Uživatelská knihovna protokolu D.A.L.I. pro mikrokontrolér STM8S

1. Uživatelská knihovna protokolu D.A.L.I. pro mikrokontrolér STM8S Bc. Jakub Lepša Vedoucí práce: Ing. Pavel Hrzina, PhD

2. Zadání práce • Vytvořte uživatelskou knihovnu protokolu D.A.L.I. ve shodě se specifikací tohoto protokolu. • Funkčnost knihovny ověřte na HW poskytnutém firmou STMicroelectronics.

3. D.A.L.I. protokol • Digital Addressable Lighting Interface • účel - hromadné ovládání svítidel • postaveno na DSI (digital signal interface) • otevřený protokol, více výrobců • Uplatnění v průmyslu a firemním sektoru

4. Protokol D.A.L.I. • Master – slave struktura • slave pouze vykonává nebo odpovídá na dotazy – backward rámec • Master může komunikovat s dalšími master nebo slave – forward rámec • široká sada 2 bytových příkazů (adresový a datový) – v současnosti na 80 unikátních příkazů • dělení příkazů (adresové, dotazové, přímé ovladání výkonu svítidla...)

5. Protokol D.A.L.I. • Připojení 64 slave prvků • Možno sdružovat do 16 skupin • Přímé ovládání prvku podle adresy • Ovládání celé skupiny podle adresy skupiny • 16 předvolených scén • Aplikace od jedné místnosti po celé budovy

6. Fyzické parametry sběrnice • jednoduchá instalace – komunikace využívá dvou vodičů, speciální kabely L, N, PE, DALI1, DALI2 • kódování bi-fázové (Manchesterské) • napěťové úrovně typicky log 0 = 0 V, log 1 = 16 V (-6,5 až 22,5 V) • komunikační rychlost 1200 bit/s

7. Bi-fázové kódování • Příklad bi-fázového kódování. Změna z nízké do vysoké úrovně = 1 a naopak. Nutno přidat pomocné hrany. Softwarová generace signálu.

8. Procesor STM8208RB a REva kit • Taktovací frekvence 16 MHz • 8 vstupně-výstupních bran A – I • 10bit A/D převodník • Řada komunikačních rozhranní • Osazen na REva vývojové desce • Vybavení pro testování: I/O • LED diody, programátor

9. ST7 D.A.L.I. Eval. Kit • Vývojový kit pro DALI aplikace • PC/DALI komunikační rozhranní • Slave prvky s HW implementací bi-fázovéhokódování • Simulace reálnýchsvítidel

10. Knihovna protokolu D.A.L.I. • Psána v jazyce C, překládána pro STM8S • Prostředí Raisonance Ride7 • Umožňuje vyvolat jakýkoli DALI příkaz • Softwarové generování bi-fázového protokolu • Umožňuje vytvářet nejrůznější aplikace • Stand-alone aplikace nikoli ovládání z PC • Např. digitální stmívače, ovladače místnosti, časové spínače s uloženou sekvencí…

11. Příklady D.A.L.I. Master prvků • Zumtobel ZBOX • Stand-alone, plug and play • Ovládá 2 skupiny • 3 předvolené scény • Tridonic ATCO • Stand alone, plug and play • Programovatelné scénáře • 16 scén

12. Literatura • KNOTEK, Martin. Implementace D.A.L.I. protokolu pro STM8 mikrokontroler. Praha, 2009. 84 s. Diplomová práce. České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Katedra řídící techniky. • International electrotechnical commision. Digital addresable lightning interface: Part 101: General requirements - system. (s.l.) : (s.n.), 2007. 15 s. • International electrotechnical commision. Digital addressable lightning interface: Part 102: General requirements - Control gear. (s.l.) : (s.n.), 2007. 139 s. • International electrotechnical commision. Digital addressable lightning interface : Part 302: Particular requirements for control devices: 24 bit extended frame operation. (s.l.) : (s.n.), 2007. 24 s. • NEMA STANDARD PUBLICATION 243-2004. Digital Addressable Lighting Interface (DALI) Control Devices Protocol : Part 1-2004 General Requirements. Rosslyn, Virginia : National Electrical Manufacturers Association, 2004. 122 s. • NEMA STANDARD PUBLICATION 243-2004. Digital Addressable Lighting Interface (DALI) Control Devices Protocol : Part 2-2004 Specific Commands for Control Devices. Rosslyn, Virginia : National Electrical Manufacturers Association, 2004. 32 s. • LEPŠA, Jakub. Připojení kitu ST7 k prostředí Control Web. [s.l.], 2008. 43 s. Bakalářská práce. České vysoké učení technické, Fakulta Elektrotechnická, Katedra elektrotechnologie.

13. Literatura • LEPŠA, BC., Jakub. Porovnání implementací protokolu D.A.L.I. : Magisterský individuální projekt. [s.l.], 2009. 27 s. Semestrální práce. České vysoké učení technické, Fakulta Elektrotechnická, Katedra elektrotechnologie. • STM8S Firmware Library [online]. [s.l.] : [s.n.], 2009-05-06 [cit. 2010-05-01]. Dostupné z WWW: <http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm8s.html>. • Digital Addressable Lighting Interface In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , [cit. 2010-05-05]. Dostupné z WWW: <http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Addressable_Lighting_Interface>. • Manchester code In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , [cit. 2010-05-05]. Dostupné z WWW: <http://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_code>. • STMicroelectronics. AN2708 Application Note : 2x36 W digital dimmable ballast with L6574 and ST7DALI. [s.l.] : [s.n.], 2008. 42 s. • STMicroelectronics. RM0016 Reference manual : STM8S microcontroler family. [s.l.] : [s.n.], 2009. 430 s • STMicroelectronics. STM8S207xx STM8S208xx : Performance line, 24 MHz STMS8 8-bit MCU, up to 128 Kbytes Flash, integrated EEPROM, 10-bit ADC, timers, 2 UARTs, SPI, I2C, CAN. [s.l.] : [s.n.], 2009. 101 s.

14. Literatura • STMicroelectronics. ST7DALI : 8-BIT MCU WITH SINGLE VOLTAGE FLASH MEMORY, DATA EEPROM, ADC, TIMERS, SPI, DALI. [s.l.] : [s.n.], 2003. 140 s. • Raisonance. REva Raisonance Universal Evaluation Board Motherboard (version 3 onwards) : User Guide. [s.l.] : [s.n.], 2009. 23 s. • Raisonance. REva Raisonance Universal Evaluation Board : STM8 and ST7 Daughterboards User guide. [s.l.] : [s.n.], 2009. 73 s. • STMicroelectronics. ST7DALIF2 : 8-bit MCU family with single voltage flash memory, data EEPROM, ADC, timers, SPI, DALI. [s.l.] : [s.n.], 2009. 171 s. • STMicroelectronics. ST7DALI : 8-bit MCUwith single voltage flash memory, data EEPROM, ADC, timers, SPI, DALI. [s.l.] : [s.n.], 2003. 140 s.