Đột phá trong kiểm soát ánh sáng với Bluetooth Mesh và DALI

Công nghệ Bluetooth® và chuẩn DALI® đã có một lịch sử dài hợp tác. Tuy nhiên, với sự thành công của những giải pháp này trong việc giải quyết các vấn đề trên thị trường rộng lớn, việc giải thích nền tảng của cả hai tiêu chuẩn và cách chúng được thiết kế để bổ sung cho nhau có thể là điều tốt.

Hãy bắt đầu với một bộ đèn có thể điều chỉnh độ sáng. Cách tiếp cận theo kiểu tương tự là sử dụng một bộ điều khiển LED có thể điều chỉnh với dải điện áp 0-10V. Bộ điều khiển này là một nguồn điện chuyên dụng cung cấp dòng điện điều khiển chính xác cho các đèn LED phát sáng. Dòng điện càng lớn, đèn phát ra sáng càng sáng. Chức năng điều chỉnh độ sáng này được điều khiển thông qua một tín hiệu điện 0-10V. Khi ở mức 0V, đèn tắt. Khi ở mức 10V, đèn hoạt động ở công suất đầu ra tối đa.

Một chức năng cơ bản của chuẩn DALI là giống nhau - gửi các lệnh để điều khiển thiết bị, như bộ điều khiển LED, từ đó cung cấp nguồn điện cho nguồn sáng. Điều khác biệt là DALI là kỹ thuật số, điều này có nghĩa là nó sử dụng các lệnh số để thông báo với bộ điều khiển về mức đầu ra mong muốn. Vì vậy, trong trường hợp của DALI, chúng ta có một thiết bị (gọi là bộ điều khiển ứng dụng) gửi các lệnh đến bộ điều khiển.

Các lệnh thông báo với bộ điều khiển "điều chỉnh về 0" (nghĩa là tắt đèn) hoặc "điều chỉnh về mức đầu ra tối đa" (nghĩa là cung cấp đầy đủ công suất cho đèn LED) hoặc bất kỳ mức nào ở giữa, ví dụ, "giảm độ sáng xuống 30 phần trăm". Các lệnh điều khiển cho thiết bị điều khiển, như bộ điều khiển LED, được quy định trong các thông số kỹ thuật của Phần 102 của chuẩn DALI (chuẩn DALI có một bộ chức năng đa dạng, được tổ chức thành các phần).

Trong thế giới của chuẩn DALI, bộ điều khiển ứng dụng và các bộ điều khiển LED được kết nối thông qua một bus DALI. Đây là một bus điện, và trong trường hợp của DALI, đó là một cặp dây thông thường. Chúng là dạng không cần phải giữ cực, điều này có nghĩa là không quan trọng cách chúng được kết nối giữa bộ điều khiển và bộ điều khiển.

Có thể có nhiều thiết bị kết nối với cùng một bus DALI - trong trường hợp của các bộ điều khiển, có thể có tới 64 bộ điều khiển trên một bus duy nhất. DALI cũng hỗ trợ các công tắc và cảm biến có dây, có thể được thêm vào cùng một bus DALI. Bộ điều khiển ứng dụng nhận đầu vào từ công tắc hoặc cảm biến, đưa ra quyết định và sau đó gửi các lệnh thích hợp đến các bộ điều khiển.

Với sự gia tăng của hệ thống kiểm soát ánh sáng không dây (NLCs), đôi khi đã trở nên thực tế hơn để kiểm soát các bộ đèn mà không sử dụng bất kỳ bus điều khiển có dây nào (như DALI). Đặc biệt, Bluetooth® mesh làm rất tốt trong việc kiểm soát ánh sáng với sự hỗ trợ tự nhiên cho công tắc, cảm biến và bộ đèn trong kiến trúc phân tán cực kỳ mạnh mẽ, không có điểm hỏng.

Tại sao nên sử dụng DALI với Bluetooth Mesh?

Một sáng kiến mới của DALI tập trung vào mạng lưới bên trong đèn. Như tên gọi, đây là mạng lưới bên trong một bộ đèn. Mạng này có thể đơn giản chỉ là hai thiết bị (đơn vị) - một bộ điều khiển và một trình điều khiển, cũng có thể là một nút Bluetooth Mesh. Trong trường hợp này, bộ điều khiển thực hiện các mô hình ánh sáng Bluetooth và hiển thị bản thân mình trong mạng như một bộ đèn có thể điều chỉnh độ sáng. Nó nhận các thông điệp Bluetooth để điều khiển mức sáng - đặt độ sáng thành 0 hoặc đặt độ sáng thành 65535 (đầu ra đầy đủ) hoặc bất kỳ mức nào ở giữa. Sau đó, nó gửi các lệnh DALI đến bộ điều khiển, từ đó điều chỉnh độ sáng của các đèn LED tương ứng.

Liên minh DALI đã giới thiệu chứng nhận D4i cho các thiết bị có bộ tính năng phù hợp với yêu cầu của mạng lưới bên trong bộ đèn. Một tính năng thông minh của D4i là nó có thể cung cấp nguồn điện qua bus. Điều này có nghĩa là nút Bluetooth® không cần một nguồn điện riêng biệt miễn là nó có thể rút đủ công suất từ dòng điện DALI hiện có. Trong trường hợp này, cài đặt trở nên cực kỳ đơn giản - lấy một bộ điều khiển D4i và kết nối một nút Bluetooth chứa một bộ điều khiển ứng dụng DALI, sử dụng hai dây đơn giản. Đó là tất cả.

Mạng lưới bên trong bộ đèn có thể chứa nhiều hơn hai thiết bị DALI. Ví dụ, trong các bộ đèn lớn hơn có thể có nhiều bộ điều khiển. Tất cả các bộ điều khiển đều chia sẻ một bus DALI duy nhất với nút Bluetooth, cũng đóng vai trò như một bộ điều khiển ứng dụng DALI.

Tại sao nên sử dụng Bus DALI thay vì Đường dây điều khiển 0-10V truyền thống?

Lợi ích đầu tiên đã được đề cập - giảm dây cáp, vì nút Bluetooth® được cấp nguồn trực tiếp từ bus DALI.

Lợi ích thứ hai đến từ việc giao tiếp của DALI là kỹ thuật số. Điều này có nghĩa là việc kiểm soát các bộ điều khiển trở nên chính xác hơn nhiều. Giống như mọi thứ kỹ thuật số - một đĩa nhỏ lưu trữ âm thanh chính xác hơn so với một băng cassette analog (ai còn nhớ cái đó không?). Vì vậy, nút mạng Bluetooth có thể kiểm soát ánh sáng rất chính xác khi sử dụng DALI. Điều này đặc biệt rõ ràng ở mức độ sáng thấp. Bộ điều khiển DALI có khả năng điều chỉnh độ sáng sâu một cách chính xác - chúng có thể giảm đến mức rất thấp và dần dần tắt.

Lợi ích thứ ba của DALI là nó là một hệ thống giao tiếp hai chiều. Nút mạng Bluetooth có thể đọc nhiều điểm dữ liệu khác nhau từ các bộ điều khiển DALI kết nối. Và có nhiều dữ liệu thú vị để đọc và báo cáo qua mạng Bluetooth mesh, đặc biệt là cho bảo dưỡng và báo cáo tiêu thụ năng lượng. Các bộ điều khiển DALI báo cáo nhiều thống kê sử dụng, chẳng hạn như số giờ hoạt động, nhiệt độ và sự kiện bất thường (ví dụ, dưới và trên áp). Chúng cũng có thể báo cáo tiêu thụ năng lượng, một chỉ số rất quan trọng ngày nay. Vì vậy, một nút Bluetooth mesh có thể đọc dữ liệu công suất/năng lượng thời gian thực từ các bộ điều khiển DALI và báo cáo nó qua mạng không dây. Điều này có thể được sử dụng để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và cũng để thể hiện hiệu suất cần thiết để tuân thủ mã hay đủ điều kiện để được hoàn lại năng lượng.

Thông tin tốt nhất ở đây là hoạt động của một nút Bluetooth mesh với một bộ điều khiển ứng dụng DALI tích hợp đã được tiêu chuẩn hóa. Thông số kỹ thuật là DALI Part 341 và Bluetooth Special Interest Group (SIG) đang chặt chẽ hợp tác với DALI Alliance để khả năng một chương trình chứng nhận cho các thiết bị tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan.

Và đây chỉ là khởi đầu. DALI là một tiêu chuẩn rất phong phú, đặc tả nhiều chức năng khác nhau. Một trong những điều thú vị nhất là DALI Part 202, nó bao gồm hoạt động và kiểm tra các bộ đèn chiếu sáng khẩn cấp. Phần 202, đặc biệt là, định nghĩa cách kiểm tra định kỳ các bộ đèn chiếu sáng khẩn cấp trong lĩnh vực. Với Bluetooth® mesh, những bài kiểm tra này có thể được thực hiện thông qua ứng dụng điện thoại và được lên lịch thực hiện tự động theo chu kỳ. Bluetooth mesh cung cấp các mô hình thời gian và lập lịch có thể tổ chức kiểm tra các bộ đèn khẩn cấp để tuân thủ các quy định mã. Và kết quả kiểm tra có thể được thu thập qua mạng Bluetooth mesh, loại bỏ công việc giấy tờ phiền toái.

Thường thì không thường xuyên có hai công nghệ được phát triển độc lập lại có thể bổ sung cho nhau như vậy. Bluetooth Mesh và DALI là một sự kết hợp hoàn hảo. Cùng nhau, chúng tạo nên một con đường số từ đầu đến cuối cho việc kiểm soát ánh sáng và thu thập dữ liệu.