رله تابلویی زیگبی یا کلید رله‌دار زیگبی؟ مقایسه کامل برای برقکارها و سازنده‌ها

اگر برقکار یا سازنده باشید، حتماً این جمله را از کارفرما شنیده‌اید: «کلید هوشمند زیگبی بزن؛ همان‌هایی که توی قوطی معمولی جا می‌شوند.» انتخاب بین رله تابلویی زیگبی و کلید رله‌دار زیگبی از آن تصمیم‌هایی است که اگر درست گرفته نشود، چند ماه بعد با یک تماس ناراحت و یک کلید سوخته برمی‌گردد سراغتان. در این مقاله به زبان کارگاهی توضیح می‌دهیم هر کدام چطور کار می‌کند، چرا رله داخل قوطی کلید زودتر از پا درمی‌آید، لاین نوری با رله چه می‌کند و دیاگرام سیم‌کشی هر دو روش چه شکلی است. اگر با مفهوم کلی خانه هوشمند آشنا نیستید، اول مقاله خانه هوشمند چیست؟ را بخوانید.

دو روش اجرای زیگبی در روشنایی؛ رله کجا نشسته است؟

ZIGBEE یک پروتکل بی‌سیم کم‌مصرف است که تجهیزات را به شکل شبکه Mesh به هم وصل می‌کند؛ یعنی تجهیزاتی که دائم برق دارند (مثل کلیدها و ماژول‌های رله) پیام بقیه را هم دست‌به‌دست می‌کنند و برد شبکه با اضافه شدن هر تجهیز بیشتر می‌شود. تا اینجا هر دو روش یکی هستند. تفاوت اصلی در یک سؤال ساده است: رله‌ای که فاز چراغ را قطع و وصل می‌کند، کجا نصب شده است؟

رله در دیوار: کلید رله‌دار زیگبی

ماژول رادیویی، منبع تغذیه کوچک و رله‌های قدرت، همه داخل همان قوطی پشت کلید. سیم‌کشی همان سیم‌کشی سنتی است.

رله در تابلو: ماژول رله تابلویی زیگبی

رله‌های ۱۶ آمپری روی ریل DIN داخل تابلو برق؛ کلید روی دیوار بدون رله است و فقط فرمان می‌فرستد.

کلید رله‌دار زیگبی چیست و چطور کار می‌کند؟

اغلب، ZIGBEE را با کلید رله‌دار می‌شناسند؛ کلیدی که در زیرساخت سنتی اجرا می‌شود و از رله‌های ۵، ۷ و بعضاً ۱۰ آمپری در خودش استفاده می‌کند. ظاهرش یک کلید لمسی شیک است، ولی پشت شیشه یک برد کامل نشسته است: ماژول رادیویی زیگبی، یک منبع تغذیه کوچک که برق ۲۲۰ ولت را برای الکترونیک کلید پایین می‌آورد، و به تعداد پل‌های کلید، رله قدرت.

مسیر برق دقیقاً مثل کلید معمولی است: فاز وارد کلید می‌شود، رله هر پل آن را به سیم برگشت همان چراغ وصل می‌کند و چراغ روشن می‌شود. فرقش این است که این رله را هم دست شما روی شیشه فرمان می‌دهد و هم اپلیکیشن، سناریو یا سنسور از طریق شبکه زیگبی. به همین دلیل، برای ساختمانی که سیم‌کشی‌اش تمام شده، کلید رله‌دار کم‌دردسرترین راه هوشمندسازی است.

ضعف بزرگ کلید رله‌دار: گرما در قوطی پشت کلید

این مدل کلیدها یک ضعف بزرگ دارند: هوا در قوطی پشت کلید جریان ندارد. فضای داخل قوطی آن‌قدر محدود است که تولیدکننده مجبور می‌شود فاصله رله‌ها را به حداقل برساند؛ تا جایی که انگار رله‌ها به هم چسبیده‌اند. عکس بالا را دوباره ببینید: چهار رله ۱۰ آمپری، بدون حتی یک میلی‌متر فاصله.

هر قطعه الکترونیکی و هر کنتاکتی که جریان از آن عبور می‌کند، گرما تولید می‌کند. وقتی رله زیر بار الکتریکی گرم می‌شود، در قوطی دربسته راهی برای پایین آمدن دما وجود ندارد؛ گرمای رله کناری هم به آن اضافه می‌شود و برد و قاب کلید هم داغ می‌مانند. سازندگان رله هم در راهنماهای کاربردی خود تأکید می‌کنند که دمای محیط و افزایش دمای خود رله باید در انتخاب لحاظ شود و عمر نامی رله در دمای بالا کاهش پیدا می‌کند.

