Самодельные сенсорные переключатели и электронные кнопки
Сенсорные устройства зарекомендовали себя надежно и неприхотливо в различных радиолюбительских «штучках». Они позволяют сберегать кнопки с механическими контактами и плоские клавиатуры и привносят в устройство некоторую оригинальность.
Применять сенсоры можно практически в любом электронном устройстве как прибор, коммутирующий каналы информации или какую-либо нагрузку.
Ограничение для сенсоров только одно- оно вытекает из физического объяснения работы системы. Сенсоры бесполезны в лесах, на природе и вдали от электрических коммуникаций, иногда ненадежно работают в поселках в домах с земляным полом.
Ведь сенсор улавливает наведенное в теле человека небольшое переменное напряжение 0,05. 0,5 В от находящихся рядом проводов электросетей.
Если заземлить человека одновременно с касанием сенсорного контакта намеренно или случайно взяться за токопроводящую водопроводную коммуникацию, то эффекта от электрических наводок также не будет, все они уйдут «в землю». Далее рассмотрим два разных схемных решения, объединенных эффектом сенсора.
Типы сенсорных выключателей
Сенсорные выключатели бывают нескольких видов:
- емкостные;
- оптико-акустические;
- с пультом управления;
- с таймером.
Чтобы сделать правильный выбор под свои потребности, рассмотрим каждый вид подробнее.
Емкостные
Популярный вид выключателя. Сенсорный датчик очень чувствительный, срабатывает при приближении людей, когда руку подносят к сенсорной поверхности или проводят рядом с ней. Такой выключатель будет актуален на кухне, потому что к нему не надо прикасаться, чтобы он сработал.
Такие выключатели стильно смотрятся и удобны в использовании. За ними легче ухаживать, чем за обычными выключателями с клавишей.
Оптико-акустические выключатели
Эти выключатели реагируют на звук или движение, происходящие в зоне действия датчика. Когда в комнате никого нет, свет отключается. Они позволяют экономить электроэнергию. В квартирах такие выключатели используются редко. Их чаще ставят в местах общего пользования для подсветки помещений или открытия дверей, которые «чувствуют» приближение посетителя.
С пультом управления
Выключатели с пультом особенно удобны в доме, где проживают дети или люди с ограниченными возможностями. Пригодятся, если выключатель расположен неудобно или детям до него трудно дотянуться. А еще они дарят комфорт, когда нет желания вставать с кровати, чтобы выключить свет или прибор, опустить шторы.
С таймером
Таймер позволяет включать и выключать прибор или свет в определенном режиме. Выключатели с таймером универсальны. Они удобны в использовании, работают с любым типом ламп: светодиодные, галогеновые или лампы накаливания.
Их преимущество – безопасность. Если произойдет замыкание, выключатель автоматически перейдет в выключенное положение.
Выключатели оснащены индикаторами, которые показывают включен ли он в данный момент. А еще пользователи отмечают простоту установки, удобство в использовании, привлекательный внешний вид, надежность.
Как пользоваться клеммниками Wago для соединения проводов?
Выключатель с таймером подойдет, если вы желаете регулировать время его работы. Это может быть удобно, когда надо запрограммировать на включение или выключение электроприбор. Такие выключатели помогают экономить на электроэнергии.
Критерии выбора
При выборе сенсорного переключателя следует обратить внимание на такой ряд критериев:
- Количество подключаемых приборов. Как правило, это от 1 до 3. Большее число будет затруднительно эксплуатировать.
- Наличие в составе регулятора мощности.
- Возможность программирования по времени.
- Способ управления и настроек – сенсор, свето- или аудио-каналы, пульт.
- Внешнее оформление – должно соответствовать стилю помещения.
- Тип материала корпуса. Стеклянные модели дороже пластиковых.
- Набор функций.
- Производитель. Изделия различных брендов имеют свои особенности.
Кроме того, важно учитывать характеристики тока устройства. Они должны соответствовать напряжению в домашней сети
Видео-пример установки сенсорного переключателя:
Особенности подключения
Общая схема подключения сенсорных выключателей мало чем отличается от классических моделей, и происходит по следующей схеме:
- Обесточивается ветка сети, к которой будет выполняться подключение.
- Снимается старый коммутатор.
- Разбирается корпус выключателя – демонтируется лицевая панель.
- Проводники подсоединяются к клеммам в точном соответствии со схемой в паспорте нового устройства.
- Устанавливается механизм и фиксируется в посадочном гнезде.
- Монтируется лицевая часть.
- Активируется электросеть.
- Проверяется работоспособность коммутатора.
Видео-инструкция по монтажу сенсорного выключателя:
Коротко о главном
Сенсорный выключатель работает от прикосновения или приближения руки к рабочей панели. Он также может управляться звуком, светом и пультом. Состоит прибор из лицевой панели, корпуса, чувствительного элемента, преобразователя и механизма.
При получении внешнего сигнала в чувствительном элементе вырабатывается ток, который усиливается в преобразователе, и затем посылается на механизм включения. Коммутатор применяется не только для светильников, но также ряда других домашних и уличных приборов.
Плюсы проявляются в безопасности, защите, бесшумности, дистанционном управлении, универсальности, долговечности и экономичности, простоте установки и разнообразии. Минус – высокая стоимость.
Разделяются сенсорные переключатели на такие виды:
- Емкостные.
- Оптико-акустические.
- Дистанционные.
- Таймерные.
Сенсорный выключатель света. Схема и подробное описание
В линейке большинства сенсорных радиоэлектронных устройств, в том числе и сенсорный выключатель света, особое положение имеют узлы, использующие бестрансформаторное питание прямо от осветительной электросети в 220 В.
Подобные конструкции имеют в своем составе минимум радиодеталей, легки в изготовлении и им не нужно внешнего источника питания. Поэтому они достаточно эффективны, значительно чувствительнее и надежны в эксплуатации.
Сенсорные устройства, хотя и не имеют гальванической развязки с электросетью и порой, это пугает радиолюбителей кажущейся опасностью поражения током от сенсора, совершенно безопасны и не могут нанести вред здоровью человека.
Единственное на что следует обратить внимание, так это на то, что монтаж и настройку сенсорного выключателя следует выполнять при полностью обесточенном устройстве, а во включенном состоянии допускается касание только сенсорной пластины. Ниже приведена схема сенсорного выключателя света. Его принцип работы ни чем особым не отличается от устройств, построенных на триггере
Устройство переводит триггер в одно из устойчивых состояний и соответственно включает свет при первом касании к сенсорному датчику E1 и при повторном касании переводит его в другое состояние и тем самым выключится свет
Его принцип работы ни чем особым не отличается от устройств, построенных на триггере. Устройство переводит триггер в одно из устойчивых состояний и соответственно включает свет при первом касании к сенсорному датчику E1 и при повторном касании переводит его в другое состояние и тем самым выключится свет
Ниже приведена схема сенсорного выключателя света. Его принцип работы ни чем особым не отличается от устройств, построенных на триггере. Устройство переводит триггер в одно из устойчивых состояний и соответственно включает свет при первом касании к сенсорному датчику E1 и при повторном касании переводит его в другое состояние и тем самым выключится свет.
Продолжительность нахождения триггера в любом из двух устойчивых состояний ничем не ограничена, до тех пор, пока на устройство подано напряжение питания.
Описание работы выключателя света
Модуль триггера построен по типовой схеме на логической интегральной микросхеме DD1 К561ТМ2. В схеме использован только один из двух имеющихся элементов данной микросхемы. С выхода (1) микросхемы DD1 управляющий сигнал идет на усилитель тока построенного на транзисторе VT2. Управляющий вывод тиристора VS1 подключен к эммитеру VT1 и при достижении на нем напряжения в 3В тиристор открывается, тем самым включая свет.
Поскольку полевой транзистор VT1 обладает очень большим сопротивлением перехода сток-исток-затвор, плюс в цепи сенсора включены мегаомные резисторы R1 и R2, то это препятствует появлению напряжения электросети на сенсорной пластине. Транзистор VT1 открывается под воздействием напряжения электросети, которое наводится на сенсор от руки человека.
Резистор R3 шунтирует вход 3 триггера DD1. Триггер изменяет состояние во время каждого положительного сигнала на входе 3. По причине этого сигнал на его выходе 1 изменяется на противоположный.
В то время, когда на выходе 1 триггера DD1 бывает лог.0, транзистор VT2 заперт и нагрузка отключена. При присутствии лог.1 на выходе 3, транзистор и соответственно тиристор открыты и в результате этого нагрузка подключается к электросети. При рабочих деталях и безошибочном монтаже устройство начинает работать сразу и в настройке не нуждается.
Детали сенсорного выключателя
Все резисторы типа МЛТ или С2-33. Транзистор VT1 — КП501 с любой буквой, или же возможно применить КП7131А9. Стабилитрон VD1 имеющий напряжение стабилизации 6…12В можно заменить на Д814А, КС 175А, Д808. Оксидный конденсатор С1 — К50-24, К50-29. Выпрямительные диоды VD2- VD5 с обратным напряжением не менее 300В заменимы диодами Д112-16, КД226В. Электролампа накаливания HL1 рассчитана на напряжение 220В. Транзистора VT2 возможно заменить на КТ815Б — КТ815Г, КТ940Б — КТ940Г, КТ630А — КТ630В.
Сенсорный выключатель собирают на печатной плате и устанавливают в подходящем по размеру корпусе из пластика. При пайке элементов нужно добиться, чтобы выводы радиодеталей были короткими (для ослабления воздействия помех).
Если возникнет необходимость изменить чувствительность сенсора, то это можно сделать путем подбора необходимого сопротивления R2. Сенсор можно изготовить из любого металла диаметром не менее 3 см.
Данный сенсорный выключатель света обеспечивает включение и выключение источника освещения имеющего мощность не более 60Вт. При большей мощности, тиристор необходимо разместить на радиаторе.
Подключение
Алгоритм подключения:
- Снимаем стеклянную панель (см. А рис. 7). Это удобно делать, используя тонкую шлицевую отвертку.
- Производим подключение монтажных проводов (В рис. 7), согласно схеме приведенной в паспорте.Рисунок 7. Первый и второй этап подключения
- Прикручиваем плату с сенсорными контактами (А рис. 8).
- 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
Разновидности
Сенсорные выключатели, как обычные, так и проходные, используются во многих устройствах управления техникой. Их часто монтируют в различные пульты и во все те агрегаты и оборудование, которым необходим ручной контроль. В быту, для обеспечения надежности можно встретить сенсорные системы в стиральных машинах, микроволновых и обычных печах, телевизорах, радио, телефонах. Они встречаются практически во всех бытовых устройствах, облегчающих жизнь человека.
Кроме обычного использования в качестве выключателя, получили распространение и диммерные регуляторы. С виду это нарисованная утолщающаяся полоса или круг на корпусе прибора. Проводя пальцем, по которому, и в зависимости от текущей позиции на шкале можно регулировать силу громкости или яркости, устанавливать время или задавать какие-либо средние параметры.
Как и классические, сенсорные выключатели существуют в одноканальном исполнении, или же с возможностью подключения нескольких потребителей тока. Каждым, из которых, раздельно управляют с одного соединителя.
Ошибочно относят к такому типу устройств включения — детекторы движения. Они конечно определяют перемещение объекта в зоне действия сенсора, и могут быть настроены для использования в качестве обычного прерывателя тока. Вот только подобное применение достаточно сложного устройства, не оправдывает себя экономически. К тому же их выход из строя и частота ложных срабатываний выше, чем у классических вариантов сенсорных выключателей.
Ответы на 5 часто задаваемых вопросов
Есть вопросы, которые задают при выборе сенсорных
выключателей:
- Нужен ли для подключения дополнительный провод? Нет, достаточно двух проводов, как для обычного устройства.
- Нужна ли специальная монтажная коробка? Нет, устройство устанавливается в обычные, для розеток.
- Обычные розетки и выключатели устанавливаются в ряд и закрываются общей декоративной панелью. Можно ли в этом ряду установить сенсор? Нет, но есть устройства со встроенными розетками, в том числе с дистанционным отключением.
- Что произойдёт при коротком замыкании в проводах? Силовой частью таких аппаратов являются симисторы. При коротком замыкании они выйдут из строя.
- Кроме одинарных, есть ли сенсорные устройства, включающие 2 или 3 лампы? Да, есть производители, выпускающие такие устройства.
Сенсорный выключатели на 1 зону
| Внешний вид | Наименование | Количество клавиш | Количество постов | Цена (руб.) |
| WEMMON золото алюминий | Одна | Один | 1650 | |
| Серия C7 Livolo белый | Одна | Один | 1480 | |
| WEMMON белый | Одна | Один | 1350 | |
| WEMMON заяц | Одна | Один | 1350 | |
| Kopou серебро | Одна | Один | 1100 |
Сенсорные переключатели проходные
| Внешний вид | Наименование | Количество клавиш | Количество постов | Цена (руб.) |
| WEMMON | Одна | Два | 1850 | |
| WEMMON | Одна | Два | 1850 | |
| WEMMON | Две | Два | 1850 | |
| WEMMON заяц | Две | Два | 2050 | |
| WEMMON черный | Три | Два | 2250 |
Сенсорные радиоуправляемые выключатели
| Внешний вид | Наименование | Количество клавиш | Количество постов | Цена (руб.) |
| Kopou серебро | Одна | Один | 1600 | |
| WEMMON белый | Одна | Один | 1850 | |
| WEMMON заяц | Одна | Один | 1850 | |
| Livolo белый | Две | Один | 2550 | |
| Серия C7 Livolo белый | Одна | Один | 2090 |
Сенсорные диммеры с радиоуправлением
| Внешний вид | Наименование | Количество клавиш | Количество постов | Цена (руб.) |
| Kopou заяц | Одна | Один | 2150 | |
| WEMMON заяц | Две | Один | 2190 | |
| WEMMON белый | Две | Один | 2190 | |
| Серия C7 Livolo белый | Две | Два | 5334 | |
| Серия C7 Livolo белый | Три | Три | 7926 |
Сенсорные выключатели комбинированные (с розетками)
| Внешний вид | Наименование | Количество клавиш | Количество постов | Цена (руб.) |
| Wemmon белый | Одна | Два | 1920 | |
| Livolo белый | Одна | Два | 2200 | |
| Livolo белый | Две | Два | 2510 | |
| Livolo белый | Одна | Три | 2880 | |
| Livolo черный | Две | Три | 3720 |
Зеркала с подсветкой сенсорные
Сенсорные выключатели Sesoo – инструкция, доработка и ремонт
Среди фирм, выпускающих электроаппаратуру можно отметить Sesoo.
Эта фирма производит устройства для системы «умный дом» Broadlink.
Устанавливаются и программируются эти приборы также, как и другие приборы.
При подключении к этому аппарату энергосберегающей лампы, она может начать «моргать» Это связано с зарядом конденсатора внутри электронного ПРА. Для решения этой проблемы необходимо припаять резистор 200кОм в лампу, параллельно конденсатору.
Рабочая зона сенсора
небольшая и ограничена светящимся кольцом (синим в отключенном состоянии и красным во включенном). Для расширения этой зоны следует припаять провод к контакту, к которому припаивается сенсор, и проложить его по краю защитного стекла. Это расширит зону, в которой сенсор реагирует на прикосновение.
Ремонт таких аппаратов сводится к поиску и замене неисправных деталей. Самая распространённая проблема — сгоревший или пробитый симистор.
ГК «Флекси» — 3 вида зеркал торговой марки MixLine перла d770 с сенсорным выключателем
В любой ванной комнате есть зеркало. Многие из них оборудованы подсветкой. Российская компания «Флекси» предлагает коллекцию зеркал «Премьер» торговой марки Mixline:
- С наружной подсветкой. Используются светильники, монтирующиеся на раму или стену.
- С внутренней подсветкой. Осветительные приборы устанавливаются с обратной стороны рамы. Для освещения часть зеркала не покрывают амальгамой. Она может иметь форму рисунка или геометрических фигур.
- Со светодиодами.
Все зеркала могут быть оснащены сенсорными выключателями и датчиками движения.
С.В. Legrand
Продукция французской компании Legrand
широко известна в мире своим качеством и ассортиментом. Розетки, автоматы, светорегуляторы и другая аппаратура для системы «умный дом» отличаются надёжностью и инновационными решениями.
С.В. Livolo
Продукция китайского производителя работает при напряжении до 250В с большим количеством ламп. Защитная панель чёрного и белого цвета изготовлена из хрусталя. Ряд моделей работают с приобретаемым отдельно пультом ДУ.
С.В. FD Electronics
Сенсорные выключатели KG-020 выпускаются компанией FD Electronics
. Эти приборы производятся с пультом или без, в разной цветовой гамме
С помощью сенсорного выключателя, вы можете управлять не только различными осветительными приборами, а и использовать их для управления шторами или в качестве дверного звонка. Существуют различные типы переключателей. Ниже приводится список выключателей и схемы их подключения.
Классификация переключателей
Чтобы правильно выбрать коммуникатор, следует исходить из назначения помещения, количества и характеристик светильников. По параметру напряжению устройства бывают:
- 220 В — стандартный показатель для большинства приборов;
- 12 В — подойдёт к LED лентам и некоторым другим типам осветителей.
По количеству подключённых источников света применяют одинарные, двойные, тройные выключатели. Большее количество удобнее контролировать дистанционным пультом.
По виду ключа можно выделить:
- с электромагнитным реле — замыкание происходит механически, поэтому контакты со временем обгорают;
- оснащённые симистором — полупроводниковый прибором.
Типы чувствительного элемента в бытовых переключателях:
- ёмкостный — требует легкого касания;
- оптический — реагирует на движение или уровень освещённости;
- высокочастотный — настроен на присутствие, заполненность помещения (объёма), движение.
