Всего два месяца назад я спроектировал и собрал щит для управления светодиодными лентами в доме общей мощностью 3300 ватт. Вот статья про него.
Почти сразу появилась более серьёзная задача — щит управления лентами в доме, имеющими общую расчётную мощность 8200 ватт. В остальном задачи достаточно похожи: все ленты мультибелые (MIX, они же CCT, с изменяемой цветовой температурой), управляют лентами диммеры Larnitech DW-RGB03. Так что я использовал опыт проектирования первого щита с поправкой на значительное увеличение мощности лент.
Дизайн-проект
Вот фрагмент дизайн-проекта. По нему можно оценить наполнение дома лентами.
По периметру почти всех помещений есть светодиодная подсветка. Где-то добавляется лента в плинтусе. И очень-очень много подсветок мебели и различных декоративных элементов, вплоть до ниш для шампуней в душевых.
Моё личное мнение известно — 4 отдельно управляемых группы света плюс вытяжка в санузле площадью 2 квадратных метра это явное вредительство дизайнера. Но моя задача здесь состоит в том, чтобы спроектировать управление светом согласно дизайн-проекту, а не высказывать своё мнение.
Выбор светодиодных лент
Все ленты в доме мультибелые, с изменяемой цветовой температурой. Кабели к лентам от щита 3-жильные.
Напряжение питания лент 24 вольта, мощность до 7.2 ватт на метр на канал. То есть, если включено тёплое или холодное свечение, лента потребляет 7.2 ватта на метр, если включить оба канала вместе, она будет потреблять 14.4 ватта на метр. В расчётах кабелей и блоков питания необходимо учитывать максимально возможное потребление ленты, но в реальности ленты будут включены в какой-то один канал, то есть, потребление будет 7.2 ватта на метр.
В нескольких помещениях дома будет использоваться RGBW лента.
Кабели для светодиодных лент
Основная часть работы — сделать общую таблицу с расчётами каждой ленты дома. Вот фрагмент таблицы:
Получилось, что в доме 65 светодиодных лент типа MIX и 5 светодиодных лент типа RGBW. Общая мощность всех лент, включенных на все каналы, составляет 8200 ватт.
Задача, которую поставил заказчик, состояла в том, чтобы система была гибкой. То есть, можно было во время монтажа сделать ленту длиннее, чем она показана в дизайне, или подключить к одному кабелю 2 или 3 совсем мелкие ленты. Поэтому, в отличие от предыдущего щита, я не делил ленты на «слабые» и «мощные», а предусмотрел для всех лент кабель 3х2.5. За потолком максимально близко к ленте кабель заводится в монтажную коробку, от которой кабелем 3х0.75 разводится на отдельные отрезки лент длиной не более 5 метров.
Управление лентами
Используются модули Larnitech DW-RGB03. У каждого модуля 9 каналов управления до 3 ампер каждый.
В приложении Larnitech можно будет регулировать яркость и цветовую температуру каждой ленты отдельными ползунками.
А можно будет сделать два канала ленты отдельно управляемыми, то есть, один ползунок для тёплого канала, второй для холодного.
Все без исключения ленты подключаются через усилители Wirenboard WB-AMPLED с током на канал до 10 ампер.
В предыдущем щите часть лент подключалась через усилители, а часть без усилителей, для экономии места и усилителей. Здесь я решил подключать через усилители всё. Во-первых, чтобы было проще подключать, для единообразия. Во-вторых, чтобы не использовать 3-уровневые клеммники для подключения лент (об этом ниже). В-третьих, чтобы можно было при подключении лент не думать о том, что какая-то лента стала длиннее, чем было по дизайн-проекту, и для неё не хватит мощности модуля Larnitech.
Выбор блоков питания
Выбор был непростым. Ранее я использовал Meanwell SDR-960-24 с креплением на DIN рейку, мощность до 960 ватт на каждый блок. Но здесь общая мощность лент аж 8200 ватт. С учётом того, что необходимо оставлять запас на возможное увеличение длины лент разных групп, таких блоков понадобилось бы не менее 11 штук. Мощность блоков была бы распределена очень неоптимально, много мощности блоков бы пропадало. Ещё надо было бы раскидывать диммеры и усилители по разным блокам, что увеличило бы их количество.
Так что надо было увеличивать мощность блоков и уменьшать их количество. Я использовал блоки питания Meanwell RSP-3000-24.
Это довольно крупные блоки размером 278х177х64мм и весом 4кг.
Все ленты я распределил по трём блокам, так что расчётная мощность на каждый не превышает 2750 ватт.
В каждом блоке есть два вентилятора, поэтому при их размещении следует помнить о том, что они шумят.
Самое главное, что отличает три таких блока от 4-х блоков SDR-960-24 — при работе они гораздо сильнее греются, поэтому помещать их внутрь щита с оборудованием управления лентами не стоит.
Второе важное отличие — подключение. Ток выхода у одного блока — невообразимые 125 ампер. Они подключаются не через обычные клеммники с винтиками, а через пластины с отверстиями для болтов. Болты входят в комплект поставки блока.
Блоки питания размещаются рядом со щитом управления лентами, длина кабелей от блока до соответстующих клеммников в щите не более 2 метров. С учётом этого для подключения блоков к щиту я выбрал кабели ПУГВ 16, они должны быть обжаты со стороны блоков в медные наконечники ТМ16, а со стороны клеммников в щите в гильзы НШВИ 16.
К каждому блоку я купил соединительные провода ПУГВ 16 красного и чёрного цвета, наконечники для подключения блока к проводу, наконечники НШВИ 16 для подключения провода к щиту.
Для того, чтобы обжать провод в наконечник, нужны либо мощные клещи для опрессовки, либо (если клещей нет) хороший молоток.
Выбор щита
Я выбрал самый крупный щит из серии Гранит от EKF.
Размеры щита: 1400х650х275мм.
К нему отдельно приобретается шасси с дин-рейками на 224 модуля: 8 реек.
У щита степень влагозащиты IP66, но она нам совсем не нужна. При желании можно убрать уплотнительную резинку, это упростит открывание и закрывание щита. В любом случае, отверстия для ввода в щит кабелей избавят его от влагозащиты.
Вот щит с установленным шасси ждёт сборки.
Подключение блоков питания и лент
Питание блоков питания лент осуществляется из щита электроснабжения. В нём рейка выглядит так:
Вживую:
Контактор ABB EN40-40N-06 управляется от модуля реле Larnitech и отключает питание блоков, когда они не нужны (все ленты выключены) или когда температура в щите управления лент слишком высокая (там стоит датчик температуры).
От контактора питание идёт на 16-амперные автоматы, затем на устройства ограничения пускового тока Meanwell ICL-16R, а к ним уже подключаются блоки питания.
Я хотел предусмотреть в щите устройства для контроля мощности, потребляемой каждым блоком питания, чтобы понять, нет ли перегрузки и как вообще нагружены блоки. Сначала я выбрал измеритель на DIN-рейку Меандр ВАР-М01, но потом нашёл дешёвый китайский аналог под названием RIXET NVAHZ-1P.
С учётом того, что задача у измерителя достаточно простая и неответственная, я решил, что тут можно сэкономить и поставить измерители по 1000 рублей вместо 2500-3000 за Меандр. Самое плохое, что может произойти с измерителем — он выйдет из строя и создаст короткое замыкание на входе питания, но при этом отключится автомат питания соответствующего блока, а не всего дома. Да и отзывы на него достаточно хорошие.
Блоки питания подключаются к щиту электроснабжения кабелями 3х2.5, а вот на выходе у каждого блока два провода сечением по 16мм2 чёрного и красного цвета. В щите светодиодных лент они подключаются на распределительные блоки РБД-125А. Для сокращения длины соединительных проводов в щите эти блоки установлены на DIN рейке на боковой стенке щита. 6 блоков: 3 для плюсов 24В и 3 для минусов.
От распределительных блоков соединительные провода сечением 4мм2 расходятся на блоки одноуровневых клемм M4/6. На верхней DIN рейке к этим клеммам подключаются плюсы всех светодиодных лент. На DIN рейке между диммерами и усилителями к этим клеммам подключаются, собственно, усилители и диммеры. Структура такова, чтобы к каждому из 39 усилителей приходило +24 вольта (проводом сечением 4мм2), а к каждому диммеру — gnd.
Типовая схема подключения лент выглядит так:
Фото щита
Получившийся щит выглядит так:
Кабели от светодиодных лент заходят в щит сверху. +24 вольта всех кабелей заводится на верхний ряд клемм, минусы на тёплый и холодный канал заводятся на выходы усилителей. На каждом усилителе наклейка с маркировками кабелей лент.
Управляющие сигналы на усилители идут с модулей Larnitech DW-RGB03.
Про красоту монтажа проводов
Среди мастеров и организаций, выполняющих сборку щитов электрики и автоматики, принято все соединительные провода монтировать в жгутах за DIN-рейками и вдоль стоек щита, а также маркировать провода в местах подключения. Это выглядит примерно так:
Как я писал в своей статье про сборку щитов, я так не делаю — я соединяю клеммы между собой по кратчайшей траектории и не вымеряю длину проводов до миллиметра, чтобы они лежали идеально ровно. Плюс этого подхода — любой провод легко можно проследить глазами и пальцами. Можно что-то изменить в щите без необходимости разрезать стяжки и демонтировать раму щита. Также все провода становятся значительно короче, а это имеет значение при больших токах.
Если заказчику важно, чтобы провода были уложены один к одному идеально ровно, промаркированы и стянуты стяжками — я так не собираю, к счастью или к сожалению.
Про роль системы Умный Дом
Интересная деталь в этом проекте, как и во многих подобных, состоит в том, что Умный Дом там изначально не планировался. Огромное количество мультибелых подсветок и немалое количество обычных 220-вольтовых светильников, управляемых через выключатели, должно было быть реализоваться «как-нибудь классическим способом», без всех этих нововведений типа Умного Дома.
Менять цветовую температуру лент уже не получилось бы, так как не ставить же отдельные выключатели на разные цвета ленты. Для управления одноцветными лентами нужно было бы ставить блоки питания непосредственно перед лентами, по числу лент, либо по одному блоку на комнату, перед выключателями, коммутирующими 24 вольта.
Если всё же ставить мультибелые и RGBW ленты, нужны были бы диммеры в каждой комнате, с беспроводными пультами для каждой ленты, либо настенными панелями управления лентами.
В общем, реализовать систему без установки в каждом помещении (или хотя бы в каждом втором, чтобы радиосигнал добивал) диммеров не получилось бы. А ставить множество диммеров в электрощите или в специально выделенном этажном щите было бы по структуре системы куда сложнее, чем установить простые модули Wirenboard WB-LED и при необходимости усилители ЦИ-AMPLED. Можно было бы перейти для управления всем светом на DALI, но это тоже бы сильно усложнило систему. В любом случае, при большим количестве света со сложным управлением обязательно нужна автоматика и обязательно нужен профессиональный проект кабелей и щита.
