Выключатели с пультом

Дата публикации: 22 февраля 2015.
Категория: Освещение.

Данный вид освещения активно применяется в жилых, офисных и даже производственных помещениях. Наибольшую популярность сегодня получили системы контроля реализованные с помощью радиовыключателей, датчиков движения, контроллеров с пультами управления, смартфонов и компьютеров. Современные технологии позволяют управлять освещением в квартире или на придомовом участке, будучи, находясь за сотни километров от них. Некоторые из них будут рассмотрены в статье.

Преимущество дистанционного управления

Использование устройств дистанционного управления позволяет решить ряд задач:

• Экономно расходовать электроэнергию;
• Сделать процесс включения/отключения светильников максимально комфортным;
• Обезопасить свой дом или квартиру от посягательств злоумышленников (эффект присутствия).

Виды дистанционного управления

Дистанционное включение света бывает проводным и беспроводным, ручным и автоматическим, с возможностью манипулирования светом с устройств, работающих по принципу излучения и приема волн определенных частот: инфракрасным, микроволновым, радиочастотным, звуковым, ультразвуковым, голосовым (управление конкретными командами). В этой статье подробно остановимся на управлении освещением с помощью различного типа излучений, голосовых и звуковых команд.

Инфракрасное и радиоволновое управление светом с пульта

Инфракрасное управление освещением с использованием пульта применяется крайне редко. В основном подобные системы работают по принципу передачи сигнала по радиоканалу. Для возможности манипулирования световыми приборами с помощью ИК-луча в разрыв цепи подключается блок дистанционного управления освещением, например BM8049M. Он позволяет включать и выключатель лампу обычным пультом от телевизора. Для этого на блок наводят пульт, жмут любую клавишу (которая не используется для переключения каналов), после чего команда записывается в памяти и теперь контролировать включение света можно, не вставая с дивана.

Главные недостатки использования ИК-пультов дистанционного управления светом – необходимость в их точном наведении на приемник сигнала, так как они работают только в пределах прямой видимости, и малая дальность действия луча, но в этом случае можно использовать ретрансляторы.

Гораздо большее распространение получили системы управления светом с помощью пульта, в которых сигнал передается с устройства управления на контроллер, регулирующий процесс включения/выключения света на определенной радиочастоте.

Управление светом по радиоканалу более востребовано по нескольким причинам:

• Возможность управления светом не только пульта, но также компьютера, смартфона и прочих устройств;
• Радиус действия сигнала – около 100 метров при отсутствии препятствий, 15-25 метров при наличии заграждений;
• Возможность установки усилителей сигнала и ретрансляторов для лучшей передачи команд с устройства управления.

Система дистанционного управления освещением по радиоканалу с помощью пульта состоит из:

• Пульта;
• Аккумулятора;
• Контроллера дистанционного управления, подключаемого к сети и нагрузке.

Устанавливают контроллер в стену или стакан люстры (смотрите фото). Им можно управлять лампами накаливания, компактными и обычными люминесцентными, галогенными, светодиодными лампами, причем не только единичными светильниками, но и их группой.

Дистанционное управление светом с помощью инфракрасных и радиовыключателей

Инфракрасные выключатели – редкость на рынке светотехники, так как разумнее управлять светом с использованием радиоустройств. Один из самых популярных выключателей – «Сапфир» компании Ноотехника (Беларусь). Эта же компания выпускает множество устройств управления освещением по радиоканалу, в том числе упомянутые ниже. Управляется выключатель любым пультом, например, телевизионным или вручную. Принимает сигналы приемник, расположенный внутри устройства на сенсорной панели. Выключатель света с пультом дистанционного управления представлен на фото.

Радиовыключатели позволяют управлять освещением вручную и с пульта управления (надо делать его привязку), и внешне мало чем отличаются от стандартных «прерывателей цепи». Их взаимодействие со светильником происходит посредством силовых блоков, подключаемых к сети 220 вольт и нагрузке (смотрите схему подключения). К силовым блокам можно подключать лампы накаливания и галогенные лампы на 220 вольт, галогенки через электронный или ферромагнитный трансформатор, а также люминесцентные и компактные люминесцентные лампы.

Выключатель света с дистанционным управлением располагают в любом удобном для себя месте, силовые блоки – в распределительной коробке или стакане люстры.

Оборудование умный дом для квартиры: управление светом через интернет

Доступность этого метода основана на том, что схема дистанционного управления освещением построена на использовании устройств, которые уже работают в большинстве наших квартир.

Государственные компании, занимающиеся информационными технологиями, уже давно обеспечили большинство жителей безлимитным интернетом, который работает круглосуточно.

Я приобрел оборудование умный дом для квартиры в Китае от компании Sonoff. Дальше показываю, как работает схема дистанционного управления освещением через интернет со смартфона.

В состав комплекта вошел интеллектуальный выключатель Sonoff и небольшой пульт брелок.

В принципе вся работа через интернет происходит через смартфон, а пульт нужен только для переключений света внутри квартиры. Хотя даже в этом случае можно обойтись своим мобильником.

Просто пульт брелок удобно держать в одном месте, им могут пользоваться все члены семьи, включая детей. К тому же он работает не зависимо от наличия WiFi.

Я сейчас не ставлю целью полностью описывать настройки смартфона и привязку его схемы к интеллектуальному выключателю, а заострю внимание на той трудности, с которой пришлось столкнуться при монтаже модуля в старую установочную коробку.

Моя квартира расположена в многоэтажном панельном доме, построенном еще в советское время. Для электропроводки на заводе сразу создавали каналы для укладки кабелей.

Они расположены под произвольными углами, часто в самых неудобных для монтажа местах: буквально в углублении на стыке стены и потолочной плиты. Из него вниз наклонно идет канал под выключатели или розеточные группы.

Старая схема подключения выключателя основана на разрыве только фазного провода. Поэтому потенциал нуля туда не тянут.

Однако интеллектуальный выключатель Sonoff без потенциала нуля работать не будет. Мне пришлось его туда тянуть через наклонный канал.

Когда я снял старый корпус выключателя, то увидел обычную алюминиевую лапшу — 2 жилы. Затем залез в распределительную коробку, если так можно назвать место стыковки плит, засыпанное мелкой щебенкой с обрывками газет и кусками бетона.

Увидел клубок из скруток проводов и черной изоленты. Индикатор напряжения и цифровой мультиметр помогли быстро разобраться в назначении каждого соединения.

Просунуть же дополнительную жилу потенциала нуля оказалось проблемой. Засыпанная щебенка с цементной пылью прочно заполнили все пространство кабельного канала.

Даже попытки пройти через этот состав жесткой стальной проволокой не увенчались успехом. А внутри комнаты не так давно были проведены косметические работы, поклеены новые обои. Разводить грязь не хотелось.

Применил старую хитрость:

1. Отключил свет в квартирном щитке.
2. Примотал прочной изолентой к нижнему концу старого двухжильного провода кусок медного кабеля с тремя жилами.
3. Вставил пассатижи с длинными губками в потолочную полость и зажал ими верхний кусок алюминиевой лапши, ибо пальцами тянуть за нее там невозможно.
4. Стал понемногу накручивать провод на пассатижи и убирать вылезающий мусор из канала, боясь, что он порвется. Но обошлось.

Таким способом получилось протащить через замусоренную магистраль новый кабель и убрать из нее несколько пригоршней мелких камней. Зачем их туда засыпали? Ответа на этот вопрос у меня нет.

Надеюсь, что мой опыт кому-нибудь да пригодится.

Кстати, многое оборудование компании Ноотехника: Беларусь тоже позволяет управлять светом дистанционно через интернет с мобильных устройств аналогичным образом.

Выбор системы управления на расстоянии

При подборе аппарата с ДУ необходимо обратить внимание на ряд факторов. Следует проверить, соответствует ли мощность силового блока аналогичному показателю осветительного прибора, а также требуемому для питания выключателя напряжению. Последнее должно совпадать с количеством вольт в сети, к которой планируется подключать дистанционное устройство.

Устройство современного дистанционного выключателя, обладающего рядом дополнительных функций: реагирование на движущиеся объекты, защита от природных явлений и другие

Желательно также оценить необходимость дополнительных функций, которыми часто оснащаются модели: с одной стороны, они заметно расширяют сферу применения прибора, с другой – в конкретных ситуациях они часто остаются невостребованными.

Наконец, определенное значение имеет дизайн приспособления, его форма, цвет, размеры, наличие дополнительной подсветки, другие факторы.

Использование датчиков для управления освещением

На рынке светотехники широко представлены различные датчики движения, для дистанционного управления освещением. Наиболее распространенные из них – инфракрасные. Они представляют собой устройства, замыкающие или размыкающие цепь освещения при увеличении уровня инфракрасного излучения в зоне их «видимости». Как только в поле действия датчика попадает человек или животное, температура тела которых выше температуры фона – свет включается. Как только человек покидает зону действия датчика или несколько секунд находится в неподвижном положении – свет отключается. Монтируются датчики движения чаще всего в подъездах, над входной дверью, реже – внутри квартиры.

Недостатки и преимущества инфракрасных датчиков

К недостаткам использования датчиков движения относят возможность ложных срабатываний (реакция на теплый воздух, солнечные лучи), ухудшение работы на улице из-за атмосферных осадков, отсутствие срабатывания прибора в случае, когда одежда человека не пропускает инфракрасное излучение, постоянное выключение света через 10-15 секунд, как только двигательная активность снижается.

К преимуществам датчиков относят возможность контроля потребления электрической энергии и как следствие снижения денежных затрат, безопасность для здоровья человека, удобство использования.

Подключение инфракрасного датчика движения

Подключение датчиков движения не вызывает трудностей, очень часто встречается схема монтажа, представленная ниже. Для ее реализации необходим трехжильный провод, которым устройство управления освещением запитывается от сети и соединяется с нагрузкой. Фазный провод сети подключается к фазному проводу датчика. Нулевые проводники светильника, сети питания и датчика соединяются вместе. Светильник фазным проводом соединяется с оставшимся проводом датчика.

Выбор инфракрасных датчиков движения

При выборе ИК-датчиков обращают внимание на следующие параметры:

• Место применения. Датчики выпускаются со степенями защиты от IP20 до IP 55 и бывают выстраиваемыми и навесными. Для использования в квартире выгоднее смотрится встраиваемый датчик, а степень защиты практически не играет роли. Для установки устройства на улице или в подъезде лучше выбрать модель с защитой от пыли и воды, устанавливаемую на кронштейне;
• Максимальная дальность действия. ИК-датчики улавливают изменение температуры фона на расстоянии 10-20 метров. Те из них, которые планируется установить на улице должны иметь больший радиус «охвата». В помещении этот параметр ни к чему;
• Угол обнаружения. В вертикальной плоскости угол обзора датчиков – 15-20 градусов, в горизонтальной – от 60 до 360 градусов;
• Мощность нагрузки. Перед покупкой датчика надо знать мощность подключаемой к нему нагрузки и выбирать устройство по этим показателям с запасом.

Использование других датчиков движения для управления светом

Кроме инфракрасных регуляторов для управления освещением иногда применяются микроволновые, звуковые и ультразвуковые, а также комбинированные датчики.

Микроволновые датчики

Микроволновые датчики работают по принципу излучения и приема электромагнитных волн. В обычном режиме частота и длина излучаемых и отраженных от объектов волн одинакова. Когда в зону действия датчика попадает человек, эти параметры изменяются, после чего активируется механизм коммутации световой цепи. Преимущества микроволновых датчиков в том, что они являются высокоточными устройствами, отлично работают даже при плохой погоде, а недостатки – возможность ложных срабатываний, высокая цена, вредное излучение у датчиков с большим радиусом охвата.

Ультразвуковые датчики

Ультразвуковые датчики по принципу работы схожи с микроволновыми датчиками. Внутри этих устройств установлен генератор звуковых волн, частотой от 20 до 60 килогерц, которые излучаются и отражаются от объектов, расположенных в поле действия датчика. При попадании человека или животного в радиус охвата, частота приходящих на датчик звуковых волн меняется, что прибор сразу же регистрирует. Недостатки ультразвуковых датчиков: могут не среагировать на плавное перемещение, вызывают дискомфорт у животных. Преимущества датчиков: невысокая стоимость, работают в условиях повышенной влажности, изменения температуры, реагируют на движение независимо от того, одежда из какого материала на человеке.

Комбинированные датчики

Комбинированные датчики совмещают в себе несколько технологий обнаружения движения. Они могут использовать микроволновое и ультразвуковое излучение или инфракрасное и микроволновое. Такие устройства наиболее качественно выполняют поставленные перед ними задачи.

Звуковые датчики

Звуковые датчики реагируют на резкое изменение звука, уровень которого устанавливается путем изменения чувствительности датчика. Чаще всего включают и отключают свет хлопком в ладоши. Разновидностью звуковых датчиков можно считать и голосовые выключатели.

Голосовое управление светом

Голосовое управление световыми приборами в квартире реализуется с помощью голосовых датчиков-выключателей, часто используемых в системах «Умный дом», а также компьютеров или смартфонов на которых установлена специальная программа.

Выключатели света с дистанционным управлением (голосовые) делятся на два типа: с необходимостью настройки и без нее. В первом случае нужно обучить устройство командам активации, включения и выключения света, во втором случае все команды уже прописаны в памяти и указаны в инструкции, надо только использовать их для управления. Часто подобными выключателями можно управлять не только голосом, но и любым пультом. К таковым относятся «Жако» и «Серви». Ознакомиться с особенностями их работы можно на сайтах производителей.

Принципиальная схема

Для приема сигналов пульта служит специализированный интегральный фотоприемник F1 типа TSOP4836. Который представляет собой микросхему с фоточувствительной поверхностью, которая принимает ИК-сигналы пульта и преобразует их в импульсы на своем выходе. Эти импульсы нужно подать на синхровход D-триггера на микросхеме D1.

Но, проблема в том, что при отсутствии импульсов на выходе фотоприемника логическая единица, и импульсный сигнал инверсный. На входе «С» триггера же все должно быть наоборот, то есть, в отсутствии импульсов ноль, а импульсы единичные. Эта проблема решена с помощью двух резисторов R2, R3 и конденсатора С2.

Так как для работы устройства не требуется расшифровывать команды, а только реагировать на первый импульс, инверсия здесь не предусмотрена. А работает схема следующим образом. Пока нет импульсов на выходе F1 -единица, а на входе «С» D1 — ноль. Потому что конденсатор С3 постоянное напряжение не пропускает.

Но, как только на выходе F1 появляются импульсы, они, будучи переменным напряжением, проходят через конденсатор С2 на вход «С» D1.

Рис. 1. Принципиальная схема дистанционного выключателя с управлением от пульта к телевизору или аудиоцентру.

С приходом первого же импульса на вход «С» триггер D1 переключается в противоположное положение. Но импульсов идет много, потому что пульт передает команду, состоящую из большого числа импульсов.

В принципе, это должно привести к многократному переключению триггера D1 и остановке его в случайном положении после того как кнопку пульта отпустят и он перестанет передавать команду. Чтобы этого не происходило в схему D-триггера внесена задержка на основе RC-цепи R5-C4.

Суть её работы в том, что логический уровень на входе «D» триггера меняется не сразу же как происходит изменение уровня на инверсном выходе, а с задержкой, равной постоянной времени этой цепи. Поэтому триггер переключается только один раз в момент прихода на его вход «С» первого же импульса.

Остальные же импульсы, во время зарядки С4 через R5, не влияют на состояние триггера. Эта задержка позволяет осуществлять переключение данного выключателя, управляя им короткими нажатиями на кнопку пульта. Если же нажатие будет продолжительным, то состояние схемы будет меняться с некоторым периодом, зависящем от постоянной времени цепи R5-C4.

Другая RC-цепь C3-R4 служит для принудительной установки выключателя в выключенное положение при подаче на него питания. Происходит это следующим образом.

В момент подачи питания цепь C3-R4 зарядным током конденсатора С3 создает импульс произвольной формы, который поступая на вход «R» обнуляет триггер, устанавливая его в положение логического нуля на прямом выходе (выводе 5). При этом выходной ключ на полевом транзисторе VT1 оказывается закрытым.

Детали

Источником питания схемы может служить любой источник питания постоянного напряжения 5-6V. Автор использовал готовый компактный импульсный блок питания, предназначенный для зарядки аккумуляторов сотовых телефонов, планшетных компьютеров и других портативных электронных устройств, заряжаемых через USB.

Фотоприемник TSOP4836 можно заменить любым аналогичным фотоприемником, — их сейчас выпускается очень много различных марок и моделей. Если на выходе применить реле с обмоткой на 5V, его обмотку можно подключить между стоком VТ1 и плюсом источника питания 5V.

Картухов В. Н. РК-06-17.