Irányítástechnikai hétköznapok VI.
2010/12. lapszám | Porempovics József | 5665 |
Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A szaklap előző számában néhány világítástechnikai alkalmazás működését vizsgáltuk. Folytatásként most néhány speciálisabb megoldást mutatok be, szintén a világításvezérlés területét érintve. Az elmúlt években egyre nagyobb számban jelentek meg veze...
A szaklap előző számában néhány világítástechnikai alkalmazás működését vizsgáltuk. Folytatásként most néhány speciálisabb megoldást mutatok be, szintén a világításvezérlés területét érintve.
Az elmúlt években egyre nagyobb számban jelentek meg vezeték nélküli, rádiófrekvenciás eszközök különböző funkciókkal. Ma már több gyártó komplett rendszereket is kínál, akár épület-automatizálási alkalmazásokra is. A legtöbb esetben nem szükséges nagy rendszerben gondolkodnunk, hiszen az eszközkínálat szélesedése, nagyobb funkcionalitása az egyszerűbb adók és vevők ötletes összehangolásával komoly lehetőséget kínál arra, hogy a villamossági kivitelezők minden igényt kielégítő megoldásokat kínáljanak megrendelőiknek.
A rádiófrekvenciás vezérlések szinte azonnal bevethetők, az adó-vevő egységek párosítása, tanítása néhány másodperc alatt elvégezhető – külön programozó eszköz nélkül. Sok gyártó kínálatában szerepelnek nagyon szép kivitelű, fali szerelvény jellegű adók, melyeket olyan helyre is fel lehet ragasztani, ahová nem lehet vezetéket húzni (pl. üvegfal), de akkor is jó szolgálatot tesznek, amikor véletlenül „kimaradt” egy-két vezeték vagy a megrendelő éppen utólag kigondolt valami „jót” és tőlünk várja a frappáns megoldást.
A kis-hatótávolságú eszközöknek kiosztott 433 MHz-es sáv telítettsége miatt az új fejlesztések már zömmel a 868 MHz-es sávra történnek, illetve egyes alkalmazásoknál (pl. adat – videó – audio átvitel) 2,4 GHz frekvenciára. A frekvenciaváltozás hatótávolság növekedést is hozott, nem ritka a nyílt terepen 200 méteres kommunikáció lehetősége sem. Hatótávolság szempontjából azonban figyelembe kell venni, hogy a rádiófrekvenciás jelek terjedése a közbeeső tereptárgyak, falak méretétől és anyagától függően drasztikusan csökkenhet: a vasbeton födém nem tartozik kedvencei közé.
A kódolás szempontjából sajnos a különböző gyártók eszközei legtöbbször nem kompatibilisek egymással, sok esetben a gyártón belüli egyes típusok sem „értik” egymás kódrendszerét, ezért vásárláskor erre is figyelni kell, főleg, ha egy meglévő RF rendszert szeretnénk bővíteni.
A világítás vezérlésére három, rádiófrekvenciás vevőeszköz-típus tekinthető alapnak:
1. relé kimenet,
2. fényerő-szabályozó (dimmer),
3. 0 (1) – 10 V dc kimenet, pl. fénycsövekhez.
A vevőegységek univerzálisabb használhatóságát szem előtt tartva egyes gyártók az egyfunkciós (BE/KI) vevők mellett több funkcióval is felvérteznek egy-egy eszközt, így például egy relés vevő funkciói a következők lehetnek (ezeket lehet egy-egy adó csatornájára külön-külön programozni).
- Nyomógombkövetés, azaz addig van behúzva a relé, amíg az adó gombját nyomják.
- Bekapcsolás.
- Kikapcsolás.
- Impuzusrelé: minden gombnyomás az adón a vevő reléjének állapotváltását eredményezi.
- Késleltetett kikapcsolás: nem kell külön időrelé.
- Késleltetett bekapcsolás.
Ha figyelembe vesszük azt is, hogy a komolyabb RF rendszereknél ezek a vevők több adó jelét is fogadni tudják, akkor valóban nagyon jól használható világításvezérléseket tudunk kialakítani.
A fényerő-szabályzós rádiófrekvenciás eszközök között sajnos még ritka a LED-vezérlő, a legtöbb R, L, C típusú terhelésekhez használható. Itt is megtalálható az alap egyfunkciós kivitel, mely a dimmereknél megszokott egygombos vezérlést tudja:
- rövid gombnyomásra BE/KI,
- hosszú gombnyomásra folyamatos szabályozás.
Sok praktikus és kényelmi funkciót adnak a többfunkciós dimmer vevők. A vevők több adó jelét képesek megtanulni, így akár minden funkció előcsalható más-más gombnyomásra, így pl. egyetlen gombbal megváltoztatható a szoba világítása. A fényerő értéke a memóriában tárolódik, bekapcsoláskor erre az értékre áll be a fényforrás és áramszünet esetén is megőrzi azt.
Néhány lényeges dimmer funkció:
- normál egygombos vezérlés (BE/KI és folyamatos szabályozás);
- különböző vezérlési módok, például rövid gombnyomásra fix 3 mp-es fel- vagy lefutás, hosszú gombnyomásra folyamatos szabályzás;
- „napkelte” funkció: gombnyomásra a fényerő a beállított időtartam alatt folyamatosan nő; az időtartam akár 30 perc is lehet. Kitűnően használható iskolába készülő gyerek kíméletes ébresztéséhez;
- „napnyugta” funkció: gombnyomásra a fényerő a beállított időtartam alatt folyamatosan csökken nullára, hogy a fáradt család kényelmesen fel tudjon készülni az éjszakai pihenésre;
A rádiófrekvenciás fényerő-szabályozás alkalmazására mutat példát az 1. ábra kapcsolása. A vevő lehetőségeit ismerve (lásd fenn!) csak a fantáziánkon múlik az, hogy hogyan és mire használható, de a megoldás a következő valós feladathoz született:
- előre programozott valós időre, minden beállított napon induljon el a „napfelkelte” funkció;
- programozott valós időpontban kacsoljon ki;
- kézi működtetéssel induljon el a „napnyugta” funkció;
- legyen időtől független be- és kikapcsolási lehetőség.
 |
A digitális kapcsolóóra biztosítja a valós idejű kapcsolásokat. Egyik csatornája a „napkelte” időpontjában, naponta ad ki 1 mp-es impulzust, másik csatornáján a „napkelte” utáni kikapcsolás időpontjában jelenik meg impulzus. Az egyik nyomógomb a „napnyugta” kézi indítója, a másik nyomógomb pedig a normál egygombos működtetés vezérlője.
Az alkalmazás kényelme fokozható, ha a funkciók vezérlésére kézi, pl. kulcstartós adót is betanítunk, de párhuzamosan működhet akár rádiós passzív infra érzékelő jelére is.
A kapcsolásban alkalmazott eszközökkel szemben néhány elvárás a következő.
1. A digitális kapcsolóóra rendelkezzen impulzus üzemmóddal másodperc alapon, az adóegység bemenetei nyomógombos vezérlésre készültek, nem lehetnek hosszú időre a GND pontra zárva, mert nagyon hamar lemerülne az elem.
2. A rádiófrekvenciás adó láthatóan nem egy szokványos kézi típus, hanem egy kapcsoló mögé építhető mini modul, 4 önálló csatornával és elemes tápellátással. A megfelelő IN1-IN4 bemenet GND-re kapcsolása indítja az RF jel adását az adott csatorna kódjával.
3. A vevő dimmer többfunkciós eszköz, 230 V ac tápfeszültséggel, R, L, C típusú terhelésekre. A példában szereplő vevő egy mini tokozású modul, teljesítménye 250 VA.
Az analóg, 0(1)-10 V-os kimenetű RF vevőket a világításvezérlés szempontjából elsősorban fénycsövek elektronikus fényerő-szabályzó előtétjéhez lehet használni. Alkalmas másra is, például analóg vezérlésű termoszelepek szabályozásához. A kimenet sokszor nem csak maga a változtatható analóg feszültségjel, hanem párosul egy relékontaktussal is, ami arra szolgál, hogy például 1 V analóg kimeneti feszültség alatt lekapcsolja a fogyasztót a hálózati feszültségről. Az utoljára beállított analóg jel értéke, mint a dimmereknél, itt is a memóriában tárolódik és a következő bekapcsolásnál erre az értékre áll vissza a kimenet.
Kétségtelen, hogy a világításvezérlések legsokoldalúbb lehetőségeit az épület-automatizálási rendszerek adják, hardver és szoftver szempontjából egyaránt. Kellő rendszerismerettel és ötletgazdagsággal szinte minden igény kielégíthető.
Az épület-automatizálási rendszereknél a világítás vezérlésére különböző funkcionális modulokat fejlesztenek, gyártanak. A bonyolultabb fényvezérlő rendszerek vezérlői és konverterei mellett mindegyik rendelkezik az általánosan ismert és használt világításvezérlési funkciókhoz való eszközökkel. A legtöbb rendszer kétvezetékes buszt használ (RS485 vagy hasonló), az eszközök is erre a buszra csatalakoznak, mindegy, hogy bemenet vagy kimenet. A két vezeték szolgál az eszközök tápellátására és az információk továbbítására is (tápfeszültségre szuperponált bináris adatok): a tényleges egységenkénti működtetés úgy valósul meg, hogy a központ és a funkcionális egységek között a buszon kódok továbbítása zajlik. Minden egység címmel rendelkezik (ezt a kód tartalmazza), innen tudhatja a központ, kinek küld parancsot és ki küld neki információt.
Az, hogy hogyan, milyen eseményekre és parancsokra működjön egy aktor (végrehajtó egység), a központba feltöltött, általunk készített program határozza meg. Egyben ez azt is jelenti, hogy a most vizsgálgatott világításvezérlések épület-automatizálással történő megoldási lehetőségei tulajdonképpen a rendszer programozásához használt szoftver adottságain múlnak, hiszen valamire való rendszerben az átlagos hardverelemek általában rendelkezésre állnak.
Mit is kínálnak a szoftverek?
Mit enged alapként beprogramozni egy jobb szoftver, például egy relé kimenetre:
- bekapcsolást,
- kikapcsolást,
- állapotváltást (impulzusrelé),
- impulzus kiadását,
- késleltetett bekapcsolást,
- késleltetett kikapcsolást,
- késleltetett állapotváltást,
- késleltetett impulzus kiadását.
Látható, hogy a funkciók kiválóan alkalmasak a világításvezérlések legkülönbözőbb variációjára. Már a fenti alapfunkciókkal is tudunk mit kezdeni, de ezek a szoftverek sokkal nagyobb teret adnak a telepítői fantáziának. Például csak akkor működik nyomógombról az egyik külső világítás, ha este van, de bekapcsol akkor is, ha riasztás van vagy kinyitottam este a bejárati ajtót; de világít akkor is, ha becsöngettek és működtetem a kapu zárját stb. Ha mindezt hagyományosan, vezetékek kuszaságával kellene megoldani, nem biztos, hogy vállalnánk, itt viszont néhány beállítással megvalósítható.
További alapvető rendszerelem a fényerő-szabályozó, ami szintén nagyon sokféle módon programozható, néhány példát emelünk most csak ki.
- Egygombos vezérlés
- Fényerősség növelés
- Fényerősség csökkentés
- Fényerősség beállítása megadott értékre
- Bekapcsolás automatikus kikapcsolással
- Bekapcsolás megadott felfutással
- Kikapcsolás megadott lefutással
A fényerő-szabályozók programozhatósága lehetőséget ad arra, hogy különböző világítási képeket hozzunk létre. A relék és dimmerek által vezérelt fényforrások működését kombinálva egy gombnyomással állítható be a különböző élethelyzetekhez legmegfelelőbb megvilágítás (hangulatfények), miközben azok egyedileg is elvégzik feladataikat: a nappali központi lámpája, ha kell, teljes fénnyel világít a nyomógombról felkapcsolva, de hangulatfényként csak 20% fényerővel világít, miközben előbújnak a kék fények is rejtekükből. Természetesen lehetőség van infra távirányításra is, de egyes rendszereknél akár emberi szavakra történő vezérlés is lehetséges. Az épület-automatizálási rendszereknek a világítás kezelése csak részfeladat, sokkal szélesebb a témakör ahhoz, hogy jelen cikk minderre kitérjen.
Megköszönve ez évi megtisztelő figyelmüket, ötletgazdag, sikeres újévet kívánok!
