Moduláris elektronikai eszközök a gyakorlatban II.
2009/11. lapszám | Porempovics József Zabari István | 11 137 |
Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Ez alkalommal a speciális időrelék egy részének alkalmazási lehetőségeit vesszük számba funkciódiagramok és gyakorlati példák segítségével.
Speciális időreléknek nevezzük azokat a termékeket, amelyek egy adott feladat elvégzésére lettek kifejlesztve. Kicsit talán ijesztő a megfogalmazás, de ha jobban átgondoljuk a kérdést, egy „közönséges” lépcsőházi automata is speciálisnak tekinthető, hiszen egy adott vezérlési feladat végrehajtására alkalmas. Vagy mégsem?
Lépcsőházi automaták
Működési elvében két típust különbözethetünk meg: elektromechanikus és elektronikus lépcsőházi automatákat. Az elektromechanikus lépcsőházi automaták egyre inkább kiszorulnak a piacról a mikroelektronikai eszközök fejlődésének köszönhetően (1. kép). Előnyük ugyan a „kiszolgált” gépsoroknak köszönhető kedvező ár, de nem rendelkeznek olyan kiegészítőkkel, amelyek ma már elvárhatók ezekkel az eszközökkel szemben. Ilyen például a túlfeszültség védelem, a kitámasztás (beragadás) elleni védelem. Emellett a mechanikus működés jóval nagyobb hibalehetőséget rejt a ma már kiforrott mikroelektronikai technológiával szemben (2. kép) Nagyon kis számban előfordul még a dugaszolható kialakítás is, de mint az előző cikkben már említettük, a modern eszközök meghibásodásának aránya teljesen okafogyottá teszi ezt a kialakítási formát (3. kép).
Elektronikus lépcsőházi automaták
Az elektronikus lépcsőházi automaták az előzőekkel szemben viszont rendkívül megbízhatók, pontosak és hosszú élettartamúak. Több típus rendelkezik úgynevezett kitámasztás (beragadás) elleni védelemmel, amely azt jelenti, hogy ha valamelyik nyomógomb kitámasztásra kerül, akkor lefut egy vezérlési ciklus a beállított idővel, és újabb ciklus nem indul el a rövidzár megszüntetéséig (4. kép). A diagramból látható, hogy a lépcsőházi automaták időzítése a vezérlő jel felfutó élére indul el. Tehát a kimenet zárt állapotának ideje független a vezérlő bemenet idejétől.
Amennyiben lehetőségünk van rá, igyekezzünk olyan gyártmányt választani, amely ezzel a plusz funkcióval rendelkezik, hiszen ezzel nagyon hamar leszoktatjuk a „kedves, mindenhez értő” lakót a gyufaszálas játékról. Ezzel elkerülhetjük, hogy a szintén „hozzáértő” közös képviselő felhívjon, mert szerinte nem jól kötöttük be az új lépcsőházi automatát, hiszen időnként fél éjszaka fel van kapcsolva az összes lámpa. Ismerős, ugye?
Tápfeszültség tekintetében általában AC 230 voltról beszélhetünk gyártótól függően, ± 10-15% tűréssel. Egyéb tápfeszültségű típus nem igazán jellemző, hiszen aligha van rá szükség. A kimenetek a jobb minőségű termékeknél potenciálmentes váltó kontaktusok 16 amper terhelhetőséggel, AC 1 típusú terhelésekre. A váltó kontaktusnak akkor van jelentősége, ha más vezérlési feladatra szeretnénk használni a lépcsőházi automatát. Figyeljünk arra, hogy a hagyományos izzók, halogén lámpák nem AC1, hanem AC5b osztályba sorolhatók, amelyben ugyanez a relé „csak” 1500 W teljesítmény kapcsolására képes. Ha ennél nagyobb teljesítményre van szükség, iktassunk közbe egy mágneskapcsolót.
Hasonló a helyzet abban az esetben is, ha fénycsöves lámpatesteket, vagy kompakt fénycsöves lámpatesteket kapcsolunk, melyek AC5a terhelés típusba sorolhatók és ebben az osztályban az említett (nyák) relé 3 ampert tud kapcsolni.
Fénycsövek a lépcsőházban
Bizonyosan vitát fog kiváltani a mondatom, de fénycsöves lámpatestek használatát jómagam szakmailag nem javaslom lépcsőházakban. Találkozom naponta olyan kollégákkal, akik ebben látják az energiamegtakarítás lehetőségét, de van néhány szempont, amely után belátható, hogy ez rossz megközelítése a problémának.
Először is vegyük számba a működés hosszát, amely ideális esetben nem több mint egy-két perc. Akkor van hosszabb időre szükség, ha az egész lépcsőházat egy automata kapcsolja. És itt van a kutya elásva. Miért egy lépcsőházi automata kapcsolja négy vagy tíz emelet teljes világítását? Miért világit a negyediken a lámpa, amikor a földszinten beszélget két szomszéd egy órán keresztül?
Bizonyára egyszerűbb volt annak idején három vagy négy vezetékkel letudni az egész ház vezérlését, meg aztán az áram is olcsó volt. Ma korántsem ez a helyzet, tehát legcélszerűbb, ha a világítási köröket minél kisebb szakaszokra bontjuk, például kis lépcsőházakban alagsor, földszint-első emelet, második, harmadik-negyedik emelet. Nagyobb lépcsőházaknál akár minden szintet külön vehetünk úgy, hogy egy körön 10-15 lámpatestnél ne legyen több. Amennyiben kényelmetlen a lakónak, hogy felfelé menet több helyen világítást kell kapcsolnia, két világítási kör határán helyezzünk el egy-egy mozgásérzékelőt – egymást reteszelve –, ezáltal gyakorlatilag felhasználó oldalon nem történik érzékelhető változás. Ezzel az elgondolással logikus módon elértük, hogy nem világítanak ott a lámpák, ahol nincs is rájuk szükség és a vezérlési idő nem több mint egy-két perc, arról nem is beszélve, ha valamilyen meghibásodás történik, nem egy egész ház borul sötétbe.
Vegyünk alapul egy egyszerű számítási példát: egy világítási kör, például egy folyosóé, naponta tíz alkalommal két perces időtartamra van bekapcsolva, nyomógombok vagy mozgásérzékelő jóvoltából. Ez éves szinten ~121,6 üzemórát jelent 3650 kapcsolással. Ha egy közepes minőségű, 10 000 üzemórás kompakt fénycsőtől várjuk el, hogy energiát takarítson meg, akkor annak a teljes élettartama alatt több mint 300 000 kapcsolást kellene kibírnia. Beláthatjuk, hogy ez lehetetlen, már csak a gyújtásonkénti katódfogyás felgyorsulása miatt is. Arról nem beszélve, hogy a kompakt fénycsövek, ~ egy perc alatt érik el teljes fényerejüket. És még akkor nem említettük a magas beruházási költséget és az ellopás veszélyét.
Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy már jelen vannak a piacon olyan prémiumkategóriás termékek, amelyek 30 másodperc alatt elérik teljes fényüket és 500 000, illetve bizonyos típusú, akár korlátlan számú kapcsolást bíró kompakt fénycsövek, de továbbra is kedvezőtlenül hat a fenntartási költségekre a beruházási költség, illetve a nagyon is valós ellopás veszélye.
(Jómagam egy olyan panelházban lakom, ahol a zárt közös folyosónkról 8 lakás nyílik és nyolc darab, 18 wattos fénycsöves lámpatest szolgálja a folyosóvilágítást. Három hónappal ezelőtt saját pénzből kicseréltem a 8 standard fénycsövet háromsávos fénycsőre. Mostanra kettőt elloptak a kedves szomszédjaim, kettőt pedig kicseréltek, nyilván az otthoni kedvezőtlenebb fényű standard fénycsőre. Sajnos ma Magyarországon még közösből lopni meg elfogadható dolog.)
A hagyományos izzók fokozatos kivonása idején legcélszerűbb tehát az E27 foglalatos halogénekben gondolkozni, hiszen egyre alacsonyabb az áruk és fogyasztásuk is jóval kedvezőbb a normál izzóknál.
Működési időtartam
Ezen készülékek beállítható késleltetési ideje általában 0,5-7, 1-10 vagy 0,5-10 perc között mozog, tehát gyakorlatilag egy feljebb már leírt ésszerű működési időtartamra mindegyik gyártmány alkalmas.
Három- és négyvezetékes rendszerek
A mai lépcsőházi automatákkal rendszerint mindkét vezetékezési mód esetén kiválthatók az elromlott régi készülékek. Eltérés csupán annyi, hogy a potenciálmentes kontaktus közös pontjára is rá kell kötnünk egy állandó fázist (5. kép).
Glimmlámpák
Az elektronikus működésnek köszönhetően ezek az eszközök korlátozott számban képesek glimmlámpás nyomógombokat „elviselni”. Igaz ritka, hogy ezzel gond lenne, hiszen egy jobb gyártmány általában 20, de akár 100 glimmlámpás kapcsoló használatát is lehetővé teszi, de a termék kiválasztásánál erre mindenképp ügyeljünk.
3 vezetékes rendszer bekötése
4 vezetékes rendszer bekötése
Egyéb elvárható funkciók
Elvárható még egy lépcsőházi automatától, hogy rendelkezzen túlfeszültség elleni védelemmel. Erre a célra varisztoros védelmet szoktak alkalmazni, általában 275 V megszólalási feszültséggel. Komolyabb készülékek rendelkeznek tápfeszültség és kimeneti állapot visszajelzéssel. Több típus rendelkezik funkcióválasztó kapcsolóval, amelynek segítségével lehetőségünk van az állandó be-, illetve kikapcsolásra például karbantartás idején, vagy normál automata üzemre (6. kép).
Speciális lépcsőházi automaták
A normál lépcsőházi automatákon kívül több gyártó is kínál úgynevezett előjelzéses vagy meghosszabbítható idejű automatákat. Ezek a termékek korszerű alternatívát jelentenek a normál automatákkal szemben. Az előjelzéses típusok általában kikapcsolás előtt 40 és 30 másodperccel egy rövid idejű ki- és bekapcsolással jelzik a megvilágítási idő lejártának közeledtét (7. kép).
Ezen felül néhány típus rendelkezik olyan üzemmóddal, amelyben a megvilágítási idő meghosszabbítható valamely gomb újbóli megnyomásával. Ez nem azt jelenti, hogy a vezérlési idő újraindul a megnyomás pillanatában, hanem a működés közben számolt időhöz hozzáadódik egy újabb „teljes idő”, újbóli megnyomáskor pedig két teljes idő.
Az újbóli idő hozzáadása rendszerint korlátozva van három, vagy öt nyomásra, vagy maximális időtartamra (pl. 30 perc), tehát a beállított idő maximum három- vagy ötszöröséig, illetve maximum például 30 percig hosszítható a megvilágítási idő (8. kép).
Ezeknél az automatáknál lehetőség nyílik hosszabb gombnyomással leállítani a vezérlési folyamatot, azaz lekapcsolni a lámpákat. Ehhez általában két másodpercnél hosszabb gombnyomásra van szükség (9. kép).
Speciális lépcsőház automaták egyéb felhasználási lehetőségei
Többször említettem már a váltóérintkezők fontosságát az időreléken, a közelmúltban ismét sikerült erről tanúbizonyságot szereznem.
Megkeresett egy kolléga, hogy egy speciális időrelére volna szüksége. A feladat az volna, hogy adott egy rezgő adagoló egy gépsoron. Amikor az adagoló vályúba megszorulnak az alkatrészek, akkor egy érzékelő érzékeli azt és elindít egy kürtöt, hogy a csarnok másik végén lévő karbantartók is hallják. A javítás idejére kellene egy nyugtázó gomb által vezérelt meghúzás késleltető három percre beállítva a kürt ideiglenes
némítására. Időnként előfordul, hogy tovább tart a javítás, ezért a beállított időt a nyugtázó gombbal alkalmanként meg kellene hosszabbítani újabb 3 perccel. Fontos lenne, hogy a nyugtázó gomb dolgozó vagy karbantartó általi kitámasztása esetén is jelezzen a kürt. Jó lenne, ha valamilyen formában a karbantartó tudna róla, hogy le fog járni a hibanyugtázási idő.
Ez ugyan soknak tűnik elsőre, de ha jobban átgondoljuk, egy speciális lépcsőházi automata nyitó érintkezője az összes igényre megoldást ad (10. kép).
Ha az érzékelő által kiadott hibajelet átvisszük az előjelzéses lépcsőházi automata 15-16 pontján, az alábbi működési diagramot kapjuk (11. kép).
A diagramból látható, hogy a hibajel megjelenésekor a kürt bekapcsol, a nyugtázó gomb megnyomáskor kikapcsol. Idő közben a nyugtázási időtartam meg lett hosszabbítva t idővel, melynek lejárta előtt 40, illetve 30 másodperccel a kürt egy-egy rövid időre (0,5 másodperc) megszólal. Ezután a karbantartó ismét megnyomja a nyugtázó gombot, mely újabb t idejű késleltetéssel hosszabbítja meg a vezérlést. Ez idő alatt elhárul a hiba, a hibajelző már nem ad jelet, ezáltal a 15 és 18 pontok újabb záródásakor már nem történik riasztás.
Meglepő, hogy milyen bonyolult feladat oldható meg lépcsőházi automatával.
Következő cikkünkben az aszimmetrikus ütemadókban és egyéb speciális időrelékben rejlő lehetőségeket taglaljuk.
