Elektryczne oświetlenie towarzyszy nam w każdym budynku mieszkalnym. Nie sposób sobie wyobrazić życia bez tej dogodności. Większość użytkowników nie zastanawia się, jak je zapalać i gasić. Tym zajmują się elektrycy. Fachowy elektryk powinien potrafić zaproponować najkorzystniejszy sposób sterowania oświetleniem. Odpowiedni dla wskazanego miejsca i sposobu jego użytkowania.

Fot. 1 Philips Hue - LED’owe światło sterowane smartfonem. Philips Hue to najbardziej zaawansowane technologicznie LED’owe źródło światła, które otwiera nowy rozdział w historii oświetlenia domowego. Dostępny od początku listopada w sklepach Apple produkt umożliwia bezprzewodowe sterowanie oświetleniem oraz tworzenie kompozycji oświetleniowych w mieszkaniu za pomocą aplikacji zainstalowanej w smartfonie lub tablecie. Konfigurację systemu Philips Hue można przeprowadzić w ciągu zaledwie kilku minut. Intuicyjnie obsługiwana aplikacja pozwala na zdalne sterowanie domowym oświetleniem, dzięki czemu można zabezpieczyć mieszkanie przed wizytą nieproszonych gości, a także wybrać w pełni spersonalizowane ustawienia i programy dopasowane do rytmu dnia i rozkładu zajęć domowników. Dzięki wykorzystaniu wysokiej jakości energooszczędnych żarówek LED, system oświetlenia Philips Hue pozwala uzyskać wybraną barwę światła białego lub stworzyć dowolny inny kolor.Fot. 1 Philips Hue - LED’owe światło sterowane smartfonem. Philips Hue to najbardziej zaawansowane technologicznie LED’owe źródło światła, które otwiera nowy rozdział w historii oświetlenia domowego. Dostępny od początku listopada w sklepach Apple produkt umożliwia bezprzewodowe sterowanie oświetleniem oraz tworzenie kompozycji oświetleniowych w mieszkaniu za pomocą aplikacji zainstalowanej w smartfonie lub tablecie. Konfigurację systemu Philips Hue można przeprowadzić w ciągu zaledwie kilku minut. Intuicyjnie obsługiwana aplikacja pozwala na zdalne sterowanie domowym oświetleniem, dzięki czemu można zabezpieczyć mieszkanie przed wizytą nieproszonych gości, a także wybrać w pełni spersonalizowane ustawienia i programy dopasowane do rytmu dnia i rozkładu zajęć domowników. Dzięki wykorzystaniu wysokiej jakości energooszczędnych żarówek LED, system oświetlenia Philips Hue pozwala uzyskać wybraną barwę światła białego lub stworzyć dowolny inny kolor.

Jest wiele możliwości

Oświetlenie może być załączane z jednego, dwóch lub wielu miejsc. Można je także ściemniać z jednego lub dowolnej ilości miejsc. Także bezprzewodowo, za pomocą pilotów. Możliwe jest załączanie ręczne lub automatyczne, w zależności od fizycznych warunków panujących w otoczeniu lampy. A także na określony czas lub do określonego zdarzenia, wyznaczonego terminu lub po prostu ręcznie. W inteligentnych instalacjach można sformułować dowolne zależności logiczne w odniesieniu do różnych parametrów, fizycznych, czasowych, obecności itd. Natomiast dla szczególnie wymagających systemy elektroniczne umożliwiają utrzymywanie stałego poziomu oświetlenia, niezależnie od zmieniających się warunków zewnętrznych albo możliwość dowolnej regulacji barwy światła.

Dostosowane do potrzeb

Sterowanie oświetleniem, jak samo oświetlenie, musi być dostosowane do konkretnych potrzeb użytkowników. Dobór lamp i wykorzystywanych źródeł światła jest dziedziną dość dobrze opisaną. Istnieje wiele poradników i jest wiele programów służących do projektowania oświetlenia. Natomiast zaprojektowanie sterowania wymaga nie tylko wiedzy technicznej, ale także znajomości trybu i sposobów użytkowania pomieszczeń. Zmienia się wraz ze zmianą umeblowania czy zmianą użytkownika. Zawsze zgodnie z jego upodobaniami i oczekiwaniami. Urządzenia obsługowe powinny być ergonomiczne i funkcjonalne. I powinny znajdować się w miejscach ułatwiających korzystanie z nich. Oświetlenie powinno być załączane intuicyjnie. Niezależnie od poziomu automatyzacji. Przykładowo, w najprostszym układzie, jakim jest jeden wyłącznik załączający jedną lampę – powinien znajdować się przy wejściu do pomieszczenia. Po przeciwnej stronie niż zawiasy drzwi, na typowej wysokości. Dzięki temu odruchowo, nawet pierwszy raz wchodząc do pomieszczenia, łatwo będzie zapalić oświetlenie. W przypadku wyłącznika kołyskowego naciśnięcie górnej połówki powinno załączać, a dolne – wyłączać oświetlenie.

W przejściu

W pomieszczeniach przejściowych konieczne jest zainstalowanie kilku łączników, tak, aby wchodzący przez dowolne drzwi, mógł za- jak i wyłączyć oświetlenie. Najczęściej stosowany jest układ schodowo-krzyżowy, stanowiący układ szeregowo połączonych łączników. Na obu końcach schodowe, a między nimi dowolne ilość krzyżowych. Ten sam efekt można osiągnąć za pomocą dowolnej liczby przycisków współpracujących z przekaźnikiem bistabilnym. Alternatywą dla tych rozwiązań jest zastosowanie przycisków radiowych, bateryjnych lub piezoelektrycznych. Do takich przycisków nie musi być doprowadzone zasilanie, można je, więc montować na ruchomych elementach, np. drzwiach przesuwnych, na szklanych ścianach i wszędzie tam, gdzie nagle pojawia się potrzeba sterowania. Natomiast samo załączanie następuje za pośrednictwem radiowych urządzeń wykonawczych, których w układzie może być dowolna ilość (minimum jedno).

Specyficznym miejscem są klatki schodowe i korytarze w blokach mieszkalnych. Tam ważna jest nie tylko możliwość załączenia, ale także samoczynne wyłączenie. Do tego celu wykorzystuje się tzw. automaty schodowe. Są to przekaźniki czasowe. Charakterystyczne dla nich jest natychmiastowe załączenie po naciśnięciu dowolnego przycisku i samoczynne wyłączenie po wypracowaniu nastawionego czasu. Podtrzymanie może być ustawione w sposób bezwzględny, wtedy wyłącznie nastąpi dokładnie po upływie nastawionego czasu, bez względu na to, czy tym okresie były naciskane inne przyciski. Częściej jednak używane są automaty zawsze odliczające czas od ostatniego naciśnięcia. Oprócz przycisków do załączania oświetlenia w takich układach można używać czujek ruchu, obecności ew. inteligentnych przycisków, także bezprzewodowych.

Pojawiam się i znikam

W wielu miejscach wygodnym rozwiązaniem jest samoczynne załączanie. W zależności od miejsca może ono być uzależnione od poziomu natężenia oświetlenia naturalnego, pory dnia, intensywności ruchu, obecności lub pozycji np. drzwi. W miejscach, w których musi być zawsze zapewnione minimum oświetlenia wystarczy zastosować czujkę zmierzchową. Zawsze, gdy zapadnie zmierzch, tj. gdy pomierzona przez czujnik wartość natężenia oświetlenia spadnie poniżej nastawionej wartość, oświetlenia załączy się samo. Nie tylko przed domem, ale także w korytarzu czy pokoju dziecinnym. Zazwyczaj są to lampki o ułamkowych mocach, praktycznie niewpływające na bilans energetyczny domu.

Fot. 2 Ściemniacz elektroniczny sterowany pilotem lub dotykiem. Przeznaczony do współpracy z obciążeniem żarowym i halogenowym. Może być sterowany za pomocą dowolnego pilota podczerwieni.Fot. 2 Ściemniacz elektroniczny sterowany pilotem lub dotykiem. Przeznaczony do współpracy z obciążeniem żarowym i halogenowym. Może być sterowany za pomocą dowolnego pilota podczerwieni.

Jak w zegarku

Rozwiązaniem minimalizującym zużycie energii są czujki ruchu (montowane na ścianach) i czujki obecności (instalowane na sufitach). Najczęściej są wyposażone w czujniki zmierzchowe oraz detektory ruchu źródeł podczerwieni. Obydwa czujniki są powiązane ze sobą logicznie. Oświetlenie załączy się dopiero wtedy, gdy zostaną spełnione oba warunki: nastawiona wartość oświetlenia naturalnego zostanie przekroczona w dół i zostanie wykryty ruch źródła ciepła. Wyłączenie następuje po zakończeniu wykrywania ruchu. To znaczy, po upływie nastawionego czasu, odliczanego od ostatniego rozpoznania ruchu. W dużych pomieszczeniach można łączyć wiele czujek w jedną sieć. Zaleca się stosowanie układu master- -slave.

W przypadku równoległego łączenia następuje niekorzystne zjawisko polegające na tym, że sumaryczna moc załączanych lamp będzie zawsze odpowiadać możliwościom najsłabszej czujki, a minimalna moc będzie sumą minimalnych mocy wszystkich współpracujących czujek. Czujki takie zwykle służą do załączania lamp większej mocy. Sterowanie zależne od pory dnia jest w domach prywatnych wykorzystywane dość rzadko. Osoby lubiące światło korzystają z takiego sposobu sterowania szczególnie rankami. Zanim zadzwoni budzik, w sypialni załącza się oświetlenie. Czasem już to wystarcza, aby się obudzić, bez niepokojenia osób śpiących w sąsiednich pokojach.

Układ czasowy, np. zwykły, tzw. timer, umożliwia takie działanie. Niestety najprostsze rozwiązania nie są doskonałe. Zegar czasowy działa zawsze tak samo. Niezależnie od tego, czy wokół jest jasno, czy ciemno. Czy ktoś jest w pomieszczeniu, czy wyjechał na jakiś czas. Nie uwzględnia też zmian trybu życia, np. tego, że w weekendy zwykle wstaje się nieco później. Oczywiście można skorzystać z tygodniowego zegara sterowniczego pozwalającego na zaprogramowanie każdego dnia tygodnia całkowicie niezależnie lub z zegara rocznego, który uwzględnia wszystkie święta (państwowe, kościelne i prywatne) i zwykle posiada kilka trybów działania, które można zmieniać także ręcznie.

Fot. 3 Lampa 3 PowerLED o zmiennej barwie światła RGB może być sterowana zdalnie za pomocą pilota.Fot. 3 Lampa 3 PowerLED o zmiennej barwie światła RGB może być sterowana zdalnie za pomocą pilota.

Działanie zegarów sterowniczych można powiązać z działaniem czujek ruchu lub obecności. Wymaga to odpowiedniego przygotowania instalacji. Uwaga ta nie dotyczy tzw. inteligentnych instalacji, w których związane jest to głównie z odpowiednim zaprogramowaniem istniejących urządzeń. Przykładem tego są dotykowe panele sterownicze w instalacji KNX, wyposażone w roczne zegary sterownicze z programami astronomicznymi (zapamiętujące terminy wschodów i zachodów słońca w każdej szerokości geograficznej). Oczywiście oświetlenie sterowane w podobny sposób może korzystać także ze wskazań dowolnych innych czujników zastosowanych w systemie. A wynik ich pomiarów może być przetwarzany przez dowolnie skomplikowane algorytmy funkcji logicznych.

Technika puka do drzwi

Nie zawsze trzeba komplikować instalację i montować skomplikowane urządzenia elektroniczne, aby osiągnąć pożądany efekt. Czasem wystarcza zwykłe mikroprzełączniki lub kontaktrony. Przykładem może być łazienka, w której otwarcie drzwi powoduje krótkotrwałe załączenie oświetlenia. A po przekręceniu rygla w drzwiach oświetlenie pozostanie załączone do momentu, aż użytkownik odblokuje drzwi.

W pełnym świetle

Specyficzne wymagania w stosunku do oświetlenia mają osoby, których zajęcie wymaga zapewnienia stałego natężenia oświetlenia. Plastycy czy hobbiści wykonujący precyzyjne czynności potrzebują aby nagłe zachmurzenie nie odrywało ich od pracy. Specjalne czujniki dokonują stałego pomiaru natężenia oświetlenia. Gdy tylko poziom oświetlenia naturalnego obniży się poniżej nastawionej wartość, brakująca ilość światła zostanie uzupełniona przez oświetlenie sztuczne. Lampy płynnie rozjaśniają się, nie dopuszczając by wahania intensywności oświetlenia były zauważane przez człowieka. Zapewnia to wysoki komfort i bezpieczeństwo wykonywania czynności. Naturalnie, czujnik działa tylko przy załączonym oświetleniu. Ze względu na to, że wchodząc lub wychodząc z jasnego pomieszczenia zwykle nie „pstryka” się wyłącznikiem, wskazane jest w takich miejscach zainstalowanie także czujek obecności. Wtedy zawsze, gdy ktoś się znajduje w strefie kontrolowanej przez czujkę obecności, to zawsze będzie zapewnione odpowiednio intensywne oświetlenie.

Teraz możesz pościemniać

Wszystkie opisane powyżej, z wyjątkiem ostatniego, sposoby sterownia oświetleniem dotyczyły załączania i wyłączanie. Oprócz tego powszechnie wykorzystuje się płynną regulację za pomocą ściemniaczy. Każde z opisanych rozwiązań odnosi się także do lamp ściemnianych. A ściemniać można, właściwie, wszystkie źródła światła stosowane w pomieszczeniach mieszkalnych. Lampy i grupy lamp można, tak samo jak załączać, ściemniać z jednego lub wielu miejsc. Można do tego celu wykorzystywać łączniki, czujki i zegary. Do ściemniania jednej grupy lamp (galwanicznie połączonych równolegle) wystarcza zawsze jeden ściemniacz. Nawet jeśli konieczna jest obsługa z wielu miejsc. W takich sytuacjach do ściemniacza przyłącza się wtórniki lub zwykłe przyciski dzwonkowe. Ilość ich, jeżeli nie są podświetlane, może być dowolna. Każdym z nich można załączać, wyłączać, rozjaśniać i ściemniać. Automaty schodowe współpracujące ze ściemniaczami pozwalają na powolne ściemnianie po wypracowaniu czasu. A jako ochronę wzroku przed olśnieniem spowodowanym nagłym załączeniem, można zastosować powolne rozjaśnianie.

Fot. 4 Czujnik montowany w suficie podwieszanym.Fot. 4 Czujnik montowany w suficie podwieszanym.

Pod względem obsługi i możliwości zastosowań nie ma żadnych ograniczeń. Można je wykorzystywać wszędzie tam, gdzie najpierw zaplanowano wyłączniki lub przełączniki. Problemem może być natomiast dobór źródeł światła. O ile zastosowania lamp żarowych i halogenowych nie sprawia żadnych kłopotów technicznych, to ściemnianie świetlówek czy ledówek może sprawić niespodzianki. To, że każda z tych lamp może być zasilana napięciem 230 V i posiada typowy trzonek E27, E14 lub GU10, nie oznacza wcale, że można używać ich zamiennie do żarówek czy halogenów. Niektóre z lamp świetlówkowych i ledowych wymagają doprowadzenia dodatkowej instalacji sterowniczej.

Zwykle dwóch dodatkowych żył podających analogowy lub cyfrowy sygnał do układu sterującego pracą źródeł światła. Na szczęście problemy te powoli odchodzą do przeszłości. Producenci źródeł światła dostrzegli tę barierę i coraz częściej wyposażają „żarówki” w elektroniczne układy umożliwiające regulację za pomocą „zwykłych” ściemniaczy i typowej, trójprzewodowej instalacji. Niemal każde dotychczasowe źródło światła może być zastąpione nowym. Żarówki można zastępować halogenami, świetlówkami i ledami. Podobnie zamiast halogenów oferowane są świetlówkowe i ledowe zamienniki. Nawet rurowe świetlówki można zastępować rurami ledowymi. A instalacja i układy sterownicze mogą pozostawać bez zmian.

Bądź reżyserem

Jest jeszcze jeden sposób sterowania oświetleniem. Jest to zarządzanie scenami świetlnymi. Niestety, dla posiadaczy tradycyjnej instalacji niemożliwe do zastosowania. Scena świetlna jest to wyreżyserowana sytuacja oświetleniowa w jakimś pomieszczeniu. Oświetlenie dostosowane do jakiejś typowej sytuacji, np. spożywania kolacji dotyczy zawsze wszystkich lamp znajdujących się w tym pomieszczeniu. Lub wszystkich lamp wpływających na atmosferę panującą w nim. Wtedy scena obejmuje także lampy z sąsiednich pomieszczeń, które swoim światłem wpływają na stan oświetlenia w interesującym pokoju, np. salonie.

Po nastawieniu każdej lampy, załączeniu, ściemnieniu, rozjaśnieniu lub ustawieniu jakieś barwy w przypadku lamp RGB, stany te zostają zapamiętane. Od tego momentu wystarczy naciśnięcie jednego przycisku, aby przywołać zapamiętane stany. Scena, w zależności od systemu sterowania, może obejmować ograniczoną lub dowolną ilość lamp. Niezależnie od ich rodzaju i mocy. Funkcję tę (operowanie scenami) zapewniają jedynie inteligentne systemy sterowania. Przewodowe i bezprzewodowe. Niektóre systemy, np. KNX umożliwiają stopniowe lub warunkowe załączanie sceny. Poszczególne lampy mogą załączać się w zaplanowanej kolejności, z zapamiętanymi opóźnieniami czasowymi i z dowolnie ustawionymi prędkościami rozjaśniania się, ściemniania czy przechodzenia z barwy startowej do barwy docelowej. Załączanie scen może być oczywiście powiązane z działaniem zegarów sterowniczych, czujek ruchu, obecności, a także inicjowane za pośrednictwem pilotów lub czujników reagujących na jakieś zdarzenia.

Istotnym uwarunkowaniem funkcjonalności jest zwykle oprzewodowanie. W klasycznej instalacji 230 V układ przewodów determinuje możliwości sterownicze. A każda modyfikacja wymaga zmian w samej instalacji. Zwykle zmiany trasy przewodu lub dodawanie nowych. Wiąże się to z uciążliwymi pracami budowlanymi. W instalacjach magistralnych istotne jest tylko miejsce doprowadzenia przewodów, gdyż każdy przycisk czy czujnik wymaga takiego samego przyłączenia, a zmiany następują przez przeprogramowanie. Możliwe jest też dodawanie bezprzewodowych przycisków, czyli stacjonarnych pilotów, współpracujących z daną instalacją magistralną. Dodatkową zaletą systemów magistralnych jest możliwość wykorzystania urządzeń przenośnych – smartfonów, tabletów – do sterowania oświetleniem i całym domem.

Patrz w przyszłość

Obecna technika oferuje wiele różnych sposobów sterowania. Na etapie planowania czy układania instalacji każdy fachowy elektryk bez problemu rozwiąże dowolny problem techniczny. Trudniejsza będzie realizacja niektórych funkcji w instalacjach, które już istnieją. Dlatego najważniejszym elementem jest rozpoznanie potrzeb przyszłego użytkownika. A niewiele mniejsze znaczenia mają przezorność i wyobraźnia elektryka. Zdolny fachowiec jest w stanie przewidzieć większość przyszłych potrzeb klienta. Dlatego, niezależnie od minimalistycznych potrzeb zlecającego powinien zbudować przezorną instalację. Taką, w której można bez rozpruwania ścian realizować późniejsze pomysły i potrzeby. Planowanie instalacji elektrycznej nigdy nie może być sztuką dla sztuki. Musi być inteligentną sztuką użytkową. Ku zadowoleniu klientów i satysfakcji fachowca polecanego przez byłych zleceniodawców.

Andrzej Dubrawski