Назад к основам: основы устройств с питанием от контура | Прецизионный цифровой

Как управлять лампочкой с помощью одностороннего или одностороннего переключателя?

Как подключить выключатель света? Управление лампой с помощью одностороннего переключателя

В сегодняшнем учебном пособии по установке домашней электропроводки мы покажем как подключить выключатель света для управления световой точкой с помощью одностороннего или одностороннего выключателя.

Мы будем использовать основные SPST (однополюсный одноходовой) переключатель в этом руководстве для управления лампой / лампочкой из одного места.

Хорошо знать: Однополюсный, однонаправленный (SPST) переключатель известен как двухпозиционный переключатель, тумблер или выключатель света с тремя клеммами (две для линий и одна для земли) в Северной Америке (США — NEC). В то время как он известен как двухсторонний переключатель (имеющий два терминала) в Европе, Великобритании и следующих странах IEC.

Прежде чем вдаваться в подробности, мы должны показать базовая конструкция и механизм работы одностороннего переключателя что показано на рис. ниже:

Ниже приведено простое пошаговое руководство со схемой и схемой подключения, которая показывает как подключить выключатель света для управления лампочкой / лампой из одного места с помощью одностороннего или одностороннего выключателя?

Связанные электрические схемы:

• Как подключить 4-контактный переключатель (NEC) и промежуточный переключатель как 3-контактный (IEC)?
• Как подключить однополюсный однопозиционный переключатель (SPST) в качестве 2- и 1-стороннего переключателя? МЭК и НЭК
• Как подключить однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) в качестве 3- и 2-позиционного переключателя? МЭК и НЭК

• Однопозиционный переключатель (SPST = однополюсный однопозиционный) x 1 Нет
• Лампа (лампочка) x 1 Нет
• Короткие отрезки кабеля x 3 Нет

Это похоже на последовательную цепь, т. е. все компоненты соединены последовательно. Просто подключите нейтральный провод напрямую к лампочке, а затем подключите лампочку к выключателю через средний провод. Затем подключите провод под напряжением к выключателю, как показано на рис. ниже. На приведенном ниже рисунке показано основное подключение переключателя света и его положение, т. е. когда переключатель выключен, цепь работает как разомкнутая, и лампочка не светится. Чтобы включить лампочку, переключите S₁ должен быть замкнут, чтобы замкнуть цепь и зажечь лампочку.

На рис. ниже показаны принципиальные и электрические схемы выключателей света, которые показывают как подключить выключатель света?

Также обратите внимание, что цвета домашних проводов могут различаться в зависимости от региона. Кроме того, всегда используйте и подключайте заземляющий провод (прямой оголенный провод к выключателям, а электроприборы от заземляющего провода в распределительном щите для снижения риска поражения электрическим током и другой опасности), который не показан на рисунках выше.

На следующих схемах показано, как подключить лампочку к выключателю света в соответствии с NEC и IEC.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Хорошо знать:

• Коммутаторыи предохранителидолжен быть подключен через линия (Живой, Фазовый или Горячий) провод.
• Последовательное соединение выключателей не является предпочтительным способом подключения бытовой техники. Параллельный или последовательно-параллельный способ подключения более надежен.
• При таком подключении требуется меньше проводов и кабелей.

• Латунные винты должны быть подключены к горячему (линейному, токоведущему или фазному) проводу с использованием цветовых кодов проводов IEC и NEC. В случае SPDT и 4-ходовых (промежуточных переключателей) винты черного цвета используются для горячих или общих клемм. Короче говоря, цвет общего терминала отличается от цвета других терминалов.
• Серебряные винты должны быть подключены к нейтральному проводу (в случае переключаемой розетки).
• Зеленый винт должен быть подключен к заземлению / проводу заземления (зеленый / желтый или оголенный провод).
• Если на розетках нет винтов с цветовой маркировкой, обратитесь к руководству пользователя или обратитесь к лицензированному электрику.
• Нейтральный провод не требуется в проводке розеток 240 В (США). Также нейтральный провод никогда не подключается к выключателям.
• Используйте подходящее напряжение и номинальный ток переключателя с подходящим сечением проводов и подходящим автоматическим выключателем в соответствии с номинальной нагрузкой.

Меры предосторожности:

• Перед подключением к существующей или новой розетке или выключателю с электрической/распределительной коробкой выключите главный автоматический выключатель, чтобы убедиться, что источник питания ВЫКЛЮЧЕН.
• Свяжитесь с авторизованным и лицензированным электриком для установки выключателя, если вы не уверены в схемах подключения.
• Автор не несет ответственности за какие-либо убытки, травмы или ущерб в результате отображения или использования этой информации или в случае попытки использования какой-либо схемы в неправильном формате. Поэтому, пожалуйста! Будьте осторожны, потому что все дело в электричестве, а электричество слишком опасно.

Что такое устройства с питанием от контура?

Напоминая из предыдущей части этой серии, Основы токовых петель 4-20 мА, все токовые петли 4-20 мА требуют источника питания для работы. Многие настройки петли будут использовать внешний источник питания для питания устройств, подключенных к токовой петле. Однако возможно запитать все инструменты в петле питанием, подаваемым на саму петлю. Эти устройства называются петлевыми. Эту конкретную установку можно использовать в ситуациях, когда нецелесообразно подавать отдельное питание на все устройства или в опасных зонах, где требуется решение с низким энергопотреблением. Работая в отрасли, где требуется управление процессами, крайне важно понимать, подходит ли внедрение решения с питанием от контура для вашей установки.

Фундаментальный принцип электричества заключается в том, что сила тока одинакова во всех точках замкнутого контура тока. Вот почему токовая петля 4-20 мА является идеальным аналоговым стандартом для передачи информации на большие расстояния, а также через несколько счетчиков, передатчиков, регистраторов данных и других устройств петли 4-20 мА.

Рисунок 1. Базовая токовая петля

Ток всегда будет оставаться постоянным на всех устройствах в контуре. Пока имеется достаточное напряжение, сигнал 4 мА, генерируемый в передатчике, по-прежнему будет сигналом 4 мА, когда достигнет приемника. Этот фундаментальный фактор позволяет питать от токовой петли столько устройств, сколько может поддерживать источник питания, не влияя на сигнал процесса.

Устройство с питанием от контура — это просто устройство управления технологическим процессом, такое как цифровой дисплей, который использует этот принцип для отключения питания от контура 4-20 мА, не влияя на уровни тока в этом контуре. Инструменты с питанием от контура по своей природе должны потреблять очень мало энергии, чтобы иметь возможность работать с конечной мощностью, подаваемой на контур. Следовательно, этот факт определяет характеристики устройств с питанием от контура и их применения.

Определение характеристик

Устройства с питанием от контура поставляются с двумя входными разъемами: положительным (+) и отрицательным (-). Сигнал тока входит через положительную (+) клемму и выходит через отрицательную (-) клемму. Поэтому термин «питание от контура» является синонимом термина «2-проводной» (это означает, что только 2 соединения/провода задействованы в любом из соединений между передатчиком, источником питания и выходным устройством).

В дополнение к тому, что они просты в подключении и требуют очень мало энергии, есть несколько других определяющих характеристик устройств с питанием от контура. Обычно они не имеют светодиодных дисплеев или механических реле. Выходы процесса и возможности последовательной связи весьма ограничены. Однако устройства с питанием от контура обычно дешевле, проще в установке и часто имеют сертификаты для опасных зон, такие как искробезопасность (IS) и невоспламеняемость (NI). Также распространены взрывозащищенные устройства с питанием от контура, поскольку они значительно упрощают установку.

Рис. 2. Определение характеристик устройств с питанием от контура

преимущества

Есть несколько преимуществ использования энергии, подаваемой на токовую петлю, для питания ваших устройств, а не включения дополнительного источника питания в вашу систему.

Дополнительная мощность не требуется

Прежде всего, может оказаться невозможным подавать дополнительную мощность в вашу систему, например, если ваше приложение находится в удаленной области. В этом случае ваш передатчик может питаться от батареи, солнечной батареи или другого источника питания, а другие устройства в системе будут получать питание от передатчика. Затраты на прокладку дополнительных линий также могут сделать дополнительную мощность, кроме стоимости сигнала 4–20 мА, непомерно высокой.

Простая проводка

Поскольку для всей системы используется только один источник питания (часто обеспечивается преобразователем, который выдает сигнал 4-20 мА), устройства с питанием от контура невероятно просты в настройке. Требуются только два провода, положительное (+) и отрицательное (-) подключение к токовой петле. Это отличается от трех- и четырехпроводных схем, которые включают в себя внешний источник питания. Это делает сложность установки минимальной.

Рис. 3. Пример двухпроводного подключения

Низкая стоимость

Устройства с питанием от контура часто намного дешевле, чем другие устройства управления технологическим процессом со встроенной электроникой высокой мощности. Это просто потому, что дорогие компоненты, которые могли бы быть включены в эти устройства, такие как источники питания, механические реле или усовершенствованные компоненты вывода цифровых или аналоговых сигналов, исключены, чтобы ограничить количество энергии, необходимой для работы устройства.

Сертификаты для опасных зон

Многие устройства с питанием от контура одобрены для использования во взрывоопасных зонах как невоспламеняющиеся (NI) или искробезопасные (IS). Оба этих сертификата требуют, чтобы устройство потребляло настолько мало энергии, что оно не могло бы вызвать возгорание в нормальных условиях эксплуатации или в условиях неисправности, соответственно. Поскольку энергопотребление устройств с питанием от контура по необходимости настолько низкое, они обычно являются легкими кандидатами на получение этих разрешений.

Рис. 4. Metes с питанием от контура, установленные на компрессорной панели Div 2

Ограничения

Преимущества использования устройств с питанием от контура делают их серьезными претендентами на применение во многих приложениях управления технологическими процессами. Однако есть некоторые недостатки, которые необходимо принять во внимание, прежде чем планировать использование питания контура в вашем конкретном приложении. Эти недостатки могут быть незначительными или потенциально могут полностью исключить использование устройств с питанием от контура.

К недостаткам, прежде всего, относится то, что устройства с контурным питанием работают на конечной мощности, подводимой к токовой петле 4-20 мА, и добавляют падение напряжения в петлю. Источник питания для контуров 4–20 мА обычно составляет 24 В, но может варьироваться. Все устройства с питанием от контура в контуре должны питаться от этого одного источника питания. Из-за этого крайне важно проверить характеристики падения напряжения на всех ваших устройствах, чтобы убедиться, что источник питания способен обеспечить достаточное напряжение для всех компонентов в контуре. Сумма всех падений напряжения на всех устройствах в контуре должна быть меньше напряжения источника питания. Лучше оставить место для ошибок и колебаний напряжения, чтобы общее падение напряжения составляло менее 80 % от напряжения питания.

Спецификация падения напряжения предоставляется в различных форматах. Потенциально его можно отформатировать как максимальное падение напряжения для устройства (например, 3.0 В макс.), уровень напряжения при определенном уровне тока (например, 3 В при 20 мА), входное сопротивление (например, 150 Ом) или справочную таблицу, показывающую питание. напряжение относительно эквивалентного сопротивления.

Критические характеристики, которые следует помнить

Если вы рассматриваете устройство с питанием от контура для своего приложения, есть несколько важных характеристик, о которых вы должны знать, прежде чем сделать окончательный выбор:

Падение напряжения

Проверьте характеристики падения напряжения, чтобы убедиться, что источник питания обеспечивает достаточное напряжение для всех компонентов контура.

Выходы

Если от вашего устройства с питанием от контура требуются выходы, внимательно проверьте тип выходов и доступные номиналы. Устройства с питанием от контура должны иметь маломощные выходы, такие как пассивные выходы 4–20 мА, а не выходы с автономным питанием, и транзисторные выходы с открытым коллектором, а не реле. Убедитесь, что ваша система предназначена для работы с доступными выходами. Заранее планируйте любые внешние источники питания, внешние реле или другое оборудование, которое может потребоваться вашей системе для работы с этими выходами.

Рабочая Температура

Это спецификация, которую часто упускают из виду. Для устройств с жидкокристаллической индикацией это критично, так как у многих будут проблемы в морозы, например -20 или -40°С.

Когда лучше всего использовать устройство с питанием от контура?

Внимательно взвесьте все за и против, чтобы определить, подходят ли устройства с питанием от контура для вашего приложения.

Помните, что устройства с питанием от контура часто недороги, а также просты в установке и обслуживании. Они часто имеют важные сертификаты агентства, такие как сертификаты искробезопасности (IS) и невоспламеняемости (NI), которые жизненно важны, если вы планируете использовать их в опасных зонах.

К недостаткам устройств с питанием от контура относятся ограниченное количество и тип выходов, а также очень малая мощность, что не позволяет использовать светодиодные дисплеи, механические реле и ограничивает последовательную связь.

Вещи, чтобы Рассмотреть

Вот несколько моментов, которые следует учитывать и которые могут помочь вам дисквалифицировать устройства с питанием от контура для вашего приложения:

1. Вам нужен светодиодный экран?
2. Требуются ли для вашего приложения механические реле?
3. Вам требуется автономный выход 4-20 мА от вашего устройства?
4. Требуется ли вам использование последовательной связи?
5. Обеспечивает ли ваш контурный источник питания достаточное напряжение для питания устройств с контурным питанием?
6. Использует ли ваше приложение сигнал процесса, отличный от токовой петли 4–20 мА?

Если ответ на любой из этих вопросов «да», то использование устройств с питанием от контура не подходит для вашего приложения.

Обзор устройств с питанием от контура

Термин «питание от контура» просто означает, что рассматриваемое устройство получает питание от технологического сигнала 4–20 мА, подключенного к устройству. Это возможно, потому что ток одинаков во всей петле 4-20 мА, поэтому перепады напряжения, вызванные устройствами с питанием от петли, не влияют на токовый сигнал.

Устройства с питанием от контура просты, легко подключаются и потребляют очень мало энергии. Однако важно знать об ограничениях устройств с питанием от контура, таких как недоступность реле, светодиодных дисплеев или расширенной последовательной связи. Вы должны обязательно обращать внимание на технические характеристики, такие как падение напряжения, требования к выходной мощности, требования к мощности, рабочая температура и сертификаты для опасных зон, чтобы избежать проблем с вашей конкретной системой управления. Если для вашего приложения требуется недорогое, простое в установке решение с низким энергопотреблением, и ни один из вышеупомянутых дисквалифицирующих факторов не применим, тогда питание контура может быть правильным ответом для вашего приложения.

Саймон Паонесса, технический писатель
Прецизионная цифровая корпорация

Смотреть: Устройства с питанием от контура, Основы

Посмотрите этот записанный веб-семинар, созданный в качестве вводного занятия для тех, кто имеет дело со счетчиками с двухпроводным питанием от контура и другими устройствами. Получите четкое представление об основных критериях использования и спецификации устройства с питанием от контура и узнайте, когда устройство с питанием от контура подходит для вашего приложения.

Вы можете быть заинтересованы в

PD9502 Недорогой генератор сигналов

Недорогой, компактный, простой в использовании генератор сигналов 4–20 мА или 0–10 В постоянного тока.

PD6600 Loop Leader IS & NI Process Meter с питанием от контура

Внесены в список UL и C-UL как искробезопасные и невоспламеняющиеся, а также сертифицированы ATEX и IECEx для искробезопасности в опасных зонах.

PD685 Искробезопасный счетчик с питанием от контура IP67

Простой в использовании индикатор с питанием от контура, сертифицированный CSA, ATEX и IECEx как искробезопасный для использования во взрывоопасных зонах по газу и пыли по всему миру.