Системы автоматического управления освещением зданий » школа для электрика: все об электротехнике и электронике

Виды управления

Эти элементы по устройству бывают двух типов:

реостатные – КПД у них низкий, электричество экономят в несущественных объемах;
электронные – функционируют благодаря двунаправленным тиристорам, систем ШИМ (широтно-импульсная модуляция).

По типу работы:

дистанционные – с подключением к устройству ДУ, либо гаджету с подключенным Wi-Fi через специальное приложение;
поворотно-нажимные – низкая цена, простая конструкция, силу энергии переключают поворотом ручки, а вкл./выкл. – нажатием кнопки;
сенсорные – имеют современный стиль во внешней форме, управление происходит с помощью сенсорного экрана;
клавишные – сильно напоминают обыкновенный выключатель и действуют по такому же принципу.

По монтажному методу:

настенные – крепятся накладным способом;
выносные – 3 сенсора-регулятора, могут управляться удаленно, потому их можно крепить под подвесным потолком, либо возле люстры, фонаря;
модульные – установка производится на DIN-рейку возле защитных автоматов, где установлен распределительный щиток.

В задачу диммера входит задерживать сигнал, поступающий для создания в приборе активной нагрузки. Особенности эксплуатации точек-излучателей с диммерами – это небольшая отсрочка при включении и выключении прибора. Если светимость составляет приблизительно 10%, то уровень отсрочки будет показан в пределах 9 миллисекунд.

Такие варианты установок подходят для применения в следующих объектах:

офис, административное здание;
жилое помещение;
музейные залы;
кинотеатры;
цирковые здания;
торговые или развлекательные центры и другие места, где требуются регулируемые огни.

Точками генераторами лучей являются светоподающие диоды класса LED (термин на английском – «Light-Emitting Diode»). Их преимущество заключается в следующем:

Имеют оптимальный температурный нагрев для подачи лучшего оттенка потока.
Не перегорают наподобие вольфрамовых нитей накаливания.
Не мерцают и не меняют цвет пучка, как это часто встречается у газоразрядных ламп.
Способствуют максимальной экономии денежных средств при оплате за потребленную электроэнергию.
Есть защита цоколей от пыли и влаги, перепадов разности атмосферных температур.

Дистанционное управление освещением по радиоканалу. Технические характеристики и схемы подключения.

Практически все дистанционные радиовыключатели состоят из двух частей: пульта управления и , блока – приемника, который осуществляет коммутацию освещения или других электроприборов. При значительном ослаблении радиосигнала, например при прохождении через армированный бетон устанавливаются усилители или ретрансляторы сигнала.

Передатчики, согласно нормам, чаще всего работают с мощностью до 10 милливатт на частоте 433, реже 868 Мгц. Дальность работы может достигать максимум 100 метров в зоне прямой видимости.

При покупке особое внимание уделяйте величине коммутируемой нагрузки. Лучше брать с запасом

Так например, максимальный ток нагрузки 5 А- примерно равен 1 киловатту, что позволяет к нему подключить до 10 ламп мощностью 100 Ватт каждая. Подробнее читайте здесь.

Учитывайте то, что сегодня продаются радио выключатели в виде переходников, которые ставятся в электрические розетки вашего дома или квартиры, что позволяет управлять подключенными к ним электроприборами при помощи пульта ПДУ из комплекта.

Но чаще всего применяются отдельные блоки, которые устанавливаются либо во внутрь светильника или другого электроприбора, либо рядом с ними ( в идеале в специально подготовленной нише). Пример на картинке.

Изображенное устройство рассчитано на радиоуправление по отдельности тремя линиями мощностью 1000 Ватт или 1 Киловатт каждая.

Схема подключения всегда наносится сверху на блоке. Давайте рассмотрим, как подключить данное устройство по указанной на нем схеме.

Красный провод идет от обычного выключателя, по нему приходит Фаза, а Ноль идет напрямую из распределительной коробки и подключается к черному проводу, от второго черного провода он будет напрямую подключаться к первым контактам всех электроламп, а ко вторым контактам- попарно будут подключаться три коммутируемые линии при помощи желтого, белого и синего проводов.

Если на эти провода по отдельности подключить три лампочки, а вторые контакты- на общий ноль, то Вы сможете с помощью пульта все их по отдельности включать.

Данная модель позволяет осуществить даже без пульта выбор каналов, для этого надо просто несколько раз щелкнуть обыкновенным выключателем.

Если Вам не надо тройное включение, тогда возьмите более дешевое одно канальное или двухканальное устройство.

Система управления светом

На первый взгляд нам кажется, что все эти новинки не несут в себе ничего кроме модных «штучек» для хвастовства. На самом деле, вникнув в ее суть, практически каждый хозяин дома захочет получить «умный дом». Для чего нужна такая система:

Автоматическое включение и выключение света в зависимости от уровня естественного освещения, особенно удобно на придомовой территории: не нужно идти и ежедневно включать фонари при сумерках, можно запрограммировать систему таким образом, чтобы датчики реагировали на уровень света

При этом важно, чтобы эти датчики были чистыми, иначе они могут некорректно себя вести и свет включится даже днем;
Установка датчика движения. Удобно в темных помещениях, таких как коридор, лестница — отпадает необходимость искать выключатель;

Увеличение или уменьшение яркости света в зависимости от времени суток;
Автоматическое подключение светодиодных лент в специальных зонах отдыха или развлечений;
Возможно задавать более сложный сценарий: допустим, в определенное вечернее время включается верхний свет, в ночное время самостоятельно отключается основное освещение и приходит черед ночникам или торшерам с мягким приглушенным светом. Подобные сценарии можно создавать самостоятельно в зависимости от Ваших потребностей;
Автоматическое плавное уменьшение света либо полное его отключение при запуске домашнего кинотеатра.

В период Вашего отсутствия свет может продолжать работать с целью имитирования нахождения людей дома. Такая функция очень важна особенно в период длительного отсутствия.

Разобравшись для чего нужна такая система, определим по каким критериям выбирать варианты. Здесь имеет место две важные составляющие: энергосбережение и функциональность. Экономия обеспечивается за счет использования современных элементов: от лампочек до готовых систем управления, разработанных таким образом, что такая система использует электроэнергии меньше, чем если бы Вы просто использовали световые точки каждую по отдельности. Что касается функциональности или удобства – здесь все зависит от Ваших пожеланий. Все системы управления можно условно разбить на автоматические, полуавтоматические и ручные.

Классификация устройств управления

Непосредственно для контроля могут использоваться различные устройства и приспособления. Некоторые сами являются управляющими элементами, в то время как другие лишь выступают «помощниками».

Для оптимальной организации управления светом необходимо знать об их назначении и функционале.

Управляющий блок

Приспособление подобного типа представляет собой сведенное в один корпус управление включением и отключением, иногда интенсивностью и яркостью освещения отдельных источников света или их групп. Сам контроль осуществляется посредством кнопок на панели.

В производимых моделях довольно часто предусмотрена возможность получения управляющих сигналов извне с пультов ДУ (иногда даже от обычного телевизора, бытовых устройств). Кроме того, довольно часто кнопки блока самостоятельно программируются на определенные действия.

Контроллер системы

Конструктивно — самый простой из используемых элементов удаленного управления. Обычно производится в настенном варианте и чаще всего устанавливается возле входа в помещение. Контроллер удаленно включает или выключает световые устройства согласно заложенной программе.

Алгоритм действий заложен в стандартной программе от изготовителя, либо же контроллер может быть запрограммирован с помощью подключаемой клавиатуры и ЖК-дисплея. Действие программы запускается при получении сигнала с пульта ДУ, с установленных датчиков, таймеров или вручную кнопками на самом контроллере.

Различные датчики

В качестве вспомогательных элементов довольно часто применяют различные датчики:

Датчики присутствия и движения — включают свет, когда в помещении кто-то есть, и выключают его, когда помещение пустует. Оптимально дополняют систему удаленного контроля, автоматизируя часть процессов контроля и позволяя значительно экономить электрическую энергию;
Датчики освещенности также позволяют переложить часть забот по контролю за осветительными приборами, включая свет лишь при недостаточной освещенности — наиболее эффективно используются в наружном освещении, включая свет при наступлении сумерек и выключая его с восходом солнца;
Датчики времени, а проще говоря — таймеры. Выступают дополнительными устройствами, позволяя задавать промежутки определенных действий. Например, выключать свет по прошествии какого-то заданного промежутка времени;
Дистанционный выключатель.

Достаточно простой по своему действию прибор, включающий в себя два устройства: релейный выключатель и приемник сигнала (чаще всего инфракрасного). Принцип действия предельно прост — с пульта подается сигнал непосредственно на такой выключатель и он срабатывает, включая или выключая свет.

Выключатели удаленного типа с приемником радиоволн значительно дороже, чем инфракрасные, но могут задействоваться с пультов на расстоянии более ста метров и вне зоны прямой видимости.

Инфракрасный пульт ДУ (дистанционного управления)

Устройство подобного типа является, видимо, наиболее востребованным, когда владелец хочет сделать беспроводным управление освещением своего дома.

Визуально такой пульт мало отличается от стандартных телевизионных и других бытовых приборов. Более того, довольно часто можно перепрограммировать пульт TV на управление дистанционной системой контроля светом.

Стандартные пульты обычно имеют 5-7 кнопок. Каждая кнопка пульта может быть запрограммирована на определенное действие, но количество устройств, для которых это действие выполняется, практически не ограничено и может быть несколькими сотнями (например, «включить свет» одинаково сработает для лампы на крыльце или в спальне).

Радиоволновой пульт ДУ

Семи-десятикнопочные стандартные пульты с радиопередатчиком более функциональны, чем инфракрасные, поскольку действуют вне зоны открытого обзора.

С радиопульта управление производится заранее сконфигурированными группами осветительных (и прочих) приборов. Например, можно одним нажатием одновременно осветить пригаражную площадку и открыть въездные ворота.

Многие производители дополнительно комплектуют такие пульты одним или несколькими радиобрелками, запрограммированными на управление одной конкретной группой, — удобно, к примеру, повесить такой на ключи от машины, вместо того чтобы носить с собой пульт (который можно и забыть).

Как видно из вышеописанного, оборудование своего жилища комплексом удаленного контроля и управления освещением способно сделать его значительно более современным и комфортным. При этом разнообразие возможностей позволяет воплотить в жизнь самые взыскательные запросы хозяина и реализовать их без особого труда.

Основные преимущества управляющих систем

Изначально возможность дистанционно контролировать освещение была доступна только в дорогих и прогрессивных системах «умный дом». Сейчас ситуация изменилась и функцию начали внедрять в более простые управляющие комплексы и блоки.

Один из основных плюсов системы управления – возможность контролировать группы приборов или отдельные источники света из единого клиентского интерфейса

У дистанционного оборудования много полезных качеств и достоинств.

Среди главных преимуществ следующие важные позиции:

Обеспечение безопасности помещения при отсутствии хозяев. Управление системой доступно через любой современный гаджет с выходом в интернет. Владельцы недвижимости, отправившись в командировку или отпуск, могут запрограммировать автоматическое включение/выключение света, имитирующее присутствие жильцов в доме или квартире.
Экономия средств и материалов при монтаже. Для установки самой простой дистанционной управляющей системы не требуется покупать кабель, нанимать рабочих для штробирования стен и тратить дополнительные средства в будущем на замену проводов.
Независимость от перепадов напряжения и аварийных отключений электроэнергии. Во многих прогрессивных управляющих комплексах шкаф, автомат и сенсорный выключатель с пультом контактируют через радиоволны и наличия энергоресурса в сети не требуют.
Финансовая целесообразность. Блоки дистанционного управления позволяют максимально эффективно использовать электроэнергию и освещать в каждый конкретный момент только нужные объекты, помещения и территории. При таком подходе КПД осветительной системы повышается, а потребление энергоресурса падает без ущерба для комфорта хозяев недвижимости.

Эти параметры делают системы актуальным и востребованным техническим решением для дистанционного управления осветительным оборудованием.

Общая схема подключения системы дистанционного управления освещением

выглядит следующим образом

На схеме, цвета проводников соответствуют цветовой маркировке проводов приемника UNIEL.

В нашем случае, для реализации дистанционного управления светодиодной лентой с пульта схема подключения выглядит так:

Приступаем к подключению проводов по этой схеме.

В первую очередь подключаем все необходимые провода к блоку питания светодиодной ленты.

От приемника дистанционного пульта, берем черный крайний провод с маркировкой– «общая линия» и подключаем к клемме «N» – нулю на блоке питания, а белый провод с маркировкой – «Группа А», подключаем к клемме фазы – «L».

Подробнее о значении этих маркировок написано в моей статье – «Обозначение L и N в электрике»

Теперь переходим к подключению питающего кабеля. Как вы помните, мы решили подключится к кабелю, который идёт к группе розеток. Выключаем напряжение в электрощите и приступаем к монтажу.

Снимаем защитную внешнюю изоляцию с кабеля ровно на столько, чтобы удобно было выполнить подключение. Для большей надежности, было решено не разрывать кабель, а снять изоляцию и подготовить жилы следующим образом:

Напомню, питающий кабель состоит из трех жил:

Белая – Фаза

Бело-синяя – Ноль

Желто-зеленая – Заземление

Если вы не уверены в соответствии цветовой маркировки проводов у кабеля, вы сможете самостоятельно выявить фазу, ноль и заземление по следующей инструкции – здесь.

