Принцип работы сенсорного выключателя и как сделать его самостоятельно

За все время существования, кнопочный выключатель претерпел множество изменений и на сегодняшний день кажется, уже ничем не может удивить. Но есть такое интересное устройство, о котором некоторые даже не слышали – это сенсорный выключатель.

Конечно, слово сенсор нам давно знакомо по разновидности мобильных телефонов. Но как устроен и работает выключатель с таким управлением, многим наверняка хотелось бы узнать поподробнее. А для тех, кто любит мастерить, мы дадим несколько советов о том, как сделать его своими руками.

Как это работает?

По сути дела, сенсор – это датчик, реагирующий, в данном случае, на прикосновение. Для активации выключателя достаточно лишь слегка дотронуться до контакта, чтобы схема замкнулась. Человеческое тело генерирует определенное количество электричества, поэтому каждое прикосновение к сенсору обладает крохотным зарядом. Этого недостаточно для прямого включения всей системы, но вполне хватает, чтобы дать ей «толчок» через цепь, построенных определенным образом деталей.

Сенсорный выключатель очень часто используется при организации освещения на светодиодных лентах, что довольно экономично. К тому же их конструкция такова, что корпус устройства может находиться вровень со стеной, без выпирающих кнопок, это эффектно смотрится в современных интерьерах. Некоторые навороченные сенсоры настолько чувствительны к человеческому организму, что срабатывают, даже если просто провести рядом с ними рукой или другой открытой частью тела.

Советы для радиолюбителей

Поскольку цены на такие устройства для большинства людей еще слишком заоблачные, можно вооружиться паяльником и соорудить простейший сенсорный выключатель своими руками. Для этого понадобится терпение и следующие элементы:

Паяльник, канифоль, припой,
Транзисторы VT2, VT1 (типа КТ315 с любым индексом),
Реле К1 (типа РЭС55А), на напряжение 6 вольт и током срабатывания 15-20 mA,
Диод VD1 (типа КД509, КД503, КД522),
Конденсаторы С1, С2, С3,
Резистор R.

Теперь, согласно схеме, из этих элементов собирается цепь. После чего нужно проверить ее работоспособность, подсоединив к питанию. Если реле срабатывает от прикосновения, то все в порядке и можно пользоваться, если нет, то нужно правильно подобрать резистор. Для этого на место R1 ставится переменный резистор и подстраивается под используемое реле. Как только реле сработает, замеряем мультиметром его сопротивление и ставим в нашу схему соответствующий обычный резистор.

Схема простейшего сенсорного выключателя

Дотрагиваясь до сенсора – Е1, электрический сигнал от человека поступает на усилитель напряжения, выполненный из двух транзисторов – VT1 и VT2(он же является выпрямителем), проходя при этом через конденсатор – С1. Реле К1 служит для подачи нагрузки на усилитель, которое срабатывает при каждом касании. Конденсатор С2 в этой схеме является фильтром для сглаживания пульсации между выпрямителем и нагрузкой. Чтобы защитить транзистор VT2 от возможных перепадов напряжения устанавливается диод VD1. Также между усилителем и реле располагается резистор – R1. В качестве источника питания может выступить обычный блок питания на 9 вольт (обязательно при подключении приборов на 220 в)или батарейка с таким же напряжением.

Если вы не любите или не хотите паять, то можно просто купить готовую плату и собрать на ее основе управление любым осветительным прибором, будь то светодиодная лента или лампа накаливания. На обратной стороне устройства имеется схема подключения проводов.

Что предлагают производители

Все эти самодельные штучки – баловство по сравнению с современными высокотехнологическими «игрушками», которые можно приобрести. Правда, стоят они больше тысячи рублей за штуку, но за удовольствие нужно платить.

Такие сенсорные выключатели работают под управлением небольших микроконтроллеров, которые выполняют определенные задачи пользователя. Так, самые распространенные функции – изменение яркости освещения, автоматическое выключение, эффект присутствия, запоминание настроенной яркости, коридорный эффект и другие.

Еще один вид продукции, в которой используется сенсорный выключатель – это светодиодные ленты в металлическом профиле. Это полностью готовое решение, которое можно установить в любое помещение. Они бывают разных размеров, поэтому вам не составит особого труда подобрать их в просторную кухню или в небольшой уютный кабинет.

Такие приборы работают от питания 12 В, т. е. через соответствующий блок питания. К каждому подобному светильнику прилагается инструкция по правильному подключению, поэтому с установкой достаточно легко справиться.

Видите, насколько разными могут быть сенсорные выключатели света. Точнее, принцип работы у всех одинаковый, а вот сфера применения в осветительной продукции очень разнообразна. И пусть вас не пугает пока еще высокая их стоимость, как только люди ощутят все возможности таких приборов, повысится спрос, появятся новые производители и цены станут намного приятнее.

Сенсорный выключатель своими руками

Сенсорный выключатель предназначается для выключения и включения электроприборов легким касанием пальца. Сегодня этот прибор активно используется в современных технических устройствах.

Если поставить в основу реле, управляющее большой нагрузкой, приспособление может использоваться для регулировки освещения. Особенность сенсорного управления заключается в возможности плавного выключения и включения света, а также наличии там сенсорной панели и пульта ДУ. Иногда сенсорные выключатели выпускают совместно с розеткой электроприборы, которые управляются пультом дистанционного управления. Объединенный блок розетки и выключателя очень удобно устанавливать в кухне или санузле. За безопасность в таком случае можно не переживать: несмотря на совмещенное размещение, благодаря подсветке сенсора вы не перепутаете его с розеткой. К тому же возможность включения не от контакта с чувствительным элементом, а от приближения пальцев к нему точно предотвратит попадание пальцев в розетку.

Читайте так же:

Подключение выключателя с подсветкой три контакта

Выключатель света сенсорный

Вне зависимости от того, сколько подключенных потребителей, сенсорный выключатель включает в себя:

чувствительный элемент, размещенный за декоративной пластинкой. Он реагирует на прикосновение либо приближение пальцев;
полупроводниковую управляющую схему. Она совершает преобразование идущего от чувствительного элемента сигнала в сигнал электрического типа, который воспринимается коммутационным элементом;
коммутационный элемент, отвечающий за действия с электроцепью (размыкание, замыкание, регулирование нагрузки).

Когда человек касается панели или приближает к ней пальцы, звучит сигнал, преобразующийся в электрический. Затем посредством коммутационной части происходит срабатывание.

Чтобы инфракрасный датчик смог зафиксировать тепловую энергию от пальцев, в приборах нередко используются линзы фокусировки. Таким образом, ИФ-датчики могут реагировать не только на человеческие прикосновения, но и на тепло от других механизмов.

Сенсорный выключатель Kopou белый на 3 зоны

Мнение специалиста

Сенсорные выключатели чаще всего применяются в быту. Данное устройство для светодиодных ламп может быть оснащено диммером, который позволяет регулировать яркость света. Если удерживать палец на сенсоре, она будет меняться, при коротком касании световой поток включится. Место выключателя лучше всего выделить светодиодом.

Схема простого сенсорного выключателя

Подобно розетке с пультом ДУ, сенсорный выключатель света также можно сделать своими руками. Одна из схем сборки своими руками предусматривает наличие там реле, в котором напряжение составляет 6—12 В. В качестве сенсорного элемента можно взять фрагмент фольгированного текстолита. Имеющиеся в выключателе транзисторы легко заменяются на КТ3102 либо КТ315. Подойдет любой диод импульсного типа, имеющий напряжение от 100 В.

Схема сенсорного выключателя

Функционировать схема будет в качестве усилителя сигнала:

когда человек каснется сенсора, откроются VT1 и VT2;
далее сработает реле, замкнув цепь. К цепи можно присоединить разную нагрузку. Один из концов релейного контакта подключается к сети напряжением 220 В, а второй – к осветительному прибору.

Такой сделанный своими руками выключатель, в отличие от магазинного варианта, подойдет для любой нагрузки вне зависимости от мощности. Если вы планируете подключать маломощные приборы, реле можете исключить из схемы и сделать более мощным транзистор №2.

Схема инфракрасного выключателя

Отличие работы инфракрасного выключателя света от сенсорного, собранного своими руками, заключается в следующем. Когда человек находится в зоне работы сенсора, лампы включаются. А при отсутствии людей в комнате спустя определенное время свет отключится.

Когда напряжение в схеме включается, данные на счетчике конструкции сброшены, либо на выходе счетчика стоит ноль.

На выходе инверторной составляющей стоит единица. Транзистор находится в открытом состоянии, а контакты реле присоединяются к кнопке выключателя. Чтобы работал инфракрасный сенсор, применяют генератор импульсов. Для увеличения импульсного тока, поступающего на ИК-светодиод, применяют усилители. После прохода через элемент DD1.5 на выходе счетчика показывается логическая единица, запрещающая ему функционировать.

Схема инфракрасного выключателя

Составляющие сборки выключателя своими руками приведены таким образом, чтобы спустя 20 минут работы при отсутствии человека в рабочей зоне сенсора установить на выходе «1», а на выходе DD1.6 – «0». После этого происходит отключение реле К1, а вместе с ним и освещения. В блок к такому выключателю можно добавить розетку с ДУ.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

:: СХЕМА СЕНСОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ::

Сенсорный выключатель очень интересное устройство. Оно предназначено для автоматического включения и выключения различных приборов касанием пальца. В современной технике они нашли широкое применение. Данное устройство может служить в качеств выключателя света, если применить реле для управления большой нагрузкой.

Реле подойдет буквально любое, с напряжением срабатывания от 6 до 12 вольт. Напряжение питания устройства от 6 до 14 вольт, потребление в холостом режиме почти нулевое. Сенсором служит специально прорезанный кусок фольгированного текстолита. Оба транзистора можно заменить на КТ315 или аналогичные. Диод из серии импульсных с напряжением от 100 вольт, можно также применить диод Шоттки. Резистор с сопротивлением 30 ом с мощностью 0,5 ватт.

Устройство по принципу работы усилитель сигнала. при касании сенсора за счет сопротивления тело человека первый транзистор открывается, в результате чего, поступает напряжение на базу второго транзистора. С открыванием перехода второго транзистора, напряжение активирует реле, который в свою очередь замыкает цепь. К контактам реле последовательным образом подключена лампа накаливания на 220 вольт (мощность зависит от реле), контакты реле служат выключателем, одна из этих контактов подключается напрямую в сеть 220 вольт, к другому контакту подключена нагрузка, в нашем случае лампа на 220 вольт, второй контакт лампы подключают в сеть.

Читайте так же:

Что нужно для установки светодиодной ленты работающей от розетки

Выключатель предназначен для сенсорного управления любой нагрузкой, независимо от мощности. Для питания маломощных нагрузок с низковольтным питанием, реле можно исключить, но тогда второй транзистор нужно заменить на более мощный, например из серии низкочастотных, типа КТ819.

Поделитесь полезными схемами

Как сделать надёжный самодельный щуп для осциллографа или мультиметра — фотоурок.

Установку и регулирование как напряжения срабатывания, так и напряжения отпускания реле можно осуществить путем последовательного включения с его катушкой регулировочных сопротивлений, одно из которых зашунтировано замыкающим контактом исполнительного реле. Наличие двух последовательно соединенных сопротивлений необходимо по той причине, что напряжение отпускания значительно меньше напряжения срабатывания.

Собираем простой домофон на транзисторах. Схема и рисунки печатных плат. Домофон состоит из внутреннего блока и наружной вызывной панели.

Простой регулируемый источник питающего напряжения различных схем и устройств, с предельным током до 5 ампер.

Как собрать сенсорный выключатель своими руками: описание прибора и схема сборки

Электронные технологии охватывают обширный спектр бытовой сферы. Ограничений нет практически никаких. Даже простейшие функции выключателя ламп бытового светильника теперь все чаще выполняют сенсорные приборы, а не технологически устаревшие — ручные.

Электронные устройства, как правило, входят в разряд сложных конструкций. Между тем соорудить сенсорный выключатель своими руками, как показывает практика, совсем несложно. Минимального опыта конструирования электронных приборов для этого вполне достаточно.

Предлагаем разобраться в устройстве, функциональных возможностях и правилах подключениях такого коммутатора. Для любителей самоделок мы подготовили три рабочие схемы сборки интеллектуального прибора, которые можно реализовать в домашних условиях.

Конструкция сенсорного выключателя

Термин «сенсорный» несет в себе довольно широкое определение. По сути, под ним следует рассматривать целую группу датчиков, способных реагировать на самые разные сигналы.

Однако применительно к выключателям – приборам, наделенным функционалом коммутаторов, сенсорный эффект чаще всего рассматривают как эффект, получаемый от энергетики электростатического поля.

Обычному пользователю достаточно прикоснуться пальцами руки к такому контактному полю и в ответ будет получен тот же самый результат коммутации, какой дает стандартный привычный клавишный прибор.

Между тем внутреннее устройство сенсорного оборудования существенно отличается от простого ручного выключателя.

Обычно такая конструкция выстраивается на основе четырех рабочих узлов:

панель защитная;
контактный датчик-сенсор;
электронная плата;
корпус устройства.

Разновидность приборов на базе сенсоров обширна. Выпускаются модели с функциями обычных выключателей. И есть более совершенные разработки – с регуляторами яркости, отслеживающие температуру окружения, поднимающие жалюзи на окнах и прочие.

Мало того, что все эти виды коммутаторов управляются легким прикосновением, так существуют еще выключатели с дистанционным управлением. То есть, выключить светильник или убрать яркость свечения ламп прибора пользователь может, не совершая лишних движений в виде перехода от места отдыха к выключателю.

Опции и возможности устройства

Отдельного рассмотрения явно заслуживают выключатели с таймером.

Здесь присутствуют традиционные характеристики, такие как:

бесшумность действия;
интересный дизайн;
безопасное использование.

Помимо всего этого, добавляется еще одна полезная функция – встроенный таймер. С его помощью пользователь получает возможность управлять коммутатором программно. К примеру, задавать время включения и отключения в определённом временном диапазоне.

Как правило, подобные приборы имеют не только таймер, но также аксессуар иного рода – например, акустический датчик.

В этом варианте устройство работает как контроллер движения или шума. Достаточно подать голос либо хлопнуть ладонями и лампы светильника в квартире загорятся ярким светом.

Кстати, на случай слишком высокой яркости существует очередной функционал – диммерная регулировка. Оснащенные диммером коммутаторы сенсорного типа позволяют управлять интенсивностью света.

Правда, есть один нюанс для подобных разработок. Диммеры, как правило, не поддерживают использование в светильниках люминесцентных и светодиодных ламп. Но устранение этого недостатка, скорее всего, вопрос времени.

Подробнее о разновидностях “умных” выключателей света читайте в этой статье.

Правила подключения прибора

Технология монтажа подобных устройств, несмотря на совершенство конструкций, осталась традиционной, как это предусмотрено для стандартных выключателей света.

Обычно на задней части корпуса изделия присутствуют два терминальных контакта – входной и под нагрузку. Обозначаются на устройствах иностранного производства маркерами «L-in» и «L-load».

Эти обозначения должны быть понятны даже неискушенному пользователю. Однако в любом случае рекомендуется обращаться к паспорту устройства перед его установкой. Коммутация в схеме прибора осуществляется по фазной линии.

То есть, на вход «L-in» подается фаза — подключается фазный проводник. А с линии «L-load» снимается напряжение для нагрузки — в частности, для лампы светильника.

Читайте так же:

Правило установки выключателей света

Между тем конструкции сенсорных выключателей могут предусматривать подсоединение нескольких независимых нагрузок. На таких приборах количество терминалов для подключения увеличивается.

Дополнительно с терминалом входящего напряжения «L-in» присутствуют уже два или даже три отверстия под нагрузку «L-load». Маркируются обычно примерно так: «L1-load», «L2-load» и т. д.

Монтаж сенсорных коммутаторов также фактически не отличается от стандартного варианта. Конструкция выключателей изготовлена под размещение в традиционных подрозетниках. Крепление шасси рабочего механизма прибора, как правило, осуществляется винтами.

Выключатель на сенсорах своими руками

Приобрести выключатель сенсорного типа для домашнего использования, конечно, не проблема. Однако стоимость этих, своего рода интеллектуальных, приборов начинается от 1500-2000 руб. И это цена не самых совершенных конструкций. Поэтому логичным видится вопрос – а можно ли сделать сенсорную коммутацию света своими руками?

Для людей, мало-мальски знакомых с теорией электротехники, сооружение выключателя с применением сенсора — работа вполне выполнимая. Есть масса схемных решений на этот счет.

Схема сенсорного коммутатора на триггере

Многие схемы изготовления приборов подобного действия простые и понятные. Рассмотрим одно из многочисленных решений, которое можно реализовать своими руками для применения в домашних условиях.

Широко распространенная в радиолюбительской практике микросхема серии K561TM2 является главным звеном сенсорного выключателя, собираемого своими руками.

Микросхема К561ТМ – это триггер, состояние которого можно изменять подачей управляющего сигнала на его вход. Это свойство успешно используется для реализации функции коммутатора.

Входная цепь построена с добавлением полевого транзистора V11, который обеспечивает высокую чувствительность по входу и дополнительно хорошо изолирует вход от выхода.

