI-2和D4i商标均由照明行业联盟DiiA（数字照明接口联盟）所有。
DALI由IEC 62386系列技术标准定义。标准符合性确保不同厂商的设备可实现互操作。符合DiiA测试与认证要求的设备可使用DALI商标，并在DiiA网站上列为注册（DALI第1版）或认证（DALI-2）产品。D4i认证是DALI-2的扩展标准，由DiiA于2019年11月推出。
AG DALI成员此前可使用DALI商标，直至DALI工作组于2017年3月30日解散，商标使用权转至DiiA成员。自2017年6月9日起，数字照明接口联盟（DiiA）负责DALI产品认证[1]。DiiA是IEEE-ISTO的合作伙伴项目。
技术概述
[编辑]DALI网络至少包含一台应用控制器和总线电源（可集成在任意设备中），以及输入设备（如传感器、按钮）和带DALI接口的控制装置（如电子镇流器、LED驱动器和调光器）。应用控制器可通过双向数据交换对每台设备进行控制、配置或查询。与DMX512不同，DALI总线上可同时存在多台控制器。DALI协议支持单设备寻址、组寻址和广播寻址[2]。设备中可存储场景，支持单设备调用、组调用或广播调用。组与场景机制可确保亮度变化同步执行——每个数据包传输约需25毫秒，若64个地址全部调光则需1.5秒。
每台设备分配一个0到63之间的唯一短地址，因此基础系统最多支持64台设备。地址分配通过DALI控制器内置的“调试”协议在总线上完成，通常在所有硬件安装完成后执行，也可随设备添加逐步分配。设备地址通常对应控制同一亮度的一个或多个LED驱动器。DT6驱动器用于单色温应用，DT8驱动器用于色温调节或RGBWW全彩应用——例如灯带中所有“像素点”显示同一颜色的场景。
数据通过双线总线上的异步半双工串行协议传输，固定传输速率为1200 bit/s。采用冲突检测机制，支持总线上多个发送器同时工作。
DALI网络的通信总线仅需一对导线。网络可采用总线型、星型网络拓扑或混合拓扑。与DSI和0–10V设备不同，DALI网络中的每台设备都可独立寻址，因此布线通常比DSI或0–10V系统更少。
总线同时传输信号和提供总线电源。电源提供最高250 mA的限流输出，典型电压为16 V DC；每台设备最多可抽取2 mA电流（总线供电设备除外）[3]: 20,35 。多数设备由市电供电，运动探测器等低功耗设备可直接由DALI总线供电。每台设备输入端均配有桥式整流器，因此无极性要求。总线采用线与（wired-AND）配置，通过将总线短暂短路至低电平发送信号（电源需耐受这种短路，将电流限制在250 mA）。
尽管DALI控制电缆工作在ELV范围内，但不属于安全特低电压（SELV）范畴，因此用户不应直接接触。DALI标准IEC 62386-101（第4.9.2条）将该接口归类为功能特低电压（FELV）。标准同时要求接口与交流市电之间至少具备基本绝缘，接口与设备外壳等用户可接触部分之间具备补充绝缘。第4.10条规定，接口任何部分均不得连接保护地，除非是低功率（小于250mA）总线电源端，或通过Y类安全电容连接。这种非接地接口的要求，意味着不能使用接地导体来满足IEC 60364-4-41第411.7条的FELV要求，进一步强制要求交流市电与接口之间采用基本绝缘。这也意味着接口电缆需达到市电级绝缘要求，可与市电电缆平行敷设或置于包含市电线路的多芯电缆中。
网络电缆的沿线压降不得超过2 V[3]: 19 。在250 mA供电电流下，要求每根导线电阻≤4 Ω。所需线径取决于总线长度，总线电源达到最大额定功率时，300米总线长度推荐最大线径为2.5 mm²。
由于传输速率较低，系统无需安装终端电阻[3]: 21 ，且采用相对较高的电压传输信号（低电平0–4.5 V，高电平16–6.5 V）[3]: 19 ，在强电磁干扰环境下仍可实现可靠通信（这也为每个从设备的桥式整流器留出了充足的电压余量）。
每个比特采用曼彻斯特编码传输（比特“1”在前半周期为低电平，后半周期为高电平；比特“0”则相反），因此每个比特都有一半时间提供电能。总线空闲时持续保持高电平（与数据比特状态不同）。数据帧以“1”作为起始位，后跟8至32个数据位，高位在前（标准RS-232为低位在前），帧后至少跟随2.45 ms的空闲时间。
设备寻址
[编辑]LED驱动器等DALI设备可通过短地址单独控制。此外，每台DALI设备可加入1至16个组，或归属最多16个场景。组内所有设备都会响应发往该组的指令。例如，一间装有4台镇流器的房间，可通过三种常见方式实现从关灯到开灯的控制：
单设备控制
[编辑]使用短地址发送指令，例如：
- DALI短地址1调至100%
- DALI短地址2调至100%
- DALI短地址3调至100%
- DALI短地址4调至100%
该方式的优点是无需预先为每台镇流器编程组和场景信息，过渡的渐变时间可实时选择。
若大量设备需同时变化，需注意每秒最多只能发送40条指令——因此64个独立地址全部调光需1.5秒。例如关闭所有照明设备时，第一台和最后一台镇流器的开关动作会出现肉眼可见的延迟。在镇流器数量较少的房间中，该问题通常不明显，组与场景机制可解决该问题。
设备组控制
[编辑]使用预先分配给房间内镇流器的DALI组，例如短地址1、2、3、4均属于第1组，发送指令：
- DALI组地址1调至100%
该方式的优点是不会出现上述的同步延迟问题。 缺点是每台镇流器需由DALI主机预先编程设置对应的组号和场景信息，渐变时间仍可根据需要实时配置。
广播控制
[编辑]使用DALI广播指令，所有控制装置将统一调至目标亮度，例如：
- DALI广播调至50%
场景
[编辑]设备可存储16个可编程输出电平作为“场景”。单设备、设备组或所有设备均可响应全局场景调用指令，切换至预先配置的亮度——例如观众区调暗、舞台区调亮。（若某设备的场景亮度值设为255，则该设备不响应该场景调用，即排除在场景控制之外。）
系统故障亮度
[编辑]当DALI总线断电时（持续低电平），可触发“系统故障”亮度等级，在控制失效时提供安全兜底亮度；数值设为255的设备不启用该功能。
亮度控制
[编辑]DALI亮度等级由8位数值定义：0代表关灯，1代表最高亮度的0.1%，254代表最高亮度，中间值按对数插值计算，每级亮度提升约2.77%。即非零控制字节x对应的功率等级为103(x−254)/253。 （数值255为保留值，用于冻结当前亮度，不做改变。）
该设计旨在匹配人眼灵敏度的动态范围，使亮度变化感知均匀，同时确保不同厂商设备的亮度等级一致[3]: 21 。
控制装置指令
[编辑]发往控制装置的前向帧长度为16位，由地址字节加操作码字节组成。地址字节指定目标设备或面向所有设备的“特殊指令”。
除特殊指令外，寻址设备时，地址字节的高7位为设备地址，最低位用于定义操作码字节的含义：“0”表示操作码为亮度等级（ARC），“1”表示操作码为控制指令。
多数据包指令用于更复杂的任务，例如设置RGB颜色。这类指令使用三个“数据传输寄存器”（DTR、DTR1、DTR2），寄存器值可读写，或作为后续指令的参数。例如，将当前ARC亮度复制到DTR，再将DTR值保存为场景。显然，不同设备中的DTR值可以不同。
地址字节（AB）格式：
0AAA AAAS：目标设备0 ≤ A < 64100A AAAS：目标组0 ≤ A < 16，每台控制装置可加入任意或全部组1111 110S：无地址广播1111 111S：广播1010 0000 至 1100 1011：特殊指令1100 1100 至 1111 1011：保留
| 十六进制值 | 指令 | 说明 | 应答 |
|---|---|---|---|
| 控制指令 | |||
| AB | DAPC（亮度调节） | 使用当前渐变时间将地址AB处设备的目标亮度设为目标值（0-254），或停止正在进行的渐变（255）。[S位必须为0] | |
| 00 | OFF | 无渐变直接将目标亮度设为0 | |
| 01 | UP | 以当前渐变速率开始或持续向上渐变200毫秒 | |
| 02 | DOWN | 以当前渐变速率开始或持续向下渐变200毫秒 | |
| 03 | STEP UP | 无渐变，目标亮度提升1级 | |
| 04 | STEP DOWN | 无渐变，目标亮度降低1级 | |
| 05 | RECALL MAX LEVEL | 无渐变，将目标亮度设为最大值 | |
| 06 | RECALL MIN LEVEL | 无渐变，将目标亮度设为最小值 | |
| 07 | STEP DOWN AND OFF | 无渐变，目标亮度降低1级；若已处于最低亮度则关灯 | |
| 08 | ON AND STEP UP | 无渐变，目标亮度提升1级；若当前关闭则开启至最低亮度 | |
| 09 | GO TO LAST ACTIVE LEVEL | 使用当前渐变时间，将目标亮度设为上一个有效（非零）亮度 | |
| 10+s | GO TO SCENE（场景号） | 使用当前渐变时间，将目标亮度设为对应场景中存储的值；若场景存储值为255则不变化 | |
| 配置指令 | |||
| 20 | RESET | 将所有变量恢复为默认值 | |
| 21 | STORE ACTUAL LEVEL IN DTR0 | 将当前实际亮度（输出亮度）存入寄存器DTR0 | |
| IDENTIFY DEVICE | 启动临时设备识别流程，如闪烁灯光、发出提示音或发射射频信标 | ||
| 2A | SET MAX LEVEL (DTR0) | 将最大亮度设为DTR0的值 | |
| 2B | SET MIN LEVEL (DTR0) | 将最小亮度设为DTR0的值 | |
| 2C | SET SYSTEM FAILURE LEVEL (DTR0) | 将系统故障亮度设为DTR0的值 | |
| 2D | SET POWER ON LEVEL (DTR0) | 将上电亮度设为DTR0的值 | |
| 2E | SET FADE TIME (DTR0) | 将渐变时间设为DTR0的值 | |
| 2F | SET FADE RATE (DTR0) | 将渐变速率设为DTR0的值 | |
| SET EXTENDED FADE TIME (DTR0) | 将扩展渐变时间乘数与扩展渐变时间基数两个4位变量设为DTR0的值 | ||
| 40+s | SET SCENE (DTR0, 场景X) | 将场景X的亮度值设为DTR0的值 | |
| 60+g | ADD TO GROUP（组号） | 将控制装置加入指定组 | |
| 查询指令 | |||
| 90 | QUERY STATUS | 查询控制装置当前状态。应答位：0=控制装置故障；1=灯具故障；2=灯具开启；3=限值错误；4=渐变进行中；5=复位状态；6=短地址被屏蔽；7=上电周期已检测 | XX |
| 92 | QUERY LAMP FAILURE | 查询控制装置是否检测到灯具故障 | 是/否 |
| A0 | QUERY ACTUAL LEVEL | 查询控制装置当前实际输出亮度 | XX |
控制设备指令
[编辑]DALI-2标准[7]新增了控制设备的标准化定义。控制设备包括输入设备（如日光传感器、被动红外人体存在传感器、手动照明控制器），也包括作为系统“大脑”的应用控制器——基于信息做出决策并控制灯具等设备。控制设备也可同时具备应用控制器和输入设备的功能。控制设备使用24位前向帧，控制装置不会响应该类帧，因此总线上最多可同时存在64台控制设备和64台控制装置。
D4i
[编辑]DiiA于2018至2019年发布了多项新规范，扩展了DALI-2的电源与数据功能，特别适用于灯具内部DALI系统。应用场景包括室内外灯具以及小型DALI系统。通过D4i商标认证的产品表明其具备这些新增功能。
色彩控制（DT8）
[编辑]IEC 62386-209定义了色彩控制装置，描述了多种色彩类型与色彩控制方式。其中最常用的是可调白光（Tc），并于2020年1月加入DALI-2认证范围[8]。
应急照明
[编辑]IEC 62386-202定义了自带电源的应急照明设备，功能包括功能测试与持续时间测试的自动触发，以及测试结果记录。目前这类设备纳入DALI第1版注册范围，DALI-2认证测试正在开发中。这类DALI第1版产品可与DALI-2产品在同一系统中混合使用，预计不会出现兼容性问题[9]。
无线扩展
[编辑]IEC 62386-104[10]定义了传统有线DALI总线系统的多种无线与有线传输替代方案[11]。DiiA正与其他行业协会合作，推动基于特定无线载体的DALI-2产品认证工作。
也可通过应用网关实现DALI与无线通信的结合，网关在DALI与所选无线协议之间转换。这类网关目前尚未标准化，DiiA正与其他行业协会制定相关规范与测试标准，以实现该目标。DiiA：DALI与无线
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ DiiA acquires DALI trademarks (PDF). Digital Illumination Interface Alliance - IEEE Industry Standards and Technology Organization. 2017-06-09 [2017-07-23].
- ^ Standards - Digital Illumination Interface Alliance.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Digital Addressable Lighting Interface (PDF). DALI. DALI AG, Activity Group, ZVEI-Division Luminaires. September 2001 [2013-07-12]. （原始内容 (PDF)存档于2013-06-27）.
- ^ IEC 62386-102
- ^ Rayzig version 2.207. [2020-11-13]. （原始内容存档于2020-11-13）.
- ^ Digitally Addressable Lighting Interface (DALI) Unit Using the MC68HC908KX8 – Designer Reference Manual (PDF). （原始内容 (PDF)存档于2020-11-13）.
- ^ IEC 62386-103
- ^ DiiA News. DiiA Website. DiiA. 2020 [2020-03-04].
- ^ DALI-2 versus DALI version-1. DiiA Website. DiiA. 2018 [2020-03-04]. （原始内容存档于2020-03-02）.
- ^ IEC 62386-104:2019 | IEC Webstore.
- ^ DiiA News. DiiA Website. DiiA. 2019 [2019-03-20].
