Oncool.ru

Строй журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство сенсорного выключателя света

Препарирование сенсорного выключателя LIVOLO.

От большинства подобных устройств эти выключатели отличает одна интересная особенность — они включаются в сеть по двухпроводной схеме, просто в разрыв цепи. При этом независимо от того замкнута цепь или нет его схема обеспечивает питанием микроконтроллер, радиомодуль, светодиоды и реле. Посмотрим как он устроен.

В качестве подопытного возьмём самую простую модель — с одной кнопкой и без радиомодуля.

Разбираем и видим такой бутерброд:

В середине верхней платы собственно площадка сенсора накрытая рассеивателем света от двух светодиодов.

Заправляет всем этим PIC16F690:

А вот и силовая часть:
(фото кликабельны)

Как видим сама плата рассчитана на полный фарш, но второе реле с обвязкой и радиомодуль не распаяны.

Теперь берём и заносим в таблицу позиционные обозначения элементов, типы корпусов, номиналы, маркировку. Выпаиваем и измеряем ёмкость smd конденсаторов. Далее вооружившись гуглом и знанием страны происхождения девайса пытаемся расшифровать маркировку активных элементов.
Чтобы проследить топологию платы выпаиваем все детали которые в этом мешают и вооружившись мультиметром в режиме прозвонки восстанавливаем схему по плате. Вопреки опасениям заняло это всего пару часов.

Схема получилась вот такая:
(схема в полном размере в прикреплённом файле)

Тут только нижняя плата и только те элементы которые распаяны на конкретном экземпляре.

Цветами отмечены:
красный — схема питания в режиме «ВЫКЛЮЧЕНО»
зелёный — схема питания в режиме «ВКЛЮЧЕНО»
желтый — линейный стабилизатор на 3 вольта для питания МК, радиомодуля и пищалки
синий — реле и его обвязка
серый — управление пищалкой
фиолетовым отмечены делители с помощью которых МК измеряет напряжения в разных участках схемы

Клеммы L, L1 те что выходят наружу, JP1 — разъём стыковки с верхней платой.

UPD:
Рассмотрим работу схемы питания при включеyной нагрузке, этот участок обозначен зелёным цветом. Обозначим напряжение на выходе этой схемы как V2.
Основным элементом в этой цепи является ОУ LM321, но в данном случае он работает как компаратор. На положительный вход ОУ поступает напряжение V2 за вычетом 12 вольт, которые падают на стабилитроне D17. На отрицательный вход поступает напряжение с выхода интегрального стабилизатора U1 через делитель R18, R30, этот делитель может быть включен или выключен транзистором Q3.
Работает схема так:
Предположим что напряжение V2 = 13 вольт. В этом случае на положительном входе ОУ напряжение 13В — 12В = 1В, на отрицательный врод через резистор R18 поступает 3В, т.к.на выходе ОУ низкий потенциал, Q3 закрыт и делитель не работает. Так как напряжение на положительном входе ОУ меньше чем на отрицательном, на выходе ОУ будет низкий уровень, Q4 при этом открыт и конденсатор С3 заряжается через диод D5.
Как только V2 превысит 15В напряжение на положительном входе ОУ также станет больше чем на орицательном, на выходе ОУ появится высокий уровень, который откроет транзистор Q3, в работу включится делитель R18, R30, напряжение на отрицательном входе ОУ при этом уменьшится с 3В до 2.1В. При этом также откроется Q4 и весь ток нагрузки потечёт через него.
Так как на отрицательном входе ОУ теперь 2.1В, то схема останется в таком состоянии до тех пор пока напряжение V2 не снизится до 14.1В, после чего весь цикл повторится.
При этом схема никак не синхронизируется с частотой сети и может вообще работать на постоянном токе, при соблюдении полярности.

Как подключить сенсорный выключатель

Сегодня все более популярными становятся сенсорные выключатели света. Сложилось такое мнение, что для их подключения обязательно нужен мастер. Это не так, ниже будет подробно описан процесс монтажа сенсорного выключателя.

Выбор сенсорного выключателя

Чтобы в будущем устройство оправдало ожидания владельца, нужно его правильно выбрать. Для этого нужно учесть:

Сколько источников света будет подключено к выключателю.

Учитывать температуру и количество влаги в помещении.

Будут ли подключаться к выключателю еще какие-то приборы, например, датчик температуры.

Виды сенсорных выключателей

Существует много разновидностей сенсорных выключателей. Подробней о каждом:

Сенсорный выключатель с пультом. Данный вид выключателя позволяет выключать/включать свет при помощи пульта и прикосновения. Радиус действия пульта 30 м.

Емкостный сенсорный выключатель срабатывает при легком прикосновении ладони. Последние разработки сенсорных выключателей позволяют даже не прикасаться к самому выключателю. Достаточно провести ладонью на расстоянии и выключатель срабатывает.

Сенсорный выключатель с таймером. Данный вид сенсорного выключателя очень удобен и хорошо помогает экономить электроэнергию. Свет выключается через то время, которое установили на таймере.

Сенсорный бесконтактный выключатель. Он реагирует на звук, голос, изменения температуры, движение в помещение. Очень удобен и также экономит электроэнергию.

На каждом из данных видов сенсорных выключателей можно установить диммер. Он позволяет регулировать интенсивность освещения в помещении, что тоже экономит электроэнергию.

Устройство автоматического выключателя

Сенсорный выключатель состоит из трех главных частей. Его строение не зависит от его вида. Первая часть — это декоративная лицевая пластина. Она реагирует на прикосновение, приближение пальцев.

Вторая часть — это датчик, вид которого зависит от вида выключателя. Он отвечает за передачу информации от лицевой пластины, которая принимает сигнал, к третей части.Третья коммутационная часть. Она преобразует сигнал в электрический.

Читать еще:  Подсветка под кухонными шкафами с розеткой

Монтаж сенсорных выключателей

По сути, подключение автоматического выключателя ничем не отличается от обычного клавишного, вы без особых усилий установите сенсорный выключатель своими руками. Данный процесс можно изучить в статье: Как подключить выключатель света.

Сенсорный выключатель света

Здравствуйте! Технология сенсорного управления известна давно и повсеместно применяется в промышленном оборудовании и бытовой технике. Новой сферой применения сенсоров, стали выключатели освещения в доме или офисе.

Устройство сенсорного выключателя

Выключатель состоит из сенсорной панели и модуля коммутации.

• Сенсорная панель. Представляет собой стеклянную пластину с вмонтированным в нее сенсором. При касании ее пальцем, сенсор передает сигнал об изменении состояния выключателя на модуль коммутации. Панель крепится к модулю при помощи защелок (просто вставляется). Для снятия, необходимо подковырнуть ее край отверткой.

• Модуль коммутации. Состоит из электромагнитного реле, электронной платы управления, корпуса и контактов для подключения силовой цепи. Реле обладает мощными контактами и способно коммутировать цепи с большим током (мощная лампа или несколько обычных ламп). Корпус выключателя изготовлен из негорючего пластика, что исключает возможность возгорания, при неисправности. Для его монтажа не потребуется каких-либо строительных работ, его крепление идентично креплению обычного (контактного) выключателя.Питание модуля коммутации и сенсорной панели осуществляется через цепь лампы, поэтому даже при отключенном выключателе в цепи проходит малый ток, неопасный для человека. Этот ток способен вызывать слабое свечение или мигание маломощных светодиодных ламп.

Типы сенсорных выключателей

По количеству коммутируемых линий:

• Однолинейные. Комплектуются одним модулем.

• Двухлинейные. Могут быть с одним или двумя блоками управления освещением.

• Трехлинейные. Изготавливаются с одним, двумя или тремя блоками переключения линий.

• Четырехлинейные. Содержат два коммутационных модуля, каждый из которых управляет двумя линиями.

• Шестилинейные. Включают в себя три модуля, по две управляемых линии на каждый.

По способу управления:

Простые. Выключатель этого типа обеспечивает разрыв одной линии цепи (фазы) и оснащен двумя контактами для подключения силовой цепи.

Проходные. Применяются для отключения или включения одной лампы освещения двумя выключателями. Такие выключатели актуальны в длинных коридорах, на лестницах и т.п. Заходя в помещение, человек включает свет прикосновением к одному выключателю, а выходя из коридора с другой стороны, отключает освещение другим сенсором. Проходные выключатели имеют три контакта (один общий и два поочередно переключаемых). Схема подключения сенсорного проходного выключателя, идентична подключения простого, контактного прибора.

С таймером. Таким устройством удобно оснащать помещения, в которых человек находится непродолжительный период времени (коридор, прихожая и т.п.). После включения прибора, в нем запускается электронный таймер, который по истечении определенного времени подает команду на отключение освещения.

Способ управления

Сенсорные выключатели освещения могут управляться непосредственно касанием сенсора или совместно с пультом дистанционного управления. Пульт управления представляет собой радио модуль управляемый кнопками. Количество кнопок управления зависит от числа применяемых модулей коммутации, типа пульта и количество управляемых им выключателей.

Максимальная дальность действия пульта дистанционного управления составляет 30 метров. Благодаря использованию радиоволн, управлять освещением можно не находясь в прямой видимости выключателя (например, включить свет в коридоре из соседней комнаты).

Пульт управления может быть простым (управляющим одним модулем и имеющим только одну кнопку) или программируемым, в котором конкретный выключатель выбирается заранее заданной комбинацией клавиш.

Преимущества сенсорных выключателей

• Выключатель оснащен встроенной защитой от неисправности сети, при исчезновении напряжения питания или перегорании ламы, он автоматически отключается. Повторное включение после устранения неисправности производиться прикосновением к сенсору.

• Сенсорные панели выпускаются самых разных цветовых гамм, поэтому не составляет труда подобрать выключатель к любому интерьерному решению.

• Ресурс сенсорного выключателя значительно больше, чем у его контактного аналога и составляет около 100000 циклов включений.

• Стеклянная панель сенсора устойчива к внешним механическим повреждениям (царапинам) и легко очищается от загрязнений.

Дополнительные функции

Помимо пульта дистанционного управления, выключатели могут комплектоваться дополнительными датчиками, выдающими сигнал на включение или отключение освещения при определенных условиях.

Типы датчиков, применяемых в сенсорных выключателях:

• Инфракрасные. Для включения освещения, с сенсорным выключателем такого типа, в зоне его контроля достаточно появиться движущемуся теплому телу (человек, животное или проносимый рядом нагретый предмет). На неподвижные (пусть и с повышенной температурой) тела датчик не реагирует.

• Емкостные. Стандартный сенсорный датчик, для его активации достаточно прикоснуться к сенсорной пластине пальцем или рукой. При этом емкость пластины изменяется, и контроллер передает команду на изменение выключателем своего состояния. Некоторые типы сенсорных выключателей не требуют прямого контакта, для включения достаточно поднести руку к пластине на определенное расстояние.

• Освещенности. Некоторые модели выключателей оборудуются фотодиодами, реагирующими на уровень освещенности. При изменении внешнего освещения (затемнении), фотодиод выдает команду на включение света. Датчики могут быть встроенными в корпус выключателя или располагаться отдельно.

• Объема. Отслеживает появление в помещении новых объектов (людей) при помощи высоких частот. Датчик излучает волны высокой частоты, которые отражаясь от стен помещения, возвращаются к выключателю, специальный приемник передает полученный сигнал на микроконтроллер, в результате чего в памяти выключателя сохраняется конфигурация предметов в комнате. При изменении конфигурации помещения (вошедший человек или домашнее животное), контроллер отдает команду на включение освещения. Данный тип датчика является наиболее чувствительным на наличие движущихся объектов в комнате, но при этом имеет высокую стоимость и поэтому мало распространен.

Выключатели с сенсорным управлением являются высокотехнологичным прибором и, безусловно, превосходят свои контактные аналоги. Легкость монтажа, безопасность эксплуатации и удобство управления делает их незаменимыми в любом доме.

Сенсорный выключатель света: устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы сенсорного выключателя

Сенсорные выключатели света – это аналог клавишных выключателей, но только в электронном виде. Включают и отключают освещение они от легкого прикосновения к чувствительной зоне сенсора.

Читать еще:  Нужно ли заземлять выключатели освещения

Сенсорный выключатель

По конструкции эти выключатели предназначены для включения 1, 2 или 3-х групп освещения, т. е. как и механические одно, двух или трехклавишные, которые предназначены также для включения одной или нескольких групп освещения. Внешне сенсорный выключатель света представляет собой симпатичную панель с сенсорными зонами.

При отключенном освещении горит синяя подсветка, которая меняется на красный цвет, при включенном свете. Сенсорный выключатель света состоит из активной сенсорной зоны, которая расположена на лицевой панели. Сигнал сенсора подается на усилитель.

Усиленный сигнал поступает на исполнительное реле, контакты которого включают и отключают освещение. Сенсорные выключатели света могут комплектоваться пультами радиоуправления с радиусом действия до 30 м. Эти электронные устройства имеют защиту от пропадания сети.

Сенсорный выключатель с пультом управления

При исчезновении сети осуществляется переход в первоначальное положение (выключено). Контакты исполнительного реле выдерживают нагрузку до 1 кВт с током нагрузки 5 А. Они рассчитаны на работу от сети до 250 В. При превышении этого предела напряжения необходимо установить стабилизатор сетевого напряжения.

Производители сенсорных выключателей уверяют, что они работают с любым типом освещения. Однако, вполне может наблюдаться мигание светодиодных ламп при небольшой их мощности в выключенном положении сенсорного устройства. Как легко избавиться от подобного мигания светодиодных ламп можно узнать в статье – “Энергосберегающая лампа мигает после выключения”.

Маркировка и подключение сенсорных выключателей

Для разбора маркировки возьмем устройство фирмы “Livolo” – VL C702R. Первая буква VL- это название китайской фирмы “Livolo”. Далее, обозначения C6, C7 и C8 показывают модификацию устройства. Следующие две цифры 01, 02 и 03 говорят о количестве подключаемых групп освещения, что аналогично 1, 2 и 3 клавишному механическому выключателю.

Сенсорные выключатели для одной и нескольких групп освещения

Последние буквы обозначают дополнительные возможности сенсора. Например, буква R говорит о возможности радиоуправления, D – показывает наличие функции диммера (регулировка яркости), S – функция проходного выключателя, T – наличие таймера отключение через 30 сек. Сенсорные устройства с функцией диммера вместо электромеханического реле имеют симисторы в качестве переключающего устройства.

На коробке таких выключателей или в инструкции должна быть запись о возможности их использования со светодиодными лампами. При использовании пульта необходима его настройка. Первое включение сенсором удерживается 5 сек. пока сенсор не издаст короткий звуковой сигнал.

Затем нужную кнопку на пульте также удерживают до короткого писка, все теперь пульт привязан к сенсору. Если пульт имеет несколько кнопок, как и выключатель, тогда настраивают остальные кнопки таким же образом. Для отключения настройки нужно кнопку пульта держать 10 сек., пока сенсор не известит вас двумя короткими сигналами.

Печатная платы сенсорного выключателя

Первый сигнал через 5 сек., а второй через 10 сек. Один сенсор может работать с несколькими пультами и наоборот, один пульт может управлять несколькими сенсорными выключателями. Подключение сенсорного выключателя света аналогично подключению клавишного выключателя. Клемма ” L1-in” предназначена для подключения подходящей фазы, а клемма “L-load” служит для подключения нагрузки (лампы освещения).

Маркировка “L1-load” служит для подключения первой группы ламп, а клемма “L2-load необходима для второй группы ламп и т. д. Крепление этих устройств не имеет сложностей. Разобраться с ним достаточно легко. Не трудно использовать сенсорный выключатель для светодиодной ленты. В этом случае к выключателю подключают блок питания светодиодной ленты, рассчитанному на 220 В.

И еще, собрать сенсорный выключатель своими руками не имеет смысла. Не такие большие деньги он стоит, да и дизайн не будет хорошего качества. Желающие собрать сенсорный выключатель своими руками могут найти схемы в интернете.

Как собрать сенсорный выключатель своими руками

Довольно часто приходится менять обычные выключатели электрических приборов на новые из-за их быстрого износа. На смену им появились более надежные сенсорные выключатели (СВ). Принцип их работы максимально простой. Устройства можно изготовить своими руками. На фото ниже изображен выключатель с сенсором, расположенным сверху и индикаторным светодиодом снизу.

Внешний вид сенсорного выключателя

Для включения света достаточно легкого прикосновения к чувствительному элементу. Сенсорные выключатели обычно используют для управления светом, электрическими карнизами и другими устройствами небольшой мощности.

Преимущества СВ

  1. Удобство по сравнению с клавишным выключателем, который еще не всегда сразу переключается. Устройства совершенно бесшумные и нет необходимости прилагать усилия для включения.
  2. Можно выбрать стильные модели, которые украсят помещения.
  3. Гальваническая развязка схемы делает устройство совершенно безопасным. К сенсору можно прикасаться мокрыми руками, выключатель герметичен.
  4. Отсутствие механизмов, которые могут сломаться. Вся схема состоит из электронных элементов.
  5. Возможность совмещения с дистанционным управлением светом, а также создания нескольких каналов включения в одном устройстве.
  6. Возможность изготовления своими руками.
Читать еще:  Индикатор света для выключателя

Принцип действия

Любой сенсорный выключатель функционально разделен на три части:

  • чувствительный элемент (сенсор), реагирующий на прикосновение или приближение пальцев;
  • схема на полупроводниках, усиливающая слабый электрический сигнал от сенсора;
  • коммутатор (реле или тиристор), обеспечивающий включение и отключение нагрузки.

На рисунке изображена схема сенсорного выключателя с напряжением питания до 16 В. Она представляет собой простой полупроводниковый каскадный усилитель. Применяется для включения небольших нагрузок. Статического электричества в человеческом теле достаточно, чтобы открыть первый транзистор каскада, если прикоснуться пальцем к оголенному проводнику, подключенному к базе.

Схема простого сенсорного выключателя из трехкаскадного усилителя

В качестве нагрузки на выходе третьего каскада подключен светодиод, служащий для демонстрации работы схемы. В выключателе вместо него устанавливается реле, для которого можно подобрать более мощный транзистор. Сенсором может служить медная фольга.

При прикосновении к сенсору открывается первый каскад, затем сигнал усиливается на следующих двух и на выходе становится равным 6 В. Его достаточно для срабатывания реле, которое своим контактом производит включение лампы (на схеме не показано).

Схемы

На рисунке изображена схема двухкаскадного сенсорного выключателя, который можно сделать своими руками.

Схема выключателя на двух транзисторах

При касании к сенсору Е1 напряжение от тела человека поступает на усилитель через конденсатор С1. В качестве нагрузки подключено реле К1, которое срабатывает при очередном прикосновении, включая или отключая свои силовые контакты питания лампы. Диод VD1 предназначен для защиты транзистора VT2 от перепадов напряжения, а конденсатор С2 сглаживает пульсации.

Реле подбирается на ток срабатывания 15-20 мА (тип РЭС55А или РЭС55Б). Возможно, величину сопротивления резистора R1 придется изменить, чтобы реле надежно работало. Сначала вместо него подключается переменный резистор на 50 Ом и подстраивается, пока не заработает реле от сенсора. Затем замеряется величина сопротивления и находится постоянный резистор с соответствующим номиналом.

В качестве сенсора применяется фольгированный текстолит, медная пластина или металл с антикоррозионным покрытием. Его несложно изготовить своими руками. Если сенсор устанавливают на расстоянии от платы, подводящий провод следует экранировать.

Источник напряжения – это батарейка на 9 В или блок питания от сети, изготовленный своими руками. Вполне может подойти зарядное устройство.

Схему выключателя лучше собрать на плате, но можно и спаять проводами, поскольку деталей немного. Для их соединения между собой применяются проводки длиной 2-3 см. Для подключения к контакту сенсора и реле длина проводников составит не более 10 см.

При пайке важно не перегреть транзисторы и конденсатор на 0,22 мкф.

Бестрансформаторное питание от переменной сети 220 В не требует отдельного источника. Устройство на симисторе достаточно чувствительно и надежно работает. На схеме рисунка ниже гальванической развязки от осветительной сети нет, но защитой сенсора от высокого напряжения являются резисторы R1 и R2 общим сопротивлением 12 мОм, а также полевой транзистор VT1 c большим сопротивлением перехода сток-исток-затвор. Чувствительность схемы подбирается изменением сопротивления R2.

В подобных схемах, когда они под напряжением, прикосновение допускается только к сенсору Е1.

Схема сенсорного электронного выключателя на симисторе

Триггер построен на интегральной микросхеме К561ТМ2 (DD1). С его выхода 1 сигнал поступает на базу транзисторного усилителя тока VT2, эмиттер которого соединен с управляющим выводом симистора VS1. Как только на нем появляется напряжение 3 В, симистор открывается и включает источник света. При следующем прикосновении к сенсору триггер меняет состояние и на выходе 1 появляется противоположный сигнал, выключающий лампу EL1.

Мощность нагрузки для данной схемы составляет не более 60 В. Если ее потребуется увеличить, симистор устанавливается на радиатор.

Существуют схемы с функцией светорегулирования. При кратковременных прикосновениях к сенсору лампа будет загораться и гаснуть. Если держать руку на чувствительном элементе, яркость будет расти, а затем уменьшаться. Подобное устройство удобно применять для настольной лампы за рабочим столом. Можно настроить определенную освещенность, убрав руку с выключателя. На рисунке изображена схема сенсорного регулятора.

Схема сенсорного светорегулятора

Сигнал подается от чувствительного элемента на микросхему К145АП2, а она управляет симистором VS1 через транзистор VT1. Питание подается от сети 220 В. Светодиод HL1 является индикатором напряжения и подсвечивает сенсор в темноте.

Стабилитрон следует подобрать так, чтобы на конденсаторе С5 напряжение, подаваемое на входы 4,5 микросхемы, было в пределах 14-15 В. При его меньших значениях лампа мерцает.

Схема выключателя. Видео

Как собрать сенсорный выключатель по представленной схеме, можно узнать из видео ниже.

Обычные выключатели постепенно вытесняются сенсорными, благодаря своим преимуществам. После их установки в квартире уже не хочется возвращаться к старой конструкции. Устройства можно изготавливать своими руками, что позволяет экономить денежные средства.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector