DIY dotykový spínač světla

Myšlenka ovládání osvětlovacích zařízení pomocí dotykových vypínačů není nová, podobné vypínače nebo vypínače se vyráběly již v minulém století. Rozměry takových zařízení však byly výrazně větší než typické, což způsobilo problémy s instalací. Za zmínku také stojí, že náklady na první dotykové spínače byly poměrně vysoké, což samozřejmě nepřispělo k popularitě. S rozvojem technologií se situace radikálně změnila a dnes jsou kapacitní, infračervené a dálkové přepínače stabilní.

Konstrukce a princip činnosti

Navzdory rozmanitosti modelů dotykových komunikátorů má většina z nich typický design, který se skládá z následujících prvků:

1. Pouzdro z tepelně odolného plastu (viz A na obr. 1). Rozměry konstrukce umožňují instalaci do typického sedla běžného vypínače.
2. Elektronická jednotka (B), obsahuje napájecí adaptér a ovládací obvod polovodičového spínače.
3. Deska s kapacitními snímači (C).
4. Přední panel (D) je zpravidla vyroben z křemenného skla, v levných modelech lze použít jiné materiály.

Nyní si povíme, jak tato zařízení fungují. Elektronická jednotka monitoruje stav snímače. Když se ruka dotkne určitého místa na předním panelu spínače (je příslušně označeno), změní se kapacita snímače. Elektronická jednotka to detekuje a změní stav bezkontaktního polovodičového klíče, který otevírá nebo uzavírá elektrický obvod.

Rozsah aplikace

Zpočátku bylo plánováno použití tohoto typu spínačů k zapnutí / vypnutí osvětlení, ale design se ukázal být tak úspěšný, že se jeho rozsah výrazně rozšířil. Dnes má většina moderních domácích spotřebičů dotykové ovládání, jako jsou sporáky, digestoře, mikrovlnné trouby atd.

Kuchyňský odsavač par Cata Midas 900

Jediným omezením připojení k senzorovým spínačům je výkon zařízení, jeho přípustné parametry jsou uvedeny v pasu zařízení.

Další funkce

Moderní technická základna umožnila osadit mikrokontroléry do elektronické řídicí jednotky dotykového spínače, umožnila výrazně rozšířit funkcionalitu spínačů a umožnila zapadnout do konceptu chytré domácnosti. Takové spínače můžete ovládat hlasem, infračerveným nebo rádiovým dálkovým ovládáním, chytrým telefonem přes WI-FI nebo programovatelným časovačem.

Dotykový spínač lze připojit k systému chytré domácnosti a ovládat jej pomocí mobilního telefonu

Senzorové spínače lze použít ve spojení se senzory, které reagují na pohyb nebo úroveň osvětlení. V prvním případě taková zařízení rozsvítí lampu, stolní lampu nebo jiná osvětlovací zařízení, když někdo vstoupí do místnosti, například do koupelny. Ve druhém provedení se světlo rozsvítí, když je úroveň světla nízká.

Sesoo trojitý dotykový spínač a pohybové senzory

Někteří výrobci, například Livolo, vyrábějí dotykové spínače s funkcí stmívání nebo ovládací zásuvky, které lze připojit téměř ke každému domácímu spotřebiči.

Dotykový vypínač Livolo se zásuvkovým blokem

Výhody kapacitních spínačů

Když už mluvíme o výhodách tohoto typu přepínačů, je třeba poznamenat jejich následující vlastnosti:

• Dlouhá životnost. To je usnadněno absencí pohyblivých částí a kontaktních skupin.
• Kompatibilní se všemi typy svítidel. K dispozici jsou modely se stmíváním pro LED pásky a energeticky úsporné žárovky, pokud mají takovou možnost. Kromě toho je povoleno spínání libovolných obvodů, které splňují provozní podmínky jističů.
• Dostupnost dalších funkcí.
• Možnost integrace do systému „Smart Home“.
• Velký výběr barev a provedení. Vypínače “Hares” modelové řady Kopou
• Žádné mechanické kontakty.
• Dotykový senzor lze instalovat do standardního „skla“ pro skrytý vypínač.

Nyní krátce k nedostatkům. Za prvé, je třeba poznamenat, že rozdíl v ceně s konvenčními mechanickými spínači, ale stal se mnohem menší než před 10-20 lety. Cena levných čínských dotykových modelů je dnes mnohem levnější než mechanické spínače známých značek, jako je GTS nebo Electronics.

Někdy dochází k blikání LED lamp připojených k dotykovým spínačům. To může být způsobeno jak nízkou kvalitou samotných zdrojů osvětlení, tak rozpočtovými modely spínačů. Problém lze vyřešit dvěma způsoby:

1. Používejte produkty známých značek (Jazzway, Panasonic, Sapphire, Funry, LightaLight, Tronic, Sesso atd.).
2. Připojte kondenzátor 0,1 mikrofarad 630 V paralelně k LED lampě.

Připojení

Instalace dotykových spínačů je prakticky stejná jako instalace běžných vestavěných a stropních mechanických spínačů. Více o tomto procesu si můžete přečíst na našem webu. Připomeňme si, jak to udělat na příkladu modelu kg020gs od FD Electronics.

Algoritmus připojení:

1. Odstraňte skleněný panel (viz A obr. 7). Je vhodné to provést pomocí tenkého šroubováku.
2. Provádíme připojení montážních vodičů (na obr. 7) podle schématu uvedeného v pasu. Obrázek 7. První a druhá fáze připojení
3. Desku upevníme dotykovými kontakty (A obr. 8).
4. Panel spojíme s označením tlačítka (Na obr. 8).

Někteří výrobci, např. Livolo, vyrábějí průchozí spínače 220 V (schéma jejich zapojení je na obr. 9). S jejich pomocí můžete ovládat osvětlení z více míst.

Obrázek 9. Názorný příklad připojení několika dotykových kontaktních průchozích panelů

Každý z těchto spínačů ovládá osvětlení v místnosti z různých míst. Koncept zahrnuje použití hlavního vypínače a jednoho pomocného (nebo více). Na hlavních zařízeních jsou tři svorky, fáze je připojena k jedné, nula ke druhé a řídicí vodič je připojen ke třetí. V souladu s tím jsou takové kontakty označeny jako: L – fáze, N – nula a Com – ovládací vodič. Pomocná zařízení

Sekundární spínače jsou připojeny přes dvě svorky: N – nula a Com – ovládací kontakt. Označení od různých výrobců se může lišit, proto má smysl prostudovat si pokyny. Příkladem je schéma zapojení elektronického stmívače et0802193e, nebo jeho analogu tt6061a, který lze ovládat lehkým dotykem ruky.

Schéma zapojení pro dotykový stmívač et0802193e

Výběr dotykového spínače světel

Před zakoupením zařízení musíte určit jeho funkčnost. K tomu je třeba vzít v úvahu následující kritéria:

1. Výkon připojeného zařízení a jeho schéma zapojení.
2. Provedení odpovídající typu elektroinstalace.
3. Provozní podmínky (pokud je plánována instalace v koupelně, je vybráno zařízení s ochranou proti vlhkosti).
4. Možnost dálkového ovládání (dálkový ovladač nebo smartphone).
5. Sladění designu s interiérem místnosti atd.

Po rozhodnutí o hlavních úkolech můžete přistoupit k výběru výrobce. Samozřejmě byste měli dát přednost známým značkám, jejichž produkty jsou spolehlivé. Zároveň je však nutné vzít v úvahu přítomnost přepínačů zařízení s potřebnými funkcemi v modelové řadě. Například Delumo má zařízení ovládaná rádiovým dálkovým ovladačem a Sonoff se specializuje na Wi-Fi zařízení, lampy Capsens Domuns Line jsou „nabroušené“ pouze pro své dotykové spínače atd. Může existovat mnoho nuancí, proto doporučujeme podrobně prostudovat různé možnosti.

Na základě praktických zkušeností můžeme kromě známých značek jako Legrand doporučit Vento Electric, Wemmon, Fanri, Merten, CGSS, Steu, Schneider, Ariston atd.

Bezdrátový dotykový spínač MakeGood Classic s dálkovým ovládáním a podsvícením

Doporučujeme sledovat recenze na síti, kde jsou zveřejněna hodnocení nejlepších výrobců. Kritéria výběru jsou stanovena jak podle modelové řady výrobců, s přihlédnutím k funkčnosti a ceně, tak podle dalších ukazatelů.

