Применение импульсных реле для управления освещением

Несколько видов схем подключения

Существует несколько вариантов монтажа, каждый из которых имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Обозначение контактов реле РИО-1 имеет следующую расшифровку:

• N – нулевой провод;
• Y1 – вход включения;
• Y2 – вход выключения;
• Y – вход включения и выключения;
• 11-14 – коммутирующие контакты нормально-открытого типа.

Эти обозначения используются на большинстве моделей реле, но перед подсоединением в цепь следует дополнительно ознакомиться с ними в паспорте изделия.

Представленная схема электрификации используется для управления светом из трех мест посредством реле и трех кнопочных выключателей без фиксации положения

В этой схеме силовые контакты реле используют ток в 16 А. Защита цепей контроля и освещения осуществляется автоматическим выключателем 10 А. Следовательно провода имеют диаметр не меньше 1,5 мм2.

Соединение кнопочных коммутаторов выполнено параллельно. Красный провод – фаза, идет через все три кнопочных выключателя на силовой контакт 11.

Оранжевый провод – фаза коммутации, приходит на вход Y. После чего выходит из клеммы 14 и идет на лампочки. Нулевой провод с шины соединяется с клеммой N и со светильниками.

Если свет изначально был включен, то при нажатии на любой включатель свет погаснет — произойдет кратковременная коммутация фазного провода на клемму Y и контакты 11-14 разомкнутся.

То же самое произойдет при последующем нажатии на любой другой выключатель. Но контакты 11-14 изменят положение и свет включится.

Преимущество приведенной схемы перед проходными и перекрестными выключателями очевидно. Однако при коротком замыкании обнаружение повреждения вызовет некоторые сложности, в отличие от следующего варианта.

Такая схема позволит сэкономить на проводах, т. к. сечение кабелей управления можно уменьшить до 0,5 мм2. Однако придется приобрести второй аппарат защиты

Это менее распространенный вариант подключения. Он такой же, как предыдущий, но цепи управления и освещения имеют свои автоматы защиты на 6 и 10 А соответственно. Это облегчает выявление неисправностей.

Если возникает необходимость управлять несколькими группами освещения отдельным реле, то схема несколько видоизменяется.

Такой метод подключения удобно использовать, чтобы включать и выключать освещение целыми группами. Например, сразу погасить многоуровневую люстру или освещение всех рабочих мест в цеху

Еще одним вариантом использования импульсных реле является система с централизованным управлением.

Схема удобна тем, что можно выключить все освещение одной кнопкой, уходя из дома. А по возвращении, включить его таким же образом

В эту схему добавляются два выключателя для замыкания и размыкания цепи. Первая кнопка может только включить группу освещения. При этом фаза от выключателя «ВКЛ» придет на клеммы Y1 каждого реле и контакты 11-14 замкнутся.

Выключатель размыкания работает аналогично первому выключателю. Но коммутация осуществляется на клеммы Y2 каждого коммутатора и его контакты занимают положение размыкания цепи.

Что такое импульсное реле

Существуют импульсные реле самых разных модификаций — с креплением на DIN-рейку, установкой в распред. коробку, встраиваемые в светильник, но принцип самой работы у всех одинаковый — при нажатии кнопки выключателя кратковременный импульс поступает на катушку реле. Контакты реле замыкаются, переходя в состояние ВКЛ. — нагрузка включается. Повторное нажатие кнопки выключателя, либо кнопки другого выключателя приводит к переключению силовых контактов в состояние ВЫКЛ. – нагрузка отключается. Итак каждый раз при нажатии кнопки любого из выключателей, контакты импульсного реле будут менять свое состояние на противоположное. Так как импульсное реле имеет два стабильных состояния — ВКЛ. или ВЫКЛ. его еще называют бистабильным.

Иногда может встречаться еще название блокировочное реле. Само устройство импульсных реле бывает двух разных типов – электронное, с релейными или полупроводниковыми выходами и управлением на базе микроконтроллера, либо электромеханическое, с катушкой управления и механическими контактами. Оба типа имеют свои достоинства и недостатки, но я бы все таки посоветовал электромеханические – они более надежны. Электронные довольно чувствительны к перенапряжениям в сети, реагируют на сетевые помехи, в результате чего могут происходить ложные срабатывания. Также импульсные реле различаются по рабочему напряжению катушки – 12 В, 24 В, 130 В, 220 В. При выборе реле стоит об этом помнить.

Схема импульсного реле

Кстати, про выбор. А он довольно богатый. Из тех, с которыми приходилось сталкиваться это ABB E250, E290, Schneider Acti 9 ITL, F&F Евроавтоматика BIS 411, Меандр РИО1. И все они зарекомендовали себя с хорошей стороны. Выводы, обозначенные как A1 и A2 — это контакты катушки реле. Контакты 1 и 2 — замыкающие (размыкающие) контакты. Они рассчитаны на ток 16 А при коммутации активной нагрузки. Перключатель I-O служит для приоритетного выбора (контакты реле в зависимости от положения переключателя будут изначально замкнуты или разомкнуты) и ручного управления. Перключатель auto — OFF служит для отключения дистанционного управления для проведения технических работ.

Фаза через автомат приходит на контакт 1 импульсного реле и на кнопочные выключатели, которые соединяются между собой параллельно. На схеме изображены два выключателя, но таким же образом можно подключить и три и пять выключателей. С выключателей фаза уходит на контакт катушки реле А1. С контакта 2 фазный проводник идет на нагрузку. На клемму А2 катушки приходит проводник с нулевой шины, с нее же ноль уходит на нагрузку. Все просто. Таким же образом можно подключить и несколько импульсных реле для разных групп освещения.

Здесь добавляются два выключателя ВКЛ. и ОТКЛ. которые подключаются на клеммы ON и OFF соответственно. Их можно поставить непосредственно при входе в дом. При нажатии кнопки ВКЛ. свет будет включаться во всем доме. Кнопка ОТКЛ. будет полностью выключать все освещение в доме. В данной схеме реле Acti 9 ITL, которое мы рассматривали ранее не подойдет, можно задействовать Acti9 ITLc от того же Schneider Electric. По моему мнению, применение импульсных реле значительно упрощает управление освещением в более менее сложных схемах. В случае управлением с двух мест небольшого коридора, повторюсь, вполне достаточно будет обычных проходных выключателей, так как покупка импульсных реле будет экономически нецелесообразна.

Импульсные реле на планке

Использование выключателей

Исходя из конструкции импульсных реле, очевидно, что они не могут самостоятельно обеспечивать срабатывание — им требуется внешний источник сигнала управления. В данной роли к ним на помощь приходят кнопочные или клавишные выключатели, которые от стандартных отличаются наличием лишь одной стабильной позиции. Это значит, что после нажатия на такой выключатель он самостоятельно возвращается в исходное состояние, успев замкнуть цепь на время, достаточное для отправки сигнала катушке реле.

Благодаря этому количество одновременно подключенных к одному реле выключателей не ограничено и зависит только от количества необходимых точек размещения. Место установки выключателя также ничем не ограничено и может быть выбрано произвольно, в зависимости от потребностей.

Многие однопозиционные выключатели в своей конструкции имеют индикатор включения — обычно это светодиодная лампа, которая показывает, включено ли освещение в данной цепи или нет. Это может быть полезно, если с точки расположения выключателя не видно место, где размещен сам осветительный прибор.

Ассортимент выпускаемых современной промышленностью выключателей с одним нормально открытым контактом очень широк. Врезной и накладной способы компоновки позволяют использовать различный способ размещения выключателя на стене. Различные цветовые и декоративные решения позволяют полноценно применять современные выключатели в формировании дизайна помещения.

Если приобрести выключатель с двумя-тремя кнопками или клавишами, станет возможным с одной точки включать или выключать свет в нескольких сетях с импульсными реле. Например, в случае, когда рядом с выключателем расположена лестница, а наверху, чуть далее, коридор — можно включить свет с одного двухкнопочного выключателя.

Использование бистабильных реле

Бистабильное реле или импульсное реле управляется путем подачи на них короткого импульса. Принцип работы бистабильного реле достаточно прост, и он заключается в следующем. В распределительном щитке к контактам реле будет подключаться цепь освещения, которая питает определенную группу светильников. Кнопки управления, по которым в дальнейшем будет осуществляться подача импульса на бистабильное реле будут подключаться параллельно друг к другу и к контактам, которые расположены в бистабильном реле. Соответственно к реле можно подключить неограниченное количество кнопок для управления освещением.

Модели бистабильного реле Legrand

Основным достоинством использования бистабильного реле является то, что для коммутации осветительных цепей будет достаточно короткого импульса – нажатия кнопки. Клавиши проходных выключателей в свою очередь будут иметь два положения. Также кнопки можно считать более надежными по сравнению по сравнению с выключателями. В бистабильном реле присутствует две пары силовых контактов, но управление реле осуществляется всего одной кнопкой.

При первом нажатии на кнопку будет замыкаться первая пара контактов. При втором нажатии замыкается вторая пара силовых контактов. При третьем нажатии будет будут замыкаться обе пары контактов. Для управления двумя отдельными группами ламп будет использоваться одна и та же кнопка.

Импульсное реле для управления несколькими точками освещения

В специализированных магазинах вы также можете встретить бистабильное реле, которое имеет несколько цепей управления. Каждая из этих цепей будет выполнять разнообразные функции. Например, одна цепь будет отвечать за включение и выключение цепи, а вторая будет отвечать только за отключение. В этом случае первая кнопка будет использоваться для того, чтобы выполнять управление светильниками с нескольких мест. В вторая может объединяться с отключающими цепями и предназначается она для управления осветительными приборами с других комнат.

Эта функция будет актуальной для домов, которые имеют большую площадь. Как видите, бистабильное реле по сравнению с проходным выключателем имеет достаточно высокую функциональность. Делать выбор определенного устройства следует в зависимости от личных потребностей. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Разновидности

Беспроводные выключатели классифицируются по трем основным признакам:

1. Способу управления освещением. Предлагаемые сегодня торговлей девайсы оснащаются кнопочными или сенсорными переключателями, пультами дистанционного управления (ДУ).
2. Возможности плавной регулировки потока света. Изменение интенсивности освещения производится длительным нажатием на специальную кнопку устройства с встроенным диммером.
3. Количеством управляемых осветительных приборов. Существуют беспроводные ДВ, рассчитанные на 1-2-3 и более групп светильников с разным количеством ламп.

Применение дополнительных опций позволяет настраивать функцию задержки исполнения команды на несколько секунд. Она позволяет, например, пользователю совершить ряд действий при включенном освещении до погружения комнаты в полную темноту.

С пультом управления

Наряду с встроенными выключателями, дистанционное управление единичными осветительными устройствами или большими группами светильников может осуществляться с кнопочного брелока или пульта ДУ. На каждый канал на пульте отводится по две кнопки. Одной включают электропитание и увеличивают яркость свечения, другой снижают интенсивность света или отключают электроприборы.

Включение/выключение нагрузки осуществляется кратковременным нажатием кнопкив течении 0,1–1 с, а регулировка светового потока производитсяудержанием той же кнопки более 1 секунды. В заводскую комплектацию входят винты для настенного крепления аксессуара.

Многоканальный радиовыключатель

В многоканальном радиовыключателе допускается настройка до 8 каналов, подключаемых к системе освещения. Это позволяет регулировать освещение во всей квартире или комнатах в доме.

Чтобы не было путаницы, радиовыключатели запоминают адреса исключительно «родных» пультов и выполняют только команды своего битрейта.

Он задается определенной скоростью передачи и приема информации, измеряемой в кбит/с, при этом частота передаваемого сигнала 30-40 кГцостается неизменной. Основой каждого пульта служит генератор импульсов, сигнал которого модулируется кодом определенной команды. Некомплектный пульт ДУ можно отвязать и привязать к девайсу, если его уникальный номер совпадает с аналогичным кодом выключателя.

Сенсорные панели

Внешне сенсорная панель представляет экран из кристаллического стекла с нанесенной разметкой, визуализированной подсветкой. Кратковременным прикладыванием пальца осуществляется коммутация, а удержанием в обозначенном месте панели производится регулировка освещенности диммером. Вносимая от соприкосновения емкость человека меняет параметры конденсатора в электростатическом поле, вырабатывается управляющий сигнал, от которого запускается схема коммутации выключателя. Отсутствие в конструкции механических клавиш увеличивает ресурс работы беспроводных ДВ до 100 тыс. включений.

Wi-Fi или радиочастотные

Наличие Wi-Fi-расширения в смартфоне, планшете или компьютере с выходом в интернет позволяет управлять освещением, используя гаджет  по аналогии с пультом ДУ.При отправке определенной команды с гаджета после щелчка на пиктограмму устройства и соответствующий значок действия в ней, передатчик вырабатывает импульс. Затем он преобразуется в сигнал радиочастоты 2,4 ГГц или 5 ГГц Wi-Fi-роутера, который «ловит» приемник устройства, находящийся в зоне покрытия маршрутизатора.

Принцип работы и внешний вид

Если говорить обобщенно, реле представляет собой электрический механизм, замыкающий или разрывающий электрическую цепь. Его работа осуществляется исходя из электрических или других параметров, которые на него действуют.

Выбирая режим работы реле нужно руководствоваться частотой включений, величиной тока, а также характером испытываемых нагрузок.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

• Катушки.Катушка является медным проводом, который намотан на немагнитный материал; может находиться в тканевой изоляции или быть покрытым специальным лаком, который не пропускает электричество;
• Сердечника.Он содержит железо и приходит в действие при проходе тока через витки катушки;
• Подвижного якоря.Такой якорь является пластиной, крепящейся к якорю, он воздействует на замыкающие контакты;
• Контактной системы.Она является переключателем состояния цепи.

В основе работы реле – электромагнитная сила, появляющаяся в сердечнике катушки при пропускании через нее тока.

Катушка является втягивающим устройством, в котором сердечник связан с подвижным якорем. Он и приводит в действие силовые контакты. А к катушке можно дополнительно подключать резистор для увеличения точности срабатывания.

Разновидности и характеристики импульсных реле

Импульсные реле могут иметь модульную конструкцию, для установки на DIN рейку в щитке, но, также выпускаются устройства различных размеров и форм, имеющие иной способ крепления. Модульные устройства, выпускаемые различными производителями, также могут отличаться внешним видом. Например, импульсные реле фирмы ABB, Schneider Electric, имеют индикаторы работы и ручной рычажок управления механизмом.

Будет интересно Описание и принцип работы соленоидов

Обозначение клемм подключения тоже может различаться. По ходу развития, изделия одной марки также изменяются. Например, реле ранее популярной серии E251 от компании ABB уже снятое с производства, выглядит так, а его аналог Е290, теперь имеет несколько иной вид. Различаются внутренней схемой также серии от одного изготовителя. Основными характеристиками импульсных реле являются:

• Количество и первоначальное состояние контактов;
• Номинальное управляющее напряжение;
• Ток срабатывания катушки;
• Номинальный ток силовой цепи;
• Длительность импульса управления;
• Количество подключаемых выключателей;

Последняя указанная характеристика зависит от наличия ламп подсветки в выключателях, суммарный ток которых может привести к срабатыванию катушки. Если импульсное реле электронное, то оно подвержено влиянию радиопомех и наводок от окружающих силовых цепей. Поскольку существует большое разнообразие бистабильных реле, то без привязки к конкретному производителю можно рассмотреть лишь обобщённую схему подключения.

Схема срабатывания реле

Общей особенностью данных реле является то, что они не имеют встроенной защиты от перегрузки и должны быть защищены с помощью автоматических выключателей.

Поскольку для срабатывания катушки требуется незначительный ток, по сравнению коммутируемой нагрузкой, то цепи управления могут осуществляться при помощи кабелей с поперечным сечением жил 0,5 мм², но в этом случае для данной электропроводки должен быть установлен отдельный защитный автомат, для предотвращения возгорания проводов при их коротком замыкании.

Как правило, производители указывают время, в течение которого катушка может находиться под напряжением. Например, у ABB оно не ограничено, но у менее именитых брендов импульсные реле могут нагреваться, когда в цепи катушки будет электрический ток продолжительное время, поэтому, покупая импульсное реле, необходимо уточнять данный параметр, ведь возможны случаи, когда случайно передвинутая мебель окажется причиной постоянного нажатия кнопки выключателя.

Если заглянуть в каталог ABB, то можно увидеть что существуют импульсные реле (старая серия — E256, новый аналог E290-16-11/), имеющие по одному нормально открытому и закрытому контакту, фактически работающие в режиме переключателя. Такие устройства могут использоваться для управления осветительными системами на производстве, для переключения между основным и дежурным освещением. Благодаря такой функции производственное помещение никогда не окажется в темноте по вине персонала, забывшего включить дежурный свет – переключение осуществляется одним нажатием на клавишу выключателя.

Импульсное реле с цифровым управлением

Существует также возможность управлять освещением как локально (управляется одно импульсное реле при помощи нескольких параллельно подключенных кнопок), так и централизованно, (одновременно для нескольких одинаковых устройств) при помощи двух клавиш – включения и выключения. Например, схема подключения реле серии E257. Здесь нажатием центральных кнопок (ON, OFF) управляются все реле, плюс каждое имеет свое локальное управление. В обновлённой линейке ABB используется принцип комбинирования модулей для создания многоуровневых управляющих систем.

Использование различного управляющего напряжения также расширяет функциональные возможности устройств управления освещением. Для примера, импульсное реле серии E251-24 (его обновлённый аналог E290-16-10/24)управляется постоянным напряжением 12В (или переменным 24В), что делает безопасной работу выключателей, находящихся во влажных средах, где есть риск поражения электрическим током.

Будет интересно Что такое тепловое реле

Такое устройство с успехом может использоваться для управления освещением в бане или сауне, где применение устройств, работающих с сетевым напряжением, не допускается. К тому же низковольтный управляющий сигнал может генерироваться различными компьютеризированными устройствами, что позволяет автоматизировать процессы управления освещением.

Количество выключателей

Многие могут вспомнить ситуацию, когда по центру потолка большого зала висит огромная люстра. Как правило, на ней установлено несколько лампочек, потребляющих огромную мощность для освещения всего помещения. Впрочем, свою задачу она выполняет недостаточно эффективно, поскольку свет распределяется неравномерно по комнате, а максимально концентрируется под своим источником. Такая проблема решается монтированием нескольких ламп, расположенных на равномерном расстоянии друг от друга. Причем включать их можно по отдельности.

Такая практика приводит к необходимости установки нескольких или даже около дюжины автоматических выключателей, что, очевидно, нецелесообразно. Однако при этом можно заменить одинарный на двойной, что широко применяется в течение многих лет. Тройные выключатели появились позже всего и позволили управлять тремя источниками света с одной коробки.

Они позволяют достаточно комфортно контролировать электрическое освещение. Однако многим нравится, когда управление этим процессом максимально простое (а еще лучше, когда выключение можно провести дистанционно). Собственно, производители для этой цели предлагают несколько решений в виде умных выключателей света, которые будут рассмотрены ниже.

Модификации на 12 В

Бистабильное реле (12 вольт, автомобильное) подходит для контакторов проводного типа. Часто оно используются в системах управления светом. Катушки для модификаций подходят разной частотности и диаметра. Если доверять специалистам, то резисторы разрешается подбирать операционного типа с открытой обкладкой. При этом модуляторы применяются только на тиристоре, а проводимость у элемента будет составлять около 3 мк.

Трансиверы под реле подбираются отрицательной направленности. Номинальное напряжение в устройствах может сильно понижаться. Происходит это вследствие возрастания нагрузки на конденсаторах. Для повышения параметра напряжения используются тетроды, которые работают от преобразователей. Фильтры под них устанавливаются с проводимость от 10 мк.

Подключение и привязка (программирование) дистанционного выключателя

Как уже говорилось ранее, подключение проводов питания 220В и проводов выхода на лампочку в радиомодуле, можно сделать непосредственно в распредкоробке, если позволяет место. Или в самом светильнике под потолком.

Причем главное подвести ноль и фазу на вход, а на выход иногда достаточно пустить только фазный проводник (ноль при этом идет напрямую).

При первой подаче напряжения может ничего не произойти, сколько раз ни нажимайте клавишу. Потому как нет привязки. Для того, чтобы запрограммировать дистанционный выключатель к модулю-приемнику, проделываете следующие операции:

зажимаете на радиомодуле центральную кнопку, и дожидаетесь пока светодиод не начнет быстро моргать

в этот момент плавно нажимаете на клавишу

При правильной привязке, после нажатия клавиши, будет слышен характерный щелчок срабатывания релюшки. Светодиод в коробочке будет гореть постоянно. При следующем нажатии отключаться.

Для того, чтобы добавить второй в схему, проделываете ту же самую процедуру, что и с первым. Вновь зажимаете кнопку, ждете пока диод начнет быстро мигать и нажимаете на выключатель №2.

Один и тот же светильник можно включать и выключать с абсолютно разных и удаленных друг от друга мест.

При этом вы избавляетесь от кучи лишних проводов, распредкоробок, работ по штроблению и последующей штукатурке и отделке стен и потолков. И все это, за какие-то 800 рублей!

Такую же самую привязку можно сделать с тремя, четырьмя и более переключателями, пультом или брелком управления.

Чтобы отвязать и стереть из памяти приемника связь с выключателями, достаточно продержать нажатой кнопку настройки более 5 секунд. Как только светодиод начнет моргать медленно, отпускайте кнопку. Прибор будет распрограммирован.

Централизованное управление освещением одной кнопкой

На моделях с так называемым центральным или централизованным управлением, помимо вышеперечисленных, есть еще дополнительные клеммы ON и OFF.

При подаче напряжения на них, реле принудительно либо отключается (OFF), либо включается (ON).

Они используются при сборке схемы с мастер кнопкой или мастер выключателем. То есть, выходя из дома, всего с одной кнопки вы централизованно можете отключить свет на всех этажах и во всех комнатах.

Вот такая схема собранная на несколько групповых светильников, подключенных от разных импульсных реле. Заметьте, что в данном случае все реле должны быть именно с центральным управлением, иначе схема работать не будет.

Схема №2 — с центральным управлением У имульсников ABB блок центрального управления можно докупить отдельно и присоединить его с левой стороны от реле E290.

Только будьте предельно внимательны при сборке такой схемы управления в трехфазном щите на 380В.

При наличии трехфазки, некоторые группы освещения запитывают от разных фаз, дабы равномерно распределить нагрузку.

В этом случае нельзя все контакты OFF и ON на релюшках соединять перемычками, как это зачастую и делают в однофазных щитках. Придется выносить все цепи управления на отдельный автомат и именно с него подавать одноименную фазу для вкл-выкл всех импульсных реле одновременно.

И то, такое возможно при использовании эл.механических моделей. Для электронных придется делать развязку через промежуточные реле.

Схемы освещения с использованием бистабильных импульсных реле

Несмотря на то, что основное управление освещением в умном доме осуществляется с помощью различных гаджетов, человек не всегда может воспользоваться ими. К примеру, проснулся человек и захотел в туалет с умным унитазом. Спросонья он с трудом сможет найти пульт управления, зайти в необходимое меню и произвести остальные манипуляции. Это особенно актуально для детей. В этом случае рядом с кроватью устанавливают кнопку, нажать на которую спросонья сможет даже ребенок. Электрический импульс переведет реле в другое (включенное) состояние. Для выключения света достаточно нажать на кнопку еще раз. Эта же схема пригодится, если человек спросонья заблудился и не смог найти нужную дверь. В таком состоянии он тем более не сможет эффективно воспользоваться панелью управления умного дома. А вот нажать на кнопку, расположенную в удобном месте, он вполне сможет.

Импульсное реле РИО-1 на Дин рейку

Эту же схему можно использовать и в том случае, если по каким-то причинам нежелательна установка датчика движения для управления светом. С ее помощью человек сможет воспользоваться освещением без пульта управления умным домом, когда сочтет, что это действительно необходимо. Еще одна схема с использованием электронных реле позволяет синхронно выключать или включать все приборы. Для этого на соответствующий вывод реле подают импульс напряжения.  Чтобы эффективно использовать электронное бистабильное реле, придется установить стабилизатор напряжения и качественный фильтр, гасящий помехи.

Схема освещения с использованием импульсного реле

Еще одно преимущество бистабильных реле в том, что использование нескольких проходных переключателей для управления освещением сильно усложняет схему проводки. Ведь чем больше проходных переключателей, тем сложней ими пользоваться при параллельном подключении. Чтобы включить свет, можно воспользоваться любым из переключателей, а для выключения света придется найти тот, который включен. Установив импульсное реле, вы сможете заменить все проходные переключатели обычными кнопками. Подключив все кнопки параллельно, вы получите возможность управлять освещением с любой из них.