Резистор для сенсорного выключателя

Ключевой каскад данного выключателя выполнен на двух ключевых мощных полевых транзисторах IRF840. Сопротивление открытого канала такого транзистора составляет всего 0,85 Ом, что рабочие характеристики такого ключа делает сопоставимыми с работой обычных контактов.

При токе до 2 А мощность рассеяния минимальна, поэтому, радиатора для данных транзисторов не требуется.

Рис. 1. Принципиальная схема квазисенсортного выключателя с защитой нагрузки от перенапряжения.

Узел управления выполнен на двух RS-триггерах на элементах микросхемы К561ЛЕ5. Триггер на D1.1-D1.2 служит для контроля за величиной сетевого напряжения, а триггер на D1.3-D1.4 — для выполнения функции квази-сенсорного выключателя. Кнопка S1 служит для включения, а S2 для выключения.

В состоянии выключения диод VD5 закрыт и триггер D1.3-D1.4 не оказывает влияния на работу триггера D1.1-D1.2, поэтому, когда величина сетевого напряжения в норме нагрузка включена.

В состоянии выключения на выходе D1.4 единица, диод VD5 открыт и через него единица поступает на вывод 12 D1.1. Триггер D1.1-D1.2 принудительно удерживается в нулевом положении и нагрузка остается выключенной.

Конденсатор С3, включенный параллельно S2 обеспечивает автоматическую установку схемы в выключенное положение после подачи питания. Это нужно для того чтобы исключить возможность самопроизвольного включения нагрузки после перебоя электропитания.

Рассмотрим работу схемы контроля напряжения (триггер D1.3-D1.4 в состоянии «включено»). Подстроечный резистор R2 должен быть настроен так, что, когда напряжение в сети не превышает номинального значения стабилитроны VD1 и VD2 закрыты.

Напряжение на R7 мало и транзистор VТ1 закрыт. Конденсатор С1 заряжен через резистор R4 до величины напряжения логической единицы, поэтому на вывод 9 D1.2 поступает единица.

Напряжение на R7 мало, и через резистор R5 на вывод 12 D1.1 поступает напряжение логического нуля. Триггер находится в состоянии логической единицы на выходе D1.1. Ключ VТ2-VT3 открыт и нагрузка включена.

С увеличением сетевого напряжения стабилитроны VD1 и VD2 начинают открываться. Сначала открывается транзистор VТ1 и быстро разряжает С1.

С дальнейшим повышением напряжения на выводе 12 D1.1 появляются импульсы с амплитудой логической единицы, которые переключают триггер в состояние логического нуля на выходе D1.1.

Ключ VТ2-VT3 закрывается и нагрузка выключается. Когда напряжение понижается до нормы стабилитроны VD1 и VD2 закрываются и напряжение на R7 падает.

На вывод 12 D1.1 перестают поступать импульсы и здесь устанавливается напряжение логического нуля. Транзистор VТ1 закрывается и конденсатор С1 начинает заряжаться через R4.

Через некоторое время напряжение на нем возрастает так, что воспринимается входом D1.2 как уровень логической единицы. Триггер D1.1-D1.2 переключается в исходное состояние (единица на выходе D1.1) и ключ VT2-VT3 включает нагрузку.

Благодаря цепи C1-R4 и транзистору VТ1 выключение нагрузки происходит сразу же при повышении сетевого напряжения выше заданного порога, а включение нагрузки происходит не сразу после понижения напряжения в сети до нормы, а спустя некоторое время (около одной-двух секунд), которое нужно на заряд С1 через R4.

Это защищает нагрузку от пульсаций или выбросов сетевого напряжения, которые могут иметь место в аварийной ситуации, повлекшей возрастание напряжения в сети.

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.

Детали и монтаж

Монтаж варианта по схеме на рис.2. выполнен на печатной плате с односторонним расположением печатных дорожек. Разводка платы и монтажная схема показаны на рисунке 4 в натуральную величину.

Рис. 4. Печатная плата для схемы управления освещением.

Транзистор VT1 работает без радиатора. При мощности лампы до 200W ему радиатор не требуется. Транзистор КП707В2 можно заменить зарубежными аналогами, — IRF840 или BUZ90. Либо подобрать другие аналоги по справочникам.

Диоды КД522 можно заменить любыми импульсными диодами, таким как КД521, 1N4148 или другими. Диод 1N4007 — любой выпрямительный диод на напряжение не ниже 400V и ток не ниже 1А.

Стабилитрон Д814Г можно заменить любым стабилитроном на напряжение 10-12V и мощность не ниже 0,5VV. Есть много подходящих импортных стабилитронов, например, 1N4699, 1N5927, 1N5242 и другие аналогичные.

Устройство автоматического выключателя

Сенсорный выключатель состоит из трех главных частей. Его строение не зависит от его вида. Первая часть — это декоративная лицевая пластина. Она реагирует на прикосновение, приближение пальцев.

Вторая часть — это датчик, вид которого зависит от вида выключателя. Он отвечает за передачу информации от лицевой пластины, которая принимает сигнал, к третей части.Третья коммутационная часть. Она преобразует сигнал в электрический.

Сборка сенсорного выключателя своими руками

Процесс сборки требует качественной платы и опыта пайки SMD компонентов. Применяемые светодиоды в данном устройстве использованы с ленты, цвет можно выбрать по вкусу. Светодиоды, требуют к себе особого внимания. Пока не впаяны в плату они очень чувствительны к статическому электричеству и перегреву. Рекомендуем дорожки на плате до монтажа временно соединить между собой перемычками. Также важно применять качественный паяльник и выключать его из сети 220 В, в общем использовать все возможные меры защиты.

Последовательность монтажа платы сенсорного выключателя света своими руками:

Травим дорожки с одной стороны, со второй, где сенсоры заклеены изолентой, прорезаем резаком разделения на сенсоры.

Вместо металлизации переходных отверстий впаиваем тонкую проволоку, которую зачищаем со стороны сенсоров.

Для светодиодов сверлим отверстия.

PIC12F629 паяем первым и «шьем» на плате, потом можно поставить ИК приемник.

Что касается силового блока, его мы собрали по классической схеме, распространенной в типичных устройствах. После сборки перед подключением необходимо проверить выходное напряжение около 5 Вольт. Силовой блок соединен с платой выключателя четырьмя проводами это — масса, плюс 5В, импульс перехода фазы через ноль и управляющий на симистор через оптрон.

Сенсоры закрываем изолирующей накладкой толщиной около 1 мм. Можно залить эпоксидкой, заранее вырезав рамку с обычного выключателя. В этом случае перед заливкой все просветы нужно замазать пластилином, правда потом его долго нужно выковыривать. Также можно собрать сенсорный выключатель в фото рамке.

После подачи питания происходит настройка сенсоров, поэтому выключатель не стоит трогать в этот момент, происходит это довольно быстро (в течении секунды). Внешний дизайн панели, цветовая гамма, форма зависят от вашей фантазии.

• Смотрите также, как своими руками сделать кнопочный выключатель сети с гальванической развязкой

Печатные платы и остальные компоненты, необходимые для сборки сенсорного выключателя можно скачать ниже.