李 軍, 凌 宇

(中山市中大半導(dǎo)體照明技術(shù)研究有限公司, 廣東 中山 528400)

0 引 言

會(huì)議室是每個(gè)政府機(jī)關(guān)及企事業(yè)單位的日常辦公的必備場(chǎng)所,承擔(dān)著單位內(nèi)部或?qū)ν饨涣骰顒?dòng)的重要角色。隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,會(huì)議室的設(shè)備配置向著人性化和智能化的趨勢(shì)發(fā)展。

在此背景下,會(huì)議室的照明設(shè)計(jì)不僅需要滿足基本的照明要求,同時(shí)還應(yīng)遵從“人因照明”的原則,即能依據(jù)各種會(huì)議活動(dòng)的性質(zhì)和需要營(yíng)造最合適的照明環(huán)境,可以最大限度地模擬自然光的變化,包括亮度和色溫的調(diào)節(jié)。

本文提出了一套基于數(shù)字可尋址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface,DALI)調(diào)光調(diào)色技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)方案和實(shí)現(xiàn)方法,并通過典型會(huì)議室的實(shí)踐驗(yàn)證其可行性及效果。

1 會(huì)議室智能照明的需求分析

以典型的會(huì)議室設(shè)計(jì)為例,照明燈具及設(shè)施布局如圖1所示。一般,會(huì)議室的照明與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下各項(xiàng)基本需求:

(1) 采用高效節(jié)能的光源,既節(jié)省照明電費(fèi)開支,又體現(xiàn)綠色環(huán)保的理念。

(2) 控制系統(tǒng)支持燈具亮度和色溫的獨(dú)立尋址控制,可實(shí)現(xiàn)燈光與窗簾聯(lián)動(dòng),能為各種會(huì)議活動(dòng)提供適當(dāng)?shù)?、可預(yù)設(shè)和調(diào)節(jié)的照明光環(huán)境。

(3) 使用墻壁控制面板實(shí)現(xiàn)一鍵式照明場(chǎng)景切換的操作,簡(jiǎn)化照明控制的操作。

(4) 當(dāng)會(huì)議室照明的需求發(fā)生變化時(shí),可隨時(shí)進(jìn)行照明控制參數(shù)配置的修改。

為滿足上述設(shè)計(jì)需求,采用LED光源是最合適的選擇。LED光源因其壽命長(zhǎng)、環(huán)保和節(jié)能等突出特性在商業(yè)領(lǐng)域中已逐步得到用戶的認(rèn)可,并廣泛應(yīng)用;另外,采用雙色溫光源的LED燈具還能實(shí)現(xiàn)亮度和色溫的可控可調(diào),非常適合與調(diào)光調(diào)色照明控制系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用。

照明控制系統(tǒng)的技術(shù)方案要綜合可靠性、開放性、靈活性和標(biāo)準(zhǔn)化等多方面的因素選擇,尤其考慮需要支持調(diào)光調(diào)色的光源驅(qū)動(dòng),采用基于DALI協(xié)議的照明控制系統(tǒng)是最佳的選擇。

圖1 照明燈具及設(shè)施布局

2 會(huì)議室照明中應(yīng)用DALI技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

DALI 是專門為照明控制系統(tǒng)而制定的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。在DALI照明控制系統(tǒng)中,所有照明控制均由控制器(如照明控制面板、傳感器或網(wǎng)關(guān)等)以尋址指令的方式發(fā)出,總線上的DALI接口驅(qū)動(dòng)設(shè)備具備各自可編程配置的獨(dú)立地址和分組地址,并能執(zhí)行總線上由控制器發(fā)出的相應(yīng)尋址指令。在會(huì)議室照明中應(yīng)用DALI技術(shù)存在如下優(yōu)點(diǎn):

(1) 控制協(xié)議及系統(tǒng)設(shè)備具有開放性和標(biāo)準(zhǔn)化。DALI 支持“開放式系統(tǒng)”的概念,以保證不同制造商生產(chǎn)的DALI設(shè)備相互兼容。DALI在2009年已成為IEC 62386—2009系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),而DALI2標(biāo)準(zhǔn) IEC 62386—2014在2014年11月發(fā)布。另外,GB/T 30104.201—2013(IEC 62386-201:2009)《數(shù)字可尋址照明接口 第201部分:控制裝置的特殊要求 熒光燈(設(shè)備類型0)》已于2014年11月正式實(shí)施。目前,在市場(chǎng)上已有大量和相互兼容的DALI標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品和服務(wù),能最大限度地滿足用戶對(duì)DALI照明控制系統(tǒng)及其設(shè)備經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性的要求。

(2) 系統(tǒng)中每個(gè)獨(dú)立光源可獨(dú)立尋址及精確調(diào)光和色溫調(diào)節(jié)控制。DALI照明系統(tǒng)中的每個(gè)受控?zé)艟呖梢酝ㄟ^獨(dú)立地址、組地址或廣播地址的尋址方式執(zhí)行照明控制指令?？蓤?zhí)行的照明控制指令可以為指定功率(亮度)等級(jí)、指定色溫值、場(chǎng)景調(diào)用或逐步調(diào)光等各種常用操作。單一DALI照明總線系統(tǒng)支持最多64個(gè)獨(dú)立尋址燈具、16個(gè)燈具分組以及16個(gè)場(chǎng)照明場(chǎng)景預(yù)設(shè)。

(3) 工程安裝、施工簡(jiǎn)單易行。DALI總線只需要一對(duì)普通導(dǎo)線,所有受控?zé)艟呒罢彰骺刂破骶⒙?lián)在此對(duì)導(dǎo)線上,且對(duì)DALI總線的接入沒有極性要求,無需對(duì)接入系統(tǒng)的控制設(shè)備和燈具預(yù)先分配供電回路。DALI照明控制系統(tǒng)采用分散控制的總線架構(gòu),甚至無需配備專用的照明控制設(shè)備機(jī)柜。

(4) 系統(tǒng)配置靈活可變。DALI設(shè)備在安裝前無需預(yù)設(shè)地址,工程安裝時(shí)可通過系統(tǒng)軟件自動(dòng)尋找各種DALI設(shè)備,并隨意配置獨(dú)立地址及分組。燈具的控制參數(shù)(包括燈具的最大、最小亮度值,16個(gè)場(chǎng)景和場(chǎng)景切換漸變時(shí)間等)均可隨意配置。

(5) 控制設(shè)備易于擴(kuò)展。DALI照明控制系統(tǒng)易于透過網(wǎng)關(guān)設(shè)備接入其他通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò),并實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換,例如通過DALI-WiFi網(wǎng)關(guān)設(shè)備,智能手機(jī)或PC機(jī)可通過無線WiFi網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)照明控制和系統(tǒng)配置等操作。

綜上所述,DALI照明控制系統(tǒng)有別于回路開關(guān)控制的照明系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)精確到單個(gè)燈具的照明控制,容易構(gòu)建最適宜的照明光環(huán)境,滿足會(huì)議室照明光環(huán)境靈活設(shè)置、方便操作的需要。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)備功能

照明控制系統(tǒng)設(shè)備的DALI總線連接如圖2所示。其線路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,僅需要將所有設(shè)備都以并聯(lián)方式掛接在DALI總線上,即完成所有設(shè)備的通信連接,且對(duì)于DALI總線的接入無需區(qū)分極性。但對(duì)于需要220 V市電供電的設(shè)備,則還需要接入供電回路,所有的系統(tǒng)設(shè)備原則上僅需要接入一個(gè)市電供電回路。

圖2 照明控制系統(tǒng)設(shè)備的DALI總線連接

照明控制系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的功能作用如下:

(1) DALI總線電源。主要功能是為DALI總線提供最大電流250 mA、直流電壓16 V的電力供應(yīng)。

(2) TCP-DALI網(wǎng)關(guān)。主要功能是通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備或計(jì)算機(jī)與DALI接口設(shè)備的信息交換。

(3) 控制面板。用戶可以通過嵌墻式控制面板按鍵實(shí)現(xiàn)一鍵式照明場(chǎng)景的切換,以及燈具開關(guān)、亮度、色溫調(diào)節(jié)及電動(dòng)窗簾的行程控制等操作。

(4) 調(diào)光調(diào)色驅(qū)動(dòng)及LED燈。調(diào)光調(diào)色驅(qū)動(dòng)必須符合DALI標(biāo)準(zhǔn)Type8(顏色控制器)類型,LED燈具的光源必須具備3 000 K、6 000 K雙色溫的光源。調(diào)光調(diào)色驅(qū)動(dòng)及LED燈的主要功能是執(zhí)行DALI總線上的照明控制指令,實(shí)現(xiàn)會(huì)議室照明光的場(chǎng)景切換、燈具調(diào)光調(diào)色等操作。

(5) 窗簾驅(qū)動(dòng)及電動(dòng)窗簾。主要功能是執(zhí)行DALI總線上的窗簾控制指令,以調(diào)節(jié)外界光線對(duì)會(huì)議室內(nèi)部光環(huán)境的影響。

3.2 系統(tǒng)安裝及調(diào)試方案

為使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作能正常運(yùn)作,除了正確安裝設(shè)備、DALI總線及供電線路外,還需要根據(jù)設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行需求對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置,其操作流程如下:

(1) 在PC上運(yùn)行專用的系統(tǒng)配置軟件,并選擇TCP接口接入DALI控制系統(tǒng)。

(2) 以廣播方式向所有燈具間隔1 s輪流發(fā)送最大功率等級(jí)和關(guān)閉指令,若發(fā)現(xiàn)有不受控制的燈具,應(yīng)檢查該燈具的線路連接,修復(fù)后重新進(jìn)行測(cè)試,直至確認(rèn)所有燈具均可受控。

(3) 對(duì)驅(qū)動(dòng)器(包括燈具驅(qū)動(dòng)器和窗簾驅(qū)動(dòng)器)進(jìn)行基本參數(shù)設(shè)置,包括獨(dú)立地址、分組地址、場(chǎng)景預(yù)設(shè)值和場(chǎng)景漸變時(shí)間值等。該案例設(shè)置4個(gè)場(chǎng)景:S0明亮模式,S1溫暖模式,S2投影模式,S3休閑模式。各場(chǎng)景模式中每個(gè)燈具的亮度、色溫以及窗簾行程狀態(tài)均可在軟件中配置。當(dāng)按下投影模式按鍵時(shí),所有的筒燈熄滅,會(huì)議桌上的小射燈呈低亮度、低色溫,同時(shí)會(huì)關(guān)閉所有的窗簾,使與會(huì)者的注意力集中在投影屏幕上。

(4) 利用PC專用編輯軟件對(duì)墻壁按鍵面板的6個(gè)按鍵和1個(gè)旋鈕按鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,可設(shè)置的參數(shù)包括受控?zé)艟呋蛟O(shè)備的地址及發(fā)送的控制指令?？刂泼姘宓陌存I配置參數(shù)如表1所示。墻壁按鍵面板如圖3所示。

表1 控制面板的按鍵配置參數(shù)

(5) 測(cè)試墻壁控制按鍵的操作效果,并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整有關(guān)場(chǎng)景的配置。

圖3 墻壁按鍵面板

4 結(jié) 語(yǔ)

主要論述了基于DALI調(diào)光調(diào)色技術(shù)的會(huì)議室LED智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用方案。經(jīng)實(shí)踐證明,

該方案具備施工簡(jiǎn)單、配置靈活、場(chǎng)景豐富可調(diào)、燈具亮度和色溫精準(zhǔn)調(diào)節(jié)、窗簾行程控制、燈光聯(lián)動(dòng)、按鍵面板操控方便等優(yōu)點(diǎn),將在會(huì)議室照明系統(tǒng)項(xiàng)目中得到進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

收稿日期：2018-07-20