Система освещения - Проектирование автоматизированной системы управления зданием

Система управления освещением подразумевает включение, выключение и регулирование различных осветительных приборов, например, ламп накаливания, светодиодов, люминесцентных лампы и прочих других, используя автоматический режим по срабатыванию датчика с фоточувствительным элементом или ручной пользовательский режим. Возможно управление как освещением в доме, так и на улице.

В данной дипломной работе рассматривается два примера реализации системы освещения в доме: управление стандартный лампой, включая в себя включение/выключение как с помощью обычного кнопочного выключателя, так и с помощью интерфейса, созданного возможностями контроллера LogicMachine4, позволяя разработать дополнительные индивидуальные сценарии для пользователя. Исходя из технического задания были выбраны следующие компоненты для реализации управления освещением:

    1. EVIKA Multiport v3 (UIO8-KNXv3); 2. EVIKA LED4 Driver Light (LED4-KNXvL); 3. Светодиодная RGB-лента (2 шт.); 4. Реле WAGO 788-304; 5. Кнопочный выключатель.

Рассмотрим управление обычной комнатной лампой, а именно, включение и выключение. В силу того, что данный проект представляет собой модель домашней автоматики, показывающую различные функции и возможности, то вместо лампы накаливания для упрощения установки использована светодиодная RGB лента (в дальнейшем, лампа, т. к. в проекте использована еще одна RGB лента уже для того, чтобы показать возможности управления именно светодиодами). Она обладает меньшими габаритами и весом и отвечает всем необходимым техническим требованиям для реализации функции управления освещением.

Для организации функции включения и выключения лампы применяется исполнительное устройство EVIKA Multiport v3 (UIO8-KNXv3). Оно подключается к блоку питанию на 24 В к "плюсу" и "минусу". Также UIO8 присоединяется к шине KNX через клеммник дополнительным кабелем, который объединяет все KNX устройства, включая контроллер LogicMachine4 и дроссель, который питает саму шину. К каналу "1" мультипорта в качестве нагрузки подключается реле, которое выполняет функцию ключа и при замыкании 11 и 14 каналов пропускает напряжение на подключенную к 14 каналу лампу. Лампа подключается "плюсом" к блоку питания и "минусом" (все 3 канала ленты - R, G, B) к 14 каналу реле.

Управление освещением с помощью дополнительных интерфейсов, созданных для современных устройств, таких как планшеты и телефоны, является несомненным повышением уровня комфорта и позволяет включать и выключать устройства из любой точки квартиры или дома. Это имеет смысл для управления большими системами из множества светильников в коттеджах или производственных помещениях. Но не стоит забывать и о простых комнатных выключателях, которые необходимо закладывать в проект, ведь устройство может разрядиться или просто в данный момент проще включить свет вручную. Именно поэтому в данном проекте также реализована функция управления светильниками с помощью настенного выключателя. Выключатель подключается к "7" каналу мультипорта и к "плюсу" питания.

После того как все устройства корректно подключены и проверены на короткое замыкание мультиметром [20], необходимо настроить систему, используя программное обеспечение ETS3 Professional. В аппликационной программе для EVIKA Multiport v3 (UIO8-KNXv3) канал "1", к которому подключается реле, настраивается как бинарный выход, который может выдавать значение либо "0", либо "1". Канал "7" имеет конфигурацию бинарного входа. Параметр "rising edge" имеет значение "toggle value", а "faling edge" - "do nothing". Это означает, что при замыкании контакта (нажатии кнопки выключателя) будет происходить смена предыдущего отправленного значение, то есть с "0" меняется на "1" и наоборот. При размыкании контакта система будет бездействовать. Распределение объектов связи по групповым адресам представлено далее для всей системы освещения.

При отправке значения "1" на канал, связанный с реле, контакты замыкаются, на выход подается напряжение, и лампа включается. Таким образом, включить лампу можно с помощью выключателя или отправив команду непосредственно на само реле (с помощью ПО ETS или контроллера LogicMachine4).

В системе домашней автоматики пользуется популярностью управление светодиодными RGB-лентами, которые можно использовать как для украшения, так и для систем безопасности (например, при пожарной тревоге лента может начать светиться красным светом).

RGB-ленты представляет собой гибкую ленту с RGB-светодиодами и проводниками. Светодиодные ленты бывают двух типов: цифровые и аналоговые. В цифровых лентах у каждого светодиода есть отдельная установленная микросхема, что позволяет управлять любым светодиодом отдельно. В аналоговых RGB-лентах все светодиоды подключены параллельно, то есть можно только задать определенный цвет всей ленте. Но при этом такие устройства гораздо дешевле цифровых и просты в подключении, поэтому в данной дипломной работе рассматривается подключение и настройка только аналоговой светодиодной RGB-ленты.

Для того, чтобы подключить RGB-ленту необходимо припаять 4 провода к контактным площадкам (3 цвета и одно общее питание для них, которое максимально равно 12 В). Для управления каналами используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), которая реализована с помощью устройства EVIKA LED4 Driver Light (LED4-KNXvL). LED4-KNXvL позволит управлять светодиодными лентами, регулировать яркость отдельных каналов и настраивать различные сцены освещения. В данной дипломной работе реализованы все эти функции. EVIKA LED4 Driver Light по аналогии с EVIKA Multiport v3 подключается к "плюсу" и "минусу" блока питания, также ко всей шине KNX через клеммник. Три цвета RGB-ленты подключаются к "1", "2" и "3" каналу соответственно (канал "4" остается незадействованным), а общий "плюс" идет к "плюсу" блока питания.

Общая схема подключения для системы включения и выключения света представлена на рисунке 25.

общая схема системы управления освещением

Рис. 25. Общая схема системы управления освещением

Далее идет проверка на короткое замыкание и настройка параметров аппликационной программы устройства LED4-KNXvL через программное обеспечение ETS3 Professional (рис. 26). Параметры каждого канала можно настроить по отдельности, но в данном случае настройки идентичны.

структура групповых адресов для системы освещения

Рис. 26. Структура групповых адресов для системы освещения

Проигрыватель сцен (плавное переключения цветов) тоже имеет несколько настраиваемых параметров. Количество сцен в проигрывателе сцен равно 6. Для наглядности использованы основные и промежуточные цвета RGB, для этого для каждой сцены настраивается яркость в процентах для каждого канала. Данная функция состоит из следующих сцен:

    1. R -100%, G - 0%, B - 0%; 2. R -100%, G - 100%, B - 0%; 3. R -0%, G - 100%, B - 0%; 4. R -0%, G - 100%, B -100 %; 5. R -0%, G - 0%, B - 100%; 6. R -100%, G - 0%, B -100 %.

В итоге, пользователь может включать и выключать обычную лампу, включать и настраивать яркость и цвет каналов RGB-ленты, запускать проигрыватель световых сцен.

С помощью инструментов контроллера LM и языка программирования LUA возможна реализация множества функций и сценариев, например, включения света по таймеру или создание различных режимов.

Похожие статьи




Система освещения - Проектирование автоматизированной системы управления зданием

Предыдущая | Следующая