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Schemi di controllo dell'illuminazione
L'articolo fornisce circuiti di controllo dell'illuminazione che utilizzano interruttori walk-through e cross, relè bistabili, dimmer, dimmer, fotorelay, timer e sensori di movimento a infrarossi.
Gli schemi di controllo dell'illuminazione sono già stati più volte considerati in letteratura e nelle pagine di vari siti Internet di orientamento elettrico. Pertanto, qui proveremo a delineare le varie soluzioni esistenti.
Gli schemi di controllo più semplici per un interruttore a una o due chiavi sono noti a tutti e, quindi, poche persone sono interessate, quindi andremo direttamente alla discussione circuiti di controllo dell'illuminazione multi-spot.
Cominciamo con una specifica situazione semplice: supponiamo che tu abbia due piani in una casa di campagna. La sera sali le scale fino al secondo piano. Naturalmente, devi accendere le luci sulle scale. Accendi al piano terra. Saliamo al secondo piano. Ora le luci sulle scale devono essere spente.
E come fare se l'interruttore è installato al piano terra? Naturalmente, la risposta ovvia è che il controllo delle lampade dovrebbe essere effettuato da due punti: dal primo e dal secondo piano.
A prima vista, niente di complicato: basta installarlo su ogni piano dell'interruttore, che sono collegati in parallelo e gestirli indipendentemente l'uno dall'altro. Ma un tale schema non funzionerà secondo l'algoritmo di cui abbiamo bisogno - con il suo aiuto, puoi accendere la luce da uno dei due interruttori, ma spegnerlo - solo da quello da cui è stato acceso - perché un interruttore nello stato on bloccherà il funzionamento dell'altro. Pertanto, per la situazione considerata con la scala, questo schema è assolutamente inaccettabile.
Per implementare il controllo dell'illuminazione da due punti sono necessari interruttori speciali chiamati pass-through. In generale, in questa situazione, il termine "interruttore" non è corretto. Questo è un "interruttore" perché Ha tre contatti: uno mobile e due immobili. A seconda della posizione della chiave di commutazione, il contatto mobile si chiude con uno o l'altro contatto fisso. Ma per non confonderci in termini, chiameremo questo interruttore un interruttore di passaggio.
Accendendo due di questi interruttori secondo lo schema mostrato in Figura 1, saremo in grado di controllare una lampada (o più contemporaneamente, se sono collegati in parallelo) da due punti indipendentemente l'uno dall'altro. Il contatto mobile (di commutazione) in questo diagramma sono i contatti evidenziati in blu.
Fig. 1 Controllo di una lampada da due punti.
Una caratteristica speciale degli interruttori di passaggio è che non hanno una posizione chiave rigorosa. Se in un interruttore convenzionale, di norma, la posizione di accensione preme verso l'alto e si spegne verso il basso, quindi nell'interruttore passante, la posizione di accensione / spegnimento dipenderà dalla posizione del secondo interruttore. Se supponiamo che tu abbia acceso la luce dal primo interruttore, “facendo clic” su di essa e spento dal secondo, quindi la prossima volta che accendi la luce con il primo interruttore, devi “fare clic” verso il basso.
Oltre al singolo, ci sono due comunicante interruttori. Consentono il controllo di due apparecchi indipendenti da due punti. Si tratta in realtà di due switch pass-through singoli in un contenitore. Lo schema di collegamento di tali interruttori è mostrato nella Figura 2.
Fig.2 Controllo di due lampade da due punti.
Ma a volte una situazione richiede una gestione non da due, ma da tre o più posti. Non ci sono già switch walk-through da fare. Il circuito deve essere integrato con interruttori a quattro contatti, i cosiddetti interruttori a croce.
L'interruttore a croce ha quattro contatti e un design più complesso, rispetto all'interruttore di passaggio. È installato "nel mezzo" del circuito, ovvero il primo e l'ultimo interruttore nel circuito di illuminazione saranno calpestabili e gli interruttori a croce devono essere installati in tutti i punti "intermedi". Ad esempio, la Figura 3 mostra un circuito di controllo degli apparecchi a tre punti.
Fig. 3 Controllo lampada a tre punti.
