Esquemas de control de iluminación

El artículo proporciona circuitos de control de iluminación utilizando interruptores de paso y cruzados, relés biestables, atenuadores, atenuadores, fotorrelay, temporizadores y sensores de movimiento infrarrojos.

Los esquemas de control de iluminación ya se han considerado repetidamente en la literatura y en las páginas de varios sitios de Internet de orientación eléctrica. Por lo tanto, aquí intentaremos describir las diversas soluciones existentes.

Los esquemas de control más simples para un interruptor de una o dos teclas son conocidos por todos y, por lo tanto, pocas personas están interesadas, por lo que iremos directamente a la discusión circuitos de control de iluminación multipunto.

Comencemos con una situación simple específica: digamos que tiene dos pisos en una casa de campo. Por la noche subes las escaleras hasta el segundo piso. Naturalmente, debes encender las luces en las escaleras. Encender en la planta baja. Subimos al segundo piso. Ahora las luces de las escaleras deben apagarse.

¿Y cómo hacer esto si el interruptor está instalado en la planta baja? Naturalmente, la respuesta obvia es que el control de las lámparas debe llevarse a cabo desde dos lugares: desde el primer y el segundo piso.

A primera vista, nada complicado: es suficiente instalar un interruptor en cada piso, que están conectados en paralelo y controlarlos independientemente uno del otro. Pero dicho esquema no funcionará de acuerdo con el algoritmo que necesitamos, con su ayuda, puede encender la luz desde cualquiera de los dos interruptores, pero apagarla, solo desde la que se encendió, porque un interruptor en el estado encendido bloqueará la operación del otro. Por lo tanto, para la situación considerada con la escalera, este esquema es absolutamente inaceptable.

Para implementar el control de iluminación desde dos lugares es necesario interruptores especiales llamados paso a través. En general, en esta situación, el término "interruptor" es incorrecto. Este es un "cambio" porque Tiene tres contactos: uno móvil y dos inmóviles. Dependiendo de la posición de la llave del interruptor, el contacto móvil se cierra con uno u otro contacto fijo. Pero para no confundirse en términos, llamaremos a este interruptor un interruptor de paso.

Al encender dos de estos interruptores de acuerdo con el esquema que se muestra en la Figura 1, podremos controlar una lámpara (o varias al mismo tiempo, si están conectadas en paralelo) desde dos puntos independientemente uno del otro. El contacto móvil (conmutación) en este diagrama son los contactos resaltados en azul.

Fig.1. Control de una lámpara desde dos puntos.

Una característica especial de los interruptores de paso es que no tienen una posición clave estricta. Si en un interruptor convencional, por regla general, la posición de encendido se presiona hacia arriba y se apaga, entonces en el interruptor de paso, la posición de encendido y apagado dependerá de la posición del segundo interruptor. Si suponemos que encendió la luz desde el primer interruptor, "presionó" hacia arriba y apagó desde el segundo, entonces la próxima vez que encienda la luz con el primer interruptor, deberá "hacer clic" hacia abajo.

Además de single, hay dual rompedores. Permiten controlar dos luminarias independientes desde dos lugares. Estos son en realidad dos conmutadores de paso único en un gabinete. El diagrama de conexión de dichos interruptores se muestra en la Figura 2.

Fig.2. Control de dos lámparas desde dos puntos.

Pero a veces una situación requiere un manejo no de dos, sino de tres o más lugares. Ya no hay interruptores de recorrido que hacer. El circuito debe complementarse con interruptores de cuatro contactos, los llamados interruptores cruzados.

El interruptor cruzado tiene cuatro contactos y un diseño más complejo, en comparación con el interruptor de paso. Se instala "en el medio" del circuito, es decir, los primeros y últimos interruptores en el circuito de iluminación serán de paso, y los interruptores cruzados deben instalarse en todos los puntos "intermedios". Como ejemplo, la Figura 3 muestra un circuito de control de luminaria de tres puntos.

Fig.3. Control de lámpara de tres puntos.

El circuito de control con pasaje e interruptores cruzados no es la mejor solución cuando necesita controlar la iluminación desde tres o más lugares. Tal esquema de control es mucho más fácil de organizar con la ayuda de los biestables, o como se les llama de manera diferente, relés biestables.

Este relé es un circuito electrónico de un disparador: un dispositivo con dos estados estables y es controlado por un pulso a corto plazo suministrado a su entrada. Esto permite el uso de interruptores (botones) sin enclavamiento para el control de la iluminación. Todos los botones se encienden en paralelo entre sí, lo que puede simplificar enormemente el circuito y, en consecuencia, la instalación de la iluminación. Típicamente, dicho relé es un módulo estándar de 17.5 mm montado en un riel DIN y montado en un gabinete de control (Figura 4)

Fig.4. Aspecto de un relé biestable.

El relé biestable que se muestra como ejemplo, dependiendo de la modificación, puede tener un contacto normalmente abierto, dos contactos normalmente abiertos o un contacto normalmente abierto y normalmente cerrado. Dichos relés pueden funcionar tanto en una red de 230V como a un voltaje de 24V. Los circuitos de conmutación de relé biestables se muestran en la Figura 5.

Fig.5. Esquemas de inclusión de un relé biestable.

Para implementar un circuito de control de iluminación en un relé biestable, es más conveniente usar su contacto normalmente abierto. En ambos circuitos mostrados, dicho contacto es un contacto que tiene salidas 1-2. El número de botones de control puede ser cualquiera, y todos están incluidos en paralelo.

La primera presión de cualquier botón dará un nivel de voltaje de control a la entrada A1, lo que hará que el relé se encienda, cierre el contacto y, en consecuencia, encienda la luz, la segunda presión se apagará y así sucesivamente en un círculo.

La ventaja de este circuito del circuito anterior en los interruptores de paso es la falta de la necesidad de interruptores cruzados y una instalación mucho más simple del sistema de iluminación. La desventaja es el uso de un relé especial biestable. Pero con dicho relé, este circuito es más óptimo tanto en términos de instalación como de posterior resolución de problemas.

Por separado, es necesario detenerse en dispositivos como atenuadores (atenuadores). Le permiten controlar el brillo de la lámpara. Existen reguladores para varios tipos de luminarias, con lámparas incandescentes, con lámparas fluorescentes, lámparas halógenas, etc. Por ejemplo, le damos la apariencia y el circuito del control remoto desde diferentes puntos atenuador para lámparas incandescentes (figura 6).

Como se puede ver en el diagrama, los botones de control en este atenuador se activan de manera similar al circuito de control por medio de un relé biestable: todos están conectados en paralelo y puede haber varios. Para garantizar la protección, el atenuador se enciende mediante un interruptor automático. La potencia total de las lámparas puede ser de 600 vatios. El circuito de conmutación para lámparas fluorescentes es similar, la única diferencia es que se utiliza un tipo diferente de regulador.

Fig.6. Circuito de conmutación de atenuación de control remoto

Este tipo de atenuador está montado en un gabinete de control en un riel DIN. Sin embargo, en la mayoría de los casos, en la vida cotidiana utilizan atenuadores instalados en lugar de interruptores existentes. Tienen dimensiones de aterrizaje, como un interruptor estándar. La apariencia del atenuador se muestra en la Figura 7.

El ajuste se lleva a cabo girando la perilla del potenciómetro - cuando gira en sentido horario, el brillo de la lámpara aumenta, en sentido antihorario - disminuye. A veces el control se realiza mediante botones. El elemento regulador de potencia en el circuito del atenuador es triac (triac).

Fig.7. Dimmer

Al reemplazar los interruptores convencionales con atenuadores, no se debe olvidar un matiz muy importante: hay atenuadores que se incluyen en la fuente de alimentación de la luminaria, y algunos requieren una fuente de alimentación constante de 230V.

En el primer caso, no surgen preguntas de reemplazo: el atenuador simplemente se enciende en lugar del interruptor. En el segundo caso, es necesario llevar un cable neutro adicional a la caja de aterrizaje para garantizar una fuente de alimentación completa de 230V. Por lo tanto, si el cableado no se reconstruye, el primer método es claramente preferible. Los diagramas de cableado de varios tipos de atenuadores se muestran en la Figura 8.

Fig.8. La inclusión de varios tipos de atenuadores.

Los métodos de control de iluminación discutidos anteriormente, con toda su conveniencia, tienen un punto, y tal vez para alguien un inconveniente: para encender o apagar la iluminación, debe ir al interruptor. No se debe conectar al interruptor y al mismo tiempo ajustar el brillo. interruptores remotos electrónicos. Ambos vienen con control por infrarrojos (IR), donde se usa un control remoto desde cualquier electrodoméstico como panel de control, y con control por radio.

Como ejemplo de un interruptor controlado por IR, podemos nombrar el conocido interruptor de zafiro (Figura 9). Le permite encender / apagar la luz y ajustar suavemente el brillo de la lámpara. Con todas sus ventajas, debe notarse como un inconveniente que este interruptor puede controlarse solo dentro de la línea de visión, cuánto durará el "alcance" del panel de control, generalmente no más de ocho metros.

Fig.9. Apariencia del interruptor de zafiro.

Los interruptores que funcionan en el canal de radio carecen de un inconveniente como el control solo dentro de la línea de visión. La señal de radio también puede pasar a través de varios obstáculos: paredes, pisos, etc. Hasta cierto punto, por supuesto. En estos conmutadores, por regla general, se usa la frecuencia de 433 o 492 MHz, lo que no requiere permiso de las autoridades de radionucleidos. La potencia de salida de los transmisores para dichos dispositivos no es superior a 10 mW.

Los interruptores controlados a distancia (tanto a través de canales IR como de radio) pueden ser de un solo canal (lo que le permite controlar solo una carga) y multicanal. Los interruptores multicanal son convenientes porque se pueden colocar, por ejemplo, en un gabinete de control y para reducir los objetos de control en un punto. Los interruptores de un solo canal generalmente se colocan en las cajas de conexiones de la línea de iluminación.

En la Figura 10 se muestra un ejemplo de la implementación de un interruptor de radio de un solo canal montado en una caja de conexiones. Obligatorio, tanto los interruptores de un solo canal como los de múltiples canales proporcionan control local (manual) en caso de falla del panel de control.

Fig.10. Interruptor de radio monocanal.

Los interruptores controlados por radio, aunque tienen un radio de acción significativamente mayor que los interruptores construidos con rayos infrarrojos, sin embargo, es limitado, por lo general, no más de 100 metros (aunque hay diferentes opciones).

Pero, ¿qué hacer si necesita encender la iluminación o cualquier otra carga, a diez o cientos de kilómetros de una instalación administrada? Y esta no es una función tan inútil: por ejemplo, la inclusión remota de la iluminación en una casa de campo creará el efecto de la presencia de los propietarios, encenderá la calefacción del suelo radiante en invierno, para que esté caliente a su llegada, encienda el aire acondicionado en verano, etc.

Aquí es donde los sistemas que se controlan de forma remota a través de líneas celulares o por Internet vienen al rescate.Dichos dispositivos ahora están ampliamente representados en el mercado. El autor de este artículo también desarrolló de forma independiente un "conmutador" de cuatro canales a través de GSM. Su apariencia se muestra en la Figura 11.

Fig.11. Dispositivo de control y monitoreo de cuatro canales.

Este dispositivo, llamado dispositivo de control y monitoreo multifuncional, tiene un módulo GSM incorporado. Para usarlo, solo conecte las cargas requeridas a los canales de salida e inserte una tarjeta SIM activada.

El acceso al control es el siguiente: la marcación se realiza al número de la tarjeta SIM instalada, después del número programado de llamadas, el dispositivo se conecta a la línea y debe ingresar la contraseña establecida desde el teclado del teléfono. Si la contraseña es incorrecta, el dispositivo se desconecta de la línea; si es correcta, es posible controlar (habilitar o deshabilitar) cualquiera de las cuatro cargas.

Este proyecto es sin fines de lucro, toda la documentación al respecto, incluyendo firmware de microcontrolador, establecido en el dominio público y cualquier persona que tenga cierto conocimiento en el campo de la electrónica puede hacerlo usted mismo.

Todos los esquemas de control anteriores tienen un atributo común: son controlados por un comando humano, en otras palabras, por un operador. Pero hay toda una clase de dispositivos que pueden funcionar sin la participación directa de una persona. Estos incluyen un relé de control a pedido de un sensor de luz, un sensor de movimiento y de acuerdo con un algoritmo de tiempo establecido previamente.

Relé con sensores de luz (relé fotográfico) a menudo utilizado para control de alumbrado público - cuando oscurece, encienden los accesorios de iluminación exterior. El umbral de funcionamiento de dichos relés se puede ajustar según el nivel de iluminación. Apariencia retransmisión de fotos junto con el sensor se muestra en la Figura 12. Contiene un contacto de control, que le permite controlar la lámpara directamente desde el relé o, bajo cargas pesadas, a través de un adicional relé de potencia (contactor).

Fig. 12. Relé fotográfico con sensor.

Los relés que controlan la carga de acuerdo con un algoritmo de tiempo dado se llaman temporizadores programables. Prescriben el tiempo necesario para encender y apagar la carga. A veces, los temporizadores se integran con un relé de fotos.

¿Para qué es esto? Supongamos que necesitamos encender la iluminación exterior después del anochecer, luego apagarla desde la una de la mañana, volver a encenderla a las cuatro de la mañana y apagarla por la mañana cuando amanezca. Para esto, el relé fotográfico y el temporizador se ensamblan en un circuito en serie. Cuando está oscuro, el relevador fotográfico encenderá la lámpara, pero a la una de la mañana el temporizador interrumpirá el circuito y la lámpara se apagará. Luego, a las cuatro de la mañana, el temporizador volverá a ensamblar el circuito; la lámpara se encenderá. Y finalmente, cuando se vuelve claro, la lámpara apagará el relé fotográfico.

Dependiendo de la modificación del temporizador, es posible programar eventos de un día a un año en él. Una variedad de tales temporizadores son retransmisiones astronómicas. Como regla general, estos relés también se usan para controlar la iluminación exterior: las coordenadas geográficas del área se ingresan como un valor de entrada, y el dispositivo, sobre la base de esta información, calcula automáticamente cuándo es necesario encender o apagar la iluminación. La apariencia de algunos tipos de temporizadores se muestra en la Figura 13.

Fig.13. Apariencia de algunos tipos de temporizadores programables.

Finalmente, centrémonos en el control de iluminación con sensores de movimiento por infrarrojos. Se utilizan sensores similares en los sistemas de seguridad para registrar la presencia de una persona en un área protegida. Solo allí los sensores están diseñados para que cuando se activen, el sistema de seguridad envíe una señal de alarma al departamento de seguridad remoto.

En nuestro caso, el funcionamiento del sensor debe encender la iluminación durante un tiempo determinado. Si después de este tiempo no se observa actividad (movimiento) en el área controlada, la iluminación se apaga.De lo contrario, la iluminación permanece encendida durante el mismo intervalo de tiempo.

El uso de lámparas controladas por sensores de movimiento es muy conveniente en áreas comunes, en huecos de escaleras y pasillos de edificios de apartamentos. Estas lámparas también son excelentes para la iluminación exterior, por ejemplo, en el patio de una casa. Permiten no solo controlar convenientemente la iluminación, sino también ahorrar energía, lo cual es bastante relevante en nuestro tiempo. La apariencia de la luminaria con un sensor IR integrado se muestra en la Figura 14.

Fig.14. Aspecto de la lámpara con sensor infrarrojo.

Por supuesto, en un pequeño artículo es imposible cubrir todos los existentes métodos modernos de control de iluminación. En él, traté de considerar el más tradicional y de uso más frecuente.

Ver también:Diagramas esquemáticos y de cableado de la iluminación en un apartamento y una casa.

Mikhail Tikhonchuk