Белую жилу – фазу, мы соединяем с красным проводом с маркировкой «выкл» приемника дистанционного управления освещением, а бело-синюю жилу – ноль с оставшимся черным проводом.

Для надежности соединения, на эту пару проводов были надеты кабельные наконечники. После чего, соединения обжаты прессом.

Кроме этого соединения были затянуты контрольными винтовыми клеммами.

Затем все надежно заизолировано.

Осталось подсоединить желто-зеленый провод заземления к соответствующей клемме блока питания светодиодной ленты. Делаем это тоже без разрыва.

Благо винтовой зажим на блоке питания это позволяет.

Теперь можно проверить как работает управление светом с пульта. Если бы вместо блока питания светодиодной ленты мы подключили светильник – люстру или бра, они бы уже полноценно работали. А пока, включив подачу электричества, мы можем лишь наблюдать за работой блока питания по зеленому светодиодному индикатору.

Подробную инструкцию по установке светодиодной подсветки в нишу для штор, вы найдете здесь. Сейчас же я достаточно кратко опишу общий порядок действий подключения и установки светодиодной ленты.

Для подключения светодиодной ленты к блоку питания, прокладываем двухжильный кабель до места установки ленты. Одну из жил подключаем к клемме «V+» блока питания, а другую к клемме «V-». В нашем случае для подключения использован кабель ШВВП 2х0.5, синяя жила которого подключена к минусу «V-», а коричневая к плюсу «V+». Затем, в таком же порядке с другого конца подключается led лента.

Все оборудование после подключения выглядит примерно так:

Вот теперь установка полностью завершена и можно проверить как работает управление светом с пульта. Кнопка «А» на пульте это наша подсветка, нажав один раз освещение загорается, нажав еще – оно гаснет.

Держатель для пульта заказчик принципиально отказался куда-то устанавливать, решил, что ему будет удобнее если пульт управления будет просто лежать на журнальном столе.

На этом подключение завершено, теперь можно управлять светодиодной подсветкой ниши для штор с пульта, включая или выключая её, когда это требуется. При этом режимы работы других групп освещения, как и остальной электросети квартиры никак не изменились. И это всего за 859 рулей (стоимость комплекта дистанционного управления светом с пульта).

Согласитесь, очень удачное решение и это далеко не единственный возможный способ применения систем управления светом с ПДУ. При желании, можно сделать управление с пульта всем светом в квартире, а кроме того вы сможете закрывать шторы или жалюзи, включать музыку или вентиляцию и многое другое, благо моделей систем дистанционного управления масса, с различными возможностями и характеристиками.

Контроллер Arduino

На сегодняшний день существует замечательная система для самостоятельных разработок на базе недорогого микроконтроллера Аtmega, с адаптированным кодом и готовыми библиотеками, а также большим сообществом, которое с радостью поможет. Этот проект называется ARDUINO.

На первом этапе потребуется небольшое вложение и много времени в поисках и вникании в тему. В дальнейшем освоив азы и поняв принцип программирования, вы сможете создавать на основе готовых модулей любое задуманное устройство. В видео ниже автор рассказывает принцип построения и программирования контролера ARDUINO для управления через инфракрасный порт.

Контроллер Ардуино

Совет от нашего портала — прежде чем что-то начинать делать, нужно иметь представление о конечной цели, иначе от возможностей и принципов реализации, голова может пойти кругом и усилия рассеются, не достигнув желаемого. Удачи в ваших будущих проектах. Надеемся вам понравилась наша статья о том, как сделать дистанционное управление освещением своими руками и какие бывают системы для реализации данного проекта.

RGB контроллер

Для более новых источников света, таких как светодиодные ленты, разработаны специальные контролеры, позволяющие регулировать не только яркость освещения, но и выбирать диапазон свечения.

Это очень полезно для эмоционального «релакса» или выделения определенного настроя композиции. Такой тип дистанционного управления светодиодной лентой позволяет придавать интерьеру каждый раз неповторимую изюминку, что видно на фото ниже:

Создание такого типа освещения под силу любому мастеру на все руки, все компоненты можно приобрести в ближайшем магазине радио или электротоваров. О том, как выбрать контроллер для светодиодной ленты, мы рассказали в отдельной статье.

Также появились интересные новинки так сказать игрушки, управление освещением через WIFI и специальное приложение для смартфона. Про дистанционное управление светом через пульт Wifi или приложение для телефона вы можете узнать больше, просмотрев данное видео:

Как управлять светом через телефон

Готовые устройства для управления освещением в доме и квартире это хорошо, но они не всегда адекватно стоят, или не совсем то, что нужно, имеют низкий функционал

Идя в ногу со временем, домашним мастерам стоит обратить внимание на микроконтроллеры, о которых мы расскажем далее

Принципы работы различных систем управления

Принципы работы локальной системы управления освещением

Например, возьмем управление освещением в кабинетах или офисах, в них применяются разные технологии в зависимости от потребностей заказчика. Возможно реализовать два типа управления:

обычное включение/выключение по текущей освещенности и присутствию сотрудника
диммирование светильников с поддержанием постоянной освещенности на рабочих местах, а также ориентирующим освещением без присутствия.

В эти решения возможно интегрировать простой кнопочный выключатель для ручного управления освещением.

Принцип работы системы управления с простым включением/выключением

Датчики присутствия работают по следующему сценарию: когда сотрудник с утра приходит на свое рабочее место или заходит в кабинет, датчик его фиксирует и измеряет освещенность (далее датчик измеряет освещенность при регистрации каждого движения). Как правило утром в зимний период естественного света недостаточно и датчик включает искусственное освещение. В течение дня увеличивается количество естественного света, например до 500 Lux, датчик отключает светильники. В вечернее время естественного освещения не достаточно, и датчик снова включает освещение. Когда заканчивается рабочий день или когда сотрудник выходит из кабинета датчик перестает его фиксировать и после временной задержки выключает искусственное освещение. Летом, при достаточном количестве естественного света, искусственный свет может не включаться в течении рабочего дня, тем самым значительно экономить электроэнергию.

Принцип работы системы управления с диммированием по DALI (broadcast)

Датчики присутствия работают по следующему сценарию: когда сотрудник с утра приходит на свое рабочее место или заходит в кабинет, датчик его регистрирует и измеряет освещенность. В случае отсутствия естественного света, например с утра в зимний период, светильники разгораются на 100%. В течение дня увеличивается количество естественного света в помещении, датчик измеряет текущую освещенность и регулирует светильники таким образом, чтобы в сумме естественного и искусственного освещения постоянно было 500Lux. При достижении естественным светом порога свыше 500Lux датчик отключает светильники на то время, пока суммарное освещение не опустится ниже заданного порога. С помощью данного решения можно построить полноценную локальную систему управления освещением по присутствию и параметрам освещенности, без дополнительных устройств, т.к. датчик – это блок питания для светильников DALI и контроллер. Достаточно одного датчика, чтобы управлять светильниками DALI по заданной освещенности и присутствию сотрудников.

Принципы работы шинной системы управления освещением

С помощью шинных систем, можно значительно расширить возможности работы системы управления освещения и диспетчеризировать все процессы в единую систему автоматизации здания (BMS). С помощью устройств шинной системы управления освещением можно написать любой логический сценарий:

создать календарь событий (когда человек пришел, ушел, какая освещенность была, стала и т.д)
вывести статусы и срок эксплуатации светильников (актуально для эксплуатирующих компаний)
сделать дистанционное управление на планшетах, смартфонах
вывести контроль и управление далеко за пределы здания
и многое другое.

С развитием технологий появилось много различных протоколов управления освещением. Начиналось все с простейших аналоговых систем 0-10V, которые имеют множество ограничений, но и сейчас применяются в различных решениях. На смену аналоговым системам со временем пришли цифровые технологии.

Наиболее популярные протоколы управления освещением сейчас:

DALI
KNX
DIM(0-10V)
DMX
Слаботочные и IP системы

Подробнее о каждом из них мы напишем в одном из следующих обзоров. Подписывайтесь на нашу рассылку и узнавайте первыми о новых статьях.

Выводы и полезное видео по теме

Помещенный ниже ролик содержит обзор устройства дистанционной модели управления освещением:

Подробная инструкция по подключению двухканального прибора дистанционного управления к люстре:

При помощи разнообразных выключателей света с дистанционными пультами управления можно удаленно регулировать работу осветительных приборов. Такие устройства повышают уровень жизни, способствуют увеличению срока службы светильников и сокращают расходы на электричество.

Широкий ассортимент приборов этого типа позволяет подобрать модель, соответствующую потребностям и возможностям пользователя, а легкость установки способствует выполнению самостоятельного монтажа изделия с минимальной затратой времени и сил.

Расскажите о том, как подбирали выключатель с пультом для обустройства собственной квартиры/дома. Возможно, вы располагаете полезными технологическими нюансами, которые будут полезны посетителям сайта. Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме, задавайте вопросы, публикуйте фотоснимки по теме статьи.

Список источников