Малък умен дом с реле с памет
Импулсните релета са отлична алтернатива за управление на осветлението от няколко места, но те не са победили традиционната алтернатива - решенията с кръстосани ключове, като една от причините за това може би са допълнителните устройства, повече кабели и допълнителните разходи за монтаж. С появата и бързото разпространение на системите за " умни къщи" популярността им допълнително се влоши, тъй като една " интелигентна" система по подразбиране също може да работи с импулсни релета. Но не всеки иска цялостна "умна къща", а само известна "интелигентност" за по-удобно управление би подобрила значително системата.
Една такава необходимост е, когато са инсталирани няколко осветителни кръга, например в общото голямо пространство на дневната-кухнята-трапезарията, които, разбира се, биха искали да се управляват поотделно, но функцията "All On" и "All Off" също би била полезна. Предлагат се и специални импулсни релета с общ управляващ вход, ... но нека си признаем, че с тях би било твърде лесно, няма нищо предизвикателно.
Превключване "All On" и "All Off"
На фигура 1 шест осветителни вериги се управляват с импулсни релета, така че отделните вериги могат да се управляват поотделно, независимо една от друга или в група. За да функционират правилно, трябва да използваме малко по-различни решения от традиционните инсталации с импулсни релета. Първото нещо, което може да се забележи, е, че това не е обикновен бутон за отделно управление на всяка верига, а бутони с превключващи контакти - като например тип 21151, наличен в дизайна на LOGUS90. Причината за използването му е отделянето на отделните управления от общите управляващи проводници. Следователно в една основна ситуация се дава приоритет на съвместното управление.
Другата важна разлика е, че ние използваме импулсно реле тип MR-42 с два безпотенциални и независими превключващи контакта, което вече няколко пъти сме включвали в предишните ни схеми. По същество това е импулсно реле, но чрез свързване на клемите B1 - B2 "програмираме" двете релета за паралелна работа - вж. фигура 2. Канал 1 на импулсното реле превключва съответната осветителна верига, докато канал 2 предоставя информация за състоянието на даденото импулсно реле на общото управление, т.е. "показва" дали конкретната осветителна верига е включена или изключена.
Как работи?
Местните бутони могат да се използват за директна промяна на състоянието на импулсното реле, свързано с бутона, и в състояние по подразбиране то "активира" общото управление в посока, противоположна на текущото му състояние. Благодарение на превключващите контактни бутони съвместното управление може да влезе в сила само ако локалните бутони са в положението си по подразбиране, т.е. не са натиснати. Единствено канал 2 на импулсното реле предава сигнал към входа ON/OFF, който е в състояние, противоположно на функцията на натиснатия общ бутон "All On" или "All Off":
- Ако се натисне бутонът "All On", импулсните релета, които са включени, няма да реагират, а тези, които са изключени, ще се включат.
- ако е натиснат бутонът "All Off", импулсните релета, които са изключени, няма да реагират, а тези, които са включени, ще се изключат.
При тълкуване на операцията имайте предвид, че входът ON/OFF работи с нарастващ фронт, така че импулсното реле се включва, когато се появи управляващото напрежение, и няма значение колко време напрежението остава върху него. Релето не реагира на изключване на управляващия сигнал.
Проектираните на чертежа бутони "All On" (Всички включени) и "All Off" (Всички изключени) са нормални бутони от типа 21151 на конструкцията LOGUS90.
В горното свързване са използвани отделни бутони за общо включване и изключване.
Ако става въпрос за импулсно реле, би било хубаво да се управлява всичко, включително общото управление, с "един бутон".
В настоящото ни писмо продължаваме разсъжденията си за съвместния контрол на импулсно релейно осветление. При бутонното или превключващото управление на "истинските" интелигентни къщи почти всички опции могат да бъдат избрани или реализирани чрез програмиране и дори е възможно да се комбинират. По този начин една осветителна верига в интелигентна къща може да се управлява традиционно, т.е. с обикновен еднополюсен ключ и/или с два отделни ключа и/или с бутон под формата на импулсно реле и/или с отделен бутон за включване и изключване, както може да се види на електрическата схема от предишното писмо. Но можете също така да манипулирате броя на натисканията на бутона или продължителността на натисканията на бутона. Като допълнително "умножаваме" електрическата схема от предишното ни писмо с малка модификация, показваме как общото включване и изключване с един бутон може да се реши и с управление с импулсно реле.
Едно "умно" реле за време решава всичко
Електрическата схема на фиг. 3 показва допълненията и модификациите, които са необходими, за да се преобразува основната схема, описана в предишното писмо, в управление с един бутон.
Бутоните с превключващи контакти остават за независимо управление, но за съвместно управление е достатъчен традиционен бутон с изключващ контакт. Разбира се, той е достатъчен само ако решим, че върху двата общи управляващи проводника няма напрежение и че не остава напрежение в положение по подразбиране, в противен случай не би било възможно да се управляват самостоятелно отделните вериги, - затова общият управляващ сигнал трябва да се изпрати на входовете на релетата като импулс.
Този импулс се осигурява от вече добре познатото многофункционално реле за време CRM-91H, докато общото управление с един бутон за включване/изключване се осигурява от действително импулсно реле MR-41.
Как работи?
Работата на независимото управление е същата като основната работа на MR-42 - в паралелен режим (свързани B1 - B2), както при предишното свързване. Работата на общото управление може да се види ясно на електрическата схема на фигура 3 и на схемата на работа на фигура 4.
Бутоните на превключвателя на независимото управление все още "разрешават" съвместното управление в празен ход, положение по подразбиране. При натискане на бутона на общото управление входът "S" на релето за време и входът ON/OFF на MR-41 получават едновременно сигнал за стартиране. Изходът на MR-41 се превключва, но на него все още не се появява напрежение, тъй като изходът на релето за време все още не се е превключил към него поради забавеното превключване.
По този начин релето за време подава забавения импулс, необходим за превключване на релетата MR-42, а контактът за превключване на MR-41 запаметява състоянието преди следващото натискане на бутона като цифрова еднобитова памет.
Ако импулсните релета, управляващи осветлението, са монтирани в разпределителен шкаф, тогава бутоните в стаите обикновено се свързват към входовете за включване/изключване на релетата с по два проводника на бутон, което е напълно достатъчно за управление. В представените досега схеми на свързване използвахме бутони с превключващи контакти, за да можем да изключим местното управление от общия управляващ проводник. Това обаче изисква три проводника от бутона. По-нататък представяме вариант за изграждане на вече съществуващата двупроводна система с общо управление.
За какво са достатъчни два проводника?
Двата проводника, идващи от бутоните, са достатъчни само за управление на едно нормално реле с превключващ контакт за всяко импулсно реле - и с това решихме задачата. Системата, допълнена с общо управление, ще работи като разгледаната по-рано версия, оборудвана с бутони за превключване, само че контактите на релетата поемат ролята на контактите за превключване на бутоните. Няма проблем с решението, възникват само две "дреболии":
- Има ли място в разпределителния шкаф, напр. за инсталиране на 6 релета до импулсните релета на показаните 6 осветителни кръга? Не забравяйте и допълнителното реле за време и импулсното реле, така че ще е необходимо място за приблизително 8 модула (това е минимумът, при условие че не е необходимо да се поддържат разстояния за електромагнитна съвместимост и отопление поради други модули).
- Искаме ли да увеличим разходите с допълнителни 6 релета, особено ако има по-благоприятно решение?
Логическите връзки са различни
Преди да продължим, нека да погледнем малко назад. Преди няколко седмици се занимахме с логическите връзки "ИЛИ" и логическите връзки "И", които могат да се реализират с контакти. За общото управление на импулсни релета също трябва да използваме такава логическа връзка, по-конкретно "ИЛИ" гейт, така че релето винаги да превключва независимо откъде идва управляващият сигнал.
Една от най-лесно реализираните логически връзки "ИЛИ" може би идва от времето на разцвета на цифровите схеми, когато интегралните схеми не са били толкова разпространени, но вече е съществувала полупроводниковата технология и диодът като елемент на схемата е бил познат. Той е най-известен с използването си като токоизправител в постояннотокови захранвания, но е подходящ и за много други функции и има много специални видове. Диодът е евтин компонент и може да се използва за работа по логиката "ИЛИ", но само във вериги за постоянен ток.
Фигура 5 може да се използва за анализ на работата на логическите връзки на диода. Вероятно ще забележите, че тя е доста различна от контактните версии. Въпреки това те определено са едни и същи: резултатите от логическите операции са едни и същи. За нашето решение ще използваме връзката "ИЛИ", но за пълнота ще покажем и логиката "И" на диода (решенията могат да се различават според положителната и отрицателната логика, но тук няма да ги разглеждаме).
Състоянието на изхода винаги зависи от това, дали диодите са отворени или затворени, т.е. дали са проводими или не. Един диод провежда, когато между двата му извода, анода и катода, има напрежение в посока на отваряне, което например при силициевите диоди обикновено е 0,5 - 07 V. Това напрежение се измерва върху диода, поради което винаги изкривява изходното напрежение, което в този случай не е проблем.
Анализираме само действието на връзката "ИЛИ":
- ако и двата входа са на ниско ниво (0 V), нито един от диодите не може да се отвори, следователно изходът също ще бъде близо до 0 V през токоограничаващия резистор, което съответства на логическото ниво "0" (ниско ниво)
- ако някой от диодите или и двата диода получат напрежение в посока на отваряне, тогава на изхода се появява входното напрежение, намалено с напрежението върху диода, което ще бъде логическо ниво "1" (високо ниво).
Фигура 6 илюстрира как това е полезно за нас при управлението на импулсни релета:
Диодната логика работи правилно само в постояннотокови вериги, поради което всички устройства, използвани във веригата, са с UNI захранване (AC/DC 12 - 240 V). Външните входове на управляващите релета на ELKO EP (времеви релета, импулсни релета и т.н.) обикновено могат да се управляват от потенциала на клемната точка "A1". При захранване с променливо напрежение няма значение дали към повечето от тези релета е свързана фаза или нула.
При постояннотоково напрежение обаче това е фиксирано: положителният полюс на постояннотоковото напрежение трябва да бъде свързан към клема "А1", което също така означава, че при постояннотоково захранване импулсното реле следи състоянието на входа ON/OFF в сравнение с точката GND (А1). Тъй като на входа ON/OFF без управление няма външно напрежение, за вътрешната верига състоянието на входа без управление се определя от вътрешното съпротивление - както е показано на фигурата.
Разбира се, реалната входна верига се състои от малко повече компоненти от това (защита, филтриране и т.н.), но от логическа гледна точка тя може да се замени с резистор, за да се разбере действието (нарисуваният резистор е само виртуален вътрешен компонент, не е необходимо и не трябва да се монтира!)
Анализът на операцията вероятно вече не е необходим, тъй като основите са същите като при предишните решения от серията мини. Като диод тук се споменава силициевият диод тип 1N4007, но може да се използва всеки друг тип, чиито параметри (ток, напрежение и др.) са подходящи за схемата. При използване на напрежение от 24 V DC напрежението върху диода е приблизително 0,7 V не е проблем на входа на импулсното реле, тъй като то също ще интерпретира 23,3 V като входно задействане.
Толерансът на захранващото напрежение на MR-42 е -15% и +10%, така че в допълнение към захранването с 12 V DC, напрежението на изхода 11,3 V също е подходящо по принцип, но е по-добре да не се работи с него на долната граница, поради което в схемата е включено 24 V DC.
Внимание! Представените в статиите решения са илюстрирани с концептуални електрически схеми, в които, въпреки многократните проверки или тестове в условия на работилница, могат да възникнат грешки. Задача и отговорност на инсталатора е да провери тяхната пригодност за дадена задача и да направи евентуални промени! Авторът и фирмата не поемат никаква отговорност за щети или други проблеми, произтичащи от използването на представените решения. Цветовете на проводниците в чертежите помагат само за по-лесна прегледност, те не съвпадат непременно с цветовете на стандартното окабеляване!