Schémas de contrôle d'éclairage

L'article fournit des circuits de commande d'éclairage à l'aide d'interrupteurs de passage et croisés, de relais bistables, de gradateurs, de gradateurs, de photorelais, de minuteries et de capteurs de mouvement infrarouges.

Des schémas de contrôle d'éclairage ont été maintes fois envisagés dans la littérature et sur les pages de divers sites Internet d'orientation électrique. Par conséquent, nous allons essayer ici de décrire les différentes solutions existantes.

Les schémas de commande les plus simples pour un interrupteur à une ou deux touches sont connus de tous et, par conséquent, peu de gens sont intéressés, nous allons donc passer directement à la discussion circuits de commande d'éclairage multi-spots.

Commençons par une situation simple et spécifique - disons que vous avez deux étages dans une maison de campagne. Le soir, vous montez les escaliers jusqu'au deuxième étage. Naturellement, vous devez allumer les lumières des escaliers. Allumez au rez-de-chaussée. Nous montons au deuxième étage. Maintenant, les lumières dans les escaliers doivent être éteintes.

Et comment faire si l'interrupteur est installé au rez-de-chaussée? Naturellement, la réponse évidente est que le contrôle des lampes doit être effectué à deux endroits - du premier et du deuxième étage.

À première vue, rien de compliqué - il suffit d'installer à chaque étage de l'interrupteur, qui sont connectés en parallèle et les gèrent indépendamment les uns des autres. Mais un tel schéma ne fonctionnera pas selon l'algorithme dont nous avons besoin - avec son aide, vous pouvez allumer la lumière à partir de l'un des deux commutateurs, mais l'éteindre - uniquement à partir de celui à partir duquel il a été allumé - parce que un interrupteur à l'état bloqué bloquera le fonctionnement de l'autre. Par conséquent, pour la situation considérée avec l'échelle, ce schéma est absolument inacceptable.

Pour mettre en œuvre le contrôle de l'éclairage à partir de deux endroits sont nécessaires commutateurs spéciaux appelés pass-through. En général, dans cette situation, le terme «commutateur» est incorrect. Ceci est un "interrupteur" car Il a trois contacts - un mobile et deux immobiles. Selon la position de la clé de contact, le contact mobile se ferme avec l'un ou l'autre contact fixe. Mais pour ne pas se confondre en termes, nous appellerons ce commutateur un commutateur de passage.

En activant deux de ces commutateurs selon le schéma illustré à la figure 1, nous pourrons contrôler une lampe (ou plusieurs en même temps, si elles sont connectées en parallèle) à partir de deux points indépendamment l'un de l'autre. Le contact mobile (de commutation) dans ce diagramme est les contacts surlignés en bleu.

Fig.1. Contrôle d'une lampe à partir de deux points.

Une caractéristique particulière des interrupteurs de passage est qu'ils n'ont pas de position de clé stricte. Si dans un interrupteur conventionnel, en règle générale, la position de marche est enfoncée et s'éteint, puis dans l'interrupteur de passage, la position de marche / arrêt dépendra de la position du deuxième interrupteur. Si nous supposons que vous avez allumé la lumière du premier interrupteur, en «cliquant» vers le haut et éteint à partir du second, la prochaine fois que vous allumez la lumière avec le premier interrupteur, vous devez «cliquer» vers le bas.

En plus du simple, il y a double disjoncteurs. Ils permettent de contrôler deux luminaires indépendants à deux endroits. Il s'agit en fait de deux commutateurs uniques dans un boîtier. Le schéma de connexion de ces commutateurs est illustré à la figure 2.

Fig.2. Contrôle de deux lampes à partir de deux points.

Mais parfois, une situation nécessite une gestion non pas à partir de deux, mais à partir de trois endroits ou plus. Il n'y a déjà aucun commutateur de passage à faire. Le circuit doit être complété par des interrupteurs à quatre contacts - les soi-disant interrupteurs croisés.

L'interrupteur croisé a quatre contacts et une conception plus complexe, par rapport à l'interrupteur de passage. Il est installé «au milieu» du circuit, c'est-à-dire les premier et dernier interrupteurs du circuit d'éclairage seront de passage et des interrupteurs croisés doivent être installés à tous les points «intermédiaires». À titre d'exemple, la figure 3 montre un circuit de commande de luminaire à trois points.

Fig.3. Commande de lampe à trois points.

Le circuit de commande avec interrupteurs de passage et croisés n'est pas la meilleure solution lorsque vous devez contrôler l'éclairage à partir de trois endroits ou plus. Un tel schéma de contrôle est beaucoup plus facile à organiser à l'aide de schémas bi-stables, ou comme on les appelle différemment relais bistables.

Ce relais est un circuit électronique d'un déclencheur - un appareil à deux états stables et est contrôlé par une impulsion à court terme fournie à son entrée. Cela permet l'utilisation d'interrupteurs (boutons) non verrouillables pour le contrôle de l'éclairage. Tous les boutons sont allumés en parallèle les uns aux autres, ce qui peut grandement simplifier le circuit et, par conséquent, l'installation de l'éclairage. Typiquement, un tel relais est un module standard de 17,5 mm monté sur un rail DIN et monté dans une armoire de commande (figure 4)

Fig.4. Apparition d'un relais bistable.

Le relais bistable illustré à titre d'exemple, selon la modification, peut avoir un contact normalement ouvert, deux contacts normalement ouverts ou un contact normalement ouvert et normalement fermé. Ces relais peuvent fonctionner à la fois dans un réseau 230V et à une tension de 24V. Les circuits de commutation de relais bistables sont illustrés à la figure 5.

Fig.5. Schémas d'inclusion d'un relais bistable.

Pour mettre en œuvre un circuit de commande d'éclairage sur un relais bi-stable, il est plus pratique d'utiliser son contact normalement ouvert. Dans les deux circuits représentés, un tel contact est un contact ayant des sorties 1-2. Le nombre de boutons de commande peut être quelconque et ils sont tous inclus en parallèle.

La première pression sur n'importe quel bouton donnera un niveau de tension de commande à l'entrée A1, ce qui provoquera l'activation du relais, fermera le contact et, en conséquence, allumera la lumière, la deuxième pression s'éteindra et ainsi de suite dans un cercle.

L'avantage de ce circuit par rapport au circuit ci-dessus sur les commutateurs de passage est le manque de nécessité de commutateurs croisés et une installation beaucoup plus simple du système d'éclairage. L'inconvénient est l'utilisation d'un relais bi-stable spécial. Mais avec un tel relais, ce circuit est le plus optimal en termes d'installation et de dépannage ultérieur.

Séparément, il est nécessaire de s'attarder sur des appareils tels que gradateurs (gradateurs). Ils vous permettent de contrôler la luminosité de la lampe. Il existe des régulateurs pour différents types de luminaires - avec des lampes à incandescence, des lampes fluorescentes, des lampes halogènes, etc. Par exemple, nous donnons l'apparence et le circuit de la télécommande à partir de différents points variateur pour lampes à incandescence (figure 6).

Comme le montre le schéma, les boutons de commande de ce variateur sont activés de la même manière que le circuit de commande au moyen d'un relais bi-stable - ils sont tous connectés en parallèle et il peut y en avoir un nombre quelconque. Pour assurer la protection, le variateur est mis en marche via un disjoncteur. La puissance totale des lampes peut être de 600 watts. Le circuit de commutation des lampes fluorescentes est similaire, la seule différence est qu'un type de régulateur différent est utilisé.

Fig.6. Circuit de commutation du variateur de télécommande.

Ce type de variateur est monté dans une armoire de commande sur un rail DIN. Cependant, dans la plupart des cas, dans la vie quotidienne, ils utilisent des gradateurs qui sont installés à la place des commutateurs existants. Ils ont des dimensions d'atterrissage, comme un interrupteur standard. L'aspect du gradateur est illustré à la figure 7.

Le réglage s'effectue en tournant le bouton du potentiomètre - en tournant dans le sens horaire, la luminosité de la lampe augmente, dans le sens antihoraire - diminue. Parfois, le contrôle se fait à l'aide de boutons. L'élément de régulation de puissance dans le circuit du gradateur est triac (triac).

Fig.7. Gradateur

Lors du remplacement des interrupteurs conventionnels par des gradateurs, il ne faut pas oublier une nuance très importante - il existe des gradateurs qui sont inclus dans l'alimentation du luminaire, et certains nécessitent une alimentation constante de 230 V.

Dans le premier cas, aucune question de remplacement ne se pose - le variateur s'allume simplement au lieu de l'interrupteur. Dans le deuxième cas, il est nécessaire d'amener un fil neutre supplémentaire dans le boîtier d'atterrissage - pour assurer une alimentation électrique complète de 230V. Par conséquent, si le câblage n'est pas reconstruit, la première méthode est clairement préférable. Les schémas de câblage de divers types de gradateurs sont illustrés à la figure 8.

Fig.8. L'inclusion de différents types de gradateurs.

Les méthodes de contrôle de l'éclairage décrites ci-dessus, avec toute leur commodité, ont un point, et peut-être pour quelqu'un un inconvénient - pour allumer ou éteindre l'éclairage, vous devez aller à l'interrupteur. Ne pas être attaché à l'interrupteur et en même temps régler la luminosité permet interrupteurs à distance électroniques. Ils viennent à la fois avec un contrôle infrarouge (IR), où une télécommande de n'importe quel appareil électroménager est utilisé comme panneau de commande, et avec une radiocommande.

À titre d'exemple de commutateur commandé par infrarouge, nous pouvons nommer le commutateur Sapphire bien connu (figure 9). Il vous permet à la fois d'allumer / éteindre la lumière et de régler en douceur la luminosité de la lampe. Pour tous ses avantages, il convient de noter comme inconvénient que cet interrupteur ne peut être contrôlé que dans la ligne de vue, combien de temps la "portée" du panneau de commande durera - généralement pas plus de huit mètres.

Fig.9. Apparence du commutateur Sapphire.

Les commutateurs fonctionnant sur le canal radio sont dépourvus d'un tel inconvénient que le contrôle uniquement dans la ligne de visée. Le signal radio peut également traverser divers obstacles - murs, sols, etc. Dans une certaine mesure, bien sûr. Dans ces commutateurs, en règle générale, la fréquence de 433 ou 492 MHz est utilisée, ce qui ne nécessite pas l'autorisation des autorités de surveillance radio. La puissance de sortie des émetteurs pour de tels appareils ne dépasse pas 10 mW.

Les commutateurs télécommandés (via les canaux IR et radio) peuvent être monocanaux (vous permettant de contrôler une seule charge) et multicanaux. Les commutateurs multicanaux sont pratiques en ce sens qu'ils peuvent être placés, par exemple, dans une armoire de commande et pour réduire les objets de commande à un moment donné. Les commutateurs à canal unique sont généralement placés dans les boîtes de jonction de la ligne d'éclairage.

Un exemple de la mise en œuvre d'un commutateur radio à canal unique monté dans une boîte de jonction est illustré à la figure 10. Obligatoire, les commutateurs à canal unique et à canaux multiples fournissent un contrôle local (manuel) en cas de défaillance du panneau de commande.

Fig.10. Commutateur radio monocanal.

Les interrupteurs radio-commandés, bien qu'ils aient un rayon d'action considérablement plus grand que les interrupteurs construits sur des rayons infrarouges, cependant, il est limité - en règle générale, pas plus de 100 mètres (bien qu'il existe différentes options).

Mais que faire si vous devez allumer l'éclairage ou toute autre charge, à des dizaines ou des centaines de kilomètres d'une installation gérée? Et ce n'est pas une fonction si inutile - par exemple, l'inclusion à distance de l'éclairage dans une maison de campagne créera l'effet de la présence des propriétaires, allumera le chauffage du chauffage par le sol en hiver, afin qu'il soit chaud à votre arrivée, allumez la climatisation en été, etc.

C'est là que les systèmes contrôlés à distance via des lignes cellulaires ou via Internet viennent à la rescousse.De tels appareils sont désormais assez largement représentés sur le marché. L'auteur de cet article à un moment donné a également développé de manière indépendante un «commutateur» à quatre canaux via GSM. Son apparence est illustrée à la figure 11.

Fig.11. Dispositif de contrôle et de surveillance à quatre canaux.

Cet appareil, appelé appareil de contrôle et de surveillance multifonctionnel, possède un module GSM intégré. Pour l'utiliser, connectez simplement les charges requises aux canaux de sortie et insérez une carte SIM activée.

L'accès au contrôle est le suivant - la numérotation se fait sur le numéro de la carte SIM installée, après le nombre d'appels programmé, l'appareil se connecte à la ligne et vous devez saisir le mot de passe défini depuis le clavier du téléphone. Si le mot de passe est incorrect, l'appareil se déconnecte de la ligne; s'il est correct, il est possible de contrôler (activer ou désactiver) l'une des quatre charges.

Ce projet est à but non lucratif, toute la documentation à ce sujet, y compris firmware du microcontrôleur, présenté dans le domaine public et toute personne ayant une certaine connaissance dans le domaine de l'électronique peut le faire vous-même.

Tous les schémas de contrôle ci-dessus ont un attribut commun - ils sont contrôlés par une commande humaine, en d'autres termes, par un opérateur. Mais il existe toute une classe d'appareils qui peuvent fonctionner sans l'implication directe d'une personne. Ceux-ci comprennent un relais de commande sur commande d'un capteur de lumière, un capteur de mouvement et selon un algorithme de temps préalablement établi.

Relais avec capteurs de lumière (photo-relais) souvent utilisé pour contrôle d'éclairage public - à la nuit tombée, ils allument les luminaires extérieurs. Le seuil de fonctionnement de ces relais peut être ajusté en fonction du niveau d'éclairage. Apparence relais photo avec le capteur est illustré à la figure 12. Il contient un contact de commande, qui vous permet de contrôler la lampe directement à partir du relais, ou, sous de fortes charges, à travers un relais de puissance (contacteur).

Fig.12. Relais photo avec capteur.

Les relais qui contrôlent la charge selon un algorithme de temps donné sont appelés minuteries programmables. Ils prescrivent le temps nécessaire pour allumer et éteindre la charge. Parfois, les minuteries s'intègrent à un relais photo.

À quoi ça sert? Supposons que nous devions allumer l'éclairage extérieur après la tombée de la nuit, puis l'éteindre à partir d'une heure du matin, le rallumer à quatre heures du matin et l'éteindre le matin lorsqu'il fait jour. Pour cela, le relais photo et la minuterie sont assemblés dans un circuit série. Lorsqu'il fait sombre, le relais photo allume la lampe, mais à une heure du matin, la minuterie coupe le circuit et la lampe s'éteint. Puis, à quatre heures du matin, la minuterie réassemble le circuit - la lampe s'allume. Et enfin, lorsqu'elle devient lumineuse, la lampe éteint le relais photo.

Selon la modification de la minuterie, il est possible de programmer des événements d'un jour à un an. Une variété de ces temporisateurs sont des relais astronomiques. En règle générale, ces relais sont également utilisés pour contrôler l'éclairage extérieur - les coordonnées géographiques de la zone y sont entrées en tant que valeur d'entrée, et l'appareil, sur la base de ces informations, calcule automatiquement quand il est nécessaire d'allumer ou d'éteindre l'éclairage. L'apparition de certains types de minuteries est illustrée à la figure 13.

Fig.13. Apparition de certains types de minuteries programmables.

Enfin, concentrons-nous sur le contrôle de l'éclairage avec capteurs de mouvement infrarouges. Des capteurs similaires sont utilisés dans les systèmes de sécurité pour enregistrer la présence d'une personne dans une zone protégée. Ce n'est que là que les capteurs sont conçus de sorte que lorsqu'ils sont déclenchés, le système de sécurité envoie un signal d'alarme au service de sécurité à distance.

Dans notre cas, le fonctionnement du capteur devrait allumer l'éclairage pendant un certain temps. Si après ce temps aucune activité (mouvement) n'est observée dans la zone contrôlée, l'éclairage s'éteint.Sinon, l'éclairage reste allumé pendant le même intervalle de temps.

L'utilisation de lampes contrôlées par des détecteurs de mouvement est très pratique dans les espaces communs - dans les cages d'escalier et les couloirs des immeubles d'habitation. Ces lampes sont également excellentes pour l'éclairage extérieur, par exemple dans la cour d'une maison. Ils permettent non seulement de contrôler l'éclairage de manière pratique, mais également d'économiser de l'énergie, ce qui est tout à fait pertinent à notre époque. L'aspect du luminaire avec un capteur infrarouge intégré est illustré à la figure 14.

Fig.14. Apparence de la lampe avec un capteur infrarouge.

Bien sûr, dans un petit article, il est impossible de couvrir tous les méthodes modernes de contrôle de l'éclairage. Dans ce document, j'ai essayé de considérer les plus traditionnels et les plus utilisés.

Voir aussi:Schémas et schémas de câblage de l'éclairage dans un appartement et une maison

Mikhail Tikhonchuk