Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Всё о функциональности сенсорных выключателей

Всё о функциональности сенсорных выключателей

Чем сенсорные выключатели качественно отличаются от обычных?

  • Сенсор. Датчик в конструкции сенсорного выключателя реагирует на тепло руки, фиксирует прикосновение или звук. Сенсор используется в современном мире во многих областях в качестве элемента контроля разных действий, и управление светом является лишь одной из его функций. К примеру, сенсорные датчики присутствия устанавливают на автоматических дверях торговых центров;
  • Усилительные приборы. Так как сам сенсор не может вырабатывать сигнал, достаточный для запуска управления светом напрямую, в конструкции выключателей имеются транзисторы или альтернативные компоненты. Сила тока в датчике составляет какие-то единицы миллиампера, которых не хватит, чтобы передать сигнал даже на базу транзистора. Особенностью распределения усилителей является их расположение каскадом – на первом месте в цепи после сенсора находится высокочувствительный и маломощный транзистор, после него идёт менее чувствительный, но более мощный и способный передать большую нагрузку элемент. Часто сенсорные выключатели используют гальваническую развязку цепей, в которой сигнал управления передаётся с помощью оптического излучения. Может применяться также и радиодиапазон. Здесь уже передача будет осуществляться через эфир посредством использования протоколов беспроводных сетей Wi-Fi, BlueTooth и т. д.;
  • Питание. Так как в состав сенсорных выключателей входят активные элементы, им нужно откуда-то брать энергию для работы. Эту энергию выключатель может получать как из батареек, так и из сети, если провести некоторые манипуляции с выпрямлением сетевого напряжения и его обрезкой до необходимого уровня. Реже встречается вариант со встроенным импульсным блоком питания.

Какими бывают сенсорные выключатели?

Рассмотрим наиболее популярные модификации сенсорных выключателей, а именно:

  • С пультом дистанционного управления – используются для регулировки световой ленты, бра, светильников и т. д.;
  • С таймером – помогают экономить электричество, отключаясь, когда в доме никого нет;
  • Оптико-акустические – реагирующие на звуки, сигналы, перемены в окружающей среде и т. д..

  • Ваш выключатель расположен в неудобном месте – за мебелью, за дверью – а перенести его не представляется возможным;
  • Для людей с ограниченными возможностями пульт дистанционного управления сделает жизнь более комфортной;
  • Детям, не достающим до выключателя, теперь не придётся просить взрослых о том, чтобы те выключили свет;
  • В спальнях и гостиных благодаря пульту не нужно будет вставать в кровати или дивана для того, чтобы приглушить освещение.

Сенсорные выключатели света с таймером приобретают всё большую популярность благодаря соответствию двум актуальнейшим требованиям современного мира – функциональности и экономичности.

Информация для выбора сенсорных выключателей для светодиодных лент

С каждым годом сенсорных панелей в нашей жизни становится все больше. Если судить по футурологическим книгам, то в ближайшее время у нас появятся даже контактные стекла. Но это пока в будущем. А сегодня мы поговорим о таком современном устройстве, как сенсорный выключатель.

Данный выключатель появился относительно недавно на рынке, но уже снискал популярность. Сегодня его можно встретить во многих квартирах, хозяева которых стремятся устроить у себя элементы системы «умный дом». Причем зачастую эта система идет в тесном тандеме со светодиодной лентой. Что же то такое и что следует знать, расскажет сегодняшняя статья.

Начнем с истоков

Чтобы разобраться в вопросе применения такого сенсорного аппарата, необходимо понять, что он из себя представляет. Внешне сенсорный выключатель, предназначенный для светодиодной ленты, имеет вид кристаллической панели. На эту панель нанесена соответствующая разметка. Разновидности бытовых моделей применяются для подключения к сети в 220 вольт. Схема подключения изделия будет приведена ниже.
Сенсорный тип выключателя может различаться по:

Схема для сенсорного выключателя

Вариант исполнения сенсорного выключателя

  • форме;
  • цвету;
  • фактуре поверхности.

Сегодня подобного рода изделии используются для следующих целей:

  • подключение светодиодной ленты. Такой подход отлично себя зарекомендовал на кухне при использовании светодиодной ленты для подсветки рабочей поверхности. А подключение к ней выключателя сенсорного типа значительно упрощает работу в помещении в вечернее и ночное время;

Обратите внимание! Современные технологии, которые позволяют автоматизировать или упростить включение света относятся к системе «умный дом». Сюда же относится и сенсорный выключатель.

Устройство управления

Пульт для светодиодной ленты

  • подключение бра;
  • управление разными уровнями подсветки многоуровневых потолков. Здесь опять же речь идет о светодиодной подсветке, организованной с помощью ленты (одно- или многоцветной). Для удобства такого управления можно использовать пульт;
  • управление основной системой освещения в доме или квартире. Здесь тоже можно использовать сенсорный пульт.

В какой бы ситуации не применялся выключатель (для светодиодной ленты или другого типа освещения) нужно помнить, что схема подключения бывает различной. Для ленты, в силу ряда обстоятельств, используется одна схема, а для других источников света подходит другая схема.

Обратите внимание! Схема подключения, если использовать пульт для управления степенью освещенности, будет так же немного отличаться.

Сенсорный выключатель можно как купить в специализированном магазине, так и сделать своими руками. При этом стоит отметить, что своими руками его можно довольно легко установить. Монтаж может проводиться на кухне или в любом другом помещении. Но на кухне вам для этого понадобится алюминиевый профиль.

Какие есть варианты

Наша разновидность выключателя может активироваться и включать свет от разных прикосновений. Подобные изделия могут реагировать на:

  • приближение к сенсору;
  • прикосновение к сенсорной панели пальца;

Обратите внимание! Вариант активации прибора пальцем является самым распространенным и востребованным.

  • другие варианты: изменение температуры, активация по звуку, включение по заданному времени, а также появление движения в зоне работы сенсора.

Сенсорный включатель

Вариант активации сенсорного включателя пальцем

  • наличие пульта ДУ. Такой пульт удобен при управлении световой гаммой многоцветной светодиодной ленты. Но здесь вам понадобится еще и контроллер. Без него пульт не сможет работать. Помимо этого пульт эффективен при управлении бра. При подключении к светодиодной ленте, пульт нужно выбирать вместе с контроллером;
  • с таймером. Подобного рода устройства позволят вам значительно сэкономить на потреблении электричества, так как их можно запрограммировать на выключение света тогда, когда в доме нет людей;
  • ёмкостный отклик. Такие приборы реагируют даже на легкое прикосновение. Многие люди делают это устройство своими руками именно в дополнении с таймером;
  • бесконтактный тип. Такие изделия будут реагировать на различные варианты изменения обстановки в комнате: движение, изменение температуры, перепады освещенности.

Обратите внимание! Любой тип сенсорных выключателей, применяемый для светодиодных лент, может быть дополнительно оборудован диммером. Он позволяет регулировать в помещении яркость освещения.

Как устроен прибор

Чтобы сделать выключатель сенсорного типа своими руками или правильно его установить в алюминиевый профиль, необходимо знать его устройство и принцип действия.

Обратите внимание! Какой бы тип устройства не использовался для подключения к светодиодной ленте, принцип их работы будет оставаться идентичным.

Любая модель будет содержать четыре элемента:

  • лицевая часть. Это внешняя часть изделия. Иногда за ней производители устанавливают подсветку;
  • сенсорный датчик. От вида датчика зависит то, на что он, собственно, будет реагировать;
  • коммутационная схема. С ее помощью происходит преобразование сигнала в электрический ток, который и приводит в действие осветительный прибор, подключенный к нему (светодиодная лента или любой другой источник света);
  • корпус. Он бывает встроенным или накладным. В зависимости от его типа монтаж будет отличаться. Корпус либо нужно будет монтировать внутрь стен или просто наложить его.

От качества всех компонентов устройства зависит длительность работы прибора. Поэтому старайтесь подбирать модели, у которых цена и качество находятся в идеальном соотношении.

Установка

Выключатель сенсорного типа имеет вид модуля. Благодаря небольшим габаритам его можно установить в специальный светодиодный алюминиевый профиль. Используя для установки такой профиль можно разместить прибор недалеко от самой ленты (источника света).

Обратите внимание! При установке помните, что корпус быстро реагирует на любой тип прикосновения. Поэтому с ним нужно контактировать только в одной точке. Выбранное место установки должна полностью исключать случайные контакты с сенсорной частью корпуса.

Подключение прибора к светодиодной ленте происходит по следующей схеме.

Подключение включателя

Схема подключения выключателя

Следуйте указанной схеме, и подключение пройдет без проблем.

Самостоятельная сборка

Если вы умеете обращаться с паяльником, разбираетесь в электронике и имеете в своем распоряжении все детали конструкции, тогда вы сможете своими руками собрать сенсорный выключатель для подключения к светодиодной ленте, рассчитанный на питание от сети в 220 вольт. Вся сложность здесь заключается в том, чтобы правильно спаять схему. Ниже приведена наиболее простая схема, с которой сможет справиться новичок.
Обратите внимание! В схеме конденсатор С3 можно не использовать.

Для сборки вам понадобятся такие детали:

Сборка изделия

Схема для сборки изделия

  • два транзистора КТ315;
  • сопротивление (на 30 Ом);
  • полупроводник Д226;
  • простой конденсатор (на 0,22мкф);
  • блок питания или мощная батарейка с выходным напряжением 9 вольт;
  • электролитический конденсатор (на 100 мкф, 16 В).

Все эти комплектующие следует спаять по указанной выше схеме, поместив ее в подходящий корпус.

Заключение

Подключив к системе освещения кухни или любого другого домашнего помещения подобное устройство, вы получите значительные преимущества в плане управления светом. Включение света при легком прикосновении, минимизация потребления электроэнергии и комфорт — все это подарит вам сенсорный выключатель, подсоединенный к светодиодной ленте.

Разработка сенсорного Z-Wave выключателя на аккумуляторе со светящимися кнопками

Второй год я разрабатываю свой уникальный Z-Wave выключатель с сенсорными кнопками, который удовлетворит меня по функционалу, дизайну и стоимости изготовления.

С самого начала была цель сделать 4-х кнопочный выключатель на аккумуляторе размера 80х80 мм максимально тонким, сенсорные кнопки должны быть большие и при касании светиться целиком, а не только небольшой кружочек, как у всех. В итоге получился стильный тонкий выключатель, способный управлять любыми устройствами умного дома.

Во время разработки я решал множество задач по схемотехнике, дизайну корпуса и выбору материалов. Особенно интересным является создание самой сенсорной кнопки, которая светится целиком, но обо всем по порядку.

  • Функционал
  • Дизайн корпуса
  • Разработка печатной платы
  • Изучение рассеивателей света
  • Подбор материалов рассеивателя
  • Использование

Функционал

Требовались следующие возможности выключателя:

  • Включать/выключать свет
  • Регулировать яркость освещения

Сделать, чтобы каждая кнопка работала в режиме переключения, нажал — вкл, нажал — выкл. Это позволит управлять 4-мя группами освещения.

Дизайн корпуса

Мне понравилась идея с 4-мя большими сенсорными кнопками компании Basalte, и я решил развить её в своем направлении.


Рис. 1 — KNX выключатель Basalte

Я хотел, чтобы при касании кнопка светилась сама целиком, а не отдельный светодиод. Поэтому корпус представляет из себя узкую рамку с вырезами для 4-х сенсорных кнопок. Продуманы замочки для крепления задней крышки и углубления для установки магнитов. Крепежная пластинка приклеивается к стене на двухстороннюю клейкую ленту и к ней уже крепится сам выключатель с помощью магнитов. Удобно использовать выключатель как переносной пульт и удобно заряжать аккумулятор.


Рис. 2 — Корпус сенсорного выключателя

Все детали корпуса разработаны в Blender и распечатаны на 3D принтере белым ABS пластиком.


Рис. 3 — Разработка корпуса сенсорного выключателя в Blender

Разработка печатной платы

Печатная плата разработана в Proteus. Это вторая версия, в ней используется одна сенсорная микросхема TTP224 на 4 канала. В первой версии использовалось 4 шт. одноканальных TTP223, разницы в работе никакой, но при использовании TTP224 меньше компонентов паять.


Рис. 4 — Разработка печатной платы сенсорного выключателя в Proteus

Главными компонентами на плате являются:

  1. Z-Wave радио чип
  2. Аккумулятор Robiton 800мАч
  3. 3.3V Step-Up/Step-Down Voltage Regulator S7V8F3
  4. Микросхема заряда аккумулятора TP4056
  5. Схема переключения питания с аккумулятора на USB
  6. Кнопка калибровки
  7. Микросхема сенсорных кнопок TTP224


Рис. 5 — Плата сенсорного выключателя

Самым главным компонентом в сенсорном выключателе является контроллер сенсорной кнопки. Я провел тестирование 3-х контроллеров и у каждого оказались, как плюсы, так и минусы. Результаты тестирования 3-х контроллеров сенсорных кнопок:

Плюсы: Дешевый, на текстолите с одной стороны могут быть площадки сенсоров, на обратной стороне другие компоненты, но при этом сильно снижается чувствительность. Настройка выходного сигнала: высокий/низкий уровень, настройка режима кнопки: переключение/включение. 4 канала.

Минусы: Если с обратной стороны сенсорной площадки находятся дорожки, то плохо работает сквозь оргстекло более 3 мм и еще хуже если на стекло наклеена пленка, не реагирует на небольшое касание, только нажатие всей подушечкой пальца, даже с настроенной максимальной чувствительностью (Cs = 1pF, диапазон 0-50pF, чем меньше, тем чувствительнее).


Рис. 6 — TTP224 на готовой плате

Плюсы: Реагирует на небольшое касания сквозь 3 мм (и больше) оргстекло, если настроить чувствительность на среднем уровне (Cs = 22nF, диапазон 2-50nF, чем больше, тем чувствительнее). Автоматически подстраивается под толщину стекла.

Минусы: Под сенсорной площадкой не должно быть никаких дорожек, ни питания, ни земли, иначе снижается чувствительность. Выход только высокий уровень. 1 канал только.


Рис. 7 — Тестовая плата AT42QT1011

Плюсы: Реагирует на небольшое касания сквозь 3 мм (и больше) оргстекло. Защита от помех с помощью земли вокруг и под площадкой сенсоров, автоматически подстраивается под толщину стекла. 5 каналов.

Минусы: Долго реагирует на нажатие и долго понимает, что палец отпустили, порядка 0.5 секунд. Если удерживать палец на площадке сенсора, то через 9 секунд выключается светодиод, происходит калибровка. Сенсорную площадку требуется закрывать землей со всех сторон, в том числе и под площадкой, иначе срабатывает в любой точке касания текстолита.


Рис. 8 — MTCH105 на макетной плате

Выбрал TTP224 (4 канала), потому что на одном текстолите с одной стороны можно разместить все компоненты, а на другой стороне — площадки сенсоров. Пожертвовал чувствительностью, через 3 мм оргстекло срабатывает если коснуться целиком подушечкой пальца, хотя это можно трактовать, как защита от случайного касания :). Если под площадкой сенсора нет дорожек, то реагирует сквозь 4 мм оргстекло при малейшем касании.

Изготовить сенсорный выключатель с двумя текстолитами, первый — для сенсорных площадок, второй — для всех компонентов. Добавить вибромотор и бузер. Реализовать функцию слабой подсветки при срабатывании встроенного датчика движения.

Изучение рассеивателей света

Стояла задача — равномерно засветить площадку размером 40х40мм, которой касается палец. Из-за ограничений размера корпуса, получилось впихнуть только по одному светодиоду для каждой площадки.

Я изучил устройство нескольких сенсорных выключателей: Livolo, Vitrum, HTTM touch button. В каждом использовался свой подход к равномерному рассеиванию света.

Итальянский Z-Wave выключатель с дорогим декоративным стеклом. Отражатель-рассеиватель реализован следующим образом: на прозрачном оргстекле нарисован обод светоотражающей краской, сбоку подсвеченный одним светодиодом. Со стороны светодиода краски меньше нанесено, тем самым достигается равномерное свечение по всему ободу. Сверху устанавливается декоративное стекло.


Рис. 9 — Рисунок светоотражающего обода на оргстекле

Бюджетный китайский сенсорный выключатель. На плате располагается 2 светодиода: красный и синий, светодиоды светят внутрь замутненного полупрозрачного пластика, из-за частых преломлений света внутри получается равномерное свечение всей поверхности, на текстолит нанесена светоотражающая краска.


Рис. 10 — Сенсорная часть выключателя Livolo

HTTM — HelTec Touch Model

Готовый сенсорный модуль с Noname микросхемой. Отражатель-рассеиватель состоит из 3-х частей: текстолит с луженой площадкой, оргстекло для торцевой подсветки с множеством микроямок, белая мутная пленка.


Рис. 10 — Разобранный сенсорный модуль HTTM

Подбор материалов рассеивателя

Рассеиватель из матового оргстекла

Обычное прозрачное 3 мм оргстекло обработал мелкой шкуркой с двух сторон для придания матовости. Такое оргстекло равномерно рассеивает свет по всей поверхности. Толщина материала позволяет комфортно работать с любой сенсорной микросхемой. Но на поверхности видны мелкие царапины, что влияет на эстетический вид.


Рис. 11 — Матированное оргстекло

Рассеиватель из оргстекла для торцевой подсветки (LGP) и молочного оргстекла
Использовал 2 разных оргстекла толщиной по 2 мм, бутерброд из двух элементов получился 4 мм. Нижнее оргстекло для торцевой подсветки, благодаря нанесенным белым точкам, равномерно рассеивает свет по всей поверхности. Верхнее молочное оргстекло дает мягкое свечение и красивый вид, при этом яркость заметно ниже и увеличивается вес выключателя.


Рис. 12 — Оргстекло для торцевой подсветки и опаловое оргстекло

Панель лайтбокса от компании Ledison
Российская компания Ledison предоставила на тест панель от лайтбокса состоящую из 3-х компонентов: светоотражающая подложка, специальное светорассеивающее 3 мм оргстекло (на вид прозрачное, но внутри видна зернистая структура), прозрачная защитная пленка. Верхнюю пленку я заменил на матовую Oracal 8500 и получилось хорошее рассеивание. Но при работе с выключателем пленка выглядит не солидно, может поцарапаться и её трудно приклеить без пузырьков.


Рис. 13 — Бутерброд для лайтбокса от Ledison

После всех тестов в выключателе применил светоотражающую подложку от Ledison, а их оргстекло сделал матовым. На данный момент это лучший вариант для меня, и равномерно рассеивает, и яркость не снижена, и толщина подходящая.


Рис. 14 — Корпус, плата и рассеиватель

Использование

Первые тестовые версии выключателей я изготовил 2 года назад и имею уже опыт их использования, один установлен около санузла на высоте 120 см и удобен для детей, второй располагается около кровати и управляет ночником, люстрой и LED подсветкой. Т.к. все кнопки разделены перекрестием их легко нащупать в темноте и нажать нужную. Световой фидбэк точно говорит какая кнопка нажата. По сравнению с кнопочными выключателями минусов не обнаружил.


Рис. 15 — Сенсорный выключатель на аккумуляторе в деле

Заметил приятный побочный эффект, выключатель около кровати можно использовать для подсветки тумбы, если нажать на нижние кнопки.

На данный момент в Z-Wave чипе используется прошивка от 4-x кнопочного брелока Z-Wave.Me Key Fob, удобно, что она уже есть готовая и хорошо работающая, неудобно, что не все функции есть, которые хочется. Единственным нерешенным вопросом осталась засветка уголков в центре, нужно закрывать фольгированной пленкой, но пока думаю куда лучше лепить фольгу, на корпус внутри или на оргстекло.

Далее в планах перейти на свободно программируемый Z-Uno Module для реализации всех программных хотелок.

Как выбирать и подключить сенсорный выключатель света

Развитие технологий затронуло все сферы жизни человека, в том числе обустройство дома. Один из примеров — сенсорный выключатель света. Это устройство значительно повышает комфорт нахождения в помещении и позволяет управлять освещением с помощью прикосновения. И это не единственное преимущество.

Особенности конструкции и принцип работы

Сенсорный выключатель срабатывает даже при слабом прикосновении к кнопке. Состоит из трех основных элементов:

  1. Блок управления. Система обрабатывает внешний сигнал и передает его нужным деталям.
  2. Устройство коммутации. Дает нагрузку электрической сети, смыкающей и размыкающей цепь и меняющей силу тока на светильник.
  3. Сенсорная (управляющая) панель. Предназначена для восприятия касаний или сигналов с пульта дистанционного управления. В современных устройствах к сенсору можно не прикасаться, достаточно провести рядом рукой.

Стандартные модели выключателей наделены следующими возможностями:

  1. Включают/выключают свет, регулируют яркость.
  2. Контролируют работу отопительной техники и сообщают об изменениях температуры.
  3. Открывают/закрывают жалюзи.
  4. Включают/выключают бытовую технику, подсоединенную к выключателю.

Из дополнительных функций очень полезен датчик движения.

Система классификации

Сенсорные выключатели бывают разных видов, которые подбираются в зависимости от потребностей жилого дома или офиса.

С пультом управления

Используется в таких случаях:

  • выключатель находится в неудобном месте, и его нельзя оттуда перенести;
  • в квартире/доме проживает человек с ограниченной подвижностью;
  • выключатели расположены на высоте, куда не достанут дети;
  • есть необходимость изменить яркость света, не вставая с кровати.

Для работы с конструкцией такого вида не обязательно использовать специальный пульт. Подойдет универсальный, подключаемый одновременно к двум, трем и более приборам.

С таймером

Устройство имеет массу преимуществ:

  1. Бесшумная работа.
  2. Простота установки.
  3. Безопасность. Если цепь разорвалась или произошло замыкание, выключатель автоматически переходит в выключенное положение.
  4. Привлекательный внешний вид. Корпус устройства может быть окрашен в любой цвет.
  5. Два цвета для индикации работы. Красный сообщает о включении подсветки, синий — о выключении.
  6. Прочность и надежность. Для изготовления изделий используется специальное стекло. Края тщательно шлифуются. Благодаря этому выключатель становится безопасным и простым в уходе.
  7. Универсальность. Работает с любым типом ламп, будь то светодиодные, галогеновые или лампы накаливания.

Сенсорные выключатели с таймером отличаются большим набором функций и экономичностью.

Выключатель с сенсорной панелью и таймером

Оптико-акустические выключатели

Реагируют на звук или движение — хлопок, произнесенное слово или какой-либо жест. Главное, чтобы все это происходило в зоне действия датчика.

Что такое диммеры

Сенсорные выключатели с диммером позволяют менять уровень освещения в помещении. Обычные устройства работают в двух режимах — включено/выключено. Диммер дает возможность регулировать яркость света на свой вкус.

Устройства с таким приспособлением имеют важные преимущества:

  1. Благодаря возможности менять яркость, помогают снизить количество потребляемой электроэнергии. Показатель уменьшается на 50%.
  2. Дают возможность подстраивать освещение под ситуацию. Например, вечером после напряженного трудового дня можно снизить яркость до полумрака.
  3. Если в помещении несколько выключателей, с помощью диммера можно акцентировать внимание на одной из частей интерьера.

Конструкции с диммерами не работают с энергосберегающими и люминесцентными лампами.

Устройства для монтажа светодиодной подсветки

Выключатели, которые можно подключать к светодиодным лентам, также носят название диммеров. Они включают, выключают и регулируют яркость источника света.

Чаще всего такие устройства являются частью схемы освещения подъездов или системы «умный дом», а также акцентируют внимание на какой-либо детали помещения.

Преимущества

Сенсорные выключатели, по сравнению с классическими устройствами, имеют массу достоинств:

  • могут работать с любыми источниками света и электроприборами;
  • позволяют экономить электроэнергию;
  • отличаются надежностью и длительным сроком эксплуатации;
  • выполняют множество функций;
  • устройства легко монтировать;
  • работают практически бесшумно;
  • безопасны для человека;
  • сенсор срабатывает даже в том случае, когда к нему прикасаются мокрыми руками.

В одном устройстве можно оборудовать несколько коммутационных систем.

Как не ошибиться с выбором

При выборе сенсорного выключателя в первую очередь необходимо смотреть на максимальные и минимальные ток и напряжение. Обычно значения указаны на упаковке или самом устройстве. Если они сильно отличаются от характеристик сети, придется установить стабилизатор.

Также стоит помнить и о других параметрах:

  • количество подключаемых к одному выключателю устройств;
  • потребность в диммере;
  • нужен ли таймер, который в автоматическом режиме включает/выключает свет или приборы;
  • принцип работы: с помощью прикосновения или пульта дистанционного управления.

Когда набор функций и свойств определен, можно переходить к внешним характеристикам. К примеру, заранее решить, стеклянная или пластиковая будет у выключателя панель управления.

Фирмы-производители сенсорных выключателей

Компания-производитель выключателя является немаловажным фактором, определяющим его выбор. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение тем, которые имеют хорошую репутацию в данной сфере:

  1. Basalte. Производит изделия премиум-класса. Они отличаются необычным дизайном и высоким качеством. На передней панели, которая часто изготавливается из стекла, есть указатели, играющие роль подсветки. Также компания выпускает выключатели, которые можно встраивать в систему «умный дом». Цена изделий зависит от сложности их исполнения.
  2. Legrand. Французская компания, производящая большой спектр электротехнических товаров. Изготавливаемые ею выключатели наделены большим количеством функций. Относятся к дорогому ценовому сегменту.
  3. Livolo. Российская компания, которая появилась на рынке электротехники совсем недавно. Отличительной особенностью изготавливаемых ею сенсорных выключателей является их доступная цена.

Тонкости подключения

Монтаж сенсорного выключателя ничем не отличается от установки обычного устройства. Он проходит в несколько этапов:

  • отключить электричество;
  • снять старый выключатель;
  • снять с нового изделия верхнюю панель;
  • соединить провода с предназначенными для них клеммами;
  • поставить рабочий механизм выключателя в монтажную коробку;
  • закрепить устройство, используя распорки и специальные винты;
  • зафиксировать панель.

Подключение двухклавишной модели осуществляется по такой же схеме. Чтобы не запутаться, рекомендуется использовать те кабели, которые имеют разноцветные жилы.

Аналогично подключаются и проходные выключатели. Они позволяют управлять источником света или техникой из разных мест. Это удобно при наличии в квартире/доме длинного коридора.

Есть вариант необычного монтажа — не на стене, а в зеркале. В таком случае выключатель должен состоять из блока управления и инфракрасного датчика. Он срабатывает не от прикосновения, а от движения.

Как сделать сенсорный датчик своими руками

Датчик для сенсорного выключателя можно сконструировать своими руками. Для этого нужно подготовить:

  • реле с напряжением 6–12 В;
  • часть фольгированного текстолита, которая будет играть роль сенсора;
  • импульсный диод с напряжением от 100 В.

Прикосновение к сенсору провоцирует открытие элементов, обозначенных в схеме как VT1 и VT2. После этого произойдет замыкание цепи (с помощью реле), и светильник/электроприбор включится.

Самостоятельно можно изготовить и прибор с инфракрасным датчиком. Он работает только в том случае, когда в зоне видимости датчика есть движение. При его отсутствии через определенный промежуток времени освещение выключится.

Подключение происходит по схеме:

Схема подсоединения сенсорного выключателя

Эта схема имеет важные особенности:

  • на выходе находится единица;
  • транзистор открыт;
  • контакты от реле должны соединяться с клавишей;
  • работа инфракрасного датчика осуществляется благодаря генератору импульсов;
  • чтобы увеличить силу импульсного тока, который идет на инфракрасный светодиод, необходимо установить усилители.

Подключение осуществляется так, чтобы по истечении 20 минут после того, как человек покинет помещение, свет выключался.

Устройство на сенсорах — хорошая альтернатива обычным выключателям. Он отличается привлекательным внешним видом, экономичностью, надежностью. Позволяет включать/выключать не только источники света, но и бытовую технику. Изделия такого типа приобретают в специализированном магазине или, при наличии нужных навыков и умений, их можно сделать самостоятельно.

Емкостной сенсорный датчик своими руками

Емкостной датчик – это один из типов бесконтактных датчиков, принцип работы которого основан на изменении диэлектрической проницаемости среды между двух обкладок конденсатора. Одной обкладкой служит сенсорный датчик схемы в виде металлической пластины или провода, а второй – электропроводящее вещество, например, металл, вода или тело человека.

При разработке системы автоматического включения подачи воды в унитаз для биде возникла необходимость применения емкостного датчика присутствия и выключателя, обладающих высокой надежностью, устойчивостью к изменению внешней температуры, влажности, пыли и питающему напряжению. Хотелось также исключить необходимость прикосновения человека с органами управления системы. Предъявляемые требования могли обеспечить только схемы сенсорных датчиков, работающих на принципе изменения емкости. Готовой схемы удовлетворяющей необходимым требованиям не нашел, пришлось разработать самостоятельно.

Емкостной датчик включения биде вид на унитазе

Получился универсальный емкостной сенсорный датчик, который не требует настройки и реагирует на приближающиеся электропроводящие предметы, в том числе и человека, на расстояние до 5 см. Область применения предлагаемого сенсорного датчика не ограничена. Его можно применять, например, для включения освещения, систем охранной сигнализации, определения уровня воды и в многих других случаях.

Электрические принципиальные схемы

Для управления подачей воды в биде унитаза понадобилось два емкостных сенсорных датчика. Один датчик нужно было установить непосредственно на унитазе, он должен был выдавать сигнал логического нуля при присутствии человека, а при отсутствии сигнал логической единицы. Второй должен был служить включателем воды и находиться в одном из двух логических состояний.

При поднесении к сенсору руки датчик должен был менять логическое состояние на выходе – из исходного единичного состояния переходить в состояние логического нуля, при повторном прикосновении руки из нулевого состояния переходить в состояние логической единицы. И так до бесконечности, пока на сенсорный включатель поступает разрешающий сигнал логического нуля с датчика присутствия.

Схема емкостного сенсорного датчика

Основой схемы емкостного сенсорного датчика присутствия является задающий генератор прямоугольных импульсов, выполненный по классической схеме на двух логических элементах микросхемы D1.1 и D1.2. Частота генератора определяется номиналами элементов R1 и C1 и выбрана около 50 кГц. Значение частоты на работу емкостного датчика практически не влияет. Я менял частоту от 20 до 200 кГц и влияния на работу устройства визуально не заметил.

С 4 вывода микросхемы D1.2 сигнал прямоугольной формы через резистор R2 поступает на входы 8, 9 микросхемы D1.3 и через переменный резистор R3 на входы 12,13 D1.4. На вход микросхемы D1.3 сигнал поступает с небольшим изменением наклона фронта импульсов из-за установленного датчика, представляющего собой кусок провода или металлическую пластину. На входе D1.4, из за конденсатора С2, фронт изменяется на время, необходимое для его перезаряда. Благодаря наличию подстроечного резистора R3, есть возможность фронты импульса на входе D1.4, выставить равным фронту импульса на входе D1.3.

Электрическая принципиальная схема емкостного датчика

Если приблизить к антенне (сенсорному датчику) руку или металлический предмет, то емкость на входе микросхемы DD1.3 увеличится и фронт поступающего импульса задержатся во времени, относительно фронта импульса, поступающего на вход DD1.4. чтобы «уловить» эту задержку про инвертированные импульсы подаются на микросхему DD2.1, представляющую собой D триггер, работающий следующим образом. По положительному фронту импульса, поступающего на вход микросхемы C, на выход триггера передается сигнал, который в тот момент был на входе D. Следовательно, если сигнал на входе D не изменяется, поступающие импульсы на счетный вход C не оказывают влияния на уровень выходного сигнала. Это свойство D триггера и позволило сделать простой емкостной сенсорный датчик.

Когда емкость антенны, из за приближения к ней тела человека, на входе DD1.3 увеличивается, импульс задерживается и это фиксирует D триггер, изменяя свое выходное состояние. Светодиод HL1 служит для индикации наличия питающего напряжения, а HL2 для индикации приближения к сенсорному датчику.

Схема сенсорного включателя

Схему емкостного сенсорного датчика можно использовать и для работы сенсорного включателя, но с небольшой доработкой, так как ему необходимо не только реагировать на приближение тела человека, но и оставаться в установившемся состоянии после удаления руки. Для решения этой задачи пришлось к выходу сенсорного датчика добавить еще один D триггер, DD2.2, включенный по схеме делителя на два.

Схема емкостного датчика была немного доработана. Для исключения ложных срабатываний, так как человек может подносить и удалять руку медленно, из-за наличия помех датчик может выдавать на счетный вход D триггера несколько импульсов, нарушая необходимый алгоритм работы включателя. Поэтому была добавлена RC цепочка из элементов R4 и C5, которая на небольшое время блокировала возможность переключение D триггера.

Электрическая принципиальная схема емкостного сенсорного датчика

Триггер DD2.2 работает так же, как и DD2.1, но сигнал на вход D подается не с других элементов, а с инверсного выхода DD2.2. В результате по положительному фронту импульса, приходящего на вход С сигнал на входе D изменяется на противоположный. Например, если в исходном состоянии на выводе 13 был логический ноль, то поднеся руку к сенсору один раз, триггер переключится и на выводе 13 установится логическая единица. При следующем воздействии на сенсор, на выводе 13 опять установится логический ноль.

Для блокировки включателя при отсутствии человека на унитазе, с сенсора на вход R (установка нуля на выходе триггера вне зависимости от сигналов на всех остальных его входах) микросхемы DD2.2 подается логическая единица. На выходе емкостного выключателя устанавливается логический ноль, который по жгуту подается на базу ключевого транзистора включения электромагнитного клапана в Блоке питания и коммутации.

Резистор R6, при отсутствии блокирующего сигнала с емкостного датчика в случае его отказа или обрыва управляющего провода, блокирует триггер по входу R, тем самым исключает возможность самопроизвольной подачи воды в биде. Конденсатор С6 защищает вход R от помех. Светодиод HL3 служит для индикации подачи воды в биде.

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.

Конструкция 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 датчик

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.

Крепление емкостного датчика к основанию унитаза

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.

Крепление емкостного датчика на унитазе

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 настенная розетка rj-11 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.

Емкостной датчик включения биде вид на унитазе

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

Крепление печатной платы датчика включения биде

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.

Сенсор в крышке датчика

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

Установка емкостного выключателя на стену

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.

Универсальная печатная плата

Представленные выше емкостные датчики собраны на печатных платах, несколько отличающихся от печатной платы приведенной ниже на фотографии. Это связано с объединением обеих печатных плат в одну универсальную. Если собирать сенсорный включатель, то необходимо только перерезать дорожку под номером 2. Если собирать сенсорный датчик присутствия, то удаляется дорожка номер 1 и не все элементы устанавливаются.

Универсальная печатная плата емкостного датчика

Не устанавливаются элементы, необходимые для работы сенсорного включателя, но мешающие работе датчика присутствия, R4, С5, R6, С6, HL2 и R4. Вместо R4 и С6 запаиваются проволочные перемычки. Цепочку R4, С5 можно оставить. Она не будет влиять на работу.

Ниже приведен рисунок печатной платы для накатки при использовании термического метода нанесения на фольгу дорожек.

Универсальная печатная плата емкостного датчика

Достаточно распечатать рисунок на глянцевой бумаге или кальке и шаблон готов для изготовления печатной платы.

Безотказная работа емкостных датчиков для сенсорной системы управления подачи воды в биде подтверждена на практике в течении трех лет постоянной эксплуатации. Сбоев в работе не зафиксировано.

Однако хочу заметить, что схема чувствительна к мощным импульсным помехам. Мне приходило письмо о помощи в настройке. Оказалось, что во время отладки схемы рядом находился паяльник с тиристорным регулятором температуры. После выключения паяльника схема заработала.

Еще был такой случай. Емкостной датчик был установлен в светильник, который подключался в одну розетку с холодильником. При его включении свет включался и при повторном выключался. Вопрос был решен подключением светильника в другую розетку.

Приходило письмо об успешном применении описанной схемы емкостного датчика для регулировки уровня воды в накопительном баке из пластика. В нижней и верхней части было приклеено силиконом по датчику, которые управляли включением и выключением электрического насоса.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Разместить выключатель для подсветки
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector