Beleuchtungssteuerungsschemata

Der Artikel enthält Lichtsteuerungsschaltungen mit Durchgangs- und Kreuzschaltern, bistabilen Relais, Dimmern, Dimmern, Fotorelais, Zeitschaltuhren und Infrarot-Bewegungssensoren.

Beleuchtungssteuerungsschemata wurden bereits wiederholt in der Literatur und auf den Seiten verschiedener Internetseiten mit elektrischer Orientierung berücksichtigt. Daher werden wir hier versuchen, die verschiedenen vorhandenen Lösungen zu skizzieren.

Die einfachsten Steuerungsschemata für einen Ein- oder Zwei-Tasten-Schalter sind allen bekannt, und daher sind nur wenige Personen interessiert, sodass wir direkt zur Diskussion gehen Mehrpunkt-Lichtsteuerkreise.

Beginnen wir mit einer bestimmten einfachen Situation - nehmen wir an, Sie haben zwei Stockwerke in einem Landhaus. Abends steigen Sie die Treppe in den zweiten Stock. Natürlich müssen Sie das Licht auf der Treppe einschalten. Schalten Sie im Erdgeschoss ein. Wir steigen in den zweiten Stock. Jetzt müssen die Lichter auf der Treppe ausgeschaltet werden.

Und wie geht das, wenn der Schalter im Erdgeschoss installiert ist? Die offensichtliche Antwort ist natürlich, dass die Steuerung der Lampen von zwei Orten aus erfolgen sollte - vom ersten und zweiten Stock.

Auf den ersten Blick nichts Kompliziertes - es reicht aus, auf jeder Etage einen Schalter zu installieren, die parallel geschaltet sind und diese unabhängig voneinander steuern. Ein solches Schema funktioniert jedoch nicht gemäß dem von uns benötigten Algorithmus. Mit seiner Hilfe können Sie das Licht von jedem der beiden Schalter einschalten, aber ausschalten - nur von demjenigen, von dem es eingeschaltet wurde - weil Ein Schalter im eingeschalteten Zustand blockiert den Betrieb des anderen. Daher ist dieses Schema für die betrachtete Situation mit der Leiter absolut inakzeptabel.

Zur Implementierung der Lichtsteuerung sind zwei Stellen erforderlich spezielle Schalter, die als Durchgang bezeichnet werden. In dieser Situation ist der Begriff „Schalter“ im Allgemeinen falsch. Dies ist ein "Schalter", weil Es hat drei Kontakte - einen beweglichen und zwei bewegungslose. Abhängig von der Position des Schalterschlüssels schließt der bewegliche Kontakt entweder mit dem einen oder dem anderen festen Kontakt. Aber um nicht verwirrt zu werden, werden wir diesen Schalter einen Durchgangsschalter nennen.

Durch Einschalten von zwei solchen Schaltern gemäß dem in Abbildung 1 gezeigten Schema können wir eine Lampe (oder mehrere gleichzeitig, wenn sie parallel geschaltet sind) von zwei Punkten unabhängig voneinander steuern. Der bewegliche (Schalt-) Kontakt in diesem Diagramm sind die blau hervorgehobenen Kontakte.

Abb. 1. Steuerung einer Lampe von zwei Punkten aus.

Eine Besonderheit der Durchgangsschalter ist, dass sie keine strenge Schlüsselposition haben. Wenn bei einem herkömmlichen Schalter in der Regel die Ein-Position nach oben gedrückt und nach unten ausgeschaltet wird, hängt die Ein-Aus-Position beim Durchgangsschalter von der Position des zweiten Schalters ab. Wenn wir davon ausgehen, dass Sie das Licht vom ersten Schalter an eingeschaltet, nach oben „geklickt“ und vom zweiten aus ausgeschaltet haben, müssen Sie beim nächsten Einschalten des Lichts mit dem ersten Schalter nach unten „klicken“.

Neben Single gibt es Dual Brecher. Sie ermöglichen die Steuerung von zwei unabhängigen Leuchten von zwei Orten aus. Dies sind eigentlich zwei einzelne Durchgangsschalter in einem Gehäuse. Das Anschlussdiagramm solcher Schalter ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abb. 2. Steuerung von zwei Lampen von zwei Punkten.

Aber manchmal erfordert eine Situation Management nicht von zwei, sondern von drei oder mehr Stellen. Es sind bereits keine Durchgangsschalter zu tun. Die Schaltung muss durch Vierkontaktschalter ergänzt werden - die sogenannten Kreuzschalter.

Der Kreuzschalter hat vier Kontakte und ist im Vergleich zum Durchgangsschalter komplexer aufgebaut. Es wird "in der Mitte" der Schaltung installiert - das heißt, Der erste und der letzte Schalter im Beleuchtungskreis sind begehbar, und an allen „Zwischenpunkten“ müssen Kreuzschalter installiert werden. Als Beispiel zeigt 3 eine Dreipunkt-Leuchtensteuerschaltung.

Abb. 3. Dreipunktlampensteuerung.

Der Steuerkreis mit Durchgangs- und Kreuzschaltern ist nicht die optimale Lösung, wenn Sie die Beleuchtung von drei oder mehr Stellen aus steuern müssen. Ein solches Kontrollschema ist mit Hilfe von bistabilen oder, wie sie anders genannt werden, viel einfacher zu organisieren. bistabile Relais.

Dieses Relais ist eine elektronische Schaltung eines Triggers - ein Gerät mit zwei stabilen Zuständen und wird durch einen Kurzzeitimpuls gesteuert, der an seinen Eingang geliefert wird. Dies ermöglicht die Verwendung von nicht verriegelnden Schaltern (Tasten) zur Lichtsteuerung. Alle Tasten sind parallel zueinander eingeschaltet, was die Schaltung und damit die Installation der Beleuchtung erheblich vereinfachen kann. Typischerweise ist ein solches Relais ein Standardmodul von 17,5 mm, das auf einer DIN-Schiene und in einem Schaltschrank montiert ist (Abbildung 4).

Abb. 4. Aussehen eines bistabilen Relais.

Das als Beispiel gezeigte bistabile Relais kann abhängig von der Modifikation einen normalerweise offenen Kontakt, zwei normalerweise offene Kontakte oder einen normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Kontakt haben. Solche Relais können sowohl in einem 230-V-Netzwerk als auch bei einer Spannung von 24 V betrieben werden. Die bistabilen Relaisschaltkreise sind in Abbildung 5 dargestellt.

Abb. 5. Schema der Aufnahme eines bistabilen Relais.

Um einen Lichtsteuerkreis an einem bistabilen Relais zu implementieren, ist es am bequemsten, seinen normalerweise offenen Kontakt zu verwenden. In beiden gezeigten Schaltungen ist ein solcher Kontakt ein Kontakt mit den Ausgängen 1-2. Die Anzahl der Steuertasten kann beliebig sein und sie sind alle parallel enthalten.

Durch das erste Drücken einer beliebigen Taste wird dem Eingang A1 ein Steuerspannungspegel zugewiesen, wodurch das Relais eingeschaltet, der Kontakt geschlossen und dementsprechend das Licht eingeschaltet wird. Das zweite Drücken schaltet sich im Kreis aus und so weiter.

Der Vorteil dieses Schemas gegenüber dem obigen Schema für die Durchgangsschalter besteht darin, dass keine Kreuzschalter verwendet werden müssen und die Installation des Beleuchtungssystems viel einfacher ist. Der Nachteil ist die Verwendung eines speziellen bistabilen Relais. Bei Vorhandensein eines solchen Relais ist diese Schaltung jedoch sowohl hinsichtlich der Installation als auch der anschließenden Fehlerbehebung am optimalsten.

Separat ist es notwendig, auf Geräten wie zu verweilen Dimmer (Dimmer). Mit ihnen können Sie die Helligkeit der Lampe steuern. Es gibt Regler für verschiedene Arten von Leuchten - mit Glühlampen, mit Leuchtstofflampen, Halogenlampen usw. Zum Beispiel geben wir das Aussehen und die Schaltung der Fernbedienung von verschiedenen Punkten aus Dimmer für Glühlampen (Abbildung 6).

Wie aus dem Diagramm ersichtlich, werden die Steuertasten in diesem Dimmer ähnlich wie im Steuerkreis über ein bistabiles Relais eingeschaltet - sie sind alle parallel geschaltet und können beliebig viele sein. Zum Schutz wird der Dimmer über einen Leistungsschalter eingeschaltet. Die Gesamtleistung der Lampen kann 600 Watt betragen. Die Schaltschaltung für Leuchtstofflampen ist ähnlich, der einzige Unterschied besteht darin, dass ein anderer Reglertyp verwendet wird.

Abb. 6. Schaltkreis des Fernbedienungsdimmers.

Dieser Dimmertyp ist in einem Schaltschrank auf einer DIN-Schiene montiert. In den meisten Fällen werden im Alltag jedoch Dimmer verwendet, die anstelle vorhandener Schalter installiert sind. Sie haben Landeabmessungen wie ein Standardschalter. Das Aussehen des Dimmers ist in Abbildung 7 dargestellt.

Die Einstellung erfolgt durch Drehen des Potentiometerknopfs - beim Drehen im Uhrzeigersinn nimmt die Helligkeit der Lampe gegen den Uhrzeigersinn zu - ab. Manchmal erfolgt die Steuerung über Tasten. Das Leistungsregelelement im Dimmerkreis ist Triac (Triac).

Abb. 7. Dimmer

Wenn Sie herkömmliche Schalter durch Dimmer ersetzen, sollten Sie eine sehr wichtige Nuance nicht vergessen: Es gibt Dimmer, die in der Stromversorgung der Leuchte enthalten sind, und einige erfordern eine konstante 230-V-Stromversorgung.

Im ersten Fall treten keine Ersatzfragen auf - der Dimmer schaltet sich nur anstelle des Schalters ein. Im zweiten Fall muss ein zusätzlicher Neutralleiter in den Landekasten eingeführt werden, um die volle 230-V-Stromversorgung sicherzustellen. Wenn daher die Verkabelung nicht rekonstruiert wird, ist das erste Verfahren eindeutig vorzuziehen. Die Schaltpläne verschiedener Arten von Dimmern sind in Abbildung 8 dargestellt.

Abb. 8. Die Aufnahme verschiedener Arten von Dimmern.

Die oben beschriebenen Beleuchtungssteuerungsmethoden haben mit all ihrer Bequemlichkeit einen Punkt und möglicherweise einen Nachteil für jemanden: Um die Beleuchtung ein- oder auszuschalten, müssen Sie zum Schalter gehen. Nicht am Schalter anbringen und gleichzeitig die Helligkeit einstellen lassen elektronische Fernschalter. Sie sind sowohl mit einer Infrarotsteuerung (IR) ausgestattet, bei der eine Fernbedienung von Haushaltsgeräten als Bedienfeld verwendet wird, als auch mit einer Funksteuerung.

Als Beispiel für einen IR-gesteuerten Schalter können wir den bekannten Sapphire-Schalter nennen (Abbildung 9). Sie können damit sowohl das Licht ein- als auch ausschalten und die Helligkeit der Lampe reibungslos einstellen. Bei all seinen Vorteilen sollte als Nachteil angemerkt werden, dass dieser Schalter nur innerhalb der Sichtlinie gesteuert werden kann, wie lange die "Reichweite" des Bedienfelds dauern wird - normalerweise nicht mehr als acht Meter.

Abb. 9. Aussehen des Saphirschalters.

Schalter, die auf dem Funkkanal arbeiten, haben keinen Nachteil wie die Steuerung nur innerhalb der Sichtlinie. Das Funksignal kann auch verschiedene Hindernisse passieren - Wände, Böden usw. Bis zu einem gewissen Grad natürlich. Bei diesen Schaltern wird in der Regel die Frequenz von 433 oder 492 MHz verwendet, für die keine Genehmigung der Radionuklidbehörden erforderlich ist. Die Ausgangsleistung der Sender für solche Geräte beträgt nicht mehr als 10 mW.

Ferngesteuerte Schalter (sowohl über IR- als auch über Funkkanäle) können entweder einkanalig (so dass Sie nur eine Last steuern können) oder mehrkanalig sein. Mehrkanalschalter sind insofern praktisch, als sie beispielsweise in einem Schaltschrank platziert werden können und Steuerobjekte an einer Stelle reduzieren. Einkanalige Schalter werden normalerweise in den Anschlusskästen der Beleuchtungsleitung platziert.

Ein Beispiel für die Implementierung eines einkanaligen Funkschalters, der in einer Anschlussdose montiert ist, ist in Abbildung 10 dargestellt. Sowohl einkanalige als auch mehrkanalige Schalter bieten bei Ausfall des Bedienfelds eine lokale (manuelle) Steuerung.

Abb. 10. Einkanaliger Funkschalter.

Funkgesteuerte Schalter haben zwar einen deutlich größeren Wirkradius als Schalter, die auf Infrarotstrahlen basieren, sind jedoch begrenzt - in der Regel nicht mehr als 100 Meter (obwohl es verschiedene Optionen gibt).

Aber was tun, wenn Sie die Beleuchtung oder eine andere Last einschalten müssen, die mehrere zehn oder hundert Kilometer von einer verwalteten Einrichtung entfernt ist? Und dies ist keine so nutzlose Funktion - zum Beispiel wird die Ferneinbindung der Beleuchtung in ein Landhaus die Wirkung der Anwesenheit der Eigentümer hervorrufen, die Heizung der Fußbodenheizung im Winter einschalten, damit sie bei Ihrer Ankunft warm wird, die Klimaanlage im Sommer einschalten usw.

Hier helfen Systeme, die über Mobilfunkleitungen oder über das Internet ferngesteuert werden.Solche Geräte sind mittlerweile auf dem Markt weit verbreitet. Der Autor dieses Artikels entwickelte einmal unabhängig einen vierkanaligen „Switch“ über GSM. Sein Aussehen ist in Abbildung 11 dargestellt.

Abb. 11. Vierkanal-Steuer- und Überwachungsgerät.

Dieses Gerät, das als multifunktionales Steuerungs- und Überwachungsgerät bezeichnet wird, verfügt über ein integriertes GSM-Modul. Um es zu verwenden, schließen Sie einfach die erforderlichen Lasten an die Ausgangskanäle an und legen Sie eine aktivierte SIM-Karte ein.

Der Zugriff auf die Steuerung erfolgt wie folgt: Die Nummer der installierten SIM-Karte wird gewählt. Nach der programmierten Anzahl der Anrufe stellt das Gerät eine Verbindung zur Leitung her und Sie müssen das über die Telefontastatur festgelegte Kennwort eingeben. Wenn das Kennwort falsch ist, wird das Gerät von der Leitung getrennt. Wenn es korrekt ist, können Sie jede der vier Lasten steuern (aktivieren oder deaktivieren).

Dieses Projekt ist gemeinnützig, alle Dokumentationen darüber, einschließlich Mikrocontroller-Firmware, gemeinfrei angelegt und jeder, der bestimmte Kenntnisse auf dem Gebiet der Elektronik hat, kann es selbst machen.

Alle oben genannten Steuerschemata haben ein gemeinsames Attribut: Sie werden von einem menschlichen Befehl gesteuert, dh von einem Bediener. Es gibt jedoch eine ganze Klasse von Geräten, die ohne die direkte Beteiligung einer Person funktionieren können. Dazu gehört ein Steuerrelais auf Befehl eines Lichtsensors, eines Bewegungssensors und gemäß einem zuvor festgelegten Zeitalgorithmus.

Relais mit Lichtsensoren (Fotorelais) oft verwendet für Straßenbeleuchtungssteuerung - Wenn es dunkel ist, schalten sie Außenleuchten ein. Die Betriebsschwelle solcher Relais kann je nach Beleuchtungsstärke eingestellt werden. Aussehen Fotorelais zusammen mit dem Sensor ist in Abbildung 12 dargestellt. Er enthält einen Steuerkontakt, mit dem Sie die Lampe direkt vom Relais oder unter schwerer Last über einen zusätzlichen steuern können Leistungsrelais (Schütz).

Abb. 12. Fotorelais mit Sensor.

Relais, die die Last gemäß einem bestimmten Zeitalgorithmus steuern, werden aufgerufen programmierbare Timer. Sie schreiben die notwendige Zeit zum Ein- und Ausschalten der Last vor. Manchmal lassen sich Timer in ein Fotorelais integrieren.

Wofür ist das? Angenommen, wir müssen die Außenbeleuchtung nach Einbruch der Dunkelheit einschalten, sie dann ab ein Uhr morgens ausschalten, um vier Uhr morgens wieder einschalten und morgens ausschalten, wenn es hell wird. Zu diesem Zweck werden das Fotorelais und der Timer in einer seriellen Schaltung zusammengebaut. Bei Dunkelheit schaltet das Fotorelais die Lampe ein, aber um ein Uhr morgens unterbricht der Timer den Stromkreis und die Lampe erlischt. Um vier Uhr morgens baut der Timer die Schaltung wieder zusammen - die Lampe geht an. Und schließlich, wenn es hell wird, schaltet die Lampe das Fotorelais aus.

Abhängig von der Änderung des Timers ist es möglich, Ereignisse von einem Tag bis zu einem Jahr darin zu programmieren. Eine Vielzahl solcher Timer sind astronomische Relais. In der Regel werden diese Relais auch zur Steuerung der Außenbeleuchtung verwendet. Die geografischen Koordinaten des Geländes werden als Eingabewert eingegeben, und das Gerät berechnet anhand dieser Informationen automatisch, wann die Beleuchtung ein- oder ausgeschaltet werden muss. Das Erscheinungsbild einiger Arten von Timern ist in Abbildung 13 dargestellt.

Abb. 13. Aussehen einiger Arten programmierbarer Timer.

Konzentrieren wir uns abschließend auf die Lichtsteuerung mit Infrarot-Bewegungssensoren. Ähnliche Sensoren werden in Sicherheitssystemen verwendet, um die Anwesenheit einer Person in einem geschützten Bereich aufzuzeichnen. Nur dort sind die Sensoren so ausgelegt, dass das Sicherheitssystem beim Auslösen ein Alarmsignal an die Remote-Sicherheitsabteilung sendet.

In unserem Fall sollte der Betrieb des Sensors die Beleuchtung für eine bestimmte Zeit einschalten. Wenn nach dieser Zeit keine Aktivität (Bewegung) im kontrollierten Bereich beobachtet wird, wird die Beleuchtung ausgeschaltet.Andernfalls bleibt die Beleuchtung für das gleiche Zeitintervall eingeschaltet.

Die Verwendung von Lampen, die von Bewegungssensoren gesteuert werden, ist in öffentlichen Bereichen sehr praktisch - auf Treppenhäusern und Korridoren von Wohngebäuden. Solche Lampen eignen sich auch hervorragend für die Außenbeleuchtung, beispielsweise im Innenhof eines Hauses. Sie ermöglichen nicht nur eine bequeme Steuerung der Beleuchtung, sondern sparen auch Energie, was in unserer Zeit sehr wichtig ist. Das Erscheinungsbild der Leuchte mit integriertem IR-Sensor ist in Abbildung 14 dargestellt.

Abb. 14. Aussehen der Lampe mit einem Infrarotsensor.

Natürlich ist es in einem kleinen Artikel unmöglich, alle vorhandenen zu behandeln moderne Lichtsteuerungsmethoden. Darin habe ich versucht, das traditionellste und am häufigsten verwendete zu betrachten.

Siehe auch:Schaltplan und Schaltpläne der Beleuchtung in einer Wohnung und einem Haus

Mikhail Tikhonchuk