大力哥谈 DALI - DALI 的前世今生

始于1991年的DSI协议,奥地利厂商Tridonic利用数字信号实现照明控制。1998年,欧洲照明设备厂商联合开发DALI协议,旨在提供低成本、接线简单的数字控制解决方案。DALI支持单灯控制并能返回灯具状态数据。2002年,DALI成为IEC标准的一部分。2017年起,DiiA成为DALI协议的国际联盟组织。

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概述

不像zigbee、蓝牙、Wi-Fi,DALI 是一个面向照明控制的专业协议标准,生来目标明确。由于实现简单,尽管有着诸多的不足和限制,还是迅速成为专业照明控制领域最流行的标准。

缘起

在1980年代,商业照明对通过控制来节能的需求越来越强烈。起初模拟信号(如1-10V信号)控制被用来对荧光灯进行集中控制,但是布线复杂,价格昂贵。

1991年,奥地利厂商Tridonic(锐高)成为第一个使用数字信号(DSI 广播方式的协议)实现照明控制的公司。DSI是一个非常基础的协议,它通过发送一个控制数值来改变挂到总线上的灯具的亮度。更具吸引力的是,和模拟控制方式相比,DSI的部署接线非常简单。DSI 线路只需要两根电线,灯具设备串行相连,和模拟控制方式相比,减少了布线。并且和DMX(舞台灯光控制协议)相比,它对线缆的规格要求很低。甚至,它对接线的极性都没有要求。这样一来,没有经过正式培训的人员也能来安装和实现一个照明控制系统。DSI协议满足了集中控制的原始需求而且还还十分具有价格竞争力,但是协议标准当时只属于Tridonic,其他公司都不愿意使用。还有一点,DSI广播的方式缺少对单个灯具的控制。

发展

1998年,为了针对商业照明市场设计一个行业开放的数字协议,一个欧洲照明设备厂商联合组织开发了DALI (Digital Addressable Lighting Interface)。 当时对这个协议的需求有:

  • 低成本,接线简单

  • 单灯控制

  • 能够从灯具返回状态数据

  • 能够支持添加传感器和其他私有设备

最初的目的是将DALI协议授权给其他厂商使用,但是最终为了更广泛的接受度而丢弃了有关授权费用的要求。

到了1990年代末, 德国电气电子厂商协会(German Electrical and Electronic Manufacturers’ Association ,ZVEI)的灯具分会成立了贸易联盟DALI-AG来推广DALI协议和相关产品,这个工作组的成员来自于像OSRAM、Tridonic、Philips以及其他商业照明领域的领导厂商。DALI 在2001年首次发布后就得到了广泛的采用并且越来越流行,甚至应用到商业照明以外的领域,比如经常有将DALI和DMX系统集成到一起进行集中控制的案例。

从1990年代中期起,IEC(International Electrotechnical Commission , 国际电工协会)下属的一个委员会最终开发了完整的DALI协议。这个标准实际上是一个妥协,一部分成员想要扩展DALI的能力来寻找新的市场,而另一部分成员却因为想避免和自己已有的产品出现竞争而要限制DALI的能力。

美国国家电气厂商协会(National Electrical Manufacturers Association, NEMA)下的有线设备、控制器和灯具控制专业委员会作为IEC的联络单位,在2000年设立了DALI分会。同一年,NEMA为提案的DALI协议征求北美照明工程协会(Controls Committee of the Illuminating Engineering Society of North America ,IESNA)下的控制委员会的意见。在2002年夏天,DALI正式被IEC接受为EN60929标准的附录E和G。

DiiA和DALI-2

在2009年以前,DALI协议内容在EN 60929的附录(Appendix E)中定义。2009年之后DALI开始作为独立的国际标准IEC 62386来制定和发布。

从2017年起,DiiA (The Digital Illumination Interface Alliance, 数字照明接口联盟)收购了DALI AG拥有的DALI注册商标,成为DALI协议的国际联盟组织, 负责推广DALI标准、制定新的协议和建立规范认证流程。

从2014年起,DALI标准进行了重构形成了最新版本的DALI-2标准,对以前的标准进行了众多的改进和增强,目前DALI-2的多个子标准正在开发中。

参考资料

  1. The DALI Guide, Artistic Licence

  2. Turned on by DALI, csemag.com/articles/tur

  3. DALI Manual, Tridonic

  4. DiiA Webiste, https://www.digitalilluminationinterface.org



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<think>好的,用户想要查找关于在ATXMEGA32E5微控制器上实现DALI-Master的技术资料或方法。我需要先理解DALI协议的基本要求和ATXMEGA32E5的特性。 首先,DALI(数字可寻址照明接口)是一种用于照明控制的通信协议,通常需要主控制器(Master)来发送指令。根据提供的引用资料,尤其是引用[2]和[3],DALI-2协议需要符合IEC 62386系列标准,并且兼容锐高、欧司朗等品牌的系统。ATXMEGA32E5是Atmel(现Microchip)的一款微控制器,具备丰富的外设,可能适合用于DALI主控的实现。 接下来,我需要考虑DALI的物理层要求。DALI总线使用双线差分信,电压通常在±6.5V到±22V之间。因此,硬件设计需要电平转换电路,将微控制器的逻辑电平转换为DALI总线电平。这可能涉及到使用光耦或专用的DALI收发芯片,如TDA5210或类似的器件。引用[1]提到DALI接口接入AC电源,需要注意电源隔离和防误接保护,这可能也是硬件设计的一部分。 软件方面,DALI主控需要处理帧的发送和接收,包括前导码、地址位、数据位和停止位。ATXMEGA32E5的USART或定时器外设可能用于生成精确的曼彻斯特编码,确保符合DALI的时序要求。引用[4]和[5]提到DALI-2的认证要求,因此软件需要遵循相关协议标准,如IEC62386-102和IEC62386-202,确保兼容性。 用户可能需要示例代码或配置步骤。例如,配置定时器生成曼彻斯特编码的中断,或者使用USART在特定波特率下通信。同时,DALI的地址分配、场景控制等功能需要软件逻辑来实现。引用[3]提到的NFC设置参数功能可能超出当前需求,但说明模块可能需要处理配置存储,这可能需要EEPROM或Flash存储。 另外,用户可能需要了解如何通过ATXMEGA32E5实现与现有DALI从设备的兼容性,如锐高的Push DIM功能,引用[2]和[3]都提到了这一点。这可能涉及特定的指令处理或定时配置。 最后,需要验证设计是否符合DALI-2认证标准,引用[5]强调认证的重要性,确保产品可以合法使用DALI商标。因此,建议用户在开发过程中参考DiiA的认证要求,并可能使用已认证的组件。 综上所述,回答需要涵盖硬件设计、软件实现、协议处理以及认证注意事项,并提供相关的参考资料和可能的问题。确保使用正确的LaTeX格式,如DALI总线电压范围写成$±6.5V$至$±22V$,并引用对应的文献。</think>### DALI-Master在ATXMEGA32E5微控制器上的实现方法 #### 1. **硬件设计要点** - **DALI接口电路**:DALI总线需满足$±6.5V$至$±22V$的差分信要求。建议使用光耦隔离(如HCPL-2630)或专用DALI收发芯片(如TDA5210)进行电平转换[^1][^2]。 - **电源设计**:DALI总线电源需兼容$50/60Hz$的$AC100-300V$输入,并通过复位开关连接L/N端。注意防误接保护电路的设计[^1]。 - **微控制器配置**:ATXMEGA32E5的USART模块需配置为半双工模式,支持曼彻斯特编码的生成与解码,波特率为$1200bps$。 #### 2. **软件实现核心步骤** - **协议栈开发**:需遵循IEC62386-102(通用要求)和IEC62386-207(控制装置)标准协议,处理地址分配、群组控制、调光指令(如$0-254$级调光)等功能[^4]。 - **曼彻斯特编码**:通过定时器中断或硬件PWM生成精确的时序,确保前导码($1ms$高电平+$1ms$低电平)和数据帧(每位$416.7μs$)的准确性。 - **Push DIM功能兼容**:需支持锐高等品牌的快速调光指令,通过软件解析特定DALI指令(如`0xFE`场景调用)实现[^2][^3]。 #### 3. **关键代码示例** ```c // ATXMEGA32E5的DALI发送函数示例 void DALI_SendFrame(uint8_t address, uint8_t data) { uint16_t frame = (address << 8) | data; for (int i = 0; i < 16; i++) { if (frame & 0x8000) { USARTD0.DATA = 0xFF; // 发送逻辑"1"(曼彻斯特编码下降沿) } else { USARTD0.DATA = 0x00; // 发送逻辑"0"(曼彻斯特编码上升沿) } frame <<= 1; _delay_us(416.7); // 确保每位时间精度 } } ``` #### 4. **认证与兼容性** - 若需通过DALI-2认证,需确保代码符合DiiA联盟的测试规范,并集成故障检测、参数存储(如NFC配置功能)等特性[^5]。 - 可参考锐科光电的DALI模块设计(如RK-DALIT1-V3),其采用进口单片机芯片实现协议转换,调光范围$1\%-100\%$。
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