- датчики движения, объёма, звука;
- беспроводное управление;
- плавное снижение яркости при выключении;
- таймер.
Схема силовой части сенсорного выключателя света 220В
Схема этого варианта силовой части выключателя представлена на рис. 3. Подробное описание фазового регулятора К1182ПМ1 имеется в и . Конечно, он может и напрямую управлять лампой (допустимый ток — 1,2 А), но если она слишком мощная, микросхема может сгореть (пусковой ток лампы накаливания в несколько раз больше рабочего). Поэтому для повышения надёжности в рассматриваемый вариант силовой части выключателя добавлен симистор VS1. Он может быть любым, главное, чтобы открывающий ток управления им не превышал 1,2 А.
Чем больше этот ток, тем меньше должно быть сопротивление резистора R4, вплоть до полного его исключения. Здесь можно использовать и симистор КУ208Г, причём его подборка по току открывания не обязательна, но потребуется уменьшить сопротивление резистора R4 до 470 Ом. Более подробно о выборе симистора можно прочитать в . Несколько слов о резисторе R5.
Для мощных симисторов, в том числе и КУ208Г, он не нужен. А вот при применении импортных симисторов с малым током открывания (например, серии ВТ134) обойтись без него не удастся — симистор будет открываться и при отсутствии разрешающего сигнала. Вероятно, у микросхемы К118ПМ1 ток утечки в закрытом состоянии сопоставим с током открывания этих симисторов.
Чтобы определить нужное сопротивление резистора R5, необходимо вместо него временно установить переменный резистор сопротивлением 1 кОм. Затем соединить выводы 6 и 3 микросхемы К118ПМ1 и уменьшать сопротивление переменного резистора, пока лампа EL1 не погаснет. После этого измерить введённое сопротивление переменного резистора и заменить его постоянным резистором ближайшего (в меньшую сторону) номинала.
После подборки резистора R5 необходимо убедиться, что в “разомкнутом” состоянии выключателя симистор полностью закрыт, а напряжение на лампе EL1 отсутствует. Дело в том, что при слишком большом сопротивлении резистора R2 на лампу EL1 может поступать напряжение, даже когда транзистор VT1 полностью открыт. Если это напряжение меньше, чем необходимо для свечения лампы, вы даже не будете знать, что в выключенном состоянии ваша настольная лампа потребляет ток, возможно, и не маленький. Для устранения этого дефекта сопротивление резистора R2 необходимо уменьшать.
Нелишне будет измерить напряжение на лампе и при “замкнутом” выключателе. Оно должно быть меньше напряжения в сети не более чем на 2…3 В. Если оно меньше на пять и более вольт, значит, конденсатор С1 имеет большой ток утечки, и его необходимо заменить. Для существенного увеличения срока службы лампы накаливания нужно выполнить два условия. Во-первых, ее включение должно продолжаться не менее 2…3 с. Это время устанавливают подборкой ёмкости конденсатора С1. Чем она больше, тем медленнее включается лампа.
Во-вторых, питать лампу нужно напряжением 210…215 В, если это допустимо по условиям освещения. Для ограничения максимального напряжения параллельно конденсатору С1 подключите не показанный на схеме резистор. Его сопротивление, в зависимости от экземпляра микросхемы К1182ПМ1, может лежать в пределах 82…510кОм. Подбирают его экспериментально, глядя на показания подключённого параллельно лампе вольтметра, измеряющего истинное действующее значение переменного напряжения. Её яркость, конечно, немного снизится, но срок службы увеличится значительно.
Если вместо этого постоянного резистора применить переменный, получим сенсорный выключатель с регулировкой яркости. Выключатель с тринистором или симистором может стать источником помех, поэтому необходимо включить последовательно с ним помехоподавляющий дроссель, содержащий пять слоёв обмоточного провода диаметром 0,6…0,7 мм, намотанных виток к витку на ферритовом стержне диаметром 8…10 мм и длиной 25…30 мм. Все предложенные варианты сенсорных и силовых частей выключателей взаимозаменяемы и стыкуются между собой.
Необходимый вариант может быть выбран в зависимости от наличия деталей и мощности нагрузки, а также по принципу управления выключателем
Поскольку устройство имеет гальваническую связь с сетью, во время налаживания следует соблюдать осторожность, все изменения производить только после его отключения от сети. Желательно во время налаживания устройства питать его через развязывающий трансформатор. Это обезопасит и от ударов электрическим током, и от повреждения деталей при случайных замыканиях на заземлённые предметы
Это обезопасит и от ударов электрическим током, и от повреждения деталей при случайных замыканиях на заземлённые предметы.
