Вряд ли ремонт сможет считаться капитальным, если в его процессе не претерпят изменения все инженерные коммуникации квартиры, не будет заменена старая электропроводка. По возможности электротехнические работы следует доверять специалистам, однако, руководствуясь определенными правилами и соблюдая повышенную осторожность (с учетом приведенных в конце главы рекомендаций по технике безопасности), эту важную работу можно проделать и самостоятельно. Об этом рассказывается в этой главе. И начнем мы с электропроводки.
3.1. Электросхема квартиры (дома)
Знакомство с электрической схемой проводки квартиры необходимо начать с входных электрических цепей. Для этого рассмотрим стандартный контур электропроводки двухкомнатной городской квартиры, представленный на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Контур электропроводки двухкомнатной городской квартиры
Как видно из рис. 3.1, схема имеет главный (до электросчетчика) и второстепенные автоматы, которые защищают вашу квартиру и устройства, подключенные к осветительной сети 220 В, от перегрузок и взаимного влияния друг на друга в случае короткого замыкания или аварий в отдельных группах общего энергоконтура отдельной квартиры.
При строительстве нового дома и при капитальном ремонте старого, включая поквартирный ремонт, всю будущую электропроводку сначала нужно спроектировать на бумаге, составив соответствующий план и нанеся на него все необходимые точки для устройств – потребителей электроэнергии, как то светильники, розетки, дополнительные автоматы защиты и места подключения стиральной (посудомоечной) машины и других устройств.
Рис. 3.2. План подключения автоматов защиты для загородного коттеджа
Рис. 3.3. План подключения потребителей для первого этажа
Рис. 3.4. План подключения потребителей для второго этажа
Такими проектами занимаются как отдельные специалисты, так и фирмы, однако план своего энергоконтура можно составить и самостоятельно, взяв за пример (основу) уже имеющиеся и находящиеся в широком доступе наработки. Некоторые варианты планов электропроводки, с обозначениями элементов, представлены на рис. 3.2, 3.3 и 3.4 (взяты с сайта http://el-sn.ru/electrosnabzhenie-doma).
3.1.1. Описание отдельных элементов плана
Электропроводку следует прокладывать согласно разработанному плану и двум принципам: электробезопасности и удобства использования. При разработке плана монтажа электропроводки желательно учитывать следующее:
1. Электрические счетчики, разветвительные коробки, розетки и выключатели должны располагаться в доступных для обслуживания и ремонта местах, а токоведущие части должны быть закрыты. На рис. 3.5 представлен внешний вид открытого электрощитка (шкафа) с расположенными внутри выключателями-автоматами.
Рис. 3.5. Внешний вид открытого электрощитка (шкафа) с расположенными внутри выключателями-автоматами
2. Выключатели располагают при входе в комнату на высоте 1,5 м так, чтобы открытая входная дверь не перекрывала доступ к ним. Для удобства выключатели в одной квартире, как правило, располагают во всех помещениях с одной и той же стороны.
3. Розетки устанавливают в местах предполагаемой установки электрического оборудования на высоте 50–80 см от уровня пола. По противопожарным нормам количество розеток должно быть не менее одной на каждые полные и неполные 6 м2 площади помещения, а на кухне не менее трех. Установка выключателей и розеток внутри туалетов и ванных комнат запрещается. Исключение составляют розетки для электробритв и фенов, питающиеся через разделительный трансформатор с двойной изоляцией. Последний монтируется в специальном блоке за пределами этих помещений. По правилам электробезопасности запрещено также устанавливать розетки ближе, чем в 50 см от заземленных металлических устройств (трубы, батареи, раковины, газовые и электроплиты). Розетки на стене, разделяющей две комнаты одной квартиры, удобно устанавливать с каждой стороны стены, включая их параллельно через отверстие в стене.
4. Провода прокладываются только по вертикальным и горизонтальным линиям, а их расположение должно быть точно известно во избежание повреждения при сверлении отверстий, забивании гвоздей и в других неприятных случаях.
Внимание, совет! В магазинах электроники и радиотехники, товаров «для дома» и строительных товаров сегодня нередко можно встретить электронные устройства-помощники различного назначения. Как по качеству исполнения и надежности, срокам гарантии и производителю, так и по цене они отличаются друг от друга и… не зря. Дешевые варианты (ультразвуковой дальномер в магазинах K-Rauta можно приобрести за 1100 руб, портативный индикатор скрытой проводки даже за… 298 руб) неэффективны, и их рекомендую приобретать с особой осторожностью. К примеру, вышеуказанный дальномер имеет предел измерения всего 15 м, и работает он строго параллельно полу, а «индикатор» «не видит» квартирную электропроводку уже через 10 мм (толстый журнал), а также имеет погрешность до 25 мм (представляете, как разбивать потом стену для замены электропроводки?). Комментарии полагаю, излишни, ибо актуальнейший вопрос – кому нужны такие инструменты, остается риторическим. Если же вы занимаетесь ремонтом на профессиональной основе или хотите иметь «стоящий» инструмент – не экономьте. Хороший дальномер (расстояние до 60 м) стоит сегодня более 10000 руб, а индикатор скрытой проводки приемлемого качества – не менее 5000 руб.
3.1.2. Рекомендации по планированию электропроводки
Горизонтальная прокладка проводится на расстоянии 50—100 мм от карниза и балок, на 150 мм от потолка и на 150–200 мм от плинтуса (какого бы материала и формы он ни был). Вертикально проложенные участки проводов должны быть удалены от углов помещения, оконных и дверных проемов не менее чем на 100 мм.
Необходимо проследить, чтобы провод не соприкасался с металлическими конструкциями здания. Параллельная прокладка вблизи трубопроводов с горючими веществами (газом) производится на расстоянии не менее чем 400 мм. При наличии горячих трубопроводов (отопление и горячая вода) проводка должна быть защищена от воздействия высокой температуры асбестовыми прокладками, или необходимо применить провод с защитным покрытием. Запрещается прокладывать провода пучками, а также с расстоянием между ними менее 3 мм.
В помещениях соединения и ответвления проводов при всех видах электропроводок выполняются в соединительных и ответвительных коробках. Жилы заземляющих и нулевых защитных проводов соединяются между собой посредством сварки. Присоединение этих проводников к электроприборам, подлежащим заземлению или занулению, выполняется болтовыми соединениями.
Металлические корпуса электроплит (стационарных) зануляются, для чего от квартирного щитка прокладывается отдельный проводник сечением, равным сечению фазного провода, и присоединяется к нулевому защитному проводнику питающей сети перед счетчиком. В проводниках, обеспечивающих защитное заземление или зануление, не должно быть предохранителей и выключателей. В противном случае при срабатывании защиты все приборы, включенные в данную линию, окажутся под опасным потенциалом сети.
Таковы основные положения, на которые следует опираться при составлении плана электропроводки квартиры.
3.1.3. Рекомендации по производству работ
Рекомендую единовременно поменять проводку во всей квартире. Это же касается и загородного дома, если вам необходимо проводить ремонтные работы и там. Имеет смысл заранее рассчитать расходы, приобрести все необходимые материалы (высокого качества, ибо экономия на электропроводке чревата опасностью) и не разделять помещение на более и менее важные зоны. Это правило связано с тем, что проводка, как, впрочем, и любая система, не любит периодического и частого вмешательства, которое неизбежно связано с множеством соединений и непрофессиональных «вставок».
Далее важно точно определить (составить план), где в квартире будут располагаться все электроприборы, выключатели, розетки, и добиться того, чтобы одна электролиния не питала электроприборы, общая потребляемая мощность которых составляет больше 4–5 кВт. Для этого нужно рассчитать реальную электроэнергию, потребляемую ими. Это замечание очень важное, поскольку, обнаружив ошибку уже после прокладки электропроводки, исправить ее так просто не получится.
Выбор места размещения распределительного электрощита и его сборка-подключение являются следующими этапами работ.
В старых домах и постройках электрощиты устанавливались непосредственно в квартире (недалеко от входа). С 1978 года электрощитки в новых домах были выведены на лестничные клетки.
Внешний вид электрощита в коридоре на лестничной клетке показан на рис. 3.6.На рис. 3.7 представлен внешний вид электрощита в квартире.
Рис. 3.6. Вид на электрощит в коридоре на лестничной клетке
Рис. 3.7. Электрощиток в квартире
На рис. 3.8–3.10 представлен внешний вид современных электросчетчиков с раздельным контролем потребления энергии (день/ночь). Такие счетчики сегодня являются наиболее востребованными для экономии электроэнергии и опосредованной экономии ваших материальных средств.
Рис. 3.8. Электросчетчик с ЖКИ
Рис. 3.9. Электросчетчик с механическим циферблатом
Рис. 3.10. Электросчетчик с ЖКИ Ц32706
Внимание, важно! Электрощит никогда не размещают в санитарной зоне (ванная комната, санузел), а также рядом (на расстоянии менее полуметра) с трубами и отопительными приборами. Определив место распределительного электрощита, можно приступать к его сборке, предварительно подготовив одножильный провод (для соединений), а также обжимаемые наконечники с изоляционными трубками, если приходится использовать многожильный гибкий провод (вместо наконечников специалисты-электрики опаивают провода).
На рис. 3.11 показано как правильно опаять проводники перед подключением к контактам автоматов защиты и клеммам.
Рис. 3.11. Опаянные концы электрических проводов перед подключением
Внимание, важно! Старайтесь не устанавливать электрощит на уровне головы взрослого человека в узких (шириной менее 1 м) коридорах (что практикуют монтажники в некоторых новых домах в Петербурге); об такой щит вы еще не раз ударитесь, особенно в темноте.
Автоматические выключатели устанавливают в верхней части щита (см. рис. 3.5), а нулевая и заземляющая шины должны находиться в нижней. Особое внимание уделяют подключению линий электрической «нагрузки»; она осуществляется с обязательным соблюдением «цветового правила»: фазный провод окрашен в любой цвет, кроме синего (ему соответствует «ноль» – безопасный проводник) и желто-зеленого (используется для заземляющей линии).
Затем, собрав щит, рекомендую сделать из бумаги обозначения – какой линии соответствует каждый выключатель. Самодельные бирки удобно подвесить с помощью хомута или лески на каждый выключатель-автомат (это полезно для будущих ремонтных работ, в том числе в отсутствие хозяина или электромонтажника).
3.1.4. Разделение квартирной электросети на группы
Вся квартирная электросеть разделяется на несколько частей (групп) (см. рис. 3.1). Для каждой группы – розетки, осветительные приборы, иные устройства – потребители электроэнергии (водонагреватель, стиральная и посудомоечная машины) – для надежности и электробезопасности необходимо подготовить специальные кабели с различным сечением.
В стандартных квартирах для розеток используют кабель 3×2,5 мм2, для осветительных приборов – 3×1,5 мм2 и т. д.).
После этого (до подключения напряжения) приступают к монтажу электропроводки: в пластиковом кабельном канале, в ПВХ-трубах (для наливного пола и негорючих потолков), а также в штробах (для прокладки кабеля в стенах).
На рис. 3.12 показан плинтусный кабельный канал (кабель-канал). На рис. 3.13 представлены ПВХ-трубы.
Рис. 3.12. Внешний вид кабель-канала для электропроводки
Рис. 3.13. Проводка кабеля в ПВХ-трубах
При работе с новой электропроводкой нужно иметь в виду еще несколько нюансов. Электрические провода в гофрированной трубе, «упрятанные» в стену, впоследствии заменить практически невозможно.
Разветвительные коробки (рис. 3.14) в местах соединения электропроводки обеспечивают легкий и простой доступ к нужным электропроводам и легко скрываются под отделкой стен.
На рис. 3.15, 3.16 представлена иллюстрация правильного и безопасного подключения проводов в клеммной коробке.
На рис. 3.17 показана скрутка многожильных проводов «ручным» способом.
Рис. 3.14. Вид на разветвительную коробку
Рис. 3.15. Электрические провода с клеммами в распределительной коробке
Рис. 3.16. Иллюстрация правильного и безопасного подключения проводов в распределительной коробке
Рис. 3.17. Скрутка многожильных проводов «ручным» способом
Таким способом для надежного соединения в электрических цепях с напряжением 220 В можно пользоваться только тогда, когда в наличии нет более современных и удобных клеммников (рис. 3.18—3.26).
Рис. 3.18. Клеммник УХЛ-3
Рис. 3.19. Клеммник для двухпроводного кабеля в форме квадрата
Рис. 3.20. Однополюсные клеммники без винта
Рис. 3.21. Однополюсный клеммник с винтовой фиксацией провода
Рис. 3.22. Клеммник для трехпроводного электрического кабеля
Рис. 3.23. Линейка из семи клеммников (винтовая фиксация проводов)
Рис. 3.24. Многопроводный клеммник с пластиковым фиксатором
Рис. 3.25. Клеммник с автоматическим пластиковым обжимом
Рис. 3.26. Другой вариант клеммника с пластиковым обжимом-фиксатором
Рис. 3.27. Крепение с помощью металлических пластин
Рис. 3.28. Крепление на винт с помощью шайб и гаек
Рис. 3.29. Фиксатор в виде скобы
Рис. 3.30. Одиночный изолированный пластмассовый фиксатор с винтом
Другие способы крепления с помощью различных обжимов представлены на рис. 3.27—3.30.
Внимание, важно! Меняя электропроводку, необходимо соблюдать несложные правила: не использовать провода с алюминиевыми жилами (они очень ломкие, хотя и дешевые; кроме того, уже известно, что окисление алюминия способствует возгоранию), не прокладывать одновременно в штробе силовую и слаботочную сети, и не допускать «сквозные» проходы кабеля через стены без применения пластиковых втулок.
3.2. Типология электрических проводов
Для монтажа внутренней электропроводки в домах используются медные двух-, трех– и многожильные провода с многослойной изоляцией. Основным конструктивным элементом провода является металлическая жила.
Медные провода для монтажа внутренней электропроводки (рис. 3.31) разделяются на:
• плоские двух– и трехжильные провода в двойной изоляции с монолитной жилой для монтажа под штукатурку, в кабель-каналах и под элементами декора;
• круглые трехжильные провода в тройной изоляции с монолитной жилой для монтажа в песчано-цементной стяжке пола и в трубах под землей;
• круглые пятижильные провода в тройной изоляции с монолитной жилой;
• круглые трех– и пятижильные провода в двойной изоляции с составной жилой для монтажа в гипсокартонных системах (особо гибкий);
• круглые трехжильные провода в двойной резиновой изоляции с составной жилой (очень гибкий); применяется прежде всего для изготовления шнуров, соединяющих электроприборы (электроинструменты) с сетевой вилкой.
Рис. 3.31. Трехжильные медные провода в двойной изоляции (слева) и в ПВХ-трубах (справа)
Способность проводить электрический ток у различных материалов не одинакова, она характеризуется проводимостью. Чем выше проводимость материала, тем меньше энергии (как правило, в виде тепла) теряет электрический ток, протекая по нему. В зависимости от величины проводимости все известные вещества делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. Причем диэлектрики электрический ток не проводят вовсе, поэтому используются в качестве изоляторов. Наилучшими проводниками электротока являются металлы, причем рекордно высокую проводимость имеют благородные металлы – золото и серебро.
3.2.1. Провода и их разновидности
Основным конструктивным элементом любого провода является металлическая жила (рис. 3.31). Она может быть монолитной или состоять из множества тонких скрученных в жгут проволочек (составная жила). Важнейшим параметром провода является сечение его жилы (площадь ее торца), которое измеряется в квадратных миллиметрах (иногда говорят – в квадратах). Провода, имеющие составную жилу, более гибкие, чем те, у которых жила монолитная. Жилы проводов, использующихся для устройства внутренних электропроводок в зданиях и сооружениях, могут быть медными или алюминиевыми. Причем медные провода более технологичны, так как проводимость меди в полтора раза выше, чем алюминия, следовательно, они могут быть тоньше. Кроме того, медная проволока более устойчива к коррозии и не такая ломкая при повторных изгибах, как алюминиевая.
Для изоляции электрического тока, протекающего по металлической жиле провода, используются диэлектрические покрытия. В свое время, лет пятьдесят тому назад и раньше, практически все провода имели изоляцию из резины, поскольку она действительно очень хороший диэлектрик. Со временем химическая промышленность предложила новые материалы, имеющие достаточно высокие диэлектрические свойства и вместе с тем более прочные и дешевые. Это эластичные пластмассы, такие, например, как поливинилхлорид, которые в настоящее время тоже очень широко применяются для формирования изолирующих оболочек проводов различных конструкций.
Монтаж электропроводки можно выполнить любым проводом, имеющим соответствующее сечение жилы. Однако производительность труда будет выше, а надежность электропроводки лучше, если эти провода будут подобраны с учетом условий прокладки и особенностей эксплуатации электропроводки.
Внимание, пример! Если провода прокладываются по кирпичной стене, подлежащей оштукатуриванию, то лучше, если они будут двух– или трехжильными и плоскими. А для прокладки проводки в стенах, собранных из гипсокартона на металлическом каркасе, лучше подойдут многожильные гибкие (составная жила) медные провода круглой конфигурации (торец провода в виде окружности), но в двойной и даже тройной изоляции, так как в этом случае существует сравнительно высокая вероятность ее повреждения металлическими деталями каркаса.
Конструкция трехжильного провода может состоять из (рис. 3.31):
• медной монолитной жилы;
• первого слоя изоляции;
• соединительной спайки изоляции;
• второго промежуточного слоя изоляции (если изоляция трехслойная);
• третьего слоя изоляции (оболочки).
Провода, использующиеся для монтажа внутренних электропроводок, бывают: алюминиевые и медные; одножильные, двухжильные и многожильные; с монолитной и составной жилой; с одинарной, двойной и тройной изоляцией; наконец, экранированные и неэкранированные. Когда мы говорим о многожильном проводе, то подразумеваем такую его конструкцию, когда две и более изолированные жилы соединены между собой и составляют одно целое, т. е. один провод. Целесообразность использования нескольких жил в одном проводе обусловлена тем, что даже в самом простом случае для питания электроприборов, например, радиоприемника, необходимо два провода (фазный и нулевой). А если электроприбор предполагает подключение к трехфазной электросети – то минимум четыре (три фазных и один нейтральный). Кроме того, правила техники безопасности требуют заземления нетоковедущих металлических деталей конструкции электроприборов, что диктует необходимость наличия третьего (заземляющего) провода в однофазных электросетях и пятого – в трехфазных.
Внимание, важно! Экранированные провода используются в том случае, если плотность их залегания в строительных конструкциях настолько велика, что суммарное электромагнитное поле от протекающего по ним электротока может стать источником помех для радиоаппаратуры или превысить порог безопасности для человека.
Провода можно проложить в кабель-каналах – коробах или трубах.
Отдельные изолированные жилы проводов могут быть соединены между собой в процессе производства (одинарная изоляция), протянуты в один общий изолирующий рукав (двойная изоляция) или даже в два таких рукава (тройная изоляция).
Такими скобами можно прикрепить провода на поверхность стены.
3.2.2. Винтовое соединение проводов
В винтовом соединении собранные в пучок или скрученные концы проводов прижимаются друг к другу винтом в клеммной колодке (рис. 3.32 и рис. 3.33).
Рис. 3.32. Изолирующие колпачки в месте соединения «скрученных» проводаов
Рис. 3.33. Винтовое соединение проводов с помощью изолирующих колпачков
На рис. 3.34 (а и б) показано как вручную зачищать провода.
Следующим шагом места соединения (скрутки) нужно заизолировать. Если речь идет о проводах большого сечения в электрических цепях, где сила тока превышает 6 А, в качестве изолирующих наконечников используются специальные наконечники – представленные на рис. 3.35 и рис. 3.36.
Рис. 3.34. Зачистка электрических проводов
Рис. 3.35. Изолирующие наконечнки (крупно)
Рис. 3.36. Специальные изолирующие наконечники для цепей питания с током более 6 А
Чтобы надежно соединить провода, достаточно вставить их оголенные концы в отверстия на корпусе соединителей.
3.2.3. Особенности сечения проводов
Ранее уже упоминалось, что важнейшим параметром любого электропровода является его сечение, т. е. площадь среза жилы, выполненного перпендикулярно ее продольной оси симметрии. Дело в том, что при прочих равных условиях именно от сечения зависит то, какой максимальный ток может пропустить через себя провод, не греясь до опасных температур (более 70° С). Причем, чем выше проводимость металла, из которого изготовлена жила провода, тем меньше может быть ее сечение.
В коммутационных устройствах провода подключаются при помощи винтовых соединений. Оголенный конец провода прижимается шляпкой винта.
В обычном жилом доме или квартире розеточную сеть целесообразно выполнять медными проводами, имеющими сечение 2,5 мм2, осветительную – проводами сечением 1,5 мм2. Для подключения же современной кухонной электроплиты (электродуховки) имеет смысл использовать медные провода сечением 6 мм2.
Отдельные жилы многожильных проводов, из которых состоит тот или иной фрагмент электросети, могут иметь различное назначение. Это обусловлено тем, какую роль (фазный провод, нейтраль или заземление) выполняют они при данном подключении фрагмента электросети к источнику электрического тока (электрогенератору или распределительному щиту). Причем назначение каждой жилы важно знать и учитывать при выполнении соединений проводов между собой и для правильного подключения электроприборов.
Если на распределительном щите красная жила включена на «фазу», голубая – на «нейтраль», а зелено-желтая – на клемму «заземление», то заданное таким образом назначение каждой жилы сохранится в любой точке и на любом отрезке данного фрагмента электропроводки. Вот почему в большинстве многожильных проводов изоляция каждой жилы имеет свой цвет. При этом жила, окрашенная в зелено-желтый цвет, всегда используется как заземляющая, т. е. на распределительном щите она должна включаться только на клемму заземления. В трехжильных одноцветных плоских проводах марки ППВ такой жилой принято считать среднюю.
3.2.4. Способы прокладки проводов
Существует два способа прокладки проводов – скрытый и открытый (скрытая и открытая электропроводка). Первый способ предполагает монтаж провода в объеме строительных конструкций или под слоем облицовочных материалов.
К примеру, еще до нанесения слоя штукатурки или приклеивания кафельных плиток провода прикрепляются на поверхности «голых» стен при помощи специальных скоб, дюбелями или гвоздиками, или заделываются алебастром (строительным гипсом) в специально прорезанных в штукатурке штробах (специальных канавках).
Открытый способ прокладки проводов чаще всего применяется в ходе модернизации или ремонта существующей скрытой электропроводки. Здесь провода вынужденно монтируются поверх отделочных материалов и, как правило, хорошо заметны и достаточно уязвимы с точки зрения опасности механических повреждений. Поэтому кроме скоб, о которых уже говорилось ранее, для их крепления на несущую поверхность (стены, потолок и т. п.) часто используются так называемые кабель-каналы – полые пластиковые короба с открывающейся верхней крышкой или трубы. Причем на несущую поверхность вначале при помощи саморезов или клея прикрепляются элементы кабель-канала, а затем в него укладывается соответствующий провод или несколько проводов.
Правильно и аккуратно собранный кабель-канал имеет вполне пристойный внешний вид, что позволяет вести провода по стенам или потолку помещения без особого ущерба его интерьеру. Кроме того, для проводов, проложенных в кабель-канале, его пластиковые стенки представляют собой дополнительную защиту от повреждений.
Свои особенности имеет монтаж проводов на горючие поверхности, например деревянные стены или потолок. В этом случае между проводами и несущей поверхностью следует прокладывать огнеупорный материал (асбестовую ленту, стеклоткань, листы плоского шифера и других материалов). Причем огнеупорный материал должен выступать не менее чем на 10 мм за боковую кромку проводов по всей их длине.
3.2.5. Соединения электрических проводов
Соединения проводов при монтаже электропроводок можно выполнять сваркой, пайкой, обжимом и винтами. Простая скрутка проводов в этом случае не рекомендуется, так как она не обеспечивает необходимой надежности электрического соединения; а ненадежное соединение – это потенциальная причина перегрева и разрушения действующей электропроводки.
Сварка и пайка (вспомним рис. 3.11) способны обеспечить наилучший электрический контакт проводов. Но не менее надежными могут быть и правильно выполненные винтовые соединения или соединения обжимом. Последние выполняются при помощи особых обжимных гильз, похожих на короткие толстостенные трубки, которые раздавливаются специальным инструментом на собранных в пучок (или скрученных) оголенных проводах.
С той же целью можно использовать уже готовые соединители, внутри которых кончик каждого провода фиксируется подпружиненным «ножом» (рис. 3.37).
На рис. 3.38 представлен инструмент для скрутки проводов.
Рис. 3.37. Фиксация провода с помощью подпружиненного «ножа»
Рис. 3.38. Инструмент для скручивания обжимных гильз
Надежный электрический контакт медных и алюминиевых проводов можно получить лишь при винтовом соединении, да и то лишь в том случае, если между ними будут проложены детали из металла, химически индифферентного и к меди, и к алюминию.
Но чаще всего винтовые соединения используются для подключения проводов на клеммы всевозможных электроустановок, электроприборов и коммутационных устройств. В электрических розетках и сетевых вилках оголенный от изоляции конец провода прижимается шляпкой винта к токоведущим деталям, чем и обеспечивается необходимый электрический контакт. Чем сильнее будет прижат провод, тем этот контакт будет надежней.
3.2.6. Маркировка электрических проводов
Маркировка проводов отечественного производства включает буквы и цифры, которые указывают на то, из какого металла сделана проводящая жила, на вид используемой изоляции, количество жил и их сечение.
Первая буква «А» в маркировке означает, что провод алюминиевый. Если же эта буква в маркировке отсутствует, то провод медный.
Буква «В» говорит о виниловой изоляции, а «Р» – о резиновой.
Буква «П» имеет два значения: «провод» или «плоский».
Подробнее о значении тех или иных букв в маркировке проводов можно узнать в справочнике по электротехническим материалам. Справа от букв в обозначениях марки проводов указывается несколько цифр.
Почти всегда первая из них означает количество жил в проводе, а вторая – сечение одной жилы в квадратных миллиметрах. Между этими цифрами обычно стоит знак умножения – «х». Таким образом, маркировка ППВ-3×2,5 расшифровывается следующим образом: медный провод, плоский, в виниловой изоляции, трехжильный, сечение жилы 2,5 мм2. Маркировка АППВ-3×2,5 обозначает такой же самый провод, но алюминиевый.
Иногда буквы и цифры в маркировке проводов имеют иные значения. Например, ПВ 1–1,5 – это провод с одной медной монолитной жилой, имеющей сечение 1,5 мм2. А провод ПВ3-1,5 – такой же, но жила у него составная, а не монолитная. Таким образом, цифры 1 и 3 здесь указывают уже на конструкцию жил, а не на их количество.
Исключений таких достаточно много, и чтобы не ошибиться, имеет смысл чаще обращаться к соответствующим справочникам.
3.3. Вопросы энергосбережения в квартире
В связи с постоянным ростом тарифов на электроэнергию все более актуальной становится возможность ограничить затраты на ее оплату. Это можно сделать множеством способов. Самые модные способы энергосбережения в быту те, которые связаны с новыми технологиями, и о них написано достаточно много.
Далее такие возможности рассмотрим подробно.
3.3.1. Экономия при освещении мест общего пользования
Обычно при рассмотрении этого вопроса предлагают установку датчиков движения и энергосберегающих ламп на лестничных площадках и в подвалах. В этом случае цена вопроса вместе с затратами на установку может достигать нескольких тысяч и даже десятков тысяч рублей на подъезд.
Простой способ заключается в том, что вы ставите полупроводниковый диод (обратное напряжение не менее 300 В, ток 3 А) в разрыв провода, включающего освещение в подъезде или подвале.
Размер диода таков (например, 1N5404), что он помещается в корпусе выключателя. Его стоимость не превышает 10 рублей. Диод пропускает только одну полуволну сетевого напряжения. С уменьшением напряжения на лампах накаливания падает потребляемая ими мощность и резко возрастает срок их службы.
Внимание, важно! Если вы пользуетесь электрочайником, то совсем не обязательно перед кипячением заливать его до краев. Налейте столько, сколько нужно вам сейчас. Домочадцы все равно поставят его разогреваться снова. И снова вы получите дополнительный расход электроэнергии. Мощность чайника обычно составляет 1,5–2 кВт. Это существенный вклад в месячное электропотребление.
При выборе посуды для электроплиты, которая не соответствует размерам плиты, теряется 5—10 % энергии, посуда с искривленным дном «забирает» еще 40–60 %. Итак, дно посуды должно быть ровным и с размером, соответствующим диаметру конфорки. Быстрое испарение воды при кипении увеличивает время приготовления пищи на 30 %. После закипания жидкости нужно уменьшить мощность, подаваемую на конфорку.
3.3.2. Экономия электроэнергии при стирке и глажении
Читайте инструкции по обращению с бытовой техникой. Далеко не все машины выбирают оптимальное количество воды при неполной загрузке. Чем больше воды и чем больше температура стирки, тем больше энергии израсходует машина. При неполной загрузке машина перерасходует до 15 % энергии, при неверной программе стирки до 30 %.
Старайтесь не пересушивать белье, ибо при его глажке потребуется более горячий утюг и больше времени для получения нужного результата. Еще одна «хитрость», позволяющая снизить затраты, это использование алюминиевой фольги, которая укладывается под ткань, закрывающую гладильную доску. Фольга не дает тепловой энергии рассеиваться и концентрирует ее в разглаживаемой ткани.
3.3.3. Энергосберегающие осветительные приборы в квартире
Обычно в квартирах с длинными коридорами и на кухнях постоянно горит свет. В таких помещениях в первую очередь стоит заменить лампы накаливания на энергосберегающие. Эти лампы имеют гарантию, как минимум, один год. За это время они полностью окупятся и даже дадут экономию бюджета. Лампа мощностью в 14 Вт примерно соответствует обычной лампе накаливания мощностью 60 Вт.
Внимание, важно! К существенному снижению электропотребления приведет использование светлых обоев и потолков, прозрачных светлых штор, умеренного количества мебели и цветов в комнате. Никогда не надо пренебрегать естественным освещением.
3.3.4. Экономим на холодильнике
При покупке новой бытовой техники, в частности холодильников, выбирайте приборы категории «А»; поскольку они еще на этапе проектирования разрабатываются как энергосберегающие.
Холодильник стоит устанавливать в самом затененном и прохладном месте квартиры.
При использовании пылесоса чаще выбрасывайте мусор из контейнера для его сбора, промывайте или меняйте фильтры для входящего и выходящего воздуха. Дополнительное аэродинамическое сопротивление приводит к перегреву двигателя пылесоса и резкому повышению потребления электроэнергии. Например, при заполнении контейнера для сбора пыли на 30 % энергопотребление возрастает на 40–50 %.
3.3.5. Экономия при отключении дежурного режима бытовой электроники
Мало кто задумывается, что дежурный режим бытовых приборов – это дырка в кармане, через которую «утекают» деньги.
Внимание, пример! Телевизор с диагональю 54 см «съедает» в дежурном режиме 9 кВт, музыкальный центр 8 кВт, видеоплеер 4 кВт и т. д. – по аналогии.
Посчитайте свои бытовые приборы, зачем им дежурный режим? Совсем не сложно, при необходимости, нажать кнопку вкл/откл еще раз. Есть еще один аспект в пользу энергосбережения: дорогие бытовые устройства постоянно подключены к электросети и при ее аварии вы можете лишиться всего, ибо часто ремонт совершенно нерентабелен (проще купить новое оборудование).
3.3.6. Экономия при отключении зарядных устройств сотовых телефонов
Конечно, потери от того, что эти устройства постоянно включены в розетку, не так велики, как от прочей бытовой техники. Однако «зарядники» являются импульсными источниками питания, такие устройства «не любят» работать без нагрузки. Когда к ним не подключен сотовый, плеер, ноутбук, такие приборы греются, выходят из строя и могут даже привести к пожару!
Внимание, совет! Если вы не пользуетесь компьютером, например, ушли на работу или на учебу, благоразумно отключить дорогостоящую технику. Этим вы продлите ресурс оборудования и снизите энергопотребление квартиры. Кроме того, уж точно никто не сможет украсть ваши данные и наработки в ваше отсутствие, ведь компьютер будет обесточен. Так можно легко сэкономить деньги, силы и нервы.
Это интересно!
Любому человеку, так или иначе разбирающемуся в законах физики, очевидно, что электрическая цепь должна составлять замкнутый контур, т. е. ток идет по двум проводам.
Однако, в соответствии с проведенными еще двадцать лет назад во Всесоюзном электротехническом институте инженером Станиславом Авраменко опытами, можно передавать электроэнергию по одному проводу (незамкнутому контуру).
Как же осуществляется феноменальное явление, не укладывающееся в рамки общепризнанных представлений об электротехнике?
Электрическая схема опыта Авраменко состояла из резонансного трансформатора Теслы (назван по имени изобретателя Николы Теслы, первичная обмотка питается напряжением с частотой, равной резонансной частоте вторичной обмотки), единственного проводника линии электропередачи, двух встречно включенных полупроводниковых диодов, конденсатора и разрядника.
При подключении входных выводов резонансного трансформатора к источнику переменного напряжения в разряднике возникает искра – происходит пробой воздуха электрическими разрядами. Они могут быть как непрерывными, так и прерывающимися (напоминающими разряд электрошокера), повторяются с интервалом, зависящим от емкости конденсатора, величины и частоты приложенного к трансформатору напряжения. На контактах разрядника периодически накапливается определенное число зарядов. Поступать туда они могут лишь через диоды, выпрямляющие переменный ток, существующий в линии. Таким образом, в опыте Авраменко циркулирует постоянный по роду и пульсирующий по величине и характеру ток.
Подключенный к разряднику вольтметр, при частоте около 3 кГц и напряжении 60 В на входе трансформатора, перед пробоем (разрядника) показал напряжение более 10 кВ. Установленный вместо него амперметр регистрировал ток в несколько десятков микроампер (мкА).
Усложнив схему, экспериментаторы Московского электротехнического института 5 июля 1990 года передавали по линии ток, эквивалентный мощности 1,3 кВт. Источником питания служил машинный генератор с частотой 8 кГц. Длина вольфрамового провода линии передачи (диаметром 15 мкм) равнялась 2,75 м. Электрическое сопротивление такого провода намного превышало сопротивление обычных электрических проводов (из алюминия или меди) той же длины. Ученые до сих пор спорят: должны были происходить большие потери электроэнергии, а провод – раскалиться и излучать тепло. Но этого не произошло, пока трудно объяснить почему, – вольфрам оставался холодным. Высокие должностные лица с учеными степенями, убедившиеся в реальности опыта, были ошеломлены (однако своих фамилий, на всякий случай, просили не указывать).
Это не просто экспериментаторские игрушки. Линия с одним проводом, по сути, не имела сопротивления электрическому току (имела сопротивление, близкое к нулю), и представляла собой «сверхпроводник» в условиях «комнатной» температуры. Практическое значение этих экспериментов (опробована передача электроэнергии по одному проводу на 160 м) трудно переоценить. Эффект связан с токами смещения и резонансными явлениями – совпадением частоты напряжения источника питания и собственных частот колебания атомных решеток проводника; вспомним, что о мгновенных токах в единичной линии писал еще Фарадей. В соответствии с электродинамикой, обоснованной Максвеллом, ток поляризации не приводит к выделению на проводнике «джоулева» тепла, т. е. проводник не оказывает ему сопротивления. К слову, Авраменко до сих пор не получил авторского свидетельства за столь оригинальное открытие.
3.4. Вопросы заземления бытовой техники
Надежное электропитание и заземление очень важны для работы бытовой техники, персональных компьютеров, локальных сетей, периферийных устройств, соединяемых различными кабелями (например, компьютер – принтер, телевизор – видеомагнитофон и в других случаях). Применение устройств защиты, в частности источников бесперебойного питания (UPS), эффективно только при наличии хорошего заземления.
Практическая реализация надежного заземления настолько актуальна (с точки зрения защиты, долговременной эксплуатации и техники безопасности), что имеет не меньшее значение, чем, скажем, жизнь и здоровье человека; эти понятия взаимосвязаны. Как надежно заземлить оборудование – поговорим далее.
3.4.1. Подключение заземления в одном электрическом контуре
Рассмотрим некоторые особенности подключения электрических устройств к осветительной сети 220 В с точки зрения безопасности, как человека, так и компьютера.
На рис. 3.39 представлена схема сетевого фильтра по питанию (ФП), применяемого практически в каждом источнике питания бытовых устройств различной сложности (телевизора, компьютера или периферийного устройства).
Рис. 3.39. Входные цепи (ФП) источника питания бытовой техники
Рис. 3.40. Образование потенциала на общем проводе электроприбора
Конденсаторы электрического фильтра предназначены для шунтирования высокочастотных помех осветительной сети на «землю» через провод защитного заземления и трехполюсные вилку (штекер) и розетку. Провод заземления соединяют с контуром заземления, его недопустимо соединять с «нулем» осветительной сети. При устройстве «зануления» необходима гарантия того, что нуль не станет фазой, если кто-нибудь «перевернет» штекер питания. Если же «землю» устройства никуда не подключать, на корпусе (общем проводе) устройства может появиться переменное напряжение 100 В (рис. 3.40): конденсаторы фильтра работают как емкостной делитель напряжения, и поскольку их емкость одинакова, напряжение 220 В делится пополам.
Мощность данного источника ограничена, поскольку ток короткого замыкания Iкз на землю составляет от единиц до десятков миллиампер; причем, чем мощнее источник питания, тем больше емкость конденсаторов фильтра и, следовательно, ток.
При емкости конденсатора 0,01 мкФ ток будет около 0,7 мА. Данные значения переменного тока и напряжения опасны для человека, особенно для ребенка или домашнего животного (их масса и устойчивость к опасным факторам намного ниже, чем при прочих равных условиях у взрослого человека). Попасть под удар электрического тока в данном случае можно, например, прикоснувшись одновременно к металлическим частям корпуса компьютера и к батарее отопления. Это напряжение является одним из источников разности потенциалов между устройствами, от которой страдают интерфейсные схемы.
Что же происходит при соединении с помощью кабеля двух различных устройств, например, телевизора – DVD-проигрывателя, музыкального центра – усилителя низкой частоты (НЧ), компьютера – принтера?
Общий провод кабеля имеет электрический контакт с общим проводом электрических схем и печатных плат, а также и корпусом устройства (если он из токопроводящего материала). Когда соединяемые устройства надежно заземлены (занулены) через отдельный провод на общий контур, проблемы разности потенциалов не возникает. На рис. 3.41 показано правильное подключение электрических устройств.
Рис. 3.41. Правильное подключение электрических устройств
Если же в качестве заземляющего провода использовать нулевой провод питания при разводке питающей сети с трехполюсными розетками двухпроводным кабелем, на нем будет присутствовать разность потенциалов, вызванная падением напряжения от протекающего силового тока Inul. Эту опасную ситуацию иллюстрирует рис. 3.42.
Рис. 3.42. Появление разности потенциалов при двухпроводном кабеле питания
Если в эти же розетки включать устройства с большим энергопотреблением (например, мощный лазерный принтер или факс старого образца), разность потенциалов будет ощутимой. Также будут заметными импульсные помехи, создаваемые при включении/выключении этих устройств. Эквивалентный источник напряжения при невысоком значении электродвижущей силы (ЭДС) Enul < 10 В будет иметь низкое выходное сопротивление, равное сопротивлению участка нулевого провода. Мощность, потребляемая устройствами, показанными на рис. 3.42, равна:
Р1 = Р2 + Р3.
Поскольку обычно сопротивление соединительного кабеля больше питающего (поскольку сечение проводов питающего кабеля больше сечения проводов кабеля соединения), через общий провод соединительного кабеля потечет ток существенно меньший, чем силовой.
Это прямое следствие закона Ома:
U = I × R, т. е. I = U/R.
Но при нарушении контакта в нулевом проводе питания через соединительный кабель может протекать и весь ток, потребляемый устройством.
Значение этого опасного тока может достигать нескольких ампер, что повлечет выход устройства из строя. Разные потенциалы относительно общего провода (корпуса) разных устройств также являются источником помех. Такая ситуация представлена на рис. 3.43.
Рис. 3.43. Появление фазного напряжения на общем проводе (корпусе устройства) при обрыве нулевого провода
Самая опасная ситуация возникает при обрыве нулевого провода (например, отгорел нулевой провод в щите или распределительной коробке) в случае заземления устройств через рабочий нулевой провод (рис. 3.44).
Рис. 3.44. Последствия обрыва нулевого провода
Тогда через трансформатор источника питания, или двигатель устройства (например, пылесос) на нулевой клемме прибора, а значит и на корпусе устройства, появится опасное напряжение 220 В с большой потенциальной мощностью. Это чревато очень тяжелыми поражениями электрическим током. Поэтому никогда не присоединяйте рабочий нулевой проводник к корпусу электроприбора.
Внимание, пример! Домохозяйка «А» применяла в комнате пылесос по назначению. Вдруг двигатель пылесоса перестал работать (по техническим причинам пропал контакт нулевого провода в электрическом шкафу жилого дома). Хозяйка «А» стала искать причину в пылесосе, дотронулась рукой до металлической части корпуса, а оголенной коленкой коснулась батареи отопления. В результате ее тело стало проводником электрического тока по кратчайшему пути, и она получила электрический удар. На рис. 3.45 представлено изображение пораженного электрическим током человека, которое демонстрируется в Галерее «Эрарта», Санкт-Петербург; весьма поучительно.
Рис. 3.45. Пораженный электрическим током в галерее «Эрарта»
Посмотрим на это и наверняка вернемся к правильному заземлению.
Если оба соединяемых кабелем устройства не заземлены (в случае их питания от одной фазы сети) разность потенциалов между ними будет небольшой (вызванной разбросом емкостей конденсаторов в разных фильтрах). Уравнивающий ток через общий провод соединительного кабеля будет мал и разность потенциалов между общими проводами в схемах (платах) устройств тоже будет мала. Но не следует забывать о безопасности человека.
Так, если незаземленные устройства подключены к разным фазам, разность потенциалов между их несоединенными корпусами будет порядка 190 В, при этом уравнивающий ток через кабель может достигать десятка миллиампер.
Почему выходят из строя электронные устройства?
Безопасной можно считать такую ситуацию, когда все соединения/разъединения выполняются при отключенном питании. Это правило важно как для мобильных телефонов и их зарядных устройств, так и всех электронных устройств, имеющих силовые адаптеры к напряжению осветительной сети 220 В.
И, наоборот, при коммутациях при включенном питании возможны неприятности: если контакты общего провода соединительного кабеля замыкаются позже (или разъединяются раньше) сигнальных, разность потенциалов между общими проводами в разных схемах прикладывается к сигнальным цепям, что чревато частым выходом из строя электронных устройств и целых блоков. А они могут быть весьма дорогостоящими и неремонтопригодными (ремонт не рентабелен).
Соединение заземленного устройства с незаземленным, особенно когда у последнего мощный источник питания, приводит к неминуемому выходу из строя электронных устройств.
Для устройств, источники питания которых имеют шнуры с двухполюсной вилкой (такие еще встречаются), эти проблемы также актуальны. Источники питания зачастую имеют сетевой фильтр, но с конденсаторами малой емкости (следовательно, ток короткого замыкания достаточно мал).
Весьма опасны сетевые шнуры устройств с двухполюсной вилкой, которыми подключаются источники питания с трехполюсным разъемом. Домашние пользователи, подключающие свои устройства в бытовые розетки, могут столкнуться с проблемами из-за отсутствия заземления.
Далеко не в каждой квартире сегодня установлены «евророзетки» с надежным заземлением. Еще меньше процент безопасных силовых подключений в старом фонде сельских домов.
Локально проблемы заземления решает применение сетевых фильтров типа Pilot и им подобных (рис. 3.46).
Электрическая схема фильтра представлена на рис. 3.39.
Питание от одного ФП всех устройств, соединяемых интерфейсами, решает проблему разности потенциалов. Еще лучше, когда ФП включен в розетку с заземлением. Однако заземляющие контакты розеток могут иметь плохой контакт вследствие слабой (изменяющейся со временем эксплуатации) упругости или заусениц в пластмассовом кожухе.
Рис. 3.46. Промышленный сетевой фильтр по питанию (ФП) Pilot
Кроме того, эти контакты не любят частого вынимания и вставки вилок, поэтому обратите внимание:
• обесточивание оборудования по окончании работы лучше выполнять выключателем питания фильтра (предварительно выключив устройства);
• рекомендуется отключать питание при подключении и отключении соединительных кабелей.
Почему? Небольшая разность потенциалов, которая практически исчезнет при соединении (электрическом контакте) устройств общими проводами интерфейсов, может «пробить» входные и выходные цепи сигнальных линий, если в момент присоединения разъема контакты общего провода соединятся позже сигнальных.
Внимание, пример! Пользователю ПК «В» время от времени требовалось включать сканер, который имел адаптер питания, подключаемый к сети 220 В. Чтобы не «втыкать» постоянно кабели в разъем (USB) и разъем питания, «В» соединил штатным кабелем USB разъемы сканера и системного блока и подключил сетевой адаптер к напряжению 220 В (между прочим, через фильтр по питанию). Выход сетевого адаптера оставил свободным и при необходимости вставлял разъем на проводе сетевого адаптера в гнездо, предназначенное для питания сканера. Это продолжалось 2 месяца. В один из дней при очередном некорректном включении сканер вышел из строя.
Такая же ситуация может возникнуть (и возникает!) при включении на подзарядку сотовых телефонов.
К помехам, вызванным разностью потенциалов общих проводов схем (корпусов) устройств, наиболее чувствительны параллельные порты. У последовательных портов и разъемов бытовой техники зона чувствительности к статике ниже (пороги ±3 В), еще меньшую чувствительность имеют интерфейсы локальных сетей, где обычно имеется гальваническая развязка сигнальных цепей от общего провода с допустимым напряжением изоляции порядка 100 В.
3.4.2. Заземление удаленных устройств
Проблема заземления устройств, разнесенных территориально, обостряется. Если разводка питания и заземления выполнена двухпроводным кабелем (см. рис. 3.42), разность потенциалов, обусловленная падением напряжения на заземляющих проводах, будет особенно ощутимой. В ряде случаев практикуется прокладка отдельного кабеля (с большим сечением проводника) или шины для цепи заземления. Однако разводка заземления отдельным кабелем не всегда удобна и часто неэффективна с точки зрения защиты от помех, поскольку при этом могут образовываться замкнутые контуры с широким охватываемым пространством – своеобразные антенны.
Поэтому разводку питания к удаленным устройствам целесообразно выполнять трехпроводным кабелем, один из проводов которого используется для защитного заземления. Тогда древовидная схема заземления получается естественным образом (рис. 3.47), защитный провод в корневой части этого дерева заземляют или «зануляют».
Рис. 3.47. Правильная схема заземления
Дополнительные проблемы при разводке электропитания для компьютеров обусловлены динамической нелинейностью входной цепи бестрансформаторных источников питания (современны и применяются повсеместно). Традиционные электросети рассчитаны на более или менее линейную нагрузку.
В домах с современной планировкой разводка электрического питания производится согласно схеме, представленной на рис. 3.1.
Несколько практических рекомендаций по заземлению
• Ни в коем случае не пытайтесь заземлиться на батарею отопления.
• Аккуратно проведите заземление проводом большого сечения от электрического щита на лестничной площадке к себе в квартиру. Не забывайте о технике безопасности.
Техника безопасности
• Все бытовые устройства должны быть надежно заземлены (пример надежного заземления представлен на рис. 3.48).
• Заземление должно быть выполнено для всех розеток (не частично и не выборочно, как это бывает при ремонте).
• Запрещается соединять клемму заземления розетки или прибора с рабочим нулевым проводом сети.
• Рекомендуется отключать питание при подключении и отключении соединительных кабелей различных бытовых устройств.
• Если различные устройства соединяют с помощью кабелей (к примеру, в компьютерную сеть), необходимо их подключить к общему удлинителю, имеющему клеммы заземления.
Рис. 3.48. Пример надежного заземления
Соблюдение этих несложных правил спасет вам жизнь, сохранит здоровье и радость общения со своими близкими.
3.5. Подключение, монтаж и замена электрических выключателей света
В этом разделе рассмотрим особенности работы и подключения «умных» выключателей освещения. Не секрет, что даже насыщенные сервисными функциями выключатели не являются идеальными, поэтому всегда есть куда стремиться – в части приложения идей и воплощения в реальность «свежих» электротехнических решений.
3.5.1. Электронные «умные» выключатели освещения
Сегодня очень популярны выключатели света, конструктивно совмещенные с микроволновым сенсором; их устанавливают вместо обычных клавишных выключателей практически везде – от жилых комнат до подсобных помещений и внешнего уличного освещения. Датчики движения, установленные вне дома, позволяют не только выявлять движение на обширной зоне садово-паркового участка или помещения (причем контроль по вертикали исключает возможность «подкрадывания» злоумышленника под датчиком), но и включать свет и отключать его через некоторое, заданное владельцем, время. Тем самым обеспечивается энергосберегающий режим включения внешних светильников и защита от незамеченного появления нежданных гостей. Датчики движения могут управлять не только световыми приборами, но и электромеханическим приводом или системой сигнализации.
В приборах охраны также нередко можно встретить бесконтактные датчики, реагирующие на тепловое излучение; внешне они выглядят как коробочки с выпуклым матовым стеклом, обращенным к зоне охраны. «Матовое стекло» неоднородно, а разграничено на сектора с разным углом наклона и плотности относительно поверхности. Это линзы Френеля. Известный французский изобретатель знаменит тем, что в XIX веке воплотил в жизнь проект оборудования маяков специальными выпуклыми стеклами неоднородного состава. Свет, пропущенный через такие линзы, проникает сквозь туман через многие морские мили.
В зависимости от типа применяемой линзы можно получать территорию перекрытия (охраны) датчика вертикальную – типа «занавес», широкую по глубине, сфокусированную или размытую. Когда в зоне защиты появляется излучатель тепла – человек или животное, изменение теплового излучения в инфракрасном спектре улавливается датчиком, усиливается и управляет оконечным силовым каскадом.
Оконечное устройство – реле может управлять сиреной либо любой другой нагрузкой; таков автоматический выключатель освещения, который в активное состояние приводит появление человека в комнате.
Пироэлектрический детектор – основа прибора реагирует на изменение инфракрасного (далее – ИК) фона, поэтому недвижимый объект (даже излучающий тепло) не вызывает изменения состояния датчика. В связи с этим в схему введен узел задержки выключения для того, чтобы эффективно использовать прибор, как автоматический выключатель света в комнате. Чувствительность регулируется изменением угла наклона и приближения к линзе самого датчика и электронным способом – регулировкой усиления первого каскада схемы. В схемах охраны такие датчики получили названия «инфракрасных датчиков движения» или «датчиков движения». Инфракрасный датчик – это пироэлектрический детектор (рис. 3.49), состоящий из чувствительных керамических поверхностей, закрытых кварцевым окном, пропускающим только ИК-лучи.
Рис. 3.49. Вид на пироэлектрческие детекторы (ИК-детекторы)
Рис. 3.50. Пояснение принципа работы электронного устройства с датчиком в виде ИК-детектора
На рис. 3.50 показан принцип работы электронного устройства с датчиком в виде ИК-детектора.
В корпусе типа ТО-5 реализован полевой транзистор, усиливающий сигнал с чувствительной поверхности.
Как устроен датчик движения
В середине датчика расположены приемники ИК-света – фотоэлементы.
Линза Френеля состоит из множества маленьких линз, каждая из которых фокусирует ИК-свет на плоскость фотоэлемента, а одна из них – непосредственно на сам фотоэлемент (сигнал регистрируется).
При движении человека через какое-то время фокус линзы уходит с фотоэлемента и сигнал пропадает.
Затем уже другая линза фокусирует ИК-излучение от человека на фотоэлемент и сигнал опять появляется.
Такое появление-исчезновение-появление сигнала – признак присутствия человека.
Каждая линза охватывает свой сегмент. Сигнал пропадает при выходе человека (руки человека) за границы этого сегмента.
При перемещении внутри сегмента сигнал не меняется. Из вышесказанного можно сделать несколько логичных выводов.
1. Чем больше таких линз, тем более мелкие перемещения может улавливать датчик.
2. С удалением от датчика размер сегмента увеличивается и с какого-то расстояния все небольшие перемещения, например движение рук, покачивания головы, будут находиться в границах одного сегмента; после этого расстояния датчик присутствия может работать уже только как датчик движения.
3. У датчиков движения сегменты более крупные по сравнению с датчиками присутствия.
4. Датчики движения реагируют на более яркий ИК-свет по сравнению с датчикам присутствия.
Особенности выбора мест для установки датчиков движения
На датчик не должен падать прямой свет ламп; это поможет повысить его чувствительность. В зоне обнаружения датчика не должно быть посторонних объектов, ограничивающих обзор датчика, к примеру, подвесных светильников, не должно быть перегородок, даже стеклянных, поскольку ИК-свет сквозь стекло не проходит.
Основная характеристика датчика движения – радиус обнаружения. Для датчика присутствия – радиус обнаружения сидящего или стоящего человека и радиус обнаружения идущего человека.
Этот радиус должен «дотягивать» до углов помещения, т. е. один датчик контролирует зону (в зависимости от модели и предназначения) от 2 до 6 м. Как вариант, в комнате придется ставить 2–3 датчика.
Почти все современные датчики движения (присутствия) на сегодня – это датчики с круговыми или овальными диаграммами обнаружения. Поэтому охватить прямоугольное помещение датчиками с круговыми диаграммами можно только с перехлестом диаграмм.
Немецкая компания Theben AG делает датчики присутствия с квадратной зоной обнаружения, что значительно упрощает проектирование; в этом случае датчиков требуется меньше: 4 «квадратных» вместо 7 с круговой диаграммой. Углы помещения надежно перекрываются.
Электрическая схема стандартного датчика движения представлена на рис. 3.51.
Рис. 3.51. Электрическая схема промышленного датчика движения
Она состоит из популярного в настоящее время инфракрасного датчика BL1, двухкаскадного усилителя и схемы задержки выключения. Кроме того, на одном элементе DА1.3 собрано фотореле, реагирующее на общую освещенность площади перекрытия. Регулируемая задержка выключения необходима автомату для плавного выключения света после возможного резкого выхода человека из помещения. Фотореле также необходимо для того, чтобы свет включался только во время явно недостаточной освещенности комнаты, например, вечером, а не каждый раз, когда входит человек. Оба второстепенные устройства можно без последствий из схемы исключить или модернизировать, незначительно изменив схему с тем, чтобы, к примеру, скорректировать время задержки выключения в более широких пределах.
Если оставить только датчик движения, то элементы DA1.1, DA1.4, R18, R19, R20, фоторезистор R2, R6, R7, R8, R1, R3, R9, R12, R21, C8 из схемы нужно исключить; между выводами 1 и 3 DA1.3 включить компенсационную цепь обратной связи, аналогичную С5R14 в первом каскаде. Ограничительный резистор R22 в таком варианте подключают к точке соединения катодов диодов VD1 и VD2.
Датчик (в авторском варианте) без сбоев работает на кухне, в режиме «24 часа» уже более года, обеспечивая управление освещением. Самая дорогостоящая деталь схемы – сам датчик – пироэлектрический детектор, который пришлось взять из схем охраны, его тип RE46. Однако стоимость его стала невелика из-за массового производства датчиков движения несколько лет назад, а эффективность предлагаемой схемы превосходит на практике распространенные среди радиолюбителей устройства, типа емкостных, индуктивных датчиков и инфракрасных барьеров.
Схема работает следующим образом.
Быстрое изменение теплового поля в зоне активности датчика приводит к небольшим до 50 мВ скачкам напряжения на выходе детектора. Этот сигнал усиливается первым каскадом на полосовом усилителе DA1.2. Сигнал подается на неинвертирующий вход элемента ОУ DA1.2 с той же полярностью. В составе микросхемы DA1 КР1401УД2А имеется четыре независимых однотипных операционных усилителя, объединенных по питанию и реализованных на КМОП полевых транзисторах. Следующий усилительный каскад собран на втором ОУ. Конденсатор С1 ослабляет помехи, вызываемые искусственным освещением, когда свет уже зажжен. Если увеличить его емкость, усилится помехоподавление, но снизится чувствительность – медленные во времени перемещения останутся без реакции прибора, что недопустимо.
Чувствительность датчика можно незначительно изменить резистором R5, R4 и конденсатором С2. Делитель напряжения, выполненный на резисторах R10, R11, R15 и R17, задает смещение около 8 В на ОУ, примерно 2/3Uпит. На компараторе DA1.1 собрано фотореле, порог срабатывания которого регулируется подстроечным резистором R7.
Фоторезистор чувствительной поверхностью должен быть закреплен на раме и должен быть обращен к окну. При затемненности фоторезистора R2 (типа CФ3-1) на выходе ОУ DA1.1 присутствует положительный потенциал, корректирующий режим усиления второго каскада.
Конденсатор С4 не пропускает постоянную составляющую двух каскадов усиления, а конденсатор С3 стабилизирует напряжение смещения DA1.2. Коэффициент усиления первых двух ОУ регулируется резистором R16.
На элементе DA1.4 реализовано реле времени, запускаемое выпрямленным диодами VD1 и VD2 положительным сигналом, приходящим с выхода DA1.3.
Время задержки выключения зависит от номиналов элементов С8R18R19 и может достигать десятков минут. Чем больше время задержки, тем меньше точность временного интервала. Цепь R18R19 при нахождении оптимальной задержки, разумно заменить на один постоянный резистор. С выхода DA1.4 импульс включения поступает на транзисторный ключ, который управляет реле К1. Реле своими контактами на замыкание включает лампу освещения кухни. Слаботочное электромагнитное реле К1 – любое маломощное, на напряжение срабатывания 10–12 В и коммутируемый ток до 2 А, например, автомобильное реле на 12 В позиция 3747.06 в каталоге ВАЗ 2106.
Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,125. Оксидные конденсаторы К50-12. Остальные конденсаторы типа КМ, Н70. Переменные резисторы – СП5-1ВБ.
Частая регулировка устройства не нужна, поэтому они «прячутся» на монтажной плате. Транзистор VT1 можно заменить на КТ815 с индексами (А – Г), КТ817 с индексами (А – Б), КТ940А – КТ940Б. Реле К1 можно заменить на РЭС 10, РЭС 15, РЭС 48А, а также на реле зарубежного производства, например фирмы Pasi, на рабочее напряжение 12 В и коммутируемый ток 3 А, типа BV2091-112DM.
Схема источника питания для датчика движения показана на рис. 3.52.
Полезный ток этого устройства составляет 100 мА.
Рис. 3.52. Электрическая схема источника питания
На рис. 3.53 представлен еще один вариант первого каскада электрической схемы датчика движения с использованием пироэлектрического датчика – детектора RE46 (и аналогичных), а также показана цоколевка выводов пироэлектрического детектора RE46.
Рис. 3.53. Электрическая схема усилителя сигналов к датчику движения и цоколевка выводов пироэлектрического датчика RE46
Эта схема с использованием операционного усилителя позволяет применять датчик, как составную часть более сложных конструкций, к примеру, охранных систем.
Элементы схемы крепятся на монтажной плате и закрываются пластмассовым корпусом. При монтаже необходимо быть осторожным. Паять пироэлектрические датчики нужно аккуратно, желательно с антистатическим заземленным браслетом, не перегревая выводов датчика – пайка каждого вывода должна быть не более 1 сек. Перегрев может вывести прибор из строя или ухудшить характеристику чувствительности.
Линза Френеля СЕ12 представлена на рис. 3.54.
Пироэлектрический датчик (на схеме рис. 3.51 он обозначен BL1) чувствительной стороной должен быть обращен к контролируемой зоне и расположен на расстоянии 1,7–2,5 см от поверхности линзы Френеля. Инфракрасный датчик марки Steinel с сегментированной линзой Френеля контролирует полукруг радиусом до 12 м, датчик с полусферической мультилинзой – площадь 450 м² в диапазоне 360°.
Рис. 3.54. Неоднородный материал линзы Френеля
Регулируются время включения, на протяжении которого еще будет гореть свет, когда «тепловой» объект покинет зону охвата датчика – от 10 сек до 15 мин, сумеречный порог, т. е. уровень освещенности, при котором будет включаться свет.
Номинальная мощность нагрузки 500, 600, 1000, 1200 Вт. Степень защиты IP54, работают при температуре от –20 °C до +50 °C.
Инфракрасные датчики фирмы DUWI (производства Германии) имеют аналогичное назначение и относятся к бизнес-классу по соотношению цена – качество.
Дальность действия встраиваемого 500-ваттного прибора (С8003) – 10 м, действия в горизонтальной плоскости 120°, задержка времени от 3 сек до 12 мин.
Мощность датчиков для внешнего монтажа 1000, 1200, 3000 Вт, радиус контроля 12 м. Угол охвата – 110, 180, 240°; определяется конструкцией.
Мощный датчик, который коммутирует нагрузку в сети 220 В мощностью до 3000 Вт, контролирует сектор 240° с дальностью 16 м. Задержка времени от 5 сек до 12 мин. Степень защиты от IP44 до IP66.
Сравнимы с ними по эксплуатационным характеристикам сенсоры фирмы Massive, Бельгия (С8011–С8012), KOPP, Германия (C8021–C8023, C8031–C8034), Globo, Австрия (С8016).
Датчики движения с радиоканалом производства Legrand работают с радиоинтерфейсом (С8042), который по радиоканалу принимает команду и транслирует ее в сеть электропитания. Зона управления электроприбора от 12 м и 90° до 16 м и 180°. Дальность передачи радиосигнала до 200 м.
Датчик движения С8047 фирмы АВВ коммутирует нагрузку мощностью до 3680 Вт, охватывает зону 16 м и 200° с контролем на уровне земли и с тыльной стороны ±30°; зона и порог чувствительности регулируются дистанционно с помощью ИК-пульта.
Датчик Presence Light360 коммутирует нагрузку 1200 Вт, имеет класс защиты IP54 от немецкой компании Theben (С8052), с необычным дизайном, встраивается в потолок и контролирует зону 8×8 м. Имеет автоматическую оптимизацию задержки освещения (от 10 сек до 20 мин), дистанционное управление и дистанционную настройку датчиков с помощью ИК-пульта. Внешний вид Presence Light360 представлен на рис. 3.55.
Электрическая схема подключения датчика движения (любой модели) представлена на рис. 3.56.
Рис. 3.55. Внешний вид датчика Presence Light360
Рис. 3.56. Электрическая схема подключения датчика движения (любой модели)
3.5.2. Современные датчики движения серии LX
Далее рассматривается несколько датчиков движения серии LX.
Датчик LX20-B
Электронный инфракрасный датчик движения LX20-B для потолочного монтажа предназначен для экономии электроэнергии. Автоматически включает осветительные приборы при появлении в зоне действия движущихся тепловых объектов (человек, крупное животное) и выключает нагрузку в однофазной осветительной сети 220 В через определенное время при отсутствии движения объектов в контролируемой зоне. Имеет встроенный датчик освещенности для определения смены дня и ночи.
Для создания прибора используется SMD-технология (Surface Mount Device – планарно монтируемый компонент, микросхема в корпусе (с планарными выводами) для монтажа на поверхность печатной платы) с высокочувствительным пироэлектрическим детектором и интегральной схемой. Устройство безопасно и легко в эксплуатации, быстро монтируется (устанавливается) в необходимом месте. Широкий угол обзора прибора создается за счет трех встроенных детекторов, которые мгновенно преобразуют инфракрасное излучение человека, вошедшего в область обнаружения устройства, в управляющий сигнал для включения рабочей нагрузки. Автоматически определяет наступление темного и светлого времени суток. Имеет индикацию наличия питания и реализации функции обнаружения объекта.
В табл. 3.1 представлены технические характеристики датчика движения LX20.
Таблица 3.1. Технические характеристики датчика движения LX20
Датчик движения инфракрасный Camelion
Датчики движения китайской компании Camelion представлены в магазинах широко и разнообразно.
Инфракрасные сенсоры эконом-класса, которые создавались как энергосберегающие выключатели, прежде всего освещения, хотя их функции практически более широкие. Эти компактные устройства содержат высокочувствительный широкополосный детектор, интегральную схему и радиоэлектронные элементы для поверхностного монтажа, а также индикацию работы источника сетевого питания. По конструкции датчики подразделяют на потолочные, настенные накладные, с шарниром и встраиваемые, а по степени защиты – IP44 и IP20.
Мощность нагрузки у разных моделей 100, 150, 200, 500, 600, 1200 Вт.
Дальность действия от 2 до 12 м; при рекомендуемой высоте установки от 0,5 до 4,5 м, угол обзора по горизонтали от 120 до 360°.
Задержка времени горения устанавливается от 5 сек и до 1– 12 мин.
Патрон с датчиком движения Camelion LX-451
Этот датчик представляет собой пластиковый патрон E27, снабженный сенсором освещенности и инфракрасным датчиком движения (рис. 3.57).
Рис. 3.57. Внешний вид электрического лампового патрона с встроенным датчиком движения Camelion LX-451
Датчик автоматически включает лампу в патроне при появлении в зоне его действия движущихся тепловых объектов (человек, крупное животное) и выключает лампу через определенное время, если отсутствует движение в контролируемой зоне. Очень удобен для гаражей, кладовок, подсобных помещений, холлов; прост в установке. В табл. 3.2 представлены технические характеристики электрического лампового патрона с встроенным датчиком движения Camelion LX-451.
Таблица 3.2. Технические характеристики электрического лампового патрона с встроенным датчиком движения Camelion LX-451
3.5.3. Класс защиты
Степень защиты обозначается буквами IP и затем двумя цифрами.
Первая цифра обозначает степень защиты от проникновения твердых механических предметов, вторая цифра показывает степень защиты от воздействия жидкости. Обозначения цифр для степеней защиты сведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3. Цифровая кодировка степеней защиты
Последние два варианта лично я ни разу не встречал.
На практике наиболее часто встречаются электронные датчики и устройства на их основе, удовлетворяющие классу защиты IP54.
3.5.4. Практическое применение датчиков движения (маленькие хитрости)
Пироэлектрические датчики движения (далее ДД) в быту применяются лет десять и являются составной частью систем охраны, автоматики и предупреждения. Ни один «умный дом» сегодня не обойдется без этих недорогих и доступных датчиков.
Датчики свободно продаются в магазинах электротоваров. Среди множества ДД главным образом различают законченные автоматические узлы и локальные датчики.
Первые из них, предназначенные для бытовых нужд, снабжены собственным бестрансформаторным источником питания и узлом управления нагрузкой в сети 220 В, позволяющим коммутировать ток до 6 А.
Еще одна их особенность – наличие регулируемых фоточувствительных реле и таймера, отвечающего за задержку отключения нагрузки. Некоторые бытовые ДД имеют корпус, совмещенный с мощным фонарем освещения, внутри которого установлена галогеновая лампа (рассчитанная на напряжение 220 В). В быту и в личных целях применяют именно эти датчики.
Локальные ДД наиболее специфичны. Они предназначены для устройств охранных сигнализаций и безопасности, предупреждения и индикации присутствия. Изначально данные ДД рассчитаны для совместной работы в системах с централизованным питанием и резервными источниками бесперебойного питания (ИПБ) – в многофункциональных системах управления охранным комплексом, кодовым доступом, индикацией и дистанционным управлением. Эти ДД стоят (в отдельности) на два порядка дешевле бытовых «собратьев» и их можно приспособить для нужд радиолюбителя, воспользовавшись приведенными далее авторскими рекомендациями.
Итак, первое, с чем придется столкнуться, адаптируя «охранный» ДД в быту – это отдельный источник питания с постоянным выходным напряжением.
Внимание, важно! Подойдет любой стабилизированный источник питания с выходным напряжением 9—15 В. Если от источника питания к ДД необходим соединительный кабель более 2 м, рекомендую в месте подключения кабеля к датчику (в корпусе последнего) параллельно цепи питания установить оксидный конденсатор емкостью 1000—10000 мкФ с рабочим напряжением не менее 25 В – для сглаживаний пульсаций напряжения и, как следствие, для локализации помех по питанию.
Охранные датчики движения имеют одинаковый принцип действия и различаются некоторыми дополнительными функциями, например, индикацией срабатывания и регулировкой чувствительности. На рис. 3.58 представлен ДД ИО315-1 «Орлан» для цифрового кодированного охранного комплекса типа «Сигнал-201» и аналогичных.
Рис. 3.58. Внешний вид датчика ИО315-1 «Орлан»
Производитель датчика фирма «Риэлта». Датчик маркируется как «извещатель охранный».
Датчик снабжен трехуровневым светодиодным индикатором срабатывания и регулировкой чувствительности зоны сканирования. Если снять верхнюю крышку корпуса «Орлана», нашему взору откроется печатная плата с элементами (рис. 3.59).
Датчик имеет функцию самоохраны – для этого предусмотрена кнопка SA2, контакты которой замкнуты при нормально закрытой крышке корпуса. Переключатель SA1 отвечает за чувствительность датчика и комбинацию выходных сигналов при срабатывании шлейфа охраны. Подключение производится к клеммнику на плате датчика.
Рис. 3.59. Вид на печатную плату датчика ИО315-1 «Орлан»
Внимание, важно! Несмотря на то, что данный ДД (как и все рассматриваемые в настоящей книге) конструктивно предназначен для работы в составе многофункционального охранного комплекса, его можно использовать и отдельно (в составе соответствующей радиолюбительской конструкции).
Для этого питание подключают к клеммам " – " и "+" 12 В. Шлейф охраны подключают к контактам ШС2. При этом данный шлейф имеет нормально разомкнутое состояние (т. е. между контактами ШС2 имеется большое сопротивление) – если на датчик не подано питание и если (при подключенном питании) в зоне ответственности датчика происходят перемещения (движения). Если питание подключено и никаких движений в зоне датчика нет – состояние ШС2 – замкнутые контакты.
Светодиоды HL1—HL3 (желтый, красный, зеленый) зажигаются по мере срабатывания датчика на перемещение в зоне контроля. Наиболее чувствительная – «желтая» зона (затем «красная» и «зеленая»). Например, на практике желтый светодиод произвольно вспыхивает, когда к датчику кто-либо приближается. Красный загорается (или мигает, при близком приближении человека, зеленый – при активных движениях непосредственно перед датчиком).
Светодиоды могут гореть и одновременно (в частности это происходит при подключении ДД к питанию). Контакты шлейфа охраны ШС2 изменяют свое состояние при любой реакции ДД на перемещения (зажигания светодиода любого цвета свечения).
Благодаря светодиодам с ДД удобно проводить эксперименты, контролировать их работу и настраивать чувствительность.
Чувствительность данного ДД регулируется перестановкой перемычки на печатной плате (может быть высокая и нормальная чувствительность).
Перемычки на переключателе SA1 должны находиться в положении 1–4 —«вкл», 5 – «выкл».
Таким образом, для управления устройством сигнализации с помощью рассмотренного датчика нужно к нему подключить питание и провода к шлейфу ШС2. Ответную часть проводов ШС2 подключают на вход цифрового устройства, воспринимающего сигналы высокого или низкого логического уровня.
Например, между общим проводом и управляющим входом логической КМОП-микросхемы включают контакты ШС2. Между управляющим входом логической КМОП-микросхемы и «+» питания включают постоянный резистор сопротивлением 91 кОм (сопротивление указано примерно и может отличаться на 20 %). Таким образом, пока ДД не сработает, вход микросхемы будет шунтирован контактами ШС2 на общий провод. В случае нарушении зоны контроля ДД контакты ШС2 размыкаются, на управляющем входе оказывается сигнал высокого логического уровня, что приводит к включению сигнализации. При выключении питания датчика (в том числе злоумышленником) шлейф ШС2 снова будет разомкнут, что воспринимается устройством управления, как сигнал «тревога».
Шлейф ШС1 на плате данного датчика имеет постоянно замкнутые контакты (при указанных перемычках переключателя SA1), и в нашем случае интереса не представляет.
Другой охранный датчик ИО409-8 «Фотон-9» (производитель тот же) работает по аналогичному принципу. Внешний вид охранного датчика движения «Фотон-9» представлен на рис. 3.60.
Вид со снятой крышкой корпуса приведен на рис. 3.61.
Рис. 3.60. Внешний вид датчика «Фотон-9»
Рис. 3.61. Вид датчика «Фотон-9» со снятой крышкой
Отличие этого датчика от ранее рассмотренного состоит в том, что здесь в качестве индикатора срабатывания имеется только один светодиод (красного цвета свечения), на который возложены те же функции. Изменив положение перемычки на плате, можно повысить чувствительность датчика в разы.
Внимание, важно! Подключение данного ДД несколько отличается от предыдущего варианта. Напряжение питания подсоединяют к тем же контактам на клеммнике платы датчика, а вот охранное (либо исполнительное устройство) включают к шлейфу ШС1. Принцип работы датчика и срабатывание шлейфа на приближение человека в зоне контроля – те же.
Питание на данный ДД подается по аналогии с рассмотренными ранее вариантами, а шлейф охраны подключают к клеммам N и С. Отличительная особенность этого ДД в том, что элементы на схеме выполнены в SMD-исполнении, равно как и индикаторный светодиод (красного цвета свечения).
3.5.5. Особенности работы с датчиками движения
Не каждый знает об особенностях работы датчиков движения. В быту наиболее интересны две из таких особенностей:
• Датчик движения нежелательно фотографировать «в упор». Фотовспышка «ослепляет» пироэлектрический детектор датчика и впоследствии прибор может остаться «слеп» к перемещению людей в зоне своего действия, т. е. вести себя как неисправный. Эту особенность могут использовать злоумышленники, нейтрализующие датчики движения, находящиеся в составе охранных комплексов защиты от несанкционированного проникновения.
• Датчик движения реагирует на перемещение в своей зоне контроля предметов, излучающих тепло. Это могут быть люди и животные. При установке датчика движения на кухне (или в иных помещениях), где также установлена газовая плита, такой датчик может вести себя неадекватно, демонстрируя сбой в работе.
Природный газ излучает тепло (улавливаемое пироэлектрическим детектором датчика движения) и в то же время пламя газовой комфорки колеблется. Таким образом, датчик движения воспринимает горение природного газа, как постоянное перемещение предмета. Эта особенность «заставляет» датчик движения реагировать и (в зависимости от исполнительного устройства) включать устройства нагрузки, например освещение кухни. При использовании на кухне безгазовой электрической плиты ложный эффект срабатывания датчиков движения не наблюдается.
Внимание, важно! Как, не отключая датчик движения, «запретить» ему реагировать на изменение теплового поля в контролируемой зоне?
Для этого надо всего лишь прикрыть рабочую поверхность выключателя на основе пироэлектрического датчика движения каким-либо предметом. Этим предметом с успехом послужит любая (в том числе белого цвета) материя или, например, штора (портьера). Таким простым способом можно «вручную» нейтрализовать датчик движения. Этот способ напоминает нейтрализацию надоедливого попугая, которого может заставить замолчать накинутый на клетку платок (или иная ткань).
Применение данного способа оправдано не только на кухнях, но и в комнатах (и иных интерьерах, где может быть установлен выключатель освещения на основе датчика движения), например, в гостиной.
О ложных срабатываниях
Датчики движения редко дают сбои, связанные с ложными срабатываниями. Однако исключить их совсем нельзя. Чаще всего причиной ложных срабатываний ДД являются насекомые, в частности пауки, плетущие паутину под потолком помещения, в углах – местах расположения пироэлектрических детекторов.
Внимание, важно! Выхода из положения два: скомбинировать датчик движения с другим, например емкостным датчиком, или использовать для монтажа корпусов датчиков движения стойки из каштанового дерева (пауки избегают его), периодически распылять инсектициды вокруг корпусов пироэлектрических детекторов. Кроме того, нежелательно размещать ДД вблизи нагревательных приборов (камин, вентилятор, кондиционер и др.), так как они сами по себе являются источником излучения тепловых сигналов ИК-спектра) – об этом уже говорилось ранее.
Кроме того, близко к ДД нельзя располагать антенны передающих устройств диапазона частот 300–800 МГц и сами передатчики (радиостанции), поскольку при излучении радиочастоты от антенн и работе радиостанций в режиме «передача» датчики движения подвержены ложным срабатываниям.
Как исключить ложное срабатывание охранного устройства на основе ДД?
Практическое применение
Практическое применение данных рекомендаций в самодельных конструкциях охраны и контроля универсально и разнообразно. Теперь не надо затрачивать время и усилия на самостоятельный монтаж радиоэлементов охранного датчика движения, если в ваших запасах оказался один из них.
Внимание, важно! Учитывая особенность работы рассмотренных датчиков – разрыв шлейфа охраны при нарушении зоны контроля, для увеличения зоны контроля (в многокомнатных домах, больших помещениях, площадях) применяют несколько ДД, включая их шлейфы (ШС) охраны в последовательную цепь. Разрыв цепи хотя бы в одном месте приведет к срабатыванию сигнализации.
Одним из вариантов практического применения является подключение ДД к сигнализации с оповещением на сотовый телефон. В таком варианте рассмотренные ДД являются наиболее бюджетным (недорогим) решением без потери качества и функциональности охранной системы. Для примера: новый датчик Фотон-9 стоит в розницу чуть более 500 руб.
3.5.6. Датчики движения LX-19B и LX-2000
В продаже имеются инфракрасные датчики движения, по форме адаптированные к настенным выключателям света для скрытой проводки (рис. 3.62) LX-19B и LX-2000 (рис. 3.63) производства китайской фирмы Litarc Lighting & Electronic Ltd.
Рис. 3.62. Бытовой выключатель света – датчик движения LX-19B
Рис. 3.63. Бытовой выключатель света – датчик движения LX-2000
Краткие технические характеристики выключателя настенного LX-19B
• угол обзора 120°;
• дальность обнаружения 9 м;
• рабочая нагрузка 600 Вт;
• время задержки срабатывания 4—420 с;
• освещенность 10—2000 лк;
• высота установки от пола 1–1,6 м;
• питание ~220–240 В частотой 50–60 Гц;
• трехпроводное подключение рабочей нагрузки (схема включения представлена на рис. 3.64).
Рис. 3.64. Электрическая схема включения датчика движения LX-19B (SEN-1)
Датчик движения LX-19B (SEN-1) имеет огромную популярность и широко применяется, однако у него все же есть некоторые недостатки, которые можно исправить с помощью несложной доработки.
Кнопка включения (с фиксацией) на передней панели имеет два положения (нажата – «включено» или отжата – «выключено»). При выключенном состоянии устройство не потребляет ток и не реагирует на изменение теплового поля (выключено полностью). Во включенном состоянии датчик реагирует на движение при соответствующей освещенности объекта (в пределах 9 м), включая таймер задержки выключения света; оба параметра регулируются переменными резисторами в SMD-исполнении (для поверхностного монтажа – в миниатюрных корпусах), выведенными на панель под крышкой. При соответствующих установках с помощью этих регуляторов чувствительности устройства – при движении в зоне ответственности датчика свет включается и горит в течении 4– 420 сек (в соответствии с параметрами устройства).
Многие, как впрочем и автор этой книги, используют данный датчик в качестве сетевого выключателя света для бра (рядом с которым удобно почитать, прилечь, посмотреть телевизор). Выясняется, что при чтении пользоваться таким устройством практически неудобно; здесь обнаруживается один из недостатков устройства – время задержки выключения (максимальное значение чуть больше 5 минут) недостаточно.
Поскольку при чтении человек, как правило, не совершает резких движений, сидит (лежит) в зоне ответственности датчика движения неподвижно, то выключатель по истечении времени задержки встроенного таймера – отключатся. Поскольку кнопки «ручного управления» (принудительного включения света) устройство не имеет, приходится совершать принудительные движения рукой, отвлекаясь от книги.
Чтобы увеличить время задержки выключения потребуется вскрыть корпус устройства с тыльной стороны, открутив 2 крепежных самореза, и заменить оксидный времязадающий конденсатор (обозначенный С45) на печатной плате, установив новый емкостью 6800 мкФ на рабочее напряжение 16 В (вместо 220 мкФ на 16 В). Как это сделать – показано на рис. 3.65.
Рис. 3.65. Конденсатор С45 в датчике движения, подлежащий замене
Для замены подходит любой оксидный конденсатор с указанными ранее параметрами, к примеру фирмы ESP.
Найти этот конденсатор на печатной плате (в выключателе две печатных платы, расположенных одна под другой) не сложно. Кроме деталей в SMD-исполнении только 2 оксидных конденсатора «возвышаются» в монтаже; один из них – фильтр по питанию. После рекомендуемой замены максимальная выдержка времени составит не менее 22 мин, что вполне позволяет разрешить возникшую неприятность; за 22 минуты человек хотя бы раз обязательно сдвинется с места (совершит какое-то движение), что наверняка будет зафиксировано пироэлектрическим детектором – датчиком движения, и отсчет выдержки времени начнется заново. Читать или смотреть телетрансляцию станет намного комфортнее. Для дополнительных сведений в части понимания принципа работы описанного устройства, возможно, пригодится электрическая схема бытового датчика движения, описанная в [3]. На ней заменяемый конденсатор в узле встроенного таймера имеет обозначение С14.
Краткие технические характеристики датчика LX-2000
Датчик LX-2000, как более современная (относительно описанного выше) и многофункциональная типовая модель, имеет один встроенный датчик контроля движения (максимальная чувствительность – расстояние детектирования до 12 м, регулируется), датчик контроля освещенности и высокочувствительный (сила звука 30 дБ) датчик контроля звука, реализованный на электретном микрофоне.
Другие параметры тоже впечатляют:
• максимальный угол обзора (детектирования) 140º;
• диапазон рабочих температур от -20 ºС до +40 ºС;
• встроенный таймер (регулируемое время задержки выключения света) 5—540 сек;
• максимальная мощность подключаемой нагрузки до 500 Вт;
• потребляемая мощность (электроники датчика) 0,45 Вт;
• удобная регулировка на передней панели.
В дополнение ко всему LX-2000 подключается в электрическую цепь 220 В 50 Гц последовательно с лампой освещения, т. е. имеет только 2 контакта; это очень удобно. Электрическая схема включения представлена на рис. 3.66.
На рис. 3.67 показан внешний вид датчика LX-2000 со снятой передней панелью – для доступа к элементам настройки (регуляторам управления).
Рис. 3.66. Электрическая схема включения LX-2000
Рис. 3.67. Вид датчика LX-2000 со снятой передней панелью – для доступа к элементам настройки
Это многофункциональное устройство электронного датчика движения (сенсора) предназначено для экономного использования электроэнергии при освещении внутреннего пространства помещений (квартиры, офисы, комнаты, лестничные площадки). Датчик движения автоматически включит свет при появлении в зоне его действия движущихся тепловых объектов (человек, животное), а также автоматически выключит его через определенное время (в соответствии с настройкой) при отсутствии движения объектов в зоне контроля. В корпусе сенсора встроен датчик освещенности, который автоматически определяет смену дня и ночи (изменение освещенности помещения). Встроенный регулируемый высокочастотный датчик звука позволяет включать и выключать освещение. Электронный сенсор также может быть использован как датчик контроля движения в системах охранной сигнализации помещений.
Для максимальной эффективности использования такие датчики устанавливают от пола на расстоянии 0,5–1,8 м.
Для увеличения времени задержки выключения света можно (по аналогии) использовать методику, рекомендованную ранее – для датчика LX-19B – с заменой времязадающего конденсатора на печатной плате. Однако датчик LX-2000, совмещенный со звукочувствительным узлом, практически в этом не нуждается. Кроме того, на передней панели датчика LX-2000 (см. рис. 3.63) помещен «полозковый» переключатель выбора режимов, с помощью которого можно установить датчик в режим постоянного включения освещения «ON».
Розничная цена LX-2000 (450 руб.) всего на 60 руб. больше, чем у его более ранней разработки.
3.5.7. Снижение затрат на освещение
Датчики движения в быту устанавливают для снижения затрат на освещение, ведь светильники включаются только при обнаружении человека и тогда, когда недостаточно естественного света, к примеру, проникающего от окон. Затраты на электроэнергию после установки датчика движения (присутствия) снижаются на 40–50 %. Этот показатель состоит из двух составляющих:
• 22 % – снижение затрат на электроэнергию при включении/отключении освещения после обнаружения человека;
• 20 % – снижение затрат при включении/отключении освещения в зависимости от освещенности естественным светом.
По физической природе видимый свет и ИК-излучение одинаковы. Поэтому ИК-излучение можно сфокусировать линзой, как и обычный свет. При попадании ИК-излучения на фотоэлемент он меняет свои параметры. При комнатной температуре в видимом свете тела «не светятся», а в ИК-диапазоне – просто сияют (рис. 3.68).
Рис. 3.68. Изображение ИК-излучения человека (в полной темноте в комнате)
Внимание, важно! Яркость ИК-излучения зависит от температуры тела; что горячее – светится ярче, что холоднее, светится слабее. Контраст между ИК-свечением человека и ИК-свечением холодного окна – значительный. С другой стороны, ИК-свет от человека и ИК-свет от теплого пола (газовой или тепловой плиты, иных источников тепла) практически одинаковы, поэтому распознать человека на фоне теплого пола почти невозможно.
Появление и исчезновение ИК-света вызвано активной деятельностью человека, реже факторами, не связанными с человеком, к примеру, движением теплого воздуха от батареи.
И датчики движения, и датчики присутствия реагируют на появление/исчезновение ИК-света на пироэлектрическом элементе датчика, поэтому ошибочные срабатывания – это общее свойство датчиков движения (присутствия).
3.5.8. Настройка датчиков движения
Датчики настраиваются потенциометрами; обычно их три (рис. 3.69):
• для настройки чувствительности датчика (SENS), настраивается яркость ИК-света, на которую должен реагировать датчик;
• для установки времени задержки отключения освещения (TIME) – максимального интервала между появлениями сигнала на фотоэлементе. Если за это время сигнал не меняется, датчик отключит освещение, вентиляцию и т. п. – все, что подключено к датчику;
• (LUX) для настройки порогового значения по освещенности естественным светом (от окон, балкона). Если света от окон достаточно – при обнаружении человека светильники не включаются.
Рис. 3.69. Потенциометры для настройки датчиков движения
Настройка порогового значения освещенности
Дождитесь достаточной освещенности от окон, при которой датчик должен включать светильники. Медленно поворачивайте потенциометр «LUX», пока не включится свет.
Внимание, важно! При выборе датчика проверьте – где находятся потенциометры регудировки. Если на тыльной стороне, то обязательно убедитесь, что датчик легко снимается и легко устанавливается, иначе вас ждут большие трудности при настройке.
Настройка чувствительности датчика
Если датчик на вас не реагирует, то увеличивайте чувствительность, а если свет включается самопроизвольно – снижайте. Обычно чувствительность настраивается за 3–4 раза.
Из-за изменений окружающей температуры настройки могут сбиваться: если датчик настраивался летом, вполне возможно, что зимой придется его перенастраивать; и наоборот.
Это интересно! Летом датчик работал отлично, зимой начал самопроизвольно включать свет. Выяснили, что реагирует на теплый воздух, поднимающийся от батареи. Снизили чувствительность, стал работать нормально.
Настройка датчика присутствия требует точности в поворотах движка потенциометра, чтобы «нащупать» чувствительность, при которой датчик будет удовлетворительно работать. Это связано с тем, что работа датчиков движения зависит от внешней освещенности (рис. 3.70).
Наиболее стабильно работают датчики присутствия со встроенным микропроцессором. Когда в помещении никого нет, микропроцессор корректирует чувствительность, и датчик реагирует только на идущего человека.
При обнаружении человека чувствительность автоматически повышается, и датчик начинает улавливать движение рук, покачивание головы – все небольшие движения, которые совершает человек, когда сидит или лежит.
Рис. 3.70. Освещение влияет на чувствительность датчика
В ряде моделей датчиков (как правило, предназначенных для охранных систем) не предусмотрен регулирующий потенциометр для ручной настройки чувствительности; ее автоматически настраивает микропроцессор. Такие датчики работают без ошибок и избавляют от нудной настройки чувствительности вручную.
Настройка времени задержки отключения светильников
Таймерная задержка зависит от того как часто появляются в зоне обнаружения датчика люди (иные теплоизлучающие объекты, животные). Время задержки отключения освещения 1–2 минуты вполне нормальное, чтобы избежать постоянных включений/отключений освещения.
Внимание, важно! Для датчиков присутствия настройка сложнее. Оценить скорость размахивания руками и качаний головой бывает весьма затруднительно.
3.5.9. На что следует обратить внимание?
Изменение ИК-света вызывает движение, как человека, так и любых нагретых объектов (животные, поток теплого воздуха). У датчиков присутствия более высокая чувствительность по сравнению с датчиками движения, поэтому у них значительно больше ложных срабатываний.
Настройка чувствительности датчика из-за колебания температуры и условий среды может носить сезонный характер, для этого требуется терпение и время.
Для обнаружения идущего человека подойдут относительно недорогие модели, в то время как для обнаружения присутствия человека (движения рук, жестикуляция, покачивание головы и другие движения с малой динамикой, обычно совершаемые человеком, когда он стоит или сидит) лучше выбрать датчик с встроенным микропроцессором. Микропроцессор в зависимости от температуры настраивает чувствительность датчика (и запоминает состояние настроек), и в дальнейшем автоматически подстраивает ее в зависимости от интенсивности движений объекта (контролируемой зоны).
3.5.10. Монтаж и подключение клавишных выключателей освещения
В быту наиболее популярны клавишные выключатели освещения, предназначенные для скрытой проводки и встраиваемые в стену (рис. 3.71).
Рис. 3.71. Внешний вид установленного в стене клавишного выключателя освещения
Для монтажа в стену и подключения электрических проводов такой выключатель следует предварительно разобрать на составляющие и затем только устанавливать в стену.
Двухклавишный выключатель, если его разложить на составляющие части и рассмотреть подробно, представлен на рис. 3.72.
Рис. 3.72. Части двухклавишного выключателя
Внимание, важно! Перед началом работ по установке или демонтажу электрического выключателя освещения необходимо предпринять меры по обесточиванию участка электричекой цепи; это можно без труда сделать, отключив подачу напряжения на конкретный контур в электрическом шкафу (щитке) – в пределах вашей квартиры. Эти вопросы были рассмотрены в разд. 3.1 этой главы .
Промежуточный этап установки представлен на рис. 3.73.
Затем четырьмя саморезами, сообразно отверстиям – к стене крепится подложка выключателя (рис. 3.74).
После того как электропроводка подключена, корпус выключателя «утоплен» в штатную пластиковую коробку (в стену) и подложка выключателя надежно закреплена, ставят декоративную планку, закрывающую саморезы (рис. 3.75).
На рис. 3.76 представлен вид выключателя с одной установленной клавишей (установка клавиш – это следующий и завершающий этап работ по подключению и монтажу выключателей освещения для скрытой проводки).
Рис. 3.73. Выключатель с подсоединенными электрическими проводами перед установкой на штатное место – в стену
Рис. 3.74. Подложку и выключатель надо закрепить к стене
Рис. 3.75. Выключатель с установленной декоративной планкой
Рис. 3.76. Выключатель с одной установленной клавишей
Монтаж выключателей для открытой проводки в части безопасности и подключения проводников производят аналогичным образом. Корпус выключателя устанавливают непосредственно к основанию (стены, пола, подоконника или иной поверхности). Не исключена установка выключателей для открытой проводки на дин-рейку для выключателей-автоматов (рис. 3.77) в тех случаях, когда иначе их закрепить невозможно.
Рис. 3.77. Дин-рейка для крепления выключателей-автоматов
3.6. Монтаж и подключение электрических розеток
Электрические розетки подключаются и монтируются по аналогии с электрическими выключателями освещения (см. ранее).
На рис. 3.78 представлен вид на подключенную с помощью электрических проводов двухконтактную розетку для скрытой проводки перед ее установкой на штатное место – в стену.
Следующим шагом розетку устанавливают в стеновую нишу и надежно закрепляют саморезами. Этот шаг проиллюстрирован на рис. 3.79.
Рис. 3.78. Розетка для скрытой проводки с подключенными проводами
Рис. 3.79. Крепление розетки в стене
Рис. 3.80. Розетка для скрытой проводки, установленная в стене
После этого на розетку устанавливают защитные изолирующие панели и монтаж заканчивают (рис. 3.80).
Монтаж электрических розеток для открытой проводки производят аналогичным образом. Особое внимание необходимо уделить предварительной подготовке электрических проводов – перед фиксацией их с помощью шайб, гаек и зажимов – к контактным площадкам выключателей и розеток; этому-то и посвящен следующий раздел.
3.7. Подготовка электрических проводов перед подключением – для надежного контакта
Для крепления (жесткой фиксации с надежным механическим контактом) электрических проводов к выключателям и розеткам используют специальные клеммы (рис. 3.81 и 3.82).
Рис. 3.81. Круглые клеммы под винт
Рис. 3.82. Вилкообразные клеммы под винт
Не забудьте, что клеммы (контакты) следует заизолировать.
На рис. 3.83 показаны правильный и неправильный способы изоляции обжимаемых клемм (контактов).
Рис. 3.83. Как правильно (слева) и неправильно (справа) обжимать и изолировать клеммы полихлорвиниловой трубкой
Рис. 3.84. Инструмент для обжима клемм и контактов
Непосредственно обжим удобно проводить с помощью специального инструмента, показанного на рис. 3.84.
Кроме такого способа крепления существуют и другие, к примеру, там и тогда, когда требуется подключить электрический провод к сдавливаемому посредством винта гнезду выключателя (или розетки). В этом случае конец электрического проводника зачищают от изоляции, если провод многожильный – делают скрутку вручную и вставляют в контактное гнездо электрического выключателя или розетки (затем зажимают штатным винтом).
Внимание, важно! Ели есть возможность, в данном случае лучше облудить провода с помощью паяльника, олова и канифоли (см. рис. 3.11). Это обеспечит еще более надежный электрический контакт, пожарную безопасность и долговечность монтажа.
3.8. Светильники для разных случаев
Когда речь идет о ремонте квартиры (или иного помещения) после выравнивания стен и установки перегородок – на втором месте стоит энергообеспечение, электрическая проводка. Имея опыт, сделать ее не представляет особого труда.
После того как основная часть ремонта закончена: сделана проводка, подключены основные потребители электроэнергии, выбран стиль оформления помещения, его цветовая гамма, подобраны отделочные материалы и аксессуары, самое время позаботиться о не менее важной составляющей любого интерьера – о световом дизайне. Освещение может быть разным, и его выбор зависит от функционального назначения помещения. Разными бывают и светильники, выбор которых определяется формой, яркостью освещения и их предназначением.
3.8.1. Комнатное освещение
Рассмотрим варианты светового дизайна в различных комнатах в квартире. Эти рекомендации помогут правильно выбрать – для соответствующих случаев – источники света.
Прихожая
Ее освещение требует использования относительно мощных светильников (не менее 100 Вт), как правило, это общее освещение. Здесь можно использовать люминесцентные лампы, которые дают много света при небольших затратах электроэнергии, что очень важно для прихожей, где свет может быть востребован в любое время суток.
В моей городской квартире, к примеру, прихожая имеет достаточно темный интерьер, поэтому здесь специально организовано декоративное освещение: точечные светильники расположены рядом с зеркалом, поскольку именно эта часть прихожей для уюта и комфорта нуждается в специальном световом «выделении».
Гостиная
Как правило, современные мастера делают в гостиной освещение двух видов: общее и декоративное. Для общего освещения вполне подойдут потолочные светильники. Их форма и размер уже зависят от выбранного стиля интерьера и размеров комнаты. В моей гостиной стандартный потолок (высотой 2,45 м), поэтому весьма красиво смотрится потолочный светильник на шнуре. То же касается и еще более высоких потолков (более 3 м), которые имеются в домах «сталинской» постройки 1925—50 гг.
А для помещений с низкими потолками порекомендую потолочные светильники, плотно прилегающие к поверхности потолка.
Спальня
В спальне лучше не устраивать слишком яркого освещения, вполне хватит ночника на прикроватной тумбочке или настенных ламп.
Внимание, важно! Бра не следует вешать прямо над головой спящего человека, лучше установить их на боковой стене. Если все-таки хочется сделать в спальне общий свет, то лучше всего для этих целей использовать светильники, встроенные в потолок, так как они дают мягкий рассеянный свет.
В спальне очень актуальны напольные светильники, которые по своей форме и цвету вписываются в общую обстановку и световой поток которых направлен вверх. Как правило, в спальне и гостиной каждая семья изощряется по-своему, поэтому варианты применения того или иного решения практически ограничиваются только фантазией домочадцев.
Детская комната
Здесь желательно использовать как можно больше осветительных приборов. В детской хорошо смотрится потолочный плафон с направленным вниз светом, настольные лампы, выделяющие рабочую и учебную зону, ночники оригинального дизайна.
Внимание, совет! Для настольных светильников рекомендую выбирать лампочки с белым светом, он стимулирует умственную деятельность у детей. Поскольку автор закончил магистратуру кафедры Педагогики Психолого-педагогического факультета РГПУ им. Герцена, такой совет имеет под собой основания, также отраженные в научных исследованиях.
Кухня
Традиционное решение для освещения кухни состоит из специальной кухонной люстры общего света и небольших встроенных светильников над рабочей зоной с использованием люминесцентных ламп. Светильники для кухни бывают самых разных форм и размеров, выбирайте их исходя из собственного вкуса и имеющегося дизайна кухни.
К примеру, светильник в виде фруктов или овощей, оригинальное исполнение плафонов и традиционные люстры – выбор практически не ограничен. В шкафчиках и ящиках тоже можно установить небольшие источники мягкого света. На кухне предпочтителен желтый свет, поскольку теми же исследованиями установлено, что он повышает аппетит и создает уютную атмосферу.
3.8.2. Уличные светильники
Уличные светильники подключают с соблюдением особых мер предосторожности из-за того, что отключать электроэнергию придется на специальных щитах, подчас удаленных от места производства работ. В связи с этим необходимо позаботиться о том, чтобы рядом с электрощитом остался человек, исключающий несанкционированное включение рубильника. Дополнительной мерой безопасности является установка на автомат или электрощит (на время производства работ) специальных табличек с предупреждающими надписями: «Не включать, работают люди!» Этим пренебрегать нельзя.
На рис. 3.85—3.87 представлены иллюстрации нескольких видов уличных светильников различного назначения, мощности и светового потока.
Особое внимание при внешних условиях производства работ уделяют безопасному креплению мощных электрических кабелей и введению их в помещения с улицы.
На рис. 3.88 представлен способ проводки кабеля и его заведение к потребителю электроэнергии под углом 90º.
Рис. 3.85. Дачный вариант светильника
Рис. 3.86. Мощный светильник на переходе государственной границы в Нуйямаа (Финляндия)
Рис. 3.87. Особенности расположения мощных светильников на мачте (крупно)
Рис. 3.88. Способ проводки кабеля и его заведение к потребителю электроэнергии под углом 90°
Здесь показано, как внешний силовой кабель заводится через крышу внутрь помещения. Такой способ заведения предотвращает аварии, вызванные перегибами от натяжения силового кабеля, проложенного по воздуху.
3.9. Монтаж и подключение комнатных светильников и люстр
С подключением электропроводки к световым приборам в квартире (помещении) сталкивался так или иначе каждый мужчина. Рассмотрим способы подключения световых приборов с помощью отдельных клеммных колодок (рис. 3.89).
Рис. 3.89. Подключение с помощью клеммных колодок
Двухламповая потолочная люстра (см. рис. 3.889) крепится с помощью крючкообразного подвеса к потолку (из потолочной плиты выступает крючок). Провода соединяются через отдельные клеммы.
Удобство этого метода в том, что каждый провод можно подключать отдельно и даже (благодаря устройству изолирующих зажимов) без применения специального инструмента, включая отвертку.
На рис. 3.90 и 3.91 показаны еще два способа соединения электрических проводников при монтаже потолочных приборов освещения. Здесь участвуют как спаренная клеммная колодка, так и тройной клеммник.
Рис. 3.90. Соединение электрических проводов с помощью спаренной клеммной колодки
Рис. 3.91. Альтернативные варианты соединения электрических проводов от квартирной проводки к люстре с помощью тройной клеммной колодки
3.10. Монтаж диммера
Диммер – это регулируемый электронный выключатель освещения. Он включается в разрыв цепи 220 В и лампы освещения (как и обычный, классический выключатель) и по своим размерам (рис. 3.92) вполне подходит для установки в штатное место (в стене) – вместо обычного клавишного выключателя.
Тем не менее, относительно рассмотренного в разд. 3.5.10 обычного клавишного выключателя, выключатели типа диммер имеют иной способ крепления в стене. На рис. 3.93 (со снятой крышкой корпуса диммера) хорошо видно, что такие выключатели монтируются с помощью «лапок», расходящихся в разные стороны (на манер распорки) под воздействием двух винтов, завинчиваемых отверткой.
Рис. 3.92. Внешний вид диммера
Рис. 3.93. Вид на диммер и элементы крепления со снятой крышкой его корпуса
На рис. 3.94 представлен другой вариант диммера-сенсора, реагирующего на ИК-лучи от любого пульта дистанционного управления. Такой электронный автоматический выключатель монтируется и крепится в стене аналогично рассмотренному ранее диммеру (в разрыв цепи).
Рис. 3.94. Электронный диммер-сенсор нового поколения
3.11. Электронный трансформатор как адаптер освещения
Электронные трансформаторы (для питания галогенных и энергосберегающих ламп) можно использовать и для питания обычных ламп накаливания небольшой мощности (к примеру автомобильных 12 В, 5 Вт). Если выходное напряжение соответствует, то автомобильные лампы накаливания подключаются к выходу электронного трансформатора согласно электрической схеме, представленной на рис. 3.95.
На рис. 3.96 представлен внешний вид нескольких вариантов электронных трансформаторов.
Рис. 3.95. Электрическая схема подключения электронного трансформатора
Рис. 3.96. Внешний вид нескольких вариантов электронных трансформаторов
3.12. Что можно сделать из электрической зубной щетки и машинки для выщипывания волос
Не спешите выбрасывать неисправные или поднадоевшие портативные электронные устройства.
«Вибромоторчики» присутствуют не только в сотовых телефонах, но и в ряде других полезных устройств-гаджетов.
К примеру, миниатюрный электродвигатель с номинальным напряжением питания до 3 В можно взять из ставшей ненужной «электрической» зубной щетки (рис. 3.97) или машинки для выщипывания волос (рис. 3.98).
На рис. 3.98 представлена машинка для выщипывания волос в труднодоступных местах.
Рис. 3.97. Пришедшая в негодность электрическая зубная щетка
Рис. 3.98. Внешний вид машинки для выщипывания волос в труднодоступных местах китайского производства
Как правило, при эксплуатации подобных портативных устройств повреждаются только механические части, а электродвигатель (рис. 3.99) остается исправным.
Рис. 3.99. Вид на портативный электродвигатель из машинки для выщипывания волос
В дальнейшем его можно применять для почти бесшумной вибрации и сопутствующих творческих самореализаций задач.