Компьютерное управление электрическим освещением — пожалуй, одно из самых очевидных применений наших устройств. Здесь мы рассмотрим несколько возможных решений на основе устройства UNC011.
Отметим прежде всего, что мощность осветительных лампочек обычно невелика; даже лампы накаливания редко бывают мощнее 100 Вт, а типичная мощность современных энергосберегающих лампочек — 15-20 Вт. Это позволяет обойтись без применения внешних реле, поскольку предельной мощности наших встроенных реле (300 Вт на канал) хватает с запасом. Тем не менее, если ваша ситуация отличается (например, вы хотите управлять освещением большого зала, наружным освещением или чем-то ещё, где используемые мощности превышают 300 Вт), следует использовать внешние реле.
Вернёмся к типичной ситуации. Обычно освещение в комнате делится на две или три цепи, каждая из которых управляется своей клавишей выключателя. Каждая цепь может включать в себя одну или несколько лампочек. К выключателю в большинстве случаев подведен общий провод и по одному проводу на каждую управляемую цепь. Схематически это выглядит так, как показано на рисунке слева. Выключатель обведён пунктирной линией. Рисунки здесь и далее можно просмотреть в полном размере, щёлкнув по ним мышкой.
В простейшем случае можно просто заменить выключатель устройством UNC011, использовав три из четырёх релейных цепей. Напомним, что коммутируемая цепь каждого из реле выведена на трёхконтактный клеммник Rx, причём контакт такого клеммника с номером 0 — это общий провод, который при выключенной обмотке реле соединён с контактом 1, а при включённой обмотке — с контактом 2. Таким образом, для управления светом через наши реле нужно будет общий провод выключателя подключить к контактам RA0, RB0, RC0 (например, подвести его к RA0, а с RB0 и RC0 соединить перемычками, либо заранее разветвить на три и подвести ко всем контактам). Провода, которые были подключены к выключателю с другой стороны (по одному на управляемую линию) следует подключить к контактам RA2, RB2 и RC2. Общая схема показана на рисунке справа.
На первых порах, пока вы не убедитесь в корректной работе устройства, мы рекомендуем штатный выключатель оставить включённым параллельно нашему устройству, чтобы можно было включить свет, когда устройство обесточено (например, при выключенном управляющем компьютере).
Более того, можно воспользоваться оставшейся релейной линией для «перехвата управления»: когда устройство UNC011 выключено, свет в комнате включается и выключается, как раньше, выключателем на стене, а при включении управляющего компьютера вы сначала перехватываете управление, включив реле D, а потом включаете и выключаете свет с помощью реле A, B и C. Схема в этот раз будет несколько сложнее. Общий провод подключаем к контакту RD0; при выключенном устройстве (а равно и при выключенном реле D) этот контакт будет соединён с контактом RD1, к нему мы подведём общий провод штатного выключателя. При включении реле D (то есть при «перехвате управления») RD0 будет отсоединён от RD1 и присоединён к RD2, этот контакт мы соединим перемычками с RA0, RB0 и RC0, а провода с контактов RA2, RB2 и RC2, как и соответствующие провода с выключателя, пойдут к лампочкам. Полученная в результате схема показана на рисунке слева. Такая схема имеет довольно очевидный недостаток, связанный с наличием общего провода у штатного выключателя: если две или три клавиши штатного выключателя оставить включёнными и при этом перехватить управление, то те лампочки, которые были включены штатным выключателем, можно будет включить и выключить с компьютера, но только все вместе: при подаче напряжения на одну из них ток пойдёт сквозь выключатель на остальные.
Устранить этот недостаток можно, применив более «хитрую» схему включения, которая показана на рисунке справа. Здесь мы «перевернули» контактные группы реле, подключив лампочки к их общим проводам (RA0, RB0 и RC0). Штатный выключатель мы поместили между контактом RD1 и соответствующими контактами RA1, RB1, RC1, так что, если все четыре реле выключены, напряжение на лампочки можно подать только через выключатель (управление полностью осуществляется штатным выключателем). Если теперь «перехватить управление», включив реле D, напряжение с общего провода штатного выключателя окажется снято. Любую из лампочек теперь можно включить соответствующим реле, при этом контакт выключателя оказывается от рабочих цепей отрезан, так что выключатель уже не может оказать никакого влияния на происходящее.
Управление светом в комнате с помощью программы uncctl будет выглядеть так:
uncctl -A +=== # перехватили управление
uncctl -A ===+ # включили первую линию
uncctl -A ==+= # включили вторую линию
uncctl -A =+== # включили третью линию
uncctl -A =--- # выключили свет (все линии)
Разумеется, можно исполнить несколько действий одной командой, например uncctl -A ++++ разом перехватит управление и включит все три линии.
Ещё более интересный способ организации «двойного управления» предполагает использование входных линий, для этого ваш прибор должен быть оснащён модулем входов UNC010/in. Ещё одно условие нормальной работы новой схемы — постоянно включённое устройство UNC011, в том числе и при выключенном управляющем компьютере. Большинство компьютеров не снимает напряжение с порта USB при отключении основного питания, но в такой ситуации лучше на это не полагаться и использовать питание UNC011 от внешнего источника питания (напомним, вам для этого подойдёт любой источник питания постоянного тока от 7,5 до 12 В), либо воспользоваться устройством UNC012, которое имеет встроенный блок питания.
Штатный выключатель при этом полностью отсоединяем от сети и используем только для подачи сигналов устройству UNC011 через входные линии. Допустим, модуль UNC010/in установлен в слот 1 (контакты M10-M14); тогда общий провод выключателя присоединяем к контакту M10, остальные — к контактам M11, M12 и M13. Схема подключения показана на рисунке слева. Теперь необходимо настроить действия, которые при включении и выключении входных линий устройство UNC01x должно произвести самостоятельно. Свяжем первую входную линию с управляемой линией A, вторую — с линией B, третью с линией C, и настроим регистры реакций таким образом, чтобы при замыкании соответствующей входной линии её управляемая линия включалась, а при размыкании — выключалась:
uncctl -R 0 6000:===-:===+
uncctl -R 1 6000:==-=:==+=
uncctl -R 2 6000:=-==:=+==
uncctl -W
Теперь, если только устройство UNC01x остаётся включённым, любую из световых линий можно будет включить или выключить как с компьютера, так и с помощью выключателя.
Естественно, возможны и другие варианты, и нам остаётся только пожелать вам удачи в экспериментах.
В заключение дадим рекомендацию по поводу питания UNC011 от порта USB. В большинстве случаев устройство UNC01x вам захочется разместить непосредственно рядом с выключателем, чтобы не тянуть целый жгут силовых проводов через всю комнату. Скорее всего, при этом ваш управляющий компьютер окажется на изрядном расстоянии от того места, где находится устройство UNC01x, так что придётся использовать USB-удлинитель. К сожалению, это может создать проблемы с питанием через USB, поскольку при включённых обмотках реле устройство UNC011 потребляет довольно высокий (по меркам USB) ток, а потери на каждый метр проводов в слаботочных цепях постоянного тока неожиданно велики. Поэтому если для соединения UNC011 с компьютером используется USB-шнур, отличный от входящего в комплект устройства, либо применяется USB-удлинитель, настоятельно рекомендуется запитывать устройство от внешнего блока питания, а не от порта USB.
Ключевые слова/keywords: умный дом своими руками, компьютерное управление светом в комнате, управление освещением, контроллер света, управление светом по USB