Обзор схем для управления люстрой по двум проводам

Обзор схем для управления люстрой по двум проводам

Для успешного подключения любого осветительного прибора требуется не менее двух проводов – нулевой и фазный. Если будет использоваться светильник на несколько лампочек, то нередко возникает желание настроить разные режимы работы (со свечением одного, двух или всех источников света).

В этих целях пригодятся парные выключатели или несколько отдельных устройств, подключенных к разным группам ламп. В таком случае требуется дополнительная проводка и коммутация отдельной фазы к каждому выключателю. Все это актуально на этапе проектирования, но если в квартире уже сделан ремонт и появилась необходимость заменить обычный светильник на многофункциональный, то придется действовать одним из двух методов.

Первый вариант – купить «умную» люстру с пультом дистанционного управления. В ее блок-схеме уже заложена поддержка разных режимов. Второй вариант – воспользоваться определенными схемами, обеспечивающими управление люстрой по двум проводам.

Схемы подключения

Существует сразу несколько вариантов подключения люстры для управления по двум проводам. Во всех случаях нет необходимости штробить стены или портить потолок для прокладки нового кабеля.

Релейная система подключения

Такой вариант прост в реализации, но его существенным недостатком является быстрый износ деталей. После тысячекратных включений и выключений света схема выйдет из строя. Элементы спрятаны под декоративным колпачком, расположенным у потолка. Приблизительно раз в год придется «потрошить» содержимое и заменять перегоревшие детали.

На картинке ниже вы можете увидеть схему релейного подключения и управления осветительным прибором:

Главные элементы здесь — два терморезистора, один конденсатор, реле К1 и диодный мост.

Когда включается лампа, то холодный терморезистор R2 увеличивает свое сопротивление. Напряжение поступает на реле K1, что приводит к размыканию контактов и включению трех ламп в цепи. Спустя пару секунд происходит нагрев терморезистора, благодаря чему сопротивление в цепи понижается и стабилизируется.

При выключении питания на полсекунды терморезистор не успевает остыть, контакты остаются замкнутыми. Загораются все шесть имеющихся ламп. Чтобы заставить светильник работать в первом режиме (три лампы), потребуется отключить напряжение на несколько секунд. Как видите, данный вариант недоработанный, но все же может быть реализован в домашних условиях.

Способы использования полупроводников в управлении освещением люстры

Наиболее распространенным методом является применение транзисторов в схемах подключения люстры по двум проводам. Электротехнические элементы долговечны, допускаются частые переключения. На выбор дается несколько видов управления.

Управление на базе счетчика

Для управления люстрой используются счетные импульсы. Первый сбрасывает счетчик, второй – приводит к последовательному включению лампочек. При каждом следующем щелчке выключателя вступает в действие или выключается новая группа источников света. Чтобы выполнить сброс импульсов, потребуется пауза на 15-20 секунд.

Сдвиговый регистр

В самом названии заложен принцип действия схемы. Попадающий на ее начало импульс передается по цепи на нужные выходы. В дальнейшем принцип работы идентичен варианту, описанному выше.

Тиристор

Для питания схемы управления используется диодный мост, выполняющий функции выпрямителя тока. При активации выключателя загорается первая лампочка в цепи. Происходит постепенная зарядка конденсаторов, при этом дополнительный мост удерживает транзистор и тиристор в закрытом положении. При смене положения выключателя конденсатор перезаряжается.

Микроконтролирование люстры

Для реализации схемы на микроконтроллере требуется небольшой процессор с программным обеспечением. С его помощью можно выбрать любой принцип работы с различными вариациями дополнительных функций. В качестве основы берется аналогичная схема.

Задействуем диоды

Другая идея управления люстрой по двум кабелям связана с применением диодной схемы. Выполняется подключение нескольких выключателей, соединенных параллельно друг другу. Для включения лампочек они используют диоды, которые размещаются и перед выключателями, и перед лампами. Полупроводник способен пропускать всего лишь одну полуволну синусоидального напряжения в промышленной сети. Поэтому происходит включение того источника света, который расположен непосредственно перед диодом.

Недостатком такого варианта является то, что для каждой группы светильников выполняется подача половины напряжения от сети питания. Это уместно для обычных ламп накаливания, но не подходит для светодиодных и люминесцентных источников света. Даже если они включатся, то в дальнейшем намного быстрее выйдут из строя.

Что касается ламп накаливания, они будут мерцать с частотой 50 Гц (аналогичная частота в бытовой электросети). Это негативно сказывается на самочувствии находящегося в помещении человека, поэтому в жилых домах такой свет использовать не рекомендуется.

При помощи диода можно обеспечить включение всех лампочек с разной мощностью. При щелчке по первому выключателю подается первая полуволна, по второму – все напряжение. Вариант уместен для ламп накаливания и светодиодных источников с диммерами. Дополнительно схема должна включать конденсаторы, обеспечивающие включение первой группы источников. Достаточно емкости на 1 мкФ и напряжения свыше 300 В. В качестве диодов можно взять отечественные КД202, КД203, КД206 или зарубежные 1n4007.

Схема на терморезисторе и реле

Другой вариант подключения и управления светильником подразумевает наличие в схеме реле и терморезистора. Когда происходит включение, то напряжение подается на первую часть схемы, и подключенные к ней лампы зажигаются. Еще одна группа ламп питается обычным замкнутым реле. При подаче питания контакты размыкаются.

Параллельно реле подключаются резистор и терморезистор. Когда ток проходит через второй элемент, то он постепенно нагревается. Повышение температуры приводит к снижению сопротивления.

Ток включения всегда больше тока удержания. Поэтому при уменьшенном сопротивлении терморезистора ток пройдет дальше, а на реле питания будет достаточно для того, чтобы удерживать его во включенном состоянии. Для включения всех ламп нужно выключить и включить схему повторно и без паузы. В таком случае терморезистор останется нагретым, ток продолжит следовать через него, а тока на катушке будет недостаточно для ее размыкания. Чтобы вновь включить первую группу лампочек, придется отключить свет, подождать 20-30 секунд и нажать на выключатель повторно.

Используем счетчик

Для реализации данной схемы нужно задействовать несколько логических элементов. При подаче импульсов на выходе возникают логические единицы и нули. Они необходимы для активации полупроводниковых транзисторов (или других подобных элементов).

Ниже можно ознакомиться с функциональной схемой:

Чтобы отключить первую группу и включить другую, следует быстро щелкнуть выключателем.

Алгоритм действия следующий:

1. EL1 EL.
2. EL1 EL3 EL.
3. EL1 EL2 EL3.

Когда питающий сигнал попадает на вход R, то выполняется сброс счетчика. Чтобы это произошло, следует отключить SA1 на 15-20 секунд. Для формирования счетных импульсов используется элемент DD3.

Как видно, существует огромное количество различных схем для коммутации люстры, работающей от нулевого и фазного проводов. Выбирать тот или иной вариант следует в зависимости от знаний электротехники, опыта работы и наличия комплектующих. Чем дешевле схема подключения, тем ниже ее долговечность и функциональность.

Схема управления люстрой от одного выключателя

Добавить схему на сайт Добавить в избранное

Схема дистанционного выключателя люстры

Выключатель управляет люстрой с двумя группами ламп. Алгоритм переключения по двоичному коду, — сначала обе выключены, затем, первая включена и вторая выключена, далее, вторая включена и первая выключена, и обе включены. Управлять выключателем можно кнопкой без фиксации или при помощи простого однокнопочного пульта ДУ на ИК-лучах, сделанного в корпусе малогабаритного китайского карманного фонарика, питающегося напряжением 3V (два элемента «АА»).

Характерная особенность данного выключателя в том, что он невосприимчив к сигналам пультов дистанционного управления видео и аудиотехники, и поэтому может работать в помещениях где есть такая техника.

Принципиальная схема пульта управления показана на рисунке 1. Практически это генератор пачки импульсов с частотой заполнения около 36 кГц. Пачка импульсов генерируется каждый раз, как нажимают кнопку S1. Ее продолжительность около 0,2 секунды. Частота импульсов 36 кГц соответствует резонансной частоте интегрального фотоприемника и устанавливается цепью C2-R2, продолжительность пачки устанавливается цепью C1-R1.

Кнопка S1 — переключающая, в свободном положении она замыкает конденсатор С1 и снимает накопленный в нем заряд. Это способствует формированию пачек одинаковой длительности при вполне достаточном быстродействии управления.

Питается пульт управления от источника напряжением 3V (два гальванических элемента), но схема может работать и от батареи типа «Крона» напряжением 9V, при этом дальность управления будет больше. Схема переключателя показана на рисунке 2 Инфракрасное излучение принимает фотоприемник F1. В нем есть частотный селектор, детектор и формирователь импульсов, так что при приеме ИК-сигнала, модулированного частотой 32-40 кГц на его выходе устанавливается логический ноль.

При приеме сигнала, посланного пультом, схема которого показана на рисунке 1. на выходе F1 будет сформирован отрицательный импульс длительностью около 0,2 секунды (столько, сколько длится пачка). Этого времени достаточно, чтобы конденсатор С2 мог разрядиться через резистор R2 до напряжения логического нуля Затем, пачка, переданная пультом заканчивается и этот конденсатор быстро заряжается через резистор R1 и открытый диод VD1.

Таким образом, формируется импульс, который поступает на вход «С» счетчика D1. Счетчик CD4040 двоичный 12-разрядный, но здесь используются только два его младших разряда

В исходном состоянии счетчик D1 обнулен (в момент включения питания его автоматически обнуляет цепь C3-R3). Значит на его выходах нули и транзисторно-тиристорные ключи VT1-VS1 и VT2-VS2 закрыты, а лампы Н1 и Н2 выключены. При однократном нажатии кнопки пульта дистанционного управления или кнопки S1 (рис. 2) местного управления происходит формирование одного импульса, который изменяет состояние счетчика на единицу и включается лампа Н1. Повторное нажатие приводит к выключению лампы Н1 и включению Н2. После третьего нажатия будут включены обе лампы, а после четвертого обе погаснут. Таким образом, есть четыре состояния выключателя, которые можно перебирать «по кольцу» пользуясь всего одной кнопкой управления.

Схема управления люстрой от одного выключателя

Кравцова Виталия Николаевича.

Представленные конструкции уникальны

и разработаны только автором

Дистанционное управление лампами люстры или светильника

Управлять несколькими лампами люстры или светильника конечно проще всего с помощью отдельных выключателей, от которых к лампам проложен многожильный кабель. Но на практике эта задача трудновыполнима . В квартире сделан ремонт и долбать стены и потолок для прокладки кабеля нерационально . Проще сделать небольшой электронный блок , который прячется внутри конусного колпака люстры или корпуса светильника и не требует дополнительных проводников для своей работы . Управление этим блоком можно осуществлять с помощью настенного выключателя или с помощью пульта дистанционного управления. Если требуется просто одновременно снижать яркость всех ламп , например, при просмотре телевизора , то проще всего установить двойной настенный выключатель , одна половина которого включает лампы люстры напрямую , а другая через диод , но такому способу присущ очень большой недостаток — сильное мерцание ламп. Избавиться от этого недостатка можно только двумя способами — для снижения яркости включать лампы последовательно или применить двух полупериодный симисторный регулятор . Схема такого устройства должна быть не слишком сложной , чтобы плату можно было поместить внутри коробки настенного выключателя или колпака люстры .

Схему одного из первых устройств подобного рода, разработанного автором сайта больше 10 лет назад можно посмотреть на рис.1. Лампы люстры коммутируются последовательно и параллельно с помощью миниатюрных электромагнитных реле . Управление коммутацией осуществляется с помощью настенного выключателя . Сразу после включения лампы соединяются последовательно и яркость люстры минимальна . Если кратковременно выключить , а затем снова включить питание , то сработает первое реле и на полную яркость включится одна половина люстры или светильника. После второго выключения включится вторая половина люстры , а после третьего – зажгутся все лампы люстры. Схема достаточно проста , но её главный недостаток — ненадёжные электромагнитные реле . Совсем недавно автор значительно усовершенствовал схему , применив для коммутации симисторы и повысил чёткость работы устройства. Эту схему можно посмотреть на рис.2. Управление поочерёдным зажиганием ламп также производится путём кратковременного выключения. Схема не имеет режима свечения ламп вполнакала, т.к. предназначалась для использования не только с лампами накаливания , но и с люминисцентными экономичными лампами , которые применяются всё чаще. Эта схема наиболее оптимальна и рекомендуется автором для повторения в первую очередь. Для последовательного включения ламп трёхрожковой люстры предназначена разновидность предыдущей схемы, представленная на рис 3. Эта схема также рекомендуется в качестве основной.

Ниже представлены более старые конструкции, которые рекомендуются к повторению опытными радиолюбителями , т.к. гораздо сложнее в изготовлении и настройке.

Схема , которая представлена на рис. 4 является фазовым регулятором напряжения, управляемым путём кратковременного выключения . Для регулирования напряжения на лампах используется симистор . Схема предназначена для установки внутри достаточно больших коробок под выключатели и подключается в разрыв нагрузки.

Если требуется снижать напряжение на лампах только на одну ступень ( дежурное освещение) , то можно использовать схему на рис. 5, которая также включается в разрыв нагрузки и может быть размещена в коробке выключателя . Необходимую яркость устанавливают поворотом оси миниатюрного переменного резистора. Схема может быть использована для регулирования напряжения не только ламп , но и для паяльника или электронагревателя . Недостатком схем , включаемых в разрыв цепи является неполное открытие симисторов и сниженная яркость свечения ламп, т.к. схема управления получает питание только во время погашенного состояния ламп. Подобные схемы легко доработать для подключения по обычной схеме и фазовое регулирование будет полным.

Схема , представленная на рис.6 является аналогом предыдущей , только для формирования опорного импульса вместо оптопары используются транзисторы .

Более сложная схема , которую можно посмотреть на рис.7 , позволяет управлять яркостью ламп люстры с помощью любого пульта дистанционного управления от современной теле- видеоаппаратуры . Схема позволяет дистанционно устанавливать четыре ступени яркости дежурного освещения . Чтобы яркость ламп не менялась каждый раз , когда пульт используется по прямому назначению — введена задержка около 4 сек ( зависит от используемого пульта ) на включение регулирования напряжения . Для изменения яркости ламп на пульте нажимают и удерживают одну из кнопок ( например кнопку включения уже включенного ранее канала телевизора) . Через , примерно , 4 сек. яркость изменится на одну ступень . Если кнопку отпустить , то яркость зафиксируется на этом уровне . Снова нажав и удерживая кнопку пульта можно включить следующую ступень и т.д. .

Схема ещё более сложного регулятора яркости приведена на рис.8 Этот регулятор позволяет регулировать яркость ламп по четырём каналам независимо , с помощью пульта дистанционного управления RC — 4 от телевизора 4 –го поколения . Блок размещается под конусным колпаком люстры и не требует дополнительных проводников к выключателю . При включении настенного выключателя на аналоговых выходах DA 1. DA 4 контроллера ДУ ( КР1506ХЛ2 ) появляется меандр , а на выходе N — +16В . На входы четырёх ШИМ — регуляторов ( LM 339 N ) поступает примерно +6 В и на выходах компараторов появляются «нули» , задержанные относительно начала полупериода примерно на 90 град. На управляющие входы симисторов поступают импульсы отрицательной полярности , которые приводят к их открытию . Все лампы начинают светиться вполнакала . С помощью пульта ДУ можно независимо регулировать яркость ламп в каждом канале.

Если на пульте нажать кнопку « ВЫКЛ » , то на выходе N контроллера напряжение исчезнет и все лампы погаснут . При нажатии кнопки « ВКЛ » лампы зажгутся с яркостью , ранее установленной независимо по каждому каналу . При отключении люстры с помощью настенного выключателя все настройки обнуляются и при повторном включении все лампы будут светиться вполнакала . Печатная плата устройства приведена на рис.9 .

Если контроллера КР1506ХЛ2 нет в наличии или более устроит управление яркостью ламп с помощью одной кнопки , можно применить схему с использованием счётчиков . Схема приведена на рис. 10 . Схема работает следующим образом : при кратковременном касании пальцем сенсора или кнопки простейшего пульта ДУ ( схема не приводится , т.к . представляет собой генератор 38 кГц , нагруженный через транзистор на инфракрасный светодиод ) включается одна из групп ламп . При втором касании включается другая группа ламп . а при третьем касании включаются две группы ламп одновременно . Четвёртое касание обе группы выключает . Достигнув включения нужной группы ламп кнопку или сенсор не отпускают , а удерживают . Яркость выбранной группы плавно нарастает . Если сенсор или кнопку отпустить — яркость ламп зафиксируется на этом уровне . Если яркость достигла максимальной , то кратковременное отпускание кнопки и дальнейшее её удерживание приведёт к плавному уменьшению яркости. Установленные параметры сохраняются , пока не будет выключен настенный выключатель . После повторного включения необходимую яркость устанавливают заново . Для дистанционного управления в этой схеме подойдёт и обычный пульт от теле – видеоаппаратуры , только необходимо скомбинировать эту схему с ранее рассмотренной на рис. 7, что автор и предлагает сделать это самостоятельно .

Рис 1. Управление лампами с помощью настенного выключателя. Коммутация с помощью электромагнитных реле.

Рис 2. Управления двумя лампами с помощью настенного выключателя. Коммутация с помощью симисторов.

Рис 3. Управления тремя лампами с помощью настенного выключателя. Нарастающее включение. Коммутация с помощью симисторов.

Рис 4. Фазовый четырёхступенчатый регулятор с помощью настенного выключателя. Коммутация с помощью симисторов

Рис 5. Фазовый регулятор с переменным резистором для регулировки напряжения .

Как управлять люстрой по двум проводам. Релейные схемы

Для решения проблемы управления люстрой по двум проводам можно прибегнуть к любительским схемам электриков и радиолюбителей. Большинство таких схем опробовано на практике и, как правило, не одним человеком. По сложности схемы могут выполняться как на простейших элементах релейно-контакторной аппаратуры, так и с применением микропроцессоров для управления освещением.

Одной из наиболее популярных является схема управления люстрой по двум проводам, опубликованная в журнале «Радио» еще в 1984 году.

Схема управления освещением строится на базе двух реле (К1 и К2), питание которых осуществляется через трансформатор (WT1). Схема работает следующим образом: замыкание контакта выключателя SA1 приводит к включению лампы Н1 и подаче напряжения в цепь катушек управления. На выходе диодного моста VD1-VD4 выпрямленное постоянное напряжение через нормально замкнутый контакт реле К2.1 поступает на катушку реле К1, тем самым подключая к выпрямителю конденсатор С1. Происходит заряд конденсатора.
Для включения лампочки Н2 необходимо быстрым движением перевести выключатель SA1 из положения ВКЛ в положение ВЫКЛ и обратно. За это время происходит отключение реле К1 и перевода контакта реле К1.1 в нормально замкнутое положение. В результате получаем контур протекания тока разряда конденсатора через катушку реле К2. Контактом реле К2.1 катушка становится на самопитание. Подключение лампочки Н2 осуществляется через нормально разомкнутый контакт реле К2.2.
За время разряда конденсатора, т.е. время удержания напряжения на катушке К2 и замыкания контакта К2.2, необходимо перевести выключатель SA1 в положение ВКЛ, дабы произошло включение лампочек Н1 и Н2.

На данной схеме показан принцип построения схем управления люстрой по двум проводам. Современная элементная база позволяет существенно уменьшить как количество элементов, так и габаритные показатели системы управления. Однако принцип работы схемы остается неизменным.

Рассмотрим еще один вариант релейной схемы управления люстрой по двум проводам.

Главными преимуществами данной схемы можно считать отсутствие трансформатора, а также наличие только одного реле.
Работа схемы: принцип работы схемы основан на изменении сопротивления терморезистора R1. При первом включении срабатывает реле К1 и размыкает свой контакт К1/1 в цепи питания лампочек HL1-HL3. Во включенном состоянии часть тока протекает через терморезистор R1, вызывая тем самым его нагрев. С нагревом R1 происходит уменьшение его сопротивления. За счет этого напряжение на конденсаторе С1 падает.
При кратковременном отключении питания происходит отключение реле К1 и подключение через нормально замкнутый контакт К1/1 лампочек HL1-HL3. При повторном подключении питания конденсатор С1 заряжается, однако уровень напряжения заряда будет ограничиваться терморезистором R1. Этот уровень не должен позволить включиться реле К1.
Приведенная схема является более сложной, по сравнению с первым вариантом. Для корректной работы необходимо произвести расчет номинального значения терморезистора R1 (рекомендуемый тип СТ3-17 сопротивлением 330 Ом), а также подобрать емкость конденсатора (рекомендуется электролитический конденсатор 50мкФ*25В).