Upřesnění typických zařízení

Mnoho lidí není spokojeno s tím, že dotyková zóna na panelu je poměrně malá a pro opravu signálu je třeba se dotknout na uvedeném místě. Uveďme příklad, jak je možné zvětšit plochu nepřímého povrchového kontaktu.

Zvětšení zóny citlivosti senzoru

Měli byste vzít drát a opatrně jej připájet na místo, kde je signál dodáván ze snímače na desce snímače (k tomu musíte prostudovat schéma zapojení zařízení). Připojený vodič je položen po obvodu pouzdra. Výsledkem je, že takový rám umožní bez zesílení úrovně signálu spustit senzor při dotyku předního panelu.

Je třeba poznamenat, že takové vylepšení povede ke ztrátě záruky výrobce.

DIY dotykový spínač

Pro ty, kteří rádi pracují s páječkou, můžeme doporučit několik spínacích obvodů senzorů, které bude snadné sestavit vlastníma rukama. Začněme jednoduchým tranzistorovým obvodem s efektem pole, to je princip, který byl stanoven v prvních dotykových zařízeních.

Dotykový spínač FET

Označení:

• Odpory: R1 – 10..15 kOhm (nutno zvolit podle činnosti snímače), R2 – 3 . 5 MOhm.
• Kondenzátory: C1 – 1000 pF (potlačuje falešné poplachy), C2 – 33,0 uF x 50 voltů, C3 – 470 uF x 50 V.
• Tranzistor VT1 – KP 501A.
• Relé K1 lze použít libovolného typu, u kterého provozní proud nepřesahuje 150,0 mA.

Obvod je napájen ze zdroje o napětí 12 . 24 V.

Nyní uvažujme o variantě založené na asynchronním RS klopném obvodu NE555. Schéma zařízení je uvedeno níže.

Dotykový spínač na čipu NE555

Označení:

• Rezistory: R1 – 1.0 MΩ, R2 – 1.0 MΩ, R3 – 1,0 kΩ.
• Kondenzátory: C1 a C2 – 15 nF, C3 – 10 nF, C4 – 0,1 uF, C5 – 100,0 uF x 25 V.
• Diody: D1-D2 – 1N4001, D3 – typická indikační LED.
• Čip – NE555,
• Relé je stejné jako v předchozím schématu zapojení.

Výše uvedené schéma není nutné konfigurovat.

Na závěr tématu podomácku vyrobených senzorických zařízení bychom měli zmínit systém Ardunio. Na této platformě si můžete sestavit spínací zařízení, které lze snadno integrovat do chytré domácnosti. Kromě toho lze takové zařízení snadno nakonfigurovat pro nezávislý provoz v souladu s daným programem.

Kompaktní dotykový senzor pro systém Arduino

Kromě toho vám systém umožňuje vytvořit několik profilů pro konkrétní úkoly. Je pravda, že to vyžaduje znalosti programování. Podrobnější informace o platformě Arduino získáte na našem webu.

Všimněte si, že ve výše uvedených schématech je pro napájení řídicího obvodu nutný zdroj s napětím 12-24 V. K tomuto účelu je nejvhodnější použít spínané zdroje. Elektronické vyvážení LED a energeticky úsporných žárovek jako takové je vynikající. Podrobné informace k tomuto tématu naleznete také na našem webu.

Elektronické technologie pokrývají širokou škálu oblastí domácností. Neexistují prakticky žádná omezení. Dokonce i ty nejjednodušší funkce vypínače lamp pro domácnost jsou nyní stále častěji vykonávány dotykovými zařízeními, spíše než technologicky zastaralými manuálními.

Elektronická zařízení jsou zpravidla zahrnuta do kategorie složitých struktur. Mezitím není těžké postavit dotykový spínač vlastníma rukama, jak ukazuje praxe. K tomu stačí minimální zkušenosti s navrhováním elektronických zařízení.

Nabízíme pochopení zařízení, funkčnosti a pravidel pro připojení takového přepínače. Pro milovníky domácích produktů jsme připravili tři pracovní schémata pro sestavení chytrého zařízení, které lze implementovat doma.

Design dotykového spínače

Termín „smyslový“ má poměrně širokou definici. Ve skutečnosti by pod ním měla být považována celá skupina senzorů, které mohou reagovat na různé signály.

Ve vztahu k vypínačům – zařízením obdařeným funkčností vypínačů je však senzorický efekt nejčastěji považován za efekt získaný z energie elektrostatického pole.

Takový, přibližně, je třeba zvážit návrh světelného spínače, vytvořeného na základě senzorového mechanismu. Lehkým dotykem špičky prstu na povrch předního panelu zapnete osvětlení v domě

Běžnému uživateli se stačí dotknout takového kontaktního pole prsty a jako odpověď dostane stejný výsledek přepínání jako standardní známé klávesnicové zařízení.

Mezitím se vnitřní struktura senzorového vybavení výrazně liší od jednoduchého ručního spínače.

Obvykle je takový návrh postaven na základě čtyř pracovních uzlů:

• ochranný panel;
• kontaktní senzor-snímač;
• elektronická deska;
• pouzdrová zařízení.

Rozmanitost zařízení založených na senzorech je široká. K dispozici jsou modely s funkcemi konvenčních spínačů. A existují pokročilejší novinky – s ovládáním jasu, sledováním okolní teploty, stahováním žaluzií na oknech a dalšími.

Konstrukčně vypadá dotykový spínač takto: 1 – ochranný panel z tvrzeného skla; 2 – deska umístění senzorového prvku; 3 – textolitový panel s rozvedeným obvodem elektroniky zařízení; 4 – pouzdro (šasi) spínače (+)

Nejen, že se všechny tyto typy vypínačů ovládají lehkým dotykem, ale existují i ​​vypínače s dálkovým ovládáním. To znamená, že uživatel může vypnout lampu nebo odstranit jas lamp zařízení, aniž by dělal zbytečné pohyby ve formě přechodu z místa odpočinku na spínač.

Možnosti a možnosti zařízení

Zvláštní pozornost si jednoznačně zaslouží spínače s časovačem.

Zde jsou tradiční vlastnosti, jako jsou:

• nehlučnost jednání;
• zajímavý design;
• bezpečné použití.

K tomu všemu se přidává další užitečná funkce – vestavěný časovač. S jeho pomocí získá uživatel možnost ovládat přepínač programově. Například nastavte čas zapnutí a vypnutí v určitém časovém rozsahu.

Jedinečná možnost vývoje přepínačů se zabudovanou funkcí časovače. Pomocí takových zařízení se otevírá možnost ovládání osvětlení v přesně stanoveném čase. Úspora elektřiny je samozřejmostí

Taková zařízení mají zpravidla nejen časovač, ale také příslušenství jiného druhu – například akustický senzor.

V této variantě zařízení funguje jako regulátor pohybu nebo hluku. Stačí dát hlas nebo zatleskat a lampy lampy v bytě se rozsvítí jasným světlem.

Mimochodem, v případě, že je jas příliš vysoký, existuje další funkce – nastavení stmívače. Dotykové spínače vybavené stmívačem umožňují ovládat intenzitu světla.

Úprava dotykových zařízení – akustický spínač. Funguje podle trochu jiné metody, ale je to také zařízení, které podporuje technologie pro použití senzorů. V tomto případě je snímacím prvkem citlivý mikrofon.

Je pravda, že takový vývoj má jednu výhradu. Stmívače zpravidla nepodporují použití zářivek a LED žárovek ve svítidlech. Odstranění tohoto nedostatku je ale s největší pravděpodobností otázkou času.

Přečtěte si více o odrůdách “chytrých” světelných spínačů v tomto článku.

Pravidla pro připojení zařízení

Technologie montáže takových zařízení, navzdory dokonalosti provedení, zůstala tradiční, jako je tomu u standardních spínačů světel.

Obvykle jsou na zadní straně pouzdra produktu dva svorkové kontakty – vstupní a pod zátěží. Na zařízeních zahraniční výroby jsou označeny značkami „L-in“ a „L-load“.

Technologie pro připojení zařízení se příliš neliší od standardu. Hlavní provozní svorky: L1 (Load) – vedení pro připojení fáze napětí; L (In) – výstupní vedení zátěžového napětí; COM – terminál rozhraní zařízení (+)

Tato označení by měla být jasná i nezkušenému uživateli. V každém případě se však před instalací doporučuje nahlédnout do pasu zařízení. Spínání v obvodu zařízení se provádí podél fázové linky.

