DALI, hiç ama hiç yeni olmayan, ama hala özellikle büyük yapılardaki aydınlatmanın otomasyonu için kullanılan bir haberleşme protokolü. Yeni değil dedik.. gerçekten de değil. DALI, Philips tarafından 1984’te bulunmuş, benden yaşlı.. Standartları belirleyen arkadaşlara şu bağlantıdan ulaşabilirsiniz: http://www.dali-ag.org

Şimdi DALI’nin yeni versiyonu olan DALI2 yolda.. ama bu yazının konusu bu değil, dolayısıyla DALI2’nin getirdiği yeniliklerden bahsetmiyor olacağız.

 

DALI Nasıl Çalışır?

Basit bir DALI ağı en az bir kontrolcü, en az bir adet DALI uyumlu aydınlatma ekipmanı ve en az bir adet DALI güç kaynağından oluşuyor.

Kontrolcü bir ekipman; DALI ağındaki tüm aydınlatma ekipmanları tek tek, gruplar halinde, yada “broadcast” denilen yöntemle tümünü kontrol edebilir. Kontrolden kastımız, kapatmak, açmak, ışık şiddetini (dimming) değiştirmek gibi. Tüm bu değerleri değiştirebilirken ağa gönderdiği komutlarla bu aydınlatmaların güç seviyesi değerlerini, lambalarda arıza olup olmadığının bilgisini de alabilir. Kontrolcü ekipman bir bilgisayar yazılımı olabileceği gibi; duvar anahtarları ve sensörler de birer kontrolcü ekipman olarak sınıflandırılabilir. Örneğin ışık sensörüne düşen ışığın şiddetine göre sensör cihazı bağlı olduğu DALI ağına direk müdahale ederek konfigüre edilmiş bir aydınlatma cihazı yada bir grubu kontrol edebilir.

DALI cihazların konfigürasyonu da yine DALI hattı üzerinden yapılır. Aydınlatma komutlarının yanında protokol içine tanımlı konfigürasyon komutlarıyla adresleme, ağa dahil etme, cihaz tarama işlevleri yerine getirilir.

DALI ağında her bir aydınlatma cihazının 0 ile 63 arasında bir adresi (short address) oluyor. Burdan da anlaşılacağı üzere, bir DALI kontrolcü en fazla 64 cihazı kontrol edebilir. Daha fazlası olursa ne yapacağız sorusunun cevabı;

  1. birden fazla kontrolcü kullanıp,
  2. her bir kontrolcünün ağını birbirinden izole edip,
  3. 64 * kontrolcü sayısı kadar aydınlatma ekipmanı kullanmak.

DALI protokol yapısındaki bu kısıtı aşmanın yolunu böyle bulmuşlar..

DALI Şema - 1
DALI Şema – 1

“DALI Şema -1″de yukarıda bahsettiğim yapıyı açıkladım. DALI Kontrolcü ile aydınlatma ekipmanı arasında DALI haberleşmesi yapılır, DALI kontrolcülerle de Otomasyon yazılımı tercihen TCP/IP ile haberleşir. Ürünün tasarımına göre TCP/IP değilde farklı bir yöntem de seçilebilir.

64 adet cihaz adresinin yanında, 16 adede kadar cihaz grubu yaratılabilir. Cihaz grupları birden fazla aydınlatmanın aynı odada yada binanın bölümünde olduğu durumlarda kullanılır.

Madem bilgisayar yazılımı ile kontrol ediyoruz grupla uğraşmak yerine tek tek bilgisayar benim yerime bu komutları gönderebilir diye sorabilirsiniz. Detaylarına gireceğiz ama her bir komudun gönderilmesi 42 milisaniyelik bir süre alır. Basit bir hesapla 30 lambalık bir odada 30 adet komudu tek tek göndermeniz 30*42 milisaniye = 1,2 saniye sürecektir. Bu da her müşterinizin hoşnut olmayacağı bir Meksika dalgasına neden olacaktır. Zevk meselesi tabi 🙂

DALI ile Veri İletimi

DALI Kontrolcü ile DALI aydınlatma ekipmanı arasında haberleşme tek per (çift) kablo ile sağlanır. Hatta polarizasyon kısıtı yoktur. Yani kablonın “+”sını “-“sini bulmak gibi bir derdiniz yok. Çoğu haberleşme protokollerinin aksine hattaki haberleşme voltajını cihazlar değil ayrı bir güç kaynağı ekipmanı sağlar.

DALI güç kaynağı hatta 16 – 22.5 Volt arası potansiyel fark oluşturmalıdır. 16 voltun altında okunan değerlerde haberleşme hattında bir kaçak yada farklı bir problem olduğu anlaşılmalıdır. Yani 22,5 Voltluk bir güç kaynağınız var ise, hatta ölçüm yaptığınızda en fazla 2 volt kaybınız olabilir; yani 20,5 V.

DALI Şema - 2
DALI Şema – 2

DALI cihazları hattı beslemediği için hattaki voltaj seviyesini “0”a çekmek için, DALI hattını kısa devre yaparlar. DALI standartları gereği, güç kaynağı maksimum 250mA akım sağlamalıdır. Bu düşük akım kısıtının amacı; DALI ekipmanları hattı kısa devre yoluyla anahtarlama yaptığında, üstüne fazla akım çekip kendi donanımlarına zarar vermemesidir.

DALI Şema - 3
DALI Şema – 3

DALI ağında tüm aydınlatma ekipmanları aynı hat üzerinden haberleşir. Kablo hattının uzunluğu 300 metreyi geçmemelidir. Hat uzunluğuna göre kablo kalınlıkları aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Hat Uzunluğu Kablo Kalınlığı
0-100 metre 0,5 mm2
100-150 metre 0,75 mm2
150-300 metre 1.5 mm2

Yukarıda belirttiğim gibi güç kaynağı maksimum 250 mA akım sağlamalıdır. Teorik olarak her bir DALI cihazı 2mA akım çekecek şekilde tasarlanır. Hat için kullanılan kablo 600V izole olmalı.

Hat ne kadar bildiğiniz asenkron haberleşme standartlarından biraz farklı da olsa sonuçta yine kablo üstünde 1’ler 0’lar uçuşuyor. Yani mantık seviyeleri önemli. DALI’de kullanılan mantık değer tablosu aşağıda verilmiştir:

Gerilim Aralığı Mantık Değeri
0±4.5 V 0
16±6.5 V 1

Mantık değerleri önemli, ama bir o kadar önemli diğer nokta ise, verinin “manchester coding” yöntemiyle iletiliyor olması. Yani; 1 göndermek için 0 ve 1, 0 göndermek için 1 ve 0 gönderiyoruz.

Manchester Coding, diğer adıyla faz kodlaması; ayrı bir saat (clock) hattının olmadığı asenkron haberleşme modellerinde genellikle kullanılır.

Machester Kodlaması
Machester Kodlaması

Yukarıdaki sinyalleşme akışında, üst kısımda manchester kodlanmış sinyali, aşağıda ise ham sinyalin şeklini görebilirsiniz. Aşağıdaki gibi manchester kodlanmamış haliyle, ek bir saat hattı olmaksızın bu sinyali gönderdiğinizde, alıcı cihaz bu 8 bitlik çerçevede kaç tane “1”, kaç tane “0” olduğu konusunda hataya düşebilir. Bu durumda haberleşmede senkronizasyon bozulur ve senkronizasyonun bozulduğu noktadan sonraki tüm veri yanlış iletilir. Fakat yukarıda görüldüğü üzere manchester kodlanmış sinyalde en fazla 2 saat periyodu boyunca aynı tip veri olabiliyor. Her iletilen “nible”da ki faz farkı, karşı tarafında senkronizasyonu kaybetmemesi için bir sigorta niteliği taşır.

DALI Veri Çerçeve (Frame) Yapısı

DALI Veri İletimi
DALI Veri İletimi (Figür; Microchip’in AN1465 kodlu dökümanından alınmıştır.)
  • DALI hattında veri iletimi yokken hat logic 1’de sabittir (güç kaynağı hattı sabit olarak beslediği için).
  • Her DALI çerçevesi; 1 start bitiyle başlar, ve 2 bit süresi boyunca IDLE ile sona erer.
  • Her bit süresi 833uS’dir.
  • DALI protokolünün; bu 833uS’lik bit süresinde +-%10’luk bir süre sapmasına kadar tahamülü vardır.
  • Veri iletilirken “en büyük dereceli” (Most Significant) bit önce iletilir.
  • 833uS’lik bir bit süresi elde etmek için, manchester kodlama algoritmanız 416uS’lik bir saat döngüsü (clock cycle) kullanmalıdır.
  • DALI protokolünde “collission” oluşumuna yönelik bir önlem yoktur. Yani; veri göndermeden önce hiç bir cihaz, o sırada başka bir cihazın veri gönderip göndermediğini kontrol etmez. DALI’de cihazlar sürekli “keep alive” tarzı mesajlar göndermez. Dolayısıyla boştayken hat kullanımı yoktur. Hat kullanım yükü çok düşük olduğu için matematiksel olarak da “collision” oluşma ihtimali düşüktür.
  • DALI’de bilgi iletimi saniyede 1200 bit’tir.

DALI’de 2 tip veri çerçevesi bulunur:

  • Forward Frame; kontrolcü (controller) cihazdan aydınlatma ekipmanına (dali ballast) doğru olan veri çerçevesidir.
  • Backward Frame; aydınlatma ekipmanından kontrolcü cihaza verilen cevaptır.

Aşağıdaki mesaj örneğinde, kontrolcü cihaz 2 numaralı adreste bulunan lambanın seviyesini sormak için bir “forward frame” gönderiyor. Bu mesaj aslında hattaki tüm cihazlara gidiyor. Fakat cevap “backward frame” olarak sadece 2 numaralı adreste bulunan ekipmandan geliyor.

DALI Forward Frame & Backward Frame Örneği
DALI Forward Frame & Backward Frame Örneği

“Forward Frame” (Çerçeve) Yapısı

DALI Forward Frame kontrolcü cihazdan aydınlatma cihazına (DALI Ballast) doğru olur. 1 bitlik çerçeve başlangıç biti (SoF) sabit olarak “logic 1″dir. Bunu, 8 bit uzunluğunda adres byte’ı, 8 bit uzunluğunda komut byte’ı (payload) ve 2 bit uzunluğunda logic değeri olmayan idle süresi takip eder.

DALI Forward Frame
DALI Forward Frame

“Backward Frame” (Çerçeve) Yapısı

DALI Backward Frame, aydınlatma ekipmanından (DALI Ballast) kontrolcü cihaza doğru olur. 1 bitlik çerçeve başlangıç biti (SoF) sabit olarak “logic 1″dir. Bunu, 8 bit uzunluğunda veri byte’ı ve 2 bit uzunluğunda logic değeri olmayan idle süresi takip eder.

DALI Backward Frame
DALI Backward Frame

Sonuç

Şu an her ne kadar KNX bence daha popüler olsa da, DALI’nin daha basit bir yapısı olduğunu düşünüyorum. Kendiniz KNX çalışacak bir ürün geliştirecekseniz lisans bedelleri, sertifikasyonları DALI’ye göre hem maddi hem manevi olarak daha zorlu. DALI protokolünün daha basit olması tasarlayacağınız cihazlarda da daha az sistem kaynağı ihtiyacı demek oluyor. Microchip’in düşük segment mikrodenetleyicileriyle bile yol alabilirsiniz. DALI, KNX yada X10.. en güzeli ihtiyaç ışığında bu protokolleri hibrit bir şekilde toplayabilme yetisi olan çözümlere yönelmek.

Reklamlar