Стильный выключатель света своими руками
Применение
Подпишитесь на автора
ПодписатьсяНе хочу
16
Сейчас рынок полон бюджетными китайскими выключателями света. Есть на любой вкус и кошелёк. А вот компания LIVOLO к своим выключателям продаёт и запасные стёкла
Я как то прикупил для запаса пару таких стёклышек. И тут пришла идея сделать сенсорный выключатель самостоятельно. Что для этого понадобилось? Собственно само стекло, Sonoff WiFi реле, сенсорная кнопка, и напечатанный на принтере корпус выключателя.
Если Sonoff реле будет типа RF мы получим возможность рулить светом и с радиопульта.
Для начала рисуем корпус выключателя:
Для простоты печати делаем две отдельные детали.
В сборке будет выглядеть так.
Этап второй, для тех кто не знаком с электроникой сложный и требует внимательности.
ВНИМАНИЕ!!! На плате присутствует напряжение опасное для жизни! Все дальнейшие действия выполнять при отключённом внешнем питании!
Четвертуем плату Sonoff по фрезерованным прорезям.
Мы разделяем преобразователь переменного напряжения (с 220в на постоянное 5в ) и процессорную часть с WIFI модулем. Кроме этого выпаиваем силовое реле. За тем всю схему собираем на проводах обратно приблизительно вот так:.
Следует сказать , что реле пятивольтовое , а WiFi модуль работает от 3.3 вольт через SMD стабилизатор. Для того чтобы реле управлялось от сенсора его нужно правильно подключить. Доработка не сложная но требует внимания .
На плате реле есть кнопка один контакт которой сидит на общем минусе, а второй является управляющим. Это легко выяснить прозвонив схему мультиметром. На минусовой провод садим минус сенсорной кнопки, +5 вольт берём с соответствующей ножки реле, а вход сенсора соединяем с управляющим входом всё той же механической кнопки на плате.
Сенсоры TP233 брал на али жменьку за копейки. Но работают они надёжно.
Далее собираем всё это хозяйство в напечатанный корпус и проверяем работоспособность.
Сенсорная кнопка устанавливается на напечатанную заглушку поверху над платами вместе с выносными светодиодами. Синий — Wi-Fi. Красный — состояние реле.
Ну и результат:
Если Sonoff реле с индексом RF (имеет радиомодуль), появляется возможность рулить выключателем не только через Алису но и с привязанного пульта.
Следует отметить что реле требует питания 220 вольт, соответственно вместо обычного двухпроводного выключателя без дополнительного нуля подключить его не получится. Тут 3 варианта:
1. Если с выключателем рядом находится розетка ноль можно взять от туда.
2. Если в стене три провода а используется только одна лампа. Тогда со стороны люстры свободный провод второго канала соединить с нулём.
3. Этот вариант годится при ремонте. Проштробить стену и провести 220 до выключателя.
Следует сказать , что так называемое фантомное питание по двум проводам, не самое надёжное решение для сенсорных выключателей. Часто требуется дополнительная пассивная нагрузка в виде ёмкостей устанавливаемая в люстру.
Ксяоми рулит в этом вопросе. А вот за других особенно бюджетных производителей — не поручусь. Как повезёт.
Из минусов предложенного метода — сложно сделать двух канальный выключатель. Вернее сложно всё это впихнуть в корпус . Придётся разводить плату самому, перепрошивать и т.д. А это совсем другая история…
Сенсорный выключатель
Подпишитесь на автора
ПодписатьсяНе хочу
16
Сенсорный выключатель света, как сделать своими руками
Прогресс обеспечил, почти для каждого жителя планеты, гигантское количество свободного времени, избавив людей от множества трудных, нудных и однообразных действий. Сейчас их выполняют различные механизмы и устройства. Они работают на производствах, обеспечивают удобство быта и комфорт окружения, освещают жизненное пространство. Функционирование большинства из них построено на физических принципах движения тока по проводникам и преобразование его в механическую, тепловую или световую энергию.
Соответственно, вся работа устройств и аппаратуры строится на прерывании течения электронов в каналах питания и его продолжении. Для этого используются, как автоматические контактные системы на основе реле, так и ручное управление: кнопками, тумблерами или переключателями.
В своей основе, обычный прерыватель не всегда удобен. У него есть несколько довольно существенных минусов. Работа такого устройства строится на одном принципе — он соединяет разрыв цепи питания при помощи механической контактной системы. Что значит, в случае достаточно мощной нагрузки, в момент соприкосновения, происходит мини-искра в точках касания. Соответственно они нагреваются, оплавляются или покрываются не допускающим течение тока нагаром. К тому же происходит постоянный механический износ движущихся элементов конструкции. Что приводит впоследствии к выходу из строя выключателей в общем. Мало того, для ручной смены состояния необходимо некоторое физическое усилие. Оно кажется ничтожным в отношении одного применения, но если их требуется множество, иногда даже — сотни тысяч, то соответственно вырастает и нагрузка на мышцы.
С развитием техники были придуманы несколько видов переключателей, в которых не происходит механической работы, а соответственно нет движущихся частей, соприкосновения контактов, искры. Одни, но не единственные из таких, — сенсорные. В общем случае — это проводящая пластина, прикосновение к которой человеком, запускает подачу тока на потребляющее устройство.
В последнее время, в быту, получил широкое распространение сенсорный выключатель света. Удобство, надежность и безопасность такого прибора постепенно приводит к отказу от классических прерывателей движения тока в его пользу.
Принцип работы
Основой функциональности наиболее распространенных сенсорных выключателей выступает тот факт, что любой живой организм генерирует некоторую, конечно микроскопическую долю, электричества. Прибор улавливает его, усиливает и отправляет на коммутирующее устройство, которое уже и включает мощную нагрузку.
На представленной схеме, E1 это контактный сенсор, сигнал от которого усиливается в связке транзисторов VT1 и VT2 отправляясь на стабилизированный с помощью конденсатора C2 и диода VD1 контур реле K1 включения нагрузки, в качестве реле может подойти BS-115C-12A-DC12V.
Конечно, когда прекратиться поступление электрического тока от тела человека, произойдет и разрыв связей в реле. Это так называемая схема «сенсорной кнопки». Для сохранения текущего состояния выключатель должен быть оснащен еще и триггером, поддерживающим последний выбранный режим. Опять же, в проектировании схемы следует учесть и некоторую задержку во времени, чтобы не происходило срабатывания при случайном касании сенсора.
Кроме упомянутого метода определения нажатия, существуют сенсорные выключатели детектирующие тепло тела, а также сопротивление и емкость кожного покрова. Особыми, отдельными видами идут созданные на принципе прерывания потока излучения в самом приборе или определения прекращения внешнего поступления света — фоторезистивные.
Плюсы по сравнению с классическими
Главным преимуществом служит отсутствие движущихся элементов механической системы, приводимой в действие силой человека. Бонусом идет, принцип работы на основе реле или электронных ключей, дающий большую надежность и долговечность, сравнительно с классическими вариантами.
Остальные плюсы вытекают из предыдущего факта. К примеру — можно сделать выключатель полностью герметичным полностью убрав воздействие окружающей среды на его функциональность. Не зря, все системы ручного контроля с высоким индексом защиты IP построены на основе сенсорных принципов работы. Легкость применения тоже достойна упоминания. Для переключения состояния достаточно прикоснутся, или просто поднести руку к устройству.
Рекомендуем к прочтению: что такое беспроводной выключатель света 220 В и как он может сделать управление освещением простым и приятным.
Минусы применения
Как и у любой техники, сенсорные выключатели обладают определенными минусами. Если речь заходит об изменяющих свое состояние от соприкосновения с кожей человека, то тут на первый план перемещается обеспечение лучшего электрического контакта. С разными не проводящими ток посредниками (перчатками, салфетками, тканью), вызвать срабатывание не получится. Причем это практически не зависит от типа детектора — будь он хоть индукционный, резистивный, или построенный на принципах определения тепла.
Работающие на основании пересечения луча света или его изменения лишены этого недостатка. Но, обладают другим — они сильно зависят от чистоты самой оптической системы устройства и текущей нормы потока в помещении. То есть, если выключатель построен по принципу перекрытия пальцем фоторезистора, улавливающего внешний источник света, то там, где постоянно темно его функциональность будет ограничена.
Вообще, чистота контактных площадок или мест касания это достаточно широкая проблемная область сенсорных выключателей. Их необходимо периодически мыть и убирать с их поверхности пыль, грязь и жировые наслоения, мешающие работе детектора.
Некоторые возможности брендовых выключателей
Кроме обычных функций включения и разрыва движения тока касанием, многие фирмы, производящие комплексы контроля сенсорного типа, оснащают их дополнительными агрегатами. Это вполне могут быть системы взаимосвязи между двумя одинаковыми устройствами или дистанционное управление. Первый случай достаточно интересен тем, что для контроля подачи энергии можно использовать не одно устройство, а несколько.
Изменяя состояние любого из них, происходит и переключение прочих на выбранный режим работы. Кроме того, использование такой техники оправдано в комплексах «умного дома» или систем сигнализации, где дополнительно к ручному контролю используется автоматический. Примером может послужить охранный комплекс. При обнаружении проникновения, включается свет, производя психологическое воздействие на нарушителя, заодно подсвечивая его для более качественной видео и фото съемки.
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.
Подключение сенсорного выключателя
Подключение сенсорного выключателя света, выполняется не сложнее, чем обыкновенного.
Причем доступны нюансы в использовании нескольких контролирующих устройств. Для этого у каждого из них существует кроме входящего и исходящего проводника дополнительный контакт COM. Соединив с его помощью несколько выключателей, можно добиться их синхронной работы. То есть, переключение одного будет вызывать и изменение состояния линии на связанных.
Как видно из представленной схемы, второй вообще не подсоединен к линии нагрузки потребителей. Единственное его действие — активация первого. Среди интересных возможностей — использование больше двух проходных выключателей одновременно.
В схемах, использующих сенсорные устройства, не нужно вводить дополнительно еще и перекрестные (промежуточные) варианты коннекторов, контролирующие освещение, как в классических системах распределения тока. Сами проходные могут служить, всеми видами переключателей, допуская свое соединение в любом количестве, но с тем условием, что к нагрузке будет подключен один проходной выключатель.
Он станет контролирующим для всего комплекса, а остальные производят только смену его режима работы.
Для управления мощным потребителем тока подойдет схема подключения с использованием реле-посредника. К сожалению, пропускная способность самого устройства контроля ограниченна, и если ее превысить можно получить ещё и возгорание, оплавление или выход из строя. Подключение же посредника снимет эту проблему.
Обозначения контактных групп на корпусе выключателя достаточно классические — L — фаза, N — нейтраль, L1…Ln — источники потребления, COM — управляющий контакт для подсоединения к другому контролирующему контуру. Последний используется не только с одинаковыми регуляторами. К примеру, сюда можно вывести импульс включения от системы «умного дома» или датчиков движения.
Сенсорный выключатель своими руками
Рассматривая сенсорный выключатель в плане самостоятельного изготовления, хотелось бы немного отойти от многочисленных схем, представленных в интернете и сделать его более унифицированным.
В результате была выбрана такая конструкция:
Устройство подключается на разрыв линии питания нагрузки через контакты F и 0. Встроенный светодиодный индикатор D1 оповещает о текущем режиме работы. Применяются три контактные сенсорные площадки, в качестве которых способен выступать любой проводник от 3 см². Одна дает сигнал на включение устройства, две остальных регулируют яркость света. Управляющей частью служит микроконтроллер AT90S2313, который может быть легко заменен на ATtiny2313.
Общий список элементов схемы:
| Маркировка | Номинал | Примечание | Аналоги |
|---|---|---|---|
| Конденсаторы | |||
| c8 | 0.33 мкФ, 400 В | ||
| с7 | 0.1 мкФ, 630 В | ||
| с6 | 100 мкФ, 6.3 В | Электролитический | |
| с4 | 0.1 мкФ | ||
| С1, 5, 9, 10 | 100 пФ | ||
| Диоды, стабилитроны | |||
| D1 | |||
| D2 | диод | ||
| D3 | 6.2 В | стабилитрон | |
| Резисторы | |||
| R1 | 330 Ом | ||
| R2, 7 | 1.2 МОм | ||
| R3 | 1 МОм | ||
| R4 | 3 МОм | ||
| R5 | 430 Ом, 1 Вт | ||
| R6 | 1. 5 МОм | ||
| U1 | AT90S2313 | ATtiny2313 | |
| Q1 | BT138-800 | семистор | BTB12-800, Q8015R5 |
| X1 | 4 МГц | Кварцевый резонатор | |
| F1 | 3.5 A | предохранитель | |
Ошибки при подключении
Основной проблемой при монтаже всегда остается не учет мощности потребителей. У большинства сенсорных выключателей света максимальная проходная нагрузка ограничена до 1 кВт. Превышать ее ни в коем случае не следует. В своем большинстве устройства такого типа не содержат предохранительные элементы, блокирующие излишнюю нагрузку. Отсюда и их относительная пожароопасность при превышении максимума.
Еще одной, относительно частой ошибкой при монтаже сенсорных выключателей света или энергии на 220В служит неверное подключение контактных групп. К примеру, не раз было замечено, что ноль сети электропитания пытаются разделять управляющим устройством, вместо фазы.
Конечно, это создает существенные проблемы в его функционировании, оно становится попросту невозможным.
Практикуемое соединение фазы и COM порта для конечных устройств смысла особого не имеет. Все же предназначение у него иное — осуществлять связь с другими коммутаторами или проходными выключателями.
Рекомендации по выбору устройств
Кроме внешнего вида и максимально допустимой мощности потребителя, нужно обратить внимание на класс защиты устройства. В документации к нему, или непосредственно нанесенной маркировкой IPxx на корпусе указывается его степень противодействия внешним факторам. Первое число после латинских букв обозначает сопротивляемость проникновению посторонних предметов, второе — влаги. Интересно, что в раздел предметов отнесена и пыль. К примеру, в помещениях с высоким ее содержанием желательно использовать устройства с маркировкой не ниже IP5x. Что касается воды и влажности, — в санузлах или ванных желательно применять сенсорные выключатели с защитой не меньше IPx3.
Что касается производителей, — конкретную рекомендацию дать сложно. Большая часть из них выпускает качественные и достаточно интересные варианты сенсорных выключателей на любой вкус. Конечно, брать дешевые модели не стоит. Более дорогие и оснащенные изначально коммуникативными возможностями позволяют их впоследствии интегрировать в системы «умного дома», без покупки нового устройства.
Что касается последнего совета, — здесь уже важным становится протокол связи. В идеале это WIFI, но, к сожалению, цена таких выключателей на порядок выше.
Видео по теме
Пьезопереключатели: Введение в эти сенсорные переключатели
Описание работы
Должность: техник по обслуживанию
Отдел: производство
Подотчетность: Инженер-технолог
Прямые подчиненные: Нет
Основные должностные обязанности Способности/Функции:
Ответственный для выполнения установки и ремонта (двигатели, стартеры, предохранители, электропитание для машин и т.
д.) для промышленного оборудования и машин для поддержки достижения бизнес-целей и задач Nelson-Miller:
• Выполнение самых разнообразных обязанностей по установке и обслуживанию электрического оборудования на производственных машинах и любом другом производственном оборудовании (трафаретная печать, штамповочный пресс, стальная линейка, автоматические машины, револьверная головка, станки для лазерной резки и т. д.).
• Осуществлять аварийную/внеплановую диагностику электрооборудования, ремонт производственного оборудования в процессе производства и выполнять плановые профилактические электротехнические ремонты производственного оборудования при обслуживании машин.
• Выполняйте регулярное профилактическое техническое обслуживание электрооборудования машин, оборудования и установок.
• Читать и интерпретировать руководства по электротехнике и рабочие задания для выполнения необходимого технического обслуживания и ремонта электрооборудования.
• Используйте различные ручные и силовые сборы, коды, диаграммы и тесты при выполнении служебных обязанностей.
• Следите за всеми проектами от начала до конца, соблюдая принципы безопасного обслуживания.
• Соблюдайте правила техники безопасности и поддерживайте чистоту и порядок на рабочих местах.
• Эксплуатация вилочного погрузчика.
• Прочие обязанности и ответственность.
Требования
Образование и опыт:
• Высшее образование, GED или его эквивалент.
• 3-5 лет технического обслуживания в условиях производственной мастерской.
• Требуются знания в области электротехники и механики – практический опыт работы со схемами и электротехникой, схемами/иллюстрациями.
• Степень AA в области механического, электрического или промышленного обслуживания приветствуется, но не требуется.
Навыки
• Сильные механические способности.
• Тайм-менеджмент – превосходные организационные навыки и навыки расстановки приоритетов.
• Способность решать проблемы путем точного определения, анализа, разбивки и решения сложных проблем.
• Необходимы сильные математические способности.
• Гибкость для удовлетворения изменяющихся требований в сложных условиях.
• Отличные письменные и устные коммуникативные навыки.
• Способность работать самостоятельно.
• Проверенный командный игрок.
• Быстро обучаемый.
• Стремление к личному и организационному совершенствованию.
• Особое внимание к деталям и забота о качестве.
• Желание самостоятельно принимать решения и брать на себя ответственность за результаты.
Рабочий контекст
• Воздействие загрязняющих веществ или опасных условий с красками и химикатами.
• Средства индивидуальной защиты включают защитные очки, перчатки, лабораторные куртки, средства защиты органов слуха, каски и ботинки со стальными носками.
• Высокий уровень шума и воздействие высоких и низких температур.
• Работа на открытом воздухе и воздействие погодных условий; включая уборку снега и кровельные работы.
• Большинство позиций стоит.
• Давление времени.
• Важно быть точным или аккуратным.
• Возможность поднимать до 50 фунтов. продукта.
• Должен иметь действующие водительские права.
Потенциал сверхкомпактного пьезосенсорного переключателя, который можно использовать мокрыми руками
Дата выпуска: 15 июня 2022 г.
Сенсорные переключателиможно найти в смартфонах и других устройствах. Они способствуют эстетичному дизайну, удобны в использовании и быстро набирают популярность. Однако они уязвимы для воды и пота и практически непригодны для использования в перчатках. PiezoTap™, разрабатываемый в настоящее время в TDK, представляет собой пьезопереключатель, основанный на пьезоэлектрической технологии, который, как ожидается, расширит возможности сенсорных переключателей.
Технические проблемы, связанные с сенсорным выключателем, бескнопочным выключателем
Сенсорный выключатель (также известный как сенсорный датчик) относится к выключателю (датчику), который активируется, когда человек или объект вступает в контакт с ним.
Они привлекают значительное внимание, поскольку могут заменить механические кнопки, улучшить дизайн продукта и упростить его использование.
Поскольку для работы сенсорных выключателей не требуется сильного усилия — все, что им нужно, — это легкий контакт, — они обычно используются в осветительных приборах, автоматических дверях и лифтах. В частности, в последние годы широкое распространение в смартфонах и планшетах получили емкостные сенсорные переключатели, реагирующие на прикосновения к экранам. Емкостные сенсорные переключатели работают, обнаруживая изменение емкости, которое происходит, когда кончик пальца и сенсорная область сближаются.
Емкостные сенсорные выключатели, однако, имеют существенный недостаток: они уязвимы для воды и пота, а для использования в перчатках требуются специальные проводящие перчатки. В обычных перчатках изменение емкости между пальцем и чувствительной областью становится трудно обнаружить, что делает переключатель неработоспособным.
Кроме того, наличие воды или пота может вызвать неустойчивые реакции. Поскольку ожидается, что компактные сенсорные переключатели будут использоваться в носимых устройствах, продуктах для улицы и продуктах, используемых вблизи воды, возрастает потребность в решении проблем, связанных с этими типами приложений.
Ультракомпактный тонкий пьезоэлектрический переключатель, основанный на пьезоэлектрическом эффекте
PiezoTap™ , компактный, высокочувствительный пьезоэлектрический переключатель, разрабатываемый TDK, решает проблемы сенсорных переключателей, возникающие при работе в перчатках и во влажных условиях. PiezoTap — это сверхкомпактный, тонкий пьезопереключатель, построенный на пьезоэлектрическом эффекте, а не на емкостном методе. Его можно использовать, даже когда надеты перчатки или во влажной среде, благодаря тому, как он определяет давление с помощью пьезоэлектрического эффекта, преобразуя незначительное механическое напряжение, вызванное силой прикосновения, в напряжение с помощью пьезоэлектрического элемента.
PiezoTap также отличается ультракомпактной и тонкой конструкцией, весом всего 0,046 грамма и размерами 7 на 7 на 0,2 миллиметра, и может быть установлен независимо от материала корпуса. Его можно монтировать, не вырезая отверстий в корпусе, что значительно повышает степень свободы проектирования продуктов, требующих небольших сенсорных переключателей.
Ожидается, что он отлично подойдет для широкого спектра приложений, включая TWS (настоящие беспроводные наушники), которые часто используются на открытом воздухе; носимые устройства, такие как смарт-очки и смарт-часы; продукты, используемые вблизи воды, такие как холодильники, кухонные приборы, стиральные машины, электрические зубные щетки и пульты дистанционного управления для ванных комнат; и приборные панели автомобилей.
Принцип работы PiezoTap™, в котором используется пьезоэлектрический эффект
Пьезоэлектрический эффект представляет собой явление, при котором напряжение генерируется в ответ на механическую деформацию, вызванную приложением давления к пьезоэлектрическому элементу, такому как кристалл кварца или определенные типы керамики. Пьезоэлектрический элемент обнаруживает незначительное напряжение, создаваемое силой прикосновения.Результаты сравнения пьезоэлектрического и емкостного методов
●Сравнение возникновения ошибочных результатов между голым пальцем, перчатками, совместимыми с сенсорными экранами, и перчатками, несовместимыми с сенсорными экранами, когда оба являются сухими и влажными
●Критерии оценки OK: Предполагаемое действие выполнено NG: Непреднамеренные результаты (например, при длительном нажатии)
Многообещающее будущее инновационного пьезопереключателя
Ацуши Тамура, менеджер 1-й. Секция, Отдел разработки пьезопродукции
Бизнес-группа «Пьезо и защитные устройства»
Корпорация ТДК
PiezoTap — это продукт, который в настоящее время находится в стадии разработки, массовое производство которого планируется начать в 2023 году.