Diagrama de cableado de un interruptor de luz
El ahorro de energía se ha convertido en un tema candente desde la aparición de la generación de electricidad comercial. Desde los primeros años de la iluminación eléctrica, han existido ideas para que los consumidores se enciendan manual y automáticamente durante el periodo necesario y se apaguen cuando no se utilicen. Un elemento de estos sistemas es el relé de impulsos.
Objetivo, principio de funcionamiento y aplicación
El relé de impulsos clásico, al igual que el relé convencional, consta de una bobina con un núcleo, un sistema móvil y un grupo de contactos. Este dispositivo suele denominarse biestable, porque tiene dos estados estables: con los contactos desconectados y con los contactos encendidos. El estado del relé se mantiene cuando se retira la tensión, lo que supone una gran diferencia con respecto a un sistema convencional.
En los diseños del mundo real, la presencia prolongada de tensión en la bobina se considera innecesaria e incluso perjudicial, ya que el devanado puede sobrecalentarse. Por lo tanto, un dispositivo de este tipo se controla mediante pulsos cortos:
- el primer impulso cierra los contactos;
- El segundo impulso abre los contactos;
- la tercera se cierra de nuevo y así sucesivamente.
Cada pulso reinicia los contactos al estado opuesto. Los pulsos son generados por los interruptores. Lo lógico es diseñar el dispositivo de conmutación como un pulsador sin enclavamiento.
Un pulsador normal no es adecuado para esta aplicación: es fácil olvidarse de él cuando se enciende y la bobina se estropea al poco tiempo. Los botones del timbre pueden utilizarse en lugar de los interruptores.
Un relé típico tiene entradas:
- A1 y A2 - para la conexión de energía de 220 voltios;
- S - entrada de control;
- NO, C, NC - terminales del sistema de contacto.
No existe una norma unificada para marcar los terminales. El marcado de los insumos puede variar de un fabricante a otro.
En realidad, la conmutación no se realiza de forma sincronizada pulsando un botón: el sistema espera a que la onda sinusoidal más cercana pase por el valor cero. Esto se hace para garantizar que la corriente sea nula al conmutar, lo que prolonga la vida útil del grupo de contactos. Pero si esa transición se produce dos veces por período, el retraso máximo será de 0,01 segundos, por lo que la breve pausa es imperceptible.
Muchos relés de impulso para el control de la luz eléctrica tienen entradas adicionales de encendido y apagado. Estos tienen prioridad sobre la entrada S: cuando se les aplica tensión, el relé puede conectarse o desconectarse a la fuerza, independientemente del estado del terminal S.
Un interruptor de impulsos puede utilizarse para crear sistemas de control de la iluminación en los que las luces pueden encenderse y apagarse desde varios lugares independientemente de otros dispositivos de conmutación. Tradicionalmente, este tipo de sistema se basa en interruptores de paso y de cruce, pero el uso de la conmutación por impulsos tiene sus propias ventajas.
Principales características técnicas
Los datos técnicos básicos son importantes a la hora de adquirir equipos de conmutación:
- poder del grupo de contacto;
- tensión de alimentación;
- corriente de funcionamiento de la bobina;
- diseño del grupo de contactos (de apertura y cierre o de cambio);
- funciones de servicio adicionales.
También hay que tener en cuenta el parámetro (a primera vista ilógico) del número de interruptores que se pueden conectar. Puede parecer una característica absurda, pero hay que tener en cuenta el uso generalizado de dispositivos con cadenas ligeras. Si hay muchos de ellos, la corriente total a través de estos circuitos será suficiente para disparar el relé.
La tensión de control de la mayoría de los dispositivos es de 220 voltios, pero también hay relés con control de baja tensión (12...36 voltios). Estos dispositivos ofrecen una gran ventaja de seguridad, pero requieren una fuente de alimentación adicional. Por esta razón, no se utilizan mucho en el hogar (a diferencia de la producción).
Los circuitos de control de los conmutadores biestables consumen muy poca corriente (este consumo de energía no tiene prácticamente ningún efecto en la lectura del contador). Esto hace que sea tentador utilizar una sección transversal pequeña (hasta 0,5 mm²) para los circuitos de control. Hay que tener en cuenta que, para proteger estos conductores, hay que instalar en el cuadro un disyuntor independiente con una corriente de disparo inferior. La idoneidad se determina caso por caso.
Tipos de relés biestables con desventajas y ventajas
Los conmutadores biestables están disponibles en dos diseños:
- El clásico electromecánico (disponible en una carcasa para el montaje en un carril DIN estándar);
- La versión electrónica moderna.
La segunda versión permite reducir las dimensiones, aumentar la fiabilidad de la unidad y permite a los desarrolladores implementar funciones de servicio prácticamente ilimitadas (temporizadores de apagado retardado, control de WI-Fi, etc.). Las desventajas de los interruptores electrónicos de luz pulsada son la baja inmunidad al ruido.
El clásico Los relés electromecánicos sólo son ligeramente sensibles al ruido y a las transmisionesEl relé electrónico de impulsos sólo se conecta ocasionalmente, pero funciona de forma ruidosa: un chasquido constante puede resultar molesto.
Diferentes diagramas de cableado para un relé de impulsos
El esquema más sencillo de un sistema de iluminación biestable es el siguiente:
Si los interruptores no están iluminados, el número de interruptores puede ser infinito.. De hecho, la distancia de instalación tiene un límite: a partir de una determinada longitud de cable, la resistencia de los conductores puede limitar la corriente necesaria para encender el relé. Pero para distancias razonables, esta limitación es teórica. Número de en paralelo El número de lámparas conectadas en paralelo está limitado por la capacidad de carga del grupo de contactos de salida.
| Nombre del relé | Tipo | capacidad de carga de contacto, А |
| MRP-2-1 | Electromagnético | 8 |
| MRP-1 | Electromagnético | 16 |
| BIS-410 | Electrónica | 16 |
| RIO-1M | Electromagnético | 16 |
| BIS-410 | Electrónica | 16 |
La tabla muestra que muchos relés aceptan cargas de 1760W a 3520W. Esto es suficiente para cubrir casi todas las necesidades razonables de iluminación (especialmente teniendo en cuenta la proliferación de equipos LED) sin el uso de relés intermedios.
Otra variante del esquema es el uso de entradas prioritarias para el encendido o apagado. Este principio se utiliza cuando hay que controlar de forma centralizada varias habitaciones o zonas. Al manipular los botones del control central, el estado de las lámparas no dependerá de su posición anterior: todas las luces pueden encenderse o apagarse al mismo tiempo. Esta conmutación de doble canal le permite encender o apagar las luces de todas las habitaciones a la vez desde un solo lugar y luego controlar las luces desde los botones locales.
El pulsador electromecánico se instala en el cuadro eléctrico - lo más conveniente es montar allí el carril DIN. La topología de enrutamiento de los cables se ilustra con un sencillo diagrama, como se muestra a continuación:
Algunas de las conexiones se realizan con cables en el cuadro eléctrico. También necesitarás:
- un cable de cinco núcleos para ir desde el cuadro eléctrico hasta la caja de conexiones (en ausencia de un conductor PE, un cable de cuatro núcleos);
- Un cable de tres hilos hasta la luminaria o el grupo (de dos hilos si no hay conductor PE);
- Los pulsadores se conectan en cadena con un cable de dos núcleos.
Si se utiliza un relé en versión electrónica se puede instalar en una caja de distribución. A continuación, los cables se colocan de la siguiente manera:
La diferencia con respecto a la versión anterior es que algunas de las conexiones se realizan en la caja de interruptores y no es necesario conducir el circuito desde los interruptores hasta el cuadro eléctrico. El número de hilos del cable que va de la caja al cuadro de distribución se reduce: en ausencia de un conductor PE, dos hilos son suficientes. Por lo tanto, este acuerdo suele ser más justificable desde el punto de vista económico.
Se recomienda un vídeo para reforzar la información sobre el cableado.
Relé de impulsos o disyuntor
Un sistema de control de tres o más plazas también puede conseguirse con dos a través de y con varias (tantas posiciones como sean necesarias) conexiones transversales.
En este caso, el tendido de cables es el siguiente (no se muestra el conductor PE). Obviamente, en este caso, todos los interruptores están conectados entre sí con un cable de tres conductores contra dos.
También es posible prescindir de la caja de conexiones y realizar conexiones en cadena. En este caso, el número de conductores en los cables de comunicación aumenta a 4, teniendo en cuenta el conductor de protección. Otra desventaja de este tipo de cableado es que los conductores N y PE tienen muchos puntos de conexión, lo que reduce la fiabilidad y seguridad del circuito.
Por lo tanto, un circuito con un relé de impulsos es más económico, aunque no es muy familiar. Y cuanto mayor sea la distancia entre los interruptores, mayor será el beneficio. Además, toda la corriente de carga del consumidor fluye a través del interruptor de paso, y cuando se implementa un circuito en pulsadores sólo se conmuta una pequeña corriente de control - la longevidad de los pulsadores será claramente mayor. Esta opción debe tenerse en cuenta a la hora de planificar un sistema de iluminación.
Funcionamiento en situaciones no estándar
Se trata de situaciones en las que el suministro eléctrico de un piso está completamente desconectado. Los relés se comportan de forma diferente cuando se restablece la alimentación:
- En el caso de los dispositivos del sistema electromecánico, la desenergización no provoca la conmutación, por lo que cuando el suministro de energía vuelve a funcionar, las luces estarán en el estado en el que las atrapó el corte de energía. Si las luces estaban encendidas, se volverán a encender; si estaban apagadas, permanecerán apagadas;
- Los aparatos electrónicos con memoria no volátil se comportan de la misma manera;
- La electrónica simple sin memoria se restablecerá al estado especificado por los diseñadores, normalmente a la posición de apagado (pero a veces también a la de encendido).
Otro posible conflicto es pulsar dos botones en lugares diferentes al mismo tiempo. El sistema tratará esto como una sola pulsación, independientemente de la versión del relé, y restablecerá el grupo de contactos a la posición opuesta.
Recomendado para ver: Uso de relés para controlar la iluminación en el hogar.
El uso de dispositivos de pulso permite construir cómodos esquemas de control de la iluminación que permiten encender las luces sólo cuando hay personas en el lugar. Esto supone un notable ahorro en los costes de electricidad. Estos sistemas también aumentan la comodidad de funcionamiento de los servicios públicos. En muchos casos, su uso se justifica también desde el punto de vista estético.