DALI调光调色技术在会议室智能照明系统中的应用*

李 军, 凌 宇

(中山市中大半导体照明技术研究有限公司, 广东 中山 528400)

0 引 言

会议室是每个政府机关及企事业单位的日常办公的必备场所,承担着单位内部或对外交流活动的重要角色。随着科技的发展和社会的进步,会议室的设备配置向着人性化和智能化的趋势发展。

在此背景下,会议室的照明设计不仅需要满足基本的照明要求,同时还应遵从“人因照明”的原则,即能依据各种会议活动的性质和需要营造最合适的照明环境,可以最大限度地模拟自然光的变化,包括亮度和色温的调节。

本文提出了一套基于数字可寻址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface,DALI)调光调色技术的智能照明控制系统方案和实现方法,并通过典型会议室的实践验证其可行性及效果。

1 会议室智能照明的需求分析

以典型的会议室设计为例,照明灯具及设施布局如图1所示。一般,会议室的照明与控制系统的设计应满足以下各项基本需求:

(1) 采用高效节能的光源,既节省照明电费开支,又体现绿色环保的理念。

(2) 控制系统支持灯具亮度和色温的独立寻址控制,可实现灯光与窗帘联动,能为各种会议活动提供适当的、可预设和调节的照明光环境。

(3) 使用墙壁控制面板实现一键式照明场景切换的操作,简化照明控制的操作。

(4) 当会议室照明的需求发生变化时,可随时进行照明控制参数配置的修改。

为满足上述设计需求,采用LED光源是最合适的选择。LED光源因其寿命长、环保和节能等突出特性在商业领域中已逐步得到用户的认可,并广泛应用;另外,采用双色温光源的LED灯具还能实现亮度和色温的可控可调,非常适合与调光调色照明控制系统结合应用。

照明控制系统的技术方案要综合可靠性、开放性、灵活性和标准化等多方面的因素选择,尤其考虑需要支持调光调色的光源驱动,采用基于DALI协议的照明控制系统是最佳的选择。

图1 照明灯具及设施布局

2 会议室照明中应用DALI技术的优点

DALI 是专门为照明控制系统而制定的数据传输协议。在DALI照明控制系统中,所有照明控制均由控制器(如照明控制面板、传感器或网关等)以寻址指令的方式发出,总线上的DALI接口驱动设备具备各自可编程配置的独立地址和分组地址,并能执行总线上由控制器发出的相应寻址指令。在会议室照明中应用DALI技术存在如下优点:

(1) 控制协议及系统设备具有开放性和标准化。DALI 支持“开放式系统”的概念,以保证不同制造商生产的DALI设备相互兼容。DALI在2009年已成为IEC 62386—2009系列国际标准,而DALI2标准 IEC 62386—2014在2014年11月发布。另外,GB/T 30104.201—2013(IEC 62386-201:2009)《数字可寻址照明接口 第201部分:控制装置的特殊要求 荧光灯(设备类型0)》已于2014年11月正式实施。目前,在市场上已有大量和相互兼容的DALI标准化产品和服务,能最大限度地满足用户对DALI照明控制系统及其设备经济性和可维护性的要求。

(2) 系统中每个独立光源可独立寻址及精确调光和色温调节控制。DALI照明系统中的每个受控灯具可以通过独立地址、组地址或广播地址的寻址方式执行照明控制指令。可执行的照明控制指令可以为指定功率(亮度)等级、指定色温值、场景调用或逐步调光等各种常用操作。单一DALI照明总线系统支持最多64个独立寻址灯具、16个灯具分组以及16个场照明场景预设。

(3) 工程安装、施工简单易行。DALI总线只需要一对普通导线,所有受控灯具及照明控制器均并联在此对导线上,且对DALI总线的接入没有极性要求,无需对接入系统的控制设备和灯具预先分配供电回路。DALI照明控制系统采用分散控制的总线架构,甚至无需配备专用的照明控制设备机柜。

