Schémata řízení osvětlení

Článek poskytuje ovládací obvody osvětlení pomocí průchozích a křížových přepínačů, bistabilních relé, stmívačů, stmívačů, fotorelay, časovačů a infračervených pohybových senzorů.

Schémata řízení osvětlení již byla opakovaně uvažována v literatuře a na stránkách různých internetových stránek s elektrickou orientací. Proto se zde pokusíme nastínit různá existující řešení.

Nejjednodušší kontrolní schémata pro spínač s jedním nebo dvěma klíči jsou známy všem, a proto má jen málo lidí zájem, takže půjdeme rovnou k diskuzi vícebodové řídicí obvody osvětlení.

Začněme konkrétní jednoduchou situací - řekněme, že máte dvě patra v venkovském domě. Večer vylezete po schodech do druhého patra. Samozřejmě je třeba zapnout světla na schodech. Zapněte v přízemí. Vystoupíme do druhého patra. Nyní musí být světla na schodech zhasnuta.

A jak to udělat, pokud je spínač nainstalován v přízemí? Samozřejmě samozřejmou odpovědí je, že ovládání lamp by se mělo provádět ze dvou míst - z prvního a druhého patra.

Na první pohled není nic složitého - stačí nainstalovat spínač na každé patro, které jsou zapojeny paralelně, a ovládat je nezávisle na sobě. Takové schéma však nebude fungovat podle algoritmu, který potřebujeme - s jeho pomocí můžete zapnout světlo z kteréhokoli ze dvou přepínačů, ale vypnout - pouze z toho, ze kterého bylo zapnuto - protože jeden přepínač v zapnutém stavu blokuje provoz druhého. Pro uvažovanou situaci s žebříkem je proto tento systém naprosto nepřijatelný.

K implementaci ovládání osvětlení ze dvou míst je nutné speciální přepínače zvané pass-through. Obecně je v této situaci pojem „přepínač“ nesprávný. Toto je „přepínač“, protože Má tři kontakty - jeden pohyblivý a dva nehybný. V závislosti na poloze spínače se pohyblivý kontakt uzavře jedním nebo druhým pevným kontaktem. Abychom však nebyli zmateni, budeme tento přepínač označovat jako přepínač průchodu.

Zapnutím dvou takových spínačů podle schématu znázorněného na obr. 1 budeme moci ovládat jednu lampu (nebo několik současně, pokud jsou zapojeny paralelně) ze dvou bodů nezávisle na sobě. Pohyblivým (spínacím) kontaktem v tomto diagramu jsou kontakty zvýrazněné modrou barvou.

Obr. Ovládání jedné svítilny ze dvou bodů.

Zvláštním rysem přepínačů je to, že nemají přísnou pozici klíče. Pokud v konvenčním spínači zpravidla zapnutá poloha tlačí nahoru a zhasíná dolů, pak v přepínači bude zapínací poloha záviset na poloze druhého spínače. Pokud předpokládáme, že jste zapnuli světlo od prvního spínače, „klikli“ na něj a vypnuli od druhého, pak při příštím zapnutí světla pomocí prvního spínače musíte „kliknout“ dolů.

Kromě jednoho, tam jsou dvojí jističe. Umožňují ovládání dvou nezávislých svítidel ze dvou míst. Ve skutečnosti jsou to dva jednoduché přepínače v jedné skříni. Schéma zapojení takových spínačů je znázorněno na obrázku 2.

Obr. Ovládání dvou svítilen ze dvou bodů.

Situace však někdy vyžaduje řízení ne ze dvou, ale ze tří nebo více míst. Již nejsou k dispozici žádné průchozí spínače. Okruh musí být doplněn čtyřmi kontaktními spínači - tzv křížové přepínače.

Křížový spínač má ve srovnání s průchodovým spínačem čtyři kontakty a složitější konstrukci. Nainstaluje se „uprostřed“ obvodu - to znamená, první a poslední spínače v obvodu osvětlení budou průchozí a křížové spínače musí být nainstalovány ve všech „mezilehlých“ bodech. Jako příklad je na obrázku 3 znázorněn tříbodový řídicí obvod svítidla.