Элемент сенсора Е1 схемы изготавливается в виде металлической пластины и подключается на вход «полевика» через резистор с большим сопротивлением. Так гарантируется безопасность устройства для пользователя в плане возможного поражения электротоком.

Выходная часть схемы построена на связке биполярный транзистор VT2 – тиристор тока VS1. Транзистором усиливается сигнал, исходящий с микросхемы, а тиристор исполняет роль коммутатора. В цепь тиристора включается прибор освещения, которым требуется управлять.

Схема работает так:

Пользователь касается металлической пластины (сенсора).
Статическое электричество поступает на вход VT.
Полевой транзистор переключает триггер.
Выходной сигнал триггера усиливается VT2 и открывает тиристор.
Лампа в цепи тиристора загорается.

Если пользователь прикоснётся к сенсору повторно, все операции повторяются, но с обратным переключением режимов. Все просто и эффективно.

Такое схемное решение допустимо использовать для управления светильниками, где общая мощность ламп накаливания составляет не выше 60 Вт.

Если необходимо коммутировать более мощные приборы света, можно дополнить тиристор объемным радиатором охлаждения. Металл для сенсора рекомендуется применять из серии материалов, хорошо проводящих ток. Оптимальный вариант — посеребренная медь.

Схема на основе инфракрасного датчика

Доступна для самостоятельной сборки схема коммутатора света, где в качестве сенсора применяется ИК-датчик. Здесь также используются доступные и недорогие электронные компоненты.

По степени сложности исполнения этот вариант рассчитан на электронщиков, которые только начинают свою карьеру.

Базовой электроникой в этом решении выступают две микросхемы и следующие элементы:

светодиод обычный — HL1;
светодиод инфракрасный — HL2;
фотоприемник — U1;
реле — К1.

На базе микросхемы-инвертора DD1 собран генератор импульсов, а на базе микросхемы DD2 функционирует системный счетчик.

При определенных обстоятельствах, например, когда в зоне действия инфракрасного светодиода появляется биологический объект, срабатывает пара ИК-светодиод и фотоприемник. На базе транзистора VT1 появляется управляющий сигнал, которым включается реле К1. Светильник в цепи К1 загорается.

Если движение объектов в зоне действия инфракрасного датчика не отмечается, через 20 минут простоя счетчик насчитает количество импульсов от мигающего светодиода HL1, достаточное для отключения реле. Светильник отключится. Время ожидания (в этом случае 20 минут) определяется подбором элементов схемы.

Простейшая схема на транзисторах и реле

Максимально упрощенное решение – схема для самостоятельной сборки прибора сенсорного типа, которая представлена ниже.

Здесь допустимо применить практически любой тип реле. Главный критерий – диапазон рабочих напряжений 6-12 вольт и способность коммутировать нагрузку в сети 220 вольт.

Сенсорный элемент изготавливается путем вырезания из листа фольгированного гетинакса. Транзисторы также можно использовать любой серии, аналогичные по параметрам указанным, например, распространенные КТ315.

По сути, эта простая схема представляет обычный усилитель сигнала. При касании поверхности сенсора на базе транзистора VT1 появляется потенциал, достаточный для открывания перехода эмиттер-коллектор.

Следом открывается переход VT2 и напряжение питания подается на катушку реле К1. Этот прибор срабатывает, его контактная группа замыкается, что приводит к включению прибора света.

Если нет желания экспериментировать и собирать устройство собственноручно, можно купить готовый коммутатор и самостоятельно установить его. Вся необходимая информация о выборе и подключении сенсорного выключателя изложена здесь.

Выводы и полезное видео по теме

Этот обзор позволяет ближе познакомиться с коммутаторами света, быстро набирающими популярность в обществе.

Сенсорные выключатели, отмеченные продуктовой маркой Livolo, — что это за конструкции и насколько привлекательны они для конечного пользователя. Видео гид по коммутаторам нового типа поможет получить ответы на вопросы:

Читайте так же:

Провод от магнитолы для подсветки оранжевый куда подключать

Завершая тему сенсорных коммутаторов, стоит отметить активное развитие в области разработки и производства выключателей для бытового и промышленного использования.

Выключатели света, казалось бы, простейшие конструкции, совершенны уже настолько, что теперь управлять светом можно голосовой кодовой фразой и при этом получать полную информацию о состоянии атмосферы внутри помещения.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по сборке сенсорного выключателя? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования таких приборов. Форма для связи находится в нижнем блоке.