Самодельные сенсорные выключатели света — схема и принцип действия

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.

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

Сенсорные выключатели: разновидности, устройство, схемы

Внешне сенсорный выключатель света похож на кристаллическую панель с разметкой. Бытовые модели, используемые в сетях 220 вольт, могут отличаться по цвету, форме, фактуре поверхности. В последнее время сенсорные выключатели все чаще применяют для:

  • Подключения бра
  • Управления элементами подсветки многоуровневых потолков
  • Регулировки основного освещения в квартире

Такой прибор можно купить или сделать своими руками.

Устройства разных типов могут реагировать на:

  • Прикосновение пальца к рабочей поверхности
  • Приближение руки к сенсору
  • Другие изменения условий в комнате (температура, движение, звук, время)

Разновидности

Сенсорный выключатель может быть оснащен дополнительными функциями, его конструкция бывает основана на разных принципах действия. Стоит обозначить 4 популярные модификации:

  1. С пультом ДУ. Удобно использовать для управления бра, светодиодной лентой и т. д.
  2. Емкостной. Реагирует на легкое прикосновение. Такое устройство можно сделать своими руками, об этом немного ниже.
  3. С таймером. Помогает экономить на электричестве, отключая свет, когда в квартире никого нет.
  4. Бесконтактный. Реагирует на определенные особенности обстановки: звук, изменения уровня освещенности, перепад температур, движение.

Каждую из разновидностей можно оборудовать диммером. С его помощью регулируется яркость освещения в комнате.

Устройство сенсорного выключателя

Вне зависимости от принципа работы, сенсорные выключатели имеют одинаковое строение: все они состоят из четырех основных частей.

  1. Лицевая поверхность. Иногда за ней устанавливают элемент подсветки.
  2. Датчик. От его типа зависит принцип действия выключателя.
  3. Коммутационная схема, преобразующая получаемый сенсором сигнал в электрический.
  4. Корпус. Он может быть накладной (устанавливается снаружи), или с внутренним монтажом (встраивается в стену).

Модели с плавной регулировкой интенсивности освещения

Если требуется устройство, позволяющее изменять уровень яркости постепенно, стоит обратить внимание на сенсорные выключатели с диммерами.

Некоторые такие приспособления могут регулироваться с помощью пульта ДУ. Не вставая с кресла можно настраивать яркость бра или светодиодной подсветки.
Сенсорный выключатель с этим устройством продлевает срок эксплуатации ламп накаливания, устраняя эффект резкой подачи напряжения.
Схемы подключения некоторых приборов требуют обязательного наличия блока питания или диммера. Такое устройство выключателя как нельзя лучше подходит для управления контуром светодиодной ленты.

Модели для монтажа светодиодной подсветки

Сенсорные выключатели для светодиодных лент, профилей также называют «диммерами». Они применяются и с другими устройствами, рассчитанными на питание от 12 В.
Диммеры позволяют не только включать или выключать отрезок светодиодной ленты, но и настраивать яркость.
Электронные устройства чаще всего бывают с сенсорным управлением. Их иногда включают в схемы устройства интерьерного LED-освещения для:

  • Обустройства подъездов, лестничных пролетов
  • Подчеркивания стиля дизайна квартиры
  • Оборудования системы «Умный дом»

Многие из них не рассчитаны на 220 вольт, поэтому для бра и люстр нужно подключить отдельные устройства.

Емкостной датчик

Емкостные выключатели света являются более чувствительными. Принцип работы основан на существовании электростатического поля. Оно заполняет также пространство вокруг датчика. Когда емкость в этом поле изменяется (человек подносит руку к выключателю), сенсор срабатывает и включает бра или люстру.
В основе датчика лежит простой конденсатор. Два электрода на поверхности выключателя являются его обкладками. Когда к ним приближается физический объект, емкость конденсатора меняется. Это становится сигналом для включения света.
Каждой модели свойственны индивидуальные особенности. Чувствительность некоторых из них можно настроить в процессе установки.

Как подключить устройство

Каких-либо технических особенностей установки сенсорных выключателей в сети 220 вольт не существует. Могут меняться требования к выбору места.
Например:

  • Если устройство поддерживает функцию управления пультом ДУ, то он должен быть виден с зоны отдыха
  • Модели, реагирующие на изменение температуры, не следует располагать возле радиатора отопления
Читайте также:  Правила расположения и установки розеток на фартуке кухни

Отличаться может схема подключения выключателя для светодиодной ленты.
Важно помнить правила безопасности при работе с электричеством, отключать счетчик. Необходимо закрывать все оголенные провода с помощью изоляционной ленты.
Если прибор накладной, для его установки не придется делать углубление в стене. Процесс подключения такого устройства довольно прост. Каждый может сделать это своими руками.

Как сделать сенсорный датчик

Имея опыт работы с паяльником, и раздобыв некоторые детали, можно создать своими руками простой сенсорный выключатель, рассчитанный на работу в сети 220 вольт. Самая простая схема выглядит так:

Конденсатор C3 использовать не обязательно.

Итак, для создания сенсорного выключателя своими руками понадобятся такие детали:

  • Сопротивление на 30 Ом
  • Транзисторы КТ315 (два)
  • Электролитический конденсатор (100 мкф, 16 В)
  • Простой конденсатор (0,22мкф)
  • Полупроводник Д226
  • Мощная батарейка или блок питания (выходное напряжение 9 В)

Все это нужно спаять согласно схеме. В подходящем по размеру корпусе (можно использовать старый накладной выключатель) делается отверстие на лицевой части. В него выводится провод. Для работы сенсорного выключателя света схему нужно подключить к блоку питания, а проводок присоединить к металлической пластинке, которая будет закреплена на передней плоскости самодельного устройства.

Скорее всего, создание накладного сенсорного выключателя своими руками обойдется дешевле, чем покупка настоящего. Получившийся прибор вполне можно использовать для подключения подсветки в доме.

Емкостной выключатель своими руками

Емкостной выключатель света, сделанный своими руками, вполне может быть использован для устройства подсветки из светодиодной ленты или управления лампами люстры. Он также может быть накладной или встроенный в стену. Схема является не настолько простой, как предыдущая.

Датчик WA1 реагирует на приближение ладони. Емкость вносится в колебательный контур на транзисторе VT 1 и меняет его частоту.

Сопротивления R6 и R7 нужны для стабильной работы устройства при скачках напряжения от 4 до 10 вольт.

Рекомендуем прочитать:

One thought on “ Сенсорные выключатели: разновидности, устройство, схемы ”

Спасибо за отличные статьи, все прекрасно объяснено и расписано. Доходчиво просто понятно…

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.

Читайте также:  Как правильно подключить реле напряжения и УЗО: схема

Сенсорный выключатель RGB-LIGHT SLAYDER своими руками

Конструктивно девайс разделен на силовой блок с блоком питания и на сенсорную плату с системой управления.

В схеме используются два МК:

  1. PIC12F629 для приема IR команд с пульта управления.
  2. PIC16F628A — собственно сам выключатель.

Такой конструктивный подход обособлен уже достаточной нагрузкой на PIC16F628A, где для надежного и уверенного IR приема не хватает ресурсов.

Сенсорный выключатель света своими руками: схема

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

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.

Необходимые детали для сборки сенсорного выключателя своими руками

  • МК PIC 8-бит — PIC16F628A.
  • МК PIC 8-бит — PIC12F629.
  • ИК-приемник — 136АА71АВ15Е.
  • 6 выпрямительных диодов — 1N4148.
  • конденсатор — 0.1 мкФ.
  • Резисторы — 5х2200 Ом, 1х10 кОм, 6х1 МОм
  • 6 диодов — 1N4148.
  • 12 светодиодов любого цвета (можно с ленты).

Блок питания:

  • Оптопара — MOC3020M или 3021.
  • Симистор — BT137-600
  • Стабилитрон — 5.1 В
  • Выпрямительный диод — 1N4007.
  • 2 конденсатора — С1 (0.47 мкФ, 400 В) и пленочный (1000 пФ).
  • Электролитический конденсатор — (470 мкФ, 15 В)
  • Резисторы — 2х1 МОм, 1х360 Ом (2 Вт), 1х390 кОм, 1х220 Ом (может оказаться на сенсорной плате), 1х2.2 кОм

Видео о том, как работает сенсорный выключатель света:

Функции сенсорного выключателя света, управление, режимы

1. Режим записи кнопок пульта. На пульте необходимо выбрать три кнопки, не влияющие на бытовую технику. Записывать их будем в следующей очередности

  • Первая — кнопка вверх.
  • Вторая — ON-OFF.
  • Третья — кнопка вниз.

Как записать пульт:

Дотрагиваемся до 6-го сенсора (верхний) и удерживаем около 10 секунд. Светодиоды на выключателе с включенных всех переключатся на четыре центральных светодиода.

    Отпускаем сенсор, берем пульт и нажимаем поочередно выбранные три кнопки. Индикация 4-х средних светодиодов указывает на проведение записи.

  • На этом запись завершена можно проверить и понажимать кнопки пульта.
  • 2. Работа с пультом:

      кнопкой ON-OFF собственно включаем и выключаем;

    кнопкой вверх с выключенного состояния включаем на максимальную мощность, во включенном положении увеличиваем яркость;

  • кнопкой вниз с выключенного состояния включаем на минимальную мощность, во включенном положении уменьшаем яркость.
  • 3. Работа с сенсорной панелью:

    • Короткое прикосновение к панели — функция ON-OFF.
    • Прикосновение и удержание на выбранном сенсоре установит уровень яркости, соответствующий этому сенсору.
    • Режим слайдера — перемещая палец по сенсорной панели, устанавливаем необходимый уровень яркости.

    4. Стандартная функция авто выключения света. Меню выключателя позволяет выбрать один из 6-ти режимов времени автовыключения.

    • через 15 минут (индикация нижних светодиодов);
    • через 30 минут (индикация второго светодиода);
    • через 1 час (индикация третьего светодиода);
    • через 4 часа (индикация четвертого светодиода);
    • через 8 часов (индикация пятого светодиода);
    • через 12 часов (индикация шестого светодиода).

    Для входа в меню выбора времени авто выключения необходимо с состояния включенного света нажать кнопку на пульте выкл и удерживать ее в течение 10 секунд. По истечении этого времени выключатель отобразит установленный в памяти режим индикацией светодиодов. Для выбора другого режима кнопками вверх и вниз выбираем необходимый режим. Затем, нажимая кнопку пульта вкл-выкл, производим запись изменения в память и выходим в рабочий режим.

    • Возможно, вам также будет интересна схема звукового светодиодного выключателя света с таймером

    5. Выбор режима светодиодной индикации. Для входа в режим выбора настроек светодиодной индикации необходимо включить свет кнопкой вкл-выкл на пульте и удерживать ее в течение 10 секунд до появления на выключателе индикации текущего режима.

    Всего доступно 6 режимов, первый считается с минимального уровня освещения и далее вверх до шестого. Далее кнопками на пульте вверх и вниз выбираем необходимый режим подсветки. Для запоминания выбора подтверждаем нажатием кнопки вкл-выкл, режим запоминается. После этого выходим в нормальный режим работы.

    • Смотрите также, как сделать многоканальное управление сенсорными кнопками

    Режимы подсветки самодельного сенсорного выключателя:

      Установлен по умолчанию в новом изделии. Выполняется подсветка контура выключателя и индикация выполняемых действий как с сенсорной панели, так и с пульта.

    Режим, при котором выполняется индикация выполняемых действий как с сенсорной панели, так и с пульта, но нет индикации подсветки контура в ждущем режиме.

    Режим, при котором вся индикация отключена. Если у вас в доме есть маленькие дети, чтоб не привлекать их внимание.

    Режим свет включен. Индикация дублирует состояния включенного света. Удобно использовать в закрытых помещениях, где выключатель установлен вне помещения (ванная комната, санузел и др.) для контроля помещение занято или если забыли выключить свет.

    Обратный режим с индикацией ночник при выключенном освещении, а при включенном освещении индикация контура выключателя отключена.

  • Аналог четвертого режима с той лишь разницей, что после включения света запускается таймер на 15 минут, по истечению времени индикация начинает мигать, привлекая внимание.
  • Сборка сенсорного выключателя своими руками

    Процесс сборки требует качественной платы и опыта пайки SMD компонентов. Применяемые светодиоды в данном устройстве использованы с ленты, цвет можно выбрать по вкусу. Светодиоды, требуют к себе особого внимания. Пока не впаяны в плату они очень чувствительны к статическому электричеству и перегреву. Рекомендуем дорожки на плате до монтажа временно соединить между собой перемычками. Также важно применять качественный паяльник и выключать его из сети 220 В, в общем использовать все возможные меры защиты.

    Последовательность монтажа платы сенсорного выключателя света своими руками:

      Травим дорожки с одной стороны, со второй, где сенсоры заклеены изолентой, прорезаем резаком разделения на сенсоры.

    Вместо металлизации переходных отверстий впаиваем тонкую проволоку, которую зачищаем со стороны сенсоров.

    Для светодиодов сверлим отверстия.

    PIC12F629 паяем первым и «шьем» на плате, потом можно поставить ИК приемник.

  • PIC16F628А также пишем на плате. Это можно сделать, когда все компоненты установлены. Если не пишется в монтаже где-то брак.
  • Что касается силового блока, его мы собрали по классической схеме, распространенной в типичных устройствах. После сборки перед подключением необходимо проверить выходное напряжение около 5 Вольт. Силовой блок соединен с платой выключателя четырьмя проводами это — масса, плюс 5В, импульс перехода фазы через ноль и управляющий на симистор через оптрон.

    Сенсоры закрываем изолирующей накладкой толщиной около 1 мм. Можно залить эпоксидкой, заранее вырезав рамку с обычного выключателя. В этом случае перед заливкой все просветы нужно замазать пластилином, правда потом его долго нужно выковыривать. Также можно собрать сенсорный выключатель в фото рамке.

    После подачи питания происходит настройка сенсоров, поэтому выключатель не стоит трогать в этот момент, происходит это довольно быстро (в течении секунды). Внешний дизайн панели, цветовая гамма, форма зависят от вашей фантазии.

    • Смотрите также, как своими руками сделать кнопочный выключатель сети с гальванической развязкой

    Печатные платы и остальные компоненты, необходимые для сборки сенсорного выключателя можно скачать ниже.

    Сенсорный выключатель света: как выбрать и сделать своими руками

    Идея управления осветительными приборами посредством сенсорных выключателей не нова, подобные выключатели или переключатели света выпускались еще в прошлом веке. Но размеры таких устройств были существенно больше типовых, что вызывало проблемы при установке. Стоит также отметить, что стоимость первых сенсорных коммутаторов была довольно велика, естественно, это не способствовало популярности. С развитием технологий ситуация в корне изменилась, и сегодня емкостные, инфракрасные и дистанционные включатели пользуются стабильным спросом.

    Конструкция и принцип работы

    Несмотря на разнообразие моделей сенсорных коммуникаторов, большинство из них имеет типовую конструкцию, состоящую из следующих элементов:

    1. Корпус из термостойкого пластика (см. А на рис. 1). Размеры конструкции позволяют производить монтаж в типовое посадочное место обычного выключателя.
    2. Электронный блок (В), он включает в себя адаптер питания и схему управления полупроводниковым ключом.
    3. Плата с емкостными сенсорами (С).
    4. Лицевая панель (D), как правило, она изготавливается из кварцевого стекла, в бюджетных моделях могут использоваться другие материалы.

    Рис 1. Сенсорный настенный шестиклавишный выключатель Legrand

    Теперь расскажем, как работают такие устройства. Электронный блок отслеживает состояние сенсора. Когда происходит прикосновение рукой к определенному месту лицевой панели выключателя (оно имеет соответствующую маркировку), емкость датчика изменяется. Электронный блок обнаруживает это и меняет состояние бесконтактного полупроводникового ключа, который размыкает или замыкает электрическую цепь.

    Сфера применения

    Первоначально данный вид коммутаторов планировалось использовать для включения / выключения освещения, но конструкция оказалась настолько удачной, что сфера ее применения существенно расширилась. Сегодня большинство современных бытовых приборов имеют сенсорное управление, в качестве примера можно привести кухонные печи, вытяжки, микроволновки и т.д.

    Вытяжка для кухни Cata Midas 900

    Единственное ограничение на подключение к сенсорным коммутаторам — мощность оборудования, ее допустимые параметры указываются в паспорте устройства.

    Дополнительные функциональные возможности

    Современная техническая база сделала возможным установку микроконтроллеров в электронный блок управления сенсорным выключателем, позволило существенно расширить функционал коммутаторов и позволило им вписаться в концепцию умного дома. Управлять такими коммутаторами можно голосом, инфракрасным или радио пультом, смартфоном через WI-FI или программируемым таймером.

    Сенсорный выключатель можно подключить к системе «умный дом» и управлять им используя мобильный телефон

    Сенсорные коммутаторов могут использоваться совместно с датчиками, реагирующими на движение или уровень освещенности. В первом случае такие устройства включают светильник, настольную лампу или другие осветительные приборы, когда кто-нибудь входит в помещение, например в ванную. При втором варианте реализации, свет будет включаться при низком уровне освещения.

    Некоторые производители, например, Livolо выпускают сенсорные выключатели с функцией диммера или управляющие совмещенными розетками, к которым может подключаться практически любой бытовой прибор.

    Сенсорный выключатель Ливоло с блоком розеток

    Достоинства емкостных коммутаторов

    Говоря о преимуществах данного вида включателей, следует отметить их следующие качества:

    • Длительный срок эксплуатации. Этому немало способствует отсутствие движущихся частей и контактных групп.
    • Совместимость со всеми типами осветительных приборов. Выпускаются модели с диммиром для светодиодных лент и энергосберегающих ламп, если у таковых предусмотрена такая возможность. Помимо этого допускается коммутация любых цепей, отвечающих условиям эксплуатации выключателей
    • Наличие дополнительных функций.
    • Возможность интеграции в систему «Умный дом».
    • Большой выбор цветовых и дизайнерских решений. Выключатели «Зайцы» модельный ряд Kopou
    • Отсутствие механических контактов.
    • Сенсорный датчик можно установить в стандартный «стакан» для выключателя скрытой проводки.

    Теперь кратко о недостатках. В первую очередь необходимо отметить, разницу в стоимости с обычными механическими выключателями, но она стала значительно меньше, чем 10-20 лет назад. Цена недорогих китайских сенсорных моделей сегодня значительно дешевле, чем на механические выключатели известных брендов, например GTS или Electronics.

    Иногда наблюдается мерцание светодиодных ламп, подключенных к сенсорным включателям. Это может быть связано как с низким качеством самих источников освещения, так и бюджетными моделями коммутаторов. Проблему можно устранить двумя способами:

    1. Использовать продукцию известных брендов (Jazzway, Panasonic, Сапфир, Funry, LightaLight, Tronic , Sesso и т.д.).
    2. Подключить параллельно светодиодной лампе конденсатор на 0,1 мкф 630 В.
    Читайте также:  Принцип работы и схема подключения переключателей фаз

    Подключение

    Монтаж сенсорных коммутаторов практически не отличается от установки обычных встроенных и накладных механических выключателей. Подробно об этом процессе можно прочитать на страницах нашего сайта. Напомним, как это делать на примере модели kg020gs производителя FD Electronics.

    Алгоритм подключения:

    1. Снимаем стеклянную панель (см. А рис. 7). Это удобно делать, используя тонкую шлицевую отвертку.
    2. Производим подключение монтажных проводов (В рис. 7), согласно схеме приведенной в паспорте. Рисунок 7. Первый и второй этап подключения
    3. Прикручиваем плату с сенсорными контактами (А рис. 8).
    4. Подключаем панель с маркировкой кнопки (В рис. 8).

    Рисунок 8. Второй и третий этап подключения

    Некоторые производители, например, Livolo, выпускают проходные выключатели на 220 В (схема их подключения показана на рис. 9). С их помощью можно управлять освещением из нескольких мест.

    Рисунок 9. Наглядный пример, как подсоединить несколько проходных панелей touch контакта

    Каждый из таких коммутаторов управляет освещение в помещении из разных мест. Концепция подразумевает использование основного коммутатора и одного вспомогательного (или более). На основных приборах имеется три клеммы, к одной подключается фаза, к другой ноль, а третьей подключается управляющий проводник. Соответственно, такие контакты помечаются как: L – фаза, N –ноль и Com – управляющий провод. Вспомогательные устройства

    Вторичные коммутаторы подключаются через две клеммы: N – ноль и Com – управляющий контакт. Маркировка у разных производителей может различаться, поэтому, имеет смысл изучить инструкцию. В качестве примера можно привести схему подключения электронного диммера et0802193e, или его аналог tt6061a, управлять которыми можно легким касанием руки.

    Схема подключения сенсорного диммера et0802193e

    Выбор сенсорного выключателя света

    Перед тем, как приобретать устройство, необходимо определиться с его функциональностью. Для этого необходимо учитывать следующие критерии:

    1. Мощность подключаемого оборудования и схема его подключения.
    2. Исполнение, соответствующее типу проводки.
    3. Условия эксплуатации (если планируется установка в ванной комнате, то подбирается устройство с влагозащитой).
    4. Возможность дистанционного управления (пульт или смартфон).
    5. Соответствие дизайна интерьеру помещения и т.д.

    Определившись с основными задачами, можно приступать к выбору производителя. Естественно, что следует отдать предпочтение известным брендам, продукция которых отличается надежностью. Но при этом необходимо учитывать наличие в модельном ряде коммутаторов устройств с нужными функциями. Например, у Delumo имеются устройства управляемые радио пультом, а Sonoff специализируется на Wi-Fi устройствах, светильники Capsens Domuns Line «заточены» только под свои сенсорные коммутаторы и т.д. Нюансов может быть множество, поэтому рекомендуем детально изучить различные варианты.

    Исходя из практического опыта, помимо известных брендов, таких как Легранд можно порекомендовать Vento Electriс, Wemmon, Fanri, Merten, CGSS, Steu, Шнайдер, Аристон и т.д.

    Беспроводной сенсорный выключатель MakeGood Classic с пультом управления и подсветкой

    Рекомендуем отслеживать обзоры в сети, где публикуются рейтинги лучших производителей. Критерии отбора производятся как по модельному ряду производителей, с учетом функциональности и стоимости, так и по другим показателям.

    Доработка типовых устройств

    Многих не устраивает, что сенсорная зона на панели довольно маленькая, и для фиксации сигнала необходимо сделать касание в указанном месте. Приведем пример, как можно увеличить площадь косвенного контакта поверхности.

    Увеличение зоны чувствительности сенсора

    Следует взять провод и аккуратно припаять его к месту, где подается сигнал с датчика на сенсорной плате (для этого необходимо изучить принципиальную схему устройства). Подключенный провод укладывается по периметру корпуса. В результате такая рамка позволит без усиления уровня сигнала приводить к срабатыванию датчика при касании лицевой панели.

    Следует заметить, что такое усовершенствование аннулирует гарантийные обязательства производителя.

    Сенсорный выключатель своими руками

    Тем, кто любит работать паяльником, можем порекомендовать несколько схем сенсорных коммутаторов, которые будет несложно собрать своими руками. Начнем с простой схемы на полевом транзисторе, именно такой принцип был заложен в первых сенсорных устройствах.

    Сенсорный выключатель на полевом транзисторе

    Обозначения:

    • Сопротивления: R1 — 10..15 кОм (необходимо подбирать под срабатывание сенсора), R2 – 3…5 MOм.
    • Конденсаторы: С1 – 1000 пФ (подавляет ложное срабатывание), С2 – 33,0 мкФ х 50 вольт, С3 – 470 мкФ х 50 В.
    • Транзистор VT1 – КП 501A.
    • Реле К1, может использоваться любой тип, у которого ток срабатывания не превышает 150,0 мА.

    Питание схемы осуществляется от источника с напряжением 12…24 В.

    Теперь рассмотрим вариант на базе асинхронного RS-триггера NE555. Схема устройства приведена ниже.

    Сенсорный выключатель на микросхеме NE555

    Обозначения:

    • Резисторы: R1 – 1.0 МОм, R2 – 1.0 MOм, R3 – 1,0 кОм.
    • Конденсаторы: С1 и С2 – 15 нФ, С3 – 10 нФ, С4 – 0,1 мкФ, С5 – 100,0 мкФ х 25 В.
    • Диоды: D1-D2 – 1N4001, D3 – типовой индикаторный светодиод.
    • Микросхема — NE555,
    • Реле такое же, как и в предыдущей электросхеме.

    Приведенная схема в настройке не нуждается.

    Завершая тему о самодельных сенсорных устройствах, следует упомянуть о системе Ардунио (Ardunio). На этой платформе можно собрать коммутирующее устройство, которое легко интегрировать в «Умный дом». Помимо этого такое устройство легко настроить на самостоятельную работу, в соответствии с заданной программой.

    Компактный сенсорный датчик к системе Ардунио

    Помимо этого, система позволяет создать несколько профилей под определенные задачи. Правда, для этого потребуются навыки программирования. Получить более подробную информацию о платформе Ардунио можно на нашем сайте.

    Заметим, что в приведенных схемах для питания управляющей цепи требуется источник питания с напряжением 12-24 В. Для этой цели лучше всего использовать импульсные блоки питания. В качестве таковых отлично подходит электронный баланс светодиодных и энергосберегающих ламп. Подробную информацию по этой теме, также можно найти на нашем сайте.

    Кратко о безопасности

    При подключении сенсорного управления источниками освещения следует придерживаться тех же ном и правил, что предписываются для механических выключателей. То есть, перед началом работы необходимо обесточить линию, где будет производиться монтаж. Далее, придерживаемся следующих норм:

    • Выключатели должны быть включены в сеть таким образом, чтобы производилась коммутация фазы, а не нуля.
    • Если в сети питания используется заземляющий провод, он должен быть подключен к соответствующему контакту.
    • Если для монтажа используется многожильный провод, то его концы необходимо опрессовать или залудить. В противном случае возможно нарушение контакта, что приведет к нагреву соединения.
    • Нельзя использовать сенсорный выключатель с явными признаками нарушения целостности конструкции.
    • Нагрузка должна соответствовать параметрам коммутатора.

    Простая сенсорная кнопка

    Транзисторы любые NPN структуры: КТ315, КТ3102 или BC547 или любой другой. Резисторы 0,125-0,25 Ватт. Светодиод любого цвета, но лучше красный, так как падение напряжение падение у него минимальное. Питание 5 вольт, больше меньше можно и меньше тоже.

    Все компоненты были компактно соединены между собой на миниатюрной печатной плате, которую можно сделать просто вырезав лишнюю медь резаком оставив таким способом остроугольные многоугольники. Детали, использованные для поверхностного монтажа, транзисторы в sot-26 npn, резисторы 0805, перемычки – кусочки провода, вместо них, если есть берите крупный 2512 резисторы с нулевым (условно) сопротивлением. Сенсорное устройство работает сразу, без настройки.

    Объяснение работы схемы

    Дотрагиваясь до базы транзистора Q3 вы наводками открываете его, вследствие чего через его КЭ и резистор 1 Мом течет ток, который открывает следующий полупроводник Q2, тот открываясь открывает Q3, который уже управляет светодиодом, открываясь через его КЭ течет ток, от минуса идет к катоду светодиода, а к аноду он уже подключен. Резистор 220 Ом здесь “токоограничительный”, на нём падает лишнее напряжение, что защищает диод от деградирования кристалла и полного выхода из строя LED1

    Ну вот горит светодиод по касанию пальца – и что? А вот то, что вместо этого светодиода ставим реле и теперь мы можем управлять почти любой нагрузкой, в зависимости от характеристик применяемого реле. Ставим мощную лампу накаливания, подключенную к сети, а в разрыв этой цепи контакты реле. Теперь при нажатии, а точнее касании сенсора лампа светит.

    Также организовать включение/отключение нагрузки можно с помощью оптопары, если отсутствует реле, тогда также будет гальваническая развязка. Эта прекрасная вещь состоит из светодиода и фототранзистора, когда первый светит, то это открывает транзистор и через его КЭ может течь ток. Включаем нужные выводы оптрона в схему сенсора вместо светодиода LED1, а остальные два в разрыв источника питания и любой нагрузки. Эту деталь можно изъять из зарядок от телефона. Возьмите, к примеру, PC-17L1.

    Чуть ниже вы видите дополнение к основной схеме, где показано как нужно подключать оптопару к схеме сенсора, также добавлен один транзистор, это нужно для того чтобы вы могли подключать весомую нагрузку, а не просто светодиоды на 20 mA.

    Еще вместо реле и оптопары возможно применение двух npn транзисторов. Я так и сделал, схему вы видите. Работает это так: Q5 всегда должен быть открыт, через резистор 10 кОм, но через КЭ открытого Q4 на базу Q5 поступает “минус” и из-за этого он закрыт. Когда же вы касаетесь сенсора – то минус поступает через открытый Q1 на базу Q4 и закрывает его, теперь уж ничто не мешает Q5 оставаться открытым – нагрузка работает, а в моем случае мощный 1 Ватт светодиод ярко светит.

    Так это выглядит в собранном состоянии.

    Сенсор не имеет фиксации, дотронулись – светит, отпустили – не светит. Коль желаете сделать фиксацию – просто добавьте в схему триггер, например, на микросхеме КМ555ТМ2 или любой другой (можно даже на таймере 555 реализовать это). С добавление триггерной системы при касании к сенсору нагрузка будет включена до тех пор, пока не произойдет следующее касание или исчезнет питание схемы.

    На практике это можно применить для быстрого включения и отключения освещения в комнате. Очень удобно, коснулся небольшого чувствительного участка, и комната освещена, второе касание отключит свет. Небольшое количество энергии будет теряться, но этим можно пренебречь.

    Схема работает, но из-за своей простоты далеко не идеально. Если сенсор большой, то схема может срабатывать даже тогда, когда вы еще не дотронулись до него, также если вы рукой расчешете волосы возле датчика светодиод также может загореться. Выход из этой ситуации простой – миниатюрный сенсорный датчик.

    Как уже говорилось – открытие Q3 происходит за счет наводок, видеть это можно на видео, светодиод светит не постоянно, а подмигивает с большой частотой, но это хорошо заметно при съёмки.

    Яркость работающего диода не велика, если вы дотрагиваетесь только до базы третьего транзистора, но стоит вам коснуться еще и плюса питания, то ваше тело выступит в роле резистора и транзистор Q3 перейдет в насыщение. Но при таком раскладе для некоторых потеряется смысл сенсора.

    Эта схема очень проста и предназначена лишь для понимания принципа работы электронных компонентов, применять в серьезных конструкциях не рекомендуется.


    Ссылка на основную публикацию