Elektroniczny Dom eHouse – Zasilanie Automatyki Domu

Inteligentny Dom, Automatyka Domu eHouse jest niskonapięciowym systemem sterowania domem.
Poprawne zasilanie w układach elektronicznych jest zawsze najważniejszym czynnikiem pracy urządzeń elektronicznych zarówno analogowych jak i cyfrowych.
W przypadku układów analogowych ma najczęściej znaczny wpływ na różne rodzaje zakłóceń powstających w układzie, które są wzmacniane i powielane w coraz to większym stopniu (można to zaobserwować na wszelkiego rodzaju sprzęcie audio-video).
Przy układach cyfrowych i mikroprocesorowych wpływ złego zasilania jest znacznie większy i może spowodować błędy funkcjonowania urządzeń, niestabilność systemów oraz nieprzewidywalne efekty.
W przypadku układów mieszanych (analogowo-cyfrowych) efekty te się nakładają powodując nieprzewidywalne zachowanie urządzeń elektronicznych.

Aby zapewnić poprawną pracę rozproszonego systemu niskonapięciowego konieczne jest właściwe zasilanie i uziemienie.
Niezbędne jest stabilne zasilanie o wymaganej wartości napięcia, która jest utrzymana bez względu na stany nieustalone oraz nagłe skoki pobieranego prądu. Konieczne jest także odfiltrowanie składowych zmiennych napięcia, pojawiających się w wyniku zakłóceń lub nagłych impulsów prądowych.

Dodatkowo system niskonapięciowy musi być odseparowany od zewnętrznych napięć.
Dotyczy to także napięć zasilających i mas które nie mogą się stykać z innymi potencjałami.

Wielkim błędem jest wykorzystywanie “uziemienia” (przewodu ochronnego) jako masy niskonapięciowej (punktu odniesienia 0V dla układów elektronicznych) lub zwieranie ich ze sobą szczególnie w paru punktach.
Na każdym przewodzie instalacji domowej 230V (o długości kilku lub kilkunastu metrów) mogą odkładać się chwilowe spadki napięć z rzędu kilkudziesięciu Voltów (spowodowane np. włączaniem urządzeń o znacznej mocy {kilka lub kilkanaście kilowatów}, które są kilka razy większe od napięć zasilających urządzeń elektronicznych. Taka sytuacja może spowodować zniszczenie całej instalacji
automatyki budynku i innych systemów rozproszonych jak sieci komputerowe, audio-video itd.

Bardzo ważne jest właściwe prowadzenie przewodów sygnałowych w dużej odległości od sygnałów zakłócających, które w stanach nieustalonych mogą powodować znaczne zakłócenia i zafałszowania wyników pomiarów.

Właściwe zasilanie jest pierwszym warunkiem poprawnej pracy dowolnego systemu automatyki domowej w tym eHouse.

Sterowniki elektronicznego domu eHouse powinny być zasilane z napięcia podtrzymanego lub UPS szczególnie sterownik zabezpieczeń i kotłowni.
Ze względu na stosunkowo małą wydajność urządzeń UPS najwygodniej wykonać samodzielnie układ zasilania Inteligentny Dom, Inteligentny budynek eHouse.

Chociaż system eHouse jest zasilany jedną wartością napięcia (od +12 do +14V) bardzo korzystnie jest rozdzielić zasilanie na dwie niezależne linie:

  • zasilanie z podtrzymaniem napięcia +12V dla sterowników mikroprocesorowych oraz ewentualnie przekaźników sterownika kotłowni i rolet, bram
  • zasilanie uzwojeń cewek przekaźników z napięcia bez podtrzymania

Korzyści takiego zasilania są znaczne:

  • podtrzymanie napięcia sterowników pracujących w sposób ciągły
  • podtrzymanie napięcia krytycznych przekaźników które muszą być włączone bez względu na zanik napięcia sieci
  • znaczną oszczędność energii z akumulatora ze względu na odłączenie zasilania przekaźników, które pobierają kilkaset mW każdy (włączony)
  • Odseparowane napięcia zasilania cewek od sterowników znacznie zmniejsza zakłócenia w wyniku wytwarzania impulsów indukowanych w uzwojeniach cewek przekaźników.
  • Dodatkowo wielokrotnie zwiększa się żywotność sterowników, które nie są narażone na bardzo silne impulsy, które mogą wielokrotnie przekroczyć wartość napięcia zasilającego sterowniki.

Schemat prostego i skutecznego zasilania Automatyka Domu, Automatyka Budynku eHouse, który można wykorzystać do zasilenia elektronicznego domu.
Zasilanie takie posiada wspomniane wcześniej zalety.
Elektroniczny dom eHouse - Właściwe zasilanie automatyki budynku i elektronicznych systemów rozproszonych

Układ elektroniczny jest prosty i tani, pomimo tego posiada wysoką funkcjonalność i skuteczność oraz znaczną bezawaryjność ze wzlędu na zdublowanie zasilaczy impulsowych. Dodatkowo wykorzystuje akumulator np samochodowy o bardzo dużej pojemności znacznie przewyższający akumulatory w domowych urządzeniach typu UPS.
Opis układu:
Do układu podłącza się jeden lub więcej zasilaczy impulsowych o napięciu ok 13.5V i mocy z rzędu 200W (tylko do zasilania sterowników automatyki domu i przekaźników). Zasilacze te można także rozdzielić używając dobry o małej wydajności prądowej do zasilania sterowników, a wysoko-prądowy do zasilania przekaźników.
Zasilacze impulsowe są oznaczone na schemacie jako V1 i V2.
V1 jest zasilaczem podstawowym
V2 zasilaczem awaryjnym (backupowym)
Pracują one równolegle i bezkolizyjnie zapewniając ciągłość pracy w przypadku uszkodzenia jednego z nich.
Napięcia dostarcza zasilacz, który posiada większe napięcie wyjściowe.
Napięcia z zasilaczy są rozdzielone przez diody schotky zapewniając uzyskanie trzech niezależnych funkcji elektrycznie odizolowanych od siebie:

  • D1, D2, F1 – Zapewnienie zasilania dla przekaźników (bez podtrzymania napięcia).
    Bezpiecznik F1 = 10A (Topikowy) stanowi zabezpieczenie przed zwarciem wyjść zasilaczy

  • D3, D4, L1 – Zapewnienie ładownia akumulatora.
    Akumulator ładuje się prądem ograniczonym przez żarówkę halogenową o mocy do 50W (max. 5A).
    W raz ze wzrostem napięcia na akumulatorze prąd zmniejsza się do 0 przy osiągnięciu maksymalnego napięcia na akumulatorze.
  • D5, D6, F2 – Zasilanie linii z podtrzymaniem napięcia (dla Sterowników mikroprocesorowych).
    Bezpiecznik Topikowy F2 zabezpiecza przed uszkodzeniem zasilaczy w wyniku zwarcia magistrali zasilającej.
    Ten segment działa tylko w przypadku pracy zasilacza impulsowego (napięcie zasilacza sieciowego większe od napięcia akumulatora).
    Dioda D7 przeciwdziała niekontrolowanemu ładowaniu akumulatora przez diody D5, D6 i rozładowaniu akumulatora w czasie gdy pracuje co najmniej jeden z zasilaczy impulsowych.

  • D7, F3 – Zasilanie Awaryjne – z podtrzymaniem napięcia z akumulatora. Sterowniki pracują do czasu aż napięcie na akumulatorze spadnie do około 6V.
    Diody D1-D6 nie przewodzą gdy nie ma napięcia z zasilacza sieciowego.

Kondensatory służą do odfiltrowania wszystkich składowych zmiennych napięcia zasilającego (począwszy od częstotliwości zasilacza impulsowego po redukcję wpływu impulsów prądowych). Kondensatory częściowo niwelują gwałtowne impulsy zakłócające pochodzące z cewek przekaźników.
Dioda D8 jest zabezpieczeniem przed przepięciami w cewkach przekaźników oraz ograniczająca zakłócenia “impulsy napięcia” powstałe w wyniku przełączania zasilania dla cewki.
Włącznik S1 służy do wyłączenia zasilania lub Resetu Hardwarowego (ok 1 min).

Więcej:

Sterowniki inteligentnego domu, sterowniki elektronicznego domu eHouse
Sterowanie oświetleniem, Sterowanie ogrzewaniem, sterownik oświetlenia, sterownik ogrzewania

One thought on “Elektroniczny Dom eHouse – Zasilanie Automatyki Domu”

Comments are closed.