Световой выключатель освещения схем

Как работает схема подключения для проходного выключателя

Вопросы управления освещением или другими потребителями электрической энергии из разных мест для владельцев квартир и частных домов довольно актуальны.

В сельской местности домашний мастер может реализовать таким способом экономичное пользование наружными светильниками при переходах из жилого здания в зону хозяйственных построек, когда ему необходимо выполнить определенные работы, например, внутри гаража или мастерской.

Дистанционно управлять светом можно в городской квартире.

Для чего необходимо управление «Умным домом» голосом

«Умный дом» – это не просто дорогостоящая игрушка. «Умный дом» – это аппаратно-программный комплекс различных приборов и устройств, делающих жилище безопасным, комфортным, удобным для проживания.

Управление всеми этими приборами осуществляется с помощью разномастных ПДУ, которыми производители снабжают практически все свои изделия.

Как результат – в доме появляются несколько пультов, а обитателям его необходимо помнить алгоритмы работы с техникой.

Подача управляющих сигналов «Умному дому» от смартфона имеет свои минусы. Во-первых, гаджет необходимо постоянно носить с собой из комнаты в комнату.

Во-вторых, его аккумулятор может разрядиться, сам смартфон может потеряться, попасть в руки злоумышленников. Поэтому оптимальное решение для «Умного дома» – устройство голосового управления. Это устройство избавит обитателей дома от необходимости держать в каждой комнате по ПДУ, запоминать разные алгоритмы работы.

Такое управление в системе «Умный дом» приводит к ненужности разнокалиберных ПДУ, работающих на разные «точки входа».

Голосовое управление светом, любой кухонной техникой, отоплением, роботом-пылесосом, климат-контролем, системами безопасности можно осуществить из любого места дома.

При работе с голосом должны быть приняты меры для защиты от несанкционированного доступа в систему – система паролей, условных сигналов.

Для осуществления голосового управления освещением предварительно производится детальная настройка систем распознавания голоса.

Система должна распознавать голоса всех обитателей дома, а не только одного. Она должна уметь понимать команды «включить», «выключить», «ярче», «меньше», привязывать их к конкретным осветительным приборам.

Самодельная система голосового управления освещением

Сделать своими руками управление освещением голосом – задача не из простых. Для ее решения мало одного желания.

Необходимо тщательно продумать схему, рассчитать электрические параметры, подобрать комплектующие, определиться, какое программное обеспечение будет использовано, не потребуется ли его модификация, что может подойти из уже существующих разработок, что можно модифицировать. Желательно уметь работать с паяльником, с тонкой электроникой.

Но сделать самому голосовое управление светом по принципу «Вкл./выкл.» – это просто смастерить эффектную игрушку. Ведь если сделать так, что голосом можно управлять только включением или выключением отдельно взятого осветительного прибора или группы приборов, то почему нельзя такую же функцию распространить и на другие устройства?

Чтобы уже получилась законченная, открытая для расширения система, получившая название «Умный дом».

Готовые модули для работы с голосом

Любая подобная система начинается с модуля распознавания голоса. Первые структуры распознавания акустических сигналов реагировали на хлопки: один хлопок – «включить», два хлопка – «выключить».

Современные структуры распознавания голоса представляют собой сложные аппаратно-программные устройства, способные различать сотни командных посылок, поданных голосом, причем, голоса могут быть различного тембра, различной громкости, произносимые слова могут иметь синонимы.

Наиболее доступные для самоделок модули:

1. Voice Recognition Module V3.1 (FZ0475);
2. Robotech SRL EasyVR Shield0;
3. Voice Recognition Module LD3320;

Каждый из этих модулей имеет свои достоинства и недостатки. Elechouse Voice Recognition Module V3.1 ориентирован на работу с комплектом «Arduino».

Robotech SRL EasyVR Shield 5.0 имеет три алгоритма работы – точный, фонетический и тоновый. Voice Recognition Module LD3320 умеет редактировать ключевые слова.

Простейший голосовой выключатель освещения

Вначале следует определиться со схемой и комплектацией голосового выключателя света.

В простейшем случае в состав такого прибора войдут:

• модуль распознавания голоса;
• усилитель;
• контроллер;
• микрофон;
• управляющее реле (количество зависит от того, сколько осветительных приборов будет подключено к выключателю);
• блок питания на пять вольт;
• компоненты схем – светодиоды, резисторы, конденсаторы, симисторы, монтажные розетки и др.

Усилитель необходим для того, чтобы прибор мог воспринимать сказанные слова, поданные из любой точки помещения, а не только вблизи микрофона.

Контроллер собран на базе микроконтроллера «Аtmega8», имеющего собственные оперативное и постоянное запоминающие устройства.

Симисторы используются, во-первых, в качестве силовых ключей, а, во-вторых, в качестве диммеров, регулирующих яркость освещения. Протокол обмена информацией – UART.

Как работает голосовой выключатель

Алгоритм работы такого выключателя следующий. После первоначального включения необходимо выдержать паузу в несколько секунд для того, чтобы загрузился сам модуль распознавания голоса, инициировались все устройства прибора. Затем нужно установить защиту от несанкционированного включения.

Ведь сказать, к примеру, «включить свет» может каждый, и прибор отреагирует соответствующим образом. Это же относится и к сигналу, противоположному по значению.

Поэтому нужно задать комбинацию инициализации, для чего следует произнести условное слово, какое-нибудь имя. При произношении этого слова загорится сигнальный светодиод, подтверждающий, что прибор готов к работе.

Далее может последовать любая команда: «Включи люстру», «Включи торшер», «Включи ночник». Эти сигналы должны быть запрограммированы при настройках прибора. Команды распознаются модулем, передаются на контроллер.

Контроллер, в свою очередь, обрабатывает информацию и формирует управляющий сигнал на реле, включая заданное устройство. По команде «Выключи люстру», «Выключи торшер», «Выключи ночник», контроллер дает управляющий сигнал на отключение.

Включение голосового управления светом в систему «Умный дом»

Чтобы интегрировать голосовое управление освещением в систему «Умный дом», не нужно обладать специальными знаниями. Это просто сделать на базе комплектов «Arduino».

Чтобы система работала, нужно в каждой комнате разместить чувствительные микрофоны. Через модуль распознавания речи команды будут поступать на контроллер.

Предварительно контроллер через компьютер должен быть запрограммирован на определенные команды. Тогда из любого места в доме можно будет голосом управлять любым устройством в любой комнате, а при необходимости и во дворе.

Заключение

Существуют разработки для смартфонов, позволяющие управлять голосом системой «Умный дом».

Для этих разработок выпускается специальная периферия с кодами доступа.

Для самодельной системы, собранной на базе «Arduino» таких ограничений нет.

Можно делать и подключать к «Умному дому» любые устройства, а не только освещение.

Видео: Голосовое управление освещением Lutron, Alexa

Датчики движения – самый распространенный вариант

Чаще всего в доме система автоматического освещения организовывается путем установки датчиков движения. Такие приборы бывают самыми разнообразными:

• инфракрасными. Являются самыми безопасными в плане длительной эксплуатации в жилых помещениях. Они проводят оценку изменений теплового сигнала и при обнаружении разницы между посланным и принятым сигналом могут включать или выключать свет в комнате;

Инфракрасный датчик движения

• микроволновой и ультразвуковой датчик. Такие изделия чаще используются для автоматизации системы освещения на улице. Это связано с тем, что микроволновое управление светом, особенно при длительном использовании, может негативно сказываться на состоянии здоровья людей. Принцип работы микроволнового и ультразвукового датчика практически аналогичен. Разница заключается только в типе принимаемого и испускаемого сигнала: микроволны или ультразвук. Схемы организации таких устройств почти идентичны;

Микроволновой датчик движения

• комбинированный датчик. Такое управление светом, как и инфракрасное, является наиболее оптимальным для дома. Устройство комбинированного датчика содержит два типа сенсора, которые анализируют сигналы в контролируемой области.

Обратите внимание! Комбинированные и инфракрасные датчики дают минимальное количество ложных срабатываний.

Для правильной работы прибора нужны схемы подключения, которые обычно предоставляются производителями и находятся либо в инструкции к прибору, либо нанесены на бок упаковки. Схемы подключения могут иметь разный вид. Все зависит от модели прибора, с помощью которого планируется организовывать управление светом.
Монтаж датчиков движения возможен в любых помещениях дома, включая ванную комнату и туалет. Свет в такой ситуации будет включаться при вхождении человека в комнату, и выключаться при его выходе.
Кроме этого подобные устройства часто комбинируют с таким элементом, как автоматический выключатель света. Он может дополнять и другие типы устройств данной системы.

Как подключить приборы освещения на 12 Вольт

При решении вопроса, как подсоединить потолочные светильники, используются аналогичные схемы, различие заключается в следующем: кабель от распределительной коробки идет на выключатель, далее следует к преобразователю, а от его выхода подается на светильники.

При установке большого количества точечных светильников рекомендуется делить их на две группы и подключать к выключателю с двумя клавишами. Так как в результате получается две ветки, необходимо взять два устройства для понижения напряжения. Можно использовать выключатели с тремя клавишами или установить несколько одноклавишных устройств. Освещение в широких пределах осуществляется с помощью диммера.

Отличительной чертой перечисленных схем является наличие или отсутствие переходника. В остальном решение вопроса, как сделать точечный свет на потолке, не имеет различий.

Основные функции

Как работает датчик движения? Упрощенно, процесс выглядит так:

1. У сенсора есть обозримое поле. Оно указывается в документации, и сенсор устанавливается в соответствии с ним.
2. Когда в поле попадает движущийся объект, сенсор передает импульс в головное устройство.
3. ГУ подает сигнал на лампочку, и включается свет.

Принцип работы большинства моделей движения основан на определении освещенности обозримого поля. Если оно ниже заданной точки (например, стоит человек), то реле замыкается и ток идет к осветительному прибору.

Более продвинутые модели работают на ИК сенсоре, от чего их способность к определению куда выше.

Инфракрасный датчик движения для включения света работает так:

1. Человек постоянно испускает ИК (тепловое) излучение. Попадая в обозримую область, начинается процесс определения.
2. Тепловое излучение попадает на собирающую линзу (иногда устанавливают линзу Френеля). Она собирает сразу несколько пучков излучения и концентрирует их в 1.
3. Пучок света попадает на ИК сенсор и отправляет импульс на ГУ.
4. От ГУ электрический ток идет в лампочку.

Принципиальной разницы между тем, как подключить инфракрасный датчик движения или световой — нет. Они устанавливаются одинаково и вы можете использовать нижеизложенные инструкции для любого сенсора. Удобно то, что покупать готовый заводское устройство не понадобится.

Датчик движения можно сделать своими руками из сенсора и отдельно купленного (или собранного) ГУ.

Выводы и полезные видео по теме

О том, как на практике применение схем подключения сквозных коммутаторов из нескольких мест, можно узнать из представленных видео.

Порядок подключения проводов в распределительной коробке:

Инструкция по подключению 2-х местного автомобиля:

Анализ возможных ошибок:

Появление и внедрение устройств этого типа в электрические сети может быть не столь значительным, но они все же повлияли на удобство использования. Более того, решения, основанные на сквозных переключателях, фактически приводят к экономии энергии.

Между тем совершенствование устройств не прекращается. Периодически появляются новые разработки, например, похожие на тактильные переключатели.

У вас есть что добавить или есть вопросы по подключению сквозного коммутатора? Вы можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться своим опытом организации электросетевого хозяйства. Форма обратной связи находится в нижнем блоке.