Как собрать сенсорный выключатель своими руками описание и схема сборки

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.

Конструкция «умного» выключателя

Понятие «сенсорный» трактуется по-разному в зависимости от источника. В широком смысле это аналог клавиши или кнопки питания, который реагируют на голос, движение, степень освещенности помещения и т. д. Он не требуют механического действия. В узком смысле — прибор работающий за счет энергоемкости человека.

Конечность человека, приближаясь к чувствительной пластине, становится частью электроцепи, замыкает её. За счет действия специального элемента схемы (триггера) не происходит размыкания после отдаления раздражителя, стабильное состояние системы сохраняется. Отсутствие движущихся деталей исключает их поломку и облегчает влажную уборку поверхности.

Наружная часть — лицевая стеклянная или пластиковая панель и огнеупорный корпус. Квадратные, прямоугольные модели встречаются чаще круглых. Размер соответствует обычному клавишному выключателю, что позволяет использовать для монтажа стандартное гнездо. Функция крышки защитная и декоративная.

Чувствительный элемент — пластина с ёмкостными сенсорами или пара инфракрасный излучатель приёмник, могут присутствовать дополнительные датчики. Задача сенсора уловить сигнал извне.

Внешний вид выключателя

Силовая составляющая — печатная плата с SMD компонентами: блок питания, усилители, микроконтроллер, плата радиоканала, ключ, энергозависимая память.

Иногда в комплект входит дополнительный конденсатор, чтобы предотвратить фоновое свечение газоразрядных ламп в выключенном состоянии.

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).
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Как рассчитать расход газа на отопление частного дома

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

Схема простейшего сенсора

Схема простейшего сенсора

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.

Классификация переключателей

Чтобы правильно выбрать коммуникатор, следует исходить из назначения помещения, количества и характеристик светильников. По параметру напряжению устройства бывают:

  • 220 В — стандартный показатель для большинства приборов;
  • 12 В — подойдёт к LED лентам и некоторым другим типам осветителей.

По количеству подключённых источников света применяют одинарные, двойные, тройные выключатели. Большее количество удобнее контролировать дистанционным пультом.

По виду ключа можно выделить:

  • с электромагнитным реле — замыкание происходит механически, поэтому контакты со временем обгорают;
  • оснащённые симистором — полупроводниковый прибором.

Типы чувствительного элемента в бытовых переключателях:

  • ёмкостный — требует легкого касания;
  • оптический — реагирует на движение или уровень освещённости;
  • высокочастотный — настроен на присутствие, заполненность помещения (объёма), движение.

Дополнительные функции:

  • датчики движения, объёма, звука;
  • беспроводное управление;
  • плавное снижение яркости при выключении;
  • таймер.

Сенсорный выключатель света своими руками: схема

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).

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Водопровод в частном загородном доме своими руками устройство прокладка и монтаж

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).

Схема выключателя с регулировкой

Схема выключателя с регулировкой

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.

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

Схема на двух транзисторах

Схема на двух транзисторах

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.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Инструкция по установке и подключению вытяжного вентилятора в ванной комнате: грамотный монтаж, стоимость работы мастеров

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.

Схематическое изображение сенсорного выключателя
Схема сенсорного выключателя RGB-LIGHT SLAYDER

Пульт для выключателя необходим с протоколом NEC. По сути в PIC12F629 несколько модифицированная программа «IR конструктора».

Правильная распайка светодиодов
Схема распайки светодиодов

На панели выключателя расположены 6 сенсоров и 12 светодиодов для индикации режимов. В дежурном режиме 4 светодиода по углам выключателя обозначают его габариты и местонахождения. При касании к сенсорам и управления с пульта светодиоды откликаются небольшой анимацией и собственно показывают установленный уровень яркости.

Самостоятельная сборка сенсорных коммуникаторов

Главный минус «умных» выключателей — цена. Наличие базовых знаний электротехники поможет собрать самоделку. Домашние умельцы используют 3 основных варианта сборки.

Схема сенсорной кнопки на транзисторах самая простая. Для её осуществления потребуется макетная плата, на которой монтируются последовательно соединенные транзисторы КТ315 и электромеханическое реле, параллельно с которым обязательно нужно установить защитный диод. Сенсором послужит провод от базы транзистора, подключаемого к сети.

Инфракрасный сенсорный выключатель своими руками можно собрать, добавив в схему генератор прямоугольных импульсов. Для увеличения тока от генератора поможет инфракрасный мигающий светодиод. На микросхеме устанавливается временной интервал. Он определяет, через какое время после прекращения поступления сигнала выключится свет.

Как собрать сенсорный выключатель своими руками описание и схема сборки

Схема инфракрасного выключателя

Сенсорные выключатели промышленного производства можно доработать и расширить площадь чувствительности. Под крышкой нужно найти ёмкостный элемент и припаять к нему тонкий проводок. После чего проводник уложить увеличивающимся кольцами до заполнения всего периметра. Вернуть на место защитную панель.

Безопасность при монтаже

Перед установкой обязательно обесточить сеть, опустив рубильник защитного автомата в распределительном щитке. Сенсорные коммуникаторы монтируются без лицевой панели. Соблюдается правило полюсовки. Если в линии есть заземляющий провод, он подключается на промаркированный контакт. Концы многожильного кабеля опрессовывают или заслуживают, чтобы плотно зафиксировать и избежать перегрева.

Нельзя использовать приспособления с явными повреждениями или не рассчитанные на заданную нагрузку сети. Самодельные сенсорные выключатели света 220 В не всегда выдерживают — большинство домашних схем рассчитаны на низковольтных потребителей.

Нельзя начинать монтаж до ознакомления с инструкцией производителя.

Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector