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大力哥談 DALI - DALI 電源進(jìn)階調(diào)試招式

2021/01/18
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DALI 電源的常規(guī)調(diào)試和測(cè)試手段重點(diǎn)在于參數(shù)配置和狀態(tài)查看,但這是建立在 DALI 系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備工作正常的前提之下。如果測(cè)試的環(huán)境中存在故障或者部分設(shè)備為待驗(yàn)證功能的新產(chǎn)品,那么采用這種方式就很難進(jìn)行底層的故障診斷和有針對(duì)性的單項(xiàng)功能測(cè)試,比如以下幾種典型情況:

DALI 系統(tǒng)布線后的初次調(diào)試出現(xiàn) DALI 電源掃描和地址分配故障

DALI 系統(tǒng)部署運(yùn)行一段時(shí)間出現(xiàn) DALI 電源失控故障

DALI 系統(tǒng)部署運(yùn)行后偶爾出現(xiàn) DALI 電源的意外操作

DALI 電源為開(kāi)發(fā)中的產(chǎn)品,需要驗(yàn)證其 DALI 協(xié)議完備性和調(diào)光行為

DALI 應(yīng)用控制器為開(kāi)發(fā)中的產(chǎn)品,需要驗(yàn)證其通信序列的合理性

一旦遇到以上幾種情況,就需要采用更加深度和細(xì)微的測(cè)試方式,也就是本文所說(shuō)的進(jìn)階調(diào)試招式。進(jìn)階調(diào)試手段允許使用者更加靈活的進(jìn)行命令的收發(fā)測(cè)試,當(dāng)然也要求使用者對(duì)于命令的含義和作用有比較清晰的認(rèn)知。好在 DALI 的數(shù)據(jù)幀種類(lèi)較少,格式也并不復(fù)雜,只要具備一些基本的數(shù)字通信的知識(shí),就很容易理解。

預(yù)備知識(shí)

DALI 電源通常是被控制的目標(biāo),在使用過(guò)程中難免要與另一端發(fā)送控制指令的設(shè)備打交道。無(wú)論另一端是中控主機(jī)或者是協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),在 DALI-2 中的設(shè)備類(lèi)型均為控制設(shè)備(Control Device)類(lèi)別下的應(yīng)用控制器(Application Controller),應(yīng)用控制器發(fā)送前向幀(Forward Frame)和 DALI 電源或其他 DALI 控制裝置(Control Gear)通信。當(dāng)然它也可以發(fā)起與其他控制設(shè)備(Control Device)的通信或者接收其他控制設(shè)備(Control Device)發(fā)送的前向幀(通常為事件幀),不過(guò)本文主要討論 DALI 電源相關(guān)的協(xié)議指令。

 

DALI 數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸流向

DALI 的數(shù)據(jù)傳輸集中在應(yīng)用控制器(Application Controller)和其他設(shè)備之間,如下圖所示。

DALI 總線設(shè)備間的通信傳輸

應(yīng)用控制器(Application Controller)和控制裝置(Control Gear):應(yīng)用控制器發(fā)起傳輸,應(yīng)用控制器發(fā)送 16 bit 前向幀(FF, Forward Frame),控制裝置返回或不返回后向幀(BF,Backward Frame)。

應(yīng)用控制器(Application Controller)和輸入設(shè)備(Input Device):兩種情況。(1)應(yīng)用控制器發(fā)起傳輸,發(fā)送 24 bit 前向幀(FF, Forward Frame),輸入設(shè)備返回或不返回后向幀(BF,Backward Frame);(2)輸入設(shè)備發(fā)起傳輸,發(fā)送發(fā)送 24 bit 前向幀(FF, Forward Frame)。

 

DALI 數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度

在 IEC 62386-101ed2.0 中,定義了以下幾種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀: 

16 bit 前向幀(Forward Frame):用于和 IEC 62386-102 中定義的控制裝置(Control Gear)通信。

24 bit 前向幀(Forward Frame):用于和 IEC 62386-103 中定義的控制設(shè)備(Control Device)通信。

后向幀(Backward Frame):8 bit,控制裝置或者控制設(shè)備在接收到查詢指令后返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)。

20 bit 和 32 bit 的前向幀:保留,其中 32-bit 前向幀已在  IEC 62386-105 中被定義,用于固件更新時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。

其他長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀為私有協(xié)議,不是我們討論的重點(diǎn)。

 

16-bit 前向幀

IEC 62386-102 中定義了 16-bit 前向幀的數(shù)據(jù)格式,16-bit 數(shù)據(jù)幀由應(yīng)用控制器發(fā)起,用于對(duì)控制裝置進(jìn)行控制、配置和查詢,格式如下。

16-bit 命令幀編碼

DALI LED 驅(qū)動(dòng)電源的命令主要集中在 IEC 62386-102(控制裝置的一般要求)和特定類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)中,目前最常見(jiàn)的是面向 LED 驅(qū)動(dòng)的調(diào)光和調(diào)色電源的 IEC 62386-207 (LED 模塊的要求 )和 IEC 62386-209 (顏色控制的要求 )中。在必要的時(shí)候,應(yīng)該查找以上標(biāo)準(zhǔn)的適用版本中關(guān)于的 DALI 數(shù)據(jù)幀、指令定義及使用方法的說(shuō)明,以幫助正確理解相關(guān)的 DALI 指令功能,避免主觀臆測(cè)和不當(dāng)?shù)膮⒖紒?lái)源帶來(lái)的認(rèn)知錯(cuò)誤。

 

24-bit 前向幀

IEC 62386-103 中定義了 24-bit 前向幀的數(shù)據(jù)格式,分別為命令幀和事件幀。

命令幀由應(yīng)用控制器發(fā)起,用于對(duì)控制設(shè)備進(jìn)行控制、配置和查詢,格式如下。

24-bit 命令幀編碼

事件幀由輸入設(shè)備發(fā)起,用于在自身檢測(cè)到事件觸發(fā)條件后,主動(dòng)將事件發(fā)送到總線上,格式如下。

24-bit 事件消息幀編碼

進(jìn)階調(diào)試

以下仍以 DALI 電源常規(guī)測(cè)試時(shí)使用的 Tridonic DALI USB 控制器及配套軟件 masterConfigurator 為例,介紹兩大類(lèi)調(diào)試手段:指令發(fā)送和數(shù)據(jù)監(jiān)控。

如果上線運(yùn)行的 DALI 系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用控制器所在的產(chǎn)品(如中控主機(jī)或者協(xié)議網(wǎng)關(guān))本身具備豐富的調(diào)試功能,通常也能直接在產(chǎn)品的調(diào)試工具中進(jìn)行故障診斷。否則需要向目標(biāo) DALI 系統(tǒng)總線接入類(lèi)似下文中所使用的 DALI USB 控制器的方式來(lái)發(fā)送調(diào)試指令和監(jiān)控總線數(shù)據(jù)。

 

指令發(fā)送

在 masterConfigurator 的主菜單中,選擇 Tools->Command administrator... 即可打開(kāi)如下圖所示的 Command administrator (命令管理器)界面,在這個(gè)工具界面中支持三種命令發(fā)送模式,分別是:

DALI commands:發(fā)送單條 DALI 命令,目前的軟件版本只能發(fā)送 16-bit 的前向幀,因此只能發(fā)送和 102 控制裝置通信的命令。如果測(cè)試和 103 控制設(shè)備之間的通信,需要發(fā)送 24-bit 前向幀,使用這個(gè)方法是無(wú)法測(cè)試的。

DSI commands:發(fā)送單條 DSI(DALI 的前身,只支持廣播)命令,除了 Tridonic 的產(chǎn)品,目前大部分廠商并不支持,基本不需關(guān)心。

Command sequence:發(fā)送命令序列,可以創(chuàng)建一個(gè)命令序列,然后進(jìn)行單次或者自動(dòng)重復(fù)發(fā)送。

命令管理器界面

任意發(fā)送單條指令

按照前面的步驟,打開(kāi) Command administrator (命令管理器)后,默認(rèn)的標(biāo)簽頁(yè)即為 DALI commands,

每個(gè)控件的功能含義參考下圖中的標(biāo)注,主要包含這幾個(gè)部分:

目標(biāo)地址:指定命令的尋址方式,有廣播、未分配地址的設(shè)備廣播、組播和單播這四種。

設(shè)備類(lèi)型:選擇合適的設(shè)備類(lèi)型(如圖中的 6-LED)以支持相應(yīng)的擴(kuò)展命令。

命令號(hào):控制設(shè)備的一般命令在每種設(shè)備類(lèi)型的命令列表中均會(huì)列出,但擴(kuò)展命令部分則依據(jù)設(shè)備類(lèi)型選擇而定。

DAP/MASK: 當(dāng)選擇的命令為“DAPC(直接功率控制)”時(shí),顯示要發(fā)送的控制亮度級(jí)數(shù)滑動(dòng)條。

數(shù)值:顯示 DAPC 對(duì)應(yīng)的具體數(shù)值,有十進(jìn)制和十六進(jìn)制兩種顯示方式,其他命令時(shí)不顯示。

命令發(fā)送控制:點(diǎn)擊“Send command(發(fā)送命令)”即發(fā)送定義好的命令,“Repeat Command(命令發(fā)送兩次)”選項(xiàng)可以自動(dòng)使得定義的命令連續(xù)發(fā)送兩次,主要用于調(diào)試一些 DALI 標(biāo)準(zhǔn)中定義的 Send-Twice 命令,這些命令通常是對(duì) DALI 電源進(jìn)行參數(shù)配置的,為了防止意外操作導(dǎo)致的參數(shù)配置錯(cuò)誤,標(biāo)準(zhǔn)中要求在規(guī)定的時(shí)間(100ms)內(nèi)應(yīng)該連續(xù)發(fā)送兩次。“Repeat command every 500ms(每 500ms 重復(fù)發(fā)送) ”選項(xiàng)選中后,一旦啟動(dòng)命令發(fā)送,則會(huì)自動(dòng)每隔 500ms 重復(fù)發(fā)送。

數(shù)據(jù):“Data to send(待發(fā)送數(shù)據(jù))”和“Response(響應(yīng))”分別顯示將向總線發(fā)送的數(shù)據(jù)和接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù),可以通過(guò)檢查這里的數(shù)據(jù)和待測(cè)試的目標(biāo)設(shè)備中的收發(fā)數(shù)據(jù)是否一致。

DALI commands 控件說(shuō)明

對(duì)于常規(guī)的 DALI LED 驅(qū)動(dòng)電源,設(shè)備類(lèi)型應(yīng)選擇“6:LED”或“8:Colour control”,根據(jù)調(diào)試目標(biāo)設(shè)備的定義來(lái)選擇。當(dāng)然軟件也支持其他常規(guī)的設(shè)備類(lèi)型,如果有需要也可以選擇測(cè)試。

設(shè)備類(lèi)型下拉列表

選擇好設(shè)備類(lèi)型后,在命令列表中會(huì)顯示所有的常規(guī)命令和擴(kuò)展命令,如下圖所示。當(dāng)選中的是某種設(shè)備類(lèi)型支持的擴(kuò)展命令時(shí),軟件也會(huì)自動(dòng)發(fā)送“ENABLE DEVICE TYPE (x) ”命令來(lái)使能對(duì)應(yīng)的設(shè)備類(lèi)型。

命令列表

有些命令需要預(yù)先設(shè)置 DTR0,作為該命令執(zhí)行的前置條件,如下圖中選擇“SET SCENE 0 (DTR0)”來(lái)設(shè)置場(chǎng)景 0 的亮度等級(jí)時(shí)。在該界面上提供了一種方便的方法,用戶可以選中“send DTR0”后直接填入想要設(shè)置的 DTR0 數(shù)值,這樣在發(fā)送設(shè)置命令時(shí),會(huì)自動(dòng)先發(fā)送設(shè)置 DTR0 命令。同時(shí)可以看出,“Repeat command(重復(fù)發(fā)送)”選項(xiàng)已經(jīng)自動(dòng)勾選,也就是說(shuō)軟件能夠幫助用戶將標(biāo)準(zhǔn)中定義的 send-twice 命令自動(dòng)勾選好期望的選項(xiàng)。因此,除非特別的情況,使用時(shí)不要改變這些默認(rèn)勾選的選項(xiàng)。

需要預(yù)設(shè) DTR0 的命令

同樣,某些命令需要預(yù)先設(shè)置 DTR0 和 DTR1,軟件也支持自動(dòng)發(fā)送,使用時(shí)只需要勾選好選項(xiàng)后填寫(xiě)好數(shù)值即可,如下圖發(fā)送“WRITE MEMORY LOCATION(寫(xiě)存儲(chǔ)地址)”命令時(shí)。

需要預(yù)設(shè) DTR0 和 DTR1 的命令

發(fā)送命令序列

單條命令的調(diào)試有時(shí)并不能滿足需求,比如當(dāng)我們需要讀取連續(xù)存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)時(shí),就需要按照標(biāo)準(zhǔn)中要求來(lái)發(fā)送一系列的命令,如果使用單條命令調(diào)試時(shí)需要反復(fù)修改發(fā)送命令,極不方便。此時(shí)可以選擇下圖中的“Command Sequence(命令序列)”界面,通過(guò)創(chuàng)建并添加命令形成一個(gè)命令序列,然后再通過(guò)單次循環(huán)、無(wú)限循環(huán)和單步發(fā)送命令序列進(jìn)行測(cè)試,就會(huì)很容易地實(shí)現(xiàn)前面提到的測(cè)試需求。

命令序列界面控件

點(diǎn)擊上圖中的 File 區(qū)域內(nèi)的 New 創(chuàng)建一個(gè)新的命令序列,然后在 Command 區(qū)域點(diǎn)擊 Add 添加命令,添加命令的對(duì)話框如下所示。這里的命令類(lèi)型我們只選擇 DALI,定義方式和單條命令類(lèi)似。在“Delay time”可以指定該命令發(fā)送之后的延時(shí),用來(lái)控制命令之間的間隔。

添加命令到命令序列

總線數(shù)據(jù)監(jiān)控

除了主動(dòng)發(fā)送命令進(jìn)行調(diào)試之外,對(duì)已有的總線進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控可以用于:

故障診斷:通過(guò)查看總線上的數(shù)據(jù)傳輸診斷現(xiàn)有系統(tǒng)的故障。

產(chǎn)品分析:分析目標(biāo)產(chǎn)品在 DALI 命令底層傳輸?shù)墓ぷ鳈C(jī)制。

 

數(shù)據(jù)幀列表顯示

masterConfigurator 在安裝時(shí)同時(shí)安裝了一個(gè) DALIMonitor 的工具軟件,詳細(xì)使用指導(dǎo)可參考軟件幫助中所附的 DALIMonitor.pdf 幫助文檔。當(dāng) masterConfigurator 運(yùn)行后,可以通過(guò) Windows 系統(tǒng)的任務(wù)欄中駐留的 DALI BusServer 圖標(biāo)打開(kāi) DALI Monitor 應(yīng)用程序,如下圖所示。

總線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)幀列表

該界面中可以很直觀地查看總線上每一幀數(shù)據(jù)的指令細(xì)節(jié),包括原始指令數(shù)據(jù)、類(lèi)型、尋址、命令號(hào)和傳輸?shù)娜掌跁r(shí)間等,無(wú)論是對(duì)于故障診斷還是研究產(chǎn)品底層的工作機(jī)制都有很大的幫助,實(shí)際上就是一個(gè) DALI 協(xié)議的 Sniffer(嗅探器)。除了正常的數(shù)據(jù)解析之外,對(duì)于總線掉電故障或者數(shù)據(jù)幀的傳輸時(shí)序錯(cuò)誤也會(huì)有適當(dāng)?shù)奶崾?。但是要指出的是,我們所使用的的軟件并不能作?DALI-2 認(rèn)證或者目標(biāo)產(chǎn)品是否符合認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)閺氖褂们闆r來(lái)看,在某些參數(shù)判斷指標(biāo)上,例如 Settling Time(總線靜置時(shí)間)的合法性判斷,Tridonic DALI USB 的容忍度比標(biāo)準(zhǔn)要寬松。也就是說(shuō),某些沒(méi)有嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀也會(huì)被正確解析接收,所以不要將通過(guò) DALI-2 認(rèn)證和能配合某個(gè)工具工作混為一談。

 

數(shù)據(jù)幀顯示控制

對(duì)于已經(jīng)接收顯示的數(shù)據(jù)幀列表,可以在列表區(qū)右鍵彈出菜單中選擇“Clear Buffer”清除,或者選擇“Stop Reception”停止接收。

數(shù)據(jù)幀顯示控制菜單

更有用的功能是在彈出的菜單中選擇“Filter...  ”來(lái)配置過(guò)濾選項(xiàng),這樣可以突出顯示我們最關(guān)心的數(shù)據(jù)幀。

數(shù)據(jù)幀顯示過(guò)濾配置

在 Filter 對(duì)話框中,首先可以選擇是否打開(kāi)過(guò)濾。

Filter OFF,display all commands:關(guān)閉過(guò)濾,顯示所有命令。

Filter ON,display the following commands ONLY:打開(kāi)過(guò)濾,僅顯示下列命令。

Filter ON,do NOT display the following commands:打開(kāi)過(guò)濾,不顯示下列命令。

一旦選擇打開(kāi)過(guò)濾后,在 Filter 對(duì)話框的中接著可以配置選中顯示或者選中不顯示的命令種類(lèi)和適配符。

DALI:配置 DALI 命令,實(shí)際上就是 DALI 標(biāo)準(zhǔn)中的 16-bit 前向幀(Forward Frame)。

DA24:配置 DA24 命令,實(shí)際上是 DALI 標(biāo)準(zhǔn)中的 24-bit 前向幀(Formward Frame),主要是用于和 103 控制設(shè)備(Control Device)之間的通信。雖然 masterConfigurator 中不能直接發(fā)送 24-bit 前向幀,但是 DALI Monitor 中是可以接收并顯示總線上傳輸?shù)?24-bit 前向幀的,這可以部分輔助查看有 24-bit 前向幀傳輸?shù)目偩€通信情況。

eD:配置 eD 命令,eD 命令即 Tridonic 私有的擴(kuò)展協(xié)議(extended DALI)命令,在總線上傳輸 25-bit 編碼數(shù)據(jù),但其中只有 24-bit 是有效數(shù)據(jù)幀,用于 Tridonic 私有的面板按鍵、傳感器等產(chǎn)品。這類(lèi)命令不是 DALI 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀格式,因此一般我們不需要研究。

在上述的各類(lèi)命令中,還可以進(jìn)一步配置具體的命令類(lèi)型和尋址等匹配條件。

 

總線傳輸統(tǒng)計(jì)

在 Window 任務(wù)欄直接雙擊 DALI BusServer 可以打開(kāi)如下所示的統(tǒng)計(jì)界面,該界面顯示了每一個(gè) DALI USB 控制器當(dāng)前的使用統(tǒng)計(jì)情況,例如每種類(lèi)型的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目和錯(cuò)誤數(shù)目。

總線傳輸統(tǒng)計(jì)信息

其他工具

Lunatone Cockpit

由于 Tridonic 的 DALI USB 產(chǎn)品實(shí)際上和 Lunatone 的 DALI USB 產(chǎn)品相同,因此 Lunatone 的 DALI 測(cè)試軟件 DALI Cockpit 也可以配合 Tridonic DALI USB 產(chǎn)品使用。Lunatone DALI Cockpit 軟件中同樣也有類(lèi)似 Command administrator 的工具,但是額外地可以支持發(fā)送 DALI 24-bit 命令,所以涉及到 103 設(shè)備測(cè)試時(shí),如果需要發(fā)送 DALI 24-bit 前向幀命令,可以改用 Lunatone DALI Cockpit 軟件。

 

Loytec LDALI 網(wǎng)關(guān)

在很多中控主機(jī)或者網(wǎng)關(guān)的配套工具中,常常也有數(shù)據(jù)指令發(fā)送和數(shù)據(jù)監(jiān)控的功能,在對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時(shí),可以先看看此類(lèi)設(shè)備的自帶工具能否滿足要求。

例如在 Loytec 的 BACnet/DALI 網(wǎng)關(guān) LDALI-ME201-U 的 Web 界面中,可以通過(guò)選擇“Statistics”->“DALI”顯示當(dāng)前設(shè)備的 DALI 總線統(tǒng)計(jì)信息,如下圖所示。

LDALI 網(wǎng)關(guān) DALI 統(tǒng)計(jì)信息

進(jìn)一步地,在上圖中點(diǎn)擊“Protocol Analyzer”,顯示協(xié)議分析器界面,在此頁(yè)面中點(diǎn)擊“Start”后,也可以像前面介紹的 Tridonic masterConfigurator 一樣,顯示接收的總線數(shù)據(jù)并解析成容易理解的信息。在下圖中,我們可以看到不同的數(shù)據(jù)幀類(lèi)型,因?yàn)?LDALI-ME201-U 支持 DALI-2 的輸入設(shè)備(開(kāi)關(guān)輸入、移動(dòng)傳感器和光照傳感器等設(shè)備類(lèi)型),因此也能顯示自身發(fā)送的 24-bit 請(qǐng)求幀和設(shè)備發(fā)送的 24-bit 事件幀。

LDALI 網(wǎng)關(guān) DALI 協(xié)議分析器

參考資料

DALI 標(biāo)準(zhǔn)文件 IEC 62386-101,102,103

Tridonic 軟件使用手冊(cè):masterConfigurator manual,DALIMonitor manual

文章內(nèi)部分軟件操作界面截圖取自于 Tridonic 軟件手冊(cè)及軟件運(yùn)行界面

文章內(nèi)部分截圖取之于 LDALI-ME201-U 的網(wǎng)頁(yè)界面

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關(guān)于DALI(Digital Addressable Lighting Interface,數(shù)字可尋址照明接口)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的一切干貨,面向照明燈具、驅(qū)動(dòng)電源、智能控制、系統(tǒng)集成、測(cè)試服務(wù)等廠商企業(yè)的管理、營(yíng)銷(xiāo)、研發(fā)、測(cè)試和項(xiàng)目實(shí)施人員。