Scheme de control al iluminatului

Articolul furnizează circuite de control al iluminării folosind întrerupătoare de mers direct și încrucișat, relee bistabile, dimmere, dimmere, fotorelay, cronometre și senzori de mișcare infraroșu.

Schemele de control al iluminatului au fost luate în considerare în mod repetat în literatura de specialitate și în paginile diferitelor site-uri de internet cu orientare electrică. Prin urmare, aici vom încerca să prezentăm diferitele soluții existente.

Cele mai simple scheme de control pentru un comutator cu două sau două taste sunt cunoscute de toată lumea și, prin urmare, puține persoane sunt interesate, așa că vom merge direct la discuții circuite de control al iluminatului multi-spot.

Să începem cu o situație simplă specifică - să zicem că aveți două etaje într-o casă de țară. Seara urci scările până la etajul doi. Desigur, trebuie să porniți luminile de pe scări. Porniți la parter. Ne ridicăm la etajul doi. Acum, luminile de pe scări trebuie să fie stinse.

Și cum să faceți acest lucru dacă întrerupătorul este instalat la parter? Desigur, răspunsul evident este că controlul lămpilor trebuie să se efectueze din două locuri - de la primul și al doilea etaj.

La prima vedere, nimic complicat - trebuie doar să instalați pe fiecare etaj pe comutator, care sunt conectate în paralel și gestionați-le independent unul de celălalt. Dar o astfel de schemă nu va funcționa în funcție de algoritmul de care avem nevoie - cu ajutorul său, puteți aprinde lumina de la oricare dintre cele două comutatoare, dar opriți-o - doar de la cea de la care a fost pornită - deoarece un comutator în starea de pornire va bloca funcționarea celuilalt. Prin urmare, pentru situația considerată cu scara, această schemă este absolut inacceptabilă.

Pentru a implementa controlul iluminatului din două locuri sunt necesare întrerupătoare speciale numite trecere. În general, în această situație, termenul de „comutare” este incorect. Acesta este un „switch” deoarece Are trei contacte - unul mobil și doi nemișcați. În funcție de poziția tastei comutatorului, contactul mobil se închide cu unul sau cu celălalt contact fix. Dar pentru a nu vă confunda în termeni, vom numi acest comutator un comutator de trecere.

Prin pornirea a două astfel de întrerupătoare conform schemei prezentate în figura 1, vom putea controla o lampă (sau mai multe în același timp, dacă sunt conectate în paralel) din două puncte independent unul de celălalt. Contactul în mișcare (comutare) din această diagramă este contactele evidențiate în albastru.

Fig. 1. Controlul unei lămpi din două puncte.

O caracteristică specială a comutatoarelor de trecere este aceea că nu au o poziție strictă a cheii. Dacă într-un comutator convențional, de regulă, poziția de pornire este apăsată în sus și se oprește, atunci în comutatorul de trecere, poziția de oprire va depinde de poziția celui de-al doilea întrerupător. Dacă presupunem că ați aprins lumina de la primul comutator, „făcând clic” în sus și opriți din al doilea, atunci data viitoare când porniți lumina cu primul comutator, trebuie să faceți „click” în jos.

În plus față de single, există dual comunicarea switch-uri. Acestea permit controlarea a două corpuri de iluminat independente din două locuri. Acestea sunt de fapt două întrerupătoare de trecere unice într-o incintă. Diagrama de conectare a acestor comutatoare este prezentată în figura 2.

Fig. 2. Controlul a două lămpi din două puncte.

Dar uneori o situație necesită management nu din doi, ci din trei sau mai multe locuri. Deja nu există comutatoare care să fie efectuate. Circuitul trebuie completat cu întrerupătoare cu patru contacte - așa-numitele întrerupătoare încrucișate.

Comutatorul transversal are patru contacte și un design mai complex, comparativ cu comutatorul de trecere. Este instalat „în mijlocul” circuitului - adică primul și ultimul întrerupător din circuitul de iluminare va fi parcurs, iar întreruptoarele trebuie să fie instalate în toate punctele „intermediare”. Ca exemplu, figura 3 prezintă un circuit de control al corpurilor de iluminat în trei puncte.

Fig. 3. Controlul lămpii în trei puncte.

Circuitul de control cu ​​comutatoare de trecere și încrucișare nu este cea mai optimă soluție atunci când trebuie să controlați iluminarea din trei sau mai multe locuri. O astfel de schemă de control este mult mai ușor de organizat cu ajutorul celor bi-stabile, sau cum sunt numite diferit, relee bistabile.

Acest releu este un circuit electronic al unui declanșator - un dispozitiv cu două stări stabile și este controlat de un impuls pe termen scurt furnizat la intrarea sa. Acest lucru permite utilizarea întrerupătoarelor fără buton (butoane) pentru controlul iluminării. Toate butoanele sunt activate în paralel între ele, ceea ce poate simplifica mult circuitul și, în consecință, instalarea iluminatului. De obicei, un astfel de releu este un modul standard de 17,5 mm, montat pe o șină DIN și montat într-un dulap de control (figura 4)

Fig. 4. Apariția unui releu bistabil.

Releul bi-stabil prezentat ca exemplu, în funcție de modificare, poate avea un contact normal deschis, două contacte normal deschise sau un contact normal deschis și normal închis. Astfel de relee pot funcționa atât într-o rețea de 230V, cât și la o tensiune de 24V. Circuitul de comutare a releului bi-stabil este prezentat în figura 5.

Fig. 5. Scheme de includere a unui releu bistabil.

Pentru a implementa un circuit de control al iluminării pe un releu bi-stabil, este foarte convenabil să folosiți contactul său normal deschis. În ambele circuite prezentate, un astfel de contact este un contact cu ieșiri 1-2. Numărul de butoane de control poate fi oricare și toate sunt incluse în paralel.

Prima apăsare a oricărui buton va oferi un nivel de tensiune de control la intrarea A1, ceea ce va determina releul să se aprindă, să închidă contactul și, în consecință, să se aprindă lumina, a doua apăsare se va stinge și așa mai departe într-un cerc.

Avantajul acestei scheme din schema de mai sus pe comutatoarele de trecere este că nu este nevoie să folosiți întrerupătoare încrucișate și o instalare mult mai ușoară a sistemului de iluminare. Dezavantajul este utilizarea unui releu bi-stabil special. Dar în prezența unui astfel de releu, acest circuit este cel mai optim atât în ​​ceea ce privește instalarea, cât și depanarea ulterioară.

Separat, este necesar să stați pe dispozitive precum dimmers (dimmers). Acestea vă permit să controlați luminozitatea lămpii. Există regulatoare pentru diferite tipuri de corpuri de iluminat - cu lămpi incandescente, cu lămpi fluorescente, lămpi cu halogen etc. De exemplu, oferim aspectul și circuitul incluziunii telecomenzii controlate din diferite puncte dimmer pentru lămpi incandescente (figura 6).

După cum se poate observa din diagramă, butoanele de control din acest dimmer sunt activate în mod similar cu circuitul de control cu ​​ajutorul unui releu bi-stabil - toate sunt conectate în paralel și pot exista orice număr. Pentru a asigura protecția, dimmerul este pornit printr-un întreruptor. Puterea totală a lămpilor poate fi de 600 wați. Circuitul de comutare pentru lămpile fluorescente este similar, singura diferență este că se folosește un tip diferit de regulator.

Fig. 6. Circuitul de comutare a dimmerului cu telecomandă.

Acest tip de dimmer este montat într-un dulap de control pe o șină DIN. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, în viața de zi cu zi, acestea folosesc variatoare care sunt instalate în loc de întrerupătoarele existente. Au dimensiuni de aterizare, ca un comutator standard. Aspectul dimerului este prezentat în figura 7.

Reglarea se efectuează prin rotirea butonului potențiometrului - când se rotește în sensul acelor de ceasornic, luminozitatea lămpii crește, în sensul acelor de ceasornic - scade. Uneori, controlul se face folosind butoane. Elementul de reglare a puterii în circuitul de dimmer este triac (triac).

Fig. 7 Dimmer.

Atunci când înlocuiți întrerupătoarele convenționale cu variatoare, nu trebuie să uitați de o nuanță foarte importantă - există dimmere care sunt incluse în sursa de alimentare a corpului de iluminat, iar unele necesită o alimentare constantă de 230V.

În primul caz, nu apar întrebări de înlocuire - dimmerul se aprinde doar în locul comutatorului. În al doilea caz, este necesar să introduceți un fir neutru suplimentar în cutia de aterizare - pentru a asigura o alimentare completă de 230V. Prin urmare, dacă cablarea nu este reconstruită, prima metodă este în mod clar de preferat. Schemele de cabluri ale diferitelor tipuri de variatoare sunt prezentate în figura 8.

Fig. 8. Includerea diferitelor tipuri de dimeri.

Metodele de control al iluminării discutate mai sus, cu toată comoditatea lor, au un punct, și poate pentru cineva un dezavantaj - pentru a porni sau a opri iluminatul, trebuie să mergeți la comutator. Nu trebuie atașat la întrerupător și, în același timp, pentru a regla luminozitatea permisă comutatoare electronice la distanță. Ambele sunt dotate cu control infraroșu (IR), unde o telecomandă de la orice aparat de uz casnic este folosită ca panou de control și cu control radio.

Ca un exemplu de comutator controlat IR, putem numi cunoscutul comutator Sapphire (figura 9). Vă permite să porniți / opriți lumina și să reglați fără probleme luminozitatea lămpii. Cu toate avantajele sale, trebuie menționat ca un dezavantaj că acest întrerupător poate fi controlat doar în linia vizuală, cât timp va dura „raza de acțiune” a panoului de control - de obicei nu mai mult de opt metri.

Fig. 9. Aspectul comutatorului Sapphire.

Întrerupătoarele care operează pe canalul radio sunt lipsite de un dezavantaj ca controlul doar în interiorul liniei vizuale. Semnalul radio poate trece și prin diverse obstacole - pereți, podele etc. Într-o anumită măsură, desigur. În astfel de comutatoare, de regulă, se folosește frecvența de 433 sau 492 MHz, ceea ce nu necesită obținerea permisiunii autorităților de supraveghere radio. Puterea de ieșire a transmițătorilor pentru astfel de dispozitive nu este mai mare de 10mW.

Comutatoarele controlate de la distanță (atât prin canale IR, cât și prin radio) pot fi fie cu un singur canal (permițându-vă să controlați o singură încărcare), cât și multicanal. Întrerupătoarele multicanal sunt convenabile prin faptul că pot fi plasate, de exemplu, într-un dulap de control și pentru a reduce obiectele de control la un moment dat. Întrerupătoarele cu un singur canal sunt de obicei plasate în casetele de joncțiune ale liniei de iluminat.

Un exemplu de punere în aplicare a unui comutator radio cu un singur canal montat într-o casetă de joncțiune este prezentat în figura 10. Obligatoriu, atât comutatoarele cu un singur canal, cât și cele multicanale oferă control local (manual) în cazul defecțiunii panoului de control.

Fig. 10 Comutator radio cu un singur canal.

Întrerupătoarele cu control radio, deși au o rază de acțiune semnificativ mai mare decât întrerupătoarele construite pe razele infraroșii, însă este limitat - de regulă, nu mai mult de 100 de metri (deși există opțiuni diferite).

Dar ce să faceți dacă trebuie să porniți iluminatul sau orice altă sarcină, fiind la zeci sau sute de kilometri de o instalație administrată? Și aceasta nu este o funcție atât de inutilă - de exemplu, includerea la distanță a iluminatului într-o casă de țară va crea efectul prezenței proprietarilor, va activa încălzirea încălzirii în pardoseală în timpul iernii, astfel încât să fie cald la sosirea dvs., să porniți aerul condiționat vara etc.

Aici, sistemele controlate de la distanță prin linii celulare sau prin Internet vin în salvare.Astfel de dispozitive sunt acum destul de larg reprezentate pe piață. Autorul acestui articol a dezvoltat, de asemenea, în mod independent, un „switch” cu patru canale prin GSM. Aspectul său este prezentat în figura 11.

Fig. 11. Dispozitiv de control și monitorizare în patru canale.

Acest dispozitiv, numit dispozitiv de control și monitorizare multifuncțional, are un modul GSM încorporat. Pentru a o utiliza, trebuie doar să conectați sarcinile necesare la canalele de ieșire și să introduceți o cartelă SIM activată.

Accesul la control este după cum urmează - apelarea se face la numărul cardului SIM instalat, după numărul programat de apeluri, dispozitivul se conectează la linie și trebuie să introduceți parola setată de pe tastatura telefonului. Dacă parola este incorectă, dispozitivul este deconectat de la linie; dacă este corect, puteți controla (activa sau dezactiva) oricare dintre cele patru încărcări.

Acest proiect este non-profit, toate documentațiile despre acesta, inclusiv firmware de microcontroler, stabilit în domeniul public și orice persoană care are anumite cunoștințe în domeniul electronicii, poate face singur.

Toate schemele de control de mai sus au un atribut comun - sunt controlate de o comandă umană, cu alte cuvinte, de un operator. Există însă o întreagă clasă de dispozitive care pot funcționa fără implicarea directă a unei persoane. Acestea includ un releu de control la comandă de la un senzor de lumină, un senzor de mișcare și conform unui algoritm de timp stabilit anterior.

Releu cu senzori de lumină (releu foto) adesea folosit pentru controlul iluminatului stradal - când este întuneric, pornesc corpuri de iluminat exterior. Pragul de funcționare al acestor relee poate fi reglat în funcție de nivelul de iluminare. apariție releu foto împreună cu senzorul este prezentat în figura 12. Acesta conține un contact de control, care vă permite să controlați lampa direct de la releu sau, în condiții de încărcare grea, printr-un supliment releu de putere (contactor).

Fig. 12. Releu foto cu senzor.

Releele care controlează sarcina conform unui algoritm de timp dat sunt numite cronometre programabile. Aceștia prescriu timpul necesar pentru pornirea și oprirea sarcinii. Uneori, cronometrele se integrează cu un releu foto.

Pentru ce este vorba? Să presupunem că trebuie să aprindem iluminarea exterioară după întuneric, apoi să o oprim de la una dimineața, să o aprindem din nou la patru dimineața și să o stingem dimineața când devine lumină. Pentru aceasta, releul foto și cronometrul sunt asamblate într-un circuit serial. Când este întuneric, releul foto se va aprinde lampa, dar la una dimineața, cronometrul va sparge circuitul și lampa se va stinge. Apoi, la patru dimineața, cronometrul va monta din nou circuitul - lampa se va aprinde. Și în final, când devine lumină, lampa va stinge releul foto.

În funcție de modificarea cronometrului, este posibil să programați evenimente de la o zi la un an. O varietate de astfel de cronometre sunt relee astronomice. De regulă, aceste relee sunt de asemenea folosite pentru a controla iluminatul exterior - coordonatele geografice ale zonei sunt introduse în ea ca valoare de intrare, iar dispozitivul, pe baza acestor informații, calculează automat când este necesar să se aprindă sau să se oprească iluminatul. Aspectul unor tipuri de cronometre este prezentat în figura 13.

Fig. 13. Apariția unor tipuri de cronometre programabile.

În cele din urmă, să ne concentrăm asupra controlului iluminării Senzori de mișcare infraroșu. Senzori similari sunt folosiți în sistemele de securitate pentru a înregistra prezența unei persoane într-o zonă protejată. Numai acolo senzorii sunt proiectați astfel încât atunci când sunt declanșați, sistemul de securitate trimite un semnal de alarmă departamentului de securitate de la distanță.

În cazul nostru, funcționarea senzorului ar trebui să pornească iluminatul pentru un anumit timp. Dacă în acest timp nu se observă nicio activitate (mișcare) în zona controlată, iluminatul se stinge.În caz contrar, iluminarea rămâne aprinsă pentru același interval de timp.

Utilizarea lămpilor controlate de senzori de mișcare este foarte convenabilă în zonele comune - pe scări și coridoarele clădirilor de apartamente. Astfel de lămpi sunt de asemenea excelente pentru iluminatul exterior, de exemplu, în curtea unei case. Acestea permit nu numai controlul convenabil al iluminatului, dar și economisirea energiei, ceea ce este destul de relevant în timpul nostru. Aspectul corpului de iluminat cu senzor IR integrat este prezentat în figura 14.

Fig. 14. Aspectul lămpii cu senzor infraroșu.

Desigur, într-un articol mic este imposibil să acoperi toate cele existente metode moderne de control al iluminatului. În ea, am încercat să consider cele mai tradiționale și deseori folosite.

Vezi și:Scheme și schema de cabluri de iluminat într-un apartament și o casă

Mikhail Tikhonchuk