—хемы управлени€ освещением

—хемы управлени€ освещением

—хемы управлени€ освещением уже неоднократно рассматривалось в литературе и на страницах различных интернет-сайтов электротехнической направленности. ѕоэтому, здесь мы постараемс€  в общих чертах охватить различные существующие решени€. ѕростейшие схемы управлени€ одно- или двухклавишным выключателем всем известны и, следовательно, мало кому интересны, поэтому перейдЄм сразу к рассмотрению схем управлением освещени€ из нескольких мест.

ЌачнЄм с конкретной простой ситуации Ц допустим, у вас в загородном доме два этажа. ¬ечером вы поднимаетесь по лестнице на второй этаж. ≈стественно, нужно включить свет на лестнице. ¬ключаем на первом этаже. ѕоднимаемс€ на второй этаж. “еперь свет на лестнице нужно отключить. ј как это сделать, если выключатель установлен на первом этаже? ≈стественно, напрашиваетс€ очевидный ответ Ц управление светильниками должно осуществл€тьс€ из двух мест Ц с первого и второго этажа. Ќа первый взгл€д ничего сложного Ц достаточно установить на каждом этаже по выключателю, которые включены параллельно и управл€ть ими независимо друг от друга. Ќо така€ схема работать по нужному нам алгоритму не будет Ц с еЄ помощью можно включить свет с любого из двух выключателей, но отключить Ц только с того, с которого было сделано включение Ц т.к. один выключатель во включенном состо€нии заблокирует работу другого. —ледовательно, дл€ рассмотренной ситуации с лестницей, данна€ схема абсолютно неприемлема. 

ƒл€ реализации управлени€ освещением из двух мест необходимы специальные выключатели, которые называютс€ проходными. ¬ообще, в данной ситуации термин Ђвыключательї неправильный. Ёто Ђпереключательї, т.к. он имеет три контакта Ц один подвижный и два неподвижных. ¬ зависимости от положени€ клавиши переключател€ подвижный контакт замыкаетс€ либо с одним, либо с другим неподвижным контактом. Ќо что бы не запутатьс€ в терминах, будем называть этот переключатель проходным выключателем.

¬ключив два таких выключател€ по схеме, приведЄнной на рисунке 1, мы получим возможность управл€ть одним светильником (или несколькими одновременно, если они соединены параллельно) из двух точек независимо друг от друга. ѕодвижными (переключающими) контактом на этой схеме €вл€етс€ контакты, выделенные синим цветом.

1_[19].jpg
–ис.1. ”правление одним светильником из двух точек.

ќсобенностью проходных выключателей €вл€етс€ то, что они не имеют строгого положени€ клавиши. ≈сли в обычном выключателе, как правило, включенным положением €вл€етс€ нажатие вверх, а выключение вниз, то в проходном выключателе положение Ђвключено-выключеної будет зависеть от положени€ второго выключател€. ≈сли допустим, вы включили свет с первого выключател€, ЂщЄлкнувї его вверх, а со второго отключили, то в следующий раз при включении света первым выключателем, его необходимо ЂщЄлкнутьї вниз.

ѕомимо одиночных, существуют сдвоенные проходные выключатели. ќни позвол€ют управл€ть из двух мест двум€ независимыми светильниками. Ёто фактически два одиночных проходных выключател€ в одном корпусе. —хема соединени€ таких выключателей, показана на рисунке 2. 

2_[1].jpg
–ис.2. ”правление двум€ светильниками из двух точек.

Ќо иногда ситуаци€ требует управлени€ не из двух, а из трЄх и более мест. “ут уже одними проходными выключател€ми не обойтись. —хему необходимо дополнить четырЄхконтактыми переключател€ми Ц так называемыми крестовыми выключател€ми.  рестовой выключатель имеет четыре контакта и более сложную конструкцию, по сравнению с проходным выключателем. ќн устанавливаетс€ Ђв серединеї схемы Ц т.е. первый и последний выключатели в цепи освещени€ будут проходными, а все во всех Ђпромежуточныхї точках должны быть установлены крестовые выключатели. ¬ качестве примера на рисунке 3 показана схема управлени€ светильником из трЄх точек.

 3_[1].jpg 

–ис.3. ”правление светильником из трЄх точек.

—хема управлени€ с помощью проходных и крестовых выключателей €вл€етс€ не самым оптимальным решением, когда нужно управл€ть освещением из трЄх и более мест. “акую схему управлени€ значительно проще организовать с помощью двустабильных , или как их по другому называют, бистабильных реле. ƒанное реле представл€ет собой электронную схему триггера Ц устройства с двум€ устойчивыми состо€ни€ми и управл€етс€ кратковременным импульсом, подаваемым на его вход. Ёто позвол€ет использовать дл€ управлени€ освещением не фиксируемые выключатели (кнопки). ¬се кнопки включаютс€ параллельно друг другу, что позвол€ет значительно упростить схему и соответственно монтаж освещени€. ќбычно такое реле представл€ет собой стандартный 17,5мм модуль, устанавливаемый на DIN Ц рейку и монтируемый в распределительном шкафу (рисунок 4)

   4_[1].jpg   

–ис.4. ¬нешний вид двустабильного реле.

ѕоказанное в качестве примера двустабильное реле, в зависимости от модификации, может иметь один нормально-разомкнутый контакт, два нормально-разомкнутых контакта или нормально-разомкнутый и нормально-замкнутый контакт. “акие реле могут работать как в сети 230¬, так и при напр€жении 24¬. —хемы включени€ двустабильного реле показаны на рисунке 5.

    5_[1].jpg    

–ис.5. —хемы включени€ двустабильного реле.

ƒл€ реализации схемы управлени€ освещением на двустабильном реле наиболее удобно задействовать его нормально-разомкнутый контакт. ¬ приведЄнных обеих схемах таким контактом €вл€етс€ контакт, имеющий выходы 1-2.  оличество кнопок управлени€ может быть любым, и все они включены параллельно. ѕервое нажатие на любую кнопку подаст управл€ющий уровень напр€жени€ на вход ј1, что вызовет включение реле, замыкание контакта и соответственно включение освещени€, второе нажатие - отключение и так далее по кругу. ѕреимущество данной схемы от рассмотренной выше схемы на проходных выключател€х Ц отсутствие необходимости применени€ крестовых переключателей и значительно более простой монтаж системы освещени€. Ќедостаток Ц применение специального двустабильного реле. Ќо при наличии такого реле, данна€ схема €вл€етс€ наиболее оптимальной как в плане монтажа, так и последующего отыскани€ неисправностей.

ќтдельно необходимо остановитьс€ на таких устройствах, как светорегул€торы (диммеры). ќни позвол€ют управл€ть €ркостью свечени€ лампы. —уществую регул€торы дл€ различных типов светильников Ц с лампами накаливани€, с люминесцентными лампами, галогенными и т.д. ƒл€ примера приведЄм внешний вид и схему включени€ дистанционно управл€емого из разных точек диммера дл€ ламп накаливани€ (рисунок 6).  ак видно из схемы, включение кнопок управлени€ в этом диммере выполн€етс€ аналогично схеме управлени€ посредством двустабильного реле Ц все они включены параллельно и их может быть любое количество. ƒл€ обеспечени€ защиты диммер включаетс€ через автоматический выключатель. —уммарна€ мощность ламп может составл€ть 600 ¬т. —хема включени€ дл€ люминесцентных ламп аналогична, отличие только в том, что используетс€ другой тип регул€тора. 

     6_[1].jpg     

–ис.6. —хема включени€ дистанционно управл€емого диммера.

“акой тип диммера монтируетс€ в распределительном шкафу на DIN рейку. ќднако в большинстве случаев в быту используют диммеры, которые устанавливаютс€ взамен существующих выключателей. ќни имеют посадочные размеры, как и стандартный выключатель. ¬нешний вид диммера показан на рисунке 7. –егулировка осуществл€етс€ вращением ручки потенциометра Ц при вращении по часовой стрелке €ркость лампы возрастает, против часовой стрелки Ц уменьшаетс€. »ногда управление производитс€ с помощью кнопок. —иловым регулирующим элементом в схеме диммера €вл€етс€ симистор (триак). 

       7_[1].jpg       

–ис.7. ƒиммер

ѕри замене обычных выключателей диммерами не следует забывать один очень важный нюанс Ц существуют диммеры, которые включаютс€ в разрыв питани€ светильника, а некоторые требуют посто€нно наличи€ питани€ 230¬. ¬ первом случае никаких вопросов по замене не возникает Ц диммер просто включаетс€ взамен выключател€. ¬о втором случае необходимо в посадочную коробку привести дополнительный нулевой провод Ц дл€ обеспечени€ полного питани€ 230¬. ѕоэтому, если не производитс€ реконструкци€ электропроводки, то первый способ €вно предпочтительнее. —хемы включени€ различных типов диммеров показаны на рисунке 8.

         8_[1].jpg         

–ис.8. ¬ключение различных типов диммеров

–ассмотренные выше способы управлени€ освещением при всЄм их удобстве, имеют один момент, а может дл€ кого-то и недостаток Ц дл€ включени€ или отключени€ освещени€ необходимо подойти к выключателю. Ќе прив€зыватьс€ к выключателю и одновременно регулировать €ркость позвол€ют электронные дистанционные выключатели. ќни бывают как с управлением на инфракрасных лучах (» ), где в качестве пульта управлени€ примен€етс€ пульт от любой бытовой техники, так и с управлением по радиоканалу. ¬ качестве примера выключател€, управл€емого по » -каналу, можно назвать широко известный выключатель Ђ—апфирї (рисунок 9). ќн позвол€ет как включать/выключать свет, так и плавно регулировать €ркость свечени€ лампы. ѕри всех его достоинствах, в качестве недостатка необходимо отметить то, что управл€ть этим выключателем можно только в пределах пр€мой видимости, на сколько хватит Ђдальнобойностиї пульта управлени€ Ц обычно, не более восьми метров.

          9_[1].jpg          

–ис.9. ¬нешний вид выключател€ Ђ—апфирї

¬ыключатели, работающие по радиоканалу, лишены такого недостатка, как управление только в пределах пр€мой видимости. –адиосигнал может проходить и через различные преп€тстви€ - стены, перекрыти€ и т.д. ƒо определЄнной степени, конечно. ¬ таких выключател€х, как правило, используют частоту 433 или 492 ћ√ц, на которые не требуетс€ получени€ разрешени€ в органах радионадзора. ¬ыходна€ мощность у передатчиков дл€ таких устройств не более 10м¬т. 

ƒистанционно управл€емые выключатели (как по » , так и по радиоканалу), могут быть как одноканальными (позвол€ющие управл€ть только одной нагрузкой), так и многоканальными. ћногоканальные выключатели удобны тем, что их можно разместить, например, в распределительном шкафу и свести объекты управлени€ в одну точку. ќдноканальные выключатели размещают обычно в распределительных коробках линии освещени€. ѕример реализации одноканального радиовыключател€, монтируемого в распределительную коробку, показан на рисунке 10. ¬ об€зательном пор€дке, как в одноканальных, так и в многоканальных выключател€х предусматриваетс€ местное (ручное) управление на случай выхода из стро€ пульта управлени€. 

10_[1].jpg

 

–ис.10. ќдноканальный радиовыключатель.

–адиоуправл€емые выключатели, хот€ и имеют значительно больший радиус действи€, чем выключатели, построенные на инфракрасных лучах, однако и он ограничен Ц как правило, не более 100 метров (хот€ бывают разные варианты). Ќо что делать, если нужно включить освещение или любую другую нагрузку, наход€сь за дес€тки и сотни километров от управл€емого объекта? ј это не така€ уж и бесполезна€ функци€ Ц например, удалЄнное включение освещение в загородном доме позволит создать эффект присутстви€ хоз€ев, в зимнее врем€ включить подогрев тЄплых полов, что бы к вашему приезду в доме было тепло, летом включить кондиционер и т.д. ¬от здесь на помощь и приход€т системы, управл€емые дистанционно по лини€м сотовой св€зи или через »нтернет.

“акие устройства сейчас довольно широко представлены на рынке. јвтор данной статьи в своЄ врем€ так же самосто€тельно разрабатывал четырЄхканальный Ђвыключательї по GSM. ≈го внешний вид показан на рисунке 11:

            11_[1].jpg             

–ис.11. „етырЄхканальное устройство управлени€ и контрол€.

Ёто устройство, получившее название многофункционального устройства управлени€ и контрол€, имеет встроенный модуль GSM. ƒл€ его использовани€ достаточно подключить к выходным каналам требуемые нагрузки и вставить активированную SIM карту. ƒоступ к управлению происходит следующим образом Ц производитс€ дозвон на номер установленной SIM карты, после запрограммированного числа посылок вызовов устройство подключаетс€ к линии и необходимо ввести с клавиатуры телефона установленный пароль. ≈сли пароль неправильный, устройство отключаетс€ от линии, если правильный Ц можно управл€ть (включить или отключить) любой из четырЄх нагрузок.ƒанный проект €вл€етс€ некоммерческим, вс€ документаци€ о нЄм, в том числе и прошивка микроконтроллера, выложены в свободном доступе и любой желающий, имеющий определЄнные познани€ в области электроники может изготовить его самосто€тельно. Ѕолее подробно ознакомитс€ с этим устройством, а так же скачать по нему всю документацию, можно на сайте автора - http://electromost.com Ц ”стройство управлени€ и контрол€.

¬се приведЄнные выше схемы управлени€ имеют один общий признак Ц они управл€ютс€ по команде человека, другими словами - оператора. Ќо есть целый класс устройств, которые могут работать без непосредственного участи€ человека.   ним относ€тс€ реле управлени€ по команде с датчика освещЄнности, датчика движени€ и по установленному ранее временному алгоритму. –еле с датчиками освещЄнности (фотореле) часто используют дл€ управлени€ уличным освещением Ц при наступлении темноты они включают светильники наружного освещени€. ѕорог срабатывани€ таких реле можно регулировать в зависимости от уровн€ освещЄнности. ¬нешний вид фотореле вместе с датчиком показан на рисунке 12. ќно содержит один управл€ющий контакт, который позвол€ет управл€ть светильником непосредственно с реле, или, при больших нагрузках, через дополнительное силовое реле (контактор).

           12_[1].jpg            

–ис.12. ‘отореле с датчиком

–еле, которые управл€ют нагрузкой по заданному временному алгоритму, называютс€ программируемыми таймерами. ¬ них прописываетс€ нужное врем€ включени€ и отключени€ нагрузки. »ногда таймеры интегрируют вместе с фотореле. ƒл€ чего это нужно? ƒопустим, нам нужно включить наружное освещение по наступлении темноты, затем с часа ночи его отключить, в четыре утра снова включить и отключить утром, когда становитс€ светло. ƒл€ этого фотореле и таймер собирают в последовательную цепь. ѕри наступлении темноты фотореле включит светильник, но в час ночи таймер разорвЄт цепь и светильник погаснет. «атем в четыре утра таймер снова соберЄт цепь Ц светильник включитс€. » наконец, когда станет светло, светильник выключит уже фотореле.

¬ зависимости от модификации таймера, в нЄм можно запрограммировать событи€ от суток до одного года. –азновидностью таких таймеров €вл€ютс€ астрономические реле.  ак правило, эти реле тоже используют дл€ управлени€ наружным освещением Ц в качестве входной величины в него ввод€тс€ географические координаты местности, а устройство уже на основании этих сведений само рассчитывает, когда нужно включить или отключить освещение. ¬нешний вид некоторых типов таймеров приведЄн на рисунке 13.

13_[1].jpg

                              –ис.13. ¬нешний вид некоторых типов программируемых таймеров.

» в заключение, остановимс€ на управлении освещением с помощью инфракрасных датчиков движени€. ѕохожие датчики примен€ютс€ в охранных системах дл€ фиксации наличи€ человека в охран€емой зоне. “олько там датчики предназначены дл€ того, что бы при их срабатывании охранна€ система отправила тревожный сигнал на пульт вневедомственной охраны. ¬ нашем случае срабатывание датчика должно включить освещение на определЄнное врем€. ≈сли по прошествии этого времени активности (движени€) в контролируемой зоне не наблюдаетс€, освещение выключаетс€. ¬ противном случае, освещение остаЄтс€ включенным на ещЄ такой же временной интервал.

»спользование светильников, управл€емых датчиками движени€ очень удобно в местах общего пользовани€ Ц на лестничных клетках и коридорах многоквартирных домов. ќтлично подход€т такие светильники и дл€ наружного освещени€, например, во дворе дома. ќни позвол€ют не только удобно управл€ть освещением, но и экономить электроэнергию, что в наше врем€ довольно актуально. ¬нешний вид светильника с интегрированным » -датчиком показан на рисунке 14.

   14_[1].jpg    

–ис.14. ¬нешний вид светильника с » -датчиком.

 онечно, в рамках одной небольшой статьи невозможно охватить все существующие современные способы управлени€ освещением. ¬ ней мы постарались рассмотреть наиболее традиционные и часто используемые. ≈сли у ¬ас есть вопросы, замечани€, дополнени€ Ц пишите их в комментари€х, продолжим обсуждение этого довольно интересного и актуального вопроса.

  • ƒата публикации: 02.11.2010
  • 2532
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150