Автоматическое включение освещения в загородном доме

Введение
Ставя перед собой цель спроектировать систему автоматического включения освещения загородного дома для начала необходимо понять из каких частей (блоков) состоит данная система.
Как правило, АСУ освещения состоит из различного рода датчиков: света, движения и т.п. Может включать в себя такие блоки как димеры – устройства, подбирающие мощность освещения исходя из параметров. Необходимой частью системы автоматического освещения являются сами источники света: светодиоды, светодиодные ленты, различные умные лампы и т.п. Невозможно себе представить систему автоматического освещения без какого-либо микроконтроллера, который и будет управлять всей системой.
Смысл системы умного освещения в возможности управления светом с помощью голоса или автоматизированных сценариев. Система позволяет контролировать работу осветительных приборов, установленных внутри и снаружи дома. Можно сразу приобрести умные световые приборы. Например, лампы Sber E14 или Sber E27. Однако обычные устройства тоже легко превратить в интеллектуальные.
Интеллектуальное освещение широко используется как в больших частных домах, так и в городских квартирах, а также в производственных помещениях, офисах и гостиницах. Преимущества технологии:
Возможность контролировать включение и выключение света даже находясь вдали от дома — это удобно, если вы переживаете, что забыли выключить свет или электроприборы.
Сокращение затрат на коммунальные услуги за счет снижения потребления электроэнергии.
Простая и интуитивно понятная система управления освещением, с которой справится любой член семьи.
Больше не придется искать в темноте выключатели и думать, погасили ли вы свет перед уходом. Все процессы будут автоматизированы. Вам останется только наслаждаться комфортом и пробовать усовершенствованные функции.




























Исходные данные

За основу исходных данных был взят строящийся объект (жилой загородный дом) по адресу: г. Санкт-Петербург, Красносельский район, садоводство Дружба. Обратившись к компании, занимающейся строительством данного объекта, нам удалось взять следующие данные для курсового проектирования:
План загородного дома
Расположение электрических потребителей
Питание дома происходит от трансформаторной подстанции ТП-1438, стоящей на балансе ПАО Россети Ленэнерго. На дом приходит трёхфазная сеть переменного тока с номинальным линейным напряжением 380В. Далее идёт щит электрический нашего объекта и потом уже следует однофазная сеть переменного тока 220В, которая и запитывает всех внутренних потребителей в доме. Для более детального понимания картины рекомендуем обратиться к приложениям 1.1 и 1.2, на которых представлена полная схема распределительной сети дома. Нас же в соответствии с темой курсового проекта интересует только раздел освещения. Вырезку из составленной нами электрической схемы мы представили на рисунке 1.

Рисунок 1 – Часть распределительной сети объекта
Для продолжения дальнейшей работы по курсовому проекту необходимо представить план загородного дома, на котором будет указана схема расположения оборудования и прокладки кабельных трасс освещения. Так как дом имеет два этажа и мансарду, то необходимо представить три плана, которые и изображены на рисунке 2 на приложениях 2 и 3. Для представления принципа расчёта детально разберем мансардный этаж, электрическая схема освещения которого представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Электрическая схема освещения мансардного этажа загородного дома

Помещения с электроустановками делятся на три типа: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные. Согласно плану расположения оборудования нашего объекта, особо опасных помещений в доме нет. Однако есть помещение с повышенной опасностью – это помещение, где находятся электрические щиты (ГРЩ, ЩО, Щит автоматики). Все электрические щиты планируется расположить рядом с лестницей в коридоре первого этажа, ведущей на второй этаж. Также к помещению с повышенной опасности отнесена ванная комната так как это зона с повышенной влажностью, а следовательно, в ней возрастает риск поражения электрическим током. К помещениям без повышенной опасности относятся все остальные локации, в которых нету повышенной влажности, нет риска прикосновения человека к токопроводящим участкам. Также нами представлена таблица с основными энергетическими показателями объекта. Они занесены в таблицу 1.
Таблица 1 – Энергетическая характеристика загородного дома


Проектирование и программно-аппаратная реализация
В основу расчёта автоматизированного освещения объекта входят несколько основных моментов:
- Анализ норм освещения к каждому помещению;
- Подбор соответствующего светового оборудования;
- Расчёт сечения кабеля для освещения;
- Подбор устройств защитного отключения;
- Подбор устройств автоматизации;
- Написание программного кода для ПЛК;
- Демонстрация работы всей системы на структурной схеме АСУ.

Для того чтобы получить данные таблицы, необходимо знать габаритные размеры всех помещений. Они указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Габаритные размеры помещений
Наименование помещения Площадь, м2
Лестница 8,85
Танцевальная площадка 46
Игровая зона 33,1
Зона отдыха с TV 25,5
Кухня 20,9
Санузел 3,7
Комната для детей 27,17

Ведя повествование относительно мансардного этажа, опишем перечень помещений, входящих в него и нормы освещенности для них занесем в таблицу 3.
Таблица 3 – Освещенность помещений мансардного этажа
Наименование помещения Нормальная освещенность Е, Лк
Лестница 100
Танцевальная площадка 300
Игровая зона 200
Зона отдыха с TV 200
Кухня 250
Санузел 20
Комната для детей 150

Высота потолков на мансардном этаже нашего загородного дома равна 2,7 метра. Зная все габариты помещений определяем для примера число светодиодных ламп в помещении игровой зоны. Расчёт будем вести по формуле (1).
N=(S∙E∙K)/f= (33,1∙200∙2,5)/1800= 10 шт (1)
, где: N – количество светодиодных лампочек