Управление освещением от классической до интеллектуальной системы

«Умный дом»

Автор: Халтурин В.В

Преподаватель ГБПОУ БКСМ И ПП

Определение “Умный дом” – заимствованное выражение и пришло к нам

с запада. “SmartHome” в переводе с английского обозначает “Умный дом”.

Интеллектуальная система “Умный дом” – это современный взгляд на комфорт,

дизайн и энергоэффективность. Система эффективно осуществляет управление

и контроль, за различными системами в доме, как единым целым. Система

“Умный

дом”

–

не

готовое

решение,

это

своеобразный

конструктор,

собираемый исходя из потребностей и возможностей потребителя.

Цель работы: Создать комфортные условия для проживания человека.

Задача

работы:

Рассмотреть

конкретные

варианты

управления

освещением от классической до интеллектуальной системы “Умный дом”.

Рассмотрим несколько вариантов реализации установки освещения в

доме. Начнем с рассмотрения существующих типов выключателей.



Механизм выключателя с фиксацией. Кнопка может находиться в

двух положениях: включено или выключено.



Механизм выключателя без фиксации. Нажали, отпустили - кнопка

вернулась в исходное положение



Сенсорные выключатели. От обычного выключателя отличается

наличием датчика – сенсора. Определяем, что мы хотим получить в нашей

системе освещения и какие функции нужны.

Функции системы управления освещением:



Включение и выключение света.



Управление светом из различных мест т.е установки проходных

выключателей.



Выключение всего света одним выключателем.



Диммирование (управление яркостью света)

SA 1

SA 2

EL1

EL2

№

BK

Рисунок 1. Схема подъездной распределительной коробки



Создание световых сцен.Это включение и выключение света по

какому-то

времени,

по

работе

датчиков,

например,

движения

или

освещенности.



Удалённое

управление

с

телефона,

планшета,

персонального

компьютера.

Существует несколько вариантов управления освещением

Вариант 1. Стандартный - через распределительную коробку

Мы изготовили два действующих макета.

а)

Подъездная распределительная коробка с датчиком движения ВК,

двухклавишным проходным выключателем SA1,SA2 и двумя светильниками

EL1 и EL2, рисунок 1.

б)

Функция переключателя SA2 - мы включаем или выключаем

светильник EL2. Переключатель SA1 или выключает светильник EL1 или

2

L

N

EL5

EL6

SA8

SA7

SA5

SA6

Рисунок 2. Схема коридорной распределительной коробки

запускаем

датчик

движения

BK,

который

в

свою

очередь

управляет

светильником EL1 (Приложение №1. Фотография макета).

в)

Коридорная распределительная коробка(Рисунок 2), позволяющая

включать и выключать освещение из разных мест с помощью проходных

выключателей (Приложение 2. Фотография макета).

В этом варианте подключение светильников EL5 и EL6 и двухклавишных

проходных

выключателей

SA5,

SA6

и

SA7,

SA8

происходит

через

распределительную коробку. Выключатели при этом привязаны к конкретным

светильникам. При таком варианте нет возможности централизованного

управления и задания световых сцен. Данное решение является экономичным,

но не имеет возможности централизованного управления и создания световых

сцен.

3

Рисунок 3. Выключатель без фиксациис использованием импульсного реле

N

L

Импульсное

реле

Э

л

ек

тр

о

щ

ит

Автомат

ический

выключ

ат.

SA 2

EL1

Вариант 2. Выключатель без фиксации с использованием импульсного

реле

4

Блок

питания

Модуль

диммиро

вания 2-х

канальны

й

Модуль

реле 4-х

канальны

й

Интерфейс

KNX для

выключател

я

Шина

KNX

нагрузка

Выключатель

без фиксации

Выключатель

с шиной KNX

Рисунок 4. Схема с использованием шины KNX

SA 2

EL1

EL3

EL2

Вариант 3. Использование оборудования с шиной KNX.

KNXбыл специально разработан для управления зданиями, рисунок 4. Он

представляет собой двухпроводную линию связи по которой осуществляется

обмен данными между устройствами. В такой системе нет главного процессора.

Каждое устройство является независимым со своим KNX

чипом. После

установки всей системы её нужно запрограммировать. К этой схеме можно

подключить систему кондиционирования, управления жалюзями, тёплые полы

и

т.п.

Этот

вариант

имеет

высокую

функциональность,

возможность

управления с телефона, планшета. Недостаток, дорогое оборудование, платное

5

Рисунок 5. Схема с ПЛК.

Модуль

аналогового

вывода

Программируе

мый

логический

контроллер

ПЛК

24В

Полупрово

дниковые

реле

Полупрово

дниковые

реле

Полупрово

дниковые

реле

Выключатель

без

фиксации

Выключатель

без

фиксации

Выключатель

без

фиксации

Вариант 4. Управление на базе программируемого логического

контроллера (ПЛК)

Оно

представляет

собой

микропроцессорное

устройство,

предназначенное для управления различными технологическими процессами,

рисунок 5. В варианте реализации управления освещения на базе ПЛК

возможности по функциональности неограниченные. Он в разы превосходит

все

выше

рассмотренные

решения.

Систему

автоматизации

составили

следующие комплектующие:



Программируемый логический контроллер.



Модуль аналогового вывода



Полупроводниковое реле



Выключатели без фиксации

6

Исследуемые варианты управления освещением системы” Умный дом”

не только создают комфортные условия быта человека, но и позволяют

экономить энергоресурсы. По расчётам энергоэффективные здания экономят от

30 до 70% средств на эксплуатацию.

Управление освещением с использованием оборудования с шиной KNX и

на базе программируемого логического контролера (ПЛК) позволяет внедрить

технологию

биометрического

освещения,

в

которой

автоматически

регулируется температура света в зависимости от времени.

Например, чтобы быстро настроится на рабочий лад, нужен холодный

синий цвет он помогает лучше концентрироваться, а значит повысить

работоспособность.

Тёплый

красный

свет

вызывает

расслабление,

даёт

возможность отдохнуть и повышает выработку мелатонина (гормона сна).

За рубежом биометрические светильники используются в больницах.

Регулируя светоцветовую обстановку, создаются благоприятные условия для

восстановления здоровья. Контролируемое освещение в образовательных

учреждениях

влияет

на

психофизическое

состояние

учащихся

и

их

восприимчивость к обучению. Правильно регулируемое освещение, помогает

повысить сосредоточенность, например, если включить его во время экзамена.

Интеллектуальные технологии стремительно завоёвывают популярность

во многих сферах жизни. За этими технологиями наше будущее!

7

Приложение №1. Фотография макета подъездной распределительной

коробки

8

Приложение № 2. Фотография макета коридорной распределительной

коробки

9