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.

Сенсорный настенный шестиклавишный выключатель Legrand
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
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 в системе «умный дом»
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.

Тройной сенсорный коммутатор Sesoo
Тройной сенсорный коммутатор Sesoo и датчики движения

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
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
    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.

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.
    Первый и второй этап подключения
    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).
Второй и третий этап подключения
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.


Подсоединение нескольких проходных панелей touch
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
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
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
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
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
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
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.

www.asutpp.ru

Ключевые особенности сенсорных выключателей

Сенсорными выключатели названы за использование в составе датчика (англ. – sensor). Способен регистрировать тепло руки, отмечать прикосновение, ориентироваться на звук. Подобные приборы называют сенсорами присутствия и управление освещением для них вторично. Гораздо чаще сложные электронные устройства берут на себя роль охранников или контролёров различных процессов. Типичным примером становятся автоматические двери супермаркета.

В сенсорном выключателе датчик физически не в состоянии вырабатывать сильный сигнал для управления напрямую. Уровень напряжения (или тока) составляет единицы милливольта (миллиампера). Этого недостаточно даже для передачи сигнала на базу транзистора. Второй особенностью сенсорных выключателей считается наличие усилительных приборов. Обычно это транзисторы или иные представители твердотельной электроники, идущие каскадом: первым поставлен высокочувствительный, но маломощный, потом более грубый, но способный тянуть тяжёлую нагрузку. Часто используется гальваническая развязка цепей при помощи оптронов, где управляющий сигнал передаётся через оптическое излучение (свет). Это отделяет хрупкие датчики от силовой части сенсорного выключателя.

Помимо оптического применяется и радиодиапазон. Тогда средой передачи становится эфир с использованием протоколов беспроводной связи WiFi, BlueTooth и др. В состав входят активные элементы, для их питания нужна энергия. Получается от батареек либо выпрямлением сетевого напряжения и обрезкой до нужного уровня. Простейшим примером станет стабилизатор параллельного типа на стабилитроне. И совсем редко присутствует возможность встраивания полноценного импульсного блока питания.

В зависимости от типа датчика освещение реагирует на разные раздражители. К примеру, хлопок в ладоши, голосовую команду, взмах рукой, либо СМС со смартфона. Это далеко не полный перечень услуг, встречаемый в системе Умный дом. В последнем случае становится возможным по-настоящему интеллектуальное управление электронной начинкой здания. В противном случае свет может включаться раздражителем, а выключаться, к примеру, таймером. Что неудобно и не способствует экономии электроэнергии.

Разновидности сенсорных выключателей

Сенсорные выключатели бывают дистанционными или локальными. В последнем случае находятся в непосредственной близости от коммутируемой силовой цепи освещения. В объёме одного топика нет возможности подробно рассмотреть все типы сенсорных выключателей. Читателю полезно ознакомиться с известными сегодня системами сигнализации. Многие сенсорные выключатели позаимствовали принцип действия из области охраны.

Пассивные инфракрасные сенсоры

Сейчас тематике пассивных инфракрасных сенсоров (PIR) уделяется большое внимание в охранных системах. Эти датчики реагируют на тепло, излучаемое человеческим телом. Чтобы избежать ложных тревог, ширина активного спектра урезана с обеих сторон. Выключатель срабатывает по пиковому излучению тела температурой порядка 36 градусов Цельсия. Обычно сенсорная система состоит минимум из двух приёмников оптического излучения, чтобы определить угловое положение объекта раздражения: входит человек в помещение или выходит.

В этом случае чувствительные площадки фоторезисторов (фототранзисторов) направлены по-разному. Тогда сигнал на них отличается, по разности судят об угловом положении. Этим достигается иная цель: прибор призван реагировать только на движущиеся объекты, чем минимизируется шанс ложного срабатывания. Человек обычно не сохраняет спокойствия, вызывает тревогу (сигнализация). От подобных систем легко защититься, одев обычный космический скафандр. Но в системе освещения подобные трюки не актуальны по очевидной причине: посетитель, наоборот, хочет, чтобы его заметили. Благодаря возможности определения направления, отдельные сенсорные приборы работают в режиме диммера: махнёшь в первом направлении – свет становится ярче, во втором – приглушается (продукция Leviton).

Сенсорный выключатель устанавливается так, чтобы срабатывать на избранный род посетителей. Допустим, человек сидящий в инвалидном кресле, ребёнок не будут замечены, если сенсор подвешен слишком высоко. Допускается снабдить помещение поясняющими надписями: махни рукой в окошечко. Это требуется при нежелании тратить электроэнергию на домашних животных. Несмотря на наличие шерсти, все живое отличается по температуре от окружающей среды.

Инфракрасные датчики не способны охватить все помещение физически. По тривиальной причине наиболее эффективные сенсорные выключатели на их основе – проходные. Ставятся в начале и конце коридора либо лестницы. При применении задержки выключения становится возможным использование в кладовках, подсобных помещениях. По-настоящему полезными сенсорные системы на пассивном инфракрасном излучении становятся в паре с интеллектуальным контроллером, который займётся подсчётом людей, вошедших и вышедших из помещения. Разумеется, любой умник из хулиганских побуждений такой тандем попытается обмануть, разумно дополнить сенсорный выключатель и контролёр вспомогательными средствами.

Пьезоэлементы

Пьезоэлементы в сенсорных выключателях используются двух типов, в принцип действия которых заложены, соответственно:

  • Пьезорезистивный эффект – изменение сопротивления образца под действием механических нагрузок.
  • Пьезоэлектрический эффект – образование на гранях кристалла разницы потенциалов под действием механической деформации.

Оба эффекта открыты в XIX веке. Хронология совпадает с порядком следования в приведённом списке.

Пьезорезистивные сенсорные выключатели

Пьезорезистивный эффект (термин введён в 1935 году Джоном В. Куксоном из Висконсинского университета, от греческого piezo – давить) описан лордом Кельвином (журнал Труды Королевского научного общества, том 8, стр. 550-555, 1856-1857 годы, заметка от 17 июня 1857 года про исследование проводимости коммерческих проводов для телеграфа) на примере железа, платины и меди. Возможно, высказывание на тему увеличения сопротивления образца в пределах 0,5% в ответ на сильные и многочисленные изгибы вдоль всей длины лишь с натяжкой относится к теме. Но историки несогласны. Лорд Томсон исследовал причины различия проводимости образцов, использовавшихся в морском флоте и вывел простую формулу: важен поставщик меди. Деформации влияют на сопротивление в малой степени, допустимо пренебречь.

Томсон знал о влиянии механического натяжения. И на вручении ему премии Королевского общества (Бейкеровская лекция, 1856 год) доложил о любопытном эксперименте. В плечи измерительного моста Уитсона он включал проводники меди или железа одинаковой длины, но некоторые образцы растягивались подвесами. Прибор на диагонали регистрировал разницу. Томсон объяснил это механическими деформациями. Но доподлинно неизвестно, связно ли появление эксперимента с исследованиями, проводившимися в отношении телеграфных проводов. В довершение читатели могут ознакомиться с порядком цифр изменения сопротивления (ось абсцисс) на рисунке, взятом из журнала Труды IEEE за 2009 год.

Потом последовали многочисленные работы аналогичного толка. В XIX веке это заметки Томлинсона, а в XX – Бриджман и Ролника. Первые интересные результаты получил в 1932 году Аллен, установивший анизотропность изменений кристаллов цинка, кадмия, сурьмы, висмута и олова. Что касается прочих исследований, идеи Бриджман привели к созданию тензорных уравнений, описывающих процесс. В 1938 году, благодаря усилиям многих учёных, на свет появляются первые датчики. Наподобие тех, что сегодня используются в напольных весах и преобразуют деформацию в изменение сопротивления. Уже в 1950 году Бардин и Шокли предсказали значительный пьезорезистивный эффект в правильных кристаллических структурах за три года до открытия.

В нынешнем виде пьезорезистивный эффект появился на свет 30 декабря 1953 года, благодаря инженеру с распространённой фамилией Смит из Лабораторий Белла, описавшему любопытное поведение кристаллов кремния и германия обоих типов проводимости. Вследствие механических воздействий образцы изменяли сопротивление. Магистр Университета Западной резервации Коннектикута активно интересовался анизотропными свойствами полупроводников и работами Бардина и Шокли. Новые датчики появились уже в 1950 году с чувствительностью в 50 раз превышавшей аналоги из чистых металлов.

Первой компаний, занявшейся производством пьезорезистивный датчиков, стала Kulite Semiconductor, основанная в 1958 году. В современных моделях кнопки созданы на основе тонкой мембраны полупроводника. При нажатии по центру у краёв возникает сильное натяжение, что изменяет проводимость участка. Измерение ведётся по мостовой схеме либо прочими методами. Напряжение дисбаланса усиливается и служит для управления включением и выключением света.

Пьезоэлектрические сенсорные выключатели

Пьезоэлектрический эффект открыт в 1880 году братьями Жаком и Пьером Кюри. Как и в предыдущем случае, явление оказалось предсказано заранее. Опираясь на теоретические предпосылки, Рене-Жюст Гаюи и Антуан Сезар Беккерель предположили о возможной связи электричества и механических деформаций. Первые успешные опыты поставлены на кристаллах кварца, турмалина, топаза, сахарном тростнике и сегнетовой соли. Да, многие вещества проявляют пьезоэлектрические свойства:

  1. Человеческие кости и сухожилия.
  2. Молекулы ДНК.
  3. Дентин и эмаль зубов.

Год спустя Габриэль Ионас Липпман предположил, исходя из основ термодинамики, существование обратного эффекта: деформации кристаллов под действием электрического поля. Эта догадка была подтверждена в 1882 году Жаком и Пьером Кюри, попутно они создали пьезоэлектрометр, использованный для исследования радиоактивных элементов. В 1910 году вышел учебник по физике кристаллов в авторстве Вольдемара Войгта.

Эффект вызвал пристальное внимание учёных. В 1917 году на фоне Первой мировой войны появляется сонар для подводных лодок (Пол Лангевин), а в 1921 – первый кварцевый резонатор (Волтер Гайтон Кэди). Развитие поисков привело к обнаружению титаната бария в 1946 году (Артур фон Хиппел). За послевоенное время появилось достаточно много применений эффекту пьезоэлектричества, но все они были мало связаны с рассматриваемой темой. Что касается устройств управления, отметим два из них, в обоих случаях применяющие полимерные пленки в качестве чувствительных элементов:

  1. US3935485 на пьезоэлектрическую клавиатуру. Назначение устройства не конкретизируется, но смотря на имена заявителей (Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) и год (1976), предположим, что сборка предназначалась для управления автоматизированными линиями сборки на конвейерах.
  2. Заявленный в US4343975 (1980 год) образчик каждый может лицезреть и сегодня на электронных весах в магазине. Это клавиатура с подсветкой, благодаря чему работа оператора сильно упрощается.

vashtehnik.ru

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

elquanta.ru

На современном рынке недавно появились такие устройства как сенсорные выключатели света. Они сразу завоевали популярность у потребителей, так как не только красиво и стильно выглядят, но и повышают комфорт, удобство их использования.

Виды

Сенсорные выключатели делятся на виды по нескольким параметрам.

По величине питающего напряжения:
  • От 220 В, они используются для замены механических выключателей.
  • От 12В, применяются для подключения светодиодных лент и других светильников.

По количеству подключаемых светильников, они могут быть одинарными, двойными или тройными. Есть устройства, которые коммутируют и больше светильников, но ими неудобно пользоваться и они встречаются редко, исключение составляют те, что управляются при помощи пульта.

По своей функциональности, сенсорные выключатели могут иметь такие дополнительные опции:
  • Возможность плавного включения света, что достигается за счет использования диммера.
  • Датчики звука.
  • Датчики движения.
  • Подсветка.
  • Таймер.
  • Возможность дистанционного управления.

Во время выбора, надо учитывать, что поддерживать плавное включение могут обычные и галогенные лампы, а среди светодиодных устройств эту функцию поддерживают только некоторые модели. Наличие датчика движения или таймера упрощает использование таких выключателей в коридорах или на лестничных площадках. Для создания «умного дома» применяются сенсорные выключатели, имеющие много дополнительных функций.

Коммутирующий элемент может быть в виде электромагнитного реле или симистора. Реле является механическим устройством, поэтому во время нагрузок происходит постепенное обгорание контактов. Симисторы такого недостатка не имеют, но они не всегда правильно работают с некоторыми моделями газоразрядных ламп.

В быту применяются емкостные, оптические и высокочастотные сенсорные приборы. Для работы емкостного прибора, надо просто нажать на кнопку. Второй тип имеет встроенные датчики освещенности или движения. Высокочастотные в своем составе имеют датчики активного типа или объема.

Устройство

Внешне сенсорные выключатели выглядят как пластина, которая по своим размерам соответствует обычному выключателю. Чувствительной может быть вся пластина или определенная ее область, в корпусе расположены элементы коммутации и управления.

Они состоят из таких элементов:

Sensornye vykliuchateli ustroistvo

  • Блок управления, он обрабатывает полученный сигнал и передает его дальше.
  • Коммутирующее устройство, оно используется для замыкания электрической цепи, может менять силу тока, поступающую на осветительный прибор.
  • Сенсорная панель, она воспринимает касания руки или сигналы от пульта управления, в некоторых современных моделях достаточно провести рукой рядом с панелью, и касаться ее не обязательно.
Принцип действия

Работа такого оборудования заключается в том, что управление подключенными источниками освещения происходит за счет касания к панели управления или дистанционно.

Принцип работы емкостных: руку подносят к поверхности выключателя или рядом с ней, после чего срабатывает чувствительный элемент.

Sensornye vykliuchateli emkostnye

Инфракрасные реагируют на тепло, при этом предмет, излучающий его должен двигаться. Это может быть человек, животное или, например, пронесенный рядом нагретый чайник. Для того чтобы увеличить чувствительность такого приемника, устанавливают специальные линзы, которые увеличивают угол обзора, он может достигать 180 градусов.

Sensornye vykliuchateli infrakrasnye

Устройства с датчиком освещенности по своему принципу работы похожи на инфракрасные приборы, только реагируют не на движения, а на свет. Когда свет попадает на такой включатель, он срабатывает и выключает освещение.

Sensornyi vykliuchatel s datchikom osveshcheniia

При наличии датчика объема, такой сенсорный прибор работает по типу радара. Он постоянно излучает высокочастотные импульсы и когда в комнате меняется ситуация, то если заходит человек, прибор срабатывает и включает свет. Такие приборы имеют сложное устройство и в бытовых условиях практически не используются.

Применение

Sensornyi vykliuchatel 1

Сенсорные выключатели имеют значительно большую область применения, в сравнении с обычными. Кроме того, что они могут включать и выключать свет, с их помощью можно регулировать его яркость. Кроме этого, такие приборы устанавливаются в системе «умный дом» и могут контролировать работу различной бытовой техники, обогревательных приборов и т.д.

Инфракрасные устройства удобно использовать в коридорах или подъездах, подвале, ванной комнате и других помещениях. Во дворе дома такие выключатели могут использоваться для включения освещения ворот, калитки, въезда в гараж в тот момент, когда к ним подходит человек.

Наличие датчика освещенности позволяет использовать такие включатели для выключения фасадных фонарей. Когда наступает темнота, фонари автоматически включаются, а утром они самостоятельно отключатся.

Есть ситуации, в которых практически невозможно обойтись без сенсорных выключателей с пультом управления:

Sensornyi vykliuchatel s pultom upravleniia

  • Когда выключатель находится в неудобном месте или к нему сложно дотянуться.
  • Если в доме есть люди с ограниченными возможностями.
  • Если в доме есть маленькие дети.
  • В спальне или другой комнате, так как они помогают управлять ее освещением, не вставая с кровати, дивана или кресла.
Как правильно выбрать сенсорные выключатели

Главными параметрами при совершении выбора являются напряжение и сила тока, на которые рассчитаны сенсорные устройства. Максимальное и минимальное значение указывается на упаковке или в паспорте изделия. Если они не будут соответствовать параметрам электросети, то необходимо дополнительно устанавливать стабилизатор напряжения.

Кроме этого, учитываются и другие параметры:
  • Сколько устройств можно подключать к одному такому прибору, их обычно от 1 до 3.
  • Есть ли в нем диммер, то есть устройство, позволяющее плавно регулировать яркость света.
  • Наличие таймера, он позволяет включать или выключать свет в определенном режиме.
  • Принцип управления, существую модели, которые одновременно могут управляться как сенсорно, так и дистанционно.

После того, как вы определитесь с техническими характеристиками такого прибора, можно переходить к выбору его внешнего вида. Панель управления может быть пластиковой или стеклянной. Кроме этого, обращают внимание и на производителя, наиболее популярными являются такие компании:

  • Бельгийская компания Basalte, она выпускает высококачественные сенсорные приборы, отличающиеся оригинальным дизайном. Есть много видов, которые предназначены для монтажа в системе «умный дом».
  • Французская компания Legrand выпускает оборудование, имеющее много дополнительных функций, но такие выключатели имеют высокую стоимость.
  • Российская компания Livolo появилась на этом рынке недавно, но ее изделия уже стали популярными, так как она предлагает качественное оборудование, у которого доступная стоимость.
Достоинства и недостатки

Для того чтобы определиться, стоит ли приобретать такие выключатели, надо сначала ознакомиться с их достоинствами и недостатками.

Основные преимущества:
  • Могут использовать не только для включения разных источников света, но и для других бытовых приборов.
  • Имеют высокую прочность и не боятся влаги.
  • Простота монтажа, достаточно снять старый выключатель и на его место установить сенсорный.
  • Имеют высокую надежность и большой срок службы.
  • Могут выполнять большое количество функций.
  • Во время включения и выключения не издают никакого шума.
  • Помогают экономить электроэнергию.
  • Имеют высокую безопасность, для включения многих моделей надо только поднести руку к включателю, касаться его необязательно.
  • Так как электроэнергия на подключенные потребители подается плавно, за счет этого увеличивается срок их службы.
  • Наличие дистанционного пульта позволяет включать сеть, как на расстоянии, так и сенсорным путем.
  • Красивый внешний вид.

Если говорить о недостатках, то у таких приборов их практически нет, кроме того, что стоимость будет выше, чем у механических моделей.

Sensornye vykliuchateli vidy

Сенсорные выключатели являются современными устройствами, которые помогают облегчить нашу жизнь. Тем людям, которые сомневаются в необходимости их установки, надо вспомнить, как клавишные выключатели вытеснили поворотные модели, также через некоторое время будет и со всеми механическими моделями. Для максимального внедрения таких приборов в нашу жизнь, надо чтобы их стоимость была приблизительно равна цене механических выключателей и в скором времени они сравняются.

Похожие темы: