Обзор системы автоматического включения света в доме

Содержание

• Автоматизация подсветки: преимущества и назначение
• Датчики движения – самый распространенный вариант
• Умный выключатель — хлопаем в ладоши
• Фотореле и их роль в системе автоматической подсветки дома
• Заключение

Каждый из нас мечтает, чтобы собственный дом был автоматизирован и для включения света или телевизора достаточно было просто войти в комнату. Если с бытовой техникой в плане автоматизации дела обстоят не очень, то с системой освещения все намного лучше. И сегодня в доме или квартире можно с помощью специальных устройств относительно просто создать систему для автоматического освещения.

Наша статья расскажет вам, каким образом можно своими руками организовать в любом помещении дома качественную систему освещения, работающую в автоматическом режиме.

Автоматизация подсветки: преимущества и назначение

Создание системы для автоматического управления освещения в домашних помещениях является той мечтой, которая сегодня легко воплощается в жизнь с помощью специального оборудования.

Такие системы в доме имеют следующие преимущества:

• эффективное и комфортное управление работой осветительных приборов без непосредственного участия человека;
• возможность установить автоматическое устройство системы управления света своими руками;
• автоматическое включение света в темное время суток;
• экономия на электричестве. Устройство (датчик движения, реле и т.д.), которое используется в той или иной ситуации, позволяет добиться разной степени экономии электроэнергии.

Автоматическая подсветка помещения

Стоит отметить, что системы автоматического освещения, применяемые внутри помещения, входят в понятие «умный дом» или «умный свет».

Подключая такие системы, вы получаете возможность быстрого, комфортного и эффективного управления уровнем освещения в любом помещении дома, где установлена необходимая аппаратура.
В зависимости от того, какое устройство имеет тот или иной прибор (датчик, реле и т.д.), включение света может осуществляться следующим образом:

• через регистрацию прибором в заданной области движения. Здесь устройство содержит специальный сенсор, улавливающий любые изменения в контролируемой области. Тут для выключения/включения освещения необходима установка датчика движения;
• через звуковые эффекты. Например, для включения света нужно похлопать в ладони. Здесь нужен специальный звуковой выключатель;
• через степень освещенности. В данной ситуации используется реле, устройство которого способно оценивать уровень освещенности в доме и при падении ее ниже определенного показателя, производить включение света.

Обратите внимание! Все перечисленные выше способы включения и выключения освещения в темное время суток могут использоваться как в доме, так и на улице. Но те аппараты, которые способны реагировать на звуковой сигнал, стоит устанавливать именно в помещениях, чтобы снизить риск ложного срабатывания.

В некоторых ситуациях можно даже комбинировать приборы, имеющие разное устройство, чтобы достичь максимально полной автоматизации системы автоматического включения света в любом помещении дома или квартиры.
Теперь рассмотрим более детально каждый тип аппаратов, применяемых для организации системы автоматического освещения.

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

• 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.

Умный выключатель — хлопаем в ладоши

Умный выключатель

Еще одним довольно оригинальным, но, тем не менее, популярным способом включения света в помещении является установка выключателя, реагирующего на хлопки ладонями.

Такое устройство оснащено микрофоном, для которого характерна высокая избирательность. Этот микрофон способен различать определенный звук и отделять его от других звуковых колебаний. Кроме этого, умный выключатель оснащен специальной автоматикой, которая способна анализировать полученный звуковой спектр и вычленять из него необходимый сигнал.

Обратите внимание! Умный выключатель может реагировать не только на хлопок ладоней, но и на специальное слово. При желании в качестве сигнала можно использовать любую вариацию звуковых колебаний. Здесь главное грамотно все настроить.

Для установки такого выключателя также используют специальные схемы. Это нужно обязательно учитывать при монтаже аппарата в доме.
Использовать выключатель лучше всего в таких комнатах, как спальня, гостиная, кухня, коридор. А вот для ванной комнаты с туалетом умный выключатель не подойдет.

Фотореле и их роль в системе автоматической подсветки дома

Фотореле

Все устройства, которые применяются для организации в доме автоматической системы подсветки, могут в той или мере реагировать на степень освещенности. Но есть специальные изделия, которые реагируют на уровень естественной подсветки. Это реле разных модификаций.

Управление светом здесь происходит при снижении уровня естественного света ниже установленного показателя. Для того чтобы управление было правильным, реле такого плана нужно устанавливать, используя правильные схемы. Реле устанавливается в осветительный прибор. Только после этого управление будет доступно. Поэтому, если неправильно подключить хотя бы один провод, реле не будет функционировать как нужно.

Схема подключения фотореле

Вместе с тем стоит отметить, что при организации системы автоматического освещения внутри жилого сооружения, фотореле или другие его модификации используются редко. Чаще они входят в систему наружной подсветки, где их размещение будет наиболее актуальным и эффективным. Здесь, как правило, используется фотореле, которое имеет вид датчика. Он имеет определенную чувствительность к световым лучам. Попадая на реле, солнечные лучи способствую переходу устройства в режим изолятора. А вот в темное время суток, когда световой поток ослабевает, реле преобразуется в проводник. В результате такого преобразования происходит включение света ночью и вечером. Запитка прибора идет от электросети дома.

Заключение

Для того чтобы организовать в доме качественную и эффективную систему автоматического включения света, можно использовать три группы устройств. Каждая из них обладает своими преимуществами и недостатками, которые следует учитывать при выборе для дома. Есть некоторые приборы (микроволновые датчики движения), длительная работа которых вблизи людей недопустима по причине нанесения значительного вредя здоровью. И эта статья поможет вам сделать взвешенный выбор в пользу того или иного вида автоматического прибора для освещения жилых комнат.

Умный дом: система управления освещением

В Европе уже давно обратили внимание на экономию энергии, и в связи с этим разработали систему управления освещением в доме. Такая система включает в себя

автоматизированное регулирование освещением.

Автоматика заранее закладывается в проект будущего дома. Все затраты связанные с приобретением аппаратуры окупаются очень быстро за счет экономии электричества, которая составляет около 30%.
Управление освещением в современном энергосберегающем доме

Содержание

• Что такое автоматическое управление освещением
• Автоматическое включение и выключение освещения
• Автоматическое регулирование яркости освещения
• Имитация реального присутствия в доме

1.

Что такое автоматическое управление освещением

Современный энергосберегающий дом еще называют «Умный дом» или «Интеллектуальный дом». В таком доме освещением можно управлять совершенно иным способом, чем в доме с традиционной установкой освещения.
Автоматическая система управления освещением дома – это целый ряд возможностей, начиная от простого включения/выключения света, до полного спектра возможностей автоматического управления освещением в соответствии с запрограммированными функциями.

Управление освещением также можно свободно комбинировать с работой других электрических устройств, например:

• подача сигнала пробуждения,
• возможность включения света в спальне,
• поднятия шторы,
• включения любимого диска,
• включение кофеварки,
• подача сигнала взлома помещения, поочередным включением и выключением всего освещения в доме и в саду.

Это происходит потому, что каждым контуром освещения может управлять любое количество датчиков, а также:

• кнопок,
• сенсорных панелей,
• пультов управления,
• датчиков присутствия и движения,
• таймеров, и многое другое.

Преимуществом смарт освещения

является также современный дизайн и необычная функциональность навесного оборудования, благодаря чему можно, например, безопасно

размещать выключатели света на стекло (стекло душевой кабины, стеклянной панели) и в других местах, которые нельзя подключить проводом.

2. Автоматическое включение и выключение освещения

Для удобства жителей дома, при проектировании электроснабжения,  устанавливается автоматическое включение и выключение света при посещении разных помещений. Если есть несколько переключаемых источников света, также можно автоматизировать управление освещением, установив смарт управление. Смарт управление – это включение и выключение освещения, переключение разных источников света выполняемых из одного или нескольких мест.

3. Автоматическое регулирование яркости освещения

В некоторых помещениях в определенное время суток не нужен яркий свет, и автоматика проводит затемнение ламп, например:

• в коридоре, соединяющем спальню и ванную комнату,
• в коридоре между детской комнатой и спальней родителей,
• в гостиной во время интимного ужина.

Регулирование заданной величины освещения может быть выполнена из нескольких произвольно расположенных мест.

4. Имитация реального присутствия в доме

Реалистичная имитация присутствия – это воспроизведение признаков жизни во время отсутствия жильцов дома.
Наиболее распространенным сценарием, касающимся включения и выключения освещения, подъема и опускания штор, с целью имитации присутствия людей в доме, чтобы вызвать у потенциального взломщика впечатление, что в доме присутствуют люди. Этот старый добрый способ предотвращения вторжения воров в современном варианте.
Автоматическое устройство позволяет имитировать присутствие в доме людей, когда никого в нем нет. Перед поездкой в отпуск, можно установить еженедельную схему, в которой свет в кухне будет зажигаться в 6:30, после чего через час выключится и загорится снова в 19:00, на этот раз на 4 часа, а свет в гостиной будет гореть только в определенное на каждый день время.

Также можно индивидуально запрограммировать время раскрытия и закрытия штор, а также других ограждений в зависимости от дня недели, погоды, или других факторов.  

Есть также возможность запоминания выбранных, реальных событий (например, включений и отключений света, движение штор и т. д.) в течение определенного периода, а затем „воспроизведение” в записи, во время отпуска жильцов.

 

Популярные статьи

Пожарная безопасность стадионов

Монтаж слаботочных систем. ч.2

Освещение в квартире

Беспроводные локальные сети

Пожарная безопасность гостиниц

Теплый пол электрический в ванной

Компьютерные сети информация

Бронированный кабель с алюминиевыми жилами

Прокладка электрических проводов

Подвод электричества к дому

Какую лампочку выбрать для дома?

Заземление жилых помещений

Мосты в локальных сетях: понятие и главные функции

Однолинейная схема

Проектирование инженерных систем для деревянного дома

Проектирование электроснабжения

Проектирование СКС

Проектирование диспетчеризации

Проектирование АПС

Расчет освещения строительной площадки

 Электрическое освещение строительных площадок осуществляют с помощью стационарных и передвижных инвентарных…

подробнее

Как считать электрическую мощность?

Чтобы обеспечить нормальное функционирование электрической проводки, необходимо ещё на этапе проектирования правильно рассчитать…

подробнее

Виды аварийного освещения

При проектировании системы освещения, часто проектировщики не верно классифицируют на виды системы…

подробнее

Схема аварийного освещения

В этой статье мы хотим прояснить какие существуют схемы аварийного освещения. Выполняя проект…

подробнее

Однолинейная схема электроснабжения

При проектировании электроснабжения и проектировании инженерных…

подробнее

Проверка аварийного освещения

Системы аварийного освещения должна всегда находиться в исправном рабочем состоянии. Светильники системы аварийного освещения…

подробнее

Автоматическое комнатное освещение с использованием Arduino и ИК-датчика

В этом проекте мы увидим автоматическое комнатное освещение с использованием Arduino и ИК-датчика, где свет в комнате будет автоматически включаться и выключаться при обнаружении присутствия человека.

Такие автоматические комнатные светильники могут быть установлены в ваших гаражах, на лестницах, в ванных комнатах и ​​т. д., где нам не нужен постоянный свет, а только в нашем присутствии.

Кроме того, с помощью системы автоматического управления комнатным освещением вам не нужно беспокоиться об электричестве, так как свет автоматически выключается, когда нет людей.

Итак, в этом проекте «Сделай сам» мы внедрили автоматическое комнатное освещение с использованием Arduino и ИК-датчика.

Outline

Обзор

Система автоматического комнатного освещения с использованием Arduino — очень полезный проект, поскольку вам не нужно беспокоиться о включении и выключении выключателей каждый раз, когда вы хотите включить свет. Основными компонентами проекта Automatic Room Lights являются Arduino, датчик PIR и модуль реле.

Из трех компонентов в центре внимания находится ИК-датчик, поскольку он является основным устройством, помогающим обнаруживать людей и движения людей.

На самом деле, проект автоматического комнатного освещения можно рассматривать как одно из основных применений ИК-датчика. Аналогичная концепция уже реализована в автоматических сливных клапанах для унитазов, сушилках для рук и т. д. проекта, реализованного с использованием Arduino UNO, ИК-датчика и релейного модуля.

Если у вас нет релейного модуля, вы можете сделать его самостоятельно, используя очень простое оборудование. На следующей принципиальной схеме показан проект, реализуемый с помощью дискретных компонентов релейного модуля.

ВНИМАНИЕ : Проект предполагает подключение к сети переменного тока 230 В (или 110 В, в зависимости от того, где вы живете!!!). Будьте предельно осторожны при подключении лампы и реле к сети. Если вы не знакомы с соединениями, я настоятельно рекомендую иметь присмотр взрослого (или эксперта).

Компоненты, необходимые для автоматического комнатного освещения с использованием Arduino

• Arduino UNO [Купить здесь]
• ИК-датчик
• Релейный модуль 5 В (релейная плата)
• Светодиод 
• Резистор 100 Ом (1/4 Вт)  
• Соединительные провода
• Макет
• Блок питания

Если у вас нет релейного модуля, используйте следующие компоненты:

• Реле 5 В  
• 2N2222 (или BC547) Транзистор NPN
• 1N4007 PN-переходной диод
• Резистор 1 кОм (1/4 Вт)

Компонент Описание

Пассивный ИК-датчик

Мы уже видели ИК-датчик в учебном пособии по ИК-датчику движения, а также применяли его в различных проектах, таких как система домашней безопасности и автоматический открыватель дверей.

Релейный модуль

Релейный модуль — очень полезный компонент, поскольку он позволяет Arduino, Raspberry Pi или другим микроконтроллерам управлять большими электрическими нагрузками. В этом проекте мы использовали 2-канальный релейный модуль, но использовали в нем только одно реле. Релейный модуль, используемый в этом проекте, показан ниже.

Чтобы управлять одним реле на плате, нам нужно использовать три контакта релейного модуля: VCC, GND и IN1.

Прежде чем продолжить, прочтите Как использовать реле 5 В на Arduino

ПРИМЕЧАНИЕ . Релейный модуль, используемый в этом проекте, является активным НИЗКИМ, т.е. НИЗКИЙ, реле активировано. Этот момент важен при программировании Arduino UNO.

Схема

Контакт Data OUT датчика PIR подключен к контакту 8 цифрового ввода-вывода Arduino. Светодиод подключен к контакту 13 Arduino, чтобы указать, включено или выключено освещение.

Контакт IN1 релейного модуля подключен к контакту 9 Arduino. Лампочка подключается к сети через реле. Один вывод лампочки подключается к одному проводу сетевого питания. Другая клемма лампы подключена к НО (нормально разомкнутому) контакту релейного модуля.

COM (Общий) Контакт Реле подключается к другому проводу сетевого питания. Будьте внимательны при подключении этой части проекта.

Код

Код для автоматического комнатного освещения с использованием Arduino и PIR-датчика приведен ниже.

Работа над проектом

Автоматическое комнатное освещение с использованием Arduino и ИК-датчика представляет собой простой проект, в котором освещение в комнате будет автоматически включаться при обнаружении движения человека и оставаться включенным до тех пор, пока человек не уйдет или его не будет. движение.

Работа этого проекта очень проста и объясняется здесь.

Первоначально, когда нет движения человека, ИК-датчик не обнаруживает никого, а его вывод OUT остается НИЗКИМ. Когда человек входит в комнату, датчик PIR обнаруживает изменение инфракрасного излучения в комнате.

В результате выходной сигнал ИК-датчика становится ВЫСОКИМ. Поскольку данные OUT датчика PIR подключены к цифровому контакту 8 Arduino, всякий раз, когда он становится ВЫСОКИМ, Arduino активирует реле, переводя контакт реле в НИЗКИЙ (поскольку модуль реле является активным НИЗКИМ модулем).

Это включит свет. Свет остается включенным до тех пор, пока перед датчиком есть движение.

Если человек вздремнет или выйдет из комнаты, ИК-излучение станет стабильным (изменений не будет) и, следовательно, данные OUT ИК-датчика станут НИЗКИМИ. Это, в свою очередь, заставит Arduino выключить реле (сделать контакт реле ВЫСОКИМ), и свет в комнате будет ВЫКЛЮЧЕН.

Приложения

Я уже упомянул несколько применений концепции автоматического комнатного освещения. Некоторые из них:  

• Гаражные фонари
• Светильники для ванной
• Сушилки для рук
• Смыв для унитаза
• Охранные фонари

Автоматическая система освещения помещения с использованием микроконтроллера

Автоматическая система освещения помещения представляет собой проект на основе микроконтроллера, который автоматически включает или выключает свет в комнате. Электричество, будучи одним из самых важных ресурсов, должно использоваться бережно.

Мы часто забываем выключить свет или вентилятор, когда выходим из комнаты. Используя эту систему, мы можем намеренно забыть об источниках света, так как система позаботится о них автоматически.

Цифровой мир, в котором мы живем, позволяет нам использовать различные технологии для автоматического выполнения определенных задач. Такая автоматизация очень полезна в некоторых областях, таких как потребление энергии, сокращение человеческих усилий, повышение уровня жизни и т. д.

Реализованный здесь проект является одним из таких проектов, в котором система на основе микроконтроллера автоматически управляет освещением в помещении.

Целью этого проекта является автоматическое включение или выключение света в комнате путем обнаружения движения человека. Мы реализовали этот проект с использованием микроконтроллера 8051 и двух инфракрасных (ИК) датчиков.

Поскольку задачей схемы является включение света, когда кто-то входит в комнату, и выключение света, когда последний человек покидает комнату, проект должен внутренне подсчитывать количество посетителей, входящих и выходящих из комнаты. Следовательно, проект действует как автоматическая система освещения помещений, а также как двунаправленный счетчик посетителей.

Предупреждение : В этом проекте используется лампочка на 230 В, подключенная к реле и сети. Следует быть очень осторожным при подключении сетевых проводов.

Требуемые компоненты

• Микроконтроллер AT89C51 (любой микроконтроллер на основе архитектуры 8051)
• 8051 макетная плата
• 2 инфракрасных датчика
• ЖК-дисплей 16 x 2
• Релейный модуль 5 В
• Лампа
• Соединительные провода
• Источник питания

Описание схемы

Давайте посмотрим на схему для проекта автоматического освещения помещения. На принципиальной схеме показаны все соединения по отношению к микроконтроллеру. Если вы делаете этот проект на макетной плате, некоторые из соединений, упомянутых на принципиальной схеме, могут не понадобиться.

Кроме того, мы использовали модули для реле и ИК-датчика, поэтому соединения показаны только для этих модулей. Также представлены соответствующие схемы.

Что касается схемы, то к микроконтроллеру 8051 необходимо подключить ЖК-дисплей 16 x 2, два ИК-датчика и релейный модуль 5 В. Сначала подключите 8 контактов данных ЖК-дисплея к контактам PORT1, то есть P1.0 к P1.7.

3 управляющих контакта ЖК-дисплея, т. е. RS, RW и E, подключены к контактам P3.6, GND и P3.7 соответственно. Потенциометр на 10 кОм подключен к контакту регулировки контрастности ЖК-дисплея, т. е. к его контакту 3.

Два ИК-датчика отражательного типа подключены к контактам PORT2, т. е. P2.0 и P2.1. Подробная схема ИК-датчика указана в описании компонентов.

Вход реле 5 В подключен к контакту PORT0 P0.0. Подробная схема релейного модуля 5 В, используемого в проекте, объясняется в разделе описания компонентов. В качестве альтернативы вы можете построить цепь в соответствии с принципиальной схемой (которая состоит из реле 5 В, транзистора, диода и резистора).

Компонент Описание

Модуль ИК-датчика

Инфракрасный или ИК-датчик представляет собой простую схему, которая используется для обнаружения объектов (датчик приближения) или измерения расстояния (дальномер). ИК-датчик состоит из 3 компонентов: ИК-передатчика (ИК-светодиода), ИК-приемника (например, фотодиода) и схемы обработки сигнала.

В этом проекте мы использовали модули ИК-датчиков отражательного типа. Подробная принципиальная схема модуля показана на следующем изображении.

Релейный модуль 5 В

В этом проекте используется релейный модуль 5 В, который помогает микроконтроллеру 8051 управлять высоковольтными нагрузками переменного тока, такими как свет. Подробная схема релейного модуля показана на следующем изображении. Он состоит из электромеханического реле 5 В, ИС оптопары, транзистора, двух резисторов и двух диодов.

Работа над проектом

В данном проекте разработана автоматическая система освещения помещений с использованием микроконтроллера 8051. Работа проекта объясняется здесь.

Основным компонентом проекта является ИК-датчик, и мы использовали два из них. Размещение датчиков важно, так как оно будет определять функционирование проекта.

На практике оба датчика должны быть размещены по обе стороны от двери или входа в комнату. Датчик, расположенный снаружи помещения, называется Датчик 1, а датчик, расположенный внутри, называется Датчик 2.

Когда человек пытается войти в комнату, датчик 1 сначала обнаруживает человека, а затем датчик 2. Это действие указывает микроконтроллеру 8051, что человек входит в комнату.

Таким образом, микроконтроллер включит свет, а также увеличит счетчик посетителей до 1. Если посетителей больше, микроконтроллер будет держать свет включенным и соответственно увеличит счетчик посетителей.

Когда человек пытается выйти из комнаты, датчик 2 сначала обнаруживает человека, а затем датчик 1. Этот процесс заставит микроконтроллер понять, что человек пытается выйти из комнаты, и, следовательно, уменьшит количество посетителей. Микроконтроллер не выключит свет, пока последний человек не покинет комнату.

Когда посетители начинают покидать комнату, счетчик посетителей будет уменьшаться, и когда последний человек покинет комнату, счетчик будет равен 0.