Oświetlenie i Sterowanie

• HFR – stateczniki z wejściem sterującym dla napięcia 1-10V

• DALI – stateczniki z wejściem sterującym dla protokołu DALI

• TD – stateczniki tzw. „touch and dim” z wejściem cyfrowym dla włączników monostabilnych

W naszym przykładzie zastosujemy stateczniki z rodziny HFR, gdyż są one najłatwiejsze w konfiguracji i ich dobór i montaż nie powinien być kłopotliwy nawet dla osób, które po raz pierwszy będą wykonywać tego typu instalacje. Stateczniki typu TD ze względu na brak możliwości kontrolowania bieżących stanów pracy nie mogą być podłączane do sterowników współpracujących z czujnikami. Znajdują one zastosowanie wyłącznie w prostych instalacjach oświetleniowych, w których możliwa jest tylko regulacja strumienia świetlnego w oprawach za pomocą włączników monostabilnych (tzw. „dzwonkowych”). Kolejne załączanie takiego włącznika powoduje zmianę stanu pracy oprawy (załączenie lub wyłączenie), a dłuższe jego przytrzymanie w pozycji zwiernej wpływa na zmianę strumienia świetlnego. Mozliwość regulacji strumienia świetlnego, na podstawie wskazań czujnika światła, istotna jest szczególnie dla opraw zainstalowanych po stronie okna (w tym miejscu jest największy udział światła dziennego w doświetleniu płaszczyzn pracy). Oprawy zainstalowane po stronie korytarza osiągają mniejsze oszczędności - w tym miejscu możemy więc zainstalować oprawy bez możliwości ściemniania. Oczywiście w naszym przykładowym biurze możemy również zrezygnować zupełnie z opraw z regulacją strumienia świetlnego – w tym przypadku oprawy będą współpracowały wyłącznie z czujnikiem ruchu. W każdym jednak z tych przypadków nie należy stosować stateczników elektronicznych z tzw. „zimnym startem”, gdyż jest on przewidziany tylko do kilku włączeń/wyłączeń na dobę. Stosowanie czujników ruchu wymusza nam dużo więcej takich stanów, w związku z tym trwałość zarówno statecznika jak i świetlówek ulegnie znacznemu pogorszeniu.

Po doborze odpowiednich opraw możemy przejść do projektowania systemu sterowania. W naszym przykładzie posłużymy się sterownikiem oświetleniowym TRIOS firmy Philips. Sterownik tego typu posiadają możliwość automatycznej konfiguracji, nie będzie więc konieczności dopasowywania wewnętrznych ustawień do typów i ilości przyłączanych czujników. Projektowana instalacja elektryczna musi różnić się od konwencjonalnych rozwiązań następującymi elementami:

• konieczne jest zastosowanie 2 dodatkowych przewodów na potrzeby wejść sterowniczych stateczników dla opraw instalowanych po stronie okien
  

• brak okablowania pionowego dla typowych włączników naściennych lub zastąpienie ich włącznikiem monostabilnym („dzwonkowym”), który połączony będzie z wejściem cyfrowym sterownika

• okablowanie dla czujników wykonane jest typowym 6 żyłowym przewodem „telefonicznym” z wtykami 6RJ12

• użytkownik nie powinien mieć możliwości wyłączania zasilania na wejściu sterownika

• oprawy od strony okna wyposażone są w stateczniki elektroniczne z możliwością regulacji strumienia
• oprawy od strony korytarza wyposażone są w stateczniki elektroniczne z ciepłym startem (możliwa współpraca z czujnikami ruchu)
  

Przewody stosowane do połączeń dla czujników powinny być wyposażone w wtyczki 6RJ12, należy jednak pamiętać, że gotowe przewody telefoniczne posiadają przeplot, który odwraca kolejność pinów. Dlatego też najlepiej jest wykonać przewody samodzielnie za pomocą zaciskarki wtyczek telefonicznych, lub zamówić odpowiedni przewód w hurtowni elektrycznej. Na poniższej ilustracji przedstawiono układ pinów we wtyku 6RJ12, gdzie: 1) 12...24 V (biały); 2) GND (czarny); 3) nieużywany (czerwony); 4) czujnik światła (zielony); 5) odbiornik podczerwieni (żółty); 6) czujnik ruchu (niebieski).

W zależności od rodzaju opraw w naszym biurze wybieramy sterowniki LRC 101x (oprawy bez regulacji strumienia) lub LRC 102x (oprawy z wejściem sterującym 1-10V). Sterowniki dostępne są w dwóch wersjach różniących się wyłącznie obudową: LRC 1010, LRC 1020 do montażu naściennego i LRC 1015, LRC 1025 do montażu na szynie DIN. Całkowita moc przyłączonych opraw oświetleniowych do sterownika nie może przekraczać 1150 VA. Wersje LRC 101x od wersji LRC 102x różnią się brakiem wyjścia regulacyjnego 1-10V i przeznaczone są dla opraw bez możliwości regulacji strumienia.

Po doborze sterowników możemy rozpocząć projektowanie czujników. W przypadku opraw z możliwością regulacji strumienia najbardziej optymalnym rozwiązaniem będzie zastosowanie uniwersalnego czujnika LRI 8134, który zawiera w sobie czujnik ruchu, czujnik światła i odbiornik podczerwieni. Istotnym elementem, wpływającym na prawidłową pracę systemu, jest właściwa lokalizacja czujnika w pomieszczeniu. Ze względu na właściwości czujnika światła należy przewidzieć instalację LRI 8134 zgodnie z poniższą ilustracją.

Czujniki światła dokonują pomiaru światła, które odbija się od płaszczyzny roboczej – należy więc pamiętać, że niedopuszczalne jest ich stosowanie w pomieszczeniach, w których zastosowane zostały oprawy oświetlenia pośredniego. W takich przypadkach czujnik dokonywałby pomiaru światła bezpośrednio padającego na sufit i jego wskazania nie byłyby miarodajne dla poziomu natężenia na płaszczyznach roboczych. Najlepsze cechy użytkowe wykazują czujniki, w których poszczególne elementy robocze nie zostały zintegrowane jednej części optycznej. Należy jednak uwzględnić ten element konstrukcyjny podczas montażu czujnika, tak aby została zachowana jego prawidłowa orientacja względem okna (ilustracja poniżej). Sterownik współpracujący z czujnikami światła posiada odpowiednią aplikację, która uchroni nas przed wahaniami poziomu oświetlenia w przypadku krótkich zmian warunków atmosferycznych. W sterownikach Trios dopiero zmiany poziomów światła naturalnego utrzymujące się dłużej niż 15 minut powodują przejście do stanów regulacji lub włączenia/załączenia oświetlenia.Zgodnie z ilustracją poniżej, sterowniki Trios posiadają następujące punkty charakterystyczne pracy:

A) poziom utrzymywania stałej wartości natężenia oświetlenia na płaszczyźnie pracy

B) poziom wyłączenia – 150% poziomu referencyjnego

C) Punkt wyłączenia opraw - oprawy są wyłączane jeżeli przez okres conajmniej 15 minut utrzymuje się natężeniae oświetlenia na płaszczyźnie pracy większe od poziomu wyłączenia (B)

D) Punkt załączenia opraw – załączenie opraw następuje w przypadku obniżenia się natężenia oświetlenia na płaszczyźnie pracy poniżej poziomu referencyjnego (A)

Kolejnym istotnym punktem naszego doboru będzie analiza stref aktywności czujnika ruchu. Czujnik ruchu występujący w LRI 8134 powinien zapewnić nam skuteczne działanie w pomieszczeniu do 20 m2 (ilustracja poniżej).

Należy unikać stosowania w typowych pomieszczeniach biurowych naściennych „uniwersalnych” czujników ruchu, wprawdzie dostępne są na rynku w atrakcyjnych cenach, ale całkowicie niedopasowane charakterystyki detekcji (przeznaczone głównie do systemów zabezpieczeń) stworzą wiele stref „martwych”, które będą wpływać na częste wyłączenia oświetlenia pomimo występowania obecności użytkowników. Jedynym właściwym czujnikiem w naszym przykładzie musi być nasufitowy czujnik ruchu. Jeżeli powierzchnia projektowanego pomieszczenia jest większa od zasięgu czujnika należy zastosować dodatkowy czujnik ruchu LRM 8114. Jeżeli chcemy również zastosować dodatkowy odbiornik podczerwieni to nasz projekt powinien uwzględniać kolejny czujnik LRI 8134, należy jednak pamiętać o wyłączeniu w nim czujnika światła (w jednym pomieszczeniu powinien pracować tylko jeden czujnik światła). Wyłączenie czujnika światła możemy zrealizować za pomocą mikro wyłączników zgodnie z ilustracją poniżej.

Panel wyłączników oprócz wyboru stanu pracy poszczególnych czujników posiada dodatkową regulację opóźnień czujnika ruchu (5, 10 i 20 minut). Typowym zalecanym ustawieniem powinno być 10 minutowe opóźnienie układu, tak aby chwilowy brak ruchu ze strony użytkownika nie powodował uciążliwych wyłączeń oświetlenia.

Kolejnym krokiem w naszym projekcie jest dobór włączników i regulatorów, które pozwolą użytkownikowi wpływać na parametry działania systemu. Dostępność odbiornika podczerwieni w czujniku LRI 8134 umożliwia nam integrację systemu z nadajnikami podczerwieni (pilotami). W zależności od potrzeb może to być nadajnik naścienny IRT 8050 lub klasyczny pilot „ręczny” IRT 8030. Sterownik obsługuje popularny kod podczerwieni RC5, możliwe jest więc stosowanie dostępnych na rynku pilotów uniwersalnych (jeżeli posiadamy dostęp do oryginalnych pilotów to możemy w trybie „uczącym” przesłać odpowiednie kody do pilota uniwersalnego), należy jednak pamiętać że tego typu piloty posiadają znacznie słabszy zasięg od profesjonalnych pilotów klasy IRT i podczas ich użytkowania okazać się może konieczne „nacelowywanie” pilota na odbiornik podczerwieni. Szczególnie interesującą rozbudową systemu może być zastosowanie pilotów z ekranami dotykowymi, np. z serii Philips Pronto. Dla osób ceniących tradycyjne rozwiązania istnieje możliwość przyłączenia do sterownika włączników monostabilnych (dzwonkowych), które będą realizować funkcje włącz/wyłącz.

Funkcja automatycznej konfiguracji dla sterowników Trios umożliwia bezobsługowy dobór aplikacji sterującej w zależności od podłączonych czujników. Możemy rozróżnić następujące układy aplikacyjne:

• sterownik + czujnik ruchu – w takim układzie zarówno włączenie jak i wyłączenie oświetlenia następuje na podstawie wskazań czujnika ruchu

• sterownik + czujnik ruchu + włącznik (pilot lub włącznik naścienny) – w takim układzie wyłączenie oświetlenia następuje na podstawie wskazań czujnika ruchu, natomiast o załączeniu decyduje użytkownik za pomocą włączników

• sterownik + czujnik ruchu + czujnik światła – załączenie oświetlenia następuje przy aktywnym sygnale czujnika ruchu i odpowiednio wysokim poziomie czujnika światła

• sterownik + czujnik ruchu + czujnik światła + włącznik – wyłączenie na podstawie wskazań czujnika ruchu, włączenie za pomocą włącznika, regulacja strumienia za pomocą pilotów zmienia poziomy referencyjne dla czujnika światła

Podczas projektowania bardziej zaawansowanych układów należy pamiętać o ograniczeniach dotyczących ilości stosowanych czujników i długości przewodów. Dopuszczalne jest stosowanie w jednym układzie maksymalnie 1 czujnika światła + 3 odbiorników podczerwieni (lub 3 interfejsów przycisków LCU 8020, które przetwarzają impulsy włączników monostabilnych na kod podczerwieni RC5) + 3 czujników ruchu + 1 potencjometr. Przyłączanie kolejnych czujników realizujemy za pomocą rozgałęźników wtyk RJ12 na 2 x gniazdo RJ12. Ilość włączników monostabilnych (dzwonkowych) przyłączanych do wejścia cyfrowego sterownika jest nieograniczona. Sposób dokonywania połączeń dla dodatkowych czujników i dopuszczalne długości przewodów pokazano na ilustracji poniżej.

W ten sposób zaprojektowany i zainstalowany system sterowania dostarczy nam nawet 70% oszczędności energii przeznaczanej na cele oświetleniowe.