Világításvezérlő rendszerek

A cikk világításvezérlő áramköröket nyújt átmeneti és keresztkapcsolókkal, bistabil relékkel, fényerőszabályzókkal, fényerőkkel, fotorelayel, időzítőkkel és infravörös mozgásérzékelőkkel.

A világításvezérlési sémákat már többször megvizsgálták az irodalomban és az elektromos tájolású különféle internetes oldalak oldalain. Ezért itt megpróbáljuk felvázolni a különféle meglévő megoldásokat.

Az egy- vagy kétgombos kapcsoló legegyszerűbb vezérlési sémái mindenki számára ismertek, ezért kevés ember érdekli őket, tehát egyenesen a vitára megyünk többpontos világításvezérlő áramkörök.

Kezdjük egy konkrét egyszerű helyzettel - tegyük fel, hogy két házad van egy vidéki házban. Este felmászol a lépcsőn a második emeletre. Természetesen be kell kapcsolnia a lámpákat a lépcsőn. Kapcsolja be a földszinten. Felszállunk a második emeletre. Most a lépcsőn kell világítani.

És hogyan lehet ezt megtenni, ha a kapcsolót a földszinten telepítették? Természetesen a nyilvánvaló válasz az, hogy a lámpák vezérlését két helyről kell elvégezni - az első és a második emelettől.

Első pillantásra semmi bonyolult - elegendő, ha minden emeleten egy párhuzamosan összekapcsolt kapcsolót felszerel, és egymástól függetlenül vezérelheti őket. De egy ilyen séma nem fog működni a szükséges algoritmus szerint - segítségével bekapcsolhatja a fényt a két kapcsoló bármelyikéből, de kikapcsolhatja - csak attól, ahonnan be volt kapcsolva - mert az egyik kapcsoló bekapcsolt állapotban blokkolja a másik működését. Ezért a létránál figyelembe vett helyzetnél ez a rendszer teljesen elfogadhatatlan.

A világítás két irányból történő vezérléséhez szükséges speciális kapcsolók, úgynevezett átjárók. Általában ebben a helyzetben a „kapcsoló” kifejezés helytelen. Ez egy "kapcsoló", mert Három érintkezővel rendelkezik - egy mozgatható és két mozdulatlan. A kapcsológomb helyzetétől függően a mozgatható érintkező az egyik vagy a másik rögzített érintkezővel bezáródik. De annak érdekében, hogy ne zavarják a fogalmakat, ezt a kapcsolót átjáró kapcsolónak nevezzük.

Ha két ilyen kapcsolót bekapcsolunk az 1. ábrán bemutatott séma szerint, akkor egy lámpát (vagy egyszerre többet is, ha párhuzamosan vannak csatlakoztatva) két pontból vezérelhetjük egymástól függetlenül. Az ábrán látható mozgó (kapcsoló) érintkezők kék színűek.

1. ábra Egy lámpa vezérlése két pontból.

A folyosó-kapcsolók különlegessége, hogy nincsenek szigorú kulcspozíciójuk. Ha egy hagyományos kapcsolóban általában a bekapcsolt helyzet felfelé nyom és kikapcsol, akkor az átkapcsoló kapcsolóban az on-off helyzet a második kapcsoló helyzetétől függ. Ha feltételezzük, hogy a lámpát az első kapcsolótól bekapcsolta, felkattintotta, és kikapcsolta a másodiktól, akkor amikor legközelebb az első kapcsolóval kapcsolja be a fényt, akkor „le kell kattintania”.

Az egyszeren kívül kettős is van kommunikál kapcsolók. Ezek lehetővé teszik két független lámpatest két helyről történő vezérlését. Valójában két egy átmenő kapcsoló egy házban. Az ilyen kapcsolók kapcsolási rajzát a 2. ábra mutatja.

2. ábra Két lámpa vezérlése két pontból.

De néha egy helyzetet nem kettőből, hanem három vagy több helyről kell kezelni. Még nincs átjárható kapcsoló. Az áramkört ki kell egészíteni négy érintkezős kapcsolóval - az úgynevezett keresztkapcsolók.

A keresztirányú kapcsolónak négy érintkezője van és bonyolultabb kialakítású, mint az átjáró kapcsoló. A kör közepére van telepítve - azaz a világítási kör első és utolsó kapcsolói átmenőek lesznek, és a keresztkapcsolókat minden „köztes” pontba be kell építeni. Példaként a 3. ábra egy hárompontos lámpatest vezérlő áramkört mutat.

3. ábra Hárompontos lámpavezérlés.

A átjáróval és keresztkapcsolókkal ellátott vezérlőáramkör nem a legjobb megoldás, ha három vagy több helyről kell megvilágítani a világítást. Egy ilyen ellenőrzési rendszert sokkal könnyebben lehet megszervezni a bi-stabil rendszerek segítségével, vagy amint másként hívják őket, bistabil relék.

Ez a relé egy trigger elektronikus áramköre - két stabil állapotú eszköz, amelyet a bemenetére leadott rövid távú impulzus vezérel. Ez lehetővé teszi nem reteszelő kapcsolók (gombok) használatát a világítás vezérléséhez. Az összes gombot egymással párhuzamosan kapcsolják be, ami jelentősen megkönnyíti az áramkört és ennek megfelelően a világítás beszerelését. Általában egy ilyen relé egy standard 17,5 mm-es modul, amely egy DIN sínre van felszerelve és egy vezérlőszekrénybe van felszerelve (4. ábra)

4. ábra Bistabil relé megjelenése.

A példaként bemutatott kétstabil relé a módosítástól függően lehet egy normál nyitott érintkezővel, két normál esetben nyitott érintkezővel vagy egy normál nyitott és normál esetben zárt érintkezővel. Az ilyen relék mind 230 V hálózatban, mind 24 V feszültséggel működhetnek. A bi-stabil relé kapcsoló áramköröket az 5. ábra mutatja.

5. ábra A bistabil relé beépítésének sémái.

A világításvezérlő áramkör bi-stabil relén történő megvalósításához a legkényelmesebb a normál nyitott érintkező használata. Mindkét áramkörben egy ilyen érintkező olyan érintkező, amelynek 1-2 kimenete van. A vezérlőgombok száma tetszőleges lehet, és mindegyik párhuzamosan található.

Bármelyik gomb első megnyomásakor az A1 bemenet vezérlőfeszültségszintet kap, ami a relé bekapcsolását, az érintkező bezárását és ennek megfelelően a lámpa bekapcsolását, a második lenyomást kikapcsolja és így tovább egy kört.

Ennek az áramkörnek az a előnye, hogy a fenti átmeneti kapcsolóktól a keresztkapcsolók szükségességét és a világítási rendszer sokkal egyszerűbb telepítését igényli. Hátránya egy speciális bi-stabil relé használata. De egy ilyen relénél ez az áramkör a telepítés és az azt követő hibaelhárítás szempontjából a legoptimálisabb.

Külön kell tartózkodni olyan eszközökön, mint a dimmer (dimmers). Ezek lehetővé teszik a lámpa fényerejének szabályozását. Különböző típusú lámpatestek számára vannak szabályozók - izzólámpákkal, fénycsövekkel, halogénlámpákkal stb. Például megadjuk a távoli távirányítású megjelenést és áramkört a különböző pontokból dimmer izzólámpákhoz (6. ábra).

Amint az a diagramból látható, ebben a dimmerben a vezérlőgombok a vezérlőáramkörhöz hasonlóan bekapcsolódnak egy bi-stabil relé segítségével - mindegyik párhuzamosan csatlakozik és tetszőleges számú lehet. A védelem érdekében a fényerőszabályzót megszakítóval kell bekapcsolni. A lámpák teljes teljesítménye 600 watt lehet. A fénycsövek kapcsolási áramköre hasonló, az egyetlen különbség, hogy más típusú szabályozót használnak.

6. ábra Távirányító dimmer kapcsoló áramköre.

Az ilyen típusú dimmer a vezérlőszekrénybe van felszerelve egy DIN sínen. A legtöbb esetben azonban a mindennapi életben fényerőszabályzókat használnak, amelyeket a meglévő kapcsolók helyett telepítenek. Ezek leszállási méretei vannak, mint egy normál kapcsolóval. A dimmer megjelenését a 7. ábra mutatja.

A beállítást a potenciométer gombjának elforgatásával hajthatjuk végre - az óramutató járásával megegyezően forgatva a lámpa fényereje megnő, az óramutató járásával ellentétesen - csökken. Időnként a vezérlés gombokkal történik. A fényerőszabályzó áramköri teljesítményszabályozó eleme: triac (triac).

7. ábra Dimmer.

A hagyományos kapcsolók dimmerrel való cseréjekor ne felejtsük el egy nagyon fontos árnyalatokat - vannak olyan fényerőszabályzók, amelyek a lámpatest tápegységében vannak, és néhányuknak állandó 230 V-os tápellátásra van szüksége.

Az első esetben nem merül fel csere kérdés - a tompító csak a kapcsoló helyett kapcsol be. A második esetben szükség van egy további semleges huzal bevezetésére a leszálló dobozba - a teljes 230 V-os áramellátás biztosítása érdekében. Ezért, ha a huzalozást nem rekonstruálják, egyértelműen előnyösebb az első módszer. Különböző típusú tompítók bekötési rajzai a 8. ábrán láthatók.

8. ábra Különböző típusú dimmer beépítése.

A fentebb tárgyalt világításvezérlési módszereknek, minden kényelmükkel, van egy pontjuk, és talán valakinek hátránya - a világítás be- vagy kikapcsolásához menjen a kapcsolóhoz. Nem kell a kapcsolóhoz csatlakoztatni, és ugyanakkor a fényerő beállításához is megengedett elektronikus távirányítók. Mind infravörös (IR) vezérléssel, hanem háztartási készülékek távirányítójával készülnek vezérlőpanelként és rádióvezérléssel is.

IR-vezérelt kapcsolóként példaként említhetjük a jól ismert Sapphire-kapcsolót (9. ábra). Ez lehetővé teszi mind a fény be-, mind a kikapcsolását, valamint a lámpa fényerejének zökkenőmentes beállítását. Minden előnyével hátrányként kell megjegyezni, hogy ezt a kapcsolót csak látószögben lehet vezérelni, mennyi ideig tart a központ "hatótávolsága" - általában legfeljebb nyolc méter.

9. ábra A Sapphire kapcsoló megjelenése.

A rádiócsatornán működő kapcsolóknak nincs olyan hátránya, hogy a vezérlés csak a látóhatáron belül van. A rádiójel különféle akadályokon is átjuthat - falakon, padlón stb. Természetesen bizonyos mértékig. Ezekben a kapcsolókban általában 433 vagy 492 MHz frekvenciát használnak, amelyhez nincs szükség a radionuklid hatóság engedélyére. Az ilyen készülékek adóinak kimeneti teljesítménye nem haladja meg a 10 mW-ot.

A távirányítású kapcsolók (infravörös és rádiócsatornákon egyaránt) lehetnek egycsatornás (lehetővé téve csak egy terhelés vezérlését) és többcsatornás. A többcsatornás kapcsolók kényelmesek abban az értelemben, hogy elhelyezhetők például egy vezérlőszekrényben és a vezérlőobjektumok csökkentése érdekében. Az egycsatornás kapcsolókat általában a világítóvezeték csatlakozódobozaiba helyezik.

A csatlakozódobozba szerelt egycsatornás rádiókapcsoló megvalósításának példáját a 10. ábra mutatja. Kötelezően mind az egycsatornás, mind a többcsatornás kapcsolók helyi (kézi) vezérlést biztosítanak a vezérlőpanel meghibásodása esetén.

10. ábra Egycsatornás rádiókapcsoló.

Rádióvezérlésű kapcsolók, bár ezek lényegesen nagyobb működési sugarakkal rendelkeznek, mint az infravörös sugárzásra épített kapcsolók, azonban ez korlátozott - általában legfeljebb 100 méter (bár vannak különböző lehetőségek).

De mi a teendő, ha világítást vagy más terhet kell bekapcsolnia, tíz vagy száz kilométerre a kezelt létesítménytől? És ez nem olyan haszontalan funkció - például egy vidéki házban a világítás távoli beillesztése a tulajdonosok jelenlétének hatását idézi elő, télen kapcsolja be a padlófűtés fűtését, hogy érkezéskor meleg legyen, nyáron kapcsolja be a légkondicionálót stb.

Ez az a hely, ahol a celluláris vonalon vagy az interneten keresztül távolról vezérelhető rendszerek mennek felmentésre.Az ilyen eszközök ma már igen széles körben képviselik a piacon. A cikk szerzője egyidejűleg egy négycsatornás „kapcsolót” is kifejlesztett a GSM-en keresztül. Megjelenését a 11. ábra mutatja.

11. ábra Négycsatornás vezérlő és megfigyelő készülék.

Ez a multifunkcionális vezérlő és megfigyelő eszköz, azaz beépített GSM modullal rendelkezik. Használatához csak csatlakoztassa a szükséges töltéseket a kimeneti csatornákhoz, és helyezze be az aktivált SIM-kártyát.

A vezérléshez a következőképpen férhet hozzá: a tárcsázás a telepített SIM-kártya számára történik, a beprogramozott hívások száma után az eszköz csatlakozik a vonalhoz, és be kell írnia a telefon billentyűzetén beállított jelszót. Ha a jelszó helytelen, akkor az eszközt leválasztják a vonaltól; ha helyes, akkor a négy betöltés bármelyikét vezérelheti (engedélyezheti vagy letilthatja).

Ez a projekt nonprofit, az ehhez kapcsolódó összes dokumentum, beleértve mikrovezérlő firmware, a nyilvánosság számára elkészített, és bárki, aki rendelkezik bizonyos ismeretekkel az elektronika területén, saját magának is elkészítheti ezt.

A fenti vezérlési rendszerek mindegyikének van egy közös tulajdonsága - ezeket emberi parancs, vagyis egy operátor vezérli. De létezik egy olyan eszközcsoport, amely egy személy közvetlen bevonása nélkül működhet. Ezek közé tartozik egy fényérzékelő, mozgásérzékelő és egy korábban létrehozott idő algoritmus szerinti parancs vezérlőrelé.

Relé fényérzékelőkkel (fotórelé) gyakran használják utcai világítás vezérlés - sötétben bekapcsolják a kültéri világítótestet. Az ilyen relék működési küszöbértéke a megvilágítás szintjétől függően beállítható. megjelenés fotó relé Az érzékelővel együtt a 12. ábrán látható. Ez egy vezérlő érintkezőt tartalmaz, amely lehetővé teszi a lámpa közvetlen vezérlését a reléből, vagy nehéz terhek mellett egy további teljesítményrelé (kontaktor).

12. ábra Fotórelé érzékelővel.

Felhívjuk a reléket, amelyek egy adott idő algoritmus szerint vezérlik a terhelést programozható időzítők. Előírják a teher be- és kikapcsolásához szükséges időt. Az időzítők néha integrálódnak egy fotóreléhez.

Mi ez? Tegyük fel, hogy sötét után be kell kapcsolnunk a kültéri világítást, aztán reggel kikapcsoljuk, reggel négykor ismét be kell kapcsolnunk, és reggel kapcsoljuk ki, amikor világossá válik. Ehhez a fotórelét és az időzítőt soros áramkörben szereljük össze. Sötétben a fénykép relé bekapcsolja a lámpát, de reggel az időzítő megszakítja az áramkört, és a lámpa kialszik. Aztán reggel négykor az időmérő újra összeállítja az áramkört - a lámpa kigyullad. És végül, amikor világossá válik, a lámpa kikapcsolja a fénykép relét.

Az időzítő módosításától függően az események napról egy évre programozhatók benne. Ilyen időzítők számos csillagászati ​​relé. Ezeket a reléket rendszerint a kültéri világítás vezérlésére is használják - a terület földrajzi koordinátáit bemeneti értékként írják be, és a készülék ezen információk alapján automatikusan kiszámítja, amikor szükséges a világítás be- vagy kikapcsolása. Bizonyos típusú időzítők megjelenését a 13. ábra mutatja.

13. ábra Egyes típusú programozható időzítők megjelenése.

Végül összpontosítsunk a világítás vezérlésére a infravörös mozgásérzékelők. Hasonló érzékelőket használnak a biztonsági rendszerekben egy személy védett területen tartózkodásának rögzítésére. Csak az érzékelőket úgy tervezték meg, hogy azok bekapcsolásakor a biztonsági rendszer riasztási jelet küldjön a távoli biztonsági osztálynak.

Esetünkben az érzékelő működésének bizonyos időre be kell kapcsolnia a világítást. Ha ezen idő elteltével nem figyelhető meg tevékenység (mozgás) a szabályozott területen, a világítás kialszik.Ellenkező esetben a világítás ugyanabban az időtartamban marad bekapcsolva.

A mozgásérzékelők által vezérelt lámpák használata nagyon kényelmes a közös helyiségekben - a lépcsőházakban és az apartmanépületek folyosóin. Az ilyen lámpák kiválóan alkalmasak kültéri világításra is, például egy ház udvarán. Nem csak a világítás kényelmes vezérlését teszik lehetővé, hanem az energiamegtakarítást is, ami korunkban is releváns. A beépített IR-érzékelővel ellátott lámpatest megjelenését a 14. ábra szemlélteti.

14. ábra Lámpa megjelenése infravörös érzékelővel.

Természetesen egy kis cikkben lehetetlen lefedni az összes létezőt modern világítási irányítási módszerek. Ebben megpróbáltam megfontolni a legszokásosabb és leggyakrabban használt módszereket.

Lásd még:Lakás és ház világításának sematikus és bekötési rajzai

Mihail Tikhonchuk