Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Системы управления освещением

Содержание

Система освещения умный дом

Совсем недавно идеальным жильем считали просторное помещение с ремонтом и гармонично расставленной мебелью. Новинки техники были доступны очень влиятельным и богатым людям. Сейчас другое время, когда технический прогресс развивается стремительными темпами, внедряясь в нашу жизнь все больше и больше. Теперь же человек среднего достатка не может прожить без самых необходимых технических новинок, о которых раньше и не слышал. И наиболее перспективными считаются разработки, направленные на практическую автоматизацию всех бытовых процессов, или система «умный дом».

Система освещения «умный дом»

Автоматизированное управление техническими устройствами и системами – это одно из основных требований, которые предъявляются к Умному дому. К самым важным функциям системы управления относится контроль освещения. Благодаря современным технологиям управлять светом можно как при помощи выключателей, так и дистанционно – с помощью общего пульта или карманного выключателя. Кроме этого можно осуществлять удаленное управление через интернет или по локальной сети.
Давайте разберемся в тонкостях управления светом «умный дом» более подробно.

Уровни системы управления освещением «умный дом»

Начальным, самым низким уровнем управления светом «умный дом»

считается ручное. В этом случае включение и выключение осветительных приборов происходит путем использования обычных выключателей. Это первый шаг на пути к системе освещения «умный дом».

Следующий этап организации системы освещения «умный дом» – это частичная автоматизация. Поэтому регуляторы и датчики заменяют обычные выключатели. Как результат, повышается уровень комфорта и существенно снижается потребление электроэнергии. Только представьте: больше не нужно искать в темноте выключатель, ощупывая стены, особенно когда руки заняты. Для многих людей — это вообще находка, потому что свет будет выключаться сам. С помощью регулятора нужно настроить желаемую интенсивность освещения, и вы сразу почувствуете комфорт пребывания в своем доме, а экономия электроэнергии станет приятным сюрпризом.

Следующий, более высокий уровень – это дистанционное управление. На этом этапе к системе управления освещением «умный дом» остается один шаг. Обычные выключатели и регуляторы заменяют на устройства с беспроводными каналами управления. Теперь все основные функции выполняются при помощи пульта управления, который может иногда совмещать в себе несколько приборов (таких как телевизор, кондиционер, жалюзи и т. п.).

Пиком развития управления светом «умный дом» является внедрение компьютера в управление системой разветвленной периферии. Человек управляет только компьютером, а вот всю периферию (датчики, сенсоры, выключатели, регуляторы) контролирует сам компьютер. Появляется возможность включить или выключить все осветительные приборы или только некоторые, находящиеся в квартире, при помощи всего одного клика мыши. Еще больше свободы и простора для фантазии даст появившаяся возможность комбинировать варианты освещения. Например, когда у вас гости, или вы хотите этого, создаете романтическую атмосферу. И еще одно достоинство – управления освещением в «умном доме» возможно из любой точки мира, используя Интернет и спутниковые системы связи.

Благодаря грамотному управлению освещением можно расставить в помещении световые акценты и полностью преобразить его.
Высокотехнологичные системы управления освещением позволяют программировать интенсивность освещения, а также количество включенных светильников в соответствии с определенными параметрами. Это и время суток, и погода, и наличие или отсутствие в помещении людей. В систему можно заложить готовый «сценарий» освещения, к примеру, «романтический ужин» или «визит гостей». Чтобы создать подобающую атмосферу, в сценарий закладывается последовательность, в которой будут включаться отдельные лампы или группы света.

Как сделать автоматическое управление светом

Кстати, использоваться могут не только светильники, но и другое оборудование – телевизор, музыкальная система, шторы, а также инженерные системы – климат-контроль, мультирум и т.д. Выбрав сценарий «Выключить все», вы с помощью одной кнопки можете выключить весь дом, оставив включенным только холодильник и охранную систему.

К системе управления освещением также относятся датчики света или движения, которые чаще всего располагаются в проходных местах: коридорах, санузлах, лестничных площадках. Человеческие движения улавливаются специальными датчиками, и в систему управления освещением поступает сигнал. К примеру, если вы поднимаетесь по лестнице, сопровождать вас будет «бегущий свет», то есть освещены будут именно те участки, где вы проходите. При этом датчики никак не реагируют на движения домашних питомцев.
Вы можете осуществлять управление с помощью сенсорных панелей, дистанционных пультов, а при необходимости через мобильный телефон и интернет. Также можно воспользоваться стационарными выключателями, которые располагаются в каждой комнате. На них очень удобно выбирать уровень яркости, нажимая на специальную клавишу. Они работают точно так же, как и простые выключатели, есть лишь одно отличие: при нажатии не происходит фиксации клавиши включения.

Следует заметить, что в этом случае аппаратные режимы освещения будут отодвигаться на второй план, а на первое место выходят программные методы. Другими словами, вместо рутинных и дорогостоящих процедур теперь достаточно обновить программное обеспечение компьютера – и выбирайте новый режим освещения по желанию. Смена режимов освещения будет занимать несколько минут или секунд. Все легко и быстро.

Еще одним преимуществом является повышение безопасности, например, снижается риск получения травм электрическим током, особенно это актуально, когда в доме маленькие дети.

Так как же создать управление освещением в умном доме? У каждого свой путь: начать все с нуля, используя проекты специализированных организаций, а может, усовершенствовать все конструкции самостоятельно. Первое обойдется вам дороже, конечно, но будет эффективнее. А второй вариант тем и прекрасен, что вы будете создавать что-то свое.

Мало просто построить дом, нужно еще подвести к нему все коммуникации: воду, газ, интернет, канализацию и, конечно, электроэнергию. Освещение необходимо не только внутри дома, нужно освещать еще и придомовую территорию, подъездные дорожки, сад, фасады, искусственные водоемы и многое другое.

Установка осветительных систем – достаточно сложное занятие, которое лучше доверить специалистам (профессиональным электрикам). Кроме того, осветительными приборами на загородном участке нужно как-то управлять, ведь вручную включать каждую лампу просто нереально.

Для чего нужны щиты управления наружным освещением, как работают такие системы и из каких частей состоят – об этом статья.

Роль уличного освещения

В ночное время освещаются все города и населенные пункты. В этом случае свет необходим для безопасного движения транспорта и пешеходов по проезжей части, для подсветки тротуаров и дорожек, в качестве украшения муниципальных зданий, театров и музеев.

Выполняет освещение и множество других задач, таких как создание праздничной атмосферы, охрана территории, подсветка фонтанов, защита от вандалов и грабителей. Нужен такой свет не только в большом городе, но и на частной территории каждого загородного участка.

Во дворе дома и около него светильники нужны для разных целей:

  • подсветки фасада дома для лучшего визуального восприятия в ночное и вечернее время;
  • украшения фонтанов, бассейнов и искусственных водоемов в зоне отдыха;
  • для создания уютной или романтической обстановки в саду;
  • для освещения подъездов и подходов к калитке и воротам дома;
  • также выполняется освещение периметра, что особенно важно, когда вокруг дома установлено видеонаблюдение.

Такой уличный свет во дворе частного дома называют ландшафтным освещением.

Внимание! Свет может играть и охранную роль. Выполняется это с помощью датчиков движения, которые включают освещение, когда на территории появляется кто-то посторонний. Во-первых, яркий свет спугнет злоумышленников, а во-вторых, привлечет внимание хозяев дома.

Ландшафтное освещение выполняет три важных задачи:

  • Функциональную, то есть, освещение территории в ночное время суток. С этой задачей справляются различные светильники, лампы, прожекторы, светодиоды и другие осветительные приборы.
  • Декоративная функция не менее важна, ведь дом и двор должны оставаться привлекательными в любое время года. Особенно важен декоративный свет летом, когда в дом приходят гости и во время зимних праздников.

    Подсвеченные водоемы, скульптуры и деревья создают особую атмосферу.

  • Охранная роль света, наверное, самая важная. Включается такой свет посредством фотоэлементов или датчиков движения. В принципе, любое освещение участка, в той или иной степени, играет охранную роль: люди с плохими намерениями не выбирают своей целью хорошо освещенный двор, ведь их там легко будет обнаружить.
  • Как управлять наружным светом

    Управлять светом в доме помогают современные системы типа «умного дома», они включают и выключают светильники в зависимости от заданных программ. Контролировать такие системы можно через компьютер или даже с помощью смартфона.

    Необходим контроль и управление и наружному освещению. Это удобно, ведь человеку не придется самостоятельно выполнять включение, выключение и регулировку яркости подсветки – все это сделает система управления.

    Важно! Управление наружным освещением города необходимо для минимизации финансовых затрат, связанных с этим процессом.

    Это понятно, ведь автоматические системы не только самостоятельно включаются и выключаются, они способны регулировать уровень освещенности улиц, подавать напряжение в определенные квадраты, активизировать систему по заданным часам или степени естественного света (перед закатом и после рассвета).

    Есть два вида управляющих систем для уличного освещения:

    • автоматизированная предполагает участие человека в процессе;
    • автоматическая работает полностью самостоятельно, человек должен лишь задать команду и установить нужную программу.

    Преимущества автоматического управления освещением очевидны, поэтому и применяется такая система намного чаще.

    Автоматическое управление наружным светом выполняет такие функции:

  • Управляет степенью освещенности того или иного участка придомовой территории.
  • Дистанционно регулирует время включения осветительных приборов в соответствии с заданным графиком.
  • Контролирует все осветительные объекты на участке и следит за их работой.
  • Повышает энергоэффективность осветительных приборов и устройств, позволяет существенно экономить на счетах за электроэнергию.
  • Стоимость автоматических систем управления освещением, конечно, выше, чем цена автоматизированных устройств. Но расходы вполне оправданы, ведь автоматика имеет массу плюсов:

    • для управления освещением не нужно присутствие человека в контуре;
    • работа осуществляется полностью автономно, те есть, не зависит от внешних факторов;
    • не придется контролировать включение и отключение света в заданное время – система самостоятельно проверяет работу всех элементов;
    • потерь электроэнергии при неотключенных лампах больше не будет – автоматика не «забывает» выключать свет;
    • возможность дополнительной установки таких элементов, как датчики, фотореле и прочие, дает возможность дополнительно экономить, ведь свет будет включаться только тогда, когда это необходимо.

    Как настроить шкаф управления наружным освещением

    Внешним светом можно управлять как изнутри дома, так и снаружи. Шкаф со всеми датчиками устанавливают на придомовой территории, он может находиться и под открытым небом, но чаще щит управления все-таки переносят в подвал, гараж или подсобное помещение.

    Внимание! Каскадным управлением наружным освещением называют систему, которая поочередно отключает либо включает определенные группы объектов системы освещения.

    Щит управления дает возможность контролировать освещение придомовой территории одним из методов: ручным, местным, дистанционным или автоматическим. Чаще всего выбирают комбинированную функцию, которая дает возможность вносить коррективы в автоматику посредством ручного вмешательства (то есть, хозяин сможет вручную включить любой осветительный прибор на территории в не положенное программой время).

    Внутри ящика находится блок управления наружным освещением, обеспечивающий освещение территории и контроль работы всех приборов, входящих в сеть. Функции блока управления следующие:

    • отключение или включение осветительных приборов от фотоэлементов, когда степень освещенности территории достигает заданного значения (свет на участке вокруг дома выключается с рассветом и автоматически включается, когда начинаются сумерки);
    • отключение или включение светильников в заданный интервал времени (например, освещение на участке работает строго с 20 до 6 часов ежедневно или свет включается только по будним дням, к примеру, с 22 до 8 часов);
    • ручное управление освещением с помощью кнопок, которые чаще всего находятся на дверцах щитка управления (это позволяет вносить коррективы в заданную программу);
    • удаленное управление блоком освещения с помощью телефонной, радио или GSM связи позволяет контролировать освещенность участка, даже находясь в сотнях километров от дома.

    Чем регулируется степень освещенности и время включения приборов

    Включать и выключать свет на участке можно как вручную, так и с использованием специальных приборов. Итак, активировать систему освещения придомовой территории можно так:

  • Вручную, включая рубильники, выключатели или кнопки, расположенные внутри щита управления.
  • С помощью фотоэлементов или фотореле, датчик которого располагается где-то во дворе, а контактор прячут в щит или блок управления. Фотореле является чувствительным элементом, реагирующим на внешние факторы: снижение уровня освещенности, движение, дождь и прочие.
  • Инфракрасные датчики движения, передающие сигнал по специальному радиоканалу. Такие устройства используются в охранном освещении территории, помогают защитить дом и двор от нежеланных гостей.
  • Таймеры позволяют задавать время включения освещения и всех приборов, входящих в сеть. К примеру, свет может включаться, когда хозяин должен вернуться домой, или прожекторы загораются каждый день в определенное время.
  • Различные реле регулируют степень освещенности, работая в паре с фотоэлементами. Таким образом, можно усиливать яркость света в соответствии с наступлением темноты на улице.
  • Совет! Чтобы система работала слаженно, рекомендуется использовать сразу несколько специальных элементов. Такое управление освещением называется комбинированным.

    Как наладить освещение участка

    Самостоятельно заниматься подключением электрических приборов можно только при наличии соответствующей квалификации. В других случаях необходимо обратиться за помощью к профессионалам.

    В любом случае хозяин дома должен знать последовательность действий при установке системы управления наружным освещением:

    • выбираются специальные светильники, способные работать на улице в любую погоду и в разное время года. Такие приборы должны иметь степень защиты не ниже IP 44.
    • Определяется месторасположения каждого осветительного прибора, выбирается высота установки.
    • Прокладывается подземная проводка, выходы которой подводятся к каждой точке света, а концы прячутся в шкаф, соединяясь с блоком управления.
    • Выполняется монтаж светильников и дополнительных элементов (реле, фотодатчиков и прочего).
    • Настраивается программа, в соответствии с которой будет работать система управления освещением.

    Теперь управление наружным освещением будет осуществляться автоматически, а хозяин дома всегда сможет внести свои коррективы в работу всей системы.

    Сегодня этой красотой управляет автоматика

    Фонари на улице и шкаф управления уличным освещением видели все. О том, что это оборудование предназначено для комфортного и безопасного перемещения по улицам все знают. Но как работает система управления им — понятно далеко не каждому.

    По таким улицам ходить не только страшно, но и опасно

    Расскажем подробно о системе и оборудовании, которое в нем применяется. Кроме того, дадим практические советы, как реализовать управление уличным освещением на вашем предприятии или участке возле дома, садоводческом кооперативе или предприятии на котором вы работаете.

    В помощь видео, которое раскрывает возможности подобных систем:

    Задачи уличного освещения

    Когда солнце уходит за горизонт, уличное освещение занимает его место

    Проще было бы отказаться от регулирования вообще, просто оставить гореть уличные фонари постоянно, но это не рентабельно. Поэтому и монтируют системы управления освещением.

    У них несколько задач:

    1. По окончании светового дня включить фонари, по наступлению рассвета выключить.
    2. Выполнить эти же операции при ухудшении естественной освещенности улиц в силу различных природных факторов.

    При таком тумане уличные фонари тоже немного могут помочь

    Еще пятьдесят лет назад, только эти функции и выполнялись, об экономии электроэнергии никто не заботился, а решение более сложных задач было трудно реализуемо и затратно. Современные системы управления освещением более функциональны, они дополнительно умеют многое.

    Экономия электроэнергии — одна из главных задач систем электронного управления уличным освещением

    1. Производить отключение всего осветительного оборудования или части его с целью экономия электроэнергии.
    2. Определять исправность системы.
    3. Контролировать расход электроэнергии.
    4. Дистанционно передавать данные о системе на панели диспетчерского управления уличным освещением.

    Методы управления уличным освещением

    Существует три метода управления освещением. Расскажем о них подробнее.

    Ручное управление

    Включение фонарей производится вручную, каждый фонарь или их группа контролируется оператором на месте.

    По сути это самый старый способ. Когда фонарщик проходил по улице и зажигал каждый масляный или газовый фонарь, а потом гасил их — это и была первая и очевидная реализация метода. Во дворе своего дома освещением мы тоже управляем чаще ручным способом (про автоматизацию ниже).

    Фонарщик реализует ручное управление газовой лампой (кстати, снимок современный на нем сотрудник Брестского ГорСвета)

    На сегодня в коммунальном хозяйстве ручное управление используют только в экстренных ситуациях, или при выполнении ремонтных работ.

    Дистанционное управление

    Одно из первых устройств дистанционного управления уличным освещением

    Когда все электроснабжение в населенном пункте или его части осуществлялось от отдельной электростанции, функции фонарщика перешли к их персоналу. Ответственное лицо, определив, что на улице достаточно стемнело или рассвело, включало или выключало рубильник, подающий напряжение на сети уличного освещения.

    Автоматическое управление

    Щит простейшей автоматики уличного освещения

    Трансформаторная подстанция

    В этом случае, отдельные участки уличного освещения, в зависимости от состояния датчиков и заложенного алгоритма, включаются и выключаются сами. Переход на автоматическую систему связан с тем, что напряжение потребителям стали подавать с помощью локальных трансформаторных подстанций преобразующих высоковольтное напряжение в стандартное.

    Это создало два фактора предопределивших переход на автоматику:

    1. Устанавливать (кроме некоторых случаев) отдельные подстанции только для уличного освещения нерентабельно. Трансформаторы сейчас преобразуют напряжение для всех энергопотребителей на территории.
    2. Кроме того, для централизованного управления включением и выключением уличных фонарей, пришлось бы тянуть к каждой отдельной подстанции питающей освещение отдельную линию, что еще более бы увеличило затраты.

    Поэтому в 50-е — 60-е годы была внедрена система автоматического управления освещением. Она работала по простейшему доступному на то время принципу.

    На каждой подстанции устанавливалась автоматика, действующая от датчиков освещенности. Стало темно — подали напряжение на фонари, стало светло — отключили.

    Однако датчики подводили в некоторых случаях:

    1. при неправильной калибровке они срабатывали нечетко;
    2. из-за засветки фарами или даже полной луной фонари могли погаснуть ночью;
    3. при закрытии датчика снегом, льдом, грязью или пылью свет включался днем;
    4. в конце концов, датчик мог выйти из строя.

    Раритетный датчик освещенности

    Потом нашли еще один существенный минус, который проявился во времена, когда стали задумываться об экономии — зачем в ночные часы, если движения людей и транспорта нет, напрасно жечь электроэнергию. Поэтому датчики освещенности стали блокировать с реле времени. Таймер выключал или все фонари полностью или часть их во дворах и малонаселенных улицах в промежуток, например с часу до четырех ночи.

    Позже появились еще и так называемые астрономические реле (на фото ниже). В них программное обеспечение по введенным координатам рассчитывает время заката и рассвета в данном месте, и на основе расчета подает сигналы на переключение. В реле также реализуется и функция выключения и включения в заданные часы.

    Астрономическое реле

    Совет. Если вы пользуетесь астрономическим реле, то проще всего найти координаты своего места не с помощью обычных карт, а по навигатору. Он привяжет ваше расположение с точностью до доли секунды.

    Датчики освещенности остались только для контроля непредвиденного уменьшения естественной освещенности, например из-за тумана. Кажется система на основе астрономического таймера идеальный вариант (на их основе работает большинство систем уличного освещения в небольших населенных пунктах).

    Но у нее все равно есть минусы:

    1. Для того чтобы перепрограммировать систему на другое время срабатывания (например на время праздников) необходимо объехать обойти все подстанции. Это отнимает много времени (знаю по своему опыту).
    2. Присутствие человека требуется и для определения неисправностей, снятия показаний с приборов учета расхода электроэнергии.

    Поэтому на сегодня все больше используют автоматизированные системы управления на основе современных цифровых технологий. В них комбинируется автоматическое и ручное управление. Рассмотрим реализацию одной из типичных систем.

    Автоматическая система управления

    Структурная схема одного из вариантов автоматизации управления уличным освещением

    Аппаратно она состоит из двух уровней:

    • Верхний — панель диспетчерского управления уличным освещением, находится на предприятии, в ответственности которого находятся осветительные сети (Горсвет или коммунальщики). Контролируется дежурным или диспетчером. На него стекается вся информация с нижнего уровня, и осуществляется изменение параметров или программ его работы.

    Диспетчерский центр управления уличным освещением

    • Нижний — щит управления уличным освещением находятся на участках сетей освещения. Щиты коммутируют работу осветительных приборов и контролируют их состояние без присутствия работников.

    Щит управления освещением системы АСУНО

    Связь между верхним и нижним уровнями может осуществляться несколькими способами. Как правило, оборудование, поставляемое производителями поддерживает все функции. Поэтому предприятие выбирает вариант, наиболее выгодный для конкретной ситуации. Иногда в системе одновременно используют несколько каналов.

    Поэтому перечислим все способы коммутации:

    1. Модемный канал — через линии обычной телефонной сети. Один наиболее дешевых способов. Недостатки только в том, что не всегда телефонная сеть находится рядом, а прокладка отдельной линии может быть затратной. Также за телефонную связь нужно вносить хоть небольшую, но все-таки плату.
    2. GSM канал — с помощью сотовой сети. Оборудование недорого, подключиться можно быстро и практически в любом месте. Недостаток — значительная оплата за пользование сетью.
    3. LAN линии — блок управления уличным освещением и аппаратура диспетчера соединяются витой парой. Этот канал не требует оплаты за связь сторонним организациям, но требует прокладки линий к каждому шкафу. Выгодно только при небольшой отдаленности оборудования верхнего и нижнего уровня.
    4. Радиоканал — как и понятно с помощью радиосвязи. Оборудование дороже, чем в других случаях, зато не требуется оплата за канал. Минус один — плохая помехозащищенность.

    Возможности автоматической системы управления

    Перечислим основные возможности системы, причем обратите внимание — все операции и передача данных осуществляется в режиме реального времени и с возможностью работать не с каждым щитом управления отдельно а и группировать их.

    Функции управления:

    1. включение и выключение каждого источника освещения по команде;
    2. программирование включения осветительных по времени или от состояния датчиков (освещенности и других), возможно введение почасового, календарного и сезонного графика работы;
    3. переключение фаз на линиях питания осветительных приборов, в том числе и программно — по времени, или в зависимости от параметров питания на вводе в шкаф;
    4. принудительная перезагрузка микропроцессорной системы шкафа управления.

    Функции контроля:

    1. контроль состояния линий подключения освещения (есть или нет напряжение его параметры, ток, наличие короткого замыкания, перекос фаз, косинус фи);
    2. контроль состояния линий ввода (есть или нет напряжение его параметры, ток, перекос фаз, косинус фи);
    3. контроль состояния контакторов и автоматических выключателей на выходах (включен/выключен);
    4. контроль прибора учета расхода электроэнергии (показания, пики, тарифы);
    5. контроль несанкционированного доступа в шкаф (при открытии без разрешения, или взломе отправляется информация диспетчеру);
    6. состояние линий связи (уровень сигнала и т. п.);
    7. диагностика неисправностей системы;
    8. контроль возгораний, датчики сигнализируют о резком повышении температуры.

    Система управления уличным освещением почти всегда имеет встроенный источник питания. При отключении электроснабжения, она в течении не менее чем часа остается на связи, и сообщает об изменениях параметров.

    Также стоит отметить, что почти всегда дублируется сохранение данных. Информация о ситуации записывается и хранится не только у диспетчерской аппаратуры, но и в оборудовании шкафов (щитов управления на местах). Если отсутствовала связь, то можно восстановить ход событий считать через память щита управления (как говорилось выше, он энергонезависим).

    Способы автоматического управления уличным освещением

    Исключение, когда управление уличными фонарями взаимосвязано с домом или системой охраны.

    Поэтому разберем, как устроить своими руками систему управления уличного освещения небольшой территории. Она, как показывает практика, может значительно уменьшить затраты на энергоснабжение.

    Что нам нужно осветить

    Наиболее распространено разделение на следующие группы светильников:

    1. Светильники, которые горят все темное время суток (все зависит от желания хозяев) обычно их располагают перед парадным входом.
    2. Дороги внутри территории желательно освещать только при появлении людей или техники (см. Освещение сада и дорожек своими руками). Это правило касается и участков, где возможно появления незваных гостей (с целью охраны).
    3. Подсветку фасада, декоративное освещение или праздничную иллюминацию — она должна гореть только вечером.
    4. Площадка перед въездными воротами и гаражом. Можно освещать только при приближении техники, а не людей.

    Что нам для этого понадобится

    Кроме проводов и арматуры, надо будет приобрести еще некоторые детали. Все не дорогостояще и не дефицитно, приведем примерные цены на них.

    • Реле времени — цена от 300 рублей.

    Реле времени

    • Астрономическое реле — от 500 рублей.
    • Световое реле (сумеречный датчик) — от 500 рублей.

    Световое (сумерочное) реле с выносным датчиком

    • Емкостное реле (датчик присутствия или приближения) — от 500 рублей.

    Емкостное реле

    Замечу, это российские цены, приобрести все можно и дешевле в интернете (не учитывая качества).

    Как подключать

    Все эти детали (современного исполнения) питаются от стандартной сети 220 вольт и могут коммутировать приличную нагрузку. То есть, промежуточных реле и контакторов, понижающих трансформаторов не надо, стоит только продумать защиту от перегрузок.

    Схема подключения почти всегда указана на корпусе, в том числе и выводы для подачи сигнал на блокировку/деблокировку. Дополнительно назначения клемм прописывает инструкция. Даже с минимальными (но уверенными знаниями электротехники) проблем не возникнет.

    Собираем схемы

    Расскажем, что и как применить для каждого освещаемого объекта (территории):

    1. Перед входом — просто подключаем через астрономическое реле или реле освещения. Сбои из-за различных обстоятельств не критичны, что впрочем, справедливо и для всех остальных случаев.
    2. Пути перемещения внутри территории — тут задача сложнее. Решаем ее так: возле всех входов и выходов устанавливаем датчики присутствия, они дают сигнал на реле времени, которое должно включить освещение, на промежуток которого с запасом хватит на дорогу. Для того чтобы система не включалась днем предусматриваем ее блокировку датчиком освещения или астрономическим реле.
    3. Подсветку и иллюминацию — через астрономическое реле, включаем после заката, тушим, когда все спят. Если речь идет только об освещении на праздники, можно использовать обычный таймер (за несколько дней время заката не сильно измениться).
    4. Въезд для автомобиля — если у вас автоматические ворота, то контроллер управления ими чаще всего имеет выход для управления освещения. Если нет — лучший выход применить датчик освещенности.

    Но нужно сделать, так чтобы он реагировал только на фары подъезжающего автомобиля. Для этого — на глазок крепим бленду (трубку небольшой длины и подходящего диаметра), она исключит постороннюю засветку.

    Устанавливаем датчик не на щитке, а в месте, где он будет попадать под створ ваших фар при подъезде. Дополнительно можно блокировать включение освещения днем с помощью реле времени.

    Вот и все что мы хотели рассказать о том, что такое система управления уличным освещением. Будем рады, если наша статья помогла вам. Живите в безопасности, но не переплачивайте за электроэнергию.

    Самостоятельная установка простой системы беспроводного управления освещением радиопультом происходит легко и требует минимальных знаний электротехники. Разберемся в разновидностях, деталях и принципах подключения дистанционных выключателей, работающих по радиоканалу.

    В беспроводной системе управления освещением посредством радиопульта используют два основных прибора:

    1. Командное устройство — пульт переносной или стационарный.
    2. Исполнительный модуль — силовой блок (радиореле, радиодиммер) или RGB-контроллер.

    Дистанционное управление освещением: 1 — радиоприемник; 2 — потолочный светильник; 3 — радиогеркон; 4 — бра; 5 — настенный пульт; 6 — радиодатчик освещенности/движения; 7 — переносной пульт

    Разновидности и возможности радиопультов

    Переносные радиопередатчики бывают похожими на пульт телевизора или в виде брелка. Последний может находиться в кармане или висеть в прихожей и отключать освещение во всей квартире.

    Настенные радиопульты выпускаются в трех вариантах:

    1. Панель с сенсорными кнопками (клавишами) для накладного монтажа, похожая на обычный выключатель. Приклеивается двухсторонним скотчем или закрепляется саморезами в любом сухом месте — где удобно, не думая о прокладке проводов.
    2. Вставка-плата для совместимого кнопочного сенсора. «Таблетка» устанавливается внутри коробки скрытого монтажа или в корпусе накладного выключателя.
    3. Универсальный радиопередатчик для модернизации действующей схемы освещения. Размещается в глубокой монтажной коробке и работает от штатного выключателя.

    Помимо внешнего вида радиопульты различаются радиусом действия (до 100 м) и функциональностью. Простейшие модели — одноканальные, включающие и отключающие единственный светильник, иногда могут управлять радиодиммером. Многоканальные пульты работают с несколькими зонами освещения и настраиваются по индивидуальным сценариям для каждого силового модуля.

    Управлять источником света можно из разных мест, установив один радиопульт около двери, а другой у изголовья кровати. Единственное ограничение — металлические поверхности, ослабляющие дальность действия, поэтому не стоит крепить устройство на холодильник. При размещении командных и исполнительных устройств в разных комнатах учитывают снижение мощности радиосигнала при прохождении сквозь стены и перекрытия, если нужно — применяют ретрансляторы.

    Таблица. Потери радиосигнала

    Материал Затухание сигнала, %
    Гипсокартон, древесина 10
    Кирпич, ДСП 30
    Железобетон 70
    Металл, решетка металлическая до 90

    Как выбрать исполнительный блок

    Связь между приборами различных модификаций может осуществляться по разным протоколам. Совместная работа радиовыключателя и пульта возможна только при их совместимости, что зависит от производителя и серии продукта.

    Нагрузка

    Подбор силового блока производится в зависимости от характера нагрузки. Мощность прибора, указываемая как максимальная, соответствует нагрузке от лампочек накаливания и галогенных на 220 В. Для источников света, подключаемых через трансформатор, используют понижающий коэффициент:

    • 0,7 — для низковольтных «галогенок»;
    • 0,5 — для люминесцентных ламп.

    Труднее определить реальную нагрузку от энергосберегающих ламп, в силу их большого стартового тока. Простой метод, не исключающий перегрузку и спекание контактов — сделать трехкратный запас по мощности. Гарантированный способ защиты от неприятностей — применение специального модуля, предназначенного для работы с LED и энергосберегающими лампами, или с возможностью подсоединения внешнего реле мощности.

    Размещение

    Допустимая коммутируемая мощность блоков связана с их габаритами. Радиореле для нагрузки в 200–300 Вт свободно уместится во многих светильниках — по размерам оно не больше спичечного коробка. Модули, рассчитанные на 3–5 кВт, оснащаются радиаторами охлаждения и значительно больше по размерам, но имеют плоскую компоновку и легко прячутся в пространстве за панелями.

    Отдельные серии приборов выпускаются в REG-корпусах для закрепления на DIN-рейках с возможным подсоединением внешней антенны. Для работы во влажных условиях предназначены приемные блоки с повышенной защитой (IP65).

    Кроме команд от пультов, силовые модули способны работать от сигналов с датчиков освещения и движения, оснащенных радиоканалом.

    Как подключить силовой блок

    Принцип подсоединения исполнительного модуля начального уровня понять легко: на вход устройства подают фазу и ноль внешней сети, а нагрузку подключают к выходу. Свитый спиралью антенный провод размещают без перегибов, прямой не обматывают вокруг корпуса, а стараются максимально выпрямить и не повредить изоляцию.

    Внимание! Электромонтажные работы выполняют после отключения питающей сети, соединяя провода качественно и правильно.

    Определенные типы нагрузок: драйверы ламп, импульсные преобразователи и т. п., способны создавать высокочастотные помехи, мешающие корректной работе устройств. Лампочки могут моргать или не отключаться, неисправность устраняют включением в схему балласта — помехоподавляющего конденсатора на 0,47 мкФ/275 В.

    Подключение исполнительных устройств: 1 — лампа; 2 — балласт; 3 — силовой блок на один канал; 4 — однофункциональный радиодиммер

    Совет. Чтобы избежать проблем с радиосвязью, устройства размещают не ближе 50 см от бытовых приборов и далее 100 см друг от друга.

    Незначительные сложности подключения связаны с отсутствием единого стандарта цветовой маркировки проводов, что решается внимательным изучением инструкции.

    Схема подключения силовых блоков: 1 — радиореле DeLUMO; 2 — радиокоммутатор GIRA-mini двухканальный; 3 — светильник; 4 — нагрузка 1-го канала; 5 — нагрузка 2-го канала

    Модернизировать существующее освещение и оставить штатные выключатели можно, установив в них как радиопередатчик, так и приемное устройство, которое по сигналу с пульта будет подавать напряжение в действующую электропроводку.

    Подключение встраиваемых блоков: 1 — лампы; 2 — проводные выключатели; 3 — радиоприемник ROP-02; 4 — беспроводное реле RFSAI-61B; 5 — внешний выключатель

    Схему дистанционного управления светодиодными лентами рассчитывают и собирают аналогично проводной, разница только в контроллере, оснащенном радиомодулем.

    Принципиальная схема: 1 — блок питания; 2 — RGB-контроллер; 3 — трехцветная лента

    Для изменения яркости свечения монохромных светодиодных лент подходит малогабаритный светорегулятор: 1 — источник питания; 2 — усилитель сигнала; 3 — диммер одноканальный; 4 — одноцветная лента

    После подключения оборудования радиопульты «привязывают» к силовым блокам и создают желаемые сценарии работы осветительных приборов. В некоторых моделях режимы переключаются перемычками, помимо программной настройки.

    Опробовав простейший вариант, состоящий лишь из приемника и передатчика, можно проверить на себе удобство системы «умного» дома и продолжить расширение комплекса, постепенно добавляя новые бытовые устройства.

    рмнт.ру

    Как управляют освещением

    Дата публикации: .
    Категория: Освещение.

    Управление светом бывает местным и дистанционным. В первом случае включение и отключение освещения производится при помощи коммутационных аппаратов: обычных, автоматических или сумеречных выключателей (фотореле), датчиков движения, рубильников. Такие аппараты управления располагают внутри зданий, при входе в них или на улице. Во втором случае все приборы управления освещением сосредотачивают в определенном месте, например, в шкафах управления, находящихся на расстоянии.

    Местное управление осветительными установками в свою очередь делится на: групповое и индивидуальное. При групповом управлении каждый аппарат включения/отключения «контролирует» группу светильников. При индивидуальном регулировании на каждый светильник устанавливают отдельный выключатель. Также местное управление бывает ручным, когда включение или отключение ламп производится обслуживающим персоналом или жителями, и автоматическим, при котором процессом управляют упомянутые выше фотореле, датчики движения, освещения или времени.

    Дистанционное управление делится на 3 вида. В первом случае работа осветительной установки может контролироваться с распределительного щита при помощи коммутационных аппаратов, установленных на линии. Во втором случае контроль осуществляется из пунктов управления посредством устройств, которые воздействуют на катушки магнитных пускателей или контакторов током определенного напряжения. Здесь также управление бывает автоматическим и ручным.

    Третий вид дистанционного контроля – беспроводное управление освещением. Он подразумевает использование дистанционных пультов управления, смартфонов и компьютеров с установленным на них специализированным программным обеспечением и тому подобных устройств.

    Дистанционное управление светом при помощи пульта

    Управление светом с пульта в основном используется в квартирах. Сам процесс ничем не отличается от процесса переключения каналов телевизора. Человек нажимает на кнопки и лампы как по волшебству загораются. Каждой кнопкой пульта можно управлять как одним светильником, так и их группой.

    Процесс управления заключается в следующем: лампы в квартире соединяются с силовым блоком, при подаче сигнала на этот блок с пульта, свет включается или отключается. Сам блок монтируется в стену или в люстру и соединяется с сетью 220 вольт.

    Пульты дистанционного управления бывают механическими и цифровыми. Механические устройства производятся с количеством кнопок от 4 до 16 (в основном), может быть и другое количество. На одну кнопку, как говорилось выше, можно подключить одну группу светильников. Цифровые устройства программируемые. В их память можно задать 200-250 групп и более.

    Пульты отличаются размером. Есть миниатюрные устройства, которые можно прикрепить на связку ключей, как брелок, а есть пульты, размером чуть меньше тех, что используются для переключения каналов телевизора. Для управления светом в кинотеатрах, клубах, театрах используют специализированные мощные пульты длиной 50-80 см., шириной – 40-50 сантиметров. Они оснащены встроенным жестким диском и устройством чтения «DVD-болванок». К ним можно дополнительно подключать сенсорные или простые дисплеи, а также процессоры.

    Управление светом с использованием радиовыключателей

    Радио-выключатели удобны тем, что их можно расположить в любом месте квартиры, например, возле своей кровати, около входной двери, на ручке кресла. Система радиоуправления состоит из пульта управления, который внешне похож на стандартный выключатель и блока-приемника сигналов, подключаемого к нагрузке, который также дает команды на коммутацию цепи освещения. Дальность действия радиосигнала – 80-100 метров при условии отсутствия внешних препятствий (бетонных или металлических конструкций). Чтобы обеспечить прохождение сигнала используют ретрансляторы или усилители.

    Одна из популярных систем управления светом по радиоканалу – «Ноолайт», о которой уже упоминалось ранее. С ее помощью можно управлять не только светом, но и всей электроникой в квартире. В комплект системы входят: радиопульт, который питается от батарейки и силовые блоки (контроллеры), их подбирают с учетом типа и мощности нагрузки. Всего разработано три вида блоков:

    1. Тип SL – контроллеры предназначены для управления всеми электро- и свето-приборами;
    2. Тип SN – блоки используются для управления светильниками с установленными в них галогенными лампами или лампами накаливания, они также позволяют регулировать уровень освещенности;
    3. Тип ST – контроллеры пригодны для регулирования работы точеных галогенных (через трансформатор) и светодиодных (без драйвера) светильников, а также ламп накаливания и галогенных ламп на 220 В.

    Местное управление освещением с двух мест

    Нередко можно встретить систему управления освещением с двух и более мест. Ее организуют в коридорах, на лестничных площадках, в жилых помещениях, на предприятиях. Делают это для того, чтобы сделать процесс управления светом максимально удобным и разумно расходовать электроэнергию. В комнате один выключатель можно разместить на входе в нее, второй – около своей кровати и выключать свет непосредственно оттуда. На лестничной площадке аналогично – один выключатель на входе, второй, например, возле лифта.

    Для управления освещением с двух мест используют не стандартные выключатели, а проходные, а для управления из трех точек – перекрестные (перекидные). Проходные выключатели бывают с одной и двумя клавишами. Одноклавишные устройства используются для управления одним светильником, двухклавишные – группой.

    Применение проходных выключателей обусловлено их конструкцией, которая позволяет корректно управлять освещением. У стандартного выключателя один вход и один выход, у проходного одноклавишного один вход и два выхода, при этом электричество, поступившее на вход, может подаваться поочередно на один и другой выход (переключатель меняет положение). Это говорит о том, что свет будет загораться всегда, независимо от того, какой выключатель задействован. В случае с простыми выключателями все выглядит следующим образом: человек заходит в подъезд и включает свет. Дойдя до лифта, он свет выключает. Другой человек, который зайдет с улицы не сможет включить свет, потому что дальний выключатель не соединен с силовой цепью (разомкнут). Это правило будет работать и в обратном направлении. В случае с проходными выключателями цепь будет замыкаться всегда, смотрите фото.

    При подключении проходных одноклавишных выключателей надо учитывать тот факт, что для соединения их между собой и с силовой цепью в распределительной коробке требуется трехжильный провод.

    Этот пост — первая часть из серии рассказов о том, как можно относительно несложно сделать своими руками радиоуправляемый выключатель полезной нагрузки.
    Пост ориентирован на новичков, для остальных, думаю, это будет «повторение пройденного».

    Примерный план (посмотрим по ходу действия) ожидается следующий:

    1. Hardware выключателя
    2. Тестирование и подготовка
    3. Software выключателя
    4. «Центр управления»

    Сразу оговорюсь, что проект делается под мои конкретные нужды, каждый может его адаптировать под себя (все исходники будут представлены по ходу повествования). Дополнительно буду описывать те или иные технологические решения и давать их обоснования.

    Начало

    На текущий момент имеются следующие вводные:

    1. Хочется реализовать удаленное управление светом и вытяжкой.
    2. Выключатели есть одно- и двух-секционные (свет и свет+вытяжка).
    3. Выключатели установлены в стене из гипсокартона.
    4. Вся проводка — трехпроводная (присутствует фаза, нуль, защитное заземление).

    С первым пунктом — все понятно: нормальные желания надо удовлетворять.
    Второй пункт в общем-то предполагает, что надо бы сделать две разные схемы (для одно- и двух-канального выключателя), но поступим иначе — сделаем «двухканальный» модуль, но в случае, когда реально требуется только один канал — не будем распаивать часть комплектующих на плате (аналогичный подход реализуем и в коде).
    Третий пункт — обуславливает некоторую гибкость в выборе форм-фактора выключателя (реально снимается существующий выключатель, демонтируется монтажная коробка, внутрь стены монтируется готовое устройство, возвращается монтажная коробка и монтируется выключатель назад).
    Четвертый пункт — существенно облегчает поиск источника питания (220В есть «под рукой»).
    Вводные данные ясны, можно двигаться дальше.

    Принципы и элементная база

    Выключатель хочется сделать многофункциональным — т.е. должна остаться «тактильная» составляющая (выключатель физически должен остаться и должна сохраниться его обычная функция по включению/выключению нагрузки, но при этом должна появиться возможность управления нагрузкой через радиоканал.
    Для этого обычные двухпозиционные (включено-выключено) выключатели заменим на аналогичные по дизайну выключатели без фиксации (кнопки):
    Эти выключатели работают примитивно просто: когда клавиша нажата — пара контактов замкнуты, когда клавишу отпускаем — контакты размыкаются. Очевидно, что это обычная «тактовая кнопка» (собственно так ее и будем обрабатывать).

    Управление уличным освещением — принципы и устройство

    Теперь практически становится понятно, как это реализовать «в железе»:

    • берем МК (atmega8, atmega168, atmega328 — использую то, что есть «прямо сейчас»), в комплекте с МК добавляем резистор для подтяжки RESET к VCC,
    • подключаем две «кнопки» (для минимизации количества навесных элементов — будем использовать встроенные в МК резисторы подтяжки), для коммутации нагрузки воспользуемся реле с подходящими параметрами (у меня как раз были припасены реле 833H-1C-C с 5В управлением и достаточной мощностью коммутируемой нагрузки — 7A 250В~),
    • естественно, нельзя обмотку реле напрямую подключить к выходу МК (слишком высокий ток), поэтому добавим необходимую «обвязку» (резистор, транзистор и диод).

    Микроконтроллер будем использовать в режиме работы от встроенного осциллятора — это позволит отказаться от внешнего кварцевого резонатора и пары конденсаторов (чуть сэкономим и упростим создание платы и последующий монтаж).
    Радиоканал будем организовывать с помощью nRF24L01+:
    Модуль, как известно, толерантен к 5В-сигналам на входах, но требует для питания в 3.3В, соответственно, в схему добавим еще линейный стабилизатор L78L33 и пару конденсаторов к нему.
    Дополнительно добавим блокировочные конденсаторы по питанию МК.
    МК будем программировать через ISP — для этого на плате модуля предусмотрим соответствующий разъем.
    Собственно, вся схема описана, осталось только определиться с выводами МК, к которым будем подключать нашу «периферию» (радиомодуль, «кнопки» и выбрать пины для управления реле).
    Начнем с вещей, которые уже фактически определены:

    • Радиомодуль подключается на шину SPI (таким образом, подключаем пины колодки с 1 по 8 на GND, 3V3, D10 (CE), D9 (CSN), D13 (SCK), D11 (MOSI), D12 (MISO), D2 (IRQ) — соответственно).
    • ISP — вещь стандартная и подключается следующим образом: подключаем пины разъема с 1 по 6 на D12 (MISO), VCC, D13 (SCK), D11 (MOSI), RESET, GND — соответственно).

    Дальше остается определиться только с пинами для кнопок и транзисторов, управляющих реле. Но не будем торопиться — для этого подойдут любые пины МК (как цифровые, так и аналоговые). Выберем их на этапе трассировки платы (банально выберем те пины, что будут максимально просто развести до соответствующих «точек»).
    Теперь следует определиться с тем, какие «корпуса» будем использовать. В этом месте начинает диктовать правила моя природная лень: мне очень не нравится сверлить печатные платы — поэтому выберем по максимуму «поверхностный монтаж» (SMD). С другой стороны, здравый смысл подсказывает, что использование SMD очень существенно сэкономит размер печатной платы.
    Для новичков поверхностный монтаж покажется достаточно сложной темой, но реально это не так страшно (правда, при наличии более-менее приличной паяльной станции с феном). На youtube очень много видео-роликов с уроками по SMD — очень рекомендую ознакомиться (сам начал использовать SMD пару месяцев назад, учился как раз по таким материалам).
    Сформируем «список покупок» (BOM — bill of materials) для «двухканального» модуля:

    • микроконтроллер — atmega168 в корпусе TQFP32 — 1 шт.
    • транзистор — MMBT2222ALT1 в корпусе SOT23 — 2 шт.
    • диод — 1N4148WS в корпусе SOD323 — 2 шт.
    • стабилизатор — L78L33 в корпусе SOT89 — 1 шт.
    • реле — 833H-1C-C — 2 шт.
    • резистор — 10кОм, типоразмер 0805 — 1 шт. (подтяжка RESET к VCC)
    • резистор — 1кОм, типоразмер 0805 — 1 шт. (в цепь базы транзистора)
    • конденсатор — 0.1мкФ, типоразмер 0805 — 2 шт. (по питанию)
    • конденсатор — 0.33мкФ, типоразмер 0805 — 1 шт. (по питанию)
    • электролитический конденсатор — 47мкФ, типоразмер 0605 — 1 шт. (по питанию)

    Дополнительно к этому потребуются клеммники (для подключения силовой нагрузки), колодка 2х4 (для подключения радиомодуля), разъем 2х3 (для ISP).
    Тут я немного хитрю и подглядываю в свои «запасники» (просто выбираю то, что там уже есть в наличии). Вы можете выбирать компоненты по своему усмотрению (выбор конкретных компонентов выходит за пределы этого поста).
    Поскольку вся схема уже практически «сформирована» (по крайней мере, в голове), можно приступать к проектированию нашего модуля.
    Вообще неплохо было бы все сначала собрать на макетке (используя корпуса с выводными элементами), но поскольку у меня все описанные выше «узлы» уже неоднократно проверены и воплощены в других проектах — позволю себе этап макетирования пропустить.

    Проектирование

    Для этого воспользуемся замечательной программой — EAGLE.
    На мой взгляд — очень простая, но в то же время — очень удобная программа для создания принципиальных схем и печатных плат по ним. Дополнительные «плюсы» в копилку EAGLE: мультиплатформенность (мне приходится работать как на Win-, так и на MAC-компьютерах) и наличие бесплатной версии (с некоторыми ограничениями, которые для большинства «самодельщиков» покажутся совершенно несущественными).
    Научить вас пользоваться EAGLE в этом топике не входит в мои планы (в конце статьи есть ссылка на замечательный и очень простой для освоения учебник по пользованию EAGLE), я лишь расскажу, некоторые свои «хитрости» при создании платы.
    Мой алгоритм создания схемы и платы был примерно следюущий (ключевая последовательность):
    Схема:

    • Создаем новый проект, внутри которого добавляем «схему» (пустой файл).
    • Добавляем МК и необходимую «обвеску» (подтягивающий резистор на RESET, блокировочный конденсатор по питанию и т.п.). Обращаем внимание на корпуса (Package) при выборе элементов из библиотеки.
    • «Изображаем» ключ на транзисторе, который управляет реле. Копируем этот кусок схемы (для организации «второго канала»). Входы ключей — пока оставляем «болтаться в воздухе».
    • Добавляем на схему разъем ISP и колодку для подлючения радиомодуля (делаем соответствующие соединения в схеме).
    • Для питания радиомодуля добавляем в схему стабилизатор (с соответствующими конденсаторами).
    • Добавляем «разъемы» для подключения «кнопок» (один пин разъема сразу «заземляем», второй — «болтается в воздухе»).

    После этих действий у нас получается полная схема, но пока остаются неподключенными к МК транзисторные ключи и «кнопки».
    Дальше перехожу к созданию платы (в этот раз мысль пошла «слева-направо»):

    • Размещаю клеммники для подключения силовой нагрузки.
    • Правее клеммников — реле.
    • Еще правее — элементы транзисторных ключей.
    • Стабилизатор питания для радиомодуля (с соответствующими конденсаторами) размещаю рядом с транзисторными ключами (в нижней части платы).
    • Размещаю колодку для подключения радиомодуля снизу справа (обращаем внимание на то, в каком положении окажется сам радиомодуль при паравильном подключении к этой колодке — по моей задумке он должен не выступать за пределы основной платы).
    • Разъем ISP размещаю рядом с разъемом радиомодуля (поскольку используются одни и те же «пины» МК — чтобы было проще разводить плату).
    • В оставшемся пространстве располагаю МК (корпус надо «покрутить», чтобы определить наиболее оптимальное его положение, чтобы обеспечить минимальную длинну дорожек).
    • Блокировочные конденсаторы размещаем максимально близко к соответствующим выводам (МК и радиомодуля).

    После того, как элементы размещены на своих местах — делаю трассировку проводников. «Землю» (GND) — не развожу (позже сделаю полигон для этой цепи).
    Теперь уже можно определиться с подключением ключей и кнопок (смотрю, какие пины ближе к соответствующим цепям и которые проще будет подключить на плате), для этого хорошо перед глазами иметь следующую картинку:
    Расположение чипа МК на плате у меня как раз соответствует картинке выше (только повернут на 45 градусов по часовой стрелке), поэтому мой выбор следующий:

    • Транзисторные ключи подключаем на пины D3, D4.
    • Кнопки — на A1, A0.

    Внимательный читатель увидит, что на схеме ниже фигурирует atmega8, в описании упоминается atmega168, а на картинке с чипом — вообще amega328. Пусть это вас не смущает — чипы имеют одинаковую распиновку и (конкретно для этого проекта) взаимозаменяемы и отличаются только количеством памяти «на борту». Выбираем то, что нравится/имеется (я в последствии в плату запаял 168 «камушек»: памяти побольше, чем у amega8 — можно будет побольше логики реализовать, но об этом во второй части).
    Собственно, на этом этапе схема принимает финальный вид (делаем на схеме соответствующие изменения — «подключаем» ключи и кнопки на выбранные пины):
    После этого уже доделываю последние соединения в проекте печатной платы, «набрасываю» полигоны GND (поскольку лазерный принтер плохо печатает сплошные полигоны, делаю его «сеточкой»), добавляю пару-тройку переходов (VIA) с одного слоя платы на другой и проверяю, что не осталось ни одной не разведенной цепи.
    У меня получилась платка размером 56х35мм.
    Архив со схемой и платой для Eagle версии 6.1.0 (и выше) находится по ссылке.
    Вуаля, можно приступать к изготовлению печатной платы.

    Изготовление печатной платы

    Плату делаю методом ЛУТ (Лазерно-Утюжная Технология). В конце поста есть ссылка на материалы, которые мне очень помогли.
    Приведу для порядка основны шаги по изготовлению платы:

    • Печатаю на бумаге Lomond 130 (глянцевая) нижнюю сторону платы.
    • Печатаю на такой же бумаге верхнюю сторону платы (зеркально!).
    • Складываю полученные распечатки изображениями внутрь и на просвет совмещаю (очень важно получить максимальную точность).
    • После этого степлером скрепляю листки бумаги (постоянно контролируя, чтобы совмещение не было нарушено) с трех сторон — получается «конверт».
    • Вырезаю подходящего размера кусок двустороннего стеклотекстолита (ножницами по металлу или ножевкой).
    • Стеклотекстолит нужно обработать очень мелкой шкуркой (убираем окислы) и обезжирить (я делаю это ацетоном).
    • Полученную заготовку (аккуратно, за края, не трогая очищенные поверхности) помещаю в полученный «конверт».
    • Разогреваю утюг «на полную» и тщательно утюжу заготовку с двух сторон.
    • Оставляю плату остыть (минут 5), после этого можно под струей воды отмачивать бумагу и удалять ее.

    После того, как кажется, что вся бумага удалена — вытираю плату насухо и под светом настольной лампы рассматриваю на предмет дефектов. Обычно находится несколько мест, где остались кусочки глянцевого слоя бумаги (выглядят как белесые пятнышки) — обычно эти остатки находятся в наиболее узких местах между проводниками. Я их удаляю обычной швейной иглой (важна твердая рука, особенно при изготовлении плат под «мелкие» корпуса).
    Далее плату травлю в растворе хлорного железа (не допуская недо- и пере-травливания).
    Тонер смываю ацетоном.
    Совет: когда делаете мелкие платы, сделайте заготовку под нужное количество плат, просто разместив изображения верхней и нижней части платы в нескольких экземплярах — и уже это «комбинированное» изображение «накатывайте» на заготовку из стеклотекстолита. После травления достаточно будет разрезать заготовку на отдельные платы.
    Только обязательно проверяйте размеры плат при вводе на бумагу: некоторые программы любят «чуть-чуть» изменить масштаб изображения при выводе, а это недопустимо.

    Контроль качества

    После этого делаю визуальный контроль (требуется хорошее освещение и лупа). Если есть какие-то подозрения, что имеется «залипуха» — контроль тестером «подозрительных» мест.
    Для самоуспокоения — контроль тестером всех соседствующих проводников (удобно пользоваться режимом «прозвонка», когда при «коротком замыкании» тестер подает звуковой сигнал).
    Если все-таки где-то обнаружен ненужный контакт — исправляю это острым ножом. Дополнительно обращаю внимание на возможные «микротрещины» (пока просто фиксирую их — исправлять буду на этапе лужения платы).

    Лужение, сверление

    Я предпочитаю плату перед сверлением залудить — так мягкий припой позволяет чуть проще сверлить и сверло на «выходе» из платы меньше «рвет» медные проводники.
    Сначала изготовленную печатную плату необходимо обезжирить (ацетон или спирт), можно «пройтись» ластиком, чтобы убрать появившиеся окислы. После этого — покрываю плату обычным глицерином и дальше уже паяльником (температура где-то около 300 градусов) с небольшим количеством припоя «вожу» по дорожкам — припой ложится ровно и красиво (блестит). Лудить надо достаточно быстро, чтобы дорожки не поотваливались.
    Когда все готово — отмываю плату с обычным жидким мылом.
    После этого уже можно сверлить плату.
    С отверстиями диаметром более 1мм все достаточно просто (просто сверлю и все — надо только вертикальность постараться соблюсти, тогда выходное отверстие попадет в отведенное ему место).
    А вот с переходными отверстиями (я их делаю сверлом 0,6мм) несколько сложнее — выходное отверстие, как правило, получается немного «рваным» и это может приводить к нежелательному разрыву проводника.
    Тут можно посоветовать делать каждое отверстие за два прохода: засверлить сначала с одной стороны (но так, чтобы сверло не вышло с другой стороны платы), а затем — аналогично с другой стороны. При таком подходе «соединение» отверстий произойдет в толще платы (и небольшая несоосность не будет проблемой).

    Монтаж элементов

    Сначала распаиваются межслойные перемычки.
    Там где это просто переходные отверстия — просто вставляю кусочек медной проволоки и запаиваю его с двух сторон.
    Если «переход» осуществляется через одно из отверстий для выводных элементов (разъемы, реле и т.п.): распускаю многожильный провод на тонкие жилы и аккуратно запаиваю кусочки этой жилы с двух сторон в тех отверстиях, где нужен переход, при этом минимально занимая пространство внутри отверстия. Это позволяет реализовать переход и отверстия остаются достаточно свободными для того, чтобы соответствующие разъемы нормально встали на свои места и были распаяны.
    Тут опять следует вернуться к этапу «контроль качества» — прозваниваю тестером все подозрительные ранее и полученные в ходе лужения/сверления/создания переходов новые места.
    Проверяю, что обнаруженные ранее микротрещины устранены припоем (или устраняю припаивая тонкий проводник поверх трещинки, если после лужения трещинка осталась).
    Устраняю все «залипухи», если такие все-таки появились в процессе лужения. Это гораздо проще сделать сейчас, чем в процессе отладки уже полностью собранной платы.
    Теперь можно приступать непосредственно к монтажу элементов.
    Мой принцип: «снизу вверх» (сначала распаиваю наименее высокие компоненты, потом те, что «повыше» и те, что «высокие»). Такой подход позволяет с меньшими неудобствами разместить все элементы на плате.
    Таким образом, сначала распаиваются SMD-компоненты (я начинаю с тех элементов, у которых «больше ног» — МК, транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы), потом дело доходит и до выводных компонентов — разъемов, реле и т.п.
    Таким образом, получаем уже готовую плату.
    Продолжение следует…
    P.S. «Двухканальный» модуль можно использовать для замены «проходных» выключателей (обычно ставятся в начале и конце лестницы между этажами и т.п. местах).
    P.P.S. Если использовать более плоские кнопочные выключатели, то при небольшой доработке можно сделать платы, которые уместятся в существующие монтажные коробки (т.е. не только для размещения в нишах гипсокартонных стен).
    P.P.P.S. Да, этот пост — развитие темы, которую я затронул ранее.
    Полезные ссылки:

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *