В этой статье: умная система управления домом; одновременно комфортное и экономное освещение при помощи диммеров; типы современных выключателей; дистанционное управление электроустановочными изделиями; чем отличаются розетки и выключатели различных производителей; способы соединения проводки с механизмом выключателей и розеток; дизайн современных выключателей и розеток.
Электрическое освещение для большинства из нас давно уже стало нормой, привычным атрибутом повседневной жизни. С наступлением вечерних сумерек наша рука привычно шарит по стене в поисках выключателя, нажимает его клавишу и свет лампы заливает комнату - мы знаем, что так должно быть и испытываем нервозность, если лампочка почему-то не загорается. Однако с момента своего изобретения и внедрения электрических розеток и выключателей в жилые дома прошло более ста лет, с тех пор они были многократно усовершенствованы. Так какими же возможностями обладают современные электроустановочные изделия в умном доме?
Система управления умным домом
Наибольшая степень комфорта для домочадцев может быть достигнута лишь одним способом - построением единой системой управления всеми электроприборами в пределах одного здания. Для осуществления этой задачи необходимо, чтобы эти электроприборы поддерживали общий «язык» управления - с этой целью в Европе была разработана технология KNX или единый стандарт приемника. Общий канал связи между всеми существующими в доме электроприборами позволяет им передавать и принимать информацию от системных устройств, управляемых специализированными программами. По принципу работы система KNX внешне схожа с локальной сетевой связью между компьютерами, однако она используется значительно шире - полученные от датчиков сигналы обрабатываются системными устройствами, выработанные на основе программного анализа данных команды отправляются одному исполнительному механизму или нескольким сразу, причем при получении команды каждый исполнитель подтверждает ее получение.
Система управления домом, основанная на технологии KNX, позволяет управлять всеми электроприборами одновременно лишь нажатием одной кнопки. Сценарии, следуя которым система управления создает необходимый уровень комфорта для домочадцев, программируются ими согласно личным потребностям. К примеру, в заданное утреннее время система автоматически откроет рольставни, активирует нагрев воды в бойлере и включит электрическую кофеварку.
В состав системы входит метеорологический комплекс, управляющий температурой воздуха в помещениях на основе анализа текущего состояния атмосферы вне здания - при потеплении интенсивность отопления снижается, увеличивается поступление внешнего воздуха. И, наоборот - при усилении ветра окна будут автоматически перекрыты рольставнями, воздухозабор сводится к минимуму.
Дома, оборудованные такой системой управления, можно без опаски оставлять на время отдыха — электроприборы будут следовать запрограммированному сценарию, полностью имитируя присутствие домочадцев. Помимо описанных достоинств система KNX позволяет на 1/3 снизить затраты электроэнергии и расходы на ее оплату - включение приборов производится только тогда, когда это необходимо.
Экономное управление освещением
До появления этих устройств единственным способом понизить или увеличить интенсивность освещения было уменьшение или увеличение числа осветительных ламп определенной мощности.
Первые их них - диммеры - предназначены для управления яркостью освещения, с их помощью можно менять освещение на более комфортное, приглушая или усиливая его.
Устанавливаемые последовательно в электрическую цепь освещения, диммеры позволяют уменьшить потребление светильниками электроэнергии, одновременно повышая срок службы осветительных приборов. Недостатки светорегуляторов: они имеют узкую специализацию и предназначены лишь для определенного типа ламп (накаливания, галогенных, светодиодных); имеют различную мощность, причем наибольшая не превышает 1000 Вт (использование особых усилителей позволяет повысить мощность до 3 КВт, но не более того).
Использование в качестве источников освещения люминесцентных ламп осложняет управление ими при помощи светорегулятора, т.к. в их конструкции присутствует индивидуальный трансформатор. Лишь наиболее крупные производители электроустановочных изделий производят диммеры для таких ламп.
По принципу управления диммеры подразделяются на клавишные, поворотные, поворотно-нажимные и сенсорные. Клавишные светорегуляторы работают так - короткое касание клавиши включает освещение, повторное касание его выключает, удерживание пальцев на клавише меняет яркость освещения.
Поворотные диммеры управляются вращением выпуклой кнопки, поворотно-нажимные - включение и выключение освещения управляется нажатием кнопки, интенсивность - ее вращением. Сенсорный светорегулятор активирует освещение при касании пальцем его поверхности, удержание пальца меняет степень яркости, повторное касание выключает свет.
Полностью отказаться от выключателей позволят датчики движения, принцип действия которых основан на инфракрасном излучении. Обычно их устанавливают в переходах, как-то лестничные пролеты и коридоры, следовать по которым в темноте чревато падением, а обнаружить выключатели освещения не так просто. Стоит человеку оказаться в зоне действия датчика движения, как мгновенно включается свет, как только человек покидает территорию, доступную инфракрасному лучу - освещение отключается.
Однако такие датчики не будут эффективны при условии неподвижности человека - отсутствие движение для них означает необходимость отключения освещения. В этом случае подойдут специальные устройства - датчики присутствия, активирующие осветительные приборы в течение всего времени, пока кто-то из домочадцев находится в комнате и отключающие свет, когда в зоне действия их датчиков людей не будет. Датчики присутствия значительно более чувствительны, чем датчики движения, они включают освещение при любом, даже самом слабом движении в зоне их действия.
В зависимости от модели и назначения, управляющие освещением датчики имеют различный угол обзора. Уличные модели, угол обзора которых обычно равен 200-2700 , а дистанция действия 3-14 м, выставляются на углах зданий, высота их размещения - 2 м. Домашние датчики выставляются на высоте от 0,8 до 1,1 м, их угол обзора обычно равен 1800 , расстояние, на котором действуют инфракрасные лучи - до 12 м. Наиболее простые модели датчиков движения и присутствия обладают небольшой зоной действия инфракрасных лучей, они активируют освещение только при появлении человека, игнорируя домашних животных, что является несомненным плюсом. Более сложные модели, линзы которых испускают несколько пучков инфракрасных лучей по нескольким направлениям одновременно, отслеживают несколько секторов, к примеру, лестничные марши и частично коридоры первого-второго этажей.
Датчики движения и присутствия допускают настройку на период времени, в течение которого освещение сохраняется, несмотря на прекращение движения в зоне действия инфракрасных лучей. Кроме того, необходимо задать им уровень освещенности помещения, при котором не требуется включать светильники, что позволит исключить активацию освещения в дневное время суток.
Помимо описанных средств управления освещением существуют электроустановочные изделия с таймерами и автоматическими выключателями.
Первый тип предназначен для подачи электроэнергии в течение заданного периода времени, что удобно, к примеру, при управлении осветительными приборами на лестничных клетках. Изделия второго типа - розетки, автоматически прекращающие подачу электропитания при перегрузке сети, коротком замыкании и утечке тока за пределы электросети (в землю).
Типы выключателей
По принципу действия все выключатели, осуществляющие управление освещением наших домов, одинаковы - они замыкают и размыкают электрическую цепь, благодаря чему включается и выключается свет в помещениях. Их разница в конструкции, существуют клавишные, кнопочные и перекрестные выключатели.
В привычных и широко распространенных клавишных выключателях задействован принцип качелей - нажатие на одну сторону замыкает электрическую цепь, нажатие на вторую размыкает ее. Существуют модели клавишных выключателей с нажатием на одну и ту же сторону клавиши - ее исходное положение сообщается пружинным механизмом. Производятся выключатели с одной, двумя, тремя и четырьмя клавишами, при этом наибольшее распространение получили двухклавишные и одноклавишные. В зависимости от числа клавиш такие выключатели позволяют одновременно управлять несколькими осветительными приборами, разделенными на группы и привязанными к данной клавише.
Кнопочные выключатели, нажатие на которые активирует освещение, а повторное нажатие - отключает их, оснащены механизмом, возвращающим положение кнопки после каждого нажатия в исходное. Качественные кнопочные выключатели выдерживают порядка 60000 нажатий на них, т.е. их минимальный срок службы составит не менее 20 лет.
Перекрестные выключатели (переключатели) предназначены для управления включением и отключением освещения одновременно с нескольких точек внутри помещений, к примеру, представляющих анфиладу комнат с общим коридором. С их помощью можно включить освещение на входе в такую группу помещений, пройти их полностью и отключить освещение другим выключателем, т.е. возвращаться к исходному выключателю нет необходимости.
Все описанные виды выключателей могут оснащаться светодиодной подсветкой двух типов - первый тип позволяет с легкостью обнаружить местонахождение выключателя в темном помещении и отключается при замыкании электрической цепи, подсветка второго типа действует наоборот и включается при активации выключателя, что позволяет убедиться во включении некого, удаленно расположенного электроприбора (подвального либо уличного освещения, насоса, вентилятора и т.д.). Как правило, светодиоды подсветки монтируются в клавишные выключатели, при этом выполняется подсветка части клавиши, контур или вся ее поверхность. В зависимости от производителя в подсветке используется от 2 до 5 цветов.
Способы дистанционного управления электроустановочными изделиями
Практически все современные изделия позволяют управлять ими с пульта дистанционного управления, сигнал от которого передается инфракрасным лучом или по радиоволне. Пульты ДУ с радиоуправлением обладают одним несомненным преимуществом — радиоволны свободно проникают через стены, что позволяет управлять комплексом электроустановочных изделий системы «умный дом» не вставая с кресла и даже дистанционно, используя интернет и коммуникатор (ноутбук).
Разнообразие конструкций и назначения
Контактный механизм, пластина суппорта и внешняя панель — вот устройство электроустановочных изделий, на изобретение которых в прошлом веке ушло более 20 лет. Сегодня, при сохранении общего принципа устройства, их элементы конструкции стали более разнообразными.
Основное различие между электророзетками и выключателями различных производителей — в способе крепления проводки к контактному механизму.
Классическое крепление проводов к клеммам механизма осуществляется винтовым соединением и оно, безусловно, надежно, если бы этими розетками никто не пользовался — механические вибрации, возникающие при установке либо извлечении штепселя из розетки, со временем ослабляют винтовой зажим. Кроме того, наиболее часто используемая в электропроводке медь - весьма пластичный металл и по мере срока эксплуатации она деформируется и спрессовывается. По этим причинам контакт между электропроводом и механизмом розетки слабеет, появляются зазоры, в результате корпус электророзетки ощутимо нагревается. Для решения этой проблемы производители электроустановочных изделий видоизменили конструкцию контактного механизма розеток — соединение осталось винтовым, при этом оголенные провода заводятся в специальное окошко, после чего затягиваются винтом.
Существует другой способ соединения проводов с механизмом розетки, отличающийся от винтового крепления — узел с зажимом, провода в котором плотно удерживаются особыми клеммами с пружинами. Усилие, с которым проводка закреплена в зажиме, точно рассчитано, т.е. недотянуть или перетянуть такое соединение невозможно. Кроме того, быстрозажимный узел, в отличие от винтового соединения, способен гасить механические колебания за счет установленных в нем пружин. Т.к. ослаблять и снова затягивать соединения контактного механизма розетки с быстрозажимным узлом не нужно, то сокращается число операций, производимых при монтаже одной электророзетки, а значит, сокращается время монтажа — жмем на клемму, заводим провод, ослабляем нажим и провод надежно закреплен.
Такие розетки наиболее удобны, если электропроводка выполнена жестким одножильным проводом — завести в зажим оголенный гибкий провод будет непросто.
Большинство моделей электроустановочных изделий различных производителей рассчитанной на стандартную 50 мм глубину монтажной коробки (цилиндрическая выемка в стене) — они имеют механизм толщиной порядка 30 мм. В то же время производятся модели электророзеток с меньшей толщиной механизма — в пределах 20 мм, что значительно облегчает монтажные работы, т.к. в полости коробки остается больше места под укладку провода.
Контактный механизм современных розеток и выключателей закреплен на пластиковой основе, материал которой содержит ряд специальных добавок, повышающих термостойкость, прочность, стойкость к ультрафиолету, самозатухаемость в случае возгорания, препятствование накоплению пыли.
Чем выше стоимость конкретного изделия, тем в большей степени оно обладает описанными свойствами. В зависимости от производителя щетки (проводящие ток части изделий) выполнены из обычной, луженой или посеребренной латуни — последние имеют наивысшие характеристики, однако стоимость изделия, в конструкцию которого они входят, наиболее высока.
Зачастую щетки в электророзетках выполнены из двух частей — необходимо, чтобы их конструкция содержала в себе средства плотного сопряжения этих частей, тем не менее, дешевые розетки таких средств не имеют.
Электророзетки крупнейших производителей оснащены дополнительной защитой токоведущих элементов — их покрывает слой изоляции, что обеспечивает полную безопасность для людей, даже если декоративная внешняя панель розеток будет демонтирована, к примеру, во время работ по наклейке обоев или окраске стен.
Металлический или пластиковый суппорт обеспечивает надежную фиксацию электроустановочных изделий в монтажной коробке — после зажима винтами его лапки с двумя зубцами на каждой распираются в вертикальные пазы, выполненные по периметру коробки. По степени надежности более эффективен металлический суппорт, в особенности, для розеток.
Линейка продукции крупнейших производителей электророзеток обязательно включает в себя изделия для детских комнат — розетки, оснащенные защитными шторками, которые перекрывают отверстия контактов во время не пользования ею. Открытие шторок происходит либо при соприкосновении особого контакта штепселя с соответствующим ему контактом розетки, либо при одновременном введении штекеров в оба контактных отверстия.
Существует два типа защитных шторок: поднимающиеся под нажимом; вращающиеся по часовой стрелке. В обоих случаях обратное возвращение шторки при извлечении штепсельной вилки осуществляет особая пружина.
Помимо привычных розеток для подключения питания электроприборов, существуют так называемые сигнальные розетки, предназначенные для передачи сигнала для телевизора, телефона или компьютера. Классическим представителем электроустановочных устройств такого типа были широко известные во времена СССР розетки для радио, сегодня уже не используемые. Такие изделия могут предназначаться для передачи только определенного сигнала, к примеру, телевизионного или телефонного, или же быть многофункциональными, т.е. одновременно иметь выходы под телефонный или телевизионный штекеры. Сигнальные розетки могут быть оборудованы шторками, предохраняющими их контактный механизм от проникновения частиц пыли.
Дизайн электроустановочных изделий
Как упоминалось выше, материалом для их корпуса, кнопок, клавиш и лицевых панелей служит пластик, добавки в составе которого повышают прочность к механическому и термическому износу, стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей.
Основные цвета пластика — белый и белый с кремовым оттенком, называемый также «слоновая кость». Помимо основной цветовой гаммы производятся модели изделий различного цветового окраса - от пастельного до пронзительно яркого, к примеру, сапфирового или платинового. Наиболее крупные производители включают в линейку продукции изделия, выполненные из дерева - клена, бука, вишни, дуба и пр. — с их обработкой антипиренами. Клавиша и рамка выключателей могут быть выполнены из керамики, стекла и металла, а пластиковые изделия - облицовываться натуральной кожей и искусственным камнем (к примеру, под мрамор).
Стандартная форма электроустановочных изделий — квадратная или с закругленными углами рамка, круглая или квадратная клавиша. Однако существуют модели с овальной клавишей, различной ширины рамки вокруг нее, лицевая панель может быть не только плоской, но и выпуклой, в форме паруса.
Рустам Абдюжанов, www.rmnt.ru