Il circuito di controllo con interruttori di passaggio e incrociati non è la soluzione ottimale quando è necessario controllare l'illuminazione da tre o più punti. Un tale schema di controllo è molto più facile da organizzare con l'aiuto di quelli bi-stabili, o come sono chiamati in modo diverso relè bistabili.
Questo relè è un circuito elettronico di un trigger - un dispositivo con due stati stabili ed è controllato da un impulso a breve termine fornito al suo ingresso. Ciò consente l'uso di interruttori (pulsanti) senza blocco per il controllo dell'illuminazione. Tutti i pulsanti sono accesi in parallelo tra loro, il che può semplificare notevolmente il circuito e, di conseguenza, l'installazione dell'illuminazione. Tipicamente, un tale relè è un modulo standard da 17,5 mm montato su una guida DIN e montato in un armadio di controllo (Figura 4)
Fig. 4 Aspetto di un relè bistabile.
Il relè bi-stabile mostrato come esempio, a seconda della modifica, può avere un contatto normalmente aperto, due contatti normalmente aperti o un contatto normalmente aperto e normalmente chiuso. Tali relè possono funzionare sia in una rete a 230 V che a una tensione di 24 V. I circuiti di commutazione del relè bi-stabili sono mostrati nella Figura 5.
Fig. 5 Schemi di inclusione di un relè bistabile.
Per implementare un circuito di controllo dell'illuminazione su un relè bi-stabile, è più conveniente usare il suo contatto normalmente aperto. In entrambi i circuiti, un tale contatto è un contatto con uscite 1-2. Il numero di pulsanti di controllo può essere qualsiasi e sono tutti inclusi in parallelo.
La prima pressione di qualsiasi pulsante fornirà un livello di tensione di controllo all'ingresso A1, che farà accendere il relè, chiudere il contatto e, di conseguenza, accendere la luce, la seconda pressione si spegnerà e così via in un cerchio.
Il vantaggio di questo schema rispetto allo schema sopra sugli interruttori di passaggio è che non è necessario utilizzare interruttori a croce e un'installazione molto più semplice del sistema di illuminazione. Lo svantaggio è l'uso di uno speciale relè bi-stabile. Ma in presenza di un tale relè, questo circuito è ottimale sia in termini di installazione che di successiva risoluzione dei problemi.
Separatamente, è necessario soffermarsi su dispositivi come dimmer (dimmer). Ti permettono di controllare la luminosità della lampada. Esistono regolatori per vari tipi di apparecchi: con lampade a incandescenza, con lampade fluorescenti, lampade alogene, ecc. Ad esempio, diamo l'aspetto e il circuito dell'inclusione del controllo remoto da diversi punti dimmer per lampade a incandescenza (figura 6).
Come si può vedere dallo schema, i pulsanti di controllo in questo dimmer sono attivati in modo simile al circuito di controllo tramite un relè bi-stabile: sono tutti collegati in parallelo e possono essercene un numero qualsiasi. Per garantire la protezione, il dimmer viene acceso tramite un interruttore automatico. La potenza totale delle lampade può essere di 600 watt. Il circuito di commutazione per lampade fluorescenti è simile, l'unica differenza è che viene utilizzato un diverso tipo di regolatore.
Fig.6 Circuito di commutazione dimmer telecomando.
Questo tipo di dimmer è montato in un armadio elettrico su una guida DIN. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, nella vita di tutti i giorni usano dimmer installati anziché interruttori esistenti. Hanno dimensioni di atterraggio, come un interruttore standard. L'aspetto del dimmer è mostrato nella Figura 7.
La regolazione viene effettuata ruotando la manopola del potenziometro - ruotando in senso orario, la luminosità della lampada aumenta, in senso antiorario - diminuisce. A volte il controllo viene eseguito utilizzando i pulsanti. L'elemento di regolazione della potenza nel circuito dimmer è triac (triac).
Fig. 7 Dimmer.
Quando si sostituiscono gli interruttori convenzionali con dimmer, non si deve dimenticare una sfumatura molto importante: ci sono dimmer che sono inclusi nell'alimentazione dell'apparecchio e alcuni richiedono un'alimentazione costante a 230 V.
Nel primo caso, non sorgono domande di sostituzione: il dimmer si accende al posto dell'interruttore. Nel secondo caso, è necessario portare un cavo neutro aggiuntivo nella scatola di atterraggio - per garantire la piena alimentazione di 230V. Pertanto, se il cablaggio non viene ricostruito, il primo metodo è chiaramente preferibile. Gli schemi elettrici di vari tipi di dimmer sono mostrati nella Figura 8.
Fig.8 L'inclusione di vari tipi di dimmer.
I metodi di controllo dell'illuminazione discussi sopra, con tutta la loro convenienza, hanno un punto e forse per qualcuno uno svantaggio: per accendere o spegnere l'illuminazione, è necessario andare al pulsante. Non essere collegato all'interruttore e allo stesso tempo per regolare la luminosità consentire interruttori remoti elettronici. Vengono entrambi con controllo a infrarossi (IR), in cui un telecomando di qualsiasi elettrodomestico viene utilizzato come pannello di controllo e con radiocomando.
Come esempio di un interruttore controllato da IR, possiamo nominare il noto interruttore Sapphire (Figura 9). Ti consente di accendere / spegnere la luce e regolare uniformemente la luminosità della lampada. Con tutti i suoi vantaggi, va notato come un inconveniente che questo interruttore può essere controllato solo all'interno della linea di vista, per quanto tempo durerà il "raggio" del pannello di controllo - di solito non più di otto metri.
Fig.9 Aspetto dell'interruttore Sapphire.
Gli interruttori che operano sul canale radio sono privi di tale inconveniente come controllo solo all'interno della linea di vista. Il segnale radio può anche passare attraverso vari ostacoli: pareti, pavimenti, ecc. In una certa misura, ovviamente. In tali interruttori, di norma, viene utilizzata la frequenza di 433 o 492 MHz, che non richiede l'autorizzazione delle autorità di sorveglianza radio. La potenza di uscita dei trasmettitori per tali dispositivi non è superiore a 10mW.
Gli interruttori telecomandati (sia tramite canali IR che radio) possono essere a canale singolo (consentendo di controllare solo un carico) e multicanale. Gli interruttori multicanale sono convenienti in quanto possono essere collocati, ad esempio, in un armadio di controllo e per ridurre gli oggetti di controllo in un punto. Gli interruttori a canale singolo sono generalmente collocati nelle scatole di giunzione della linea di illuminazione.
Un esempio di implementazione di un interruttore radio a canale singolo montato in una scatola di giunzione è mostrato nella Figura 10. Obbligatorio, sia gli interruttori a canale singolo che multicanale forniscono un controllo locale (manuale) in caso di guasto del pannello di controllo.
Fig.10 Interruttore radio a canale singolo.
Gli interruttori radiocomandati, sebbene abbiano un raggio di azione significativamente maggiore rispetto agli interruttori costruiti sui raggi infrarossi, tuttavia, sono limitati - di norma, non più di 100 metri (anche se ci sono diverse opzioni).
Ma cosa fare se è necessario accendere l'illuminazione o qualsiasi altro carico, trovandosi a decine o centinaia di chilometri da una struttura gestita? E questa non è una funzione così inutile: ad esempio l'inclusione remota dell'illuminazione in una casa di campagna creerà l'effetto della presenza dei proprietari, accenderà il riscaldamento del riscaldamento a pavimento in inverno, in modo che sia caldo al tuo arrivo, accenda l'aria condizionata in estate, ecc.
Qui, i sistemi controllati da remoto tramite linee cellulari o via Internet vengono in soccorso.Tali dispositivi sono ora abbastanza ampiamente rappresentati sul mercato. L'autore di questo articolo una volta ha anche sviluppato in modo indipendente uno "switch" a quattro canali via GSM. Il suo aspetto è mostrato nella Figura 11.
Fig.11 Dispositivo di controllo e monitoraggio a quattro canali.
Questo dispositivo, chiamato dispositivo di controllo e monitoraggio multifunzione, ha un modulo GSM integrato. Per usarlo, basta collegare i carichi richiesti ai canali di uscita e inserire una scheda SIM attivata.
L'accesso al controllo è il seguente: la composizione viene effettuata sul numero della carta SIM installata, dopo il numero programmato di chiamate, il dispositivo si collega alla linea ed è necessario inserire la password impostata tramite la tastiera del telefono. Se la password non è corretta, il dispositivo si disconnette dalla linea; se è corretto, è possibile controllare (abilitare o disabilitare) uno dei quattro carichi.
Questo progetto è senza scopo di lucro, tutta la documentazione a riguardo, incluso firmware del microcontrollore, di dominio pubblico e chiunque abbia una certa conoscenza nel campo dell'elettronica può farcela da solo.
Tutti i suddetti schemi di controllo hanno un attributo comune: sono controllati da un comando umano, in altre parole, da un operatore. Ma esiste un'intera classe di dispositivi che possono funzionare senza il coinvolgimento diretto di una persona. Questi includono un relè di controllo su comando da un sensore di luce, un sensore di movimento e secondo un algoritmo temporale precedentemente stabilito.
Relè con sensori di luce (foto relè) spesso usato per controllo dell'illuminazione stradale - quando è buio, accendono apparecchi di illuminazione per esterni. La soglia di funzionamento di tali relè può essere regolata in base al livello di illuminazione. aspetto relè fotografico insieme al sensore è mostrato in Figura 12. Contiene un contatto di controllo, che consente di controllare la lampada direttamente dal relè o, sotto carichi pesanti, attraverso un ulteriore relè di potenza (contattore).
Fig.12 Relè fotografico con sensore.
Vengono chiamati i relè che controllano il carico secondo un determinato algoritmo temporale timer programmabili. Prescrivono il tempo necessario per accendere e spegnere il carico. A volte i timer si integrano con un relè fotografico.
A cosa serve? Supponiamo di dover accendere l'illuminazione esterna dopo il tramonto, quindi spegnerla dall'una del mattino, riaccenderla alle quattro del mattino e spegnerla al mattino quando si accende. Per questo, il relè foto e il timer sono assemblati in un circuito seriale. Quando è buio, il relè fotografico accenderà la lampada, ma all'una del mattino il timer interromperà il circuito e la lampada si spegnerà. Quindi alle quattro del mattino il timer monterà nuovamente il circuito - la lampada si accenderà. E infine, quando diventa luce, la lampada spegne il relè fotografico.
A seconda della modifica del timer, è possibile programmare eventi da un giorno a un anno al suo interno. Una varietà di tali timer sono relè astronomici. Di norma, questi relè vengono utilizzati anche per controllare l'illuminazione esterna: le coordinate geografiche dell'area vengono immesse in essa come valore di input e il dispositivo, sulla base di queste informazioni, calcola automaticamente quando è necessario accendere o spegnere l'illuminazione. L'aspetto di alcuni tipi di timer è mostrato nella Figura 13.
Fig.13 Aspetto di alcuni tipi di timer programmabili.
Infine, concentriamoci sul controllo dell'illuminazione con sensori di movimento a infrarossi. Sensori simili vengono utilizzati nei sistemi di sicurezza per registrare la presenza di una persona in un'area protetta. Solo lì i sensori sono progettati in modo tale che quando vengono attivati, il sistema di sicurezza invia un segnale di allarme al dipartimento di sicurezza remoto.
Nel nostro caso, il funzionamento del sensore dovrebbe accendere l'illuminazione per un certo tempo. Se dopo questo intervallo di tempo non viene rilevata alcuna attività (movimento) nell'area controllata, l'illuminazione si spegne.Altrimenti, l'illuminazione rimane accesa per lo stesso intervallo di tempo.
L'uso di lampade controllate da sensori di movimento è molto conveniente nelle aree comuni - su scale e corridoi di condomini. Tali lampade sono eccellenti anche per l'illuminazione esterna, ad esempio nel cortile di una casa. Consentono non solo di controllare comodamente l'illuminazione, ma anche di risparmiare energia, il che è abbastanza rilevante ai nostri tempi. L'aspetto dell'apparecchio con un sensore IR integrato è mostrato nella Figura 14.
Fig.14 Aspetto della lampada con un sensore a infrarossi.
Certo, in un piccolo articolo è impossibile coprire tutto ciò che esiste moderni metodi di controllo dell'illuminazione. In esso, ho cercato di considerare il più tradizionale e spesso usato.
Vedi anche:Schemi e schemi elettrici di illuminazione in un appartamento e una casa
Mikhail Tikhonchuk
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