Aviatreid.ru

Прокат металла "Авиатрейд"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Одно движение — и свет включается

Одно движение — и свет включается

В XXI веке популярны выключатели нового поколения — сенсорные. Они на порядок отличаются от традиционных: безопасностью, принципом работы, а также легкостью в использовании — с сенсорными выключателями вам не нужно прилагать никаких усилий для включения света!

Благодаря иной схеме подключения сенсорные выключатели делают невозможным короткое замыкание и поражение током при касании влажными руками. А значит, их можно устанавливать даже во влажных помещениях и там, где есть маленькие дети. Вдобавок все сенсорные выключатели работают бесшумно.

Плавное включение продлевает срок службы ламп, установленных в светильниках. Следует учитывать, что некоторые модели не пригодны для светильников со светодиодными и люминесцентными лампами, это нужно выяснить заранее (такая информация указывается в технических характеристиках выключателей).

Схема подключения сенсорного выключателя не отличается от обычного. Поэтому для замены старых выключателей на новые специальной подготовки «местности» не требуется. Главное выбрать и купить сенсорные выключатели света, сама же установка проходит быстро и недорого. Сенсорные выключатели можно устанавливать в помещениях и на улице.

В жилых и офисных помещениях используют, в основном, три вида сенсорных выключателей освещения: емкостные, оптические, высокочастотные. В промышленности также используются бесконтактные индуктивные выключатели, ультразвуковые и магнитные. Они различаются только принципом работы установленных в них датчиков, а схема сенсорного выключателя света одна: чувствительный элемент принимает сигнал, преобразователь переводит его в электрический сигнал, коммутационная силовая часть отвечает за включение и выключение света. Могут быть дополнительные элементы, некоторые модели служат промежуточными, но большинство бесконтактных выключателей — концевые.

Емкостные выключатели бывают контактными и бесконтактными. Чувствительный элемент обычно располагается за декоративной пластиной. Контактные выключатели срабатывают от прикосновения к пластине, бесконтактные — от приближения к ней (достаточно поднести руку). Сравнительно недорогие, эти выключатели удобны в быту, особенно в помещениях с высокой влажностью (ванная, туалет), с необходимостью производить какие-то операции без рук (на кухне или в кладовой, подвале).

Оптические выключатели оснащены датчиками, которые реагируют на теплое (в инфракрасном спектре) и обычное освещение.

ИК-датчик реагирует на движущиеся тела с температурой заметно выше, чем у окружающей среды, и подает сигнал выключателю. Через определенное время свет автоматически выключается. Это упрощает деятельность человека в помещениях, где руки могут быть заняты. Такие бесконтактные выключатели находят применение во многих помещениях: жилых и офисных, в коридорах, кладовых, на лестницах. Даже подъезды к гаражу или воротам частного дома можно сделать более удобными благодаря ИК-датчикам. Угол обзора датчика может быть от 180° до 360° и зависит от модели.

Датчики освещенности реагируют на обычный дневной свет. Их можно использовать для автоматического включения и выключения фасадных светильников. При попадании света на фотодиод датчик отключает светильник, помогая тем самым снижать потребление электроэнергии.

Высокочастотные сенсорные выключатели могут быть оснащены датчиками объема или активного движения. Эти устройства с определенной частотой «сканируют» пространство слабыми высокочастотными импульсами, сравнивают полученную «картинку» с предыдущей и при ее изменении включают свет.

Вне зависимости от типа, но в зависимости от модели сенсорные выключатели могут иметь следующие возможности:

  • Настройка режима и сценария освещения: позволяет имитировать присутствие жильцов в доме, квартире, чтобы отпугивать потенциальных взломщиков.
  • Таймер: настройка выключения через определенное время или на выбор из доступных вариантов.
  • Диммер: регулирование яркостью света, что оценят все, кто встает рано утром.
  • Дистанционное управление выключателем с помощью пульта.
  • Подсветка и индикатор: настраиваются на постоянное свечение или в определенное время.
  • Включение и выключение по хлопку в ладоши: такие выключатели еще называют акустическими.
Читайте так же:
Стабилизатор тока для светодиодных лент своими руками

Будущее уже наступило, и один из его признаков — сенсорные выключатели. Они делают наши и ваши дома современнее, безопаснее и комфортнее.

БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Бесконтактные выключатели

При всей своей простоте традиционные контактные выключатели имеют множество недостатков.

Основной из них – это низкий ресурс при коммутации высоких нагрузок: при размыкании контактов между ними возникает искра, приводящая к их обгоранию и выходу из строя.

Если в цепях постоянного тока с этим явлением в некоторой степени может бороться конденсатор, подключенный параллельно контактам (классический пример – трамблер контактного зажигания), то в цепях переменного тока единственным способом увеличения ресурса контактов является тугоплавкая вольфрамовая напайка.

Второй недостаток – это высокая чувствительность к загрязнению: попадание масла, пыли или песка способно если не полностью разорвать цепь, то как минимум уменьшить площадь соприкосновения контактов и вызвать их перегрев.

Развитие силовой электроники позволило создать транзисторные и симисторные ключи с крайне низким сопротивлением в открытом состоянии – от десятых до сотых долей ома, благодаря этому они способны пропускать большие токи без заметного нагрева (напомним, что тепловая мощность, выделяемая на ключе, определяется как квадрат тока, умноженный на сопротивление открытого ключа).

Таким образом стало возможным создание индуктивных, емкостных и оптических бесконтактных выключателей – удобных, долговечных и стойких к воздействию внешних условий.

  • чувствительный элемент (емкостный, индуктивный и т.д.);
  • схема обработки сигнала;
  • силовой ключ.

Принцип работы чувствительного элемента может быть различным. В зависимости от конкретных условий работы и требуемого быстродействия выключателя могут использоваться следующие варианты:

Емкостный датчик использует в своей работе собственную емкость человеческого тела. Чувствительный элемент емкостного датчика – это пластина, являющаяся фактически обкладкой конденсатора, подключенного к мультивибратору. Выход мультивибратора соединяется с преобразователем частота-напряжение и пороговым элементом (компаратором).

Поднося руку к емкостному датчику, человек создает определенную электрическую емкость, запускающую времязадающий RC-контур мультивибратора.

Чем меньше расстояние между телом человека и емкостным датчиком, тем больше емкость образующегося конденсатора и ниже частота, генерируемая мультивибратором. Как только она становится ниже заданного порога, пороговый элемент открывает ключ.

Индуктивный датчик в отличие от емкостного реагирует не на расстояние до объекта, а на движение рядом с ним магнитного предмета либо предмета, выполненного из способного намагничиваться сплава.

В первом случае индуктивный датчик имеет простой металлический сердечник, во втором – намагниченный (как, например, у автомобильного датчика положения коленвала или гитарного звукоснимателя).

В зависимости от того, приближается или отдаляется предмет, индуктивный датчик генерирует импульс тока разного направления. Обработка сигнала датчика осуществляется обычным пороговым элементом – как только напряжение на обмотке индуктивного сенсора превышает заданное значение, срабатывает триггер, открывающий ключ.

Оптические датчики состоят из инфракрасного (для избавления от помех, создаваемых солнечным светом) светодиода и работающего с ним в паре фототранзистора.

В зависимости от типа датчика они могут работать на отражение света (таким образом, например, работают считыватели штрих-кода) или на прерывание потока (объект должен оказаться между датчиком и источником света).

Ультразвуковые датчики используют кварцевые излучатели звука, улавливаемого затем настроенным на ту же частоту приемником. Также их называют датчиками объема и движения – в помещении, где нет движущихся предметов, время возврата и амплитуда принятого датчиком сигнала будут постоянными.

Как только в помещение кто-нибудь войдет или в нем начнется движение, картина распределения звуковых волн изменится, соответственно изменится и сигнал, принимаемый датчиком.

БЕСКОНТАКТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ СВЕТА

Бесконтактные выключатели позволяют осуществлять не только удобное, но и экономичное управление светом.

Читайте так же:
Настенный выключатель света схема

Простейший пример – это освещение проходных помещений наподобие лестничных пролетов и коридоров: инфракрасный датчик включает освещение только тогда, когда в коридор кто-либо входит, и гасит свет спустя некоторое время после прекращения движения.

Благодаря этому минимизируются затраты на дежурное освещение, увеличивается ресурс ламп освещения. Наиболее удобно использовать такие датчики в системах светодиодного освещения.

Минимальный ток потребления и работа в цепях постоянного тока позволяет коммутировать осветительные приборы сравнительно маломощными ключами.

Емкостные бесконтактные выключатели света являются основой сенсорных датчиков. В зависимости от размеров и чувствительности емкостного элемента они могут реагировать как на прикосновение пальца к панели, так и на поднесение руки к нему.

Чаще всего подобного рода емкостные бесконтактные выключатели оформляются как обычные настенные, просто они не используют клавиш.

Бесконтактные выключатели, использующие индуктивный принцип работы датчика, реагируют на металлические предметы, которые есть у входящего в помещение человека – как минимум, это связка ключей. В отличие от емкостных бесконтактных выключателей, они не чувствительны к изменению плотности или влажности воздуха.

С другой стороны, для срабатывания индуктивного выключателя в его «поле зрения» должна обязательно вноситься определенная масса металла – включать таким образом свет в бане, как Вы понимаете, точно не получится.

КОНЦЕВЫЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Наибольшее распространение бесконтактные выключатели получили в промышленности. На основе емкостных выключателей создаются разнообразные датчики уровня (жидкостей, сыпучих тел), применяемые в дозаторах различного рода.

Например, при заполнении жидкостью емкостей в них вводится бесконтактный концевой выключатель, перекрывающий поток жидкости по достижению нужного уровня.

Индуктивные бесконтактные выключатели часто являются элементами систем безопасности, так как реагируют не только на массу металла, но и на скорость его движения. Таким образом реализуются ограничители хода штоков, индуктивные датчики поворота зубчатых колес, датчики движения защитных кожухов.

Нечувствительность индуктивных сенсоров к грязи, влажности и запыленности позволяет им надежно работать в любых условиях производства.

Оптические сенсоры благодаря точности и высокому быстродействию применяются в станкостроении как концевые выключатели хода подвижных узлов (кареток, суппортов), в системах автоматического управления воротами, где они срабатывают как в финишных точках движения створки (сигнал прекращения подъема/опускания), так и при появлении посторонних предметов перед начавшей опускаться створкой.

В обычном бесконтактном выключателе ключом управляет либо схема временной задержки (инфракрасные выключатели света) или триггер, меняющий состояние при каждом срабатывании (емкостные бесконтактные выключатели, включающие и выключающие свет по касанию).

Бесконтактный же концевой выключатель в большинстве случаев подает лишь импульс в блок управляющей электроники (в первую очередь это касается индуктивных сенсоров).

Исключением являются оптические бесконтактные концевые выключатели – они, как и обычные механические концевики, имеют два постоянных состояния, благодаря чему часто используются при усовершенствовании схем, рассчитанных на использование контактных концевых выключателей.

Широкий выбор типов бесконтактных выключателей позволяет выбрать наиболее подходящий для каждого конкретного применения чувствительный элемент. Емкостные выключатели наиболее удобны при реализации сенсорного управления, индуктивные – лучший выбор для работы в условиях загрязнения и вибраций.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Автоматический выключатель настольной лампы с применением оптического датчика присутствия

Устройство предназначено для автоматического включения света, когда вы находитесь за рабочим столом (или перед мойкой на кухне) и выключения света, когда вас там нет. Многие забывают выключать свет на рабочем месте или на кухне, а это влечет за собой повышенный расход электроэнергии.

Читайте так же:
Розетка для интернет коаксиальный кабеля

На рисунке показана схема электронного выключателя на основе оптического датчика на ИК-канале, работающего на отражение. Он включает свет если перед ним находится отражающий объект, например, человек сидит за столом, и выключает через несколько десятков секунд, после того как отражающий объект исчезнет, например, человек встает и уходит.

Принципиальная схема

Устройство сделано на основе широко известной микросхемы LM567. Конструкция датчика показана на рис.1. В передней панели, которой может быть

Конструкция датчика

Рис. 1. Конструкция датчика.

доска — столешница или что-то другое, пропилено отверстие. Туда установлена плата с датчиком. Фототранзистор и светодиод расположены с разных сторон платы, а металл на плате между ними не протравлен. Поэтому плата служит заграждением, не позволяющим свету от ИК-светодиода напрямую попадать на фототранзистор.

Поэтому, на фототранзистор может попасть только отраженный от препятствия свет, например, от сидящего за столом человека. На рисунке 2 показан вариант такого устройства, сделанный по почти типовой схеме, неоднократно описанной в различной литературе. Однотональный декодер -микросхема LM567 используется с включением по схеме оптического датчика.

Особенность декодера микросхемы LM567 в том, что в нем есть мультивибратор, который должен быть настроен на частоту, равную частоте тонального сигнала. Это обстоятельство позволяет использовать данный мультивибратор как генератор импульсов для светодиода.

Схема электронного реле присутствия с оптическим датчиком и передатчиком

Рис. 2. Схема электронного реле присутствия с оптическим датчиком и передатчиком.

Причем, импульсов идеально той частоты, на которую настроен тональный декодер. Эти импульсы поступают на транзисторный ключ VT1, на выходе которого включен ИК-светодиод HL1. Резистором R2 ограничивает ток через этот светодиод (яркость излучения). Фотоприемником служит фототранзистор НТ1.

В его эмиттерной цепи включен подстроечный резистор R1, которым регулируется уровень переменного напряжения снимаемого с фотоприемника, то есть, фоточувствительность датчика в целом. При возникновении оптической связи между HL1 и НТ1 открывается транзисторный ключ на выходе А1, соединяющий вывод 8 с общим минусом.

Мощности этого ключа вполне достаточно для управления электромагнитным реле небольшой мощности (типа BS-115 или аналогичным). Такая схема вполне работает, но у неё есть и недостаток, — слишком быстрая реакция на исчезновение отражающей поверхности. То есть, лампа будет гаснуть сразу же, как только человек даже не встанет и уйдет, а просто отклонится в сторону, двинется за чем-то даже не вставая со стула.

Принципиальная схема улучшенного варианта детектора присутствия с реле времени

Рис. 3. Принципиальная схема улучшенного варианта детектора присутствия с реле времени.

Чтобы такого не происходило, нужно ввести задержку выключения лампы. Как это сделано, показано на рис. 3. Здесь схема дополнена простейшим таймером на полевом транзисторе VТ3 и конденсаторе С6.

Как только датчик срабатывает и на выходе А1 открывается ключ, он открывает второй ключ на транзисторе VТ2, который служит для быстрой зарядки конденсатора С6 через его открытый переход и токоограничивающий резистор R6. Конденсатор С6 заряжается и напряжение на нем поступает на затвор полевого транзистора VТ3, который открывается и включает реле К1, которое, в свою очередь, включает осветительную лампу Н1.

Если отражающее препятствие исчезает, ключ на выходе микросхемы А1 закрывается, и транзистор VТ2 тоже закрывается. Но напряжение на конденсаторе С6 падает не сразу, а медленно, за счет разряда его емкости через резистор R7. Поэтому лампа остается включенной еще несколько десятков секунд.

Если это время проходит и отражающее препятствие перед датчиком не появляется, лампа гаснет. Если же отражающее препятствие перед датчиком появится до того, как разрядится С6, то лампа не гаснет.

Читайте так же:
Соединение lan кабеля с розеткой

Детали

В схеме можно использовать практически любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления. ИК-фототранзистор тоже можно заменить другим.

Полевые транзисторы 2N7000 можно заменить отечественными КП501, КП505. Транзистор КТ3107 — любой р-п-р маломощный, например, КТ361, КТ502 и др. Реле типа BS-115 с обмоткой на напряжение 5V, или аналогичное.

Нетипичные выключатели света

Сложно представить современного человека, который бы не сталкивался с коммутационными устройствами освещения. Это всевозможные электровыключатели, с помощью которых легко регулировать освещенность в помещении.

До недавнего времени промышленностью выпускались только поворотные или клавишные приборы. Технический прогресс позволил освоить новые виды, которые позволяют не только улучшить эргономику приборов, но и обеспечивают комфортное и экономичное использование световых электроприборов.

Сейчас промышленность выпускает большое разнообразие коммутирующих приборов с расширенными функциями. Они позволяют включать и выключать светильники дистанционно.

Назначение приспособлений управления световыми приборами

И применение таких приспособлений только будет увеличиваться. Уже сейчас можно классифицировать следующие виды электровыключателей:

  • Клавишные и поворотные, это традиционные приспособления, которые до недавнего времени были единственными на рынке;
  • Кнопочные — разновидность традиционных коммутационных электроприборов, выполнены в оригинальном исполнении, но коммутационный механизм остается традиционным. Разновидностью могут быть веревочные, которые применяются в основном для декоративных светильников или бра;
  • Сенсорные выключатели света, они не имеют механических частей и поэтому являются более надежными устройствами. Срабатывают от простого прикосновения или проведения рукой очень близко к контактной пластине.

Более широкий класс представляют дистанционные выключатели, которые можно разделить по механизму управления.

Это наиболее удобные устройства и сейчас начинают вытеснять традиционные приборы. Дистанционный выключатель света очень удобный для управленияи регулирования освещенности. Их можно выделить в отдельную группу, которая подразделяется по видам управления:

  • Акустический выключатель, способный реагировать на определенный вид звука. Это может быть удар в ладоши, за что он получил второе название – хлопковый выключатель;
  • Выключатель с пультом управления — новое направление коммутационных устройств. Это могут быть всевозможные электроустройства управления светом с применением микропроцессоров управления. Они позволяют существенно расширить функции таких электровыключателей.
  • Бесконтактный выключатель представляет собой устройство, которое реагирует на движение в зоне действия прибора.

Эти электроприборы можно разделить на способы управления коммутационными схемами:

  • Это индуктивный выключатель. Сигнал на включение подает схема, реагирующая на перемещение магнита, например, при открывании двери. Эти приборы используются в системах, в которых применяется индуктивный выключатель на основе индукционного датчика;
  • Оптические, они оснащены ИК-портом, который реагирует на движение. Это может быть проходящий человек, часто такие электровыключатели применяют на лестничных площадках или в длинных коридорах. Они освещают территорию при нахождении человека, и отключают светильники после окончания заданного промежутка времени. Эта функция существенно экономит электроэнергию.

Современная электроника позволяет создать комбинированные устройства, которые совмещают в себе сразу несколько функций. Так, выключатель с дистанционным управлением может быть сенсорным.

Им можно управлять как в ручном режиме, так и дистанционно с помощью пульта управления. Это очень удобные функции, которые позволяют человеку с ограниченными способностями управлять освещением, применяя дистанционные выключатели света.

Использование акустических электроприборов

Акустический датчик управления светом

Часто для таких людей необходима функция, позволяющая регулировать уровень освещенности. Для этого используют диммеры. Которые позволяют регулировать уровень освещения от нуля до максимума.

Однако люди с ограниченными возможностями чаще всего применяют звуковые выключатели света. Они не только удобны в эксплуатации, но и стоят относительно недорого. Да и в эксплуатации не сложнее обыкновенных клавишных приборов. Вместо нажатия на клавишу, звуковой выключатель света реагирует на звук.

Читайте так же:
Led светодиоды ток потребления

Один хлопок — светильник зажигается второй — гаснет. С таким алгоритмом работы несложно освоиться любому человеку. Да и при монтаже таких коммутаторов не возникает проблем. Звуковой выключатель монтируется на стандартное место.

Сенсорный выключатель света

Это не очень дорогие и устройства, но у них имеются и недостатки. У них могут быть ложные срабатывания, если дом находится рядом с дорогой с интенсивным движением.

Любой проезжающий автомобиль с неисправной выхлопной системой способен включить или выключить освещение.

Зона действия звуковых электровыключателей ограничена расстоянием. Поэтому в большом помещении могут возникнуть проблемы с управлением светильниками. В этом случае имеет преимущество выключатель света с пультом управления.

Беспроводные электроприборы с дистанционным управлением

Особой популярностью пользуется беспроводной выключатель. Их применяют там, где нет возможности дополнительно проложить кабель питания. Часто их применяют при:

  • Невозможности проложить дополнительно кабель питания;
  • Если невозможно или после ремонта необходимо перенести коммутационное устройство в другое место;
  • Если возникли проблемы с использованием пространства. Основной электровыключатель расположен за шкафом, и им воспользоваться невозможно;
  • В домах, где необходимо сохранить интерьер. Обычно это бывает при строительстве деревянных срубов;
  • При необходимости управлять освещением из разных мест. Аналог проходных электровыключателей;
  • Если возникает необходимость установки дополнительных устройств;
  • Необходимость управления на больших расстояниях,замена проходных;
  • При оформлении уникального интерьера часто применяют бесконтактные выключатели света, монтируя их параллельно основным выключателям;
  • Для создания дополнительного удобства и комфорта управления осветительными и другими электроприборами.

Эти устройства могут работать как выключатель света с дистанционным управлением, а управлять исполнительными механизмами возможно с помощью планшета или телефона по протоколу WI-FI. Сейчас такими системами комплектуется «умный дом».

Выключатель света с пультом дистанционного управления

Где можно задать программу, с помощью которой реализуется алгоритм работы электроприборов. В эту систему хорошо вписываются практически все бесконтактные выключатели света.

Где вместо обычных переключателей применяются выключатели света с пультом. Они могут управляться с помощью ИК лучей, по каналам радиосвязи или через емкостной выключатель света, где основным датчиком является емкость. Она запускает схему с последующим включением исполнительных механизмов.

Пока еще сложно применить в системе «умный дом» индуктивный бесконтактный выключатель, где основным элементом срабатывания является катушка, в которой возникает индукция при пересечении обмотки магнитным полем.

Достоинства и недостатки современных систем управления освещением

Все эти электроприборы имеют большой потенциал при использовании их в частном строительстве. Основным сдерживающим фактором является их дороговизна. Также консервативность мышления существенно сдерживает их применение.

Однако часто можно встретить использование электроприборов с управлением ИК лучей или выключатели света с емкостным управлением. Такими устройствами комплектуются лестничные клетки многоквартирных домов, что позволяет экономить потребление электроэнергии.

Будь то дистанционный выключатель света с пультом управления или емкостной выключатель света, их объединяет отсутствие механического устройства коммутации силовых цепей. Этим обеспечивается высокая надежность системы. Возможность коммутации сразу нескольких источников освещения.

При использовании сенсорного выключателя для светодиодной лампы возможность регулирования светового потока. Но и у этих выключателей имеются недостатки. Кроме высокой цены можно отметить недостаточный уровень квалификации электриков, которые монтируют системы.

Часто при использовании дистанционного выключателя с пультом, пульт управления имеет тенденцию теряться.

Есть еще один существенный недостаток — это возможность управления только в зоне действия датчиков. Исключение составляют системы с радиоуправлением или работающие с протоколом WI-FI.

Необходимо отметить, что при бурном развитии элементной базы через несколько лет такие системы будут доступны по цене. А стоимость их сравняется с традиционными коммутационными электроприборами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector