Управления освещением автомат: Как сделать автоматическое управление освещением

Как сделать автоматическое управление освещением

Автоматические системы управления освещением

Реле для автоматического управления освещением, в последнее время приобретают все большую популярность. Ведь они позволяют не только существенно снизить затраты на освещение, но и сделать ваш дом более удобным для проживания. Что уж тут говорить о централизованных системах управления освещением, которые позволят вам вообще не подходить к выключателям.

Но зачастую установка таких систем достаточно дорогостоящая, и по карману далеко не каждому. В то же время, при наличии минимальных познаний в электротехнике, вы вполне можете создать централизованную систему управления, которая по своему функционалу мало в чем будет уступать своим более прогрессивным собратьям. А вот ее стоимость будет на порядок ниже.

Устройства применяемые для автоматизации управления освещением

Дабы разобраться с вопросом автоматического управления, давайте сначала рассмотрим, а чем отличается централизованная система управления от установки обычных датчиков. И какие, собственно говоря, датчики для этого могут применяться?

Для ответа на этот вопрос давайте возьмем шкаф управления наружным освещением с централизованной системой, и посмотрим, что к нему подключено. Вы удивитесь, но это обычные датчики освещенности, движения, присутствия, таймеры и концевые выключатели открывания дверей.

Современная система управления освещением и не только

Сам процесс управления осуществляется только за счет этих датчиков. А централизованная система лишь обеспечивает их координацию, изменение режимов работы и удобный интерфейс пользователя для настройки и управления.

• То есть, мы вполне можем своими руками создать подобную систему управления, которая только что и будет не столь удобна в эксплуатации.
• Но столь ли часто нам необходимо изменять настройки? Может быть раз-два в год – да и то, только на отдельных реле.
• Это вполне можно сделать и вручную, а не через WEB-интерфейс. Зато стоимость такой системы будет в разы ниже.
• Что нам для этого необходимо? В первую очередь сами датчики. Поэтому давайте остановимся на них подробнее.

Датчик движения	Датчик движения – устройство которое срабатывает при наличии в поле его зрения движения. Данный датчик может отстраиваться от незначительно движения – например, движение веток от ветра, движения животных или удаленного движения людей.
Датчик освещенности	Датчик освещенности срабатывает при снижении уровня освещенности в месте установки устройства до установленного предела. Предел срабатывания вы будете выставлять самостоятельно, и это может быть как полная темнота, так и незначительное затемнение от тучи. Таймер – это устройство, которое отчитывает время между включениями и отключением света. Таймеры могут быть однозадачные – то есть способные отсчитывать время лишь для одной команды, и многозадачные, способные отчитывать время для большого количества задач одновременно.
Концевой выключатель на двери	Концевые выключатели открывания и закрывания дверей. По сути это обычные кнопки, которые монтируются в дверь и фиксируют ее положение. Активно применяются не только для управления освещением, но и для интеграции систем управления освещением с охранными системами.
Датчик присутствия	Датчики присутствия – это устройства, которые фиксируют наличие человека в поле зрения датчика. Они могут быть выполнены по разнообразным технологиям, из-за чего цена на устройство может достаточно сильно отличаться. Например, некоторые датчики фиксируют наличие теплового излучения человека, а некоторые — работают по принципу датчика движения, фиксируя движения человека.

Схемы автоматического управления освещением

Подключение приведенных выше датчиков по схеме «и» или «или», позволяет полностью автоматизировать процесс управления освещением:

• Так называемая логика «и» — это когда включение освещения наступает при срабатывании сразу двух датчиков.
• Например, при снижении освещенности срабатывает датчик освещенности, и падает питание к датчику движения, при срабатывании которого и включается свет. Таким образом, срабатывание одного из этих датчиков не приведет к включению света.
• Логика «или» — это когда свет включится по фактору срабатывания одного из нескольких датчиков. Например: свет включится или по факту снижения освещенности, или по фактору наступления времени срабатывания на таймере.

Схемы подключения с одним датчиком

Чтобы разобраться с этим вопросом более детально, давайте рассмотрим разнообразные схемы подключения датчиков. Начнем с наиболее простых схем с одним датчиком.

В качестве примера возьмем схему подключения датчика освещенности, который при снижении уровня естественной освещенности будет давать импульс на включение искусственного освещения. Принцип подключения других датчиков аналогичен.

• Для этого нам потребуется непосредственно сам датчик освещенности. Он может быть двух типов. В первом случае — это датчик с коммутационным механизмом внутри. Такое устройство способно управлять освещением с токами до 6, 10 или 16А. Более высокие токи приведут к перегоранию контактной части реле.

Принципиальная электрическая схема датчика освещенности

• Второй тип реле — это автомат управления освещением с выносным датчиком. Автомат и датчик соединяются при помощи провода. В этом случае, датчик подает лишь управляющий импульс на автомат, а коммутация цепи происходит уже непосредственно автоматом. Такие устройства способны включать и отключать освещение с номинальными токами до 32А, а иногда и выше.
• В нашем примере мы рассмотрим подключение датчика освещенности первого типа, как более распространенного. Для его работы, нам потребуется подключить к нему фазный и нулевой провод (см. Как прозвонить провода: рассмотрим варианты).

Подключение датчика освещенности без выключателя

• Для этого фазный провод подключаем от выключателя сети освещения, которую мы планируем автоматизировать. Причем, подключаем его на приходящий от распределительной коробки или от группового автомата контакт. Нулевой провод подключаем непосредственно в распределительной коробке — или шкафу управления освещением, как на видео.
• Теперь датчик у нас работоспособен, но пока еще нечего не коммутирует. Для этого нам необходимо к третьему выводу датчика подключить еще один провод. Он так же будет фазным, и подключается либо на уходящий контакт выключателя, либо непосредственно к ближайшему светильнику. Нулевой провод для светильника берется отдельно от распределительного щита или коробки.

На фото правильное подключение любого датчика с шунтирующим выключателем

Обратите внимание! Наша инструкция не даром делает такой акцент на подключение от выключателя. Дело в том, что согласно нормам ПУЭ, любые сети освещения с автоматическим управлением должны быть оборудованы системой ручного управления, которая шунтирует средства автоматизации. Проще говоря, должен стоять выключатель, который позволит включить свет помимо датчика.

Схемы подключения с двумя датчиками

Теперь давайте рассмотрим вопрос подключения сразу нескольких датчиков. При этом у нас будет два варианта: первый подключение по логике «и», а второй по логике «или».

• В качестве примера, давайте рассмотрим вариант, когда нам необходимо, чтобы освещение включалось, когда будет достаточно темно, и когда в определенной зоне есть человек. Для этого нам потребуется датчик освещенности и датчик движения. Вместо датчика движения может быть датчик присутствия.

Последовательная схема подключения датчиков

• Теперь давайте разберем схему подключения – она называется последовательной. Прежде всего, как в варианте с подключением одного датчика, монтируем датчик освещенности. Только провод, который у нас шел к светильникам, подключаем в качестве приходящего фазного к датчику движения. А уже уходящий фазный провод от датчика движения подключаем к светильникам. При этом нулевой провод для датчика движения, мы подключаем в шкаф управления освещением наружным или распределительную коробку. Можно на один контакт с нулевым проводом датчика освещенности.
• При такой схеме, после того как снизится уровень естественного освещения, сработает датчик освещенности. Он подаст фазу на датчик движения, и тот включится в работу. После того, как в зону действия датчика попадет человек, он сработает и включит освещение.
• Теперь давайте рассмотрим вариант, когда у нас имеется длинная дорожка. Нам необходимо, чтобы свет зажегся тогда, когда с одной или со второй стороны дорожки появится человек. Зона действия одного датчика движения недостаточна для охвата всей дорожки. Поэтому нам потребуется два, или даже три датчика.

Параллельная схема включения датчиков движения

• Схема такого подключения достаточно проста. Все датчики должны быть включены параллельно. Для этого из одной точки берем нулевой провод, и подключаем его ко всем датчикам. Так же поступаем и с фазным питающим проводом. А вот уходящие от датчиков фазные провода, соединяем между собой и подключаем к нашим светильникам.

Обратите внимание! Если у нас имеется ящик управления освещением 380В, из которого мы подключаем датчики, то крайне важно чтобы все они были запитаны от одного и того же фазного провода. В противном случае, это приведет к короткому замыканию. Поэтому, для исключения ошибок, подключения лучше выполнять в одной точке.

Схема управления с большим количеством датчиков и единой управляющей системой

При таком способе подключения, при срабатывании хотя бы одного из датчиков, свет включится вдоль всей дорожки. Комбинируя приведенные выше варианты, можно достичь высочайшей степени автоматизации.

Но для сложных схем, становится достаточно накладно монтировать силовые провода от датчика к датчику. Поэтому в таких случаях, все силовые переключения выполняются в силовом шкафу. А к датчикам подводится только питание, и от них исходят управляющие сигналы.

Вывод

Ящик управления освещением с фотореле — это уже давно не предел автоматизации. Современные технологии позволяют использовать сразу несколько параметров для включения освещения. И далеко не всегда для этого необходима покупка дорогостоящего оборудования.

Вполне возможно создать качественные системы управления и самостоятельно. Для этого достаточно иметь минимальные познания в электротехнике, и правильно продумать условия включения и отключения света.

Управление освещением на программируемых реле / Хабр

Автоматизация в доме, сегодня этим уже никого не удивить, часто встречаются фото шкафов домашней автоматики, по начинке, не уступающим шкафам промышленной автоматики.

Если в мире микроконтроллеров, первая программа начинается с «Hello World!», в домашней автоматизации, часто все начинается с управления освещением. Я не буду демонстрировать самодельные наборы на релейных блоках собранные на макетках, об этом и так достаточно информации. Я хочу рассказать как можно управлять освещением с помощью программируемых реле ОВЕН.

Предыстория

В последнее время часто встречаются запросы на подобные задачи, и как раз перед тем как я запланировал данную статью, меня попросили провести презентацию для ребят, которые занимаются монтажом инженерных систем. За основу, решили взять новинку ПР102, по этой модификации уже есть несколько обзоров в сети, а обсудив задачи, которые требуется реализовать, оказалось, что этот вариант подходит идеально. Алгоритмы для этих реле создаются в программе OwenLogic на языке функциональных блоков FBD, что облегчает порог вхождения для людей мало знакомых с программированием промышленных контроллеров.
Особенности
Из особенностей можно выделить большое количество каналов ввода вывода, как дискретных так и аналоговых в разных режимах работы, автоматный корпус, до 2 интерфейсов связи RS-485 для связи с внешним миром, поддержка дополнительных модулей расширения.

Техническое задание

Чтобы демонстрация была приближена к реальным условиям, было составлено краткое техническое задание по наиболее часто встречающимся алгоритмам.

Эти алгоритмы не были уникальными, так как по большей части под эти задачи уже созданы готовые блоки «макросы», доступные в онлайн библиотеке, упрощающие решение подобных задач, для более сложных алгоритмов, потребовалась незначительная корректировка готовых блоков.

В техническом задании основные алгоритмы выделены разным цветом и собраны в отдельные группы, в дальнейшем это позволит модифицировать программу под конкретный объект и функционал, все что потребуется это размножить методом «CTRL-C/CTRL-V» нужные узлы и связать входы прибора с его выходами.

По алгоритмам можно выделить следующие задачи:

• сценарии короткого и длинного нажатия;
• управление освещением и вытяжкой;
• общее выключение всех потребителей из одного места, с последующим возможным управлением потребителями по отдельности без дополнительных действий по снятию блокировки.

Реализация этих пунктов в программе OwenLogic:

Более подробные пояснения по реализации и особенностям каждого из алгоритмов, а так же проверка на реальном приборе, представлены в видео:

В описании к видео можно скачать примеры проектов в программе OwenLogic, и уже через 5 минут отработать их на своем компьютере в режиме симуляции, а также внести свои корректировки.

Данный пример демонстрирует, в основном, работу с дискретной логикой, для управления используются выключатели без фиксации «звонкового типа», я взял серию Asfora EPh2100121 от Schneider Electric:

несмотря на то, что используется дискретный сигнал, на одном входе можно реализовать до 4 сценариев, в том числе и аналоговое задание на управление нагревом или освещением через твердотельное реле. Использовать больше 2 режимов на одном входе, многим покажется не удобным, но это может помочь, когда свободные входы уже закончились, и дополнительный модуль ставить не хочется, а без этих двух режимов никак не обойтись.

Таким образом, небольшая коррекция одного блока позволила закрыть все пункты в задании.

Для дистанционного управления и контроля, в том числе и через мобильные приложения, систему можно расширить подключением к облачному сервису, или интегрировать в SCADA систему.

Шеф, все пропало

Еще один важный момент, на который хочу обратить внимание, это подбор реле по типу и мощности нагрузки. Как правило, большинство программируемых устройств с большим количеством выходов не содержат в себе мощных реле, обычно это компактные впаиваемые реле с максимальным током 5А. На первый взгляд, 5А это много и достаточно для большинства управляемых нагрузок, но очень часто после подключения светодиодных ламп или различных светодиодных лент через блоки питания мощностью 100-200 Ватт, через некоторое время обнаруживаем, что встроенные реле выходят из строя, «свариваются» контакты или просто выгорают. Тип нагрузки, именно на это нужно в первую очередь обращать внимание, в современном мире практически во всех лампах и блоках питания установлены импульсные источники питания, у которых на входе установлен конденсатор на сотни мкФ, второй вариант индуктивные нагрузки, коммутация такого рода нагрузки, быстро разрушают контакты реле, особенно если не используются защитные цепи. Обо всех этих моментах, а также как с этим бороться хорошо описано в книге «Мощные электромагнитные реле. Справочник инженера».
Для таких применений хорошей практикой является установка промежуточных реле на съемных колодках,

это, во-первых, позволяет быстро заменить вышедшие из строя реле, или перебросить провода на соседнюю группу, во-вторых, если есть ручной дублер, а он практически у всех реле есть, можно управлять в ручном режиме, хотя это и получается дороже, но позволяет оставить в работе остальные потребители и сократить время простоя при замене или перепрограммировании оборудования, так же наличие дополнительных групп контактов позволяет размножить управления на несколько групп потребителей, включить их параллельно или последовательно в зависимости от того с какие задачи нужно решить — снизить ток через контакты или уменьшить искрение на контактах.

Автоматизация не ограничивается освещением, сюда можно добавить защиту от затопления используя аналоговые каналы, контроль температуры, управление отоплением и вентиляцией. Наличие большого количества готовых блоков в программе OwenLogic позволяет быстро решать большинство задач по автоматизации.

Для задач, где не требуется большое количество каналов ввода/вывода можно использовать более простую модификацию программируемого реле ПР100, все алгоритмы будут так же функционировать, уменьшится только количество каналов.

Радиосхемы. — Автомат управления освещением

Автомат управления освещением

категория

Электроника в быту

материалы в категории

Е. ЗУЕВ, с. Денятино Владимирской обл.
Радио, 2002 год, № 8

Не секрет, что порою мы забываем выключать свет, скажем, в ванной комнате или в подсобном помещении, и он бесполезно горит часами. В целях экономии электроэнергии желательно оборудовать помещение автоматическим выключателем, защищающим его от нашей забывчивости. Тогда при входе в помещение свет будет зажигаться, а при выходе — гаснуть. Автомат подключают параллельно имеющемуся выключателю, которым приходится пользоваться на время уборки помещения.

Автомат можно выполнить по описанию в [1], но я, воспользовавшись предложенной идеей, разработал свой вариант конструкции (рис. 1), которая уже несколько лет действует в моей квартире.

Работает автомат так. При подключении его к сети на выходе счетного триггера, выполненного на элементах DD1.1, DD1.2 [2], появляется низкий логический уровень, а на выходе инвертора DD1.3 — высокий. Благодаря интегрирующей цепочке R3C4 этот уровень передается на вход инвертора DD1.4 только примерно через семь секунд. Все это время оказывается включенным реле К1, которое своими контактами К1.1 подает напряжение на лампу EL1, и она горит. Как только на входах инвертора появляется высокий уровень, осветительная лампа гаснет. Автомат готов к работе.

Датчиком автомата является геркон (герметизированный контакт) SF1 с замыкающими контактами, установленный на верхней части дверной коробки вертикально. Напротив геркона должен находиться постоянный магнит, а между ними входить стальной уголок, закрепленный на двери. Пока дверь закрыта, контакты геркона разомкнуты, автомат — в дежурном режиме.

Как только дверь открывают и входят в помещение, уголок отходит в сторону, контакты геркона замыкаются. «Срабатывает» счетный триггер, на его выходе появляется высокий уровень, который инвертируется элементом DD1.3. На выходе этого элемента появляется низкий уровень, благодаря чему заряженный ранее конденсатор С4 быстро разряжается через диод VD1 и выходные цепи элемента DD1.3. В итоге на входе инвертора DD1.4 — низкий уровень, а на выходе — высокий. Открывается транзистор VT1, срабатывает реле, вспыхивает осветительная лампа.

При закрывании двери стальной уголок перекрывает магнитный поток, контакты геркона размыкаются, но состояние триггера не изменяется.

Когда дверь снова открывают и выходят из помещения, замыкающиеся контакты геркона изменяют состояние триггера на противоположное. В итоге транзистор закрывается, реле отпускает, свет гаснет. При необходимости заняться какими-то работами в помещении, например, уборкой, свет зажигают выключателем SA1, автоматика не работает (т.е. она практически работает, но не оказывает влияния на осветительную лампу).

О деталях автомата.

Геркон — любой из серии КЭМ с замыкающими или переключающими контактами. Конденсатор С4 — с малым током утечки, например, К53-14; СЗ, С5 — К50-16, К50-35; С1, С2 — КМ-5, КМ-6. Диоды VD1, VD3 — любые из серий КД521, КД522, стабилитрон VD2 — любой с напряжением стабилизации 8…10 В. Транзистор — любой из серий КТ608, КТ801 либо КТ603А, КТ603Б. Реле — на ток срабатывания до 40 мА при напряжении не более 12 В, например, РЭС-32 паспорт РФ4.500.335-01. Контакты реле должны выдерживать напряжение 220 В и ток лампы накаливания. Трансформатор — промышленный или самодельный с напряжением на вторичной обмотке 9…10 В при токе нагрузки не менее 50 мА.

Большинство деталей монтируют на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Плату с остальными деталями, кроме геркона, располагают в пластмассовом корпусе подходящих габаритов, а корпус укрепляют на стене вблизи двери.

При отсутствии геркона допустимо воспользоваться микропереключателем 3 (рис. 3), установленным внутри скобы 4, для которой выдалбливают паз в дверной коробке 7. Микропереключатель фиксируют шурупами (или гвоздями) 5, а проводники от него выводят через отверстие 6. В двери 2 располагают толкатель 1 такой длины, чтобы при закрытой двери он надежно нажимал на кнопку микропереключателя.

ЛИТЕРАТУРА
1. Качиков А. Автомат управления освещением. — Радио, 1990, № 11, с. 62, 63.
2. Карабутов А. Расширение возможностей триггера. — Радио, 1997, № 7, С. 48.

Автомат управления освещением | Статья в журнале «Юный ученый»

На сегодняшний день проблема энергосбережения и повышению энергетической эффективности очень актуальна и решается на уровне Правительства Российской Федерации. Об этом свидетельствует принятый Государственной Думой и одобренный Советом Федерации Федеральный закон от 23.11.2009 N 261–ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Каждый из нас ежедневно наблюдал картину постоянно горящих лампочек в подъездах наших домов в светлое время суток. В связи с постоянным ростом тарифов на потребленную электроэнергию, актуальным становится вопрос ее экономного расходования за счет проведения энергосберегающих мероприятий. На данный момент промышленность предлагает множество аналогов, позволяющих экономить электрическую энергию, расходуемую на освещение мест общего пользования жилых домов. Но они имеют рад недостатков, которые заключаются в следующем:

–                    чувствительный элемент таких устройств — фоторезистор, необходимо выносить за пределы подъезда, так как включившаяся лампа будет засвечивать его. А это дополнительные провода в подъезде, что крайне нежелательно;

–                    фотореле не в достаточной мере экономят электрическую энергию, так как в ночное время на 90 % лампы подъездного освещения горят «ни для кого».

Недостатком устройств, производимых на основе датчиков присутствия, является обязательность размещения датчика в общедоступном обозримом месте (стене), что включает его в разряд объекта, с риском вандальных действий по отношению к нему. К тому же они дороже.

Проблема неэкономного расходования электрической энергии в подъездах домов постоянно находится в поле нашего зрения, и мы не равнодушны к ней, так как оплачиваем эти затраты за счет своих средств.

Существуют следующие подходы к решению данной проблемы:

а)Можно пользоваться децентрализованным освещением: заключается в том, чтобы в разных местах или у каждой квартиры устанавливать кнопки управления освещением. Для экономии это было бы идеальным вариантом. Но комфорт при таком решении проблемы оставался бы позади. Все же нам пришлось бы сначала нащупать выключатель, и существует вероятность просто забыть выключить свет в подъезде. Некоторым это вообще «до лампочки».

б)Таймер отключения: устанавливается у двери каждой квартиры. Времени таймера хватает, чтобы пройти коридор или несколько лестничных пролетов. Человеческий фактор нивелирован. Но комфорта не добавляет — опять же необходимость нащупать кнопки на стене и включить таймер.

в)Датчик движения с фотоэлементом: когда в поле зрения такого датчика происходит движение, то лампочки остаются гореть. Такое применение включает в себя два предыдущих способа. Свет автоматически включается при обнаружении датчиком любого движения в зоне его действия. Даже если вы держите сумку в руке или у вас нарушена координация движений, ничего страшного, датчик обнаружит вас и включает свет, чтобы вы безопасно и без эксцессов добрались до своей квартиры. А потом и сам выключит его, чтобы сэкономить электроэнергию. А фотоэлемент обеспечить экономию и в дневную пору суток, ведь света и так достаточно, поэтому для чего его включать.

Цель работы: исследование возможности экономии электрической энергии при освещении мест общего пользования в многоквартирных жилых домах, разработка на основании проведенного исследования действующей модели, позволяющей экономить электрическую энергию.

Основные задачи

–                    изучить нормативно–правовые акты, регулирующие энергосбережение в Российской Федерации, проанализировать литературу, публикации в интернете, затрагивающие проблему экономии электрической энергии в бытовых условиях;

–                    на основе проведенного анализа предложить свой метод экономии электроэнергии, сравнить его с существующими;

–                    разработать, создать и апробировать действующую модель автомата управления освещением, выявить достоинства и недостатки устройства;

–                    подготовить экономическое обоснование созданного прибора.

Предлагаемый вариант решения проблемы

Предлагаю автомат управления освещением помещений и мест общего пользования закрытого типа, не требующих постоянного освещения. Он обеспечивает включение освещения, реагируя на шум в помещении (шаги, стук двери, разговор) при условии недостаточности освещенности помещения. Через 100–110 секунд (самая оптимальная задержка, получена экспериментальным путем) после пропадания звука автомат отключает освещение.

При использовании автомата достигается экономия электроэнергии до 90 %, что обеспечивает его окупаемость в течение трех месяцев.

Автомат состоит (рис. 1) из полупрозрачного пластмассового цоколя — 1, для крепления патрона лампы освещения — 2, внутри которого размещена плата управления — 3. На пластмассовом цоколе размещена клемная колодка — 4 для подключения к сети питания подъездного освещения.

Рис. 1

Достоинства автомата

–                    существенная экономия средств при расчетах за электроэнергию;

–                    простота электросхемы и монтажа автомата;

–                    отсутствие выносного фотодатчика;

–                    низкая себестоимость.

Заключение

В ходе исследования выяснилось, что промышленные аналоги устройств экономии электроэнергии в многоквартирных домах имеют существенные недостатки при установке и их эксплуатации, о чем подробно было сказано выше, при постановке проблемы исследования. С учетом этих недостатков мной была разработана, изготовлена и апробирована действующая модель автомата управления освещением, которая позволяет экономить электроэнергию до 90 %, что обеспечивает окупаемость изготовленного мной прибора в течение трех месяцев. При использовании автомата увеличивается срок службы ламп накаливания за счет плавного их включения, что также обеспечивает экономию денежных средств.

Литература:

1.                  Башмаков И. А. Региональная политика повышения энергетической эффективности: от проблем к решениям. –М.: Центр энергет.эф–ти, 1996.–127с.

2.                  Лемке В. А. «Автомат управляет освещением» //Радио.–1986.–№ 12, С.36–37.

3. 
                 Филичев С. А. Основы технического творчества: практикум: учебное пособие / С. А. Филичев. — Томск: Изд–во Том. гос. архит.–строит. ун–та, 2008. –277с.

4.                  Фотоэлектрические датчики. Фотодатчики. Устройство, типы и виды фотодатчиков.

Усовершенствованный автомат управления уличным освещением — Меандр — занимательная электроника

Описанное автором этой статьи в [Л] устройство определяет моменты включения и выключения освещения по таймеру с учё­том изменяющегося в течение года времени восхода и захода солнца. Предлагаемый ниже вариант дополнен датчиком осве­щённости, который позволяет учесть и различие погодных усло­вий. Предусмотрен контроль температуры датчика, что позво­ляет скомпенсировать её влияние.

Разница между потребными при ясной и пасмурной погоде момента­ми включения или выключения освеще­ния по наблюдениям автора достигает 7…10 мин. Простой расчёт показывает, что при установленной мощности осве­тительных приборов 25 кВт (что типич­но для небольшой городской улицы) десять лишних минут работы освеще­ния утром и столько же вечером приво­дят к бесполезному расходу 1500 кВт ч электроэнергии в год, если считать, что число ясных и пасмурных дней в году одинаково.

Классическое устройство, управля­ющее уличным освещением, исходя из естественной освещённости, состоит из её датчика (обычно фоторезистора) и порогового устройства с релейным вы­ходом. Однако в реальных условиях та­кое устройство, будучи чувствительным аналоговым прибором, имеет сущест­венную зависимость моментов сраба­тывания от ряда мешающих факторов. К ним относятся существенная зависи­мость характеристик фоточувствительных приборов от температуры окружа­ющей среды, температурный дрейф по­рога, наводки электромагнитных помех на вход порогового устройства.

Воздействия этих факторов приво­дят к изменениям момента срабатыва­ния устройства, исчисляемым десятка­ми минут и более, что сводит на нет кажущуюся оптимальность управления освещением. Правда, с этим воздейст­вием можно в той или иной степени бороться, но это требует усложнения устройства.

Нельзя не упомянуть и другие внеш­ние факторы, влияние которых во мно­гом случайно, но может недопустимо исказить работу устройства. Например, принесённый ветром и налипший на окно датчика освещённости лист дере­ва способен привести к включению уличного освещения днём, а разразив­шаяся ночью гроза — к его выключению в самый неподходящий момент.

Автор поставил перед собой задачу создать устройство управления улич­ным освещением в зависимости от освещённости, которое бы было макси­мально свободно от влияния перечис­ленных неблагоприятных факторов. В предлагаемом устройстве использова­ны технические решения, повышающие точность и надёжность его работы. Предельно упрощён аналоговый тракт. Сигнал с выхода датчика освещённости сразу же оцифровывается и далее обра­батывается цифровыми методами. Это позволяет уменьшить влияние помех и исключить из прибора чувствительное аналоговое пороговое устройство, устранив этим проблемы, связанные с дрейфом порога его срабатывания.

Датчик освещённости снабжён циф­ровым термометром, что позволяет скомпенсировать зависимость сопро­тивления фоторезистора датчика от температуры.

Для устранения кратковременных флюктуаций сигнала датчика освещён­ности, вызванных как внутренними (на­пример, бросками напряжения пита­ния), так и внешними (например, вспышками молнии) причинами, предусмот­рена программная селекция этого сиг­нала по длительности. Кратковремен­ные (менее 10 с) изменения показаний игнорируются.

Программа формирует утренний и вечерний интервалы времени, в кото­рых разрешено изменение состояния уличного освещения. За пределами этих интервалов автоматическое вклю­чение и выключение освещения невоз­можно. Такой механизм позволяет рез­ко минимизировать негативное воздей­ствие непрогнозируемых факторов. На­пример, налипший днём на окно датчи­ка лист уже не вызовет ненужного вклю­чения освещения. Однако вызванное им снижение освещённости датчика бу­дет воспринято как признак аварии, по­этому ближайшим вечером освещение будет включено в расчётный момент без учёта фактической освещённости.

Код освещённости с выхода АЦП микроконтроллера обрабатывает под­программа, которая на основании по­казаний датчика температуры устраня­ет температурную составляющую па­дения напряжения на фоторезисторе. На рис. 1 приведены экспериментально снятые зависимости кода N на выхо­де АЦП от температуры датчика при по­стоянной освещённости, близкой к по­роговой, до корректировки (красная линия) и после неё (синяя линия).

Рис. 1

Откорректированный код освещён­ности программа сравнивает с задан­ным порогом. Если он превышен на вре­мя более 10 с, признак «Светло/Темно» принимает логическое значе­ние 1 («Светло»), в противном случае — 0 («Темно»). Анало­гично обрабатываются пере­сечения порога в обратную сторону. Как уже отмечалось, селекция по длительности поз­воляет исключить ложные сра­батывания устройства от крат­ковременных внешних воз­действий.

Сигнал управления освеще­нием формирует подпрограм­ма логической обработки на основании признака «Светло/ Темно». При этом она учитывает признак «День/Ночь», сфор­мированный подпрограммой астротаймера, аналогичной применённой в [Л]. Там этот признак непосредственно использовался для управления освещением. Рассматри­ваемая программа с его помощью фор­мирует разрешённые интервалы пере­ключения освещения. Логику её работы поясняют графики на рис. 2. Полуши­рину интервала (At) задаёт пользова­тель через сервисное меню.

Рис. 2

Анализируя положение моментов из­менения признака «Светло/Темно» от­носительно разрешённых интервалов, подпрограмма логической обработки принимает решение о включении или выключении освещения по данным дат­чика освещённости либо о признании работы этого датчика некорректной, выработке признака «Авария» и переходе в аварийный режим работы. В по­следнем случае управление освещени­ем в течение текущих суток происходит по астротаймеру в полном соответствии с логикой работы устройства, описан­ного в [Л]. С началом следующих суток признак «Авария» отменяется.

На рис. 3 показана нормальная ра­бота устройства. Здесь признак «Светло/Темно» принимает нулевое значение в пределах разрешённого интервала. По его перепаду происходит включение уличного освещения.

Рис. 3

На рис. 4 признак «Светло/Темно” принимает нулевое значение в светлое время суток. По перепаду этого призна­ка формируется признак «Авария». Ос­вещение включается лишь при переходе в нулевое состояние признака «День/Ночь”. На рис. 5 по­казана обратная ситуация. Здесь признак «Светло/Темно» принимает нулевое значение слишком поздно. В этом слу­чае признак «Авария» форми­руется по окончании разрешён­ного интервала, и в тот же мо­мент включается освещение, так как признак «День/Ночь» уже имеет нулевое значение.

Рис. 4

Рис. 5

Схема устройства изобра­жена на рис. 6. Она мало от­личается от описанной в [Л]. Сигнал с фоторезистора R1 (GL5516) поступает на вход канала ADC3 АЦП микроконт­роллера. Для подавления возможных помех от внешних электромаг­нитных полей параллельно резистору R2 (нагрузке фоторезистора R1) уста­новлен блокировочный конденсатор С4. Цифровой датчик температуры фоторе­зистора ВК1 (DS18B20) связан с микро­контроллером по интерфейсу 1-Wire. Его информационная линия соединена с выводом РС2 микроконтроллера. В остальном назначение и работа эле­ментов устройства аналогичны описан­ным в [Л].

Рис. 6

Печатная плата устройства изобра­жена на рис. 7. Она изготовлена из фольгированного с одной стороны стек­лотекстолита. Применены конденсато­ры и постоянные резисторы типоразме­ра 1206 для поверхностного монтажа. Подстроенный резистор R9 — с прово­лочными выводами. Для микроконтрол­лера предусмотрена панель, куда его следует вставлять уже запрограммиро­ванным, а для литиевого элемента CR2035 (G1) — держатель СН224-2032.

Рис. 7

Провода от выводов индикатора HG1 припаивают к предназначенным для них контактным площадкам платы, имею­щим те же номера, что и выводы. При желании здесь можно установить разъ­ём с расположением контактов в один ряде шагом 2,54 мм.

Датчик освещённости устанавли­вают в любом удобном месте, которого не достигают прямые солнечные лучи. Его подключают к плате через разъём Х1 четырёхпроводным гибким кабелем, один из проводов которого экраниро­ван. Такие кабели используются в системах видеонаблюдения.

После установки в панель на плате запрограммированного микроконтрол­лера (его конфигурация аналогична описанной в [Л]) подайте на устройство напряжение питания.

Прим. ред. Значение разряда конфигу­рации микроконтроллера CKDIV8=0 в [Л] указано ошибочно. В микроконтроллерах как старого, так и нового вариантов уст­ройства управления освещением разряд должен быть оставлен незапрограммированным (CKDIV8-!).

Наличие подсветки индикатора уже свидетельствует об отсутствии замыка­ний в цепи питания, однако целесооб­разно измерить потребляемый ток, ко­торый должен находиться в пределах 40…60 мА. Далее подстроечным резис­тором R9 установите оптимальную конт­растность изображения на индикаторе. Если экран пуст или на него выведен хао­тический набор символов, следует ис­кать ошибки в монтаже либо неисправ­ные элементы.

Ввод необходимых параметров ра­боты устройства и отображение их на экране индикатора не отличаются от описанных в [Л], за исключением того, что в меню добавлен пункт установки порога срабатывания по сигналу датчика освещённости.

При выборе этого пункта в верхней строке индикатора после его названия будет выведено значение кода осве­щённости с выхода АЦП, откорректиро­ванное программой термокомпенса­ции. При нажатии на кнопку SB2 это значение будет записано в EEPROM микроконтроллера в качестве порого­вого.

В случае, если программа сформи­ровала признак «Авария» и управление освещением ведётся только по данным астротаймера, значение текущего вре­мени на экране индикатора каждые 6 с на 3 с сменяется надписью «!СВ!.

После размещения оптического дат­чика на выбранном для него месте тре­буется грамотно установить смещение перепада сигнала «День/Ночь» относи­тельно моментов, вычисленных подпро­граммой астротаймера, полуширину разрешённых интервалов включения и выключения освещения, порог срабаты­вания канала освещённости. Это реко­мендуется делать в следующем порядке:

1. Опытным путём подобрать и ввести в программу смещение исходя из осо­бенностей естественного освещения в месте установки устройства. После этого перевести устройство в рабочий режим и записать или запомнить выведенные в нижней строке индикатора времена, соответствующие серединам утреннего и вечернего разрешённых интервалов.
2. Визуально определив требуемый момент выключения (утром) или вклю­чения (вечером) освещения, перевести устройство в режим ввода параметров, выбрать пункт установки порога и нажать на кнопку SB Порог будет установлен равным текущему значению освещённос­ти, измеренному датчиком. Устройство перейдёт в рабочий режим. Следует вы­числить разность (в минутах) между мо­ментом нажатия кнопки и записанным ра­нее временем середины соответству­ющего разрешенного интервала. Если эта разность по абсолютному значению боль­ше 25…30 мин, значит, смещение выбра­но неправильно и все операции следует повторить. Если меньше, то увеличив её на 25…40 %, получим требуемую полуши­рину разрешённого интервала. Програм­ма не разрешает установить полуширину менее 15 и более 30 мин. Меньшие значе­ния влекут увеличение вероятности при­нять правильное срабатывание канала освещённости за ложное, а большие — ложное за правильное. Если расчётная полуширина получилась меньше 15 мин, следует увеличить её до этого значения.
3. Перевести устройство в режим ввода параметров, выбрать пункт уста­новки полуширины, ввести её расчётное значение и перевести устройство в рабо­чий режим. Теперь оно готово к примене­нию.

Архив к проекту

ЛИТЕРАТУРА

Савченко А. Автомат управления уличным освещением с астротаймером. — Радио, 2015, №7, с. 40-43.

Автор: А. САВЧЕНКО, пос. Зеленоградский Московской обл.
Источник: Радио №1, 2016

8. Автомат управления освещением. | Техническая библиотека lib.qrz.ru

АВТОМАТ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ

В подъезде жилого дома, на даче, в садоводческом товариществе полезно иметь устройство, автоматически включающее освещение при наступлении темноты. Схема такого автомата приведена на рис. 84. Питание он получает от сети через гасящий конденсатор С4 и диодный мост VD4. При закрытом транзисторе VT1 ток через обмотку реле К1 открывает транзистор VT2 и этот транзистор шунтирует собой обмотку. Напряжение на обмотке при этом составляет 2…4 В, реле отпущено. Лампы освещения, включенные через нормально разомкнутые контакты реле, погашены.

Ток, текущий через транзистор VT2 и диод VD2, проходит также через стабилитрон VD3 и создает на нем падение напряжения 12 В для работы управляющей части устройства.

Пока уровень естественного освещения достаточен, напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 меньше, чем на неинвертирующем. Напряжение на выходе ОУ близко к напряжению на плюсовом выводе конденсатора С3, транзистор VT1 закрыт и устройство находится в описанном выше состоянии.

По мере уменьшения освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, напряжение на неинвертирующем входе ОУ увеличивается. При достижении уровня, заданного подстроечным резистором R4, ОУ переключается, напряжение на выходе ОУ становится близким к напряжению на минусовом выводе конденсатора СЗ. Транзистор VT1 открывается и входит в насыщение, напряжение на его эмиттере практически сравнивается с напряжением на коллекторе, что приводит к закрыванию транзистора VT2. Ток питания

полностью проходи! через обмотку реле К1, оно срабатывает и включает освещение.

Отметим, что почти весь ток обмотки реле продолжает питать управляющую часть устройства, лишь малая его часть, ответвляется в резистор R6 и выход ОУ.

Резистор R5 обеспечивает гистерезис, необходимый для того, чтобы малые изменения освещенности в районе порога срабатывания не приводили к многократным включениям и выключениям осветительных ламп. Конденсатор С1 устраняет сетевые наводки и замедляет срабатывание автомата, что уменьшает вероятность выключения ламп при кратковременном освещении фоторезистора, например, светом фар проходящих автомобилей. Стабилитрон VD1 обеспечивает четкое закрывание транзистора VT1, а диод VD2 -транзистора VT2. Резистор R3 не позволяет при подстройке уровня срабатывания перейти максимально допустимый уровень синфазного напряжения на входе ОУ, выше которого ОУ уже не работает.

В автомате было применено реле типа РПУ-2 с сопротивлением обмотки 4,5 кОм и рабочим напряжением 110 В. Оно имеет по две пары замыкающих и размыкающих контактов, ток через каждую пару может по оценке автора достигать 10 А. Емкость конденсатора С4 была подобрана для обеспечения номинального напряжения на обмотке при закрытом транзисторе VT2. Устройство сохраняет работоспособность при емкости С4 в пределах 0,22…0,47 мкф.

Автор использовал фоторезистор ФСД-Г1, чем объясняется высокое сопротивление резистора R1. Если применить фоторезистор ФСК-Г1 или СФ2-5, сопротивление резистора R1 нужно будет уменьшить примерно до 1МОм, а емкость конденсатора С1 -увеличить до 2,2мкф.

При такой же замене фоторезистора можно в качестве ОУ DA1 установить К140УД6 или К140УД7. Транзистор VT1 — любой кремниевый маломощный структуры р-n-р (например серий КТ361, КТ502 или КТ3107 с любым буквенным индексом). Хотя при работе автомата напряжение на транзисторе VT2 не превышает 110 В, в момент включения устройства в сеть к нему может быть приложено полное амплитудное напряжение сети — около 300 В, поэтому его допустимое напряжение коллектор-эмиттер должно быть не менее указанной величины. Подойдут КТ506А(Б), КТ604А(Б, AM, БМ), КТ605А(Б, AM, БМ), КТ850Б, КТ854А(Б), КТ859А.

Стабилитрон VD1 — любой малогабаритный на напряжение 4,7…7,5 В, VD3 — на напряжение стабилизации 11…15 В и ток не менее рабочего тока реле К1 с запасом 50% (для РПУ-2 — 25..,30 мА), например, Д814Г, КС512А, КС512Б, КС515Г. Диодный мост

КЦ407А может быть заменен на четыре любых диода на напряжение не менее 300 В. Конденсатор С3 — импортный аналог К50-35.

Все элементы устройства размещены на печатной плате размерами 60 х 60 мм (рис. 85). Плата рассчитана на установку двух конденсаторов К73-17 0,22 мкФ 630 В в качестве С4. Их рабочее напряжение должно быть не менее 400 В, можно также использовать К73-16. Резисторы — типа МЛТ (R1 — С1-4 0,25 Вт или КИМ-0,125), подстроечный резистор R4 — СП3-19.

Плата помещена внутрь защитного кожуха реле. Для этого крепежные отверстия в основании реле для его механизма расточены надфилем и механизм смещен в сторону насколько это возможно. К основанию подклеен брусок из органического стекла и к нему привинчена плата.

Выводы обмотки реле отсоединены от контактных ламелей и подпаяны к соответствующим штырькам платы, в качестве которых использованы контакты диаметром 1 мм от разъема 2РМ. К освободившимся ламелям подключены проводники питания 220 В платы, фоторезистор подключен двумя свитыми проводами непосредственно к контактам платы.

Регулировку устройства вначале проводят от источника питания с напряжением, несколько меньшим напряжения стабилизации VD3, подключив его параллельно указанному стабилитрону. Фоторезистор следует затенить так, чтобы его освещенность была близка к

той, при которой должно происходить включение уличного освещения. Подключив вольтметр к выходу ОУ и минусовому выводу СЗ и вращая движок подстроенного резистора R4, проверить, что напряжение на выходе изменяется скачком где-то в средней части диапазона регулировки. Если переключения не происходит, следует вольтметром с входным сопротивлением не менее 10 МОм проверить напряжение на фоторезисторе — оно должно быть близко к половине от напряжения на конденсаторе СЗ. Если это не так, подобрать резистор R1.

При затемненном или отключенном фоторезисторе подать сетевое напряжение, реле должно сработать. Соблюдая осторожность, проверить напряжение на его обмотке. Оно должно быть близко к номинальному для этого типа реле. Если это не так, подобрать емкость конденсатора С4.

Реле РПУ-2 имеет специальный виток, охватывающий часть сердечника и делающий реле нечувствительным к пульсациям напряжения питания. При применении других типов реле возможно придется поставить параллельно обмотке сглаживающий конденсатор емкостью порядка 1 мкФ.

Фоторезистор следует установить в защищенном от осадков месте так, чтобы на него не падал свет включаемых им ламп и солнечные лучи. Для выполнения последнего условия его можно сориентировать на север, прикрыв с запада и востока небольшими экранами.

Окончательную подстройку резистора R4 следует произвести на месте установки автомата, добиваясь включения реле при пороговой освещенности.

Если на месте R2 установить терморезистор и соответствующим образом подобрать R1, получится неплохой термостабилизатор.

Импульсное реле для управления освещением: схема подключения

При монтаже автоматических систем управление освещением могут использоваться различные виды выключателей. Некоторые устройства, например, маршевые и проходные изделия позволяют обеспечить довольно высокий уровень комфорта при осуществлении контроля над светильниками, но наиболее простым и удобным является схема с импульсным реле. Такое устройство может находиться в 2 различных состояниях, которыми можно управлять дистанционно. Более подробно об импульсном реле, применяемом для управления освещением, будет рассказано далее.

С какой целью применяются импульсные прерыватели электрической цепи

Особенностью реле этого типа является возможность фиксации в каком-либо одном положении, после подачи на его контакты электрического сигнала. Подобная бистабильность электронного элемента удобна для управления многими приборами и механизмами, но в быту, наиболее часто, его применяют в схемах включения осветительных приборов. Например, свет в длинном коридоре можно отключить из различных комнат, что позволяет легко «путешествовать» по дому или квартире всегда поддерживая необходимый уровень освещения там, где это необходимо.

Одним из преимуществ импульсного устройства является возможность «запоминать» последнее положение контактов, даже в случаях, когда происходит полное обесточивание электрической сети последнее положение контактов сохраняется.

Достоинство реле импульсного типа заключается также в том, что для его работы может быть использовано низкое напряжение. Благодаря такой электрической разводке выключатель можно расположить в очень влажном помещении, например, в ванной комнате или подвале. Таким образом, достигается значительно более высокий уровень безопасности при эксплуатации электрических систем, в сравнении с обычными выключателями.

Устройство и принцип работы

Конструкция импульсного устройства очень проста, но этот факт не является недостатком изделия, наоборот, наличие небольшого количества элементов позволяет существенно повысить надежность изделия. Состоит такой электронный прибор из следующих частей:

• Катушки.
• Сердечника.
• Подвижного якоря.
• Контактов.

Катушка реле состоит из большого количества витков медной проволоки. При изготовлении, проводники обрабатываются специальным лаком, который позволяет исключить вероятность короткого замыкания (при стандартном режиме работы устройства). Сердечник состоит из магнитного материала и является подвижным элементом, воздействующим на якорь, который, в свою очередь и приводит в движение электрические контакты.

Благодаря особенности конструкции системы размыкания контактов в импульсном устройстве, удается добиться надежной фиксации этих элементов в каком-либо одном положении.

Разновидности импульсного реле

Выше был описан наиболее распространенный электромеханический тип импульсного устройства, но современные устройства этого типа могут быть реализованы на управляющей микросхеме. Такая конструкция потребляет больше электроэнергии из-за постоянного нахождения устройства в состоянии ожидания, но производит меньше шума во время срабатывания контактов.

Импульсные устройства, оснащенные микроконтроллером, имеют более широкий функционал. Например, кроме возможности фиксации выключателя в определенном положении, можно задать время выключения света (для устройств, оснащенных таймером).

Электронные реле также имеют размыкающие контакты, но приводятся они в движение посредством электронной схемы, которая управляет моментом их фиксации. Устанавливать устройства этого типа можно в электрические системы с различным напряжением питания.

Основным недостатком электронных реле является низкая устойчивость к помехам и перепадам напряжения. По стоимость такие изделия также существенно проигрывают электромеханическим изделиям (электронные ИР стоят дороже).

Технические характеристики

При монтаже систем освещения, которые будут включаться от импульсного устройства, необходимо учитывать основные параметры такого изделия. Если устройство не будет рассчитано на нагрузку подключения либо напряжение в сети, то оно может моментально выйти из строя.  В документации к импульсному устройству, производителем указываются наиболее важные характеристики. Среди числа основных параметров, которые необходимо знать до принятия решения об использования той или иной модели ИР можно назвать:

• Выходной ток — максимальное значение силы тока, возникающей в катушке при перемещении якоря (для электромеханических устройств).
• Значение срабатывания — обозначает сигнал, который приводит к автоматическому срабатыванию реле.
• Ток при втягивании — минимальное значение силы тока для срабатывания реле.
• Возвратный коэффициент — соотношение тока выхода якоря к току втягивания.

При выборе и использовании реле следует также учитывать предельные значении напряжения и силы тока, на которые рассчитано реле.

В паспорте устройства может быть также указано время срабатывание. Различают изделия быстрого типа, которые включаются за 0.001–0.05 с и приборы с долгой задержкой (около 1 с).

Схемы подключения

Импульсное реле может быть использовано для управления светом. Для обеспечения работоспособности электрических систем с установленными коммутационными элементами этого типа, необходимо правильно выполнить работы по подключению проводников.

Прежде всего, следует иметь в виду, что реле импульсного типа не оснащается какими-либо элементами защиты, поэтому при возникновении в электропроводке осветительных приборов короткого замыкания, может произойти не только подгорание контактов реле, но и воспламенение любых легковозгораемых предметов, находящихся в непосредственной близости от медного проводника. Чтобы минимизировать возможные последствия установка импульсных реле должна осуществляться только после автомата (или плавких предохранителей (пробок)).

Для переключений режимов реле используются кнопочные выключатели. Такие элементы электрической арматуры оснащаются пружинными элементами, которые возвращают кнопку в исходное положение сразу после прекращение механического давления на ее поверхность. Это очень важный момент, ведь если контакт будет замкнут слишком долго, то может произойти перегрев обмотки катушки и изделие (электромеханическое) выйдет из строя.

Многие производители импульсных выключателей указывают в документации на товар о невозможности длительной подачи электрического тока на катушку (обычно не более 1 с).

Количество выключателей, с помощью которых подается сигнал к импульсному реле ничем не ограничено, но, во многих случаях, в схеме подключения устройства находятся 3–4 кнопки. Этого достаточно для управления светом из нескольких мест.

Все кнопочные выключатели подключаются параллельно друг другу. Эта особенность управления импульсным устройством позволяет использовать значительно меньшее количество проводов, в сравнении с другими способами монтажа системы управления одним световым прибором из разных мест. Один провод контактной системы выключателей соединяется с фазой электропроводки, другой — подключается к импульсному реле (контакт А1).

Кроме подведения фазного провода от выключателей, фаза подключается на контакт «2» импульсного устройства. Таким образом, обеспечивается передача сигнала о включении (выключении), а также обеспечение устройства электрическим током для подачи напряжения к потребителям (приборам освещения).

К контакту «2» подключается «ноль». Приборы же освещения соединяются с «землей» не через коммутационное устройство. Нулевой провод подключается к осветительному прибору от нулевой шины.

Физическое размещение импульсного реле возможно как в электрических щитках, так и непосредственной близости от осветительного прибора (установка осуществляется в распределительной коробке).

Плюсы устройства

Применение импульсного реле для организации управления электрическим освещением имеет большое количество преимуществ. Основными положительными свойствами таких систем являются:

• Относительно невысокая цена.
• Большой срок эксплуатации.
• Можно использовать неограниченное количество выключателей (кнопок).
• Относительно небольшое энергопотребление.
• Более простой монтаж в сравнении с маршевыми выключателями.

При использовании устройств электронного типа можно задать время, после которого произойдет отключение электроэнергии.

Минусы импульсного реле

Реле импульсного типа не лишены недостатков. Наиболее заметными минусами применения таких систем являются:

• Генерация электрических помех.
• Довольно громкий щелчок при включении контактов.
• Возможен быстрый износ подвижных частей (при очень интенсивном использовании).

Практически полностью избавиться от перечисленных недостатков можно установкой электронных реле, но такие устройства будут стоить значительно дороже электромеханических (в 2–3 раза).

Советы и рекомендации

Перед приобретением и установкой импульсного реле нелишним будет ознакомиться с наиболее распространенными ошибками, которые могут возникнуть на данном этапе. Опытные мастера, которые занимаются установкой коммутационных систем этого типа, часто советуют придерживаться следующих рекомендаций:

• Если приобретается электронное реле импульсного типа, то лучше отдать предпочтение моделям, оснащенным таймером. Благодаря наличию этой функции можно задать автоматическое отключение электроэнергии после определенного промежутка времени. Такая функция будет очень полезна для организации освещения на улице, а также в помещениях, которые посещаются часто, но ненадолго.
• Если планируется устанавливать выключатели (кнопки) с подсветкой, то следует заранее уточнить у продавца возможность работы реле с такими элементами электрической арматуры. Многие ИР очень чувствительны к появлению даже незначительного тока в электрической цепи и наличие резистивного элемента приведет к активации системы. Кроме того, прибор может испортиться, ведь катушка будет находиться постоянно под напряжением.
• Во время выполнения монтажных работ, все детали по которым движется электрический ток, должны быть хорошо изолированы. Для этой цели можно использовать специальные термоусадочные кембрики, а также ПВХ-изоленту.
• Если в доме есть маленький ребенок, то лучше установить кнопки для активации реле повыше. Такие изделия хорошо изолированы и практически безопасны во время эксплуатации, но дети часто начинают играть с кнопочками подолгу удерживая их во включенном состоянии. Подобные действия часто приводят к выходу из строя импульсные реле электромеханического типа.
• Большая часть моделей импульсных реле с катушкой рассчитана на 220 В. Такие изделия очень просто подключить к электрической сети, но если необходимо обеспечить высокий уровень безопасности во влажных помещениях, то следует выбирать модели на 12 или  24 Вольта.
• Если необходимо установить несколько импульсных реле, которые будут использоваться для выключения различных световых приборов, то следует выбирать модели с центральным управлением. Такое устройство можно принудительно выключить, подав на один из его контактов электрический ток. Следовательно, если соединить с одним выключателем несколько таких элементов, то можно одним нажатием кнопки погасить весь свет в доме.
• Если нет желания или возможности приобретать новые кнопки для включения света посредством импульсного реле, то можно переделать обычные выключатели. Для этой цели необходимо установить небольшие пружины под клавиши, чтобы после прекращения нажатия они возвращались в исходное положение.
• При установке большого количества импульсных выключателей, для экономии места, кнопки можно располагать в одном подрозетнике.

Импульсное реле является очень интересным по своей конструкции и функционалу изделием, которое можно и нужно использовать для организации более комфортного управления осветительными приборами. Если будет выбрано качественное устройство, а установка изделия будет осуществлена без ошибок, то такая система прослужит в течение многих лет.

Видео по теме

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

Хорошая реклама

Схема автоматического регулятора освещения в помещении и приложения

В настоящее время без электричества мы не можем представить нашу повседневную жизнь, потому что электричество стало необходимостью для всех, без которой повседневные дела и повседневная деятельность останутся на месте. Из-за истощения невозобновляемых ресурсов энергосбережение стало обязательным, и тем самым мы также можем сократить счета за электричество. Мы знаем, что такие энергии, как энергия ветра, солнечная энергия и гидроэнергия, называются возобновляемыми источниками энергии, которые являются возобновляемыми по своей природе.Следовательно, использование этих ресурсов для электроснабжения является наилучшим из возможных способов производства, сохранения и возобновления энергии, что выгодно, поскольку не загрязняет окружающую среду, доступно по цене и не подвергается воздействию окружающей среды.

Автоматический контроллер комнатного освещения

С другой стороны, энергетические ресурсы, такие как нефть, уголь, природный газ, уран и пропан, называются невозобновляемыми ресурсами, поскольку их запасы ограничены. Многие экологические эффекты и ежедневное истощение энергоресурсов заставляют нас экономить энергию за счет использования автоматического комнатного контроллера и энергоэффективных систем освещения.В настоящее время потери электроэнергии стали для нас обычным делом, и проблема стала частой в домах, школах, колледжах и даже на промышленных предприятиях. Иногда мы замечаем, что вентиляторы и свет продолжают работать даже в отсутствие людей. Это часто происходит в домах, офисах и общественных местах из-за полной халатности заключенных.

Однако есть решение для управления энергоэффективным освещением дома с помощью автоматического регулятора освещения в помещении. В этой статье представлена ​​информация о таком решении энергоэффективного освещения для экономии энергии за счет оптимизации бытовой техники, такой как освещение, вентиляторы и т. Д.

Автоматическое управление освещением в помещении

Когда мы входим в комнату, как обычная тенденция, мы часто ищем выключатель, чтобы включить свет, и если мы новичок в комнате, нам часто бывает трудно найти выключатель. В большинстве случаев многие из нас забывают выключить свет, покидая комнату, в которой мы остаемся большую часть времени. Это приводит к ненужным потерям мощности. Таким образом, автоматический регулятор освещения в помещении автоматически включает свет, когда человек входит в комнату, и выключает свет, когда человек выходит из комнаты.Этот автоматический комнатный контроллер может быть реализован с помощью простого микроконтроллера и беспроводных ИК-технологий.

Домашняя автоматизация с автоматическим контроллером освещения в помещении

Автоматический контроллер освещения в помещении со счетчиком посетителей

Эта система разработана с использованием двух комплектов ИК-передатчиков и приемников. Эти ИК-датчики размещены таким образом, что они обнаруживают человека, входящего в комнату и выходящего из нее, чтобы включить бытовую технику. В этой оптимизированной системе управления энергопотреблением микроконтроллер является центральным процессором этого проекта, который представляет собой контроллер 89S51 из семейства 8051.Эта система обеспечивает двунаправленный счетчик посетителей для отображения количества людей в комнате.

Автоматический комнатный регулятор освещения со счетчиком посетителей

Когда человек входит в комнату, между ИК-передатчиком и приемником возникает препятствие для ИК-луча. Это ИК-препятствие от датчика-1 подает соответствующий сигнал на микроконтроллер. Микроконтроллер запрограммирован таким образом, что при получении сигнала от датчика-1 он включает вентиляторы и освещение в помещении.Таким образом, микроконтроллер подает командные сигналы на драйвер реле, который включает реле таким образом, чтобы все эти устройства включались.

Когда человек выходит из этой комнаты, другой набор ИК-датчиков включается и выдает управляющие сигналы на микроконтроллер. Кроме того, аналогично описанному выше процессу, эта система отключает такие приборы, как вентиляторы и освещение. Помимо этого, система также учитывает количество людей в помещении, поэтому эта операция управления варьируется в зависимости от наличия людей в помещении.

Для каждого человека, входящего в комнату и выходящего из нее, микроконтроллер считывает цифровой ввод с двух приемников и вычисляет количество людей в комнате, а затем отображает его на ЖК-дисплее. Когда количество людей больше единицы, микроконтроллер включает свет в комнате, а когда количество людей равно нулю, он выключает весь свет и вентиляторы.

Автоматическое управление освещением в помещении и управление приборами на основе Zigbee

В этом проекте используется беспроводная технология Zigbee, и это усовершенствованная версия вышеупомянутого проекта.Это может быть реализовано везде, где системы управления оборудованием и цепи обнаружения расположены на определенном расстоянии в метрах. В этом контроллере передатчик Zigbee находится на стороне входа, где размещены устройства обнаружения людей и другие сенсорные схемы, а приемник размещается на стороне управления для переключения различных устройств.

Беспроводная технология Zigbee

На стороне передатчика регулируемая мощность постоянного тока управляет всей передающей схемой, в которой различные датчики, такие как ИК, PIR, LDR и датчики температуры, присоединены к микроконтроллеру с модулем передатчика Zigbee.Обнаружение человека осуществляется с помощью ИК- и ИК-датчиков, т.е.когда какой-либо объект попадает в ИК-датчик, он обнаруживает и отправляет сигналы на микроконтроллер, затем микроконтроллер подтверждает, является ли введенный человек человеком или нет, с помощью датчика ИК.

Автоматическая работа комнатного освещения на основе Zigbee

Точно так же LDR непрерывно контролирует освещение комнаты; в дневное время при достаточном освещении в комнате не обязательно включать лампы, и поэтому LDR выполняет эту работу, подавая импульсы на микроконтроллер.Точно так же температура измеряется датчиками температуры, чтобы включить вентиляторы. Все данные этих датчиков собираются микроконтроллером и обрабатываются для соблюдения определенных условий. Микроконтроллер отправляет эти управляющие сигналы на зигби-передатчик, который передает данные на сторону приемника для включения света и вентиляторов.

На стороне приемника размещается еще один микроконтроллер в качестве центрального процессора для управления всем оборудованием или приборами в комнате. После получения управляющих сигналов от секции передатчика приемник Zigbee отправляет эти сигналы в микроконтроллер.Контроллер обрабатывает эти данные и отправляет командные сигналы драйверу реле, который управляет различными реле, подключенными к устройствам, например, лампами и вентиляторами. Таким образом, автоматическое управление комнатным освещением и бытовой техникой осуществляется по беспроводной сети с помощью модема Zigbee.

В этот проект также можно добавить модем GSM, чтобы знать состояние оборудования и соответственно управлять им с помощью SMS для выполнения удаленных операций.

Это все о проектировании автоматического комнатного контроллера с использованием простых микроконтроллеров.Следовательно, для экономии энергии лучше использовать этот тип системы домашней автоматизации. Для получения любой дополнительной информации или любых сомнений по поводу реализации этих схем и проектов в области электроники вы можете связаться с нами, оставив комментарии ниже.

Фото:

• Автоматический регулятор освещения в помещении от blogspot
• Домашняя автоматизация с автоматическим регулятором освещения в помещении от Bubaraba
• Беспроводная технология Zigbee от ledsmagazine

.

Автоматическая система управления уличным освещением с использованием LDR и транзистора BC 547

Базовый электронный проект — Автоматическая система управления уличным освещением

Вот наш новый простой электрический / электронный проект об автоматической системе управления уличным освещением для студентов и любителей.

Характеристики:

• Это простая и мощная концепция, в которой транзистор (BC 547 NPN) используется в качестве переключателя для автоматического включения и выключения системы уличного освещения.
• Он автоматически включает свет, когда солнечный свет опускается ниже видимой области наших глаз. (например, вечером после заката).
• Он автоматически выключает свет, когда на него падает солнечный свет (например, на LDR), например, утром, с помощью датчика под названием LDR (Light Dependent Resistor), который воспринимает свет так же, как наши глаза.
• A

Также проверьте:

Преимущества:

• Используя эту автоматическую систему управления уличным освещением, мы можем снизить потребление энергии, потому что уличные фонари с ручным управлением не выключаются должным образом даже при попадании солнечного света и также не включались раньше до заката.
• В солнечные и дождливые дни время включения и выключения заметно различается, что является одним из основных недостатков использования схем таймера или ручного управления для переключения системы уличного освещения.

Достаточно… .Теперь приступим (шаг за шагом)

Требования:

• Светозависимый резистор LDR
• Возьмите 2 транзистора. (NPN транзистор — BC547 или BC147 или BC548)
• Резистор — 1 кОм, 330 Ом, 470 Ом
• Светоизлучающий диод (LED) — любой цвет
• Соединительные провода — Используйте одножильный провод с пластиковым покрытием 0.Диаметр 6 мм (стандартный размер). Можно использовать провод, который используется для компьютерных сетей.
• Источник питания — 6 В или 9 В

Магнитная левитация, простая электрическая схема

Процедура

• Вставьте первый транзистор Q1-BC547 (NPN) на макетную плату (или общую печатную плату), как показано на принципиальной схеме 1.
• Подключите еще один транзистор Q2- BC547 (NPN) на макетной плате, как в шаге 1.
• Подключите провода через вывод эмиттера обоих транзисторов и клемму –ve батареи (нижний / нижний ряд макетной платы.)
• Подключите провод между выводом коллектора транзистора Q1 и выводом базы транзистора Q2.
• Подключите резистор 1K к положительной клемме аккумулятора (самый верхний ряд макета) и коллекторному контакту транзистора Q1.
• Подключите светозависимый резистор (LDR) к положительной клемме аккумулятора (самый верхний ряд макета) и базовой клемме транзистора Q1.
• вставьте резистор 330 Ом между базовым выводом транзистора Q1 и отрицательной клеммой аккумулятора (нижний нижний ряд макета).
• Подключите резистор 330R к положительной клемме аккумулятора (верхний ряд макета) и анодной клемме светодиода (светоизлучающий диод) и подключите катодную клемму светодиода к контакту коллектора транзистора Q2.

Мини-система воздушного охлаждения от вентилятора 12 В (самодельный из мусора)

Простая схема готова к тестированию. Подключите клеммы аккумулятора 6 В к цепи, как показано на рисунке, и посмотрите на выход. Когда вы блокируете свет, падающий на резистор, зависимый от света (LDR), светодиод светится.

СВЕТОДИОД Горит даже в меньшей темноте. Используйте фонарик или зажигалку, если светодиод светится в меньшей темноте. Кроме того, вы можете попробовать отрегулировать чувствительность этой схемы с помощью переменного резистора вместо R1-300Ом. Попробуйте эту схему с другими сопротивлениями (например, 1 кОм, 10 кОм и 100 кОм и т. Д.)

USB Mini Fan (самодельный, очень простой с использованием двигателя вентилятора на 12 В на ПК)

Иллюстрированный рассказ: (Щелкните изображения, чтобы увеличить)

Компоненты и принципиальные электрические схемы для автоматической системы управления уличным освещением

Принципиальная схема 1.Автоматическая система управления уличным освещением (датчик с использованием LDR и транзистора BC 547.) Очень просто. Мы пробовали это в этом руководстве, но вы также можете попробовать второй, упомянутый ниже.

Принципиальная схема 2. Автоматическая система управления уличным освещением (датчик с использованием LDR и транзистора BC 547.) Очень просто.

Когда свет падает на LDR (светозависимый резистор), светодиод не светится.(Светодиод = выключен).

Теперь вы можете видеть, что мы заблокировали свет, падающий на резистор, зависимый от света (LDR), поэтому светодиод светится (светодиод = ON).

Снимок взят из видео.

Для получения дополнительных руководств по проектам в области базовой электротехники и электроники посетите: Простая библиотека проектов по электротехнике и электронике

.