Схеми за управление на осветлението

Статията предоставя вериги за управление на осветлението с помощта на преминаващи и кръстосани превключватели, бистабилни релета, димери, димери, фотореле, таймери и инфрачервени сензори за движение.

Схемите за контрол на осветлението вече са многократно разглеждани в литературата и на страниците на различни интернет сайтове с електрическа ориентация. Затова тук ще се опитаме да очертаем различните съществуващи решения.

Най-простите схеми за управление на един или два клавиша са известни на всички и следователно малко хора се интересуват, така че ще преминем направо към дискусията многоточкови вериги за управление на осветлението.

Нека започнем с конкретна проста ситуация - да кажем, че имате два етажа в селска къща. Вечер се изкачвате по стълбите към втория етаж. Естествено, трябва да включите светлините на стълбите. Включете на приземния етаж. Издигаме се на втория етаж. Сега светлините на стълбите трябва да бъдат изключени.

И как да направите това, ако превключвателят е инсталиран на приземния етаж? Естествено, очевидният отговор е, че контролът на лампите трябва да се извършва от две места - от първия и втория етаж.

На пръв поглед нищо сложно - достатъчно е да инсталирате превключвател на всеки етаж, които са свързани паралелно и да ги управлявате независимо един от друг. Но такава схема няма да работи според алгоритъма, от който се нуждаем - с негова помощ можете да включите светлината от всеки от двата ключа, но да го изключите - само от този, от който е направен превключвателят - единият превключвател в състояние на включване ще блокира работата на другия. Следователно, за разглежданата ситуация със стълбата, тази схема е абсолютно неприемлива.

За да се осъществи контрол на осветлението от две места е необходимо специални превключватели, наречени преминаване, Като цяло, в тази ситуация, терминът "превключвател" е неправилен. Това е "превключвател", защото Той има три контакта - един подвижен и два неподвижни. В зависимост от положението на превключващия ключ, подвижният контакт се затваря с един или друг фиксиран контакт. Но за да не се объркаме в термините, ще наречем този превключвател преминаващ превключвател.

Като включим два такива превключвателя според схемата, показана на фигура 1, ще можем да управляваме една лампа (или няколко едновременно, ако са свързани паралелно) от две точки независимо една от друга. Подвижният (превключващ) контакт в тази диаграма е контактите, маркирани в синьо.

Фиг. Управление на една лампа от две точки.

Особеност на преминаващите превключватели е, че те нямат строга ключова позиция. Ако при конвенционален превключвател като правило позицията за включване се натиска нагоре и се изключва, тогава при преминаващия превключвател позицията за изключване ще зависи от позицията на втория превключвател. Ако приемем, че сте включили светлината от първия превключвател, „щракнете“ нагоре и сте изключили от втория, то следващия път, когато включите светлината с първия превключвател, трябва да „щракнете“ надолу.

Освен единични, има и двойни общуването превключватели, Те позволяват да се контролират две независими осветителни тела от две места. Това всъщност са две единични преминаващи превключватели в един корпус. Схемата за свързване на такива превключватели е показана на фигура 2.

Фиг. 2. Управление на две лампи от две точки.

Но понякога ситуацията изисква управление не от две, а от три или повече места. Вече няма преминаващи превключватели, които да се правят. Веригата трябва да бъде допълнена с четириконтактни превключватели - т.нар напречни превключватели.

Кръстният превключвател има четири контакта и по-сложен дизайн в сравнение с превключвателя за преминаване. Той е инсталиран "в средата" на веригата - т.е. първият и последният превключватели в осветителната верига ще бъдат прохождащи, а кръстосаните превключватели трябва да бъдат инсталирани във всички „междинни“ точки. Като пример, Фигура 3 показва схема за управление на осветителни тела в три точки.

Фиг. 3. Триточково управление на лампата.

Контролната верига с преминаващи и напречни превключватели не е най-доброто решение, когато трябва да контролирате осветлението от три или повече места. Подобна схема на управление е много по-лесно да се организира с помощта на би-стабилни, или както се наричат ​​по различен начин, т.е. бистабилни релета.

Това реле е електронна схема на спусъка - устройство с две стабилни състояния и се управлява от краткосрочен импулс, подаван към входа му. Това позволява използването на незаключващи превключватели (бутони) за управление на осветлението. Всички бутони са включени успоредно един на друг, което може значително да опрости веригата и съответно инсталирането на осветление. Обикновено такова реле е стандартен 17,5 мм модул, монтиран на DIN шина и монтиран в контролен шкаф (фигура 4)

Фиг. 4 Поява на бисталично реле.

Би-стабилното реле, показано като пример, в зависимост от модификацията, може да има един нормално отворен контакт, два нормално отворени контакта или нормално отворен и нормално затворен контакт. Такива релета могат да работят както в 230V мрежа, така и при напрежение 24V. Би-стабилните вериги за превключване на релето са показани на фигура 5.

Фиг. 5 Схеми за включване на бистабилно реле.

За да приложите верига за управление на осветлението на би-стабилно реле, най-удобно е да използвате нормално отворения си контакт. И в двете показани вериги такъв контакт е контакт с изходи 1-2. Броят на бутоните за управление може да бъде всякакъв и всички те са включени паралелно.

Първото натискане на който и да е бутон ще даде нивото на управляващото напрежение на вход А1, което ще доведе до включване на релето, затваря контакта и съответно ще включи светлината, второто натискане ще се изключи и така нататък в кръг.

Предимството на тази схема от горната схема на преминаващите превключватели е, че не е необходимо да се използват напречни превключватели и много по-лесна инсталация на осветителната система. Недостатъкът е използването на специално би-стабилно реле. Но при такова реле тази схема е най-оптимална както по отношение на инсталацията, така и по-нататъшното отстраняване на неизправности.

Отделно е необходимо да се спрем на устройства като димери (димери), Те ви позволяват да контролирате яркостта на лампата. Има регулатори за различни видове осветителни тела - с лампи с нажежаема жичка, с флуоресцентни лампи, халогенни лампи и др. Например, даваме външния вид и схемата на дистанционното управление от различни точки димер за лампи с нажежаема жичка (фигура 6).

Както се вижда от диаграмата, бутоните за управление в този димер са включени подобно на управляващата верига с помощта на би-стабилно реле - всички те са свързани паралелно и може да има произволен брой от тях. За да се осигури защита, димерът се включва чрез прекъсвач. Общата мощност на лампите може да бъде 600 вата. Превключвателната верига за флуоресцентни лампи е подобна, единствената разлика е, че се използва различен тип регулатор.

Фиг. 6 Верига за превключване на димер на дистанционно управление.

Този тип димер е монтиран в контролен шкаф на DIN шина. Въпреки това в повечето случаи в ежедневието използват димери, които са инсталирани вместо съществуващи превключватели. Те имат размери за кацане, като стандартен превключвател. Появата на димера е показана на фигура 7.

Регулирането се извършва чрез завъртане на копчето на потенциометъра - при завъртане по посока на часовниковата стрелка яркостта на лампата се увеличава, обратно на часовниковата стрелка - намалява. Понякога контролът се извършва с помощта на бутони. Регулиращият мощност елемент в димерната верига е триак (триак).

Фиг. 7 Dimmer.

Когато замествате конвенционалните превключватели с димери, не трябва да забравяте един много важен нюанс - има димери, които са включени в захранването на осветителното тяло, а някои изискват постоянно 230V захранване.

В първия случай не възникват въпроси за подмяна - димерът просто се включва вместо превключвателя. Във втория случай е необходимо да вкарате допълнителен неутрален проводник в полето за кацане - за да се гарантира пълно захранване от 230 V. Следователно, ако окабеляването не е реконструирано, първият метод е очевидно за предпочитане. Диаграмите на свързване на различни видове димери са показани на фигура 8.

Фиг. 8 Включването на различни видове димери.

Обсъдените по-горе методи за управление на осветлението, с цялото им удобство, имат една точка и може би за някой недостатък - за да включите или изключите осветлението, трябва да преминете към превключвателя. Да не е прикрепен към превключвателя и в същото време да регулира яркостта позволяват електронни дистанционни ключове, Те идват както с инфрачервено (инфрачервено) управление, където дистанционно управление от всякакви домакински уреди се използва като контролен панел, така и с радиоуправление.

Като пример за IR контролиран превключвател можем да посочим добре известния превключвател на Sapphire (Фигура 9). Тя ви позволява да включите / изключите светлината и плавно да регулирате яркостта на лампата. При всичките му предимства трябва да се отбележи като недостатък, че този превключвател може да се управлява само в рамките на зрителната линия, колко дълго ще продължи "обхватът" на контролния панел - обикновено не повече от осем метра.

Фиг. 9 Поява на превключвателя Sapphire.

Превключвателите, работещи по радиоканала, са лишени от такъв недостатък като контрол само в рамките на зрителната линия. Радиосигналът може да преминава и през различни препятствия - стени, под и т.н. До известна степен, разбира се. По принцип в такива комутатори се използва честотата 433 или 492 MHz, което не изисква получаване на разрешение от органите за радио наблюдение. Изходната мощност на предавателите за такива устройства не е повече от 10mW.

Дистанционно управляемите превключватели (както чрез IR, така и по радиоканали) могат да бъдат както едноканални (което ви позволява да контролирате само един товар), така и многоканални. Многоканалните превключватели са удобни с това, че могат да бъдат поставени например в контролен шкаф и да се намалят контролните обекти в една точка. Едноканалните превключватели обикновено се поставят в разклонителните кутии на осветителната линия.

Пример за изпълнение на едноканален радио превключвател, монтиран в разклонителна кутия, е показан на фигура 10. Задължително, както едноканални, така и многоканални превключватели осигуряват локално (ръчно) управление в случай на повреда на контролния панел.

Фиг. 10 Едноканален радио превключвател.

Радиоуправляемите превключватели, въпреки че имат значително по-голям радиус на действие от превключвателите, изградени на инфрачервени лъчи, обаче, той е ограничен - като правило не повече от 100 метра (въпреки че има различни опции).

Но какво да направите, ако трябва да включите осветление или друг товар, като сте на десетки или стотици километри от управлявано съоръжение? И това не е толкова безполезна функция - например дистанционното включване на осветление в селска къща ще създаде ефекта от присъствието на собствениците, включете отоплението на подово отопление през зимата, така че да е топло при вашето пристигане, включете климатика през лятото и т.н.

Това е мястото, където системите, които се управляват дистанционно чрез клетъчни линии или по интернет, се оказват на помощ.Подобни устройства сега са доста широко представени на пазара. Авторът на тази статия по едно време също самостоятелно разработи четириканален "превключвател" чрез GSM. Появата му е показана на фигура 11.

Фиг. 11 Четириканално устройство за контрол и наблюдение.

Това устройство, наречено мултифункционално устройство за контрол и наблюдение, има вграден GSM модул. За да го използвате, просто свържете необходимите товари към изходните канали и поставете активирана SIM карта.

Достъпът до контрола е следният - набирането се извършва до номера на инсталираната SIM карта, след програмирания брой разговори устройството се свързва към линията и трябва да въведете паролата, зададена от клавиатурата на телефона. Ако паролата е неправилна, устройството се изключва от линията; ако е правилна, можете да контролирате (активирате или деактивирате) всеки от четирите товара.

Този проект е с нестопанска цел, цялата документация за него, включително фърмуер за микроконтролер, публикувани в публичното пространство и всеки, който има определени познания в областта на електрониката, може да си го направи сам.

Всички горепосочени схеми за управление имат един общ атрибут - те се контролират от човешка команда, с други думи, от оператор. Но има цял клас устройства, които могат да работят без прякото участие на човек. Те включват контролно реле по команда от светлинен сензор, сензор за движение и съгласно предварително установен времеви алгоритъм.

Реле със светлинни сензори (фото реле) често се използва за контрол на уличното осветление - когато е тъмно, те включват осветителни тела на открито. Прагът на работа на такива релета може да се регулира в зависимост от нивото на осветеност. вид фото реле заедно със сензора е показано на фигура 12. Той съдържа един контролен контакт, който ви позволява да управлявате лампата директно от релето или, при големи натоварвания, чрез допълнително силово реле (контактор).

Фиг. 12. Фото реле със сензор.

Извикват се релета, които контролират натоварването според даден времеви алгоритъм програмируеми таймери, Те предписват необходимото време за включване и изключване на товара. Понякога таймерите се интегрират с фотореле.

За какво е това? Да предположим, че трябва да включим външното осветление след тъмно, след което да го изключим от едно сутрин, да го включим отново в четири сутринта и да го изключим сутринта, когато стане светло. За това фоторелето и таймерът са сглобени в серийна верига. Когато е тъмно, фоторелето ще включи лампата, но в един сутрин таймерът ще прекъсне веригата и лампата ще изгасне. След това в четири сутринта таймерът отново ще сглоби веригата - лампата ще се включи. И накрая, когато стане светлина, лампата ще изключи фоторелето.

В зависимост от модификацията на таймера, в него могат да се програмират събития от един ден до една година. Разнообразие от такива таймери са астрономическите релета. По правило тези релета се използват и за контрол на осветлението на открито - географските координати на терена се въвеждат в него като входна стойност и устройството въз основа на тази информация автоматично изчислява кога е необходимо да включите или изключите осветлението. Появата на някои видове таймери е показана на фигура 13.

Фиг. 13. Поява на някои видове програмируеми таймери.

И накрая, нека се съсредоточим върху контрола на осветлението с инфрачервени сензори за движение, Подобни сензори се използват в системите за сигурност за записване на присъствието на човек в защитена зона. Само там сензорите са проектирани така, че когато се задействат, системата за сигурност изпраща алармен сигнал до отдалечения отдел за сигурност.

В нашия случай работата на сензора трябва да включва осветлението за определено време. Ако след това време в контролираната зона не се наблюдава активност (движение), осветлението се изключва.В противен случай осветлението остава включено за същия интервал от време.

Използването на лампи, управлявани от сензори за движение, е много удобно в общите части - на стълбищни помещения и коридори на жилищни сгради. Такива лампи са отлични и за външно осветление, например в двора на къща. Те позволяват не само удобно да управляват осветлението, но и да пестят енергия, което е доста актуално в наше време. Появата на осветителното тяло с интегриран IR сензор е показана на Фигура 14.

Фиг. 14. Външен вид на лампата с инфрачервен сензор.

Разбира се, в една малка статия е невъзможно да се обхванат всички съществуващи съвременни методи за контрол на осветлението, В него се опитах да разгледам най-традиционните и често използвани.

Вижте също:Схематични и окабеляващи схеми на осветление в апартамент и къща

Михаил Тихончук