(4) 系统配置灵活可变。DALI设备在安装前无需预设地址,工程安装时可通过系统软件自动寻找各种DALI设备,并随意配置独立地址及分组。灯具的控制参数(包括灯具的最大、最小亮度值,16个场景和场景切换渐变时间等)均可随意配置。

(5) 控制设备易于扩展。DALI照明控制系统易于透过网关设备接入其他通信协议网络,并实现不同协议网络之间的信息交换,例如通过DALI-WiFi网关设备,智能手机或PC机可通过无线WiFi网络实现照明控制和系统配置等操作。

综上所述,DALI照明控制系统有别于回路开关控制的照明系统,能够实现精确到单个灯具的照明控制,容易构建最适宜的照明光环境,满足会议室照明光环境灵活设置、方便操作的需要。

3 系统设计

3.1 系统结构及设备功能

照明控制系统设备的DALI总线连接如图2所示。其线路结构非常简单,仅需要将所有设备都以并联方式挂接在DALI总线上,即完成所有设备的通信连接,且对于DALI总线的接入无需区分极性。但对于需要220 V市电供电的设备,则还需要接入供电回路,所有的系统设备原则上仅需要接入一个市电供电回路。

图2 照明控制系统设备的DALI总线连接

照明控制系统中相关设备的功能作用如下:

(1) DALI总线电源。主要功能是为DALI总线提供最大电流250 mA、直流电压16 V的电力供应。

(2) TCP-DALI网关。主要功能是通过TCP/IP网络实现移动设备或计算机与DALI接口设备的信息交换。

(3) 控制面板。用户可以通过嵌墙式控制面板按键实现一键式照明场景的切换,以及灯具开关、亮度、色温调节及电动窗帘的行程控制等操作。

(4) 调光调色驱动及LED灯。调光调色驱动必须符合DALI标准Type8(颜色控制器)类型,LED灯具的光源必须具备3 000 K、6 000 K双色温的光源。调光调色驱动及LED灯的主要功能是执行DALI总线上的照明控制指令,实现会议室照明光的场景切换、灯具调光调色等操作。

(5) 窗帘驱动及电动窗帘。主要功能是执行DALI总线上的窗帘控制指令,以调节外界光线对会议室内部光环境的影响。

3.2 系统安装及调试方案

为使整个系统的运作能正常运作,除了正确安装设备、DALI总线及供电线路外,还需要根据设计及实际运行需求对系统设备进行参数配置,其操作流程如下:

(1) 在PC上运行专用的系统配置软件,并选择TCP接口接入DALI控制系统。

(2) 以广播方式向所有灯具间隔1 s轮流发送最大功率等级和关闭指令,若发现有不受控制的灯具,应检查该灯具的线路连接,修复后重新进行测试,直至确认所有灯具均可受控。

(3) 对驱动器(包括灯具驱动器和窗帘驱动器)进行基本参数设置,包括独立地址、分组地址、场景预设值和场景渐变时间值等。该案例设置4个场景:S0明亮模式,S1温暖模式,S2投影模式,S3休闲模式。各场景模式中每个灯具的亮度、色温以及窗帘行程状态均可在软件中配置。当按下投影模式按键时,所有的筒灯熄灭,会议桌上的小射灯呈低亮度、低色温,同时会关闭所有的窗帘,使与会者的注意力集中在投影屏幕上。

(4) 利用PC专用编辑软件对墙壁按键面板的6个按键和1个旋钮按键进行参数设置,可设置的参数包括受控灯具或设备的地址及发送的控制指令。控制面板的按键配置参数如表1所示。墙壁按键面板如图3所示。

表1 控制面板的按键配置参数

(5) 测试墙壁控制按键的操作效果,并根据实际情况调整有关场景的配置。

图3 墙壁按键面板

4 结 语

主要论述了基于DALI调光调色技术的会议室LED智能照明系统的应用方案。经实践证明,

该方案具备施工简单、配置灵活、场景丰富可调、灯具亮度和色温精准调节、窗帘行程控制、灯光联动、按键面板操控方便等优点,将在会议室照明系统项目中得到进一步的推广应用。

收稿日期：2018-07-20