Protocole DALI 05/12/2008  Patrick ABATI 
Liste des cours
dalilon

Présentation
Exemple d'application
Câblage
Ballast
Contrôleur
Produits annexes
Signaux
Trames
Adressage
Données
Constructeurs
Sources et liens

Mise en oeuvre

matériel

 Présentation 

Dans le bâtiment, l’éclairage est reconnu pour avoir un impact conséquent sur l’environnement : dans le tertiaire, il peut représenter 30 à 40 % des consommations électriques

Pourtant, jusqu’à 60 % de ces consommations pourraient être économisées grâce à des technologies simples et économiques qui répondent aux contraintes de la gestion d'éclairage, en combinant la commande et le réglage de celui-ci en fonction de l’intensité de la lumière naturelle, de la présence de personnes, des horaires...

Le protocole DALI entre un contrôleur et des luminaires est une de ces technologies. Il permet une gestion optimale de l’éclairage par l'intermédiaire d'un bus appelé ligne DALI. L’allumage, l’extinction et la variation de l’éclairage sont commandés via cette ligne

dali
iec

DALI (Digital Addressable Lighting Interface) est un protocole ouvert et standard (IEC 62386) développé et soutenu par différents constructeurs de ballasts électroniques, qui permet de gérer une installation d'éclairage par l'intermédiaire d'un bus de communication à deux fils

L'association DALIAG (Digital Addressable Lighting Interface Activity Group) est chargée de la promotion et de la coordination des activités. La norme DALI garantit l'interchangeabilité des produits des différents constructeurs

La technologie numérique utilisée par DALI permet :


 Exemple d'application 

La salle de réunion ci-dessous est divisée en 4 groupes fonctionnels de luminaires

accueil

salle

Suivant la fonction de la salle à un instant donné, un ou plusieurs groupes de lampes sont mis en service

Accueil Lecture Vidéo-projection
accueil lecture video

Le système DALI permet, par l'intermédiaire d'un contrôleur, la mise en marche, l'arrêt, le réglage du niveau d'éclairement, le traitement des défauts éventuels...

gradation


 Câblage 

Le câblage peut se faire suivant une topologie de type bus                     ou de type étoile

bus                                              etoile

ou de type mixte (association des deux types)

mixte

cable

Longueur Section minimale
inférieure à 100 mètres 0,5 mm²
jusqu'à 150 mètres 0,75 mm²
jusqu'à 300 mètres 1,5 mm²
 

Le système DALI ne nécessite pas de conducteurs spéciaux

Dans l'exemple ci-contre, on utilise un câble classique 5G1,5
- phase, neutre et terre, pour le circuit de puissance
- 2 conducteurs (noirs), pour le bus de commande

La chute de tension maximale entre un contrôleur DALI
et le ballast le plus éloigné ne doit pas dépasser 2V

La tension du bus DALI est continue, de l'ordre de 16 V
La polarité est indifférente lors du raccordement (limitation des erreurs de câblage)

La section minimale des câbles à utiliser dépend de la longueur du réseau

Avec une section de câble de 2,5 mm², il est possible d'atteindre une longueur de 300*2,5/1,5 = 500 mètres


Le système DALI peut être couplé à un bus de terrain du type EIB ou LonWorks   Passerelle KNX/DALI
passerelle
eib

 Ballast  

Le ballast permet de fournir la haute tension
nécessaire à l'amorçage du tube fluorescent
puis de limiter la tension lorsque le tube est allumé
Le ballast-ferromagnétique est progressivement
remplacé par le ballast électronique
qui fonctionne à une fréquence de l'ordre de 20 kHz
et qui assure un meilleur rendement de l'ensemble tube-ballast
Le ballast électronique peut disposer
d'une ligne DALI comme dans l'exemple ci-dessous

ballast
ballast

Circuit d'un ballast (AN 809)
Diagramme de fonctionnement d'un ballast (AN809)
photo
diagramme
NOTE : Filtre EMI (Electro Magnetic Interference) - RFI (Radio Frequency Interference)

Microchip Technologie et International Rectifier ont collaboré pour mettre au point un ballast électronique (AN 809) qui utilise

- un PIC 16F628 (microcontrôleur)

- un IR 2159 (contrôleur de ballast)


 Contrôleur 

Le contrôleur DALI qui reçoit les informations des capteurs (luminosité, présence...) et du panneau de commande (interrupteur, poussoir...) pilote les ballasts (marche, arrêt, variation...)

Contrôleur DALI (ACELIA) synoptique Contrôleur DALI (PHILIPS)
dalilon philips

La connexion entre les capteurs, le panneau de commande et le contrôleur peut se faire suivant 2 méthodes; le choix de la méthode de connexion dépend de l'application considérée :
Liaison directe au contrôleur Liaison par l'intermédiaire du bus DALI
capteur capteur
 
Contrôleur DALI (AELSYS) Ce contrôleur permet :
  • une programmation directe via une interface opérateur écran/clavier
  • une simplification du câblage par connexion directe capteurs / bus DALI
  • une augmentation de la capacité du réseau DALI jusqu'à 2048 composants, par l'association de plusieurs contrôleurs synchronisés (maître + esclaves)
Autres caractéristiques :
  • alimentation DALI intégrée
  • logiciel de configuration optionnel (sous PC / Windows)
  • reconnaissance automatique des capteurs AELSYS
Fiche technique
AELSYS

 Produits annexes 

Alimentation DALI
alim
Panneaux de commande
panneau
panneau
Détecteurs de luminosité
et de présence

capteur
capteur

installation

De nombreux composants
peuvent être connectés à DALI
par liaison infrarouge ou radio (simplification du câblage)


 Signaux 

Les données sont transmises sous forme série à une vitesse de 1200 bits/seconde
La durée d'un bit est de 1/1200 = 833,3 µs

Les niveaux électriques sont spécifiés dans le diagramme ci-dessous

signaux  

Le niveau haut correspond à une tension typique de 16 V
Le niveau bas correspond à une tension typique de 0 V

En l'absence de communication, l'interface donne un niveau haut

Un contrôleur absorbe un courant maximal de 250 mA
Un participant connecté au bus absorbe un courant maximal de 2 mA

La chute de tension sur la ligne DALI ne doit pas dépasser 2 V

La longueur d'une ligne en 1,5 mm² ne doit pas dépasser 300 mètres

Les bits sont codés en biphasé (codage Manchester), le 0 correspond à une transition négative, le 1 à une transition positive
codage

Exemple : l'octet 1001 1110 est transmis de la façon suivante :
chrono

Voir aussi : Codage des signaux binaires

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 Trames 

Le contrôleur envoie une requête vers le ballast, puis reçoit une réponse de celui-ci

La requête contient 19 bits : 1 bit de start + 1 octet d'adresse + 1 octet de donnée + 2 bits de stop
Sa durée est 19 x 1 / 1200 = 15,83 ms

La réponse contient 11 bits : 1 bit de start + 1 octet de donnée + 2 bits de stop
Sa durée est 11 x 1 / 1200 = 9,17 ms

Le bit de start correspond à 1 logique
Les bits de stop correspondent à une inactivité (niveau haut) pendant une durée de 1,67 ms

La durée qui sépare 2 requêtes successives est au minimum de 9,17 ms
La durée qui sépare la requête de la réponse est comprise entre 2,92 et 9,17 ms : au delà de ce temps, le contrôleur considère qu'il n'y a pas de réponse et peut émettre une nouvelle requête
La durée qui sépare une réponse d'une nouvelle requête est au minimum de 9,17 ms
trame


 Adressage 

L'espace adressable d'un contrôleur concerne 64 composants
Chaque luminaire a sa propre adresse (pilotage individuel ou par groupe)
Il y a un maximum de 16 groupes par contrôleur
Dans un groupe, les luminaires sont commandés identiquement, mais leurs états sont remontés individuellement
L'adresse du luminaire est mémorisée dans le ballast qui mémorise aussi les réglages (scénarios)
Il y a un maximum de 16 scénarios par contrôleur

La structure de l'octet d'adresse est la suivante : adresse

Le bit de sélection S indique :
- que la donnée qui suit est une valeur de variation (S=0)
- que la donnée qui suit est une instruction de commande (S=1)

Si l'octet d'adresse commence par 101 ou par 110, il s'agit d'une instruction de commande étendue spéciale


 Données 

- commande directe de puissance (bit de sélection S=0)
le calcul se fait à partir de la formule : formule avec X = valeur de l'octet de donnée (1 à 254)
exemple : si X=225 => la puissance PX vaut 45% de la puissance nominale (voir la courbe)

- commande 0 : "OFF" commande qui permet l'extinction immédiate de la lampe

- commande 6 : "RECALL MIN LEVEL" commande qui permet le réglage de luminosité à la valeur minimale

- commandes 16 à 31 : "GO TO SCENE" commande qui permet d'obtenir le réglage mémorisé dans le scénario considéré (XXXX indique le numéro du scénario : 0 à 15)

- commandes 96 à 111 : "ADD TO GROUP" commande qui permet d'ajouter le ballast au groupe considéré (XXXX indique le numéro du groupe : 0 à 15)

- commande 146 : "QUERY LAMP FAILURE" commande qui demande si la lampe dont l'adresse est spécifiée présente un problème. La réponse sera "Yes" ou "No"


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 Constructeurs 

Liste de constructeurs de matériel à protocole DALI :

ABB - AELSYS - ALTENBURGER ELECTRONIC - BAG - BTICINO - CABA - CEAG - DELMATIC - DIAL - DYNALITE - ECKERLE - ELTAM EIN HASHOFET - ERC - ERCO - ETAP - EUTRAC - FIFTH - GEWISS - GITRONICA - GERARD LIGHTING - HELVAR - HÜCO - INFRANET PARTNERS - INSTA - LIGHTOLIER - LUTRON - MACKWELL - ME ELECTRONIC PRODUCTS LTD. - NIKO - OSRAM - PHILIPS LIGHTING - SANDER - SCEMTEC - SIMMTRONIC - SPITTLER - SVEA - TRIDONIC - UNIVERSAL LIGHTING TECHNOLOGIES - VOSSLOH-SCHWABE - WAGO - XAL GmbH - ZUMTOBEL

 Sources et liens 

Acelia-Dalilon - groupe ARCOM
Applications électroniques et systèmes - AELSYS
Diaporamas de présentation Wago - DALI-AG
Manuel en anglais (DALI-AG)
Ballasts: les nouvelles règles (OSRAM)
Dali Easy (OSRAM)
Dali Dimming Ballast (Microchip)
La gestion de l'éclairage (Wago)
Informations du système (Philips)
Gérer l'éclairage avec DALI (Revue J3E)
Passerelle DALI (Feller)
DALI by Design
IEC 62386 - IEC 60929


Voir aussi : Mise en oeuvre du protocole DALI et Exemple de projet DALI

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