Самодельные сенсорные выключатели света — схема и принцип действия

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.

Виды звуковых выключателей

Акустические выключатели могут реагировать на голосовые команды и хлопки

Существуют следующие типы акустических выключателей:

  • Приборы, реагирующие на хлопок. Заранее программируется, при каком количестве хлопков будет выполняться та или иная команда.
  • Приборы, реагирующие на голос или заранее поставленную команду.
  • Комбинированные устройства (например, светоакустический выключатель). В них могут устанавливаться звуковые, световые датчики или сенсоры движения. Это наиболее технологичные устройства, у которых риск ложного срабатывания максимально снижен.
  • Устройства для слаботочных систем. Используются для подключения видеокамеры или передачи команды охране.

Акустические выключатели стали популярными благодаря удобству применения. Они полезны для пожилых людей, лежачих больных и маленьких детей. Приборы такого класса уже активно используются в системе «Умный дом».

Выключатель по хлопку с микроконтроллером

Микроконтроллер — это маленький кусочек кремния, покрытый пластиком и имеющий металлические выводы, который не выполняет никаких функций без программного обеспечения. Применение его в любой техничке делает её умной и предполагает использование в системе «Умный дом».

Отличие от стандартного звукового выключателя:

  • уменьшенное время срабатывания до 100 микросекунд;
  • возможности перепрограммирования, установки индивидуальных параметров;
  • увеличенный радиус действия;
  • возможность изменения порогового значения сигнала (для устранения помех и исключения реагирования на ложные команды);
  • плавное изменение яркости освещения;
  • меньшее количество составных частей;
  • защита от замыкания.

Диммерный акустический выключатель

Оптико-акустический выключатель для скрытой проводки Диммирование – это регулировка нагрузки, которую потребляет прибор. С помощью диммеров можно плавно включать свет, регулировать яркости светодиодной лампы или лампочки накаливания. Не применяется для люминесцентной лампы. Также диммерные устройства могут применяться для регулировки температурного режима в утюгах, паяльниках, чайниках и других бытовых приборах.

Оптико-акустический выключатель нужен для диммерного включения электричества. Принцип работы микросхемы следующий:

  • сигнал в виде звука попадает на микрофон;
  • звук переводится в импульс;
  • импульс отправляется на микроконтроллер и проходит через усилитель, заряжая конденсатор;
  • достигается заряд большой величины, после чего переключается компаратор;
  • ноль на выходе меняется на импульс;
  • активируется транзитный генератор, который направляет импульсы;
  • открывается симистор, через который проходит питание на светильник;
  • конденсатор теряет уровень напряжения;
  • на симистор подается сигнал с возрастающим фазовым замедлением;
  • плавно включается свет.

Если правильно подобрать все номиналы компонентов, светильник выключается с паузой до 3 минут. Для работы диммера нужна лампа с мощностью не ниже 40 Вт. Напряжение на оптико-акустическом переключателе плавно изменяется в диапазоне от 0 до 220 В.

Преимущества:

  • благодаря плавному включению увеличивается срок службы лампы;
  • возможность создания освещения нужной яркости в определенном месте;
  • возможность управления светом с помощью интеллектуальных систем.

К недостаткам можно отнести невозможность размыкать сеть в случае короткого замыкания и отсутствие защитной функции от перегрузок.

Схема

В схему сенсорного выключателя входят: Усилитель тока с транзисторами VT1 иVT2 и фильтр с элементами R3 и С1. Этот фильтр убирает помехи при прикосновении к сенсорному контакту Е1. Основной частью на схеме выступает RS-триггер, состоящий из двух логических элементов DD1.3 и 001.4. Для того, чтобы установить триггер в нужное положение, необходимо осуществить подачу напряжения низкого уровня на один из его входов. Одновременно, на другом входе, устанавливается напряжение высокого уровня.

Для поочередной подачи напряжения низкого уровня на выводы 1 и 6 вводятся две RС-цепочки: R5С2 и R6С3 с разными временными рамками. С помощью триггера происходит управление транзистора VT3 и тринистораVS1, включающего и выключающего лампочку HL1. Питание низковольтной части схемы производится параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD7. Конденсатором С4 максимально сглаживается пульсация питающего напряжения.  После того как подано питающее напряжение, произойдет установка триггера в такое положение, когда на выходе элемента DD1 низкий уровень. В таком состоянии триггер может находиться без ограничения во времени, из – за чего тринисторV51 закрыт и лампа НИ не светится.

При установке на выходе логического элемента DD1 высокого уровня напряжения, конденсаторы С2 – С3 оказываются разряженными, закрыты диоды VD2 – VD3.

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.

Схемы подключения

Инструкция по монтажу и эксплуатации сенсорных выключателей.

Внимание! При монтаже сенсорных выключателей обязательно выполнение следующих инструкций:

  • Монтаж осуществлять строго на обесточенной проводке для предотвращения короткого замыкания и поломки устройства.
  • Стеклянную лицевую панель устанавливать и снимать на обесточенный механизм.
  • Не утапливать суппорт (металлическую часть крепления винтами к монтажной коробке) в стену пережатием винтов до максимального усилия. В случае необходимости ослабить винты крепления на пол оборота, лицевая панель не должна упираться одной из сторон в стену и должна стоять строго параллельно стене.
  • Подавать питание на сенсорные выключатели только когда каждая линия находится под нагрузкой (выходящая фаза подключена к потребителю).
  • Во избежание загрязнения сенсора выключателя и последующей некорректной работы, лицевую стеклянную панель одеть на выключатель сразу после монтажа. Если на сенсоре выключателя оказалась строительная пыль, протереть сухой чистой салфеткой и сразу установить лицевую панель.

— При монтаже следует не допускать контакта металлических частей монтажного инструмента с внутренней окрашенной стороной лицевой панели.

— Извлеките изделие из упаковки, вставьте до упора плоскую отвертку в замок, располагающийся в нижней части лицевой панели и поворотом по оси отсоедините панель, обесточьте проводку, подсоедините фазу к входному разъему L-in, после чего подключите выходные разъемы out-L1-L2 (в зависимости от количества линий в изделии).

— Закрепите суппорт в монтажной коробке, соедините верхнюю часть лицевой панели с суппортом таким образом , чтобы зубчики замка попали в пазы, далее подведите нижнюю часть панели к суппорту и умеренным давлением на всю плоскость защелкните замок до щелчка.

Схема подключения сенсорных выключателей:

Включение и выключение освещения производится легким касанием лицевой панели в подсвеченной зоне расположения сенсора, в выключенном состоянии светится синим, во включенном состояние красным.

Для моделей с диммированием включение и выключение осуществляется коротким касанием, регулировка мощности освещения продолжительным касанием мощность будет возрастать, а при повторном касании — снижаться. Диммер необходимо использовать только с лампами поддерживающими диммирование. Допустимо, если диммер при работе нагревается.

Внимание! При использовании светодиодных ламп с общей нагрузкой на линию меньше 15 Вт, возможно мигание ламп в выключенном состоянии, в этом случае понадобится LED адаптер

Схема подключения сенсорного выключателя с LED адаптером рядом с нагрузкой:

Схема подключения сенсорного выключателя с LED адаптером в монтажной коробке:

Проходные сенсорные выключатели

Проходные выключатели необходимо синхронизировать, для этого удерживайте до звукового сигнала сенсор одного выключателя, после чего прикоснитесь ко второму, подсветка должна мигать два раза.

Сброс синхронизации осуществляется удержанием касания на 10 и более секунд до двойного сигнала.

Проходные выключатели (переключатели) работают только при подключении фазы к L-in обоих изделий, и соединений разъемов COM-COM.

Схема подключения проходных сенсорных выключателей однолинейных:

Схема подключения проходных сенсорных двухлинейных выключателей:

Настройка радиоуправляемых выключателей

Для сопряжения удерживайте палец на сенсоре более 5 секунд до звукового сигнала.После сигнала нажмите пронумерованную кнопку на пульте ДУ, повторите действия для следующих линий. Для программирования кнопки сценария подключите на одну из данных кнопок пульта все необходимые линии по описанному выше алгоритму. Для сброса настроек удерживайте сенсор более 10 секунд до двойного сигнала.

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.


Такой, примерно, нужно рассматривать конструкцию выключателя света, созданную на основе механизма сенсора. Лёгкое прикосновение подушечкой пальца к поверхности фронтальной панели включает освещение в доме

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.


Конструктивно сенсорный коммутатор выглядит так: 1 – защитная панель из закалённого стекла; 2 – плата размещения сенсорных элементов; 3 – текстолитовая панель с разведённой схемой электроники прибора; 4 – корпус (шасси) выключателя (+)

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.

Дистанционное управление

Часто ли пульт от телевизора теряется? Если да, значит, пора создать специальное место для хранения пультов. Пульт для выключателя света тоже можно будет хранить в этом ящике стола, в этой шкатулке, возможно, на выбранной для их размещения полке.

Такой выключатель более консервативен, в сравнении с остальными, ведь и пульт от телевизора не всегда нужен. Телевизор иногда дополнен креативной технологией реагирования на слова, звук, тепло. Рассчитана эта разновидность на любителя. И всё же проще, легче жить, более комфортным становится помещение с нею. Стандартный выключатель стоит заменить.

Конструкция и детали емкостных сенсорных датчиков

Когда я начал разрабатывать сенсорную систему подачи воды в биде, то наиболее трудной задачей мне казалась разработка емкостного датчика присутствия. Обусловлено это было рядом ограничений по установке и эксплуатации. Не хотелось, чтобы датчик был механически связан с крышкой унитаза, так как ее периодически надо снимать для мойки, и не мешал при санитарной обработке самого унитаза. Поэтому и выбрал в качестве реагирующего элемента емкость.

Сенсорного датчика присутствия

По выше опубликованной схеме сделал опытный образец. Детали емкостного датчика собраны на печатной плате, плата размещена в пластмассовой коробке и закрывается крышкой. Для подключения антенны в корпусе установлен одноштырьковый разъем, для подачи питающего напряжения и сигнала установлен четырех контактный разъем РШ2Н. Соединена печатная плата с разъемами пайкой медными проводниками в фторопластовой изоляции.

Сенсорный емкостной датчик собран на двух микросхемах КР561 серии, ЛЕ5 и ТМ2. Вместо микросхемы КР561ЛЕ5 можно применить КР561ЛА7. Подойдут и микросхемы 176 серии, импортные аналоги. Резисторы, конденсаторы и светодиоды подойдут любого типа. Конденсатор С2, для стабильной работы емкостного датчика при эксплуатации в условиях больших колебаниях температуры окружающей среды нужно брать с малым ТКЕ.

Установлен датчик под площадкой унитаза, на которой установлен сливной бачок в месте, куда в случае протечки из бачка вода попасть не сможет. К унитазу корпус датчика приклеен с помощью двустороннего скотча.

Антенный датчик емкостного сенсора представляет собой отрезок медного многожильного провода длинной 35 см в изоляции из фторопласта, приклеенного с помощью прозрачного скотча к внешней стенке чаши унитаза на сантиметр ниже плоскости очка. На фотографии сенсор хорошо виден.

Для настройки чувствительности сенсорного датчика необходимо после его установки на унитаз, изменяя сопротивление подстроечного резистора R3 добиться, чтобы светодиод HL2 погас. Далее положить руку на крышку унитаза над местом нахождения сенсора, светодиод HL2 должен загораться, если руку убрать, потухнуть. Так как бедро человека по массе больше руки, то при эксплуатации сенсорный датчик, после такой настройки, будет работать гарантировано.

Конструкция и детали емкостного сенсорного включателя

Схема емкостного сенсорного включателя имеет больше деталей и для их размещения понадобился корпус большего размера, да и по эстетическим соображениям, внешний вид корпуса, в котором был размещен сенсорный датчик присутствия не очень подходил для установки на видном месте

Внимание на себя обратила для подключения телефона. По размерам она подходила и имела хороший внешний вид. Удалив из розетки все лишнее, разместил в ней печатную плату емкостного сенсорного выключателя

Удалив из розетки все лишнее, разместил в ней печатную плату емкостного сенсорного выключателя.

Для закрепления печатной платы в основании корпуса была установлена короткая стойка и к ней с помощью винта прикручена печатная плата с деталями сенсорного выключателя.

Датчик емкостного сенсора сделал, приклеив ко дну крышки розетки клеем «Момент» лист латуни, предварительно вырезав в них окошко для светодиодов. При закрывании крышки, пружина (взята от кремниевой зажигалки) соприкасается с латунным листом и таким образом обеспечивается электрический контакт между схемой и сенсором.

Крепится емкостной сенсорный включатель на стену с помощью одного самореза. Для этого в корпусе предусмотрено отверстие. Далее устанавливается плата, разъем и закрепляется защелками крышка.

Настройка емкостного выключателя практически не отличается от настройки сенсорного датчика присутствия, описанного выше. Для настройки нужно подать питающее напряжение и резистором отрегулировать, чтобы светодиод HL2 загорался, когда к датчику подносится рука, и гас, при ее удалении. Далее нужно активировать сенсорный датчик и поднести и удалить руку к сенсору выключателя. Должен мигнуть светодиод HL2 и загореться красный светодиод HL3. При удалении руки красный светодиод должен продолжать светиться. При повторном поднесении руки или удалении тела от датчика, светодиод HL3 должен погаснуть, то есть выключить подачу воды в биде.

Область применения аппаратов

Сфера использования беспроводных приборов очень широка. Модели ставят в квартирах, где возникает потребность в установке перекидного выключателя или в переносе старого традиционного выключателя, но этому мешают конструкционные особенности помещения, бытовая техника и предметы мебели.

В случае острой необходимости выключатель беспроводного типа можно установить не только на стене, но и на зеркале или внутри одной из полок шкафа. Независимо от места расположения, модуль будет качественно функционировать и обеспечит комфортное управление осветительными приборами

Для исправления погрешностей некорректно сделанной проводки больше не нужно демонтировать внешнюю отделку стен и пробивать новые штробные каналы. Проблему мгновенно решит монтаж беспроводного выключателя. Его можно разместить в любом удобном месте, навсегда забыв о сложностях, связанных с домашней осветительной системой.

Установка беспроводного прибора – наименее трудозатратный и самый дешевый способ обеспечения комфортного управления системой освещения. Выключатель можно поставить даже в помещениях с повышенной влажностью и резкими температурными перепадами

Нехватка свободного пространства в жилом помещении – еще одна причина для установки беспроводного модуля. Прибор можно расположить на минимальной площади и даже встроить в любой предмет мебели.

Для деревянных строений, где оборудование электропроводки связано с обеспечением повышенных мер безопасности, беспроводные элементы более чем актуальны. Конечно, можно организовать внешнюю проводку, однако, это не всегда согласуется с интерьером и часто портит привлекательность помещения.

Кроме того, открытые электрические провода проявляют уязвимость к механическим повреждениям со стороны жильцов, детей и животных. Чтобы обезопасить себя и жилище, разумнее установить модули беспроводного типа и больше не переживать о том, что в результате повреждения провода может возникнуть форс-мажорная ситуация (пожар, короткое замыкание и пр.)

Организовать в деревянном строении скрытую проводку проблематично и небезопасно. Палочкой-выручалочкой для хозяев здесь станет накладной беспроводной выключатель. Для его установки не нужно вызывать электрика. Работа проста и с ней справится даже малоопытный домашний мастер

Если комната разделена на локации, в каждой из которых требуется свой собственный тип освещения, совсем не обязательно проделывать колоссальную работу и тянуть проводку ко всем выключателям.

Достаточно просто установить беспроводное устройство, способное управлять несколькими источниками света и при помощи пульта включать или выключать осветительные приборы по мере надобности.

Когда в помещении полностью завершены все ремонтные работы и стены декорированы финишным покрытием (обои, ткань, покраска, плитка, ламинат и пр.), но срочно требуется оборудовать еще один выключатель, нет смысла демонтировать отделку и пробивать дополнительные штробные каналы.

Лучше установить практичный прибор беспроводного типа. На это уйдет минимум времени, а внешний вид комнаты никак не пострадает.

Для управления осветительной системой в крупногабаритных коттеджах, конференц-залах, длинных коридорах и прочих масштабных пространствах беспроводные модули просто созданы. Они позволяют включать свет, находясь на большом расстоянии от помещения или даже с улицы.

Если здание имеет историческую ценность (старинные дома, музеи и пр.) и внесение изменений в интерьерные решения считается недопустимым, стоит использовать беспроводные выключатели. Они обеспечат полноценный контроль осветительной системы и легко «спрячутся» в предметах мебели, ничем не выдавая своего присутствия и принадлежности к современной жизни.

Повышение комфортности жилища – прекрасный повод для установки беспроводной системы. Она позволит хозяевам управлять освещением комнат и подсобных помещений, буквально, одним нажатием кнопки и регулировать интенсивность светопотока согласно личным потребностям и предпочтениям.

Устройство и принцип работы сенсорного выключателя

Электронный механизм предназначен, как и его предшественник – клавишный выключатель, для включения и выключения освещения. На внешний вид – это панель из кристаллического стекла с нанесенной разметкой. Дизайн изделия может быть разным и зависит от фирмы-производителя, типа конструкции. Но технологическая начинка у всех моделей одинакова и представляет собой полупроводниковую схему.

В состав коммутационного электронного устройства входят три основных элемента: • блок управления; • диодный преобразователь; • коммутатор.

Контролер, он же управляющий механизм, находится за панелью, сделанной из электрохромного вещества. Это чувствительная деталь настроена на разные типы воздействия – механический (касание пальцем или движение), акустический (например, хлопки или звук приближения), фотоэффект (реакция на свет), инфакрасный (тепловой).

Как работает сенсорный выключатель света?

Все виды управляющих сигналов поступают в электронный трансформатор, преобразующий разные формы колебаний в электрический импульс. На коммутационном участке происходит мгновенное изменение параметров, заключающееся в замыкании, размыкании цепи. Но возможно и плавное регулирование нагрузки, поступаемой к потребителю. Так работают сенсорные выключатели света с диммером.

Ток в приборе регулируется управляющей микросхемой, в отличие от механических конструкций. В них для переключения используются движущиеся контакты. В электронике применяется способ каскадного расположения усилителей. После сенсорного приемника размещается транзистор с высоким уровнем чувствительности, но небольшой мощностью. Следующий полупроводник имеет мощность, достаточную для создания повышенной нагрузки. Кроме механического способа передачи нагрузки, применяется оптическая оптопара или беспроводные технологии в радиодиапазоне типа BlueTooth или Wi-Fi.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий