Trochu chytrý dům s paměťovým relé

Impulzní relé jsou vynikající alternativou pro ovládání osvětlení z více míst, nenahradili ale zatím tradiční alternativu - řešení křížových spínačů. Mezi důvody mohou patřit přídavná zařízení, více vodičů a dodatečné náklady na instalaci. S příchodem a rychlým rozšířením systémů "inteligentního domu" se jejich popularita zhoršila, protože inteligentní systém je také schopen ve výchozím nastavení pracovat s impulsním (paměťovým) relé. Nicméně, ne každý chce kompletně chytrý dům, ale jen nějakou „chytrost“ pro pohodlnější ovládání, která by se mohla hodit.

Jednou takovou „chytrostí” je, když je instalováno několik osvětlovacích okruhů, např. ve společném velkém prostoru obývací pokoj-kuchyň-jídelna, které bychom chtěli ovládat samostatně, ale hodila by se i funkce "All On" a "All Off". K dostání jsou i speciální impulsní relé se společným ovládacím vstupem, ... ale přiznejme si, s těmi by to bylo příliš jednoduché, na tom není nic náročného. V naší 3-dílné minisérii, která právě startuje, představujeme řešení s nepříliš speciálními paměťovými (impulsními) relé, kterými přidáme trochu komfortu (dalo by se říci inteligence) do ovládání osvětlení bez inteligentního systému. 

Spínání světel stylem "All On" a "All Off"

Na obrázku 1 je šest světelných okruhů řízeno paměťovými (impulsními) relé tak, že jednotlivé okruhy lze ovládat samostatně, nezávisle na sobě nebo skupinově. Aby svěstla správně fungovala, musíme použít mírně odlišná řešení od tradičních instalací paměťových (impulsních) relé. První, čeho si lze všimnout je, že se na obrázku nejedná o běžné tlačítko pro samostatné ovládání každého okruhu, ale o tlačítka s přepínacími kontakty - jako např. výrobek typ 21151 dostupný v provedení LOGUS90. Důvodem jeho použití je oddělení jednotlivých ovládacích prvků od společných ovládacích vodičů. V základní situaci je tedy dána přednost společné kontrole.

obr. č.1 - kliknutím obrázek zvětšíte

Dalším důležitým rozdílem je, že používáme paměťové (impulsní) relé typu MR-42 se dvěma bezpotenciálovými a nezávislými přepínacími kontakty. Jedná se v podstatě o impulsní relé, ale propojením svorek B1 - B2 „naprogramujeme“ obě relé na paralelní provoz – viz obrázek 2. Kanál 1 impulsního (paměťového) relé spíná příslušný obvod osvětlení, zatímco kanál 2 poskytuje informaci o stavu daného pulzního relé do společného ovládání, tedy ukáže, zda je daný okruh osvětlení zapnutý nebo vypnutý.

obr. č.2 - kliknutím obrázek zvětšíte

Jak to funguje?

Lokálními tlačítky lze přímo měnit stav impulsního relé spojeného s tlačítkem a ve výchozím stavu umožňuje společné ovládání v opačném směru, než je jeho aktuální stav. Díky přepínacím kontaktním tlačítkům se společné ovládání může projevit pouze v případě, že jsou místní tlačítka ve výchozí poloze, tedy nejsou stisknuta. Pouze kanál 2 pulzního relé vysílá signál na vstup ZAP/VYP, který je ve stavu opačném k funkci stisknutého společného tlačítka "All On" nebo "All Off":

• pokud je stisknuto tlačítko "All On", tak impulsní relé, která jsou zapnutá, nebudou reagovat a ta, která jsou vypnutá, se zapnou.
• pokud je stisknuto tlačítko "All Off", tak impulsní relé, která jsou vypnutá, nebudou reagovat a ta, která jsou zapnutá, budou vypnuta.

Při interpretaci operace vezměte v úvahu, že vstup ZAP/VYP pracuje na náběžné hraně, takže pulzní relé sepne, když se objeví řídicí napětí, a je jedno, jak dlouho na něm napětí zůstane. Relé nereaguje na vypnutí řídicího signálu.

Tlačítka "All On" a "All Off" , které vidíte ve ve schéma výše jsou z edice LOGUS90 číslo produktu 21151 navržená v designu klasického tlačítka.

Ve výše uvedeném zapojení byla pro společné zapnutí a vypnutí použita samostatná tlačítka.

Pokud se jedná o impulsní relé, bylo by dobré ovládat vše, včetně běžného ovládání, „jednotlačítkem“. V našem pokračování Vám tuto možnost ukážeme.

V tlačítkovém nebo spínačovém ovládání „skutečných“ chytrých domů lze téměř všechny možnosti implementovat programováním a je možné je i kombinovat. Světelný okruh v chytrém domě tak lze ovládat tradičně, tedy jednoduchým jednopólovým vypínačem, dvěma samostatnými vypínači, tlačítkem v podobě paměťového relé nebo samostatným zapínáním tak, jak je vidět ve schématu zapojení.  Taktéž můžete manipulovat s počtem stisknutí tlačítka nebo s dobou trvání stisknutí tlačítka. Další vychytávkou ve schématu zapojení (s malou úpravou oproti předchozím článku) je ukázka, jak lze jednotlačítkové společné zapínání a vypínání řešit i s ovládáním pomocí paměťového relé.

Vše vyřeší „chytré“ časové relé

Schéma zapojení na obr. 3 ukazuje úpravy, které jsou nutné pro převedení základního zapojení popsaného v předchozím článku na jednotlačítkové ovládání.

obr. č.3 - kliknutím obrázek zvětšíte

Tlačítka s přepínacími kontakty zůstávají pro nezávislé ovládání, ale pro společné ovládání postačí tradiční tlačítko s kontaktem NO. Taktéž stačí, když zajistíme, že na dvou společných ovládacích vodičích nebude napětí a že žádné napětí nebude zůstávat ve výchozí poloze, jinak by nebylo možné ovládat jednotlivé okruhy samostatně. To znamená, že společný ovládací signál musí být odeslán na vstupy relé jako impuls.

Tento impuls zajišťuje již známé multifunkční časové relé CRM-91H (230 V nebo UNI), zatímco společné jednotlačítkové ovládání zapnutí/vypnutí zajišťuje paměťové relé MR-41 (230 V nebo UNI).

Jak to funguje?

Operace nezávislého ovládání je stejná, jako u základního ovládání MR-42 (230 V nebo UNI), v paralelním režimu (připojeno B1 - B2), jako v předchozím zapojení. Činnost společného ovládání je dobře vidět na schématu zapojení na obrázku 3 a na obrázku 4.

Spínací tlačítka nezávislého ovládání stále umožňují společné ovládání v klidové, výchozí poloze. Stisknutím tlačítka společného ovládání obdrží vstup "S" časového relé a vstup ON/OFF MR-41 současně inicializační signál. Výstup MR-41 sepne, ale zatím se na něm neobjeví žádné napětí, protože na něj ještě kvůli zpožděnému sepnutí nespíná výstup časového relé.

Když je časové relé nastaveno na funkci "h", bude pracovat se zpožděním sepnutí po dobu "t" a se zpožděním uvolnění se stejnou dobou "t", tj. bude se zpožděním pro "t" s výstupem vypnuto, pak se zapne jeho výstup, který zůstane zapnutý po dobu "t" a poté se relé vypne.

Počáteční prodleva "naprázdno" je nutná, aby se relé stihla přepnout do druhého stavu a paměťová relé před sepnutím nespínala chybně.
 

obr. č.4 - kliknutím obrázek zvětšíte

Časové relé tak dodává zpožděný impuls nutný pro sepnutí relé MR-42 a přepínací kontakt MR-41 ukládá stav před dalším stisknutím tlačítka jako digitální, jednobitová paměť.

Pokud jsou paměťové relé ovládající osvětlení instalována v rozvaděči, pak jsou tlačítka v místnostech obvykle připojena ke vstupům ON/OFF dvěma vodiči ke tlačítku, což pro běžné ovládání zcela postačuje. V dosud prezentovaných schématech zapojení jsme použili tlačítka s přepínacími kontakty, ale proto, abychom mohli místní ovládání odpojit od společného ovládacího okruhu, budeme potřebovat tři vodiče.

Proč dva dráty?

Dva dráty vycházející z tlačítek stačí na ovládání jednoho normálního relé, s přepínacím kontaktem na paměťové relé - tím úkol vyřešíme. Systém doplněný o společné ovládání bude fungovat jako dříve diskutovaná verze vybavená přepínacími kontaktními tlačítky.

S řešením není žádný problém, vznikají pouze dvě „maličkosti“:

• Musí být v rozvaděči místo. Bude potřeba místo minimálně pro 8 modulů (to je minimum, za předpokladu, že není potřeba udržovat EMC a topné vzdálenosti kvůli jiným modulům).
• Chceme zvýšit náklady o dalších šest relé?

Máme i další řešení...

Logické vztahy jsou různé

Než budeme pokračovat, ohlédněme se trochu zpět. V článku výše jsme se zabývali logickými vztahy „OR“ a logickými „AND“, které lze realizovat pomocí kontaktů. Pro běžné ovládání pulzních relé musíme použít i takové logické zapojení, konkrétně "OR", aby relé vždy spínalo bez ohledu na to, odkud přichází řídící signál.

Jedno z nejsnáze implementovatelných logických „OR“ zapojení může pocházet z dob rozkvětu digitálních obvodů, kdy integrované obvody nebyly tak rozšířené, ale polovodičová technologie již existovala a dioda jako obvodový prvek byla známá. Nejznámější je jeho použití jako usměrňovač ve stejnosměrných zdrojích, ale hodí se i pro mnoho dalších funkcí a existuje mnoho speciálních typů. Dioda je levná součástka a lze ji použít k provozu podle logiky "OR", ale pouze ve stejnosměrných obvodech.

Obrázek 5 lze použít k analýze činnosti logických spojení diody. Pravděpodobně si všimnete, že se značně liší od kontaktních verzí. Nicméně jsou stejné - výsledky logických operací jsou totožné. Pro naše řešení použijeme zapojení "OR", ale pro úplnost si ukážeme i logiku "AND" diody (řešení se mohou lišit podle pozitivní a negativní logiky).

obr. č.5 - kliknutím obrázek zvětšíte

Stav výstupu vždy závisí na tom, zda jsou diody otevřené nebo zavřené, tedy vodivé nebo ne. Dioda vede, když je mezi jejími dvěma vývody, anodou a katodou napětí ve směru otevírání, které je např. u křemíkových diod typicky 0,5 - 07 V. Toto napětí je měřitelné na diodě, proto vždy zkresluje výstupní napětí, což v tomto případě není problém.