Сенсорный выключатель своими руками на 220 вольт

Сенсорный выключатель своими руками

Одним из вопросов коммуникации между устройствами и человеком всегда был способ ее осуществления. В современных реалиях разработаны такие виды взаимодействия, как голосовое, световое или радио управление. Ведутся исследования ментальных интерфейсов (систем контроля биотоками).

Но до сих пор основными приборами отдачи команд технике служат клавиши, тумблеры и выключатели. Особенно в таких простых системах, от которых требуется только подача или прекращение течения тока. Хотя и в этих, казалось бы, элементарных устройствах управления достигнут определенный прогресс, имя которому – сенсорные выключатели.

  1. Что из себя представляют подобные выключатели
  2. Принцип работы устройства
  3. Плюсы и минусы конструкции
  4. Инструкция по сборке сенсорного выключателя на триггере
  5. Инструкция по сборке сенсорного выключателя с инфракрасным датчиком
  6. Инструкция по сборке сенсорного выключателя на транзисторах и реле
  7. Схемы подключения разных сенсорных выключателей
  8. Видео по теме

Что из себя представляют подобные выключатели

Суть их – отсутствие механических, движущихся частей в составе прерывателей или активаторов сигнала либо тока. Отдача команды в упрощенном виде производится легким касанием или приближением к контактной площадке части человеческого тела.

Некоторые устройства подобного плана оснащены регуляторами передаваемой мощности, что позволяет увеличивать или уменьшать силу тока в зависимости от положения точки соприкосновения к поверхности выключателя. Применять подобные технологические нюансы в действительности очень удобно, к примеру, для установки яркости света лампы. Применение в быту

Размещаются сенсорные выключатели не только вместо стандартных на стенах, с целью контроля подачи тока к освещению, но и на розетках питания бытовой техники, для увеличения безопасности их использования.

Главным плюсом не механической системы отключения или подачи тока служит ее надежность и долговечность. Нет движущихся частей и периодически соединяемых или разрываемых в местах контакта коннекторов, соответственно отсутствует износ или искра, ведущая к порче проводящих площадок.

Конструкция прибора довольно проста для повторения, чтобы собрать сенсорный выключатель своими руками, а не приобретать его по запредельным ценам от стороннего производителя. Самодельный сенсорный выключатель

Принцип работы устройства

Основой конструкции любой схемы сенсорного выключателя служит датчик приближения или касания, сигнал от которого усиливается и, в зависимости от текущего состояния всей системы (включено, выключено), производит разрыв линии течения тока или ее соединение. Для этого действия применяется дополнительный силовой контур в виде электронного ключа или реле.

Самые распространенные варианты датчиков, используемых в быту для схем сенсорных выключателей света или любых других потребителей тока 220 вольт, – индукционные, инфракрасные и звуковые. У каждого из них есть свои положительные и отрицательные моменты при применении.

Схематично сенсорный выключатель можно представить системой в не проводящем корпусе, на котором находится контактная площадка, соприкасающаяся с датчиком, или же поверхность, пропускающая требуемый внешний сигнал, на который он должен реагировать. Внутри расположена основная управляющая схема, где размещен усилитель и силовой модуль. Один из вариантов структуры и строения сенсорных устройств включения

Плюсы и минусы конструкции

Единственным минусом сенсорных выключателей называют их большую стоимость относительно обычных, механических устройств коммутации. С другой стороны, неоспоримые плюсы использования позволяют забыть об этом отрицательном нюансе применения:

  1. Пожарная безопасность, которая намного выше, чем у обыкновенных выключателей – нет периодически соприкасающихся контактов с возникновением искры, а значит и риска их возможной спайки или возгорания корпуса устройства.
  2. Легкость применения – приведение в действие не требует никаких физических усилий.
  3. Бесшумность и мгновенная реакция на команду от пользователя.
  4. Возможность выполнения в абсолютно не пропускающем влагу корпусе, что также понижает риск возгорания в результате замыкания, или же уменьшает вероятность поражения электрическим током человека.

Внешний вид одного из производимых промышленностью сенсорных выключателей

  1. Долговечность, обеспечиваемая отсутствием механических элементов.
  2. В одном корпусе можно использовать несколько датчиков и схем их обработки, делая мультисенсорные панели.
  3. Конструкция проста для сборки сенсорного выключателя света или электроприборов 220В своими руками.

Инструкция по сборке сенсорного выключателя на триггере

Одна из относительно несложных конструкций, использующих индукционный датчик в виде металлической, медной или алюминиевой пластины, расположенной на корпусе устройства и соединенной с общей схемой. На плане она обозначена, как E1.

Далее сигнал от датчика через высокоомный резистор поступает на вход полевого транзистора VT1, который уже усиливает его и перенаправляет в триггер DD1. Связка резистор – транзистор на входе дополнительно обеспечивает меры безопасности, изолируя сенсор от общего напряжения платы.

Наилучшим вариантом в представленной схеме будет использование серии поливеков КП501Б, и R1 на 2МОм.

Триггер – такой элемент схемы, который меняет свое состояние в зависимости от подаваемого сигнала на вводе. То есть при разовом пике на входе он станет или постоянно выдавать ток на выходе или прекратит это делать в зависимости от своего предыдущего режима. В представленной схеме используется достаточно распространенная марка триггеров R5617M2.

Электронный ключ, управляющий силовым модулем, состоит из тиристора VS1 (T112-10) и открывающего его, работающего усилителем сигнала от триггера, транзистора VT2 (КТ940А).

Инструкция по сборке сенсорного выключателя с инфракрасным датчиком

Более интересная схема сенсорного выключателя света представлена простой конструкцией на основе датчика HF1 (SFH506-38). Срабатывание устройства происходит, когда отраженное от руки или иного предмета инфракрасное излучение от светодиода HL1 попадает на поверхность чувствительного элемента. Притрагиваться к нему в этом случае не обязательно, достаточно поднести отражающий предмет или часть тела поближе к рядом расположенной паре элементов из излучателя и приемника. Схема бесконтактного инфракрасного включателя света

В контролирующей части цепи используется микросхема К561ТМ2, в составе которой два D-триггера. Первый, обозначенный, как DDR1.1, применяется в качестве основы мультивибратора с частотой импульсов на выходе 35…40кГц. Подстройка диапазона выполняется выбором характеристик резисторов R1 и R2. Эти сигналы, через ограничивающий ток R3, подаются на инфракрасный светодиод HL1. Излучение которого, отражаясь, попадает на HF1, в свою очередь ток от датчика, в случае срабатывания, через R5 заряжает конденсатор C4.

Эта связка выдает импульс на вход 3 триггера DDR1.2, переключая его логическое состояние на выходе 2, которое и открывает или закрывает через усиливающий транзистор VT1 (KT940A) тиристор VS1 (КУ201Л), управляющий подачей тока на лампу HL1. Один из вариантов сенсорного выключателя на инфракрасных лучах

Своеобразный фильтр, уменьшающий шанс ложного срабатывания схемы, представлен комбинацией элементов R6 и C3, которые вводят определенную задержку на реакцию выключателя при получении сигнала от датчика.

Инструкция по сборке сенсорного выключателя на транзисторах и реле

Одним из наиболее простых сенсорных выключателей на 220В для изготовления своими руками считается схема с использованием реле. В основе она – простой усилитель, на двух транзисторах VT1 и VT2 серии КТ315Б, сигнала с индукционного датчика, проходящего через разделительный конденсатор С1. В зависимости от состояния самого реле K1, происходит или разрыв подачи напряжения на него же, или возобновление питания.

Для устройства необходимо предусмотреть подачу постоянного напряжения 9В на плату, через внешний блок питания или дополнительную, понижающую цепь с использованием диодного моста и трансформатора. Сенсорный выключатель с использованием реле

Схемы подключения разных сенсорных выключателей

Подключить устройство управления в разрыв сети освещения или подачи тока потребителям достаточно просто, это практически ничем не отличается от монтажа обычного выключателя.

Обычно на задней стороне выключателя находятся 4 контакта, каждый из которых помечен, в зависимости от приходящих и отходящих проводников подключения. Признанным стандартом для многих производителей идет размещение слева на право – ноль(N), выводной потребителю (L1-load), вводной фазы (L1-in) и терминал сопряжения (Com). Последний зачастую соединяют перемычкой с питающим проводом.

В случае объединения нескольких выключателей в одном корпусе соответственно добавляются выводные контуры L2-load, L3-load и так далее, в зависимости от количества коммутируемых линий. Существуют также выключатели без подачи отдельного ноль на схему, с использованием электрической развязки общего провода через клиентское устройство. Сенсорный выключатель без нулевого провода

Видео по теме

Сенсорный выключатель своими руками: описание, порядок сборки, монтаж, настройка

Во время эксплуатации классических выключателей света в офисах и жилых домах они довольно часто выходят из строя. Такая ситуация обусловлена наличием трущихся деталей. Сегодня такие устройства все чаще стали менять на более надежные и качественные модели сенсорных выключателей. Принцип работы и конструкция этих изделий отличаются своей простотой и доступностью. За счет этого даже новичок может смастерить сенсорное устройство своими руками.

Конструкция

Чтобы изготовить сенсорный выключатель своими руками, нужно понять, что особенность этого изделия в том, что обычному пользователю достаточно прикоснутся пальцами рук к определенному контактному полю, и он получит тот же результат, как и при работе стандартного клавишного агрегата. Но принцип действия усовершенствованного устройства имеет свои отличия. Чаще всего конструкция сенсорного прибора основана на четырех рабочих узлах:

  • электронной плате;
  • панели защиты;
  • корпусе;
  • контактном датчике-сенсоре.

Существует несколько распространенных моделей, которые отличаются долговечностью, надежностью, качеством и внешним видом. Мастер может попробовать создать своими руками сенсорный выключатель с регулятором яркости. Есть варианты, отслеживающие температуру в помещении, а также поднимающие жалюзи на окнах.

Принцип работы

Прежде чем приступить к изготовлению сенсорного выключателя своими руками, нужно рассмотреть схему функционирования устройства. Электронная часть чаще всего представлена каскадным усилителем, который обрабатывает поступающий с главной панели сигнал. Именно этот узел поднимает амплитуду поступающей волны до нужного уровня. Этот вариант актуален для коммутации небольших токовых нагрузок. Имеющегося на теле человека статистического электричества вполне достаточно, чтобы открыть входной транзистор. Производители часто устанавливают сразу три каскада, чтобы в итоге добиться нужного коэффициента. Если мастер хочет изготовить сенсорный выключатель своими руками, тогда в общую схему можно включить нагрузочное реле (вместо классического резистора). Такое изделие является более качественным и надежным.

Преимущества

Классические и проходные сенсорные выключатели могут похвастаться многочисленными положительными характеристиками. К основным из них можно отнести:

  • Бесшумную работу главного исполнительного модуля, который встроен в переключатель.
  • Практичность установленной схемы переключения.
  • Полную безопасность эксплуатации изделия, так как питание подается через гальваническую развязку.
  • Современный вид, который впишется в любой интерьер.

Стоит отметить, что к усовершенствованным изделиям можно прикасаться даже мокрыми руками, чего не рекомендуется делать с клавишными приборами. Настройка сенсорного выключателя не является сложным процессом, благодаря этому мастер может доукомплектовать механизм системой ДУ.

Функциональные возможности

Настройка сенсорного выключателя выгодно отличается тем, что в устройство добавлена еще одна полезная функция – встроенный таймер. За счет этого пользователи могут управлять коммутатором программно. Например, самостоятельно устанавливать время включения и отключения. При желании можно также дополнить устройство акустическим датчиком. В этом случае агрегат будет функционировать как своеобразный контроллер шума и движения. Пользователю нужно только подать голос или хлопнуть громко ладонями, и свет в помещении загорится. Если нужно регулировать яркость, тогда следует дополнительно установить димер. За счет этого можно будет контролировать интенсивность светового потока. Изучив базовую схему, можно разобраться с тем, как сделать сенсорный выключатель без лишних финансовых вложений.

Взаимосвязь механизмов

Чтобы правильно подключить сенсорный выключатель, нужно знать, за что отвечает каждый узел. Классический прибор функционирует по следующей схеме:

  • На чувствительном элементе формируется слабый сигнал, который поступает на вход установленной микросхемы. В этом месте поступающая информационная волна усиливается до нужной величины, после чего через транзистор подается на управляющий электрод симистора. Все манипуляции выполняются за доли секунд.
  • Время открывания выходного элемента управления регулируется в зависимости от длительности включения транзистора.
  • Если пользователь длительное время удерживает пальцы на включателе, то сила тока в питающей цепи будет стремительно возрастать. В такой ситуации освещенность в помещении тоже будет усиливаться.
  • Чтобы выключить свет, пальцы нужно держать на сенсоре и после достижения максимума яркости светового потока.

Если новичок хочет разобраться в том, как работает сенсор, тогда ему нужно детально изучить классическую схему агрегата. Для самостоятельного изготовления чувствительной площадки можно использовать обычную медную фольгу.

Правила подключения

Монтаж сенсорного выключателя соответствует классической схеме, которая предназначена для клавишных изделий. Почти всегда на задней панели присутствуют два терминальных контакта: под нагрузку и входной. Качественная коммутация в схеме изделия осуществляется по фазной линии. На вход подается проводник, а на выходе снимается напряжение для нагрузки. В некоторых случаях конструкция может состоять из нескольких независимых участков. Из-за этого количество терминалов для подключения увеличивается. Чтобы не запутаться, нужно следовать классической схеме. Конструкция выключателя изготавливается таким образом, чтобы она свободно размещалась в традиционных подрозетниках. Фиксация шасси осуществляется прочными винтами.

Самодельные устройства

Когда мастер изучил принцип работы сенсорного выключателя, он может попробовать изготовить устройство своими руками. В этом случае можно сэкономить довольно приличную сумму, так как готовый прибор стоит минимум 2 тысячи рублей. Если мастер владеет минимальными навыками обращения с электротехникой, то соорудить сенсорный выключатель ему не составит труда. Главное – заранее подготовить все необходимые инструменты и материалы.

Элементарный вариант на реле и транзисторах

Этот способ осилит даже новичок. Мастер может применить почти любое реле. Основное требование – диапазон рабочего напряжения должен быть в пределах от 5 до 12 Вольт. Агрегат должен коммутировать нагрузку в сети 220 В. Сенсорный выключатель изготавливается путем аккуратного вырезания из листа фольги гетинакса. Транзисторы могут быть любой серии. Эксперты отмечают, что эта схема представлена классическим усилителем сигнала. При касании поверхности чувствительного сенсора появляется потенциал на базе транзистора, которого вполне достаточно для открывания перехода эмиттер-коллектора. После этого напряжение подается на катушку реле. Прибор срабатывает, а контактная группа замыкается, что приводит к включению света.

Применение инфракрасного датчика

Этот элемент можно смело использовать для изготовления универсального выключателя. По схеме, мастер также может задействовать недорогие электронные механизмы. Стоит отметить, что по степени сложности этот вариант рассчитан на опытных специалистов. В качестве базы необходимо задействовать две микросхемы, а также следующие детали:

  • фотоприемник;
  • обычный светодиод;
  • реле;
  • инфракрасный светодиод.

Генератор импульсов поможет собрать микросхему-инвертор. Если в зоне действия инфракрасного светодиода появился биологический объект, моментально срабатывает пара инфракрасного светодиода и фотоприемника. На базе классического транзистора образуется управляющий сигнал, которым включается реле. Если же активное движение в зоне действия датчика не происходит, то через 20 минут простоя счетчик насчитает определенное количество импульсов от мигающего светодиода, которого достаточно для отключения реле. Светильник погаснет. Стоит отметить, что время ожидания определяется подбором элементов схемы.

Универсальность триггера

В большинстве своем схемы сенсорных выключателей отличаются простотой и доступностью. В кругу радиолюбителей микросхемы являются основным звеном устройства, которое можно собрать своими руками. Состояние триггера можно менять подачей управляющего сигнала на его выход. Именно это свойство успешно применяется для реализации функции коммутатора. Универсальная выходная цепь построена с добавлением полевого транзистора. Именно этот агрегат обеспечивает высокую чувствительность, а также качественно изолирует контакты. Основной элемент сенсора можно самостоятельно изготовить из металлической пластины и подключить его на вход «полевика». За счет этого можно будет гарантировать полную безопасность агрегата для конечного пользователя в плане возможного поражения током. Универсальным транзистором можно усилить имеющийся сигнал, который поступает от микросхемы. Тиристор играет роль многофункционального коммутатора. В цепь обязательно включается прибор освещения, которым тоже нужно управлять. Схема функционирует следующим образом:

  1. Первым делом пользователь касается установленной металлической пластины (сенсора).
  2. Созданное статическое электричество поступает на вход.
  3. При помощи полевого транзистора происходит переключение триггера.
  4. Выходной сигнал усиливается до нужных показателей.
  5. Открывается тиристор.
  6. Загорается лампа.

Если пользователь снова прикоснется рукой к сенсору, то все операции повторятся, но только уже в обратном переключении режимов. Все достаточно просто и эффективно. Такую схему можно использовать для управления светильниками, где общая мощность ламп накалывания находится в пределах 80 Вт. Если нужно коммутировать более мощные механизмы, тогда следует включить в схему радиатор охлаждения.

Сенсорный включатель на двух транзисторах

Как говорится, лень — двигатель прогресса, и поспорить с этим довольно трудно. Ведь действительно, многие изобретения человечества, в частности, электронные устройства и модули созданы человеком для того, чтобы облегчить рутинный труд, сделать жизнь более комфортной. С появлением современных электронных компонентов во второй половине прошлого века, этот процесс стал идти особенно быстро — ведь простейшие резисторы, конденсаторы, транзисторы и другие полупроводниковые элементы позволяют собирать какие угодно устройства, на любые случаи жизни, подобно конструктору. В частности, например, простая схемка всего на двух транзисторах можно без проблем заменить привычный кнопочный выключатель. Достаточно лишь собрать схему сенсорного включателя-выключателя, которая представлена ниже.

Как видно из схемы, на ней присутствует элемент «сенсор» — это та самая пластинка, касание которой будет переводить схему из выключенного состояния во включенное. Форма сенсора может быть произвольной, либо в виде небольшой металлической пластинки, либо даже в виде отрезка провода. Не стоит брать в качестве сенсора слишком большую пластину, иначе схема не будет реагировать на касания, а всегда останется включенной. Принцип работы прост — два каскада на транзисторах образуют усилитель с большим коэффициентом усиления. Когда сенсора не касается рука человека, усиливать транзисторам нечего, база транзистора VT2 остаётся притянутой к земле резистором R3, оба транзистора закрыты, ток через светодиод HL1 не течёт. Как только человек коснётся сенсорной площадки, на базу транзистора VT2 будут поступать синусоидальные наводки, которые тело человека улавливает, как антенна. Электропроводка, высоковольтные линии электропередач, различные бытовые электроприборы создают в каждом городе огромное количество наводок, благодаря которым и работает данная схема. Наводки на базе VT2 приоткрывают этот транзистор, а он, в свою очередь, открывает VT1, который уже коммутирует полезную нагрузку, в данном случае светодиод. К преимуществам схемы можно отнести то, что срабатывание происходит мгновенно, как и выключение при отпускании сенсора.

При необходимости коммутировать нагрузку более мощную, чем светодиод, нужно использовать реле. Напряжение реле и напряжение питания схемы должны быть одинаковы, можно выбирать из диапазона 5-12 вольт. Не стоит использовать слишком мощные реле, иначе у транзистора VT1 может не хватить мощности запитать обмотку. Оптимальны реле, у которые ток через обмотку составляет 20-50 мА. Схема подключения реле представлена ниже. «+» подключается к плюсу питания схемы, а «-» к коллектору транзистора VT1. Цепь из резистора R1 и светодиода HL1 можно оставить в схеме, светодиод будет загораться при каждом срабатывании. Таким образом, реле получится подключенным параллельно цепи R1 и HL1. При этом обязательно следует поставить параллельно обмотке реле диод для гашения импульсов самоиндукции, возникающих при переключениях реле. Сюда подойдут самые распространённые диоды, например 1n4148, 1n4007.

Транзисторы в схеме не обязательно использовать именно КТ315, подойдут практически любые NPN транзисторы малой и средней мощности. Например, можно поставить BC547, КТ3102, 2N3904. Схема потребляет небольшой ток, а потому её можно питать даже от батарейки кроны. Для сборки такой миниатюрной схемы вовсе не обязательно изготавливать полноценную печатную плату, здесь как нельзя кстати подойдёт макетная, на которой схему можно собрать буквально за несколько минут.

Таким образом, получилась компактная простая схема сенсорного выключателя, собрать под силу которому даже самому ленивому радиолюбителю. Номиналы компонентов схемы могут отклоняться от заданных на схеме в достаточно больших пределах, транзисторы можно использовать практически какие угодно из доступных NPN, а потому схему можно порекомендовать к сборки в том случае, если по близости нет магазинов радиодеталей. Ведь все компоненты для данной схемы можно найти практически в любом неисправном магнитофоне/телевизоре/плеере. Ниже на фотографии демонстрация того, как схема можно использоваться для коммутации мощной нагрузки, в частности лампы накаливания. Также стоит обратить внимание на то, что схема не имеет триггера — нагрузка выключится сразу после того, как будет убран палец с сенсора. В некоторых случаях это можно стать преимуществом, а в некоторых — недостатком, в зависимости от цели применения такого выключателя. Удачной сборки!

Как собрать сенсорный выключатель своими руками: описание прибора и схема сборки

Электронные технологии охватывают обширный спектр бытовой сферы. Ограничений нет практически никаких. Даже простейшие функции выключателя ламп бытового светильника теперь все чаще выполняют сенсорные приборы, а не технологически устаревшие — ручные.

Электронные устройства, как правило, входят в разряд сложных конструкций. Между тем соорудить сенсорный выключатель своими руками, как показывает практика, совсем несложно. Минимального опыта конструирования электронных приборов для этого вполне достаточно.

Предлагаем разобраться в устройстве, функциональных возможностях и правилах подключениях такого коммутатора. Для любителей самоделок мы подготовили три рабочие схемы сборки интеллектуального прибора, которые можно реализовать в домашних условиях.

Конструкция сенсорного выключателя

Термин «сенсорный» несет в себе довольно широкое определение. По сути, под ним следует рассматривать целую группу датчиков, способных реагировать на самые разные сигналы.

Однако применительно к выключателям – приборам, наделенным функционалом коммутаторов, сенсорный эффект чаще всего рассматривают как эффект, получаемый от энергетики электростатического поля.

Обычному пользователю достаточно прикоснуться пальцами руки к такому контактному полю и в ответ будет получен тот же самый результат коммутации, какой дает стандартный привычный клавишный прибор.

Между тем внутреннее устройство сенсорного оборудования существенно отличается от простого ручного выключателя.

Обычно такая конструкция выстраивается на основе четырех рабочих узлов:

  • панель защитная;
  • контактный датчик-сенсор;
  • электронная плата;
  • корпус устройства.

Разновидность приборов на базе сенсоров обширна. Выпускаются модели с функциями обычных выключателей. И есть более совершенные разработки – с регуляторами яркости, отслеживающие температуру окружения, поднимающие жалюзи на окнах и прочие.

Мало того, что все эти виды коммутаторов управляются легким прикосновением, так существуют еще выключатели с дистанционным управлением. То есть, выключить светильник или убрать яркость свечения ламп прибора пользователь может, не совершая лишних движений в виде перехода от места отдыха к выключателю.

Опции и возможности устройства

Отдельного рассмотрения явно заслуживают выключатели с таймером.

Здесь присутствуют традиционные характеристики, такие как:

  • бесшумность действия;
  • интересный дизайн;
  • безопасное использование.

Помимо всего этого, добавляется еще одна полезная функция – встроенный таймер. С его помощью пользователь получает возможность управлять коммутатором программно. К примеру, задавать время включения и отключения в определённом временном диапазоне.

Как правило, подобные приборы имеют не только таймер, но также аксессуар иного рода – например, акустический датчик.

В этом варианте устройство работает как контроллер движения или шума. Достаточно подать голос либо хлопнуть ладонями и лампы светильника в квартире загорятся ярким светом.

Кстати, на случай слишком высокой яркости существует очередной функционал – диммерная регулировка. Оснащенные диммером коммутаторы сенсорного типа позволяют управлять интенсивностью света.

Правда, есть один нюанс для подобных разработок. Диммеры, как правило, не поддерживают использование в светильниках люминесцентных и светодиодных ламп. Но устранение этого недостатка, скорее всего, вопрос времени.

Подробнее о разновидностях “умных” выключателей света читайте в этой статье.

Правила подключения прибора

Технология монтажа подобных устройств, несмотря на совершенство конструкций, осталась традиционной, как это предусмотрено для стандартных выключателей света.

Обычно на задней части корпуса изделия присутствуют два терминальных контакта – входной и под нагрузку. Обозначаются на устройствах иностранного производства маркерами «L-in» и «L-load».

Эти обозначения должны быть понятны даже неискушенному пользователю. Однако в любом случае рекомендуется обращаться к паспорту устройства перед его установкой. Коммутация в схеме прибора осуществляется по фазной линии.

То есть, на вход «L-in» подается фаза — подключается фазный проводник. А с линии «L-load» снимается напряжение для нагрузки — в частности, для лампы светильника.

Между тем конструкции сенсорных выключателей могут предусматривать подсоединение нескольких независимых нагрузок. На таких приборах количество терминалов для подключения увеличивается.

Дополнительно с терминалом входящего напряжения «L-in» присутствуют уже два или даже три отверстия под нагрузку «L-load». Маркируются обычно примерно так: «L1-load», «L2-load» и т. д.

Монтаж сенсорных коммутаторов также фактически не отличается от стандартного варианта. Конструкция выключателей изготовлена под размещение в традиционных подрозетниках. Крепление шасси рабочего механизма прибора, как правило, осуществляется винтами.

Выключатель на сенсорах своими руками

Приобрести выключатель сенсорного типа для домашнего использования, конечно, не проблема. Однако стоимость этих, своего рода интеллектуальных, приборов начинается от 1500-2000 руб. И это цена не самых совершенных конструкций. Поэтому логичным видится вопрос – а можно ли сделать сенсорную коммутацию света своими руками?

Для людей, мало-мальски знакомых с теорией электротехники, сооружение выключателя с применением сенсора — работа вполне выполнимая. Есть масса схемных решений на этот счет.

Схема сенсорного коммутатора на триггере

Многие схемы изготовления приборов подобного действия простые и понятные. Рассмотрим одно из многочисленных решений, которое можно реализовать своими руками для применения в домашних условиях.

Широко распространенная в радиолюбительской практике микросхема серии K561TM2 является главным звеном сенсорного выключателя, собираемого своими руками.

Микросхема К561ТМ – это триггер, состояние которого можно изменять подачей управляющего сигнала на его вход. Это свойство успешно используется для реализации функции коммутатора.

Входная цепь построена с добавлением полевого транзистора V11, который обеспечивает высокую чувствительность по входу и дополнительно хорошо изолирует вход от выхода.

Элемент сенсора Е1 схемы изготавливается в виде металлической пластины и подключается на вход «полевика» через резистор с большим сопротивлением. Так гарантируется безопасность устройства для пользователя в плане возможного поражения электротоком.

Выходная часть схемы построена на связке биполярный транзистор VT2 – тиристор тока VS1. Транзистором усиливается сигнал, исходящий с микросхемы, а тиристор исполняет роль коммутатора. В цепь тиристора включается прибор освещения, которым требуется управлять.

Схема работает так:

  1. Пользователь касается металлической пластины (сенсора).
  2. Статическое электричество поступает на вход VT.
  3. Полевой транзистор переключает триггер.
  4. Выходной сигнал триггера усиливается VT2 и открывает тиристор.
  5. Лампа в цепи тиристора загорается.

Если пользователь прикоснётся к сенсору повторно, все операции повторяются, но с обратным переключением режимов. Все просто и эффективно.

Такое схемное решение допустимо использовать для управления светильниками, где общая мощность ламп накаливания составляет не выше 60 Вт.

Если необходимо коммутировать более мощные приборы света, можно дополнить тиристор объемным радиатором охлаждения. Металл для сенсора рекомендуется применять из серии материалов, хорошо проводящих ток. Оптимальный вариант — посеребренная медь.

Схема на основе инфракрасного датчика

Доступна для самостоятельной сборки схема коммутатора света, где в качестве сенсора применяется ИК-датчик. Здесь также используются доступные и недорогие электронные компоненты.

По степени сложности исполнения этот вариант рассчитан на электронщиков, которые только начинают свою карьеру.

Базовой электроникой в этом решении выступают две микросхемы и следующие элементы:

  • светодиод обычный — HL1;
  • светодиод инфракрасный — HL2;
  • фотоприемник — U1;
  • реле — К1.

На базе микросхемы-инвертора DD1 собран генератор импульсов, а на базе микросхемы DD2 функционирует системный счетчик.

При определенных обстоятельствах, например, когда в зоне действия инфракрасного светодиода появляется биологический объект, срабатывает пара ИК-светодиод и фотоприемник. На базе транзистора VT1 появляется управляющий сигнал, которым включается реле К1. Светильник в цепи К1 загорается.

Если движение объектов в зоне действия инфракрасного датчика не отмечается, через 20 минут простоя счетчик насчитает количество импульсов от мигающего светодиода HL1, достаточное для отключения реле. Светильник отключится. Время ожидания (в этом случае 20 минут) определяется подбором элементов схемы.

Простейшая схема на транзисторах и реле

Максимально упрощенное решение – схема для самостоятельной сборки прибора сенсорного типа, которая представлена ниже.

Здесь допустимо применить практически любой тип реле. Главный критерий – диапазон рабочих напряжений 6-12 вольт и способность коммутировать нагрузку в сети 220 вольт.

Сенсорный элемент изготавливается путем вырезания из листа фольгированного гетинакса. Транзисторы также можно использовать любой серии, аналогичные по параметрам указанным, например, распространенные КТ315.

По сути, эта простая схема представляет обычный усилитель сигнала. При касании поверхности сенсора на базе транзистора VT1 появляется потенциал, достаточный для открывания перехода эмиттер-коллектор.

Следом открывается переход VT2 и напряжение питания подается на катушку реле К1. Этот прибор срабатывает, его контактная группа замыкается, что приводит к включению прибора света.

Если нет желания экспериментировать и собирать устройство собственноручно, можно купить готовый коммутатор и самостоятельно установить его. Вся необходимая информация о выборе и подключении сенсорного выключателя изложена здесь.

Выводы и полезное видео по теме

Этот обзор позволяет ближе познакомиться с коммутаторами света, быстро набирающими популярность в обществе.

Сенсорные выключатели, отмеченные продуктовой маркой Livolo, — что это за конструкции и насколько привлекательны они для конечного пользователя. Видео гид по коммутаторам нового типа поможет получить ответы на вопросы:

Завершая тему сенсорных коммутаторов, стоит отметить активное развитие в области разработки и производства выключателей для бытового и промышленного использования.

Выключатели света, казалось бы, простейшие конструкции, совершенны уже настолько, что теперь управлять светом можно голосовой кодовой фразой и при этом получать полную информацию о состоянии атмосферы внутри помещения.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по сборке сенсорного выключателя? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования таких приборов. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Сенсорный выключатель своими руками

При эксплуатации бытовых выключателей света в жилых квартирах и офисах они довольно часто выходят из строя из-за наличия подвижных трущихся частей. В последнее время их всё чаще меняют на более надежные и долговечные сенсорные выключатели. Конструкция и принцип работы этих устройств очень просты, что позволяет изготовить сенсорный выключатель своими руками. На размещённом ниже рисунке приводится прибор, оснащённый встроенным сенсором.

Для того чтобы перевести электронный выключатель в активное состояние, достаточно слегка прикоснуться к чувствительному элементу, что исключает необходимость в механическом контакте с исполнительным модулем. Эти приборы чаще всего используются при необходимости управлять включением света, шторами с электрическим приводом и другими механизмами с не очень большой потребляемой мощностью.

Преимущества

К числу достоинств сенсорных переключающих приборов следует отнести:

  • Удобство управления схемой переключения (в сравнении с часто заедающим клавишным выключателем);
  • Абсолютная бесшумность работы исполнительного модуля, который встроен в переключатель;
  • Безопасность эксплуатации размещённого в корпусе изделия, питание на которое подаётся через гальваническую развязку;
  • И, наконец, современный эстетичный вид, украшающий интерьеры любых помещений.

Обратите внимание! К герметичной сенсорной поверхности при необходимости можно прикасаться мокрыми руками, что не совсем безопасно для обычных приборов с клавишей.

К тому же такие устройства легко совместимы с системами ДУ, допускающими возможность обустройства нескольких каналов управления. Хороши эти изделия ещё и тем, что их без труда можно изготовить своими руками.

Устройство и принцип действия

Любой простой сенсорный выключатель содержит в своём составе следующие три компоненты:

  • Особый чувствительный элемент, срабатывающий от прикосновения пальца или от его приближения к поверхности;
  • Схема сенсорного выключателя света на полупроводниковых элементах, обеспечивающих усиление поступающих с датчика слабых сигналов;
  • Исполнительный или коммутационный узел, выполненный на транзисторах и реле (с его помощью осуществляется управление нагрузкой).

Принцип работы рассмотрим на примере простейшего электронного устройства, работающего от питающего напряжения 16 Вольт. На размещённом ниже рисунке изображена схема сенсорного выключателя этого типа.

Из рисунка видно, что электронная часть выполнена в виде каскадного усилителя, обрабатывающего поступающий с сенсора слабый сигнал и повышающего его амплитуду до требуемого уровня. Этот вариант исполнения выключателя может быть использован для коммутации небольших токовых нагрузок.

Первый каскад усилителя настроен таким образом, что имеющегося на теле человека статического электричества вполне хватает для того, чтобы открыть входной транзистор VT1 при прикосновении пальцем к его базе. Общее количество каскадов в этой схеме – три, что позволяет достичь требуемого коэффициента усиления на выходе.

Для доработки этой схемы в цепь коллектора выходного транзистора нужно будет включить нагрузочное реле (вместо резистора 220 Ом). При срабатывании релейного элемента его контакты подают напряжение от бытовой сети в цепь лампочки освещения, после чего она загорается.

При повторном прикосновении тот же потенциал тела человека приводит к закрытию транзистора и пропаданию напряжения на релейной обмотке. Его исполнительные контакты отключают цепочку, питающую линию освещения.

Важно! Тип э/м реле подбирается таким образом, чтобы с помощью его контактов можно было коммутировать значительные по величине токи.

Практические схемы

Регулируемый выключатель

Помимо уже рассмотренного ранее простейшего коммутирующего устройства, встречаются сенсоры в несколько ином исполнении.

Отдельные образцы таких электронных приборов могут изготавливаться в виде включателя с функцией управления освещением, например. Схема такого устройства содержит ещё один дополнительный узел, ответственный за управление силой тока в исполнительной цепи (он выполняется обычно на тиристорах).

При легком прикосновении к сенсору управляемая им осветительная лампа сначала сразу же загорается, а затем гаснет. Но если удерживать палец на площадке с чувствительным элементом чуть дольше, яркость свечения сначала возрастает, а спустя некоторое время начинает уменьшаться.

Такие выключатели очень удобны, если использовать их для настольной лампы, например. С их помощью удаётся выставлять заданную яркость, убрав палец с клавиши в нужный момент (схема прибора с регулятором света изображена ниже).

Работает электроника прибора таким образом:

  • Сначала сформированный на чувствительном элементе слабый сигнал поступает на вход микросхемы К145АП2, которая усиливает его до нужной величины, а затем через транзистор VT1 подаётся на управляющий электрод симистора VS1;
  • В зависимости от длительности включённого состояния транзистора, будет меняться время открытия выходного элемента управления;
  • При длительном удерживании пальца на сенсоре сила тока в питающей цепи будет возрастать, а вместе с ней начнёт увеличиваться и освещённость в помещении;
  • Для её понижения до нулевого значения (выключения света) палец следует держать на чувствительной поверхности и после достижения максимума освещённости.

Дополнительное пояснение. Симисторный элемент работает следующим образом: при его открытии включателем среднее значение тока через переход возрастает, а при закрытии наоборот – снижается.

Питающее напряжение подается на эту схему от бытовой сети 220 Вольт. Выведенный на лицевую часть клавиши светодиод HL1 сигнализирует о наличии питания и одновременно подсвечивает прибор ночью. Установленный в выходных цепях стабилитрон подбирается с таким расчётом, чтобы напряжение на емкости С5 установилось в границах от 14-ти до 15-ти Вольт. При меньших величинах контрольного параметра лампа может начать мерцать.

В качестве сенсорной площадки при самостоятельном изготовлении чувствительного элемента выключателя может использоваться обычная медная фольга.

Простая 2-хтранзисторная схема

Самым простейшим вариантом рассматриваемых устройств является схема на двух транзисторах (рисунок ниже), которая работает следующим образом.

В случае касания чувствительного элемента Е1 потенциал от человеческого тела через разделительный конденсатор С1 поступает на усилитель. В качестве его нагрузочного элемента используется катушка электромагнитного реле К1, срабатывающего после очередного прикосновения сенсора.

При этом исполнительные контакты подают питание на осветительную цепь, благодаря чему лампочка включается. При вторичном прикосновении к площадке с сенсором управляющая схема отключает реле, а лампочка тут же отключается.

В заключение отметим, что сделать такой переключатель своими руками совсем несложно. Для этого достаточно ознакомиться с приведённым здесь материалом и постараться выполнять все имеющиеся в нём рекомендации.

Видео

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *