Mở Rộng DALI-2 Ra Dimmer Triac, Relay, DMX Và Modbus TCP

Một công trình văn phòng đã nghiệm thu bus DALI-2, đèn dimming mượt, scene chạy đúng. Đến tuần bàn giao, danh sách yêu cầu dài thêm: quạt hút và đèn pha ngoài trời không có DALI input, dải LED DMX ở sảnh, và BMS của tòa nhà đòi đọc trạng thái đèn qua Modbus TCP. Nếu coi DALI-2 là hệ kín chỉ dành cho driver, mỗi yêu cầu đó trở thành một controller thứ hai trong tủ điện.

Thực tế DALI-2 có đường đi ra tải (relay, dimmer triac, DMX512) và ra mạng IP (Modbus TCP), mà vẫn giữ một bus. Bài này đi qua từng đường kèm giới hạn lấy từ datasheet, rồi kiểm tra nguồn bus trước khi mở rộng. Thiết bị DALI-2 Certified tra cứu được tại DALI Alliance Product Directory.

Vì sao hệ DALI-2 vẫn "kẹt" với tải và mạng bên ngoài

Bus DALI-2 chỉ giao tiếp với thiết bị tuân IEC 62386: control gear, input device và sensor. Tải không có DALI input và hệ thống nói giao thức khác không nằm trong nhóm đó, nên cần một lớp trung gian để vào cùng bus. Kiến trúc bus, giới hạn 64 địa chỉ và các Device Type đã được trình bày ở bài DALI là gì và kiến trúc hệ thống điều khiển chiếu sáng DALI, phần này chỉ đi vào chỗ bus gặp giới hạn.

Tải không có DALI input: quạt, đèn pha cũ, bóng retrofit triac

Quạt hút, đèn pha ngoài trời, máng đèn cũ chỉ có hai trạng thái bật tắt. Bóng LED retrofit 230V dùng dimmer cắt pha thì dim được, nhưng cần dimmer đứng giữa. Cả hai nhóm đều không có địa chỉ DALI, nên không vào được group hay scene của hệ chiếu sáng nếu thiếu thiết bị chuyển đổi.

Dải LED DMX và BMS Modbus TCP: hai thứ DALI không nói chuyện trực tiếp

Hai đích này khác bản chất. DMX512 truyền một chiều, không có phản hồi trạng thái. BMS dùng Modbus TCP ở tầng mạng IP. Mỗi đích cần một gateway riêng, và phần dưới trình bày gateway nào, đi chiều nào, giới hạn ra sao.

DALI relay DT7: đưa tải on/off vào group và scene

Relay DT7 là control gear dạng đóng cắt, chiếm địa chỉ DALI như một đèn, nên bật tắt quạt hay đèn cũ theo cùng nút nhấn, lịch và scene với phần còn lại của hệ. Lunatone có bốn mã, khác nhau ở cách lắp và số kênh.

Chọn relay theo vị trí lắp: hộp âm, trần hay DIN rail

Cả bốn mã đóng cắt zero cross, tiếp điểm thường mở và lấy nguồn từ bus DALI. Quy tắc chọn thực tế: tải rải rác trong phòng thì RM8 hoặc RM16 DE đặt ngay cạnh tải, tải tập trung trong tủ thì RM16 I HS hoặc 4xRM16 I HS. Với nhóm driver LED công suất lớn, nên đối chiếu dòng khởi động của driver với datasheet relay, vì dòng đóng cắt cao hơn nhiều so với dòng làm việc.

RM16 DE standby: cắt hẳn nguồn driver khi tắt đèn

RM16 DE có chức năng standby, cắt hẳn nguồn mains của driver DALI khi tắt đèn. Driver ở chế độ chờ vẫn tiêu thụ điện, nên chức năng này có ý nghĩa ở kho, bãi xe và khu vực ít người, nơi đèn tắt phần lớn thời gian.

DALI dimmer triac: dim bóng LED retrofit 230V ngay từ bus DALI

Bóng retrofit 230V không có driver DALI vẫn dim được qua PD300 hoặc PD300 RLC HS của Lunatone. Đây là dimmer cắt pha chuẩn DALI-2 Device Type 4 (IEC 62386-205), dim tải 10 đến 300W, lấy 6mA từ bus và chiếm một địa chỉ. Từ firmware 3.5 thiết bị có thêm chế độ switch DT7.

Leading edge, trailing edge hay universal RLC

Dòng lắp trần có ba mã: leading edge (RL), trailing edge (RC) và universal (RLC) tự nhận loại tải. Bản PD300 RLC HS lắp DIN rail, rộng 17,5mm, cũng tự nhận loại tải để chọn leading hoặc trailing edge. Dimmer lắp trần đặt cạnh đèn. Nếu chưa biết tải là loại nào, chọn bản RLC thay vì đoán.

Giới hạn 10 đến 300W và khi nào không nên dùng

Dải 10 đến 300W có hai cận cần nhớ. Dưới 10W, bóng nhỏ không đạt tải tối thiểu, dim có thể nhấp nháy hoặc không ổn định. Trên 300W phải chia tải ra nhiều dimmer, mỗi cái một địa chỉ. Bóng không ghi dimmable thì không nên dùng với bất kỳ dimmer cắt pha nào (lỗi hay gặp khi cải tạo là bóng LED rẻ không có mạch dim, đèn rung hoặc nóng driver). Với công trình mới, driver DALI-2 vẫn là lựa chọn gọn hơn dimmer cắt pha. Phân loại kỹ thuật các loại dimmer nằm ở bài phân biệt các loại dimmer điều chỉnh độ sáng đèn LED.

DALI sang DMX512 với Dalcnet DGD: mỗi chiều một thiết bị

Dalcnet DGD là bộ chuyển đổi DALI và DMX512 lắp DIN rail 2M, nguồn 12 đến 48VDC, mapping cố định 64 địa chỉ, không cần phần mềm cấu hình. Điều cần nhớ nhất: DGD có hai mã, mỗi mã chạy một chiều. Dự án cần cả hai chiều thì cần hai thiết bị trên hai bus riêng. Về lý do chọn DALI hay DMX cho từng loại công trình, xem bài so sánh DALI và DMX khi điều chỉnh độ sáng đèn LED.

DGD-DALI-DMX: hệ DALI điều khiển dải LED DMX

DGD-DALI-DMX nghe lệnh trên bus DALI và chuyển 64 short address (0 đến 63) thành 64 kênh DMX (1 đến 64) theo quy tắc kênh DMX bằng địa chỉ DALI cộng 1. Gateway xử lý các lệnh OFF, UP, DOWN, STEP UP, STEP DOWN, DIRECT ARC POWER, CALL MIN LEVEL, CALL MAX LEVEL và GOTO LAST ACTIVE LEVEL.

Ba lưu ý khi tích hợp. Gateway không quản lý addressing, nên bus phải có sẵn DALI master phát lệnh. Mức sáng không được lưu khi mất nguồn, nên logic power-on level phải nằm ở controller. Datasheet chỉ mô tả mapping theo short address, không nói rõ lệnh group và broadcast, nên nếu controller điều khiển chủ yếu bằng group hoặc scene thì cần test trên bench trước khi ra công trình.

DGD-DMX-DALI: bàn DMX điều khiển driver DALI

DGD-DMX-DALI chiều ngược lại: lấy 64 kênh DMX đầu tiên gửi tới 64 địa chỉ DALI bằng lệnh DIRECT ARC POWER, kênh từ 65 trở đi bị bỏ qua. Có hai điều kiện bắt buộc hay bị bỏ sót khi bóc khối lượng: bus DALI phải có nguồn riêng vì gateway không cấp nguồn bus, và driver phải được đánh địa chỉ trước theo đúng bảng kênh. Thiếu một trong hai, LED gateway vẫn sáng nhưng đèn không phản hồi (đây là lỗi mất thời gian nhất khi commissioning).

Đưa DALI-2 vào BMS qua Modbus TCP với Lunatone IoT4

Lunatone DALI-2 IoT4 là gateway DALI sang Ethernet lắp DIN rail, quản lý 4 DALI line cách ly với tối đa 256 control gear, mở ba giao diện: RESTful API, WebSocket và Modbus TCP Server. Thiết bị còn chạy sẵn scheduler, circadian và sequencer tại chỗ, không cần PC hay server. Phần này chỉ nêu những gì ảnh hưởng đến quyết định thiết kế, register map đầy đủ có trên trang sản phẩm.

Modbus TCP làm được gì và không làm được gì

IoT4 là Modbus Server trên port 502, chỉ trả lời request của BMS và không tự gửi dữ liệu.

Điểm hay gây sai lệch: trạng thái chỉ đúng khi thiết bị đã được scan qua RESTful API và bật polling. Polling tắt thì giá trị trả về là giá trị IoT4 tự tính, có thể lệch hiện trường (BMS báo trạng thái đèn không khớp thực tế thường rơi vào trường hợp này).

BMS chỉ nhận BACnet/IP thì làm sao

IoT4 hỗ trợ Modbus TCP, không có BACnet. Với BMS chỉ nhận BACnet/IP, giải pháp là thêm bộ chuyển Modbus TCP sang BACnet/IP ở phía BMS, đặt IoT4 làm Modbus Server phía dưới. Vì Modbus ở đây chỉ là polling, nên khi thiết kế cần chọn chu kỳ đọc phù hợp và chấp nhận BMS không nhận được event cảm biến theo thời gian thực.

Node-RED trên bản NR cho logic và dashboard tại tủ

Hai mã NR (22176625-NR và 22176625-PS-NR) chạy Node-RED trực tiếp trên IoT4, editor ở port 1880, có sẵn node Lunatone DALI, node Modbus và dashboard. Phân vai hợp lý: scheduler và circadian chạy trên IoT4 vì ổn định, Node-RED dành cho logic điều kiện (ví dụ cảm biến báo trống và sau 18 giờ thì giảm sáng) và dashboard trên tablet.

Hai giới hạn cần chốt trước khi đặt hàng: node bổ sung chỉ thêm qua firmware update của Lunatone hoặc theo yêu cầu khi đặt hàng, không tự cài được; và IoT4 không có pin giữ giờ, nên scheduler hay astro clock cần mạng ra được internet, nếu không phải đặt lại giờ sau mỗi lần mất điện. Dải nhiệt độ vận hành -5 đến +45°C hẹp hơn nhiều thiết bị DALI khác, nên tránh tủ điện không thông gió.

Mở rộng xong, bus DALI còn đủ dòng không

Mỗi thiết bị thêm vào đều lấy dòng từ bus, và mỗi line DALI có nguồn bus giới hạn. Mở rộng ra relay, dimmer và công cụ mà không tính lại dòng là nguyên nhân hay gặp khiến bus chập chờn sau bàn giao.

Mỗi thiết bị mở rộng lấy bao nhiêu mA từ bus

Số liệu trên là của thiết bị mở rộng, chưa gồm driver và sensor trên cùng line. Cộng dòng theo từng line, không cộng cho cả công trình, rồi so với dòng nguồn bus của line đó.

Nguồn bus: DALI PS, PS2 hay Expander 3

DALI PS lắp DIN rail cho dòng đảm bảo 200mA. DALI PS2 lắp trần, tối đa 250mA, đủ cho một line 64 ballast chuẩn theo trang sản phẩm, đặt được ngay tại cụm đèn thay vì kéo về tủ. Khi một line cần chia nhánh hoặc cách ly, Expander 3 có 1 input và 3 output, mỗi output có nguồn bus tích hợp 50mA, cách ly galvanic với input, và hiện ra trên line chính như 3 control gear chiếm 3 địa chỉ. Nếu dùng gateway có nguồn bus tích hợp (như IoT4 bản PS), không nối thêm nguồn ngoài mà không đọc điều kiện của từng mã.

DALI USB, USB 30mA và ProbitSite khi commissioning và nghiệm thu

Ba thiết bị này làm ba việc khác nhau. DALI USB là interface cơ bản, hỗ trợ DALI-1 và DALI-2, không có nguồn bus tích hợp. DALI USB 30mA chứng nhận DALI-2, có nguồn bus tích hợp 30mA, cách ly galvanic giữa DALI và USB, kết nối USB Type-C. Lichtvision ProbitSite là máy đo cầm tay dùng khi nghiệm thu: scan toàn bộ bus mà không đổi cấu hình, đánh giá chất lượng tín hiệu bus, đối chiếu từng thiết bị với DALI Alliance product database để xác định chứng nhận DALI-2, ghi log bus liên tục, và có nguồn bus tích hợp 190 đến 250mA tự bật khi đường dây không có điện. Dải nhiệt độ vận hành của máy là +10 đến +35°C, hẹp hơn các thiết bị trên bus. Với SI, bộ đủ gồm nguồn bus, interface lập trình và máy đo, không chỉ controller và driver.

Chọn đường mở rộng theo hiện trạng công trình

Kết luận

Hệ DALI-2 không phải hệ kín. Relay DT7 và dimmer triac đưa tải thường vào cùng group và scene, Dalcnet DGD nối DMX512, còn Lunatone IoT4 đưa chiếu sáng vào BMS qua Modbus TCP. Điều kiện để mọi thứ chạy ổn là bus đủ dòng và được nghiệm thu bằng công cụ đo. Thiết bị DALI-2 Certified tra cứu tại DALI Alliance Product Directory. Gửi bản vẽ và danh sách tải, điểm BMS cùng số line DALI cho đội kỹ thuật KNXStore để chọn đường mở rộng phù hợp.

Cần tư vấn giải pháp cho công trình của bạn? KNXStore.vn - Công ty CP Tích hợp Hệ thống Liên Minh. Địa chỉ: Văn phòng số SAV5-01.02, Lầu 1, Tháp 5, The Sun Avenue, 28 Mai Chí Thọ, Phường Bình Trưng, TP.HCM. Hotline: 0918.918.755. Email: sales@knxstore.vn