Управление светом своими руками

Содержание

Сама по себе система «Умный дом» подразумевает дистанционное управление практически всеми доступными приборами и устройствами.

Причем, исполнение команд не ограничивается функциями «включить/выключить» или «открыть/закрыть».

Для медиа-устройств еще должны работать функции «тише/громче», для освещения – «ярче/темнее».

Все эти команды можно подавать со смартфона, но намного удобнее голосовое управление светом, музыкой, отоплением, входной дверью.

Для чего необходимо управление «Умным домом» голосом

«Умный дом» – это не просто дорогостоящая игрушка. «Умный дом» – это аппаратно-программный комплекс различных приборов и устройств, делающих жилище безопасным, комфортным, удобным для проживания.

Управление всеми этими приборами осуществляется с помощью разномастных ПДУ, которыми производители снабжают практически все свои изделия.

Как результат – в доме появляются несколько пультов, а обитателям его необходимо помнить алгоритмы работы с техникой.

Подача управляющих сигналов «Умному дому» от смартфона имеет свои минусы. Во-первых, гаджет необходимо постоянно носить с собой из комнаты в комнату.

Во-вторых, его аккумулятор может разрядиться, сам смартфон может потеряться, попасть в руки злоумышленников. Поэтому оптимальное решение для «Умного дома» – устройство голосового управления. Это устройство избавит обитателей дома от необходимости держать в каждой комнате по ПДУ, запоминать разные алгоритмы работы.

Такое управление в системе «Умный дом» приводит к ненужности разнокалиберных ПДУ, работающих на разные «точки входа».

Голосовое управление светом, любой кухонной техникой, отоплением, роботом-пылесосом, климат-контролем, системами безопасности можно осуществить из любого места дома.

При работе с голосом должны быть приняты меры для защиты от несанкционированного доступа в систему – система паролей, условных сигналов.

Для осуществления голосового управления освещением предварительно производится детальная настройка систем распознавания голоса.

Система должна распознавать голоса всех обитателей дома, а не только одного. Она должна уметь понимать команды «включить», «выключить», «ярче», «меньше», привязывать их к конкретным осветительным приборам.

Самодельная система голосового управления освещением

Сделать своими руками управление освещением голосом – задача не из простых. Для ее решения мало одного желания.

Необходимо тщательно продумать схему, рассчитать электрические параметры, подобрать комплектующие, определиться, какое программное обеспечение будет использовано, не потребуется ли его модификация, что может подойти из уже существующих разработок, что можно модифицировать. Желательно уметь работать с паяльником, с тонкой электроникой.

Но сделать самому голосовое управление светом по принципу «Вкл./выкл.» – это просто смастерить эффектную игрушку. Ведь если сделать так, что голосом можно управлять только включением или выключением отдельно взятого осветительного прибора или группы приборов, то почему нельзя такую же функцию распространить и на другие устройства?

Чтобы уже получилась законченная, открытая для расширения система, получившая название «Умный дом».

Готовые модули для работы с голосом

Любая подобная система начинается с модуля распознавания голоса. Первые структуры распознавания акустических сигналов реагировали на хлопки: один хлопок – «включить», два хлопка – «выключить».

Современные структуры распознавания голоса представляют собой сложные аппаратно-программные устройства, способные различать сотни командных посылок, поданных голосом, причем, голоса могут быть различного тембра, различной громкости, произносимые слова могут иметь синонимы.

Наиболее доступные для самоделок модули:

  1. Voice Recognition Module V3.1 (FZ0475);
  2. Robotech SRL EasyVR Shield0;
  3. Voice Recognition Module LD3320;

Каждый из этих модулей имеет свои достоинства и недостатки. Elechouse Voice Recognition Module V3.1 ориентирован на работу с комплектом «Arduino».

Robotech SRL EasyVR Shield 5.0 имеет три алгоритма работы – точный, фонетический и тоновый. Voice Recognition Module LD3320 умеет редактировать ключевые слова.

Простейший голосовой выключатель освещения

Вначале следует определиться со схемой и комплектацией голосового выключателя света.

В простейшем случае в состав такого прибора войдут:

  • модуль распознавания голоса;
  • усилитель;
  • контроллер;
  • микрофон;
  • управляющее реле (количество зависит от того, сколько осветительных приборов будет подключено к выключателю);
  • блок питания на пять вольт;
  • компоненты схем – светодиоды, резисторы, конденсаторы, симисторы, монтажные розетки и др.

Усилитель необходим для того, чтобы прибор мог воспринимать сказанные слова, поданные из любой точки помещения, а не только вблизи микрофона.

Контроллер собран на базе микроконтроллера «Аtmega8», имеющего собственные оперативное и постоянное запоминающие устройства.

Симисторы используются, во-первых, в качестве силовых ключей, а, во-вторых, в качестве диммеров, регулирующих яркость освещения. Протокол обмена информацией – UART.

Как работает голосовой выключатель

Алгоритм работы такого выключателя следующий. После первоначального включения необходимо выдержать паузу в несколько секунд для того, чтобы загрузился сам модуль распознавания голоса, инициировались все устройства прибора. Затем нужно установить защиту от несанкционированного включения.

Ведь сказать, к примеру, «включить свет» может каждый, и прибор отреагирует соответствующим образом. Это же относится и к сигналу, противоположному по значению.

Поэтому нужно задать комбинацию инициализации, для чего следует произнести условное слово, какое-нибудь имя. При произношении этого слова загорится сигнальный светодиод, подтверждающий, что прибор готов к работе.

Далее может последовать любая команда: «Включи люстру», «Включи торшер», «Включи ночник». Эти сигналы должны быть запрограммированы при настройках прибора. Команды распознаются модулем, передаются на контроллер.

Контроллер, в свою очередь, обрабатывает информацию и формирует управляющий сигнал на реле, включая заданное устройство. По команде «Выключи люстру», «Выключи торшер», «Выключи ночник», контроллер дает управляющий сигнал на отключение.

Читайте также:  Пирантел для кроликов дозировка

Включение голосового управления светом в систему «Умный дом»

Чтобы интегрировать голосовое управление освещением в систему «Умный дом», не нужно обладать специальными знаниями. Это просто сделать на базе комплектов «Arduino».

Чтобы система работала, нужно в каждой комнате разместить чувствительные микрофоны. Через модуль распознавания речи команды будут поступать на контроллер.

Предварительно контроллер через компьютер должен быть запрограммирован на определенные команды. Тогда из любого места в доме можно будет голосом управлять любым устройством в любой комнате, а при необходимости и во дворе.

Заключение

Существуют разработки для смартфонов, позволяющие управлять голосом системой «Умный дом».

Для этих разработок выпускается специальная периферия с кодами доступа.

Для самодельной системы, собранной на базе «Arduino» таких ограничений нет.

Можно делать и подключать к «Умному дому» любые устройства, а не только освещение.

Видео: Голосовое управление освещением Lutron, Alexa

Подобный вид освещения часто используется в жилых и заводских помещениях. Большую популярность имеют системы контроля, которые реализованы на базе датчиков движения, телефонов, радиовыключателей и разных типов контроллеров, оборудованных пультами управления освещением. Сейчас есть возможность управлять освещением в помещении, находясь даже в другом государстве, с помощью мобильного телефона. Самые популярные способы управления будут описаны в этой статье.

Достоинства дистанционного управления светом

Применение аппаратуры для дистанционного управления электроприборами обладает такими преимуществами:

  • уменьшение расхода электричества;
  • процесс управления освещением становится наиболее комфортным;
  • из-за эффекта присутствия уменьшается риск взлома помещения.

Типы дистанционного включения света

Специалисты делят ДУ света на проводное, автоматизированное и ручное, с дополнительной возможностью изменения силы света при помощи оборудования, которое работает на базе приема и излучения различных видов волн. Далее, будет описан процесс управления освещением с применением разного вида излучений, а также запрограммированных звуковых и голосовых команд.

Дистанционное управление светом с пульта

Включение света с применением инфракрасного излучения

Включение света с применением инфракрасного излучения с применением пульта используется очень редко. Такие системы осуществляют работу по принципу передачи сигналов по радиоволнам. Чтобы иметь возможность управлять освещением с применением инфракрасного излучения, в разрыв электрической цепи соединяется блок ДУ, который способен включать и отключать лампу своим телевизионным пультом. Необходимо на блок навести пульт, потом нажать любую клавишу, а после этого команда сохранится в памяти устройства. Теперь включать освещение можно сидя на удобном диване.

Основным недостатком этого метода является необходимость довольно точного наведения пульта на специальный приемник радиосигнала. Они могут работать лишь в пределах видимости из-за слабого уровня сигнала. В таких случаях рекомендуется применять ретрансляторы.

Оборудование для дистанционного управления электроприборов

Большую популярность имеют системы управления освещением обычным пультом, в которых определенный сигнал попадает на специальный контроллер. Он способен регулировать включение и отключение света на строго определенной частоте.

Контроль освещения при помощи радиосигнала имеет большую популярность по таким причинам:

Похожие статьи

  • возможность контроля освещения не только с применением пульта, но и персонального компьютера или телефона;
  • максимальный радиус действия изделия составляет не более 110 метров;
  • возможность применения усилителей радиосигнала и мощных ретрансляторов.

Современная система ДУ светом по радиоканалу с применением пульта состоит из таких элементов:

  • обычного пульта;
  • качественной аккумуляторной батареи;
  • специального контроллера ДУ, который подключается к сети и любой нагрузке.

Ставят контроллер на стену или в специальный стакан светильника. С его помощью можно управлять простыми лампами накаливания и другими видами световых приборов. Дополнительно есть возможность контроля освещения не только одного светильника, но и целой группы.

Дистанционные выключатели освещения

Инфракрасные выключатели довольно редко устанавливают в помещениях, потому что выгоднее управлять освещением при помощи радиоустройств. Подобный выключатель управляется простым пультом или вручную. Специальные сигналы воспринимает приемник, который находится внизу изделия на сенсорной панели.

Радиовыключатели могут управлять светом с пульта ДУ или вручную. Внешне они не имеют отличий от обычных выключателей. Радиовыключатели взаимодействуют с лампой при помощи силовых блоков, которые подключаются к электрической сети и светильнику. К подобным силовым блокам возможно осуществить подключение простых ламп накаливания и галогеновых светильников напряжением 220 вольт. Такой выключатель с ДУ устанавливают абсолютно в любом месте комнаты, а силовые блоки лучше спрятать в распределительную коробку или стакан светильника.

Инфракрасные датчики для удобного управления светом

Сейчас на рынке можно найти много моделей датчиков движения, которые предназначены для схем дистанционного управления светом. Наиболее популярными из них являются инфракрасные датчики. Такие изделия представляют собой специальные устройства, которые размыкают или замыкают силовую цепь при увеличении сигнала инфракрасного излучения в их видимой зоне. Попадание в зону действия любого человека или животного, температура которого будет больше температуры окружающей среды, обеспечит включение освещения. Когда человек уходит из зоны работы датчика или пару секунд не двигается, то освещение выключается. Устанавливаются датчики движения преимущественно в подъездах, на даче, а реже их можно встретить в своей квартире.

Достоинства и недостатки всех датчиков движения

К основным недостаткам применения датчиков движения можно отнести большую возможность ложного срабатывания, плохую работу при сильном дожде или снеге, отсутствие срабатывания устройства в таком случае, когда верхняя одежда человека плохо пропускает этот вид излучения, выключение освещения через 20 секунд после прекращения движения объекта.

К основным достоинствам датчиков движения можно отнести контроль потребления электроэнергии, уменьшение затрат средств, безопасность для человека и комфортность в применении.

Как подключить датчик движения

Подключить инфракрасный датчик движения довольно просто. Необходимо приобрести провод, состоящий из трех изолированных жил. С его помощью датчик движения подключается к электрической сети и к любому светильнику. Фазная жила сети подключается к фазному выводу устройства. Нулевые провода электрической сети, датчика движения и светильника необходимо соединить вместе. Фазный провод электроприбора подключается с третьей жилой датчика движения. Вот это и есть вся схема подключения датчика.

Читайте также:  Киш с курицей и грибами фото

Как выбрать хороший датчик движения

При покупке инфракрасных датчиков движения необходимо уделить особое внимание таким его характеристикам:

  1. Место использования. Датчики движения производят с различными степенями защиты от влаги. А также они бывают навесными или выстаиваемыми. Для квартиры или дачи наиболее подойдет встраиваемый датчик движения, а степень защищенности от влаги и пыли не играет важной роли. При использовании оборудования в подъезде или на улице стоит покупать датчик с хорошей защитой от влажности и пыли, который монтируется на кронштейне.
  2. Дальность действия инфракрасного датчика. Такие устройства способны улавливать смену температуры фона на расстоянии до 25 метров. При установке уличный датчик обязан иметь большой радиус действия, а в квартире этой характеристикой можно пренебречь.
  3. Максимальная мощность нагрузки. Прежде всего, необходимо заранее определиться с максимальной мощностью подключаемого светильника, а потом уже покупать датчик по этому параметру с небольшим запасом.

Управление освещением с телефона

Сначала сенсорное управление светом применялось лишь вместе при строительстве умного дома, однако, в данное время в любом помещении можно найти специальное фотореле. Автоматическое освещение может облегчить жизнь человеку. Многоканальный щит способен из одной точки включать освещение всех комнат.

Специалисты выделяют такие достоинства системы дистанционного управления освещением:

  1. Управление при помощи радиоволн может повысить безопасность квартиры. Можно осуществлять управление светом с телефона, персонального компьютера или при помощи таймера. Это защитит квартиру от злоумышленников при отсутствии хозяев.
  2. Большая экономия необходимых материалов. Чтобы провести кабеля к выключателям необходимо много дорогостоящего провода. А также со временем его нужно будет заменить. Система электронного управления нуждается в небольшом количестве провода.
  3. Нет зависимости от сети электрического питания. Многоканальный шкаф и автоматические выключатели соединены с помощью радиоволн, а все управление светом осуществляется без подключения к локальной сети.

Подобная система управления является самой удобной, когда необходимо контролировать уровень освещения во многих местах одновременно. Ее можно совместить с диммером, который обеспечит наиболее комфортную освещенность в помещении.

Микроволновые и ультразвуковые датчики

Микроволновые датчики способны работать на прием и излучение электромагнитных волн. В простом режиме отраженные и излучаемые волны имеют одинаковую частоту и длину. При попадании в их поле действия человека, эти характеристики меняются, и включается освещение. Главным преимуществом подобных датчиков является то, что это очень точные устройства, которые способны работать в плохую погоду. Недостатками являются высокая стоимость, риск ложных срабатываний и негативное влияние на организм человека.

Ультразвуковые датчики по принципу действия довольно похожи с микроволновыми. В них устанавливается специальный генератор звуковых волн различной частоты, которые излучаются и возвращаются от объектов, находящихся в зоне действия устройства. Когда человек попадает в поле действия датчика, то частота отраженных волн изменяется, и устройство на это реагирует. Основными недостатками таких датчиков можно считать то, что они плохо реагируют на медленное перемещение и вредны для здоровья животных.

Управление светом с пульта в квартире – технология, которая казалась чем-то невероятным еще несколько лет назад, сейчас доступна каждому. При этом простота монтажа и общая невысокая стоимость всей системы дистанционного управления светом, делают её невероятно востребованной и популярной.

Конечно, пока рано говорить о том, что дистанционное управление освещением с помощью пульта в скором времени полностью вытеснит старые, знакомые всем стационарные выключатели, они все же проще, надежнее, а кроме того привычнее простому обывателю. Но уже сейчас можно выделить несколько основных направлений, где управление светом с пульта просто незаменимо.

Допустим, вам потребовалось установить где-то новый светильник, в месте, где для него нет специальной проводки, а такое бывает достаточно часто. В таких случаях достаточно подключить этот светильник в ближайшую розетку и установить компактный блок дистанционного управления, связанный с пультом. После чего вы сможете пользоваться светильником, управляя его работой этим самым пультом.

Кроме того, с помощью системы дистанционного управления светом, вы сможете разделять имеющиеся группы освещения на несколько, изменять режимы работы осветительных приборов и многое другое.

Для большей наглядности и подтверждения моих слов, давайте рассмотрим процесс установки системы дистанционного управления светом с пульта в обычной квартире.

Постараюсь описать установку управления светом с пульта максимально подробно, по пунктам, с приведением схем подключения, чтобы вы могли использовать эту инструкцию как пошаговое руководство по монтажу.

Монтаж управления светом с пульта своими руками

ДАНО: в стандартной, типовой трехкомнатной квартире, сделана перепланировка – снесена перегородка между залом и кухней. При этом уже выполнен ремонт и чистовая отделка, остался лишь монтаж натяжного потолка. В последний момент заказчик попросил сделать светодиодную подсветку ниши для штор в зале, которая тянется вдоль всей внешней стены.

Вся электропроводка была заменена, и кабельные магистрали проходят по потолку, а распределительные коробки спрятаны в стенах.

Важным требованием к этой подсветке являлось возможность отдельного включения её от остальных групп освещения. Другими словами, в обычных условиях эта подсветка должна включаться своей клавишей выключателя.

Так как вся проводка до выключателей была сделана, а все стены уже обклеены обоями, прокинуть еще одну линию до выключателя без серьезных разрушений не представлялось возможным.

Вот тут на помощь пришла система дистанционного управления освещением с пульта , идея реализации которой привела заказчика в восторг, это было как раз тем, что он хотел. Тем более, что рядом с местом монтажа проходит кабель на розеточную группу, от него и было решено запитаться.

Итак, нами была куплен вот такой набор – Пульт дистанционного управления световыми приборами Uniel UCH-P001 .

В комплект поставки системы входят:

1. Контроллер – приемник радиосигнала со встроенным реле

2. Пульт дистанционного управления (ПДУ)

3. Держатель ПДУ, с двумя видами крепежа- двухсторонним скотчем и шурупами

4. Элемент питания для ПДУ типа A23

Основные характеристики системы управления светом с пульта:

Читайте также:  Тандыр из газового баллона своими руками

Тип : Дистанционный выключатель с пультом

Количество подключаемых приборов (групп) : 2

Максимальная нагрузка на канал, Вт : 1000

Максимальная суммарная нагрузка, Вт : 2000

Радиус действия, м : 30

Размер приемника, мм : 90*45*22

Если говорить простым языком получается, что пульт дистанционного управления Uniel UCH-P001, может одновременно управлять двумя различными группами освещения или другими электроприборами, максимальная потребляемая мощность каждой группы не более 1000Вт или 1кВТ.

При этом режима работы три, столько же кнопок управления, «1» и «2» выключение и выключение соответствующих групп, а кнопка «3» – включение и выключение всех групп одновременно. Радиус уверенного приема сигнала, на открытой местности, не более 30 метров.

Этот комплект дистанционного управления освещением был куплен в одном из электротехнических магазинов Екатеринбурга за 859р. Вообще, мониторинг цен показал, что в зависимости от региона и конкретного города, цена на аналогичный пульт управления варьируется в районе 750-1000р.

Кроме системы управления светом с пульта, так же были куплены – светодиодная лента и блок питания для неё, согласно поставленной задаче. А вообще, как вы уже догадались, пультом можно управлять любым светильником и даже электроприбором мощностью до 1000Вт.
Блок питания от светодиодной подсветки и приемник дистанционного управления было решено разместить на потолке, рядом с питающим кабелем, идущим на группу розеток.

Приемник достаточно компактный, что очень полезно при различных способах монтажа. Его можно спрятать за подвесным потолком из ГКЛ или даже в корпусе люстры.

Итак, когда все приготовления закончены, можно приступать к самому ответственному шагу – подключению управления светом с пульта к блоку питания светодиодной ленты.

Общая схема подключения системы дистанционного управления освещением

выглядит следующим образом

На схеме, цвета проводников соответствуют цветовой маркировке проводов приемника UNIEL.

В нашем случае, для реализации дистанционного управления светодиодной лентой с пульта схема подключения выглядит так:

Приступаем к подключению проводов по этой схеме.

В первую очередь подключаем все необходимые провода к блоку питания светодиодной ленты .

От приемника дистанционного пульта, берем черный крайний провод с маркировкой– «общая линия» и подключаем к клемме «N» – нулю на блоке питания, а белый провод с маркировкой – «Группа А» , подключаем к клемме фазы – «L» .

Подробнее о значении этих маркировок написано в моей статье – «Обозначение L и N в электрике»

Теперь переходим к подключению питающего кабеля. Как вы помните, мы решили подключится к кабелю, который идёт к группе розеток. Выключаем напряжение в электрощите и приступаем к монтажу .

Снимаем защитную внешнюю изоляцию с кабеля ровно на столько, чтобы удобно было выполнить подключение. Для большей надежности, было решено не разрывать кабель, а снять изоляцию и подготовить жилы следующим образом:

Напомню, питающий кабель состоит из трех жил:

Если вы не уверены в соответствии цветовой маркировки проводов у кабеля, вы сможете самостоятельно выявить фазу, ноль и заземление по следующей инструкции – здесь.

Для надежности соединения, на эту пару проводов были надеты кабельные наконечники. После чего, соединения обжаты прессом .

Кроме этого соединения были затянуты контрольными винтовыми клеммами .

Затем все надежно заизолировано.

О сталось подсоединить желто-зеленый провод заземления к соответствующей клемме блока питания светодиодной ленты . Делаем это тоже без разрыва.

Благо винтовой зажим на блоке питания это позволяет.

Теперь можно проверить как работает управление светом с пульта. Если бы вместо блока питания светодиодной ленты мы подключили светильник – люстру или бра, они бы уже полноценно работали. А пока, включив подачу электричества, мы можем лишь наблюдать за работой блока питания по зеленому светодиодному индикатору.

Подробную инструкцию по установке светодиодной подсветки в нишу для штор, вы найдете здесь. Сейчас же я достаточно кратко опишу общий порядок действий подключения и установки светодиодной ленты.

Для подключения светодиодной ленты к блоку питания, прокладываем двухжильный кабель до места установки ленты . Одну из жил подключаем к клемме «V+» блока питания, а другую к клемме «V-». В нашем случае для подключения использован кабель ШВВП 2х0.5, синяя жила которого подключена к минусу «V-», а коричневая к плюсу «V+». Затем, в таком же порядке с другого конца подключается led лента.

Все оборудование после подключения выглядит примерно так:

Вот теперь установка полностью завершена и можно проверить как работает управление светом с пульта. Кнопка «А» на пульте это наша подсветка, нажав один раз освещение загорается, нажав еще – оно гаснет.


Держатель для пульта заказчик принципиально отказался куда-то устанавливать, решил, что ему будет удобнее если пульт управления будет просто лежать на журнальном столе.

На этом подключение завершено , теперь можно управлять светодиодной подсветкой ниши для штор с пульта, включая или выключая её, когда это требуется. При этом режимы работы других групп освещения, как и остальной электросети квартиры никак не изменились. И это всего за 859 рулей (стоимость комплекта дистанционного управления светом с пульта).

Согласитесь, очень удачное решение и это далеко не единственный возможный способ применения систем управления светом с ПДУ . При желании, можно сделать управление с пульта всем светом в квартире, а кроме того вы сможете закрывать шторы или жалюзи, включать музыку или вентиляцию и многое другое, благо моделей систем дистанционного управления масса, с различными возможностями и характеристиками.

А вообще, тема управления освещением в квартире с пульта достаточно интересная и большая, поэтому не стесняйтесь, пишите ваши вопросы, предложения или опыт использования дистанционного управления светом в комментариях к статье, считаю, что это будет полезно многим.