Obr. Tříbodové ovládání lampy.

Pokud potřebujete ovládat osvětlení ze tří nebo více míst, není ovládací obvod s přepínačem procházejícím a křížovým přepínačem nejlepším řešením. Takové kontrolní schéma je mnohem snazší organizovat pomocí dvou stabilních, nebo jak se říká jinak, bistabilní relé.

Toto relé je elektronický obvod spouště - zařízení se dvěma stabilními stavy a je řízeno krátkodobým impulzem přiváděným na jeho vstup. To umožňuje použití nezařazených spínačů (tlačítek) pro ovládání osvětlení. Všechna tlačítka jsou zapínána navzájem paralelně, což může značně zjednodušit obvod a tím i instalaci osvětlení. Typicky je toto relé standardní modul 17,5 mm namontovaný na DIN kolejnici a namontovaný v ovládací skříni (obrázek 4).

Obr. Vzhled bistabilního relé.

Bi-stabilní relé znázorněné jako příklad, v závislosti na úpravě, může mít jeden normálně otevřený kontakt, dva normálně otevřené kontakty nebo normálně otevřený a normálně uzavřený kontakt. Taková relé mohou pracovat jak v síti 230V, tak i při napětí 24V. Obě spínací obvody relé jsou uvedeny na obrázku 5.

Obr. Schémata začlenění bistabilního relé.

Pro implementaci řídicího obvodu osvětlení na bi-stabilním relé je nejvhodnější použít jeho normálně rozpojený kontakt. V obou zobrazených obvodech je takovým kontaktem kontakt mající výstupy 1-2. Počet ovládacích tlačítek může být libovolný a všechna jsou zahrnuta paralelně.

První stisknutí jakéhokoli tlačítka poskytne na vstupu A1 úroveň řídicího napětí, která způsobí zapnutí relé, sepnutí kontaktu a podle toho i zapnutí světla, druhý stisk se vypne a tak dále v kruhu.

Výhodou tohoto obvodu z výše uvedeného obvodu na průchodových spínačích je absence potřeby křížových spínačů a mnohem jednodušší instalace osvětlovacího systému. Nevýhodou je použití speciálního bi-stabilního relé. Ale s takovým relé je tento obvod nejoptimálnější jak z hlediska instalace, tak z hlediska následného odstraňování problémů.

Odděleně je nutné přebírat zařízení jako stmívače (stmívače). Umožňují vám ovládat jas lampy. Existují regulátory pro různé typy svítidel - s žárovkami, zářivkami, halogenovými žárovkami atd. Například poskytujeme vzhled a obvod dálkového ovládání z různých bodů stmívač pro žárovky (obrázek 6).

Jak je vidět na obrázku, ovládací tlačítka v tomto stmívači jsou zapínána podobně jako řídicí obvod pomocí bi-stabilního relé - všechna jsou zapojena paralelně a může jich být libovolný počet. Pro zajištění ochrany se stmívač zapíná přes jistič. Celkový výkon žárovek může být 600 wattů. Spínací obvod pro zářivky je podobný, jediný rozdíl je v tom, že se používá jiný typ regulátoru.

Obr. Spínací obvod stmívače dálkového ovládání.

Tento typ stmívače je namontován v rozvaděči na DIN lištu. Ve většině případů však v každodenním životě používají stmívače, které jsou nainstalovány místo stávajících přepínačů. Mají přistávací rozměry, jako standardní spínač. Vzhled stmívače je znázorněn na obrázku 7.

Nastavení se provádí otáčením knoflíku potenciometru - při otáčení ve směru hodinových ručiček se jas lampy zvyšuje, proti směru hodinových ručiček - klesá. Někdy se ovládání provádí pomocí tlačítek. Prvek pro regulaci výkonu v obvodu stmívače je triak (triak).

Obr. Stmívač

Při výměně konvenčních vypínačů za stmívače by se nemělo zapomenout na jednu velmi důležitou nuanci - existují zdroje, které jsou součástí napájení svítidla, a některé vyžadují konstantní napájení 230 V.

V prvním případě nevznikají žádné náhradní otázky - stmívač se místo spínače pouze zapne. V druhém případě je nutné do přistávacího boxu přivést další nulový vodič - k zajištění plného napájení 230 V. Proto, pokud kabeláž není rekonstruována, první metoda je jasně výhodná. Schémata zapojení různých typů stmívačů jsou uvedena na obrázku 8.

Obr. Zahrnutí různých typů stmívačů.

Metody řízení osvětlení diskutované výše, se vším pohodlím, mají jeden bod, a možná pro někoho nevýhodou - pro zapnutí nebo vypnutí osvětlení musíte jít do vypínače. Nesmí být připevněno ke spínači a zároveň nastavit jas elektronické dálkové spínače. Přicházejí s infračerveným (IR) ovládáním, kde se jako ovládací panel používá dálkové ovládání z jakýchkoli domácích spotřebičů, a s rádiovým ovládáním.

Jako příklad přepínače ovládaného IR můžeme jmenovat známý přepínač Sapphire (obrázek 9). Umožňuje vám zapnout / vypnout světlo a plynule upravit jas lampy. Pro všechny jeho výhody je třeba poznamenat, že nevýhodou je, že tento přepínač lze ovládat pouze na dohled, jak dlouho bude „dosah“ ovládacího panelu trvat - obvykle ne více než osm metrů.

Obr. Vzhled přepínače Sapphire.

Spínače pracující na rádiovém kanálu postrádají takovou nevýhodu jako ovládání pouze v zorném poli. Rádiový signál může také procházet různými překážkami - zdmi, podlahami atd. Do jisté míry, samozřejmě. V těchto spínačích se zpravidla používá frekvence 433 nebo 492 MHz, což nevyžaduje povolení od radionuklidových úřadů. Výstupní výkon vysílačů pro taková zařízení není větší než 10 mW.

Dálkově ovládané přepínače (jak přes IR, tak rádiové kanály) mohou být jednokanálové (což vám umožní ovládat pouze jedno zatížení) a vícekanálové. Vícekanálové spínače jsou výhodné v tom, že mohou být umístěny například do ovládací skříňky a pro omezení řídících objektů v jednom bodě. Jednokanálové spínače jsou obvykle umístěny ve spojovacích skříních osvětlovací linky.

Příklad implementace jednokanálového rádiového spínače namontovaného ve spojovací krabici je znázorněn na obrázku 10. Povinné jednokanálové i vícekanálové spínače poskytují místní (manuální) ovládání v případě poruchy ovládacího panelu.

Obr. Jednokanálový přepínač.

Rádiem ovládané spínače, i když mají výrazně větší poloměr činnosti než spínače postavené na infračervených paprskách, jsou však omezené - zpravidla ne více než 100 metrů (i když existují různé možnosti).

Ale co dělat, když potřebujete zapnout osvětlení nebo jiné zatížení, které je desítky nebo stovky kilometrů od spravovaného zařízení? A to není taková zbytečná funkce - například vzdálené začlenění osvětlení do venkovského domu vytvoří účinek přítomnosti majitelů, v zimě zapne vytápění podlahového vytápění, takže bude při příjezdu teplé, v létě zapne klimatizaci atd.

Zde přicházejí k záchraně systémy, které jsou dálkově ovládány přes mobilní linky nebo přes internet.Taková zařízení jsou nyní na trhu poměrně široká. Autor tohoto článku najednou také nezávisle vyvinul čtyřkanálový „přepínač“ přes GSM. Jeho vzhled je znázorněn na obrázku 11.

Obr. Čtyřkanálové ovládací a monitorovací zařízení.

Toto zařízení, nazývané multifunkční řídicí a monitorovací zařízení, má vestavěný modul GSM. Chcete-li jej použít, připojte požadované výstupy k výstupním kanálům a vložte aktivovanou SIM kartu.

Přístup k ovládání je následující - vytočí se na číslo nainstalované SIM karty, po naprogramovaném počtu hovorů se zařízení připojí k lince a musíte zadat heslo nastavené pomocí klávesnice telefonu. Pokud je heslo nesprávné, zařízení je odpojeno od linky, pokud je správné, můžete ovládat (povolit nebo zakázat) kterékoli ze čtyř načtení.

Tento projekt je neziskový, veškerá dokumentace o něm včetně firmware mikrokontroléru, zveřejněné ve veřejné sféře a každý, kdo má určité znalosti v oblasti elektroniky, si to může udělat sám.

Všechna výše uvedená schémata řízení mají jeden společný atribut - jsou řízena lidským příkazem, jinými slovy operátorem. Existuje však celá řada zařízení, která mohou fungovat bez přímého zapojení osoby. Patří mezi ně řídicí relé na povel ze světelného senzoru, pohybového senzoru a podle dříve stanoveného časového algoritmu.

Relé se světelnými senzory (foto relé) často se používá ovládání pouličního osvětlení - když jsou tmavé, zapnou venkovní osvětlení. Prahová hodnota provozu těchto relé může být nastavena v závislosti na úrovni osvětlení. Vzhled foto relé společně se senzorem je znázorněno na obrázku 12. Obsahuje jeden ovládací kontakt, který vám umožňuje ovládat lampu přímo z relé, nebo při velkém zatížení, přes další výkonové relé (stykač).

Obr. Foto relé se senzorem.

Jsou vyvolána relé, která řídí zatížení podle daného algoritmu času programovatelné časovače. Předepisují nezbytný čas pro zapnutí a vypnutí zátěže. Někdy se časovače integrují s fotografickým relé.

K čemu to je? Předpokládejme, že musíme zapnout venkovní osvětlení po setmění, pak je vypnout z jednoho ráno, znovu zapnout ve čtyři ráno a vypnout ráno, když se rozsvítí. Za tímto účelem jsou foto relé a časovač sestaveny do sériového obvodu. Pokud je tma, rozsvítí se foto relé, ale v jednu ráno časovač přeruší obvod a lampa zhasne. Potom ve čtyři ráno časovač znovu sestaví obvod - lampa se rozsvítí. A konečně, když se rozsvítí, lampa vypne foto relé.

V závislosti na úpravě časovače je možné v něm naprogramovat události z jednoho dne na jeden rok. Řada takových časovačů jsou astronomická relé. Tato relé se zpravidla používají také k ovládání venkovního osvětlení - jako vstupní hodnota se do něj zadávají geografické souřadnice terénu a na základě této informace zařízení automaticky vypočítá, kdy je třeba osvětlení zapnout nebo vypnout. Vzhled některých typů časovačů je znázorněn na obrázku 13.

Obr. Vzhled některých typů programovatelných časovačů.

Nakonec se zaměřme na ovládání osvětlení pomocí infračervené snímače pohybu. Podobné senzory se používají v bezpečnostních systémech k zaznamenávání přítomnosti osoby v chráněné oblasti. Pouze tam jsou senzory konstruovány tak, že když jsou spuštěny, bezpečnostní systém vyšle poplašný signál do vzdáleného bezpečnostního oddělení.

V našem případě by činnost senzoru měla zapnout osvětlení na určitou dobu. Pokud po této době není v regulované oblasti pozorována žádná aktivita (pohyb), osvětlení se vypne.Jinak zůstane osvětlení zapnuto po stejnou dobu.

Použití lamp ovládaných pohybovými senzory je velmi výhodné v běžných prostorách - na schodištích a chodbách bytových domů. Takové lampy jsou také vynikající pro venkovní osvětlení, například na nádvoří domu. Umožňují nejen pohodlně ovládat osvětlení, ale také šetřit energii, což je v naší době docela důležité. Vzhled svítidla s integrovaným IR senzorem je zobrazen na obrázku 14.

Obr. Vzhled lampy s infračerveným senzorem.

Samozřejmě v jednom malém článku není možné pokrýt všechny existující moderní metody řízení osvětlení. V tom jsem se pokusil zvážit nejtradičnější a nejpoužívanější.

Viz také:Schémata a schémata zapojení osvětlení v bytě a domě

Michail Tikhonchuk