To znamená, že na vstup „L-in“ je přivedena fáze – je připojen fázový vodič. A napětí pro zátěž je odstraněno z vedení „L-load“ – zejména pro lampu.

Mezitím mohou konstrukce dotykových spínačů zajistit připojení několika nezávislých zátěží. Na takových zařízeních se zvyšuje počet svorek pro připojení.

Navíc u svorky vstupního napětí “L-in” jsou již dva nebo dokonce tři otvory pro zátěž “L-load”. Obvykle jsou označeny nějak takto: „L1-load“, „L2-load“ atd.

Úplné uspořádání spínače: 1 – výstupní svorka zátěže; 2 – ochranný panel; 3 – pružinový mechanismus pro upevnění vodičů; 4 – údaje o výrobci; 5 – ohnivzdorné pouzdro; 6 – duální ovládací rozhraní; 7 – otvor pro šroub (+)

Instalace dotykových spínačů se také prakticky neliší od standardní verze. Design vypínačů je vyroben pro umístění do klasických zásuvkových krabic. Šasi pracovního mechanismu zařízení bývá zajištěno šrouby.

Udělej si sám zapni senzory

Koupit dotykový vypínač pro domácí použití samozřejmě není problém. Náklady na tato, druh inteligentních zařízení, však začínají od 1500 do 2000 rublů. A to je cena ne nejdokonalejších návrhů. Proto se zdá logická otázka: je možné provést senzorické přepínání světla vlastníma rukama?

Pro lidi, kteří jsou více či méně obeznámeni s teorií elektrotechniky, je stavba spínače pomocí senzoru zcela proveditelná práce. Na to existuje spousta obvodových řešení.

Schéma dotykového spínače na spoušti

Mnoho schémat pro výrobu zařízení tohoto druhu je jednoduchých a srozumitelných. Zvažte jedno z mnoha řešení, které můžete realizovat vlastníma rukama pro použití doma.

Zde je návrh spínače na dvou senzorech, který se na trhu odhaduje na 1600 rublů. kus. Pokud máte dovednosti, můžete vždy něco podobného postavit vlastníma rukama. Náklady na komponenty jsou přitom přibližně pětkrát nižší

Mikroobvod řady K561TM2, široce používaný v radioamatérské praxi, je hlavním článkem dotykového spínače, který si sami sestavíte.

Čip K561TM je spoušť, jejíž stav lze měnit přivedením řídicího signálu na jeho vstup. Tato vlastnost je úspěšně použita k implementaci funkce switch.

Vstupní obvod je sestaven s přidáním tranzistoru s efektem pole V11, který poskytuje vysokou vstupní citlivost a navíc dobře izoluje vstup od výstupu.

Snímací prvek E1 obvodu je vyroben ve formě kovové desky a je připojen ke vstupu „polního zařízení“ přes rezistor s vysokým odporem. Tím je zajištěna bezpečnost zařízení pro uživatele z hlediska možného úrazu elektrickým proudem.

Schéma zařízení pro montáž udělej si sám. K sestavení plnohodnotného dotykového spínače bude zapotřebí pouze jeden mikroobvod, dvojice tranzistorů a jeden tyristor. Zařízení nefunguje hůř než průmyslové (+)

Výstupní část obvodu je postavena na svazku bipolárního tranzistoru VT2 – proudový tyristor VS1. Tranzistor zesiluje signál přicházející z mikroobvodu a tyristor funguje jako spínač. Osvětlovací zařízení, které je třeba ovládat, je připojeno k obvodu tyristoru.

Schéma funguje takto:

1. Uživatel se dotkne kovové desky (senzoru).
2. Na vstup VT vstupuje statická elektřina.
3. Tranzistor s efektem pole spíná spoušť.
4. Výstupní signál spouště je zesílen VT2 a otevírá tyristor.
5. Kontrolka v tyristorovém obvodu se rozsvítí.

Pokud se uživatel znovu dotkne senzoru, všechny operace se opakují, ale s přepnutím zpětného režimu. Vše je jednoduché a efektivní.

Toto obvodové řešení lze použít pro ovládání žárovek, kde celkový výkon žárovek není vyšší než 60 W.

V případě potřeby spínání výkonnějších světelných zařízení lze tyristor doplnit o objemový chladič. Kov pro snímač se doporučuje použít z řady materiálů, které dobře vedou proud. Nejlepší možností je postříbřená měď.

Obvod založený na infračerveném senzoru

Pro vlastní montáž je k dispozici obvod spínače osvětlení, kde je jako senzor použit IR senzor. Používají se zde také dostupné a levné elektronické součástky.

Podle stupně složitosti provedení je tato možnost určena pro elektrotechniky, kteří teprve začínají svou kariéru.

Další návrh obvodu pro dotykové spínací zařízení. Má také minimum elektronických součástek, ale vyžaduje pečlivé vyladění, aby byla zajištěna kvalita práce. Zde potřebujete nasbírané zkušenosti elektronického inženýra (+)

Základní elektronikou v tomto řešení jsou dva mikroobvody a následující prvky:

• běžná LED – HL1;
• infračervená LED – HL2;
• fotodetektor – U1;
• relé – K1.

Na bázi invertorového čipu DD1 je sestaven pulzní generátor a na bázi DD2 čipu pracuje systémový čítač.

Za určitých okolností, například když se biologický objekt objeví v dosahu infračervené LED, aktivuje se dvojice IR LED a fotodetektor. Na základě tranzistoru VT1 se objeví řídicí signál, který sepne relé K1. Kontrolka v okruhu K1 se rozsvítí.

Pokud nedojde k žádnému pohybu předmětů v oblasti pokrytí infračerveným senzorem, po 20 minutách nečinnosti čítač spočítá počet pulzů z blikající LED HL1 dostatečný k vypnutí relé. Lampa zhasne. Čekací doba (v tomto případě 20 minut) je určena výběrem prvků obvodu.

Nejjednodušší obvod na tranzistorech a relé

Nejjednodušším řešením je schéma pro vlastní montáž zařízení senzorového typu, které je uvedeno níže.

Zjednodušené na minimum schéma pro stavbu dotykového spínače vlastníma rukama. Nicméně s výhradou přesného výběru rádiových prvků je zařízení poměrně účinné a spolehlivé.

Zde lze použít téměř jakýkoli typ relé. Hlavním kritériem je rozsah provozního napětí 6-12 voltů a schopnost spínat zátěž v síti 220 voltů.

Snímací prvek je vyroben vyříznutím listu fólie getinax. Tranzistory lze také použít v jakékoli řadě, parametry podobné těm, které jsou uvedeny například u běžného KT315.

Ve skutečnosti tento jednoduchý obvod představuje konvenční zesilovač signálu. Když se dotknete povrchu snímače na bázi tranzistoru VT1, objeví se potenciál, který je dostatečný k otevření přechodu emitor-kolektor.

Dále se otevře přechod VT2 a na cívku relé K1 se přivede napájecí napětí. Toto zařízení se spustí, jeho kontaktní skupina se sepne, což vede k zapnutí světelného zařízení.

Pokud nechcete experimentovat a sestavovat zařízení sami, můžete si koupit hotový spínač a nainstalovat jej sami. Zde jsou uvedeny všechny potřebné informace o výběru a zapojení dotykového spínače.

Závěry a užitečné video k tématu

Tato recenze vám umožní blíže se podívat na vypínače, které si rychle získávají oblibu ve společnosti.

Dotykové vypínače označené produktovou značkou Livolo – jaké jsou designy a jak atraktivní jsou pro koncového uživatele. Video průvodce novým typem přepínačů vám pomůže získat odpovědi na otázky:

Závěrem tématu dotykových vypínačů stojí za zmínku aktivní vývoj ve vývoji a výrobě vypínačů pro domácnost i průmyslové použití.

Světelné spínače, zdánlivě nejjednodušší konstrukce, jsou tak pokročilé, že nyní můžete ovládat světlo pomocí hlasové kódové fráze a zároveň přijímat kompletní informace o stavu atmosféry uvnitř místnosti.

Chcete něco přidat nebo máte dotazy ohledně sestavení dotykového spínače? K publikaci můžete zanechat komentáře, účastnit se diskusí a sdílet své vlastní zkušenosti s používáním takových zařízení. Kontaktní formulář je ve spodním bloku.