نتیجه؟ اگر حجم بار مصرفی محاسبه نشود، رله کلید بعد از مدتی کار کردن و کلیدزنی زیاد، اصطلاحاً خال می‌زند، می‌چسبد یا می‌سوزد و کاربر عملاً کنترل روشنایی آن محیط را از دست می‌دهد.

لاین نوری و جریان هجومی؛ مرگ رله کلید رله‌دار

در طراحی‌های جدید دکوراسیون منازل، تقریباً همه‌جا لاین نوری می‌بینید: زیر کابینت، دور سقف کاذب، پشت تلویزیون، داخل نیچ‌ها. این لاینرها ۱۲ یا ۲۴ ولت هستند و برای راه‌اندازی‌شان درایور (منبع تغذیه سوئیچینگ) لازم است. مشکل همین‌جاست: درایور در لحظه روشن شدن، جریان هجومی (Inrush Current) می‌کشد که برای رله بسیار مضر است و عملاً مرگ رله است.

دلیلش ساده است. ورودی درایور یک خازن نسبتاً بزرگ دارد. لحظه‌ای که رله وصل می‌شود، این خازن خالی مثل یک اتصال کوتاه کوتاه‌مدت رفتار می‌کند و تا شارژ شدن، جریانی چند ده برابر جریان کار عادی می‌کشد. در دیتاشیت درایورهای LED برندهایی مثل MEAN WELL، جریان هجومی معمولاً در محدوده ۴۰ تا ۷۰ آمپر و با مدت یک تا دو میلی‌ثانیه اعلام می‌شود؛ آن هم برای درایوری که در حالت عادی شاید کمتر از یک آمپر مصرف دارد.

در لحظه بسته شدن، کنتاکت‌های رله چند بار به هم می‌خورند و جدا می‌شوند (Bounce). اگر هم‌زمان این جریان بالا عبور کند، بین کنتاکت‌ها قوس الکتریکی شکل می‌گیرد؛ قوسی که لایه رسانای کنتاکت را می‌سوزاند یا کنتاکت‌ها را به هم جوش می‌دهد. در یکی از ثبت اختراع‌های حوزه کنترل روشنایی آمده است که برای یک مدار کامل ۱۶ آمپری از درایورهای LED، جریان هجومی می‌تواند به حدود ۵۶۰ آمپر برسد و حتی به رله‌های بزرگ هم آسیب بزند. حالا یک رله کوچک ۵ یا ۱۰ آمپری را در قوطی داغ تصور کنید.

راه‌حل‌های مهندسی برای بارهای درایوری:

• درایورها را به رله‌های قوی‌تر و خنک‌تر، یعنی رله‌های ۱۶ آمپری ماژول تابلویی بسپارید.
• چند درایور بزرگ را روی یک کانال جمع نکنید؛ بین کانال‌ها تقسیمشان کنید.
• برای مدارهایی با تعداد زیاد درایور، از محدودکننده جریان هجومی (Inrush Current Limiter) ریلی استفاده کنید.
• همیشه عدد Inrush Current را در دیتاشیت درایور ببینید و آن را در تقسیم بار لحاظ کنید.

کلید رله‌دار زیگبی کجا انتخاب درستی است؟

با همه این حرف‌ها، کلید رله‌دار گزینه بدی نیست؛ فقط باید جای درستش استفاده شود. این نوع کلیدها اگر برایشان تقسیم بار مهندسی انجام شود، می‌توانند بسیار کارآمد باشند. برای اتاق خواب‌ها که معمولاً کلیدزنی کم است و بار روشنایی سنگینی وجود ندارد، گزینه مناسبی هستند و برای منازلی که ساخته شده‌اند و سیم‌کشی سنتی دارند، بسیار کاربردی‌اند؛ چون بدون تخریب و بدون تغییر سیم‌کشی، جای کلید قدیمی نصب می‌شوند.

تقسیم بار مهندسی برای کلید رله‌دار یعنی:

1. برای هر پل کلید، نوع و توان بار را بنویسید: لامپ LED، هالوژن، درایور، فن.
2. بارهای درایوری و لاین نوری را تا جای ممکن از کلید رله‌دار جدا کنید.
3. رله را تا مرز ظرفیت اسمی‌اش بار نزنید؛ حاشیه اطمینان بگذارید، چون رله در قوطی گرم کار می‌کند.
4. فضاهایی را که کلیدزنی زیادی دارند (پذیرایی، آشپزخانه، راهرو) برای راهکار تابلویی نگه دارید.

ماژول رله تابلویی زیگبی چیست؟

چند سالی است که برندهای مطرح دنیا تحت پلتفرم تویا (Tuya) و پروتکل ZIGBEE، اقدام به تولید ماژول‌های رله تابلویی کرده‌اند. ایده همان چیزی است که سال‌ها در سیستم‌های سیمی مثل KNX می‌دیدیم: رله‌ها به تابلو برق می‌روند و کلید روی دیوار فقط فرمان می‌دهد. با این تفاوت که اینجا فرمان، بی‌سیم و از طریق شبکه Mesh زیگبی منتقل می‌شود.

iLUX 8CH-16A-DN

ماژول ۸ کانال، هر کانال ۱۶ آمپر؛ دکمه دستی و LED وضعیت برای هر کانال.

iLUX 12CH-16A-DN

ماژول ۱۲ کانال برای پروژه‌هایی با سرخط‌های روشنایی بیشتر؛ همان ساختار و همان ولتاژ تغذیه.

مشخصات زیر از روی برچسب بدنه ماژول‌های iLUX خوانده شده است:

مزایای ماژول رله تابلویی زیگبی

۱. رله ۱۶ آمپر و تهویه واقعی

مزیت اصلی این ماژول‌ها این است که اغلب از رله‌های قدرتمند ۱۶ آمپری استفاده می‌کنند. با قرارگیری در تابلو برق و دریچه‌های هوایی که در بدنه‌شان تعبیه شده، هوا از درون ماژول عبور می‌کند و رله‌ها خنک می‌مانند.

۲. مناسب بار سنگین و لاین نوری

به خاطر رله‌های ۱۶ آمپری، برای بارهای سنگین، درایورهای لاین نوری و سرخط‌های پرمصرف مناسب‌تر است؛ همان جایی که کلید رله‌دار بیشترین آسیب را می‌بیند.

۳. منطق KNX، بدون کابل KNX

این ماژول‌ها می‌توانند در زیرساخت پروتکل‌هایی مثل KNX و BUS-PRO اجرا شوند؛ چون آنجا هم سرخط‌های روشنایی از تابلو و با رله و اکچویتور کنترل می‌شوند. تفاوت این است که ارتباط تجهیزات ZIGBEE و MESH است و نیازی به هزینه کابل شبکه و کابل KNX نیست.

اگر با ساختار سیستم‌های سیمی آشنا نیستید، مقاله پروتکل KNX چیست؟ را بخوانید تا ببینید اکچویتورهای ریلی در آن سیستم چه نقشی دارند؛ ماژول رله تابلویی زیگبی همان نقش را با فرمان بی‌سیم بازی می‌کند.

کلید زیگبی بدون رله iLUX؛ مدل ۲۴ ولت DC یا ۲۲۰ ولت AC؟

در روش تابلویی، کلید روی دیوار رله ندارد و فقط فرمان می‌فرستد؛ اما الکترونیک و رادیو زیگبی آن برای روشن ماندن به تغذیه نیاز دارد. کلیدهای زیگبی بدون رله iLUX در دو مدل تغذیه ساخته می‌شوند و انتخاب بینشان به زیرساخت واحد بستگی دارد.

مدل ۲۴ ولت DC

برای واحدهایی که زیرساخت KNX یا BUS-PRO در آن‌ها اجرا شده است. کلید با تغذیه ۲۴ ولت DC کار می‌کند و فرمانش را بی‌سیم، از طریق زیگبی، به ماژول رله تابلویی می‌فرستد.

مدل ۲۲۰ ولت AC

برای واحدهایی که زیرساخت iLUX دارند. نکته اصلی اینجاست: دو رشته فاز و نول از تابلو به کلید اول، از کلید اول به کلید دوم و همین‌طور تا کلید آخر می‌رود. سازنده بابت کابل KNX و CAT6 هزینه نمی‌کند و از همان سیم ۱.۵ روشنایی برای تغذیه کلیدهای بدون رله استفاده می‌کند.

دیاگرام سیم‌کشی ماژول رله تابلویی زیگبی

در روش تابلویی، منطق سیم‌کشی عوض می‌شود: هر سرخط روشنایی مستقیم از تابلو برق به مصرف‌کننده می‌رود و در قوطی کلید فقط فاز و نول برای تغذیه کلید بدون رله لازم است. دیاگرام زیر یک ماژول ۸ کانال iLUX را نشان می‌دهد که چهار کانال آن سیم‌کشی شده است؛ بقیه کانال‌ها به همین شکل بسته می‌شوند.

مراحل اجرا به زبان کارگاهی:

1. سرخط‌ها را جدا تا تابلو بیاورید. برخلاف سیم‌کشی سنتی که برگشت چراغ در قوطی کلید است، اینجا برگشت هر چراغ یا هر گروه روشنایی باید مستقیم به تابلو برسد.
2. فاز را از فیوز روشنایی به COM یا ورودی کانال‌ها بدهید. در مدل iLUX، کانال‌های A1/A2 و A3/A4 هر جفت یک COM مشترک دارند؛ پس هر جفت باید از یک فاز و یک فیوز تغذیه شود. کانال‌های A5 به بعد ورودی مستقل دارند.
3. تغذیه ۲۴ ولت DC ماژول را وصل کنید. منبع تغذیه ریلی جدا، با فیوز جدا، به ترمینال‌های ‎+24V و GND.
4. خروجی هر کانال را به سرخط مصرف‌کننده ببندید و روی هر سیم، شماره کانال و نام فضا را لیبل بزنید.
5. تغذیه کلیدهای بدون رله را آماده کنید. برای مدل ۲۲۰ ولت AC در واحدهای با زیرساخت iLUX، فاز و نول را با همان سیم ۱.۵ روشنایی از تابلو به کلید اول و از هر کلید به کلید بعد ببرید. در واحدهایی که زیرساخت KNX یا BUS-PRO دارند، از مدل ۲۴ ولت DC استفاده کنید.
6. در اپلیکیشن Smart Life گیت‌وی، ماژول و کلیدها را اضافه کنید و هر پل کلید را به کانال مربوطش و به سناریوها وصل کنید. قبل از این مرحله، هر کانال را با دکمه دستی روی ماژول تست کنید.

جدول مقایسه رله تابلویی زیگبی و کلید رله‌دار زیگبی

مقایسه هزینه: کدام گران‌تر تمام می‌شود؟

هزینه اجرای زیگبی با رله تابلویی نسبت به زیگبی با کلید رله‌دار، به اندازه هزینه ماژول رله تابلویی گران‌تر است؛ چون علاوه بر کلید (که در این روش کلید بدون رله زیگبی است)، هزینه ماژول رله تابلویی هم پرداخت می‌شود. منبع تغذیه ۲۴ ولت و فضای بیشتر در تابلو را هم در برآورد بگذارید.

اما وقتی هزینه را درست مقایسه کنید، فقط قیمت خرید را نبینید. تعویض یک کلید سوخته، باز کردن قاب و برگشتن سر پروژه، و از همه مهم‌تر نارضایتی کارفرما هم هزینه است. برای فضاهای پرکار و بارهای سنگین، اختلاف قیمت ماژول تابلویی معمولاً با همین هزینه‌های پنهان جبران می‌شود.

پیشنهاد دریا اسمارت: ترکیب هوشمندانه دو روش

منطق این ترکیب ساده است: در پذیرایی، آشپزخانه و راهرو که هم بار روشنایی سنگین‌تر است، هم لاین نوری و درایور زیاد دارند و هم روزی ده‌ها بار کلیدزنی می‌شوند، رله باید در تابلو و خنک کار کند. در اتاق خواب‌ها با بار سبک و کلیدزنی کم، کلید رله‌دار با تقسیم بار درست بدون دردسر کار می‌کند و هزینه کل پروژه پایین می‌آید. چون هر دو روش زیگبی هستند، کاربر نهایی تفاوتی نمی‌بیند: همه کلیدها در یک اپلیکیشن و در سناریوهای مشترک کنار هم هستند.

اشتباهات رایج در اجرای زیگبی روشنایی

• بستن چند درایور لاین نوری روی یک پل کلید رله‌دار؛ رایج‌ترین دلیل چسبیدن و سوختن رله.
• تکیه به عدد روی بدنه رله بدون در نظر گرفتن نوع بار، جریان هجومی و دمای داخل قوطی.
• خرید کلیدی که نول لازم دارد برای قوطی‌ای که نول ندارد.
• اجرای سیم‌کشی سنتی در ساختمان نوساز در حالی که قرار است ماژول تابلویی استفاده شود؛ اگر برگشت‌ها به تابلو نیاید، بعداً باید دوباره سیم‌کشی کنید.
• تغذیه یک جفت کانال با COM مشترک از دو فاز یا دو فیوز مختلف.
• چیدن ماژول‌ها در تابلوی شلوغ و بی‌هوا؛ دریچه‌های تهویه وقتی کار می‌کنند که دور ماژول فضای کافی باشد.

سوالات متداول درباره رله تابلویی زیگبی و کلید رله‌دار

آیا می‌شود لاین نوری را به کلید رله‌دار زیگبی وصل کرد؟

از نظر سیم‌کشی بله، ولی توصیه نمی‌شود. درایور لاین نوری در لحظه روشن شدن جریان هجومی بالایی می‌کشد و رله کوچک و گرم داخل قوطی را به مرور خال‌زده یا چسبیده می‌کند. لاین‌های نوری را به رله ۱۶ آمپری ماژول تابلویی بسپارید.

در ساختمانی که سیم‌کشی‌اش تمام شده، می‌شود از ماژول رله تابلویی استفاده کرد؟

معمولاً سخت است. در سیم‌کشی سنتی، برگشت چراغ‌ها از قوطی کلید به چراغ می‌رود، نه به تابلو. برای ماژول تابلویی باید هر سرخط تا تابلو کشیده شود. به همین دلیل برای ساختمان‌های ساخته‌شده، کلید رله‌دار گزینه کاربردی‌تری است.

کلید بدون رله زیگبی در قوطی به چه سیمی نیاز دارد؟

کلید بدون رله فقط فرمان می‌فرستد، اما الکترونیک آن تغذیه لازم دارد. کلیدهای بدون رله iLUX دو مدل دارند: مدل ۲۴ ولت DC برای واحدهایی که زیرساخت KNX یا BUS-PRO در آن‌ها اجرا شده، و مدل ۲۲۰ ولت AC برای واحدهای با زیرساخت iLUX. در مدل ۲۲۰ ولت، فاز و نول با سیم ۱.۵ روشنایی از تابلو به کلید اول و از هر کلید به کلید بعد می‌رود؛ پس نیازی به کابل KNX یا CAT6 نیست.

اگر ارتباط زیگبی قطع شود، چراغ‌ها چه می‌شوند؟

در ماژول تابلویی، هر کانال دکمه دستی روی خود ماژول دارد و از داخل تابلو قابل روشن و خاموش کردن است. ارتباط کلید و ماژول از طریق گیت‌وی و شبکه زیگبی است؛ به همین دلیل محل نصب گیت‌وی و تعداد تجهیزات برق‌دار در شبکه Mesh را در طراحی جدی بگیرید.

برای یک آپارتمان چند کانال رله تابلویی لازم است؟

به تعداد سرخط‌های روشنایی مستقل. هر گروه چراغی که باید جداگانه کنترل شود، یک کانال لازم دارد. بعد از نوشتن لیست سرخط‌ها، بین مدل ۸ و ۱۲ کانال یا ترکیب آن‌ها انتخاب کنید و یکی دو کانال رزرو برای توسعه بعدی نگه دارید.

گارانتی ماژول‌های رله تابلویی iLUX چطور است؟

محصولات iLUX با ۴ سال گارانتی تعویض و ۱۰ سال خدمات پس از فروش ارائه می‌شوند. دریا اسمارت نماینده انحصاری iLUX در استان تهران است.

جمع‌بندی نهایی

کلید رله‌دار زیگبی و رله تابلویی زیگبی رقیب هم نیستند؛ دو ابزار برای دو موقعیت‌اند. کلید رله‌دار برای ساختمان‌های ساخته‌شده و فضاهای کم‌بار مثل اتاق خواب، به شرط تقسیم بار مهندسی، انتخاب اقتصادی و کاربردی است. اما در هر جایی که بار سنگین، لاین نوری و درایور یا کلیدزنی زیاد دارید، رله باید از قوطی داغ دیوار بیرون بیاید و در تابلو، با رله ۱۶ آمپری و تهویه مناسب کار کند.

اگر ساختمان در مرحله ساخت است، همین حالا تصمیم بگیرید کدام سرخط‌ها به تابلو بیایند. این تصمیم بعد از گچ و رنگ، گران تمام می‌شود.

منابع

• Nordic Semiconductor – What is Zigbee (Mesh، روتر و End Device)
• Power Supplies Australia – Solutions to mitigate inrush current in LED drivers (MEAN WELL)
• USPTO – Load control device having stuck relay detection (US 10,325,740)
• Panasonic – Relay cautions for use (دما و عمر رله)