Как да сглобим сензорен превключвател със собствени ръце: описание на уреда и схема на сглобяване

Електронните технологии обхващат обширен спектър от битовата сфера. Ограничения практически няма. Дори най-простите функции на ключа за лампи на битово осветление вече все по-често се изпълняват от сензорни устройства, а не от технологично остарелите — ръчни.

Електронните устройства обикновено спадат към категорията на сложни конструкции. Междувременно да се сглоби сензорен ключ със собствените си ръце, както показва практиката, съвсем не е трудно. Минимален опит в конструирането на електронни устройства за това е напълно достатъчен.

Предлагаме ви да се запознаете с устройството, функционалните възможности и правилата за свързване на такъв комутатор. За любителите на самоделки сме подготвили три работещи схеми за сглобяване на интелигентно устройство, които могат да се реализират в домашни условия.

Конструкция на сензорния ключ

Терминът «сензорен» носи в себе си доста широко определение. По същество, под него следва да се разглежда цяла група датчици, способни да реагират на най-различни сигнали.

Въпреки това, приложено към ключовете – устройства, надарени с функционала на комутатори, сензорният ефект най-често се разглежда като ефект, получен от енергията на електростатичното поле.

Така, приблизително, трябва да се разглежда конструкцията на ключ за осветление, създадена на базата на механизма на сензора. Леко докосване с възглавничката на пръста до повърхността на предния панел включва осветлението в дома.

Достатъчно е обикновеният потребител да докосне с пръсти на ръката такова контактно поле и в отговор ще се получи същият резултат на комутация, какъвто дава стандартният познат клавишен ключ.

Междувременно вътрешното устройство на сензорното оборудване съществено се различава от простия ръчен ключ.

Обикновено такава конструкция се изгражда на базата на четири работни възела:

• защитен панел;
• контактен датчик-сензор;
• електронна платка;
• корпус на устройството.

Разновидността на устройства на базата на сензори е обширна. Произвеждат се модели с функции на обикновени ключове. И има по-усъвършенствани разработки – с регулатори на яркостта, проследяващи температурата на околната среда, повдигащи щори на прозорците и други.

Конструктивно сензорният комутатор изглежда така: 1 – защитна панел от закалено стъкло; 2 – платка за разполагане на сензорни елементи; 3 – текстолитова панел с разведена схема на електрониката на устройството; 4 – корпус (шаси) на превключвателя (+)

Не само че всички тези видове комутатори се управляват с леко докосване, но съществуват и превключватели с дистанционно управление. Тоест, потребителят може да изключи осветителното тяло или да намали яркостта на светене на лампите на устройството, без да извършва излишни движения като преход от мястото за почивка до превключвателя.

Опции и възможности на устройството

Отделно разглеждане явно заслужават превключвателите с таймер.

Тук присъстват традиционни характеристики, като:

• безшумност на действие;
• интересен дизайн;
• безопасна употреба.

Освен всичко това, се добавя още една полезна функция – вграден таймер. С негова помощ потребителят получава възможност да управлява комутатора програмно. Например, да задава време за включване и изключване в определен времеви диапазон.

Уникален вариант на разработка на комутатор с внедрен функционал на таймер. С помощта на такива уреди се отварят възможности за управление на осветлението в строго зададено време. Икономията на електричество е очевидна.

Като правило, подобни уреди имат не само таймер, но и аксесоар от друг вид – например, акустичен датчик.

В този вариант устройството работи като контролер на движение или шум. Достатъчно е да подадете глас или да пляскате с длани и лампите на осветителното тяло в апартамента ще светнат с ярка светлина.

Между другото, в случай на твърде висока яркост съществува още една функционалност – димерна регулировка. Снабдените с димер комутатори от сензорен тип позволяват да се управлява интензивността на светлината.

Модификация на сензорни устройства – акустичен комутатор. Действа по малко по-различна методика, но също е уред, в който се поддържат технологии за използване на сензори. В този случай, сензорен елемент е чувствителен микрофон.

Вярно е, има един нюанс за подобни разработки. Димерите, като правило, не поддържат използване в осветителни тела с луминесцентни и светодиодни лампи. Но премахването на този недостатък, най-вероятно, е въпрос на време.

Повече подробности за разновидностите на “умните” превключватели за осветление прочетете в тази статия.

Правила за свързване на устройството

Технологията на монтаж на подобни устройства, въпреки съвършенството на конструкциите, остана традиционна, както е предвидено за стандартните превключватели за осветление.

Обикновено на задната част на корпуса на изделието има два терминални контакта – входен и за товар. Означават се на устройства от чуждестранно производство с маркери «L-in» и «L-load».

Техниката на свързване на устройствата се различава малко от стандарта. Основни работни клеми: L1 (Load) – линия за свързване на фазата на напрежението; L (In) – линия за извеждане на напрежение под товар; COM – терминал за съединяване на устройствата (+).

Тези обозначения трябва да са разбираеми дори за неопитния потребител. Във всеки случай обаче се препоръчва да се обърнете към паспорта на устройството преди инсталирането му. Комутацията в схемата на уреда се осъществява по фазовата линия.

Тоест, на входа «L-in» се подава фаза — свързва се фазовият проводник. А от линията «L-load» се сваля напрежение за товара — по-специално за крушката на осветителното тяло.

Междувременно конструкциите на сензорните ключове могат да предвиждат свързване на няколко независими товара. При такива устройства броят на терминалите за свързване се увеличава.

Допълнително с терминала на входящото напрежение «L-in» има вече два или дори три отвора за товар «L-load». Маркират се обикновено приблизително така: «L1-load», «L2-load» и т.н.

Пълно описание на ключа: 1 – терминал на изходите на товара; 2 – защитен панел; 3 – пружинен механизъм за закрепване на проводниците; 4 – информация за производителя; 5 – пожароустойчив корпус; 6 – интерфейс за двоен контрол; 7 – отвор за винт (+).

Монтажът на сензорните комутатори също фактически не се различава от стандартния вариант. Конструкцията на ключовете е изработена за поставяне в традиционни подконтактни кутии. Закрепването на шасито на работния механизъм на уреда по правило се осъществява с винтове.

Сензорен ключ със собствените си ръце

Да се закупи ключ от сензорен тип за домашна употреба, разбира се, не е проблем. Обаче цената на тези, така да се каже, интелектуални устройства започва от 15-20 €. И това е цена на не съвсем съвършените конструкции. Затова логичен изглежда въпросът – може ли да се направи сензорна комутация на осветлението със собствени ръце?

За хора, които са поне малко запознати с теорията на електротехниката, изграждането на ключ с приложение на сензор е напълно изпълнима работа. Има маса схемни решения по този въпрос.

Схема на сензорен комутатор на тригер

Много схеми за изработка на устройства с подобно действие са прости и разбираеми. Нека разгледаме едно от многобройните решения, което може да се реализира със собствени ръце за приложение в домашни условия.

Ето такава конструкция на превключвател с два сензора се оценява на пазара от 16 € за брой. Ако имате умения, нещо подобно винаги можете да направите сами. При това разходите за компоненти са приблизително пет пъти по-ниски.

Широко разпространената в радиолюбителската практика микросхема от серия K561TM2 е основното звено на сензорния превключвател, който можете да сглобите сами.

Микросхемата K561TM е тригер, чието състояние може да се променя чрез подаване на управляващ сигнал на неговия вход. Това свойство успешно се използва за реализиране на функцията на комутатор.

Входната верига е изградена с добавяне на полеви транзистор V11, който осигурява висока чувствителност на входа и допълнително добре изолира входа от изхода.

Елементът на сензора Е1 от схемата се изработва под формата на метална пластина и се свързва към входа на „полевика“ чрез резистор с голямо съпротивление. По този начин се гарантира безопасността на устройството за потребителя по отношение на възможно токово удар.

Схема на устройството за самостоятелно сглобяване. Само една микросхема, два транзистора и един тиристор ще са необходими за сглобяването на пълноценен сензорен превключвател. Устройството работи нито по-зле от индустриалното (+)

Изходната част на схемата е изградена върху връзката биполярен транзистор VT2 – токов тиристор VS1. Чрез транзистора се усилва сигналът, излизащ от микросхемата, а тиристорът изпълнява ролята на комутатор. Във веригата на тиристора се включва осветителният уред, който трябва да се управлява.

Схемата работи така:

1. Потребителят докосва металната пластина (сензора).
2. Статичното електричество постъпва на входа на VT.
3. Полевият транзистор превключва тригера.
4. Изходният сигнал на тригера се усилва от VT2 и отваря тиристора.
5. Лампата във веригата на тиристора светва.

Ако потребителят докосне сензора повторно, всички операции се повтарят, но с обратно превключване на режимите. Всичко е просто и ефективно.

Такова схемно решение е допустимо да се използва за управление на осветителни тела, където общата мощност на крушките с нажежаема жичка е не повече от 60 W.

Ако е необходимо да се комутират по-мощни осветителни уреди, може да се допълни тиристорът с обемен радиатор за охлаждане. За сензора се препоръчва да се използва метал от серия материали, които провеждат добре тока. Оптималният вариант е посребрена мед.

Схема на базата на инфрачервен датчик

Достъпна за самостоятелно сглобяване схема на комутатор за осветление, където като сензор се прилага ИК-сензор. Тук също се използват достъпни и евтини електронни компоненти.

По степен на сложност на изпълнение този вариант е предназначен за електронници, които тепърва започват кариерата си.

Още едно схемно решение за устройство на сензорен комутатор. Също така има минимум електронни компоненти, но изисква внимателна настройка за осигуряване на качество на работа. Тук е необходим натрупан опит на специалист по електроника (+).

Основната електроника в това решение се състои от две микросхеми и следните елементи:

• обикновен светодиод — HL1;
• инфрачервен светодиод — HL2;
• фотоприемник — U1;
• реле — К1.

На базата на инверторна микросхема DD1 е сглобен генератор на импулси, а на базата на микросхема DD2 функционира системен брояч.

При определени обстоятелства, например, когато в зоната на действие на инфрачервения светодиод се появи биологичен обект, задейства се двойката ИК-светодиод и фотоприемник. На базата на транзистор VT1 се появява управляващ сигнал, с който се включва релето К1. Осветителното тяло във веригата на К1 светва.

Ако движение на обекти в зоната на действие на инфрачервения сензор не се отбелязва, след 20 минути престой броячът ще преброи количеството импулси от мигащия светодиод HL1, достатъчно за изключване на релето. Осветителното тяло ще се изключи. Времето за изчакване (в този случай 20 минути) се определя чрез подбор на елементите на схемата.

Най-проста схема с транзистори и реле

Максимално опростено решение – схема за самостоятелно сглобяване на устройство от сензорен тип, която е представена по-долу.

Опростена до минимум схема за изграждане на сензорен ключ със собствени ръце. Въпреки това, при условие на точен подбор на радиоелементи, се осигурява напълно ефективна и надеждна работа на устройството.

Тук е допустимо да се приложи практически всеки тип реле. Основният критерий е диапазон на работни напрежения 6-12 волта и способност да комутира товар в мрежа 220 волта.

Сензорният елемент се изработва чрез изрязване от лист фолиран гетинакс. Транзисторите също могат да се използват от всяка серия, аналогични по параметри на посочените, например, разпространените КТ315.

По същество, тази проста схема представлява обикновен усилвател на сигнал. При докосване на повърхността на сензора на базата на транзистор VT1 се появява потенциал, достатъчен за отваряне на прехода емитер-колектор.

След това се отваря преходът VT2 и захранващото напрежение се подава на бобината на реле К1. Този прибор задейства, неговата контактна група се затваря, което води до включване на осветителното тяло.

Ако няма желание да се експериментира и да се сглобява устройството собственоръчно, може да се купи готов комутатор и самостоятелно да се инсталира. Цялата необходима информация за избора и свързването на сензорния ключ е представена тук.

Изводи и полезно видео по темата

Този обзор позволява по-отблизо да се запознаете с комутаторите за осветление, които бързо набират популярност в обществото.

Сензорни ключове, отбелязани с продуктова марка Livolo — какви са тези конструкции и колко привлекателни са те за крайния потребител. Видео гид за комутатори от нов тип ще помогне да се получат отговори на въпроси:

Завършвайки темата за сензорните превключватели, трябва да се отбележи активното развитие в областта на разработката и производството на ключове за битово и промишлено използване.

Ключовете за осветление, които изглеждат като най-прости конструкции, вече са толкова съвършени, че сега можете да управлявате светлината с гласова кодова фраза и в същото време да получавате пълна информация за състоянието на атмосферата вътре в помещението.

Имате ли какво да добавите, или имате въпроси относно сглобяването на сензорния превключвател? Можете да оставяте коментари към публикацията, да участвате в дискусиите и да споделяте собствения си опит с използването на такива устройства. Формата за връзка се намира в долния блок.