Как сделать освещение в доме от аккумулятора

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.10.2024

Когда в наших домах происходит отключение света, мы берем фонарики и ходим по дому, клацая выключателями чертыхаясь. Всегда в такое время, мы начинаем строить великие планы постройки системы аварийного освещения. Но вот включили свет, и мы забываем о своих планах.

Когда происходили отключения освещения, мой маленький сын плакал, так как боялся темноты. И тогда, я сделал, собственную систему аварийного освещения. Она была очень простая. На работе я выпросил старый списанный 6 вольтовый щелочной аккумулятор и собрал зарядное устройство. Также приобрёл всё для обслуживания аккумулятора. По квартире проложил проводку с выключателями и лампочками в конце. Аккумулятор хоть и был с паспортной мощностью 55 Ач, но в реальности было примерно 10 Ач. В то время не было сверхярких светодиодов, а были лампочки накаливания (6 вольт 3 свечи – так было написано на лампочках). При их работе, на тонких проводах падало примерно 1-2 вольта, поэтому со временем пришлось заменить провода с большим сечением. Также проблемой были выключатели. Ибо на их контактах также падало какое-то напряжение. И приходилось устанавливать выключатели с несколькими группами контактов, которые параллелились. Система была с очень низким КПД.

Мой знакомый, когда столкнулся с подобной проблемой, подошёл к ней более разумно. Он установил новый мощный автомобильный аккумулятор с автоматическим зарядным устройством. В каждой комнате, возле входа, установил по 3 ваттной светодиодной лампе. Автоматика очень простая. При пропадании напряжения в электроосветительной сети, реле включает все светодиодные лампы. Для выключения света, когда ложиться спать, был предусмотрен выключатель с таймером на 30 секунд.

Рисунок 1. Стандартное электрооборудование в доме

На рисунке 1 изображена стандартная схема электрооборудования в доме. На ней изображены, кроме электросчетчика и автоматического выключателя F1, розетки XT1 (XTn), а также цепи лампочек LL1 (ELn) с выключателями SA1 (SAn).

Рисунок 2. Электрооборудование с центральной батареей

На рисунке 2 изображена схема электрооборудования с центральной батареей. Идея этой схемы состоит в том, что в блоке Б1 установлен аккумулятор с автоматическим зарядным устройством и система автоматики. Автоматически, после пропадания напряжения в электроосветительной сети, аккумулятор подключается к выходным клеммам 2 и 3. Теперь после включения любого выключателя 12 вольт от аккумулятора подключится к лампам. Если эта лампа люминесцентная (с любым дросселем — низкочастотный или высокочастотный) или светодиодная, то они не включаться. А включится аварийный светильник, на схеме HL1 — HL3, так как он включен через блок Б3, схема которого различает уровни напряжения. Если после выключателя стоит лампочка накаливания, то её нужно включить через блок Б2, который определяет тип напряжения. Если постоянное, то схема отключает нагрузку. Такие же блоки нужно поставить на каждую розетку XT1 — XTn.

Данная схема хороша тем, что в ней используется всего один аккумулятор, и его можно использовать любой мощности. Также этот аккумулятор можно использовать для питания и более мощных нагрузок, к примеру, ноутбука и усилителя низкой частоты. Непривлекательным в этой схеме является то, что используется много блоков.

Рисунок 3. Электрооборудование с децентрализованной батареей

На рисунке 3 изображена схема электрооборудования с децентрализованной батареей. Идея этой схемы такова: блок Б5, включенный постоянно в одну из свободных розеток, следит за наличием напряжения электроосветительной сети. И если это напряжение пропадает, то выдаёт на выходные клеммы переменное напряжение частотой отличной от 50 Герц, которое вырабатывает своим генератором, питаемым собственным аккумулятором, с автоматическим зарядным устройством. При включении любого выключателя SA1 — SAn, частота генератора блока Б5 воздействует на входной полосовой фильтр блока Б6. Далее, эта частота детектируется и включает электронный ключ, который в свою очередь, запитывает аварийный светильник от собственного аккумулятора с автоматическим зарядным устройством. Люминесцентные и светодиодные лампы не будут препятствовать прохождение частоты к полосовому фильтру блока Б6. Но активные нагрузки (лампочки накаливания, чайники, обогреватели и т.д.) и индуктивные (компрессор холодильника и электромоторы бытовых приборов) будут подавлять выходную амплитуду генератора блока Б5. Чтобы этого не происходило нужно установить последовательно с такой нагрузкой фриттер (блок Б7) или по блоку Б2. Частота генератора должна быть очень низкой, чтобы аварийные светильники не включались от напряжения наводки. Для того, чтобы низкое сопротивление осветительной сети не влияло на амплитуду генератора блока Б5 нужно установить заградительный фильтр — блок Б4. Можно также попробовать установить в фазовый провод мощный фриттер подобный блоку Б7.

Преимущества данной схемы в том, что аварийное освещение в доме можно быстро организовать, имея нужное количество готовых блоков Б5, Б6 и Б7. Неоспоримым преимуществом также является то, что можно применять аккумуляторные батареи от мобильных устройств. Я думаю, что предприимчивые умы могут довести данную схему до промышленной реализации. К примеру, существуют аварийные лампочки, с пультами дистанционного управления и мне кажется, что их можно легко переделать под данную идею. В возможном промышленном наборе, я думаю, должно находиться два блока Б5 (так как в многокомнатных квартирах, как правило заводят две разных фазы), штук 8 блоков Б6 и столько же блоков Б7 (эксперименты должны показать что лучше, блоки Б4 или Б7). Так же выходная частота всех блоков Б5 должна быть одинакова (тоже покажут эксперименты).

Рисунок 4. Электрооборудование с промышленным бесперебойным БП

В компьютерных аксессуарах существует такой аппарат как бесперебойник. С его помощью, в принципе, можно быстро создать схему аварийного освещения.

Рисунок 5. Электрооборудование с переделанным бесперебойным БП

На рисунке 4 изображена полностью работоспособная схема аварийного освещения. Блок Б8 как раз и является бесперебойником. На рисунке 5 бесперебойник блок Б9 переделан. В принципе остался только аккумулятор и автоматическое зарядное устройство. Это дает применить малогабаритные реле и провода с заниженными техническими параметрами для аварийного светильника.

Какую систему аварийного освещения выбрать, я не могу вам подсказать. Каждый волен сам выбирать. На выбор влияют многие факторы. Это и имеющиеся финансы, и свои понятия, а так же возможность/не возможность переделки электропроводки в доме. Конечно, если есть возможность разделить в доме цепи питания розеток и питания освещения, то сразу, как минимум в два раза, уменьшится затраты на изготовления блоков автоматики. Да и не каждый решится переделывать красивый ремонт. Хотя в таком случае, новую проводку можно пустить по пластиковому кабельному коробу, до следующего ремонта в доме. Так же нужно решить, где устанавливать аварийные светильники, и какого они должны быть вида и мощности.

Некоторые знакомые, услышав о моих идеях, сразу же предлагают применять контроллер. Но контроллер здесь, ни к чему. Так как схема будет очень маленькой. И основное здесь в переделке проводки.

Светодиодные лампочки на 12 вольт классифицируются по конструкции, типу светодиода, цоколю, температуре цвета. Производители осветительных приборов используют чипы с разными кристаллами, с ножками и с поверхностной установкой. Выбор цоколей достаточно широкий, температура света варьирует в пределах 2500-5000 К.

Питание датчиков

Выбор светильника с датчиком движения

Для питания детекторов движения применяются:

Встроенные аккумуляторные батареи;
Внешние блоки питания, понижающие напряжение бытовой сети до 12 В;
Встроенные блоки питания.

Такое разнообразие источников питания обеспечивает бесперебойную работу детектора – при отключении электричества в бытовой сети, к которой подключен внутренний или внешний блок питания, прибор запитывают от встроенной аккумуляторной батареи.

Также прибор часто подключают к 12-ти вольтовой бортовой сети автомобиля, блоку питания настольного персонального компьютера.

Конструктивное исполнение

Светодиодные лампы на 12В изготавливаются с колбами различной формы и размеров. Угол рассеивания света зависит от формы и варьирует в пределах 120-360 градусов. Изделия без колбы являются платами, не защищенными от отрицательного воздействия среды.

Формы колбы для дома:

Важно! При выборе необходимо учесть, что колба может быть не только прозрачная, но и матовая.

Цоколь

Второе место по популярности занимают штырьковые основания G4 и G9. Этот вид LED-ламп подходит для точечных светильников, ночников, декоративной подсветки. Изделия с цоколем GU3 используются во встраиваемых системах освещения с питанием не только от 12 вольт, но и от 220 В.

Цветовая температура

LED-лампа на 12 V может излучать теплый (2700–3300 К), нейтральный (3300–5000 К) или холодный (от 5000 К) белый свет. Выбор цветности зависит от вида помещения. Для спальни лучше выбрать модель с теплым желтоватым светом (2700 К), для кухни – с нейтральным дневным.

Достоинства и недостатки.

Достоинства лампы накаливания таковы: низкая начальная стоимость лампы и необходимого для нее оборудования, компактность, благодаря которой она хорошо подходит для регулирования светового потока, надежная работа при низких температурах и довольно высокий при ее размерах световой выход. К недостаткам же, способным при некоторых обстоятельствах перевесить достоинства, относятся низкий световой КПД, высокая рабочая температура и заметные колебания светового выхода при изменениях напряжения питания.

Конструкция

Светодиодные лампы на 12 вольт состоят из корпуса с радиатором, цоколя с кернениями (углублениями) для крепления, кластера с диодами, драйвера, выпрямляющего ток и снижающего напряжение, и рассеивателя. Количество светодиодов разное, чаще всего они соединяются последовательно. Кластер выполняет роль понижающего трансформатора, равномерно распределяя напряжение по чипам. Недостаток такой конструкции – выход из строя всех диодов при перегорании одного.

Самый важный элемент светодиодной лампы – драйвер, так как от него зависит срок службы изделия. Он крепится к корпусу при помощи силикона. В дешевых изделиях его заменяют резистором. Яркость повышается, но лампочка быстро перегорает. В дорогих моделях драйверы монтируются из специальных микросхем.

Радиатор чаще всего изготовлен из алюминия, размер зависит от мощности. Основное предназначение колбы – защитить внутренние элементы от пыли и влаги. Изнутри она покрывается люминофором, меняющим цвет свечения.

Внимание! У моделей с плоской колбой угол рассеивания 30-60 градусов, с купольной – до 270 градусов.

Где используются

12 вольт – не опасное напряжение, поэтому такие лампы используются в помещениях с повышенной влажностью и пожароопасностью. Широкий выбор цоколей делает эти изделия почти универсальными. Их можно использовать для общего и точечного освещения, подсветки, в том числе в подвесных и натяжных потолках. Отдельная группа –источники света для транспортных средств.

В жилых домах диодные лампы на 12 вольт можно использовать для освещения ванных комнат, кухонь, подвалов, бассейнов, фасадов.

Светильники на аккумуляторах

Сейчас электронные компоненты сделали рывок в развитии и миниатюризации. Экономичные LED диоды по мощности способны стать основным источником освещения. Аккумуляторы стали доступны по цене, а сложные устройства помещаются в корпус одной микросхемы. Промышленность сейчас выпускает аварийные автономные светильники компактных размеров, устанавливаемых стационарно или с возможностью мобильного перемещения.

Схема работы устройств достаточно простая. В нормальном состоянии, когда присутствует напряжение на входе, электронная схема производит зарядку аккумулятора, контролирует его состояние. В момент отключения электроэнергии, происходит запуск светильника от аккумулятора, и включается аварийное освещение.

Сделать резервный автономный источник света можно практически из хлама. Раньше для светильников использовали люминесцентные лампы, однако для самостоятельного повторения такие схемы относительно сложные, из-за наличия высоковольтного преобразователя. С появлением светодиодов стало на много проще, поскольку его можно питать и от источника 3 вольта. В сети интернет, предлагается множество радиоэлектронных схем, собранных радиолюбителями или же срисованных с серийных, готовых образцов. Разберем самую простую схему резервного освещения для жилого дома:

Источником 12 вольт может быть любой сетевой адаптер, рассчитанный на это напряжение. Диоды VD1 И VD2 блокируют ток разряда через компоненты устройства. Резистор R1 ограничивает зарядный ток аккумулятора. Силовой ключ, при наличии напряжения 12 вольт, закрыт положительным потенциалом на базе транзистора. Тумблером S1 происходит принудительное открывание ключа. Снимая с базы положительное смещение резистором R2, открывая транзистор и подключая батарею к источнику света. Данная схема может быть повторена самостоятельно, выбор элементов не критичен, и можно переделать на другое напряжение. Есть где разгуляться.

Вторая схема аварийного освещения дома более сложная, в ней присутствует цепочка контроля заряда, батареи:

Интегральный стабилизатор LM 317 обеспечивает схему постоянным напряжением, транзистор Т1 стоит в цепочке обратной связи, контролирует величину заряда на батарее и регулирует стабилизатор, добавляя или уменьшая напряжение. На ключе Т2, организованна схема запуска аварийного освещения. При наличии положительного напряжения на базе светодиоды не работают.

В описанных устройствах есть один нюанс, они следят только за наличием напряжения на входе. Если в светлое время суток произойдет перебой с поставками электроэнергии, аварийные светильники честно отработают свое назначение. Т.е. будут работать, пока не разрядится аккумулятор или не поступит электроэнергия. Поэтому лучше сделать резервное освещение по следующей схеме:

В этом варианте присутствует фотореле, которое не позволит включить аварийное освещение в доме в светлое время суток. На транзисторе Т1 организован узел контроля освещенности с фоторезистором LDR1. Как видите они не сложные, элементы доступны и распространены.

Основные параметры выбора

Стоимость, срок службы, качество освещенности светильника со светодиодными лампами на 12 вольт зависит от многих параметров. Самый важный из них – мощность. Для жилых помещений это 5-8 ватт.

Кроме конструкции при выборе необходимо обратить внимание на угол рассеивания света и коэффициент цветопередачи. Если чипы расположены на одном уровне, угол небольшой. Чтобы увеличить этот параметр, нужно выбрать модель, в которой диоды расположены на разных уровнях.

Коэффициент цветопередачи должен быть 80-95. Он указывается на упаковке. Чем больше цифра, тем дороже лампа.

Важно! Для некоторых жилых помещений лучшим выбором может стать Лед-лампа с диммером.

Светодиодное освещение в интерьере

Рассмотрим использование светодиодных ламп в дизайне разных помещений.

Помещение небольшой площадью можно визуально расширить, пустив по периметру потолка светодиодную ленту и установив точечные светильники с диодными лампочками. Традиционную люстру в данном случае не стоит устанавливать, потому что она украдет пространство.

Дом, квартира средней площади дает простор дизайнерской фантазии. Часто делают многоуровневый потолок разной формы, по контуру которого наклеивается лента. Светодиоды можно установить разного цвета, переключая его в зависимости от времени суток и настроения хозяина помещения. Также оригинально смотрятся зеркальные элементы обрамленные диодами. Этот прием позволяет играть с пространством, делая его более глубоким и интересным.

Большие помещения зонируются светом, перегородками, текстилем, потолочными конструкциями. Комнату, большую по площади, можно разделить на несколько зон и каждую выделить светом разной интенсивности. Так, в диванной зоне на диодные лампы можно поставить фильтры и свет будет мягким, рассеянным. В зоне для чтения актуален прямой свет диодов, в зоне ТВ уместна рама вокруг телевизора с проложенной светодиодной лентой, она не бросает блики на экран и способна сделать просмотр передач достаточно комфортным.

Каких производителей предпочесть

Полностью соответствуют стандартам качества лампы на 12 вольт Gauss, Philips и Osram. При выборе желательно учесть, что эти изделия самые дорогие и кроме достоинств имеют и недостатки:

продукция Gauss в магазинах встречаются редко, при покупке необходимо установить совместимость с диммером;
у Philips очень дорогие филаментные и встраиваемые модели, у бюджетных изделий узкий угол рассеивания луча;
у Osram встречается брак.

Наверняка вы слышали об осветительных сетях низкого напряжения, но смысл их использования остался непонятным. В этой статье мы расскажем, почему применение постоянного тока для бытового освещения имеет смысл, а также в каких случаях и как можно переоборудовать проводку в собственном доме.

Использование низкого напряжения для питания осветительных и других электроприборов практикуется уже более полувека. Эта тенденция зародилась на промышленных предприятиях, где по ряду причин напряжение в 36 вольт и ниже считалось безопасным. При размыкании контактов в такой сети не образуется искр, а действие столь низкой величины на человеческий организм не влечет серьезных последствий.

Сегодня, с развитием более эффективных источников света, использование низковольтных сетей в жилых помещениях стало не только возможным, но и весьма рациональным. Можно утверждать, что прокладка низковольтной осветительной сети в совокупности с применением светодиодных источников освещения является неотъемлемой составляющей современного ремонта.

Преимущества низкого напряжения

Как знают многие, такая опасная величина напряжения как 220 вольт применяется в бытовых сетях из-за ограниченной пропускной способности проводов и требований к малогабаритности бытовой техники. К примеру, электрический чайник той же мощности, но питаемый от сети низкого напряжения, нагружал бы проводку током, примерно в десять раз большим обычного.

Мало кто знает, что значительная часть современных бытовых приборов имеет рабочее напряжение гораздо ниже сетевого, их питание осуществляется через встроенные трансформаторы. К этой категории потребителей можно отнести и осветительные сети. В эпоху тотального отказа от ламп накаливания стало возможным пускать по осветительной сети ток низкого напряжения, но зачем это делать?

Электробезопасность. Столь малое напряжение не способно нанести вред человеку, большинство даже не почувствует этого воздействия.
Пожарная безопасность. Особенно для осветительных сетей, где довольно продолжительные участки кабельных линий прокладываются в легкогорючей среде с открытым доступом воздуха — в подвесных потолках. Короткое замыкание в такой сети скорее выведет из строя трансформатор, чем сожжет проводку.
Сокращение числа ступеней трансформации. Известно, что дешевле установить один мощный трансформатор для всей сети, чем снабжать им каждый осветительный прибор.
Экономия электроэнергии при использовании низковольтных источников света может составлять от 10% до 30%. Стоит ли говорить, что световые приборы низкого напряжения более долговечны и их не придется так часто менять.

Проблемы и недостатки низковольтных сетей

Самый очевидный недостаток низковольтных сетей — потенциальные потери напряжения при передаче электроэнергии по проводнику. В решении этого вопроса значительную роль играет плотность электрического тока. При наличии проводника достаточно большого сечения потери не так высоки.

Как показывает практика, протяженность кабельной линии от источника до потребителя низкого напряжения редко составляет более 20 метров, если речь идет о бытовых электросетях. Если прокладывать эти участки стандартным медным проводом в 1,5 мм 2 , потери не будут ощутимыми.

Это может показаться сомнительным для более крупных объектов, таких как коттеджи и многоэтажные особняки, но проводка на них выполняется по распределенным схемам и с учетом требования селективной защиты. А значит, ничего не мешает установить по одному трансформатору в каждом групповом щитке.

Примечание! Здесь важно не только сечение проводника, но и качество материала. Дешевая китайская кабельная продукция марок ШВВП или ПВС для этих целей не подходит. Нужно использовать кабели марок ВВП или ВВГ, в жилах которых нет примесей латуни и силумина.

Оптимальное решение задачи

Как и любую инновацию, низковольтные сети освещения лучше закладывать на этапе проектирования здания. Это поможет избежать таких проблем, как перерасход кабеля или неправильная компоновка соединительных коробок.

Схема сборки модульных щитков из распредкоробок

В первую очередь нужно учесть дополнительное место в групповых щитках для установки модульных трансформаторов. Устройства вроде ABB TS25 или HAGER ST313 занимают четыре модульных места, а более мощный вариант — HAGER ST315 — 6 модульных мест. Стоимость таких трансформаторов до 3000 рублей, довольно высокая цена обусловлена возможностью монтажа на DIN-рейку. Устройства свободного размещения стоят дешевле, их проще найти, да и диапазон мощности у них гораздо выше. Например, такие устройства как TASCHIBRA могут выдавать до 250 ватт, чего вполне достаточно для подключения 30–40 галогенных ламп.

Если вы планируете использовать LED источники света, обычные электронные трансформаторы вам не подойдут. Для питания светодиодов нужен трансформатор стабилизированного тока. Для его получения можно использовать устройства вроде LED-драйвера Deluxe NV1236C (стоимость около 1000 рублей) или популярные блоки питания для LED китайского производства. Если необходимо смонтировать устройство в групповом щитке, лучше приобрести LED RGB контроллер, такой как Supernova LED Dimmer за 2500 руб. Он имеет несколько каналов с широтно-импульсной модуляцией и может работать в автономном режиме. Это значит, что вы сможете его настроить также для управления яркостью и цветом LED RGB ленты.

Схема компоновки домового щитка

Что касается схемы подключения и разводки такой осветительной сети, вы, скорее всего, не встретите трудностей. Трансформатор подключается к сетевому напряжению, дальнейшая разводка выполняется независимо от системы. Коммутация освещения выполняется обычными выключателями, для галогенных ламп полярность не имеет значения. А вот в случае с LED лампами, особенно работающими в режиме RGB, придется сохранять полярность и ставить в разрыв только положительный провод.

Вы также можете поэкспериментировать и пропустить четырехканальную схему управления через трехклавишный выключатель, размыкая минусовые контакты разных цветов. Такой выключатель должен иметь три независимых ключа, поэтому используйте Schneider Electric WDE 000331 или его аналоги. В этом случае появляется возможность управления оттенком свечения без предварительной подстройки контроллера.

Примеры расключения соединительных коробок

Низковольтное освещение в жилой квартире

Невольно встает вопрос: можно ли провести низковольтную сеть освещения в уже обжитой квартире? Да, можно. Может быть, не так экономно и с потерей ряда возможностей, но можно. Такую модернизацию целесообразнее всего проводить при капитальном ремонте электропроводки (так вы избежите необходимости устанавливать распределительные коробки). Кабели питания розеточных линий целесообразно проложить по полу, соединяя розетки по цепочке.

Для прокладки кабелей линии освещения можно использовать полости подвесных потолков, таким образом почти полностью исключается необходимость горизонтального штробления. Но существует и альтернативный вариант компоновки схемы: если заменить распределительные коробки модульными щитками, вы не только обеспечите селективность защиты от перегрузок, но также получите место для установки трансформаторов.

Маленькие хитрости для низковольтного освещения

И небольшой лайфхак в качестве заключения. Как часто вы сталкивались с необходимостью дежурного ночного освещения, чтобы в темное время суток можно было пройти по тускло освещенной комнате? Если у вас проложена низковольтная проводка, есть два интересных решения этой проблемы.

Первое довольно простое: вложить в каждую коробку с выключателем небольшой отрезок LED ленты или связку неоновых лампочек NE-2, включенных через токоограничивающий резистор от 100 кОм до 5 МОм.

В этом случае вы получите довольно интересный эффект внутреннего свечения. Из всех щелей и зазоров между пластиковыми деталями будет сочиться свет, что смотрится довольно необычно и дает необходимый уровень подсветки для ориентирования в полной темноте.

Второй вариант: подсветку можно сделать более яркой, вмонтировав сверхяркие светодиоды непосредственно в рамку, но это довольно сложная работа. Прежде всего нужно в нижней грани рамки проделать паз в 1 мм, сняв наждачной бумагой немного пластика на торце. Светодиоды нужно спаять последовательно, оптимальное количество которых — три штуки. В цепь также последовательно впаивается токоограничивающий резистор, номинал которого выбирается индивидуально.

Вся гирлянда крепится в полости рамки выключателя клеевым пистолетом или силиконовым герметиком, желательно ориентировать головки светодиодов к краю рамки. А если вы при ремонте сделаете несколько тонких штроб и вложите в них тонкий двухжильный провод, то сможете подсветить также и розетки.