Автомат управления освещением: Как сделать автоматическое управление освещением

alexxlab | 01.06.1996 | 0 | Разное

Содержание

Как сделать автоматическое управление освещением

Автоматические системы управления освещением

Реле для автоматического управления освещением, в последнее время приобретают все большую популярность. Ведь они позволяют не только существенно снизить затраты на освещение, но и сделать ваш дом более удобным для проживания. Что уж тут говорить о централизованных системах управления освещением, которые позволят вам вообще не подходить к выключателям.

Но зачастую установка таких систем достаточно дорогостоящая, и по карману далеко не каждому. В то же время, при наличии минимальных познаний в электротехнике, вы вполне можете создать централизованную систему управления, которая по своему функционалу мало в чем будет уступать своим более прогрессивным собратьям. А вот ее стоимость будет на порядок ниже.

Устройства применяемые для автоматизации управления освещением

Дабы разобраться с вопросом автоматического управления, давайте сначала рассмотрим, а чем отличается централизованная система управления от установки обычных датчиков.

И какие, собственно говоря, датчики для этого могут применяться?

Для ответа на этот вопрос давайте возьмем шкаф управления наружным освещением с централизованной системой, и посмотрим, что к нему подключено. Вы удивитесь, но это обычные датчики освещенности, движения, присутствия, таймеры и концевые выключатели открывания дверей.

Современная система управления освещением и не только

Сам процесс управления осуществляется только за счет этих датчиков. А централизованная система лишь обеспечивает их координацию, изменение режимов работы и удобный интерфейс пользователя для настройки и управления.

  • То есть, мы вполне можем своими руками создать подобную систему управления, которая только что и будет не столь удобна в эксплуатации.
  • Но столь ли часто нам необходимо изменять настройки? Может быть раз-два в год – да и то, только на отдельных реле.
  • Это вполне можно сделать и вручную, а не через WEB-интерфейс. Зато стоимость такой системы будет в разы ниже.
  • Что нам для этого необходимо? В первую очередь сами датчики. Поэтому давайте остановимся на них подробнее.

Датчик движения

Датчик движения – устройство которое срабатывает при наличии в поле его зрения движения.

Данный датчик может отстраиваться от незначительно движения – например, движение веток от ветра, движения животных или удаленного движения людей.

Датчик освещенности

Датчик освещенности срабатывает при снижении уровня освещенности в месте установки устройства до установленного предела. Предел срабатывания вы будете выставлять самостоятельно, и это может быть как полная темнота, так и незначительное затемнение от тучи.

Таймер – это устройство, которое отчитывает время между включениями и отключением света. Таймеры могут быть однозадачные – то есть способные отсчитывать время лишь для одной команды, и многозадачные, способные отчитывать время для большого количества задач одновременно.

Концевой выключатель на двери

Концевые выключатели открывания и закрывания дверей.

По сути это обычные кнопки, которые монтируются в дверь и фиксируют ее положение.

Активно применяются не только для управления освещением, но и для интеграции систем управления освещением с охранными системами.

Датчик присутствия

Датчики присутствия – это устройства, которые фиксируют наличие человека в поле зрения датчика.

Они могут быть выполнены по разнообразным технологиям, из-за чего цена на устройство может достаточно сильно отличаться.

Например, некоторые датчики фиксируют наличие теплового излучения человека, а некоторые — работают по принципу датчика движения, фиксируя движения человека.

Схемы автоматического управления освещением

Подключение приведенных выше датчиков по схеме «и» или «или», позволяет полностью автоматизировать процесс управления освещением:

  • Так называемая логика «и» — это когда включение освещения наступает при срабатывании сразу двух датчиков.
  • Например, при снижении освещенности срабатывает датчик освещенности, и падает питание к датчику движения, при срабатывании которого и включается свет. Таким образом, срабатывание одного из этих датчиков не приведет к включению света.
  • Логика «или» — это когда свет включится по фактору срабатывания одного из нескольких датчиков. Например: свет включится или по факту снижения освещенности, или по фактору наступления времени срабатывания на таймере.

Схемы подключения с одним датчиком

Чтобы разобраться с этим вопросом более детально, давайте рассмотрим разнообразные схемы подключения датчиков. Начнем с наиболее простых схем с одним датчиком.

В качестве примера возьмем схему подключения датчика освещенности, который при снижении уровня естественной освещенности будет давать импульс на включение искусственного освещения. Принцип подключения других датчиков аналогичен.

  • Для этого нам потребуется непосредственно сам датчик освещенности. Он может быть двух типов. В первом случае — это датчик с коммутационным механизмом внутри. Такое устройство способно управлять освещением с токами до 6, 10 или 16А. Более высокие токи приведут к перегоранию контактной части реле.

Принципиальная электрическая схема датчика освещенности

  • Второй тип реле — это автомат управления освещением с выносным датчиком. Автомат и датчик соединяются при помощи провода. В этом случае, датчик подает лишь управляющий импульс на автомат, а коммутация цепи происходит уже непосредственно автоматом. Такие устройства способны включать и отключать освещение с номинальными токами до 32А, а иногда и выше.
  • В нашем примере мы рассмотрим подключение датчика освещенности первого типа, как более распространенного. Для его работы, нам потребуется подключить к нему фазный и нулевой провод (см. Как прозвонить провода: рассмотрим варианты).

Подключение датчика освещенности без выключателя

  • Для этого фазный провод подключаем от выключателя сети освещения, которую мы планируем автоматизировать. Причем, подключаем его на приходящий от распределительной коробки или от группового автомата контакт. Нулевой провод подключаем непосредственно в распределительной коробке — или шкафу управления освещением, как на видео.
  • Теперь датчик у нас работоспособен, но пока еще нечего не коммутирует. Для этого нам необходимо к третьему выводу датчика подключить еще один провод. Он так же будет фазным, и подключается либо на уходящий контакт выключателя, либо непосредственно к ближайшему светильнику. Нулевой провод для светильника берется отдельно от распределительного щита или коробки.

На фото правильное подключение любого датчика с шунтирующим выключателем

Обратите внимание! Наша инструкция не даром делает такой акцент на подключение от выключателя. Дело в том, что согласно нормам ПУЭ, любые сети освещения с автоматическим управлением должны быть оборудованы системой ручного управления, которая шунтирует средства автоматизации. Проще говоря, должен стоять выключатель, который позволит включить свет помимо датчика.

Схемы подключения с двумя датчиками

Теперь давайте рассмотрим вопрос подключения сразу нескольких датчиков. При этом у нас будет два варианта: первый подключение по логике «и», а второй по логике «или».

  • В качестве примера, давайте рассмотрим вариант, когда нам необходимо, чтобы освещение включалось, когда будет достаточно темно, и когда в определенной зоне есть человек. Для этого нам потребуется датчик освещенности и датчик движения. Вместо датчика движения может быть датчик присутствия.

Последовательная схема подключения датчиков

  • Теперь давайте разберем схему подключения – она называется последовательной. Прежде всего, как в варианте с подключением одного датчика, монтируем датчик освещенности. Только провод, который у нас шел к светильникам, подключаем в качестве приходящего фазного к датчику движения. А уже уходящий фазный провод от датчика движения подключаем к светильникам. При этом нулевой провод для датчика движения, мы подключаем в шкаф управления освещением наружным или распределительную коробку. Можно на один контакт с нулевым проводом датчика освещенности.
  • При такой схеме, после того как снизится уровень естественного освещения, сработает датчик освещенности. Он подаст фазу на датчик движения, и тот включится в работу. После того, как в зону действия датчика попадет человек, он сработает и включит освещение.
  • Теперь давайте рассмотрим вариант, когда у нас имеется длинная дорожка. Нам необходимо, чтобы свет зажегся тогда, когда с одной или со второй стороны дорожки появится человек. Зона действия одного датчика движения недостаточна для охвата всей дорожки. Поэтому нам потребуется два, или даже три датчика.

Параллельная схема включения датчиков движения

  • Схема такого подключения достаточно проста. Все датчики должны быть включены параллельно. Для этого из одной точки берем нулевой провод, и подключаем его ко всем датчикам. Так же поступаем и с фазным питающим проводом. А вот уходящие от датчиков фазные провода, соединяем между собой и подключаем к нашим светильникам.

Обратите внимание! Если у нас имеется ящик управления освещением 380В, из которого мы подключаем датчики, то крайне важно чтобы все они были запитаны от одного и того же фазного провода. В противном случае, это приведет к короткому замыканию. Поэтому, для исключения ошибок, подключения лучше выполнять в одной точке.

Схема управления с большим количеством датчиков и единой управляющей системой

При таком способе подключения, при срабатывании хотя бы одного из датчиков, свет включится вдоль всей дорожки. Комбинируя приведенные выше варианты, можно достичь высочайшей степени автоматизации.

Но для сложных схем, становится достаточно накладно монтировать силовые провода от датчика к датчику. Поэтому в таких случаях, все силовые переключения выполняются в силовом шкафу. А к датчикам подводится только питание, и от них исходят управляющие сигналы.

Вывод

Ящик управления освещением с фотореле — это уже давно не предел автоматизации. Современные технологии позволяют использовать сразу несколько параметров для включения освещения. И далеко не всегда для этого необходима покупка дорогостоящего оборудования.

Вполне возможно создать качественные системы управления и самостоятельно. Для этого достаточно иметь минимальные познания в электротехнике, и правильно продумать условия включения и отключения света.

Автомат управления освещением


Автомат управления освещением

  Давно хотел собрать подобную штуку. Но после того как я уехал в деревню на 2 дня и оставил включенным свет в ванной, решение было принято и я сел за разработку. Схема получилась очень простой. За основу был взят инфракрасный датчик движения, которые сейчас повсеместно используются в охранных системах. Работает устройство так: В исходном состоянии конденсатор С4 разряжен шунтирующим его резистором. При возникновении движения в поле действия датчика, его контакты размыкаются и заряжают конденсатор С4 до напряжения питания. При прекращении движения контакты датчика замыкаются и конденсатор C4 разряжается с постоянной времени зависящей от сопротивления шунтирующего резистора R5 и сопротивления входа входа 1 инвертора. При указаных на схеме номиналах время разрядки составляет около 2 минут. За это время вы по всякому пошевелитесь, если будете в комнате. Если например хочется понежиться в ванной, то для этого предусмотрена кнопка S1 переключающая свет в режим “включен постоянно”, либо в автоматический режим. Индикатором того, что переключатель находится в режиме “включен постоянно” служит светодиод. Если вы не хотите впустую тратить электроэнергию 2 минуты после выхода из комнаты, свет можно отключить кнопкой S2. Но я такой рассеяный, что уже забыл когда делал это. Но я немного отвлекся. Сигнал лог. 0 или 1 поступает на вход 1 инвертора и далее инвертируется вторым элементом поступает на вход ключа выполненного на транзисторе T3. Инверторы служат для улучшения фронтов/спадов сигнала управления, чтобы не было паразитного дребезга. Транзистор Т3 в свою очередь управляет реле К2, контакты которого открывают/закрывают симистор. Схема постоянного включения взята из журнала “Радио” за 86 год (не помню номер). В логике работы устройства есть маленькая недоработка. Когда свет “включен постоянно” при выходе из комнаты конденсатор C4 не успевает разрядиться и приходится нажимать 2 кнопки S1 и S2. Но так как я не пользуюсь второй кнопкой, для меня это несущественно. Стабилизатор питания собран по стандартной схеме.

  В качестве датчика движения использован обычный китайский. Следует помнить, что они бывают разного радиуса действия и разной чувствительности. Бывают так же с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами. В схеме нарисован датчик с нормально замкнутыми контактами (движения нет – контакты замкнуты). Для использования датчика с нормально разомкнутыми контактами нужно включить датчик последовательно с резистором R6. Датчики так-же бывают на 12 вольт или 9 вольт. В зависимости от рабочего напряжения датчика заменяется стабилитрон D3 в стабилизаторе питания на КС212, Д814Д. При этом немного изменяется время отключения, но его можно подобрать экспериментально резистором R5 и конденсатором C4. Реле К2 – любое на напряжение 9-12в, К1 – РПС20 на 27в, логические элементы можно использовать любые – К561ЛА7, К561ЛЕ5. На схеме изображена К561ЛН2. Трансформатор любой на напряжение 15-18в мощностью 10-20 вт. Симистор желательно взять помощнее, потому-что КУ208 иногда выгорает, когда сгорает лампчка, да и при применении ТС122 не нужно ставить радиатор, а для КУ208 скорее всего придется, это зависит от нагрузки. При установке КУ208 нужно увеличить сопротивление R3 до 30-50 ом. Конденсатор C4 лучше поставить танталовый, для улучшения стабильности разряда и маленького тока утечки. Конструктивно устройство собрано в пластмассовой коробке с двумя кнопками, которая устанавливается на месте штатного выключателя. Датчик размещается непосредственно в комнате. Следует настроить датчик для наиболее полного охвата всего объема помещения. Следует так-же герметизировать датчик от проникновения различных насекомых, которые могут вызвать ложное срабатывание.

www.sterr.narod.ru
Источник: shems.h2.ru

Автомат управления освещением СТАРТ-3

Автомат управления освещением СТАРТ-3 предназначен для включения и отключения освещения по заранее заданному расписанию, подача звонков в заведениях с учетом каникул, выходных и праздничных дней.

Функциональные возможности

Автомат управления освещением обеспечивает:

  • ручное включение и выключение нагрузки (освещения),
  • «подъездный» режим, включающий нагрузку, в ночное время, от кнопки на этаже на заданное программой время,
  • раздельное включение нагрузки в ночное время,
  • переход на летнее – зимнее время.

Особенности

Автомат управления освещением СТАРТ-3 обладает такими преимуществами:

  • отсутствие фотодатчиков, которые загрязняются в процессе эксплуатации;
  • возможность коммутации нагрузки по каждому дню года.
  • (электронный ключ, позволяющий с помощью ПК, корректировать график поставляется отдельно)
  • часы реального времени имеют энергонезависимое питание (батарейка CR2032)
Технические характеристики
ПараметрыЗначение
Габаритные размеры105х90х70
Вес, кг0,5
Напряжение питания220 В, 50 Гц
Коммутируемая нагрузка (активная)220 В, 5 А
Коммутируемая нагрузка (реактивная)220 В, 2 А
Потребляемая мощность, Вт  2
Время работы часов при отсутствии питающего напряжения Старт2 / Старт35 лет
Диапазон рабочих температур, гр. С-40 + 50
Количество раздельных каналов2 (основной, дежурный)
Время удержания нагрузки в «подъездном» режиме, мин1-59

Комплект поставки

Совместно с автоматом управления освещением СТАРТ-3 поставляется:

  • CD- диск с программным обеспечением – 1 шт.
  • Инструкция по эксплуатации – 1 шт.

Автомат управления освещением

Содержание

  1. Заявление о выдаче свидетельства 3

  2. Описание 7

  3. Формула изобретения 10

  4. Чертеж 11

  5. Реферат 12

  6. Список литературы 13

Заполняется

ВНИИГПЭ

Дата поступления

Входящий №

№ гос. регистрации

Приоритет

ЭО

Ннужное отметить знаком [X]

Заявление с реквизитами, проставленными ВНИИГПЭ, является уведомлением о поступлении заявки

ЗАЯВЛЕНИЕ

о выдаче патента Российской Федерации

на изобретение

В Комитет Российской Федерации

по патентным и товарным знакам

121858 Москва Бережковская наб 30 к 1

ВНИИГПЭ

Представляя указанные ниже документы, прошу (просим) выдать патент Российской Федерации на имя

Заявитель(и):Маркелов Александр Николаевич

(указывается полное имя или наименование и место жительства или местонахождение Данные о местожительстве авторов-заявителей приводятся в графе с кодом 97)

Код организации, пред-приятия по ОКПО, (если он установлен)

Код страны по стандар

ту ВОИС ST.3

(если он установлен)

Прошу (просим) установить приоритет изобретения по дате:

подачи первой(ых) заявки(ок) в стране-участнице Парижской конвенции (п2 ст19 Закона)

поступления более ранней заявки в Патентное ведомство в соответствии с п4 ст19 Закона

поступления первоначальной заявки в Патентное ведомство в соответствии с п5 ст19 Закона

поступления дополнительных материалов к более ранней заявке (п3 ст19 Закона0

Заполняется только при испрашивании приоритета более раннего, чем дата поступления заявки в Патентное ведомство

1.

2.

3.

Название изобретения Емкостной измеритель перемещения

адрес для переписки (полный почтовый адрес, имя или наименование адресата)

413040 Саратовская область, г.Маркс, ул.Кирова, д.26

Телефон: Телекс: Факс:

8(22)70-60-66

патентный поверенный (полное имя, регистрационный номер, местонахождение)

Телефон: Телекс: факс:

Перечень прилагаемых документов

кол-во л в 1 зкз

кол-во зкз

Основания для возникнове-

ния на подачу заявки и получение патента

(без представления докуме-нта)

заявитель является рабо

тодателем и соблюдены

условия п2 ст8 Закона

переступка права работо

дателем иному лицу

переступка права автором или его правопреемником иному лицу

право наследования

описание изобретения

3

1

формула изобретения (кол-во независимых пунктов____)

1

1

чертеж (и) и иные материалы

1

1

реферат

1

1

документ об уплате пошлины

за подачу заявки

за проведение экспертизы

документ, подтверждающий наличие оснований для

освобождения от уплаты пошлины

уменьшения размера пошлины

копия(и) первой(ых) заявки(ок)

(при испрашивании конвенционного приоритета)

перевод заявки на русский язык

доверенность удостоверяющая полномочия патентного

поверенного

другой документ (указать)

Автор (ы)

Маркелов Александр Николаевич

(указывается полное имя)

Адрес_местожительства (для иностранцев код страны по стандарту ВОИС ST.3 если он установлен)

Подпись(и)_автора(ов) переуступившего(их) право на получение патента дата

Я (мы)___________________________________________________________________________________

(полноеимя)

прошу (просим) не упоминать меня (нас) как автора(ов) при публикации сведений о заявке о выдаче патента

Подпись(и) автора(ов)

Правопреемник автора переуступивший право на получение патента (полное имя или наименование, местожительство или местонахождение, подпись, дата)

Подпись

подпись(и) заявитель(ей) или патентного поверенного лица на чье имя испрашивается патент дата подписи(ей)

(при подписании от имени юридического лица, подпись руководителя удостоверяется печатью)

Описание

Автомат управления освещением

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве автоматического аппарата освещения. В промышленности широко применяются разнообразные осветительные устройства.

При разработке устройства управления освещением была поставлена задача максимального упрощения его схемы при сохранении четного выполнения всех рабочих функций.

При достаточном освещении сопротивление фоторезистора R2 мало и напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 меньше, чем на неинвертирующем. Напряжение же на выходе ОУ близко к напряжению на плюсовом выводе конденсатора С3, и транзистора VT1 закрыт. В таком состоянии ток, протекающий через обмотку реле К1, откроет транзистор VT2, который её зашунтирует. Напряжение на обмотке реле составляет в этом случае 2…4 В, что недостаточно для его срабатывания, а поэтому включенные через его нормально замкнутые контакты лампы освещения гореть не будет.

По мере уменьшения освещенности сопротивление фоторезистора R2 возрастает и напряжение на инвертирующем входе ОУ увеличивается. При достижения им уровня, заданного подстроенным резистором R4, ОУ переключается и напряжение на его выходе становится близким к напряжению на минусовом выводе конденсатора С3. Транзистор VT1 открывается, и происходит насыщение. В результате напряжение на эмитторе практически сравнивается с напряжением на коллекторе, что приводит к закрыванию транзистора VT2. Теперь ток питания полностью потечет через обмотку реле К1, оно срабатывает и его замкнувшиеся контакты включат осветительную лампу.

При открытом транзисторе VT2 ток, текущий через этот транзистор и диод VD2, проходит также через стабилитрон VD3. Выделяющееся на нём напряжение 12В используется для питания управляющей части устройства. При закрытом транзисторе VT2 почти весь ток обмотки реле К1 продолжает питать этот узел и лишь малая его часть проходит через резистор R6 и выход ОУ DA1.

Резистор R5 исключает многократные включения и выключения осветительной лампы при небольших изменениях освещенности в зоне срабатывания автомата. Конденсатор С1 устраняет сетевые наводки и замедляет срабатывание автомата, уменьшает вероятность выключения лампы при кратковременном освещении фоторезистора, например, светом фар проходящих автомобилей.

Стабилитрон VD1 обеспечивает четкое закрытие транзистора VT1, а диод VD2 – транзистора VT2. Резистор R3 не позволяет при подстройки уровня срабатывания автомата превысить максимально допустимое синфазное напряжение на входе ОУ, выше которого он уже не будет работать.

Все элементы устройства размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщенной 2 мм. Плата рассчитана на установку в качестве С4 двух конденсаторов К73-17 емкостью 0,22мкФ и рабочим напряжением 630 В. Можно также использовать К73-16, но в любом случае рабочее напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В. Оксидный конденсатор С3 – импортный аналог К50-35, остальные – КМ. Постоянный резистор R1 – С1-4 или КИМ, остальные МЛТ указанной на схеме мощности. Построечный резистор R4 – СП3-19а.

В качестве реле применено РПУ-2 с сопротивлением обмотки 4,5 кОм и рабочим напряжением 110 В, имеющее по две пары замыкающих и размыкающих контактов. Ток через каждую пару может достигать 10 А. Конденсатор С4 должен быть подобран таким образом, чтобы обеспечивалось при закрытом транзисторе VT2 номинальное напряжение на обмотке сохраняется при емкости С4 в пределах 0,22…0,47 мкФ.

В автомате использован фоторезистор ФСД-Г1. Этим обеспечивается необходимость применения резистора R1 с высоким сопротивлением. Если установить фоторезистор ФСК-Г1 или СФ2-5, сопротивление резистора R1 нужно будет уменьшить примерно до 1 Мом, а емкость конденсатора С1 увеличить до 2,2 мкФ. При такой же замене фоторезистора в качестве ОУ DA1 допустимо использовать К140УД6 или К140УД7. Транзистор VT1 – любой кремневый маломощный структуры р-п-р. Хотя при работе автомата напряжение VT2 не превышает 110 В. По этой причине допустимое напряжение коллектор – эмиттер транзистора VT2 должно быть не менее указанной величины. Стабилитрон VD1 – любой малогабаритный на напряжение 4,7…7,5 В, VD3 должен иметь напряжение стабилизации 11…15 В и ток не менее рабочего тока релеК1 с запасом 50%. Выводы обмотки реле отсоединяют от контактных ламелей и подпаяны к соответствующим штырькам платы, в качестве которых использованы контакты диаметром 1 мм от разъема 2РМ. К освободившимся ламелям подключены проводники питания (220 В). Фоторезистор подключен двумя свитыми проводами непосредственно к контактам платы.

Кроме обычного источника питания от сети автомат управления освещением имеет источник питания от солнца, т.е. солнечную батарею (фотоэлектрический источник питания). Эти два источника питания подключены параллельно друг другу. Принцип действия заключается в том, что днем солнечная батарея заряжается от солнца, т.е. накапливает электроэнергию. А когда наступает ночь или темное время суток, солнечная батарея растрачивает данную энергию на работу установки. Но так как в светлое время суток погода может быть пасмурной, солнце может быть закрыто облаками, т.е. на солнечную батарею не поступает солнечная энергия. В этом случае на помощь приходит другой источник питания – источник питания от сети, который способствует дальнейшей работе автомата управления освещением.

Формула изобретения

Автомат управления освещением, состоящий из блока управления, пускового реле, фоторезистора, источника сетевого питания, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей, он содержит фотоэлектрический источник питания, включенный параллельно сетевому и реле контроля напряжения сети.

Автомат управления освещения

Солнечная

батарея

Реферат

Предлагаемый автомат управления освещением может быть использован в быту, промышленности и сельском хозяйстве, для обеспечения экономии электроэнергии.

В предлагаемом устройстве отличительной особенностью является наличие компактного светового источника питания, связанного с основным источником питания от сети параллельно, что, в свою очередь, повышает уровень надежности работы автомата управления освещением.

Устройство не требовательно к монтажу и допускает различные варианты конструктивного исполнения.

Список использованной литературы

  1. Шелестов И.П. «Радиолюбителям: полезные схемы»,издательство «Солон» 1998г.

  2. Журнал «Радиолюбитель» №5,1997 г.

  3. Журнал «Радио» №12, 1987 г.

Автомат управления освещением (2)

Описание.

Автомат управления освещением.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве автоматического аппарата освещения.

При достаточном освещении сопротивление фоторезистора R2 мало и напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 меньше, чем на неинвертирующем. Напряжение же на выходе ОУ близко к напряжению на плюсовом выводе конденсатора С3, и транзистора VT1 закрыт. В таком состоянии ток, протекающий через обмотку реле К1, откроет транзистор VT2, который её зашунтирует. Напряжение на обмотке реле составляет в этом случае 2…4 В, что недостаточно для его срабатывания, а поэтому включенные через его нормально замкнутые контакты лампы освещения гореть не будет.

По мере уменьшения освещенности сопротивление фоторезистора R2 возрастает и напряжение на инвертирующем входе ОУ увеличивается. При достижения им уровня, заданного подстроенным резистором R4, ОУ переключается и напряжение на его выходе становится близким к напряжению на минусовом выводе конденсатора С3. Транзистор VT1 открывается, и происходит насыщение. В результате напряжение на эмитторе практически сравнивается с напряжением на коллекторе, что приводит к закрыванию транзистора VT2. Теперь ток питания полностью потечет через обмотку реле К1, оно срабатывает и его замкнувшиеся контакты включат осветительную лампу.

При открытом транзисторе VT2 ток, текущий через этот транзистор и диод VD2, проходит также через стабилитрон VD3. Выделяющееся на нём напряжение 12В используется для питания управляющей части устройства. При закрытом транзисторе VT2 почти весь ток обмотки реле К1 продолжает питать этот узел и лишь малая его часть проходит через резистор R6 и выход ОУ DA1.

Резистор R5 исключает многократные включения и выключения осветительной лампы при небольших изменениях освещенности в зоне срабатывания автомата. Конденсатор С1 устраняет сетевые наводки и замедляет срабатывание автомата, уменьшает вероятность выключения лампы при кратковременном освещении фоторезистора, например, светом фар проходящих автомобилей.

Стабилитрон VD1 обеспечивает четкое закрытие транзистора VT1, а диод VD2 – транзистора VT2. Резистор R3 не позволяет при подстройки уровня срабатывания автомата превысить максимально допустимое синфазное напряжение на входе ОУ, выше которого он уже не будет работать.

В автомате было применено реле типа РПУ-2 с сопротивлением обмотки 4,5 кОм и рабочим напряжением 110 В. Оно имеет по две пары замыкающих и размыкающих контактов, ток через каждую пару может по оценке автора достигать 10 А. Емкость конденсатора С4 была подобрана для обеспечения номинального напряжения на обмотке при закрытом транзисторе VT2. Устройство сохраняет работоспособность при емкости С4 в пределах 0,22…0,47 мкф.

Здесь использован фоторезистор ФСД-Г1, чем объясняется высокое сопротивление резистора R1. Если применить фоторезистор ФСК-Г1 или СФ2-5, сопротивление резистора R1 нужно будет уменьшить примерно до 1 МОм, а емкость конденсатора С1 -увеличить до 2,2 мкф.

При такой же замене фоторезистора можно в качестве ОУ DA1 установить К140УД6 или К140УД7. Транзистор VT1 – любой кремниевый маломощный структуры р-n-р (например серий КТ361, КТ502 или КТ3107 с любым буквенным индексом). Хотя при работе автомата напряжение на транзисторе VT2 не превышает 110 В, в момент включения устройства в сеть к нему может быть приложено полное амплитудное напряжение сети – около 300 В, поэтому его допустимое напряжение коллектор-эмиттер должно быть не менее указанной величины. Подойдут КТ506А(Б), КТ604А(Б, AM, БМ), КТ605А(Б, AM, БМ), КТ850Б, КТ854А(Б), КТ859А.

Стабилитрон VD1 – любой малогабаритный на напряжение 4,7…7,5 В, VD3 – на напряжение стабилизации 11…15 В и ток не менее рабочего тока реле К1 с запасом 50% (для РПУ-2 – 25..,30 мА), например, Д814Г, КС512А, КС512Б, КС515Г. Диодный мост КЦ407А может быть заменен на четыре любых диода на напряжение не менее 300 В. Конденсатор С3 – импортный аналог К50-35.

Все элементы устройства размещены на печатной плате размерами 60 х 60 мм .Плата рассчитана на установку двух конденсаторов К73-17 0,22 мкФ 630 В в качестве С4. Их рабочее напряжение должно быть не менее 400 В, можно также использовать К73-16. Резисторы – типа МЛТ (R1 – С1-4 0,25 Вт или КИМ-0,125), подстроечный резистор R4 – СП3-19.

Выводы обмотки реле отсоединены от контактных ламелей и подпаяны к соответствующим штырькам платы, в качестве которых использованы контакты диаметром 1 мм от разъема 2РМ. К освободившимся ламелям подключены проводники питания 220 В платы, фоторезистор подключен двумя свитыми проводами непосредственно к контактам платы.

Кроме обычного источника питания от сети автомат управления освещением имеет источник питания от солнца, т.е. солнечную батарею (фотоэлектрический источник питания). Эти два источника питания подключены параллельно друг другу. Принцип действия заключается в том, что днем солнечная батарея заряжается от солнца, т.е. накапливает электроэнергию. А когда наступает ночь или темное время суток, солнечная батарея растрачивает данную энергию на работу установки. Но так как в светлое время суток погода может быть пасмурной, солнце может быть закрыто облаками, т.е. на солнечную батарею не поступает солнечная энергия. В этом случае на помощь приходит другой источник питания – источник питания от сети, который способствует дальнейшей работе автомата управления освещением.

Прототипом автомата управления освещением является автомат управления освещением без фотоэлектрического источника питания. Недостатком прототипа является его неэкономичность. Данное же изобретение позволяет экономить электроэнергию и, следовательно, материальные ресурсы. Оно может применяться в различных местах. Например как уличное освещение или на маяках. Если на маяках применять данный автомат управления освещением, то можно будет реже подзаряжать генератор от которого работает маяк, что позволит сэкономить средства.

РКО

Формула изобретения

Автомат управления освещением, состоящий из блока управления, пускового реле, фоторезистора, источника сетевого питания, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей, он содержит фотоэлектрический источник питания, включенный параллельно сетевому и реле контроля напряжения сети.

Предлагаемый автомат управления освещением может быть использован в быту, промышленности и сельском хозяйстве, для обеспечения экономии электроэнергии.

В предлагаемом устройстве отличительной особенностью является наличие компактного светового источника питания, связанного с основным источником питания от сети параллельно, что, в свою очередь, повышает уровень надежности работы автомата управления освещением.

Устройство не требовательно к монтажу и допускает различные варианты конструктивного исполнения.

Список использованной литературы

  1. Шелестов И.П. «Радиолюбителям: полезные схемы»,издательство «Солон» 1998г.

  2. Журнал «Радиолюбитель» №5,1997 г.

  3. Журнал «Радио» №12, 1987 г.

Автомат управления освещением ledlight | avr-working-with-usb

Алгоритм работы прост – когда в определенном месте освещение ниже допустимого уровня (определяется с помощью фотодатчика), а также детектируется движение человека (определяется пассивным инфракрасным датчиком присутствия TLC-15), то устройство плавно включает освещение на заданное время. Если во время включения в зоне наблюдается продолжение активности человека, то освещение продолжает работать (таймаут удержания освещения постоянно сбрасывается). Все параметры, по которым работает устройство (время удержания освещения, чувствительность фотодатчика и т. п.), записаны в EEPROM микроконтроллера и сохраняются при выключении питания устройства. Параметры могут быть изменены с помощью специальной программы llcontrol.exe через интерфейс USB, либо сброшены в значение по умолчанию – как с помощью программы llcontrol.exe, так и с помощью перемычки между контактами 4 и 6 коннектора ISP платы AVR-USB-MEGA16. Процедура изменения настроек или их сброса описана далее.

Выполнено устройство на основе макетной платы AVR-USB-MEGA16 [1], и свободно распространяемой библиотеки V-USB компании OBJECTIVE DEVELOPMENT Software GmbH [2]. Его схема представляет собой интерфейс для подключения датчика движения/присутствия и фотодатчика, а также ключа управления включением светодиодов освещения. Индикационный светодиод, установленный на плате AVR-USB-MEGA16, показывает активность датчика движения. При особенных требованиях к освещенности можно применить фотодатчик повышенной чувствительности, с двумя фоторезисторами. Такая схема имеет преимущество также в том, что фоторезисторы СФ3-4Б работают при более походящем напряжении (2.5 в вместо 4.5 в, так как для них предельное напряжение 5 в).

С меньшим успехом можно также использовать фотодиоды ФД-256 – при этом снизится чувствительность фотодатчика.

Питается устройство от стабилизированного источника напряжения 12 вольт, ток потребления не превышает 50 мА а в режиме ожидания и 120 мА в режиме включения светодиодной подсветки. Подсветка питается от того же источника 12 вольт – это 3 светодиода, включенные последовательно. Ток через светодиоды ограничивает резистор R2. Для измерения уровня сигнала с фотодатчика используется АЦП микроконтроллера ATmega16, включенный в режиме с дифференциальными входами (ножки 35, 36, 37 корпуса TQFP). Коэффициент усиления перед АЦП (x1, x10 или x200), влияющий на чувствительность фотодатчика, задается установкой соответствующего параметра в EEPROM. Для приема сигнала с датчика движения TLC-15 используется простой цифровой входной порт с включенным внутренним нагрузочным резистором (ножка 33 корпуса TQFP). Включением света управляет порт в режиме выхода (ножка 43 корпуса TQFP).

Для сброса параметров в значения по умолчанию выключается питание устройства, замыкаются контакты 4 и 6 коннектора ISP (при этом ножка 1 корпуса TQFP замыкается на землю), а затем включается питание. Микроконтроллер в течение секунды опрашивает наличие низкого уровня на порте PB5 (ножка 1 корпуса TQFP), и если он сохраняется, то 3 раза мигает индикационным светодиодом, сигнализируя о том, что параметры EEPROM будут сброшены. Если перемычку во время этих миганий не убрать, то параметры EEPROM сбрасываются, и устройство перезагружается, после чего перемычку нужно убрать. Сбросить параметры можно также командой llcontrol.exe default (описание опций утилиты llcontrol.exe см. далее).

Нормальный вход в рабочий режим после включения питания индицируется плавным включением и выключением подсветки. Если обнаружена ошибка контрольной суммы параметров CRC, то устройство переходит в режим индикации ошибки – постоянно с периодом в секунду мигает подсветка.

Для управления параметрами устройства используется программа llcontrol.exe, при этом устройство должно быть подключено к интерфейсу USB компьютера. Для получения подсказки по опциям командной строки нужно запустить llcontrol.exe без опций, выведется следующая информация:

C:\TEMP>llcontrol.exe
Usage:
  llcontrol.exe default
  llcontrol.exe param
  llcontrol.exe verify
  llcontrol.exe view
  llcontrol.exe read
  llcontrol.exe write
Options:
default     reset all params to default values
param <…> set specified params. Params are:
  -LON:nnnn   threshold ON  light. Value 1..1023.
  -LOFF:nnnn  threshold OFF light. Value 1..1023.
  -IL:nn      number consecutive ADC readungs. Value 1..255.
  -MD:n       enable (n==1) or disable (n==0) motion detection. Value 0 or 1.
  -LT:nn      time light keeping in seconds. Value 1..255.
  -RS:nn      step delay to light brightness rising.  Value 1..255.
  -FS:nn      step delay to light brightness falling. Value 1..255.
  -GA:n       ADC gain select. Value 0 (x1), 1 (x10) or 2 (x200).
verify      check all EEPROM params.
view        view  all EEPROM params.
read        read all EEPROM data and dump to console.
write <…> write bytes to EEPROM from start address 0.
 
Наиболее часто используемые опции default, param, verify и view (оставшиеся опции read и write нужны для манипуляции данными EEPROM в двоичной форме, и их лучше не использовать). Для управления параметрами устройства вводят llcontrol.exe param и список параметров (можно указать один или более параметров). Если какой-то параметр не указан, то он оставляется в EEPROM без изменения. Параметры могут быть следующие (вместо букв n вводят значение параметра):

-LON:nnnn порог освещенности для ВКЛючения. Допустимые значения 1..1023. Значение по умолчанию 100.
-LOFF:nnnn порог освещенности для ВЫКЛючения. Допустимые значения 1..1023. Значение по умолчанию 102.
-IL:nn  количество последовательных считываний ADC. Допустимые значения 1..255. Значение по умолчанию 10.
-MD:n  разрешение работы датчика движения. Допустимые значения 0 и 1. Значение по умолчанию 1 (разрешено).
-LT:nn  Время удержания освещения в секундах. Допустимый диапазон 1..255. Значение по умолчанию 10.
-RS:nn  Сколько времени длится шаг увеличения яркости освещения (255 шагов). Диапазон 1..255. Значение по умолчанию 100.
-FS:nn  Сколько времени длится шаг увеличения яркости освещения (255 шагов). Диапазон 1..255. Значение по умолчанию 100.
-GA:n  Выбор усиления перед ADC. Возможные значения 0 (x1), 1 (x10) или 2 (x200). Значение по умолчанию 1 (усиление x10).

Проверить параметры можно командой llcontrol.exe verify, вывести из значения – llcontrol.exe view.

[Ссылки]

1. Макетная плата AVR-USB-MEGA16.
2. V-USB download site:obdev.at.
3. 081030ledlight.rar – исходный код и бинарники проекта, документация.

АВТОМАТ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ АОН-96

Общие сведения

Автомат управления освещением наружной установки АОН-96 предназначен для автоматического включения и отключения наружного освещения в зависимости от уровня естественной освещенности. АОН-96:
АОН – автомат освещения наружный;
96 – год разработки.
&nbsp&nbspКлиматическое исполнение У категории размещения 1.1 по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Температура окружающей среды от минус 45 до 50°С.
&nbsp&nbspОтносительная влажность окружающей среды до 98% при температуре 25°С.
&nbsp&nbspОкружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
&nbsp&nbspАтмосфера типа II по ГОСТ 15150-69.
&nbsp&nbspГруппа механического исполнения М1 по ГОСТ 17516.1-90.
&nbsp&nbspСтепень защиты автомата обеспечиваемая корпусом, соответствует IР43 по ГОСТ 14254-96.
&nbsp&nbspЛакокрасочные покрытия в части воздействия климатических факторов соответствуют группе VI ГОСТ 9.104-79 и по внешнему виду требованиям класса 3 ГОСТ 9.032-74.
&nbsp&nbspМеталлические и неметаллические неорганические покрытия соответствуют требованиям ГОСТ 9.301-78 и ГОСТ 9.303-84.
&nbsp&nbspКонструкция автомата соответствует требованиям разд. 3 ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-93, действующим “Правилам устройств электроустановок” и обеспечивает условия эксплуатации, установленные действующими “Правилами технической эксплуатации установок потребителей” и “Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей”.
&nbsp&nbspЗажим защитного заземления в соответствии с ГОСТ 10434-82.
&nbsp&nbspКонтактный зажим заземления обозначен нестираемым при эксплуатации знаком по ГОСТ 21130-75.
&nbsp&nbspАвтомат соответствует требованиям ТУ 3185-705-01055836-98. ТУ 3185-705-01055836-98

Технические характеристики


Напряжение питания автомата, В – 220+
Частота питающей сети, Гц – 50+
Диапазон настройки автомата при уровне освещенности, лк, не более: при включении – 1,5-7
при отключении – 15
Выдержка времени на отключение, с, не менее – 5
Мощность осветительной сети, отключаемая автоматом АОН-96 при 3-фазном питании, кВ·А, не более – 16,5
Длительно допустимый ток каждого из 3-х основных контактов, А, не более – 25
Категория применения по ГОСТ 12434-93 – АС-21
Изоляция сухих и чистых автоматов, не бывших в эксплуатации, при холодном состоянии автомата при температуре и влажности воздуха отапливаемого помещения должна в течение 1 мин выдерживать испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц, В – 2000
Сопротивление изоляции сухих и чистых автоматов, не бывших в эксплуатации, при холодном состоянии автомата при температуре и влажности воздуха отапливаемого производственного помещения, МОм, не менее – 10
Потребляемая мощность, Вт, не более – 8
Средняя наработка на отказ, ч – 16 000
Установленная безотказная наработка, ч – 1600
Среднее время восстановления работоспособного состояния Тв, ч – 1,5
Средний срок сохраняемости (установлен по сроку сохраняемости фоторезистора), лет – 6
Установленный срок службы, лет – 10
Габаритные размеры, мм – 195x170x256
Масса, кг, не более – 4
&nbsp&nbspГарантийный срок – 2 года со дня ввода автомата в эксплуатацию, но не более 2,5 лет со дня отгрузки с завода.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно автомат представляет собой металлический ящик с откидной крышкой, запирающейся на ключ. Крепление ящика – вертикальное. На двери имеется круглое окно, через которое естественный свет проходит внутрь и попадает на светодиод автомата освещения. Суточное изменение естественной освещенности вызывает срабатывание светодиода, что приводит в работу всю электрическую схему АОН-96. Таким образом включаются фонари на платформах, железнодорожных перегонах, вдоль путей следования электропоездов.
&nbsp&nbspВ дне шкафа имеется отверстие с резиновым уплотнением для вывода проводов наружу.
&nbsp&nbspАвтомат имеет возможность плавной регулировки чувствительности в диапазоне срабатывания.
&nbsp&nbspЭлектрическая принципиальная схема автомата освещения приведена на рисунке.

Рисунок


&nbsp&nbspЭлектрическая принципиальная схема автомата управления освещением наружной установки АОН-96:
&nbsp&nbspQF1-QF3 – автоматические выключатели АЕ1031;
&nbsp&nbspКМ1 – пускатель ПМ12-025;
&nbsp&nbspА1 – автомат АО-96;
&nbsp&nbspFU1 – предохранитель ВП1-1;
&nbsp&nbspSA1 – тумблер-переключатель ПТ26-1;
&nbsp&nbspRU – варистор;
&nbsp&nbspL – дроссель;
&nbsp&nbspХ1, Х2 – зажимы заземления В комплект поставки входят: автомат, документация, паспорт и инструкция по эксплуатации автомата АОН-96 – 1 экз. на партию не более 10 шт., отправляемых в один адрес.

Центр комплектации «СпецТехноРесурс»
Все права защищены.

Знакомство с элементами управления освещением

Хороший дизайн освещения включает в себя хороший дизайн элементов управления. Элементы управления освещением играют важную роль в системах освещения, позволяя пользователям вручную или автоматически:

• включать и выключать свет с помощью выключателя; и/или
• регулировать световой поток вверх и вниз с помощью диммера.

Эта базовая функциональность может быть использована для создания следующих преимуществ для владельца освещения:

• гибкость для удовлетворения визуальных потребностей пользователя; и/или
• автоматизация для снижения затрат на электроэнергию и повышения устойчивости.

В последние годы средства управления освещением получили две дополнительные возможности:

• настроить цвет источника света, в том числе оттенок белого света; и/или
• генерировать данные посредством измерения и/или мониторинга.

Основанная на обновлении LCA Education Express EE101: Введение в управление освещением, в этой статье представлен обзор основных функций современных средств управления освещением, преимуществ и основных вопросов, которые необходимо задать при определении подходящей стратегии управления освещением.

Эффекты управления освещением

Элементы управления освещением

обеспечивают следующие основные функции. Конечные пользователи используют эти функции для поддержки управления энергопотреблением и/или визуальных потребностей.

Элементы управления освещением

развиваются, предоставляя расширенные функции, доступность которых зависит от типа системы и потребностей приложения.

Преимущества: визуальные потребности

Регулируя интенсивность одного или нескольких слоев освещения в помещении, элементы управления освещением могут:

• изменить внешний вид пространства;
• облегчают различные функции помещения;
• изменить атмосферу и настроение;
• уменьшить блики; и/или
• повысить удовлетворенность пользователей, предоставив им возможность управлять своим освещением.

Изображения предоставлены Finelite.

Преимущества: управление энергопотреблением

Сокращая время включения освещения, интенсивность или зонирование, средства управления освещением снижают как спрос, так и потребление энергии. Согласно исследованию, проведенному Национальной лабораторией Лоуренса Беркли (LBNL), популярные стратегии управления освещением обеспечивают экономию электроэнергии в среднем на 24-38%, что снижает эксплуатационные расходы здания.

Из-за значительного энергосбережения большинство государственных энергетических кодексов коммерческих зданий требуют широкого спектра средств контроля в новом строительстве.В существующем строительстве управляемость светодиодного освещения приводит к идеальному сочетанию с элементами управления, что позволяет минимизировать затраты на электроэнергию.

Основная функция

Средства управления освещением представляют собой устройства и системы ввода/вывода. Система управления получает информацию, решает, что с ней делать, а затем соответствующим образом регулирует мощность освещения. Здесь мы видим базовую схему освещения (ножка переключателя). Энергия проходит по цепи, чтобы запитать группу огней. Эта система освещения обеспечивает освещение.

Переключение

Один базовый выход переключается. Здесь мы видим выключатель, размещенный на линии между источником питания и нагрузкой. Когда переключатель замыкается (т. е. переключатель переводится в положение «ВКЛ»), цепь замыкается, позволяя мощности поступать на нагрузку. Когда он размыкается, цепь разрывается (переключается в положение «ВЫКЛ»), что прерывает подачу питания на нагрузку. Это делает коммутатор контроллером питания.

Затемнение

Другим базовым выходом является диммирование.Если используется диммер-переключатель, помимо ВКЛ/ВЫКЛ, он может изменять ток, протекающий через нагрузку в состоянии ВКЛ, что увеличивает или уменьшает светоотдачу. Здесь мы видим диммер, размещенный на линии, с выходным сигналом, который постоянно диммируется в диапазоне диммирования нагрузки.

Контроль цвета и CCT

При использовании светодиодов относительно экономично предоставить пользователям возможность регулировать цвет освещения и CCT.

В продуктах с настраиваемым белым светодиодом отдельные диммирующие массивы из теплых и холодных белых светодиодов позволяют пользователям регулировать CCT источника света.Другие цвета могут быть добавлены для расширения доступного цветового спектра и обеспечения хорошей цветопередачи.

Два других подхода — это «от затемнения к теплу» (светодиодные изделия, которые затемняют свет до очень теплого белого цвета, аналогичного диммированию ламп накаливания) и полноцветная настройка (отдельно регулируемые красные, зеленые и синие светодиоды, а также желтые или белые светодиоды и, возможно, другие цвета).

Изображение предоставлено USAI Lighting.

Ручной или автоматический ввод

Вход может быть ручным, автоматическим или комбинацией этих двух способов, как показано на этом рисунке, иллюстрирующем функциональные возможности датчика присутствия стенной коробки с ручным включением.

При ручном управлении ввод инициируется пользователем и осуществляется вручную. Он идеально подходит для приложений, ориентированных на визуальные потребности.

При автоматическом управлении на вход подается сигнал от датчика (датчика присутствия или освещенности), компьютера или другой системы здания. Входные данные могут быть основаны на времени суток, занятости, уровне освещенности или некоторых других условиях. Автоматическое управление идеально подходит для приложений управления энергопотреблением.

Интеллект

При ручном управлении человек принимает решение о том, регулировать ли освещение и насколько.При автоматическом управлении эту функцию выполняет микропроцессор или логическая схема. Этот микропроцессор или логическая схема называется контроллером освещения, который обеспечивает интеллект системы управления. Контроллер освещения оценивает входные управляющие сигналы на основе своего алгоритма и решает, следует ли регулировать мощность освещения, когда и насколько.

Контроллер может быть установлен как логическая схема в составе автономного устройства управления или как отдельный компонент в составе системы управления.Если это отдельный компонент, он может располагаться в центре (централизованное интеллектуальное управление), находиться вблизи нагрузки или быть встроенным в светильники (распределенное интеллектуальное управление). Чем более распределен интеллект системы, тем более гибким и отзывчивым становится освещение.

Выход переключения или затемнения

Часто в одном и том же здании желательны и коммутация, и диммирование.

Коммутация проста, но ограничена в гибкости и может мешать работе в помещениях, занятых более чем одним пользователем.В результате он особенно эффективен для приложений управления энергопотреблением, таких как автоматическое отключение или сокращение свободного пространства, а также ручное управление в помещениях, где пользователи имеют единое ожидание, когда будет включено освещение.

Диммирование изменяет интенсивность с плавными переходами между уровнями освещенности, что обеспечивает высокий уровень гибкости, способный удовлетворить зрительные потребности пользователя. Большинство светодиодных светильников оснащены диммируемыми драйверами в качестве стандартной или стандартной опции, что снижает стоимость диммирования.Затемнение особенно подходит для приложений с визуальными потребностями и для реализации стратегий управления энергопотреблением, таких как управление дневным светом или настройка задач, в занятых помещениях.

Изображение справа предоставлено Schneider Electric.

Зонирование управления

Зонирование управления является важным аспектом проектирования системы управления освещением, поскольку зонирование представляет собой механизм, с помощью которого управление освещением назначается нагрузкам освещения. Зона управления определяется как один или несколько источников света, управляемых одновременно одним управляющим выходом.Зоны могут быть организованы в соответствии с энергетическими кодами, желаемой экономией энергии и гибкостью, общим осветительным оборудованием (например, люминесцентным или светодиодным), характеристиками пространства (например, мебелью и отделкой), задачами, доступностью дневного света и графиками освещения.

Меньшие зоны управления (более высокая степень детализации зон в пространстве или здании) обеспечивают большую гибкость и, как правило, большую экономию энергии. По этой причине большинство энергетических кодексов регулируют зонирование управления, устанавливая ограничения по площади.

Традиционно контрольное зонирование и повторное зонирование в будущем ограничивались разводкой цепей освещения. Достижения в области коммуникаций обеспечивают относительно экономичное зонирование, такое же детальное, как отдельные светильники или балласты/драйверы, а также зонирование и повторное зонирование с использованием программного обеспечения вместо аппаратного подключения.

Изображение предоставлено Wattstopper.

Элементы управления Описание

Еще одним важным аспектом проектирования системы управления освещением является определение последовательности операций системы.Последовательность операций представляет собой описание выходных данных системы в ответ на различные входные данные для каждой контрольной точки. Он выражается в виде описания элементов управления, письменного документа, созданного на этапе концептуального проектирования проекта. Этот документ служит дорожной картой проекта для предполагаемой системы управления освещением.

В частности, его можно использовать для:

• сопровождение контрактной документации и подготовка спецификаций;
• давать четкие указания во время торгов подрядчикам и производителям;
• определить критерии тестирования и приемки системы управления; и
• служат общим справочником для владельца, подробно описывающим, как работает система управления.

Совместимость

Для правильной работы системы управления балласт/драйвер и источник света должны быть совместимы; балласт/привод должен быть совместим со стратегией управления и устройствами управления; и устройства управления должны иметь возможность обмениваться данными, если это необходимо.

Во многом интероперабельность зависит от метода управления или протокола. Протокол — это набор правил, определяющих поведение компонентов в системе. В сети это включает в себя общение.Примеры включают цифровой адресный интерфейс освещения (DALI) и ZigBee. Все элементы управления должны быть разработаны с использованием одного и того же протокола для обеспечения надежной совместимости, хотя системы с разными протоколами, включая освещение и автоматизацию зданий, могут интегрироваться с использованием шлюза, который может быть функцией устройства или программного обеспечения.

Протокол может быть:

• открытый или стандартизированный и доступный для всех производителей, что обеспечивает выбор нескольких поставщиков;
• закрытый или зависящий от производителя, который обеспечивает решение, оптимизированное производителем, но привязывает владельца к этому производителю для будущего обслуживания, изменений или расширения; или
• сочетание этих двух факторов, например, открытый протокол, адаптированный для использования в зависимости от производителя, или протокол, зависящий от производителя, который предоставляется другим производителям посредством лицензирования.

Обратите внимание, что диммирование 0–10 В — это метод, а не протокол. Таким образом, элементы управления и балласты/драйверы, предназначенные для диммирования 0-10 В, могут быть совместимы, но обеспечивать несколько разные характеристики диммирования. Это связано с тем, что они затемняются одинаково, но в остальном не соответствуют одним и тем же унифицированным спецификациям. Для обеспечения последовательного диммирования рекомендуется избегать смешивания типов балласта/драйвера от разных производителей в одной и той же системе диммирования.

Программное обеспечение

Различные приложения и программное обеспечение поддерживают внедрение систем управления освещением.Наиболее надежное программное обеспечение доступно для централизованных интеллектуальных сетевых систем управления освещением. Находясь на сервере или в облаке, программное обеспечение может предоставлять множество функций, например:

1) обнаружить контрольные точки (устройства и т. д.)
2) назначить контрольные точки зонам
3) запрограммировать последовательность действий для зон
4) откалибровать датчики
5) контролировать контрольные точки и выдавать сервисные оповещения/аварийные сигналы
6) запись отображение энергопотребления и других записанных данных
7) резервное копирование данных и журналов событий и создание пользователей/уровней доступа

Изображение предоставлено Lutron Electronics.

Проводные системы

Устройства управления могут обмениваться данными, используя:

Провода сетевого напряжения , также называемые связью по линиям электропередач или диммированием с фазовым управлением. При использовании для управления проводка сетевого напряжения обеспечивает путь как для силовых, так и для управляющих сигналов. Несмотря на простоту, он не является гибким и ограничивает возможности управления.
Низковольтная проводка . При использовании для управления низковольтная проводка обеспечивает выделенный путь для управляющих сигналов, которые проявляются в виде колебаний напряжения.Поскольку этот тип проводки не ограничивается кабелепроводом, он является гибким. Однако для каждой общей функции требуется отдельный провод, в результате чего может возникнуть большое количество низковольтных проводов с соответствующими рисками неправильного подключения.
Цифровая низковольтная проводка . Этот тип низковольтной проводки передает управляющие сигналы, состоящие из цифровых двоичных сообщений, вместо колебаний напряжения. Пара проводов образует шину или путь передачи сигналов управления, соединяющий несколько светильников и управляющих устройств, которые обмениваются данными.Зоны управления создаются программно, а не аппаратно. Оператор может дистанционно программировать и калибровать устройства управления. Проводка потенциально двусторонняя, что позволяет собирать данные с датчиков.

Низковольтная проводка управления обычно перевозится навалом и разрезается в полевых условиях. Доступны варианты структурированной проводки, такие как установленные на заводе оконечные устройства с разъемами RJ45, RJ11 или другими, которые могут упростить установку, хотя и требуют предварительно определенной длины проводов.

Беспроводные системы

Беспроводные элементы управления обмениваются данными с помощью радиоволн или другого беспроводного подхода, исключающего проводку управления. Это особенно привлекательно для реализации сложных систем управления в существующих зданиях. Устройства ввода управления могут питаться от внутренней батареи или получать энергию от окружающего света, перепада температур или механической энергии, создаваемой нажатием переключателя. Они передают управляющие сигналы от беспроводного передатчика к беспроводному приемнику в контроллере освещения, установленном на светильнике, в распределительной коробке или на панели.

Изображение предоставлено Daintree/GE.

Ввод в эксплуатацию

Ввод в эксплуатацию — это рекомендуемый процесс обеспечения качества, который гарантирует, что установленные системы управления освещением работают в соответствии с рекомендациями производителя и конструкторской документацией. Процесс ввода в эксплуатацию определяется директивой ASHRAE 0 (и резюмируется в IES-DG-29) и требует выполнения ряда шагов, включая требования к проекту владельца, основы проектирования, функциональное тестирование, системное руководство и обучение операторов.Некоторые пуско-наладочные работы требуются в соответствии с последними энергетическими нормами коммерческих зданий. Для облегчения ввода в эксплуатацию производители предлагают устройства, которые либо самокалибруются, либо их легче калибровать.

Стратегии управления

Комбинация различных входов и выходов приводит к появлению нескольких уникальных стратегий управления освещением, которые могут удовлетворить визуальные потребности, потребности в управлении энергопотреблением или и то, и другое. В свою очередь, стратегии управления можно комбинировать в одном пространстве посредством наслоения для максимизации ценности.

• Ручное управление
• Определение присутствия
• Планирование времени
• Реакция на дневной свет
• Настройка институциональных задач
• Настройка цвета
• Генерация данных
• Реакция на спрос

Ручное управление

Ручное управление — это простая стратегия, предоставляющая пользователям возможность выбора уровней освещенности либо пошагово (переключение), либо в широком диапазоне с плавными переходами между уровнями (диммирование). Визуальные потребности стимулируют ручное управление, хотя побочным эффектом может быть экономия энергии.Типичные области применения включают частные и открытые офисы, помещения для встреч и обучения, молитвенные дома, развлекательные центры и другие помещения. По данным LBNL, эта стратегия может привести к экономии энергии освещения в среднем на 31%.

Переключение может быть ВКЛ/ВЫКЛ или многоуровневым через отдельное управление ВКЛ/ВЫКЛ отдельных балластов/драйверов или светильников. Затемнение может быть непрерывным, обеспечивающим плавный переход через диапазон затемнения, или ступенчатым, обеспечивающим либо резкий, либо плавный переход между двумя или более фиксированными выходами.

Изображение предоставлено Lutron Electronics.

Датчик присутствия

Датчики присутствия — это устройства, которые автоматически включают и выключают свет в зависимости от того, занято ли пространство. По данным LBNL, за счет того, что свет включается только тогда, когда помещение занято, стратегии, основанные на занятости, обеспечивают экономию электроэнергии на освещении в среднем на 24%.

Датчики присутствия

отлично подходят для небольших закрытых помещений, в которых периодически бывают люди, таких как частные офисы, классы, конференц-залы, копировальные комнаты и комнаты отдыха, туалеты и другие помещения.Они могут быть объединены в сеть для больших пространств.

Если датчик обеспечивает автоматическое отключение, но требует ручного включения, его обычно называют датчиком вакансий. В качестве альтернативы датчик может автоматически включать нагрузку до 50%, а ручное управление с помощью переключателя необходимо для включения света на полную мощность. Эти датчики обычно называют датчиками присутствия с частичным включением.

Планирование времени

Планирование регулирует выходную мощность системы освещения на основе временного события, реализованного с помощью часов, которые могут быть реализованы с помощью микропроцессора, встроенного в систему управления.В определенное время управляемое освещение будет включаться, выключаться или приглушаться, чтобы экономить энергию или поддерживать изменение функций пространства. Планирование очень подходит для больших открытых пространств, которые регулярно посещаются, а также для пространств, которые периодически заняты, но где свет должен оставаться включенным весь день из соображений безопасности. Локальное переопределение (расширение времени) управления стеной часто используется для обеспечения нерегулярного использования пространства. По данным LBNL, стратегии, основанные на занятости (объединение планирования времени с определением занятости), могут обеспечить экономию энергии освещения в среднем на 24%.

Реакция на дневной свет

Управление с учетом дневного света (также называемое сбором дневного света) использует датчик освещенности (также называемый фотодатчиком или фотоэлементом) с контроллером мощности для включения или уменьшения освещения в зависимости от доступного дневного света. Когда уровень освещенности поднимается выше целевого порога из-за вклада дневного света, фотодатчик сигнализирует контроллеру о необходимости уменьшить светоотдачу, тем самым экономя энергию. По данным LBNL, управление, реагирующее на дневной свет, может обеспечить экономию электроэнергии на освещении в среднем на 28%.

Эта стратегия отлично подходит для освещения зон, прилегающих к окнам и фонарям, а также под мансардными окнами и мониторами на крыше — везде, где дневной свет постоянный и обильный.

Настройка задач

Также называемая «институциональной настройкой» и «высококачественной отделкой», настройка задачи включает в себя уменьшение освещения в пространстве на основе рекомендованных IES требований к поддерживаемому уровню рабочего освещения или предпочтений пользователя для отдельных помещений, а не первоначально разработанных поддерживаемых уровней освещения, которые могут быть выше, чем необходимо.По данным LBNL, настройка задач обеспечивает экономию энергии освещения в среднем на 36%.

Настройка цвета

Путем раздельного диммирования красных, зеленых, синих и, возможно, других цветных светодиодов можно получить практически любой цвет. Это называется настройкой цвета. Настройка цвета подходит для развлечений, вывесок и подобных приложений. Путем раздельного затемнения массивов белых светодиодов теплого и холодного CCT можно регулировать CCT светильника в диапазоне, который называется настраиваемым белым освещением.Ниже приведены несколько примеров возможностей для настраиваемого белого общего освещения:

• Автоматический переход к очень теплой цветовой температуре во время диммирования для имитации диммирования ламп накаливания.
• Динамическая калибровка CCT для установленных светильников и поддержание назначенного CCT с течением времени.
• Отрегулируйте CCT после первоначальной установки, чтобы точно настроить внешний вид пространств и объектов, таких как искусство.
• Отрегулируйте CCT, чтобы приспособиться к изменяющемуся использованию пространства, дисплеям, внутренней отделке и предпочтениям пользователя.
• Автоматическая настройка CCT для получения идеального цикла дневного света или оптимального сочетания с реальным дневным светом.
• Имитируйте внешний вид популярных традиционных источников света и настраивайте новые источники света.
• Играют потенциальную роль в циркадном освещении, поскольку свет, насыщенный синими волнами, действует как циркадный стимул.

Изображение предоставлено Cree, Inc.

Генерация данных

Некоторые системы управления освещением позволяют собирать данные с точек управления, подключенных через цифровую сеть. Система может непосредственно измерять или оценивать потребление энергии и/или отслеживать рабочие параметры.Дополнительные датчики могут собирать такие данные, как наличие людей и температура. В некоторые системы управления наружным освещением могут быть добавлены другие датчики, которые собирают данные обо всем, от угарного газа до снегопада.

Данные передаются на сервер или в облако для извлечения и использования с помощью программного обеспечения. Данные о потреблении энергии могут быть проанализированы и переданы для различных целей. Отслеживаемые условия могут вызывать аварийные сигналы для проведения технического обслуживания, как в приведенном здесь примере.

Изображение предоставлено Lutron Electronics.

Ответ на запрос

Реакция на спрос (DR) включает снижение мощности освещения либо по запросу от поставщика электроэнергии во время аварийного события (аварийное DR), либо в зависимости от времени суток для минимизации затрат на спрос (экономическое DR). Поскольку значительная часть осветительной нагрузки типичного здания не может быть отключена в рабочее время, это обычно влечет за собой диммирование.

Изображение предоставлено OSRAM Encelium.

Общие типы органов управления освещением

Элементы управления освещением можно разделить на следующие категории:

• Автономные устройства
• Комнатные системы управления
• Централизованные системы управления зданием

Автономные элементы управления

Автономные устройства управления – устройства управления, предназначенные для обеспечения автономной работы осветительной нагрузки, которой может быть светильник или светильники, установленные на ножке выключателя.Обычно они устанавливаются на линии электропередачи переменного тока и напрямую контролируют нагрузку.

Примеры: тумблеры, датчики присутствия, таймеры, диммеры, датчики освещенности и гостиничные ключи-карты.

Преимущество в том, что они относительно просты в установке, знакомы монтажникам и не требуют подключения к контроллеру освещения. Недостатками являются регулируемые автономные элементы управления, требующие индивидуальной калибровки, а наложение нескольких стратегий управления на одну и ту же нагрузку может привести к сложной проводке.

Изображение предоставлено Wattstopper.

Автономные встроенные датчики

Автономные датчики присутствия и освещенности могут быть установлены или прикреплены к светильникам для автономного управления светильниками. Как правило, датчики указываются производителем светильника и устанавливаются на заводе. Однако они могут быть указаны производителем системы управления для относительно простого крепления в полевых условиях. Элементы управления могут предлагать такие параметры, как затемнение или переключение на более низкий уровень освещенности во время отсутствия, вместо выключения.Если светильники тускнеют, а не выключаются, может потребоваться дополнительное управление расписанием для обеспечения отключения в соответствии с энергетическим кодексом.

Преимуществом такого подхода является индивидуальное управление светильниками, что обеспечивает максимальную экономию энергии и оперативность, но без дополнительной проводки. Беспокойство заключается в том, что автономное управление отдельными светильниками может создавать на потолке сочетание включенного, затемненного и выключенного состояния, что может привести к эстетическому компромиссу.

Изображения предоставлены Левитоном.

Комнатные системы управления

Комнатные системы управления включают в себя набор контроллеров освещения и устройств ввода, предназначенных для установки по принципу «подключи и работай», готовых к использованию в соответствии с нормами энергопотребления и автономной работы в помещении.

Большинство контроллеров комнатного освещения имеют входы для ручного переключения, присутствия и датчика освещенности; 2-3 реле для переключения; и 2-3 диммирующих выхода для диммирования. Как правило, кабели Ethernet соединяют коммутаторы и датчики с контроллером. Сетевая проводка соединяет контроллеры освещения и светильники. Для диммирования контроллер передает сигналы по линейной или низковольтной проводке. Контроллеры устанавливаются рядом со светильниками.

Эти системы часто имеют предварительно сконфигурированные последовательности операций для упрощения соблюдения норм энергопотребления.Некоторые системы позволяют контроллерам подключаться друг к другу и к центральному серверу для масштабируемого централизованного сетевого управления освещением. Преимущество этого подхода в простоте.

Изображение предоставлено Eaton.

Сетевые системы на базе светильников

При таком подходе светодиодные светильники оснащены встроенными датчиками и контроллером освещения, установленными на заводе. Контроллеры освещения имеют уникальные адреса в сети освещения, что позволяет их группировать и программировать.Многие решения имеют предварительно сконфигурированные последовательности операций для упрощения настройки и обеспечения соответствия нормам энергопотребления. Контроллеры подключаются с помощью низковольтной проводки или беспроводным способом с использованием радиоволн. Некоторые системы предлагают возможность назначать светильники группам и программировать их с помощью портативного ИК-пульта. Зонирование управления не ограничивается переключением ног. Некоторые системы позволяют взаимодействовать с системами управления зданием, центральным сервером или другими сетями.

Изображение предоставлено Acuity Brands.

Комнатные сетевые системы

В этом подходе контроллер освещения встраивается в каждый светильник, но датчики устанавливаются снаружи светильника. Светильники и устройства ввода обычно подключаются с помощью Ethernet или другой низковольтной проводки, образуя сеть индивидуально адресуемых/управляемых светильников. Это позволяет зонировать и переназначать светильники по отдельности или группами, а также с несколькими стратегиями управления. Программируемые функции могут включать планирование, целевые уровни освещенности и временные задержки.Некоторые системы позволяют взаимодействовать с системами управления зданием, центральным сервером или другими сетями.

Изображение предоставлено Wattstopper.

Традиционное управление на уровне здания

Традиционно автоматизация освещения на уровне здания осуществлялась с помощью панелей управления, обычно размещаемых в центральном месте, например, в электрощитовой. Эти панели представляют собой металлические корпуса, в которых размещаются реле, контакторы, автоматические выключатели с дистанционным управлением или диммерные модули.Типичная низковольтная панель имеет низковольтные входы для управляющих сигналов и линейные выходы для управления нагрузками. Интеллектуальные панели оснащены встроенным контроллером освещения для назначения устройств ввода нагрузкам, а также планирования функций управления. Подключение локальных переключателей к панели позволяет локально отменить запланированное отключение, чтобы пользователи не оставались в темноте в нерабочее время.

Этот подход централизует управление освещением и может быть интегрирован с системами управления зданием, но предлагает ограниченную гибкость в зонировании управления.Каждая зона требует прокладки низковольтной проводки обратно к панели.

Изображение предоставлено Институтом новых зданий.

Централизованные интеллектуальные сетевые системы управления

Централизованные интеллектуальные сетевые системы управления обеспечивают программируемое управление освещением целых этажей, зданий или кампусов. Они могут быть расширенным вариантом решения для управления в помещении или упакованы в комплексную систему. Операционное программное обеспечение и данные находятся на центральном сервере или в облаке.

Светильники

имеют индивидуальную адресацию в сети, что позволяет выполнять зонирование и повторное зонирование с помощью программного обеспечения, обеспечивая максимальную гибкость. Светильники принимают управляющие входные сигналы от самых разных устройств управления, что позволяет использовать весь спектр стратегий управления, включая сложные последовательности операций. Основным преимуществом этого типа системы является потребление энергии, занятость, состояние светильника/зоны и, возможно, другие данные, которые могут быть записаны, сохранены и отображены для анализа энергопотребления и технического обслуживания.

Изображение предоставлено OSRAM Encelium.

Родственные

5 причин использовать контроллер освещения в машинном зрении

Контроллеры освещения могут повысить производительность машинного зрения и сэкономить деньги

Точное управление освещением машинного зрения может принести множество преимуществ: от обеспечения согласованных измерений до сокращения количества компонентов, необходимых в системе машинного зрения.В новых указаниях по применению указаны 5 веских причин для использования специализированного контроллера освещения.

Постоянные уровни освещенности

Постоянные уровни освещения необходимы для обеспечения воспроизводимости результатов в системах машинного зрения, поскольку небольшое изменение интенсивности освещения может привести к значительному изменению измеренных значений. Ряд факторов, в том числе возраст и температура светодиода, могут влиять на интенсивность освещения.Контроллер постоянного тока обеспечивает точное управление световым потоком, чтобы компенсировать эти и другие факторы и поддерживать постоянный уровень освещенности.

Пульсирующий/стробирующий свет

Существует ряд ситуаций, когда стробирование или пульсация светодиода могут оказаться полезными. Одним из приложений является высокоскоростная инспекция, при которой пульсация света с соответствующей скоростью предотвращает размытие движения на изображении, эффективно «замораживая» движение. Перегрузка — еще одно важное приложение, в котором светодиод приводится в действие короткими импульсами при более высоком токе, чем указанное максимальное значение, чтобы увеличить интенсивность светового потока.Этот подход можно использовать, когда в нормальных рабочих условиях интенсивность света недостаточна для получения достаточной детализации изображения.

Несколько изображений с одной камеры

Специальный контроллер освещения может включать несколько источников света с разной интенсивностью и разной продолжительностью в определенной последовательности. Это позволяет получить последовательность изображений объекта с помощью одной камеры при различных схемах освещения. Это может устранить необходимость в нескольких камерах, экономя как на стоимости, так и на пространстве.

Ethernet-связь

Контроллеры освещения

с интерфейсом Ethernet обеспечивают большую гибкость. Их можно легко настроить удаленно с помощью веб-интерфейса. Это позволяет легко менять освещение для разных партий, а также облегчает дистанционное устранение неполадок.

Примечание по применению: 5 причин использовать контроллер освещения в машинном зрении

Экономия денег

Использование контроллеров освещения в системах машинного зрения может сэкономить деньги различными способами: от увеличения срока службы светодиодов до упрощения настройки системы и уменьшения количества необходимого оборудования.Кроме того, улучшенная воспроизводимость измерений приводит к сокращению отходов и меньшему количеству возвратов продукции.

Контроллеры освещения для приложений машинного зрения

Системные интеграторы должны учитывать несколько параметров при согласовании контроллеров освещения со светодиодными осветительными приборами

Эндрю Уилсон , редактор

производительность системы.Для этого требуется понимание проверяемого продукта и типа освещения, необходимого для выполнения этой задачи. Во многих системах машинного зрения светодиодное освещение заменило флуоресцентное и кварцево-галогенное освещение из-за повышенной интенсивности светодиодных продуктов, их стабильности, длительного срока службы и экономической эффективности. Сегодня многие поставщики предлагают такие осветительные приборы в различных конфигурациях, включая точечные светильники, кольцевые светильники, лампы задней подсветки, купольные светильники и линейные светильники.

Все эти осветительные приборы, оснащенные светодиодными прожекторами с различной длиной волны, предназначены для удовлетворения потребностей конкретных приложений машинного зрения.Каждая из этих различных конфигураций может увеличить контрастность захваченных изображений в зависимости от характера проверяемого продукта (см. «Проектирование освещения позволяет использовать системы технического зрения», Vision Systems Design , декабрь 2005 г.; http://bit.ly /IqkPQO и «Выбор освещения для систем технического зрения», Vision Systems Design , февраль 2004 г.; http://bit.ly/1bGcjcT).

Постоянный ток

В то время как выбор типа светодиодного осветителя и длины волны важен, не менее важен и выбор контроллера освещения.Здесь снова выбор контроллера освещения зависит от области применения. В некоторых приложениях, например, в системах линейного сканирования, необходимо постоянно освещать проверяемый продукт. В других приложениях, где матричная камера должна захватывать изображения объектов на высокой скорости, может потребоваться стробирование светодиодного осветителя.

В других случаях может возникнуть необходимость в освещении объектов несколькими светодиодными лампами или с различной интенсивностью освещения для извлечения соответствующих характеристик из отображаемого объекта.В таких случаях этим требованиям могут соответствовать интеллектуальные контроллеры освещения, которые включают в себя выбираемую интенсивность, импульсное управление, скорость и программируемую последовательность освещения.

Для приложений машинного зрения контроллеры освещения, обеспечивающие источники постоянного тока, предлагаются большинством производителей светодиодного освещения и контроллеров, поскольку яркость светодиодов определяется током, протекающим через светодиод, а не напряжением. Хотя контроллеры напряжения доступны, они не рекомендуются для приложений машинного зрения, поскольку небольшие изменения напряжения приводят к большим изменениям тока и, следовательно, к большому изменению интенсивности света.Однако, регулируя ток через светодиод, источники постоянного тока гарантируют, что абсолютный максимальный номинал управляемого светодиода не будет нарушен, и будет получена предсказуемая и стабильная сила света.

Встроенные контроллеры

«Многие производители светодиодов машинного зрения требуют использования и покупки собственных драйверов светодиодов или драйверов/контроллеров вторичного рынка. С годами пользователи привыкли и привыкли к идее использования этих внешних устройств для питание и управление системами светодиодного освещения.Однако благодаря достижениям в технологии драйверов светодиодов микропроцессорные микродрайверы могут быть разработаны и интегрированы в свет, что эффективно устраняет необходимость во внешнем контроллере», — говорит Кейси Сегрейвс, менеджер по развитию бизнеса и маркетингу Smart Vision Lights (Маскегон, Мичиган). ; http://smartvisionlights.com) Драйвер SMART на основе микропроцессора, интегрированный в линейку светодиодных осветительных приборов, позволяет управлять непрерывным освещением с помощью сигнала постоянного тока 0–10 В или стробирующим режимом с использованием импульсного входа.

В приложениях, требующих непрерывного освещения, интенсивность является единственным параметром, который необходимо установить. В таких приложениях может потребоваться только использование контроллера интенсивности светодиода для регулировки количества света от светодиода. Если интеллектуальные продукты освещения, такие как продукты Smart Vision Lights, не указаны, необходимо указать внешний контроллер интенсивности светодиодного освещения. Такие устройства, как CS420 от Advanced освещения (Рочестер, штат Вирджиния; www.advancedillumination.com), например, являются устройствами двойного вывода, которыми можно управлять через последовательный интерфейс для выполнения этой задачи (рис. 1).

Рис. 1: Устройства , такие как CS420 от Advanced lighting, представляют собой устройства с двумя выходами, которыми можно управлять через последовательный интерфейс для управления интенсивностью светодиодов.

“Хотя встроенные контроллеры в некоторых случаях могут дать экономию средств, экономия средств за счет стабильного управления освещением, которое может обеспечить внешний контроллер, многократно окупается благодаря более высокой надежности и воспроизводимости систем машинного зрения. система.Аргумент стоимости еще менее актуален в системах с более чем одним источником света, где дополнительная стоимость встроенного контроллера должна оплачиваться дважды по сравнению с одним двухканальным внешним контроллером», — говорит Питер Бхагат, управляющий директор Gardasoft Ltd (Swavesey). , Кембридж, Англия; www.gardasoft.com). В системах, где одна позиция используется для получения нескольких изображений продукта, источники света могут включаться в разное время или с разной интенсивностью, чтобы можно было сделать несколько изображений при разных условиях освещения», — добавляет Бхагат.

Как внешние контроллеры, такие как контроллеры ULC-2, так и встроенные в светильники светодиодные контроллеры предлагаются компанией Metaphase Technologies (Бристоль, Пенсильвания, США; www.metaphase-tech.com). «OEM иногда используют внешний ULC-2 для определения необходимых параметров освещения, таких как интенсивность, максимальная частота стробирования и ширина импульса, а затем покупают источники света со встроенными контроллерами с фиксированными значениями для конечных систем. Это экономит место и стоимость в конечном итоге. OEM-продукт», — говорит Марк Колвитес, технический менеджер по продажам в Metaphase Technologies.

Высокоскоростные приложения

В высокоскоростных приложениях, требующих стробоскопического освещения, освещение включается при необходимости на фиксированное время и должно быть синхронизировано со временем экспозиции камеры. В таких приложениях контроллер получает триггерный сигнал, когда камера вот-вот начнет экспозицию.

“Если изображение продукта можно отобразить, не останавливая его движения, система будет работать быстрее и подвергаться меньшему механическому воздействию. Для этого требуется быстрый строб-импульс, чтобы заморозить движение, и точный перегруз, чтобы обеспечить дополнительный свет, необходимый для короткого время контакта.Приложениям со скоростью частиц также требуется высокая яркость в течение очень короткого периода времени, иногда менее одной микросекунды», — говорит Питер Бхагат, управляющий директор Gardasoft. длина импульса, интенсивность и рабочий цикл импульсов должны быть конфигурируемыми.Такое стробоскопическое освещение дает ряд преимуществ, а именно позволяет получить повышенную яркость от светодиодного осветителя, в то же время увеличивая срок его службы.Во многих приложениях машинного зрения для нескольких конфигураций освещения может потребоваться управление интенсивностью и высокоскоростная синхронизация от одного или нескольких триггеров.

Для этого можно использовать контроллеры с несколькими триггерными входами и токовыми выходными каналами. Например, такие контроллеры, как универсальный светодиодный контроллер Metaphase Technologies, обеспечивают независимое управление постоянным током двух светодиодных прожекторов с выходным током в диапазоне от 0,1 до 40 А при использовании в стробирующем режиме (рис. 2).Чтобы разрешить внешний запуск, каждый канал имеет свои собственные отдельные входы запуска.

Рис. 2: Универсальный светодиодный контроллер Metaphase Technologies обеспечивает независимое управление постоянным током двух светодиодных прожекторов с выходным током в диапазоне от 0,1 до 40 А при использовании в стробирующем режиме.

В некоторых приложениях может потребоваться разрешить отдельному триггеру управлять выходом нескольких светодиодных прожекторов или использовать несколько триггеров с несколькими выходными каналами.Чтобы удовлетворить эти требования, такие продукты, как комбинированный контроллер управления светодиодами и запуска RTCC4 от Gardasoft, имеют четыре оптоизолированных триггерных входа и четыре независимых токовых выхода. Каждый канал может быть индивидуально настроен для непрерывного или импульсного вывода на основе внешнего триггерного сигнала или внутреннего таймера. Кроме того, любой отдельный триггер может управлять любым выходным каналом или группой выходных каналов. Поскольку устройство также имеет два дополнительных цифровых выхода, его также можно использовать для запуска внешних камер и механизмов отбраковки.

Перегруженное освещение

Применения машинного зрения, в которых используется стробоскопическое освещение, часто могут требовать высокой освещенности. Для этого светодиодные осветители могут быть перегружены, чтобы увеличить интенсивность света на короткое время. Часто эта повышенная интенсивность света приводит к получению более контрастного изображения или позволяет системе работать быстрее.

При указанном номинальном токе светодиоды будут излучать 100% яркости. Тем не менее, можно получить более 100% яркости, управляя более высоким номинальным током для коротких импульсов.Большинство систем сканирования области могут извлечь выгоду из этого перенапряжения, но системы линейного сканирования обычно не могут, поскольку требуется постоянное освещение. Для приложений, требующих перегрузки, использование текущего контроллера дальнего света имеет решающее значение.

Чтобы увеличить мощность светодиода, например, в два раза, необходимо удвоить выходной ток. В равной степени важно убедиться, что не выбран слишком высокий рабочий цикл, так как это может привести к повреждению светодиодного осветителя.

В своих продуктовых линейках E-Series и X-Series, например, Spectrum Illumination (Монтегю, Мичиган, США; www.Spectrelllumination.com) разработала запатентованный встроенный контроллер, который можно использовать для перегрузки или управления светом в непрерывном режиме (рис. 3). Когда вход стробоскопа PNP или NPN активирован и удерживается, выходной сигнал светодиодов устанавливается на максимум. «Вместо того, чтобы покупать непрерывный рабочий свет или только стробоскопический свет или специальный импульсный контроллер, мы нашли способ выполнить и то, и другое. с одним продуктом», — говорит Дэйв Мюйскенс, президент Spectrum Illumination.

свет в постоянном режиме.
Дистанционное управление

Несмотря на то, что современные контроллеры тока обеспечивают стабильный световой поток, высокие выходные токи, прецизионные импульсы и ускорение, высокоскоростную последовательность, их также можно использовать для удаленного изменения конфигурации, когда необходимо дистанционно устанавливать и /или перенастроить параметры освещения для конкретного приложения.

Для этого многие поставщики контроллеров освещения поставляют программируемые контроллеры, которые могут управлять различными светодиодными осветительными приборами сторонних производителей.Компактные 1- и 2-канальные драйверы светодиодов, управляемые компьютером, например, от Mightex Systems (Торонто, Онтарио, Канада; www.mightexsystems.com) поставляются с программным пакетом на базе ПК с графическим интерфейсом, который позволяет управлять светодиодами без необходимо написать код (рис. 4).

код.

«По мере того, как производители светодиодов продолжают улучшать интенсивность и эффективность своей продукции, высокоскоростные приложения, которые традиционно используют какой-либо другой тип технологии освещения, будут заменены светодиодным освещением», — заключает Колвитес. Связанные с этим преимущества более длительного срока службы, контроля стробоскопа и простоты программирования предоставят разработчикам систем недорогие средства освещения высокой интенсивности.

Информация о компании

Дополнительное освещение
Рочестер, В.Т.
www.AswordIllumination.com

GardaSoft
Swavesey, Кембридж, Англия
www.gardasoft.com

Metafase Technologies
Бристоль, PA, USA
www.metaPhase-tech.com

Mognex Systems
Toronto, Ontario , Canada
www.mightexsystems.com

Smart Vision Lights
Muskegon, MI
http://smartvisionlights.com

Spectrum Illumination
Montague, Michigan, USA
www.spectillumination.com

Больше статей о системах машинного зрения
Архив статей о системах машинного зрения

Контроллеры освещения CA-DC | Светодиодное освещение CA-D серии

CA-DC40E/DC50E (для XG-X, CV-X400/X300), CA-DC60E (для XG-X2000, CV-X400)
CA-DC21E, CA-DC30E (для XG)

Минимальная проводка

Контроллеры светодиодного освещения можно напрямую подключать к совместимым системам технического зрения с минимальным количеством проводов.Контроллеры обеспечивают прямое управление освещением и стробирование света с помощью триггерных входов захвата изображения без необходимости использования ПЛК. К одной системе технического зрения можно подключить до 8 модулей расширения освещения * , что позволяет легко управлять до 16 источниками света.

  • * CA-DC40E. Можно установить до двух модулей CA-DC50E/DC60E из 8.

Проблемы с обычными проводными системами

  • Для управления 4 контроллерами освещения требуется 32 блока ввода/вывода и 32 провода, что означает увеличение трудозатрат и увеличение затрат.
  • Громкость контроллера освещения должна быть синхронизирована с управлением переключением типа цели для датчика изображения.
  • Поскольку громкость указывается для каждого источника света, наличие нескольких типов увеличивает объем работы, необходимой для настройки управления.

Проблесковый маячок

Светодиодная подсветка

является нормой для систем машинного зрения благодаря своей гибкости и сроку службы.Однако из-за сложной проводки и последовательности быстрое переключение светодиодов не может быть максимальным, и свет остается постоянно включенным. Серия CA-DC по умолчанию автоматически включает стробирование источников света без необходимости прокладки проводов или сложного программирования. Это приводит к значительному увеличению срока службы.

Непрерывное освещение (включая потерянное время включения)

Проблесковый маячок

Время включения значительно сокращается, а срок службы увеличивается в десять раз.

Контроллеры

– RJ Wilson | Компоненты обработки изображений для промышленности и науки

Когда внешний контроллер освещения наиболее полезен?

Когда требуется жесткое интегрированное управление несколькими параметрами освещения и запуска или несколькими каналами освещения, внешний контроллер освещения предоставляет программные возможности, которые позволяют улучшить интеграцию элементов управления освещением в управляющее программное обеспечение системы технического зрения, часто с использованием SDK для контроллер освещения.Внешние контроллеры обеспечивают: 

  • Постоянные уровни освещенности , что очень важно для автоматической проверки, когда программное обеспечение машинного зрения ожидает фиксированную интенсивность освещения с течением времени. Различная интенсивность может привести к ложным отказам и ложным приемам, потому что сцена выглядит иначе для программного обеспечения машинного зрения, чем то, что изначально использовалось для обучения.
  • Более быстрая и контролируемая синхронизация запуска , поскольку запуск происходит, как только внешний контроллер обнаруживает нарастающий или спадающий фронт импульса запуска.
  • Программируемые параметры освещения , включая длительность импульса запуска, задержку запуска, длительность импульса стробоскопа, интенсивность, управление последовательностью и другие параметры, которые настраиваются и сохраняются в контроллере освещения или системе управления машинным зрением. Эти параметры могут быть сохранены как сконфигурированный «рецепт» и загружены через внешнюю связь по мере необходимости. Это также сократило время переналадки, поскольку для каждого «рецепта» можно загрузить правильные параметры освещения.
  • Возможность перегрузки , со встроенным датчиком безопасности подключенного света, чтобы не перегореть светодиоды.
  • Многоканальное управление , с 1-16 каналами управления светом. Эти источники света могут также включать несколько длин волн, типы света и освещение для компьютерных изображений.
  • Возможность внешней связи с машинным зрением или системой управления машиной, используя GigE Vision, GeniCam, разъем Ethernet, параллельный интерфейс, RS-232, Ethernet IP или другой протокол связи.
  • SDK освещения , который можно интегрировать в программное обеспечение управления машинным зрением, чтобы обеспечить еще более тесную связь между ПК, приложением машинного зрения и контроллером освещения.

Свяжитесь с R.J. Wilson, Inc., чтобы обсудить ваши требования к освещению и управлению
.

1.12: Осветительное оборудование и системы управления

Вот список наиболее распространенных светильников, используемых сегодня.

Светильники с твердыми краями или профильные светильники : Эти светильники создают четко очерченный луч свет.

Прожекторы с эллипсоидальным рефлектором (также называемые ERS или Leko): эти прочные светильники – традиционные рабочие лошадки театрального освещения.Они производят узкую луч света, который может эффективно передаваться на большие расстояния. Старые единицы использовать систему с двумя линзами и рефлектор эллиптической формы для сбора и концентрации свет. Рефлектор улавливает весь свет, излучаемый лампой , и отражает его в сторону две линзы. Первая из этих двух плосковыпуклых линз (плоско-плоскостных на одной сторона и выпуклая с другой) собирает свет со своей плоской поверхности и концентрирует (преломляет) его к своему центру, когда луч проходит через выпуклую форму объектив.Вторая линза принимает уже сконцентрированный свет и распределяет его по плоская поверхность на выходе из приспособления. Между двумя линзами, где был свет концентрированный, набор из жалюзи , серия плоских металлических флажков, может использоваться для блокировки или ограничить луч света. Это позволяет формировать свет и предотвращает появление объектов, которые не должны быть видны при освещении. Прорезь между линзами также позволяет нам чтобы вставить изображение шаблона. Шаблон представляет собой вырезанное изображение, через которое свет проходит для проецирования этого изображения на область или поверхность.Шаблоны, также известные как гобо , приходят бесконечное разнообразие форм, и современные гобо могут быть лазерными вырезанная металлическая пластина или полноцветное изображение, напечатанное на стекле. Шаблон можно использовать для создания текстуры в свете или для проецирования графического изображения. Когда свет проходит через два линзы изображение переворачивается как вверх ногами, так и задом наперёд, поэтому затворы работают на противоположной стороне инструмента от проецируемого света. Кроме того, шаблон шаблон должен быть вставлен как вверх ногами, так и задом наперед, чтобы спроецировать правильно.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Прожектор осевого типа с эллипсоидальным отражателем

Прожекторы с эллипсоидальным отражателем используются уже много лет, и театры есть инвентарь старых единиц. Они могут быть установлены в осевом направлении, когда лампа входит непосредственно через заднюю часть рефлектора и радиально, когда лампа входит в отражатель под углом вниз. Последние достижения в этих приспособлениях сделали их более эффективны и придают им большую ясность. Улучшенный дизайн, улучшенные материалы для отражателей и линз, более эффективных ламп и улучшений в пользовательском интерфейс (возможность перемещать или «масштабировать» объектив или объективы) значительно улучшились последние приспособления.Большинство прожекторов с эллипсоидальным рефлектором по-прежнему являются лампами накаливания. высокая мощность, хотя светодиодные светильники улучшаются на этом рынке и в конечном итоге стать общим.

При использовании ERS важно, чтобы разработчики учитывали оба инструмента Угол луча и его угол поля . Угол луча относится к области внутри конуса света, где сила луча составляет не менее 50% от самой яркой области. производит. Угол поля – это внешнее кольцо конуса, где яркость падает ниже 50%.Дизайнеры часто конструируют оборудование таким образом, что углы поля между инструментами перекрываются. чтобы компенсировать потерю яркости на краях лучей.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Современный эллипсоидальный светильник

Светильники с мягкими краями или размытыми краями : Эти светильники создают рассеянный свет.

Френеля: Френеля можно узнать по концентрическому круглому рисунку на его линзе. Эта «ступенчатая линза» похожа на плосковыпуклую линзу, но в отличие от толстой выпуклой линзы. лицо, форма была вырезана, чтобы создать ступеньки, которые сохраняют кривую без толщина.Задняя часть линзы текстурирована, чтобы еще больше рассеивать источник. Этот объектив изначально был изобретен для использования на маяках. Они создают относительно ровное поле мягкий свет. Френель оснащен регулируемой дорожкой, которая позволяет источнику лампы и отражатель перемещать ближе и дальше от линзы, тем самым изменяя размер проецируемого конуса света от прожектора до заливающего света. Хотя эти приспособления не иметь возможность использовать жалюзи, чтобы формировать их светоотдачу, добавляя дверь амбара к прибор позволяет створкам двери сарая блокировать свет, когда он выходит из светильника.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): вид в разрезе параболического алюминизированного отражателя (PAR) Френеля

: в PAR-светильник используется отражатель параболической формы. для захвата исходного света и перенаправления его на сцену. Сам инструмент представляет собой просто корпус для лампы и рефлектора, которые представляют собой единое целое. как фара от машины. Баночки с PAR, как их обычно называют, излучают свет. форма скорее эллиптическая, чем круглая. Лампы доступны с различной шириной спреда от узкого до узкого, среднего и широкого спредов.рабочая лошадка рок-туров, эти фонари долговечны и очень быстро фокусируются, так как только угол светильник и положение лампы внутри него необходимо отрегулировать. лампы PAR определяется путем измерения сегментов размером 1/8 дюйма поперек стеклянной поверхности. Размеры варьируются от PAR16, который составляет 2 дюйма в поперечнике до PAR64, который составляет 8 дюймов в поперечнике.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): PAR64

Striplight или borderlight : эти устройства представляют собой длинные многоламповые светильники, созданные для создания плавная заливка света для фонов и циклорам.Чаще всего изготавливается в трех- или четырехконтурные стили позволяют предварительно разнесенным рядам ячеек работать вместе. для создания ровного поля цветного света, проецируемого на фон или сцену площадь. Эти лампы накаливания теперь заменяются светодиодными версиями, которые более экономичный, без нагрева и способный смешивать бесконечное разнообразие цветов.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Прожектор

Cyc. свет (Cyclorama light) : Эти светильники с мягкими краями предназначены для освещения очень большая площадь.Они откалиброваны для равномерного освещения поля и подвешены близко до вершины плоскости проекции. Их асимметричные отражатели спроектированы так, чтобы отбрасывать больше своего света к нижней части этой вертикальной плоскости, чтобы сохранить поле более даже. Эти устройства могут быть одноячеечными или многоячеечными. Как полосы света, cyc. огни также переходят на светодиодную технологию для расширенного управления цветом.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): цикл с несколькими ячейками. свет

Лампа накаливания цикл. огни подключены через электрические кабели к диммеру что позволяет уменьшить электрический поток к их лампам, чтобы свет мог быть тускнеют так же, как диммеры на вашем домашнем освещении.Театральные диммеры несут большие нагрузки по току. Большинство современных театральных диммеров имеют SCR (кремниевое управление). выпрямитель) и в среднем контролируют около 2400 Вт на диммер (часто сокращенно как 2,4K), хотя мощность варьируется, и каждое устройство следует проверять на соответствие емкость. У каждого диммера есть адрес, очень похожий на почтовый адрес, по которому осуществляется управление. консоль использует для управления напряжением, которое диммер посылает на каждый прибор. В некоторых театрах диммеры расположены за кулисами или в подвале, а кабели проложены километрами. оттуда ко всем осветительным приборам театра.В этом типе конфигурации кабели от диммеров, которые появляются на электрике и через кабельные каналы на другие позиции заканчиваются пронумерованными цепями , к которым подключены приборы. В этих кинотеатрах обычно также используется патч-панель . Патч-панель позволяет для интерфейса, в котором диммеры и цепи могут быть подключены в любой конфигурации необходимо до тех пор, пока мощность диммера не превышена. Некоторые современные кинотеатры подключены как диммер на цепь , что означает, что патч-панель не требуется, так как каждая цепь постоянно подключена к своему диммеру.Еще одна диммерная система вешает небольшие диммеры непосредственно на электрику и подключает их к своим кабели питания в этих местах. Преимущество центрального банка диммеров что диммеры могут шуметь во время работы, а центральный банк может быть расположен вдали от сцены, где шум не будет мешать постановке.

Ряд стилей и размеров электрических разъемов являются общими для театра. Если ваше шоу загружается в кинотеатр, и ваше оборудование предназначено для подключения к которые принадлежат театру, вам нужно знать, какой тип разъемов они используют.Если два стиля не совпадают, для сопряжения оборудования требуются переходные кабели. Эти адаптеры обычно можно взять напрокат, когда это необходимо. Общие разъемы включают поворотный замок , сценический штырь и стандартные заземленные разъемы Edison (PBG) .

Рисунок \(\PageIndex{1}\): разъем Edison, разъем Twist-lock и контактный разъем Stage

Управление диммерами осуществляется электронным сигналом, посылаемым каждому отдельному диммеру. адрес с пульта управления освещением.Низковольтный язык электронных протоколов используется для достижения этого сообщения. DMX512 (цифровое мультиплексирование для 512 каналов) сигнал может одновременно управлять 512 отдельными адресами.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Путь

системы освещения Плата управления освещением использует каналов управления для взаимодействия с оператором. Эти каналы могут быть произвольно подключены к адресам диммеров (программное подключение), поэтому интерфейс на плате остается гибким. Это важно, потому что позволяет разработчику организовать сотни каналов управления в логическую систему, упрощение поиска каналов для отдельных инструментов или атрибутов они пытаются контролировать.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Пульт управления освещением

Светодиодные светильники

Светодиодные светильники

не нужно подключать к диммеру, потому что их диоды могут быть затемненный изнутри. Поэтому при их использовании требуется меньше оборудования. Однако, современные светильники, в том числе светодиодные светильники, имеют множество функций или атрибуты, которыми можно дистанционно управлять с пульта управления освещением. Каждая функция обычно требуется отдельный адрес DMX от платы, поэтому один прибор может потреблять до 20 каналов управления.Если вы превысите 512 разрешенных каналы в вашей связи DMX, вам нужно добавить вторую вселенную DMX, что добавляет дополнительные 512 каналов управления. Нередко проводятся большие шоу. две или три вселенные DMX, хотя консоль управления освещением должна быть способна управление несколькими вселенными.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Светодиодный светильник

Есть кое-что, что нужно знать Современные пульты управления освещением предназначены для того, чтобы программист мог работать с умными осветительное оборудование, такое как движущиеся огни или светодиодное оборудование с регулируемым цветом, для интерфейса с атрибутами этого оборудования, такими как панорамирование, наклон или графическое изменение цвета вместо того, чтобы вводить информацию в виде % в отдельные адреса управления DMX.Это позволяет для более интуитивного программирования этих многоадресных приборов. Много консолей распознавать эти интеллектуальные устройства, когда они подключены через DMX, или может предлагать списки устройств варианты, которые можно назначить элементам управления атрибутами консоли. После назначения все многочисленные функции устройства могут быть запрограммированы из единого графического интерфейса. Это позволяет использовать несколько Светодиодные светильники и движущиеся осветительные приборы намного проще для программиста, который в противном случае пришлось бы отслеживать каждое изменение диапазона для каждого канала управления, используемого приборами.

Подвижные осветительные приборы и подвижные зеркала

Некоторые приборы автоматизированы и имеют возможность вращения, панорамирования/наклона, изменения цвета, изменить размер, использовать несколько шаблонов и строб. Большинство движущихся огней достигают этих работает за счет использования серии двигателей, которые перемещают элементы приспособления. Движущийся зеркальные фонари моторизируют только одно зеркало, на которое направлен луч прибора. сфокусированы, позволяя свету отражаться вокруг сцены.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Движущийся свет Рисунок \(\PageIndex{1}\): Движущийся зеркальный свет

Безопасность для электрика сцены

Для обеспечения безопасности в этой среде временных установок требуется знание оборудование и его ограничения, а также значительное количество личного внимания и дисциплины.Безопасность предполагает использование правильных электрических соединений, но есть также лифты и лестницы. которые используются для доступа к оборудованию.

Лестницы должны быть в хорошем состоянии и должны использоваться только там, где все опоры лестницы могут прочно стоять на твердой поверхности. Отдельно стоящие переносные лестницы оснащены «ступенька» наверху, однако эта ступенька не предназначена для стояния. Центр тяжести человека, работающего на лестнице, не должен располагаться выше рекомендуемой высоты лестницы. рабочая высота (обычно указывается на самой лестнице).Хорошее эмпирическое правило что ваша талия не должна быть выше верхней ступеньки лестницы.

Подъемники с электроприводом должны использоваться в соответствии с их правилами техники безопасности, а опорные По возможности всегда следует использовать опоры. Электрики должны опорожнить свои карманы всего, что может упасть на рабочих внизу, а также гаечные ключи или другие инструменты должны быть закреплены для пользователя с защитой от падения.

Поддержание всех электрических кабелей в хорошем рабочем состоянии также является ключом к электробезопасности, как и

.

оголенные провода могут представлять опасность.Не тяните за электрические кабели и не позволяйте вилке нести вес кабеля. Точки соединения должны поддерживаться соединительной линией, где соответствующий. Никогда не прикасайтесь к оголенным проводам, когда они подключены к источнику питания. Услуги электропитания, диммеры и кабели имеют ограничения по мощности, которые необходимо учитывать. Если вы когда-нибудь прикасались к кабелю питания дома и чувствовали, что он горячий, является признаком того, что вы потребляете больше энергии через шнур, чем он рассчитан, и имеете потенциально опасная ситуация.Когда по кабелю передается больше энергии, чем рассчитан на нагрузку, кабель перегревается и может расплавиться через его оболочку, вызывая электрический разряд. короткий и возможный пожар. Кабель, рассчитанный на большую электрическую нагрузку, может быть единственным, что требуется для исправления проблемы.

Есть кое-что, что нужно знать Чтобы рассчитать электрическую нагрузку, которую несет прибор, нам нужно понять некоторые основы электричества. В Соединенных Штатах электричество в наших домах и на предприятиях поступает к нам в виде переменного тока. ток и, как правило, отправляется к нам при 115 вольт.Наши сотовые телефоны и другие устройства, работающие на батареи питаются постоянным током и могут иметь любое количество напряжений. В любом случае набор формул позволяет рассчитать факторы, влияющие на безопасное использование электроэнергии. вольт представляют собой шкалу относительной силы потока электроэнергии (от поставщика). Вт представляет собой количество электроэнергии, необходимой для выполнения работы (потребляемой). Сила тока (ампер) представляет собой скорость и количество электричества, которое можно безопасно транспортировать. Если мы знаем две из этих трех цифр, мы можем вычислить третью, используя следующие формулы: Мощность = напряжение х сила тока.Сила тока = мощность/на вольт. Используя первую из этих формул, мы можем сказать, что если у нас есть цепь, рассчитанная на 15 ампер (возможно, это рейтинг выключателя для этой электрической службы), мы можем рассчитать мощность по умножая стандартные 115 вольт на допустимые 15 ампер, получаем 1725 ватт. Это означает мы можем безопасно подключать лампы, которые в сумме дают это напряжение. Эта нагрузка может быть тремя инструментами с лампами по 575 Вт, два прибора с лампами по 750 Вт или 17 приборов с 100-ваттные лампы.Если мы хотим запитать три осветительных прибора, каждый из которых оснащен лампой мощностью 575 Вт (3 x 575 = 1725 Вт), мы можем использовать вторую формулу, чтобы разделить мощность на стандартные 115 вольт (1725/115), чтобы сообщить нам, что нам нужен кабель, рассчитанный на ток не менее 15 ампер для безопасной транспортировки электричество. Этот расчет также говорит нам о том, что любые электрические выключатели в системе должны быть отключены. рассчитан не менее чем на 15 ампер. Кабель оценивается по калибру или толщине провода, который обычно напечатан вдоль оболочки кабеля.Калибр проволоки напрямую зависит от количества электрический ток, который он может безопасно проводить. Электрический ток измеряется в амперах. Кабель изготовлен провода 14-го калибра могут безопасно проводить 15 ампер электрического тока. Расчет электрических нагрузок позволит вам и осветительному оборудованию работать в безопасных пределах. пределы.

Для дальнейшего изучения Джиллетт, Дж. Майкл. 2007. Театральный дизайн и постановка: введение в дизайн сцены. и Строительство, Освещение, Звук, Костюм и Грим.Бостон: Макгроу-Хилл. «ETC – Театр, Кино, Студийное и Архитектурное Освещение». нд По состоянию на 16 августа 2018 г. www.etcconnect.com/.

AI встречает светодиоды для инноваций в управлении освещением (ЖУРНАЛ)

«Выключите свет!» Сколько раз вам говорили это, когда вы росли? Даже во взрослом возрасте трудно избавиться от некоторых вредных привычек.

Сегодня многие инженеры-светотехники сосредоточены на управлении светодиодным освещением в умных зданиях. С появлением светодиодного твердотельного освещения (SSL) и его способности подключаться к электронным системам нам больше не нужно напоминать о необходимости выключить свет, когда мы выходим из комнаты.

Искусственный интеллект (ИИ) влияет почти на все области и сферы применения в нашем обществе. Сюда входят помещения и помещения, в которых мы живем и работаем. «Умные» города, в которых интеллектуальные сети датчиков и обработки данных, а также искусственный интеллект и машинное обучение (МО) пытаются изменить наше окружение, думая исключительно сами за себя.

В своем Ежегодном обзоре энергетики на 2021 год Управление энергетической информации США (EIA) оценивает, что жилой и коммерческий секторы США в совокупности использовали около 219 миллиардов киловатт-часов (кВтч) электроэнергии для освещения в 2020 году.Это составляло около 8% от общего потребления электроэнергии обоими этими секторами и около 6% от общего потребления электроэнергии в США. Это добавляет к большому количеству электричества. Просто подумайте, что бы это могло значить, если бы мы действительно могли более эффективно выключать свет.

Приход ИИ обещает ввод в эксплуатацию системы управления освещением и автоматизации зданий для экономии средств. Это также снизит потребление энергии и количество отходов, а также улучшит качество обслуживания и удовлетворенность клиентов. ИИ будет действовать как невидимый интеллект, который заменяет нас, ходит вокруг и физически выключает свет.ИИ будет использовать свои возможности для принятия решений, чтобы помочь обеспечить будущие умные здания. Давайте посмотрим, как ИИ и светодиоды вместе обеспечат следующее поколение достижений в управлении освещением .

Интеллектуальное управление освещением

Интеллектуальные системы управления освещением включают системы светодиодного освещения, в которые встроены средства связи и управления. Такая интеграция обеспечивает большую автоматизацию и гибкость. Беспроводная связь, не ограниченная фиксированными проводными соединениями, помогает преодолевать огромные расстояния.Гибкость управления увеличивается, поскольку общий отклик освещения можно настраивать на трех критических уровнях:

  • Общий (макроуровень)
  • Крайний (локальный уровень)
  • Особый (уровень устройства)

В таких системах смартфоны, компьютерные системы, или настенные устройства могут функционировать как станции управления и коммутации. Уровни общего цвета или белого светодиодного освещения можно регулировать, манипулируя комбинациями красного, зеленого, синего и белого цветов. Их настройки обеспечат определенные длины волн и коррелированную цветовую температуру (CCT), желаемые пользователем.Уровни выходного света, измеряемые в люменах, можно регулировать для управления количеством оптической мощности, подаваемой в определенные места. Единая система может быть скоординирована таким образом, чтобы все лампы, встраиваемые светильники, архитектурное (внутреннее/наружное) освещение, вывески и ландшафтное освещение функционировали унифицированным образом.

ИИ учится быстрее, чем вы и я

Я много лет ходил в школу, чтобы учиться разным вещам. Некоторые вещи, например различные исторические факты, я усвоил быстро. Напротив, в других вещах, таких как квантовая физика и обработка преобразований Лапласа так же легко, как и в базовой математике, мне потребовалось много лет, чтобы достичь определенного мастерства (медленно, со временем многое из этого начало разрушаться).

ИИ — революционный прорыв в технологиях. Одной из характеристик, которую ИИ привносит в интеллектуальное освещение, является обучение. ИИ обучается быстрее, чем мы с вами. ИИ позволяет интеллектуальным системам освещения улучшать свою работу аналогично обратной связи в электронной схеме. Эта функция обучения и уточнения называется машинным обучением.

ML требует успешной обработки больших объемов данных компьютерами. По мере того, как эта обширная совокупность данных анализируется, компьютеру разрешается принимать решения.Эти решения называются умозаключениями, которые являются выводами, сделанными на основе доказательств и логических рассуждений. Этот тип обработки хорошо подходит для компьютера. ИИ похож на версию вымышленного частного детектива Шерлока Холмса на вычислительных дедуктивных стероидах.

Компьютерная система обучается одним из трех методов:

  • Контролируемое обучение
  • Неконтролируемое обучение
  • Обучение с подкреплением

Контролируемое обучение работает, предоставляя и сравнивая желаемый лучший правильный ответ (результат).Обучение без учителя является дополнением к обучению с учителем. В отличие от обучения с учителем, оно не содержит никакой информации о желаемом, наилучшем правильном ответе (выходе). Обучение с подкреплением обеспечивает соответствующую положительную или отрицательную обратную связь на основе наилучшего правильного ответа (результата). Поскольку компьютеры обладают большими возможностями обработки данных, они могут довольно быстро резко повышать эффективность обучения с подкреплением. Это сравнение скорости относительно людей, которые делают это без помощи компьютеров.

Здесь, там, повсюду

В настоящее время во множестве отраслей используется ИИ. Банковское дело, розничная торговля, автомобилестроение и медицина — все это сектора, которые сделали значительный скачок в использовании ИИ. Хотя ИИ будет широко распространен, он, вероятно, будет внедряться в различных секторах с разной скоростью. Со временем знания и уроки, извлеченные из этих областей, будут перетекать в область приложений для управления промышленностью и освещением.

Широта и охват сектора промышленного управления, включая интеллектуальное светодиодное освещение, огромны.Организации, обладающие особыми и специфическими знаниями о своих параметрах интеллектуального управления освещением и автоматизации, адаптируются быстрее, чем те, кто возложил эту обязанность на сторонние фирмы.

Внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения проще для организаций, у которых есть начальные представления о том, как им следует использовать алгоритмы обучения, чтобы решать специфические организационные задачи и цели. Понимание ограничений и взаимосвязей существующей системы предоставит конкретные области для фокусировки и применения ИИ в решениях по управлению освещением и автоматизации зданий.ИИ можно адаптировать для решения конкретных областей приложений, которые организация хочет контролировать и автоматизировать. Это инструмент, который имеет множество применений. Подобно разнорабочему с хорошо оснащенным поясом для инструментов, он имеет в своем распоряжении широкий спектр контекстов и приложений.

Из-за разнообразия деятельности в промышленном пространстве стандартные функции более высокого уровня обеспечат первичные точки входа на рынок с максимальной отдачей от инвестиций. Области, в которых безопасность человека, общие проблемы безопасности и риски представляют собой большие финансовые риски, вероятно, станут первыми промышленными областями, в которых будет использоваться большое количество ИИ.Кроме того, промышленные приложения ИИ, такие как интеллектуальное светодиодное освещение, где можно быстро адаптировать и модифицировать относительно похожие системы высокого уровня, представляют собой области для внедрения. Организации должны изучить и разработать стратегию того, как ИИ предлагает возможность повышения эффективности и действенности.

Сокращение вмешательства человека

ИИ позволяет системам и устройствам работать, практически не требуя непосредственного наблюдения или контроля со стороны человека. Успешная автоматизация здания естественным образом ведет к лучшему управлению светодиодным освещением здания, что может сэкономить деньги за счет снижения потребления энергии и отходов.Все это обеспечивает повышение уровня качества обслуживания и удовлетворенности клиентов.

Прекрасным примером использования ИИ в офисе может быть построение систем управления светодиодным освещением и автоматических изменений, которые реагируют на изменения положения солнца в течение дня. Эта регулировка осуществляется посредством надлежащей синхронизации с измеренным количеством освещенности, получаемой от солнца, а затем корректируется с учетом различных требований к локальному и выходному освещению, необходимых для нескольких потребителей.

Заключение

ИИ позволит ввести в эксплуатацию системы управления и автоматизации здания.Не говоря уже о том, как искусственный интеллект поможет обществу двигаться в правильном направлении, чтобы экономить деньги, сокращать потребление энергии и отходы, улучшать качество обслуживания и повышать удовлетворенность клиентов благодаря дальнейшим достижениям в области управления освещением. Вот если бы дети слушались своих родителей и не забывали выключать свет, когда выходят из пустой комнаты.

Познакомьтесь с нашим экспертом

ПОЛ ГОЛАТА присоединился к Mouser Electronics в 2011 году. Как технический специалист по номеру , Голата несет ответственность за вклад в стратегическое лидерство, тактическое исполнение, а также общую линейку продуктов и маркетинговое направление для твердотельное освещение и другие продукты, связанные с передовыми технологиями.До работы в Mouser Electronics он занимал различные должности, связанные с производством, маркетингом и продажами, в компаниях Hughes Aircraft Company, Melles Griot, Piper Jaffray, Optics Balzers, JDSU и Arrow Electronics.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.