Сенсорный регулятор освещения своими руками
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 15.09.2024
Большинство настольных ламп изначально идут со встроенным в шнур переключателем.
Чтобы достать до этого выключателя, порой приходится тянуться чуть ли не через весь стол.
Если это прикроватный светильник, который стоит на тумбочке, то шнурок может вообще висеть на таком удалении, что понадобится каждый раз вставать с постели, дабы включить или выключить свет.
Ночью в темноте сначала приходится нащупывать провод, потом перебирая по нему ладошкой добираться до кнопки, и только затем включается лампочка.
Как вы понимаете, это очень неудобно. Хочется просто поднести руку к самой лампе, дотронуться до нее в любом месте и автоматически включить светильник.
Как это сделать, не покупая дорогие сенсорные модели настольных ламп? Элементарно – при помощи маленькой китайской коробочки стоимостью 100 рублей.
Установив такой мини-выключатель во внутрь корпуса светильника и подключив его к проводам питания, вы сможете превратить обычную настольную лампу в сенсорную.
Давайте рассмотрим, как это сделать на практике.
Для начала разбираете основание светильника, снимая защитную крышку.
Она может быть металлической, пластиковой, неважно. Добираетесь до эл.проводки и контактов внутри корпуса.
Вам нужно раскрутить эти провода (фазу и ноль). Если провод цельный, придется его разрезать.
Сам сенсорный выключатель имеет 4 провода:
- непосредственно датчик в виде металлического кольца
Плата, к которой подпаяны провода, на дешевых моделях просто завернута в термоусадку.
Лучше выбирать те, которые упакованы в пластиковую коробочку.
В основании светильника обязательно должна быть металлическая деталь, куда и подключается кольцо датчика.
При этом весь металлический корпус лампы автоматически превращается в большую сенсорную кнопку. Стоит к нему прикоснуться в любом месте и свет загорится или отключится.
А вот если у вас к светильнику подходит трехпроводная эл.проводка (фаза+ноль+земля), то к заземляющему проводнику его лучше не подсоединять.
Место соединения контакта датчика зачистите от краски или хромированного покрытия.
Перед подключением проводов проверьте параметры сенсорного выключателя и мощность лампы. Эта коробочка рассчитана на определенное количество ватт.
На корпусе даже написан предел - 40Вт или 100Вт. От чего это зависит?
Зависит это типа лампы, симистора и сопротивления установленного на плате. Вот эта самая плата.
У практически всех моделей изначально пустует место под симистор BT136.
Там может стоять 97А6 (на ток 0.6А, однорежимная модель).
Или 97А8 (трехрежимная моделька с диммированием).
Чтобы увеличить мощность сенсора удаляете этот симистор и ставите ВТ136.
Кроме симистора меняют и сопротивление.
Под него также место уже подготовлено.
Советуют ставить от 75кОм до 100кОм мощностью не менее 1Вт. При сопротивлении больше 100кОм датчик будет некорректно работать.
Плата просто перестанет отзываться на касания.
Только при такой модернизации ваш сенсорный выключатель сможет спокойно пропускать большую нагрузку.
В "заводском" варианте не подключайте к нему более 40Вт, иначе это приведет к быстрому выходу из строя девайса.
От перегрузки и нагрева в первую очередь начинает чернеть сопротивление (появляются ложные срабатывания), а от перепадов напряжения происходит пробой симистора (лампа перестает отключаться и реагировать на прикосновения).
А еще пробой может закончиться гораздо более серьезными последствиями, и лампа начнет “биться током”.
Если боитесь таких нежелательных побочных эффектов, то можете купить более безопасные 12 вольтовые сенсорные датчики.
Правда в этом случае и светильник у вас должен быть не на 220V, а на 12V.
Такие подключаются не напрямую от сети, а после понижающих блоков питания.
Поэтому, чтобы обезопасить себя и сохранить работоспособность прибора, подключайте к изначально рассматриваемым здесь сенсорам нагрузку не более 40Вт, и все у вас будет в порядке.
Так как же подключить провода к этой чудо коробочке? В первую очередь ориентируйтесь по надписям и обозначениям на корпусе.
Один из питающих проводов должен разрываться выключателем. За счет этого, собственно говоря, и происходит отключение светильника.
При этом неважно какой это провод – фазный или нулевой. Ведь стоит вам воткнуть вилку в розетку другой стороной и “фазировка” тут же поменяется.
В общем, соединяете условно фазный провод от шнура питания с проводом подачи напряжения на сенсор (Black – черный).
Ноль из сети подключаете на другой питающий проводник сенсора – Red (красный). То есть, красные и черные провода с коробочки идут на вилку питания 220В.
Белый (White) и опять же черный (Black) соединяете с двумя проводами, уходящими на светильник.
По схеме у вас в одной точке должно быть подключено три конца:
Фаза разрывается через сенсор и уходит на лампу отдельным проводником. Если вы окончательно запутались, то вот вам более понятный рисунок.
Общая схема подключения выглядит следующим образом.
После скрутки жил все контакты следует пропаять.
А далее обмотать изолентой, либо посадить на термоусадку.
Можно все соединить и на СИЗы (изолирующие колпачки).
Помимо обычной платы управления, которая способна только включать-выключать светильник, есть сенсоры со встроенным диммированием.
Правда речь здесь не идет о плавном изменение яркости – чем дольше держишь руку, тем ярче или тускнее становится свет. Нет, здесь освещение меняется ступенчато.
Всего может быть три уровня яркости:
Такие очень удобно ставить для ночников на прикроватных тумбочках. Несколько раз дотрагиваетесь до корпуса лампы и светильник меняет уровень освещения в зависимости ваших нужд.
Однако такая коробочка не подойдет для большинства светодиодных ламп. У них с этим делом бывают проблемы.
Придется пользоваться только простой лампой накаливания.
Хотя такой датчик со светодиодной лампой и способен работать в режиме вкл-выкл (без диммирования), однако производители не рекомендуют их использовать с данным типом оборудования.
Помимо неудобств (придется трижды нажимать на лампу, чтобы ее отключить), самая частая проблема – сильные мерцания и пульсации.
А еще светодиодная лампочка начинает сильно жужжать.
Схема подключения сенсорного датчика со встроенным диммером ничем не отличается от обычной, рассмотренной ранее.
Кстати, датчик в виде кольца вовсе не обязательно подключать к светильнику напрямую. Никто не мешает вывести его в любое другое место.
Например, приделать к кровати или к тумбочке аккуратную металлическую планку и подсоединить желтый проводник с сенсором на нее.
Провода можно спрятать за тумбочкой или под кроватью.
В этом случае лежа на постели вообще не придется тянуться к светильнику. Рукой коснулся планки и свет загорелся.
Еще один вариант использования – в прикроватных настенных светильниках или бра (вместо веревочной дергалки).
Если не хотите портить дизайн стены отдельно стоящим квадратным выключателем, или вообще забыли проложить под него проводку, сенсорный мини-выключатель - ваш выход.
Монтируете маленькую коробочку прямо внутрь светильника и запускаете его через касание. В этом случае достаточно только иметь питание на светильник.
Штробить стены под эл.проводку для выключателя вообще не придется!
Единственный минус таких выключателей – самопроизвольные включения. Когда и почему это происходит?
Чаще всего на это влияют скачки и перепады напряжения в сети.
Даже изменения в пределах нормы (от 220В – до 205В и наоборот) могут привести к ложному срабатыванию датчика. Такие скачки могут наблюдаться при включении-отключении мощного оборудования.
Необязательно у вас дома. Это могут быть и соседи, которые “сидят” на одной с вами фазе.
Еще к самопроизвольному срабатыванию может приводить нагрев встроенного резистора на плате при подключении мощных ламп.
Поэтому при покупке подробно изучайте отзывы от потребителей, которые уже давно пользуются данным девайсом и не превышайте разрешенную мощность.
Регуляторы освещения, использующие симисторы или тиристоры в качестве элементов управления нагрузкой являются довольно популярными на нашем рынке. В большинстве случаев регулировка интенсивности свечения осуществляется путем изменения положения ползунка потенциометра.
Сенсорный регулятор освещения, схема которого представлена ниже, работает совершенно по-другому — вместо стандартного потенциометра используется небольшой сенсорный электрод, с помощью которой можно управлять работой системы путем простого прикосновения.
Работа сенсорного регулятора освещения
Микросхема US1 (SLB0587 — Siemens) является специализированной, программируемой схемой фазового управления, имеющий два входа: первый вход приспособлен для обслуживания сенсорного датчика, второй вход предназначен для управления через дополнительные внешние датчики. Микросхема SLB0587 оснащена внутренней защитой, для предотвращения воздействия импульсных помех, вызванных отключением нагрузки большой индуктивности (например, трансформатор, электродвигатель).
Поскольку SLB0587 предназначена в основном для бесконтактного управления галогенным освещением, на электрической схеме указано, как подключить к регулятору обычные галогеновые лампы через трансформатор 220В -> 12В. В случае управления обычной лампой (ламп накаливания 220В), необходимо включить вместо трансформатора.
Система требует довольно много внимания во время монтажа и запуска — ни один из элементов системы не изолирован от сети питания, это замечание относится также датчику. В случае правильной сборки и применения элементов хорошего качества пользователю не грозит никакая опасность.
Значения резисторов, включенных последовательно с датчиком (R1, R2 и R3) подобраны таким образом, что ток, протекающий через тело человека, совершающего регулирование во много раз меньше минимально допустимых значений. С помощью подбора величины сопротивления резистора R1 можно изменять чувствительность сенсорного регулятора, что позволяет избежать, в частности, влияния помех в сильно сырых помещениях. Значение этого резистора должно находиться в пределах 1,2 Мом — 4,7 Мом.
Помимо сенсора в виде сенсорной панели — микросхема SLB0587 имеет вход для дополнительных удаленных датчиков для управления освещением из нескольких удаленных мест. Датчики этого типа (это могут быть, как правило, кнопки) подключаются к входу, обозначенному как EXT. В случае отказа от использования этого типа управления можно не устанавливать резисторов R6 и R7, а вход EXT (pin 6) подключить к Vss (pin 7).
Во время монтажа, следует помнить о необходимости соблюдении большой осторожности при подборе элементов и выполнения настройки. Резисторы R2 и R3 должны быть из специальных серий высоковольтных, так, чтобы обеспечить максимально высокую устойчивость на возможные перенапряжения. В случае отсутствия данного типа резисторов можно применить любые резисторы мощностью минимум 0,5 Вт.
Лень — двигатель прогресса, так было раньше и будет всегда. Вот и я из-за этой матушки, затеял переделку настольной лампы под сенсорное включение/выключение. А все потому, что тумблер включения находится под столом и каждый раз его искать на ощупь, порядком поднадоело. Под катом, обзор и установка данного модуля в лампу из Ikea.
Данный модуль позволяет управлять освещением с помощью касания металлической площадки. Размеры модуля довольно компактные 4,4*3,4*1,3см, Работает от сети 220v ± 10% и 50Гц, о максимальном токе производитель решил умолчать.
Схема подключения элементарна, модуль ставится в разрыв силового кабеля,
⇀ красный/черный на фазу/ноль
⇀ белый/черный на лампу
⇀ желтый в качестве массы
Для правильной работы необходим любой металл в качестве массы.
Коробка открывается легко, внутри небольшая плата управления с неясной микросхемой.
Концы проводов уже зачищены заранее, для массы предусмотрен наконечник под болт, его диаметр 8мм. В моем модуле наконечник оказался с окисью.
Следующим шагом будет внедрение данного модуля в настольную лампу, которая когда-то была подарена и служит верой и правдой уже около года. Модель лампы — Квэвэ.
Данная лампа имеет пластиковый патрон, а значит максимальная мощность установленной в нее лампочки — 40w. В моем случае используется ретро лампа Эдисона. Света от нее не много, но мне достаточно для грубой подсветки клавиатуры.
Для начала необходимо отделить бумажное днище, которое приклеено по краям. Для этого берем острый канцелярский нож и медленно и аккуратно срезаем его с каемки основания лампы.
Далее режем провод пополам, отступив от патрона небольшое расстояние. Кстати, провод пвс 2*0,75 квадрат., а значит, что земля на корпусе отсутствует и придется искать выход из положения. Для снятия колбы необходимо изнутри открутить шайбу и вынуть патрон.
Подключаем наш модуль согласно схеме. Изначально, думал сделать вечные скрутки, с помощью синей изоленты, но передумал и достал термоусадки. Для получения экстаза используем термоусадки по правильным цветам.
Пришла очередь задуматься о месте крепления массы. Первая мысль была просверлить отверстие, прогнать резьбу и на шайбу посадить наконечник. Но лень было все это городить и начал думать, как сделать все проще. В итоге, тестовой проверки при размещении наконечника под плафоном, выявлено, что ОНО работает! Решено, оставляем так. Для вывода провода используем прорези под крепление патрона.
Собираем в обратной последовательности, заодно проверяем, изменился ли зазор из-за размещения под колбой, наконечника.
Я забыл сделать узел из провода, что бы не вырвать его из лампы, поэтому используем пластиковую стяжку.
Что бы внутри лампы ничего не болталось, закрепляем все провода и сам модуль с помощь клеевого пистолета из FIX PRICE, купленного еще по 35р.
Ну и напоследок, клеем на место бумажное дно.
Пробный запуск состоялся и был удачным, а значит, лампа едет на свое законное место — компьютерный стол. Сказать, что стало удобно — значит, ничего не сказать. Теперь для того, что бы включить свет, достаточно просто коснуться лампы.
Как работает данный модуль, можно увидеть на видео:
Вердикт следующий, данный модуль имеет право на жизнь. Он не отяготит ваши карманы, легок в установке и упрощает некоторые обыденные вещи.
Для тех кто желает купить такой же модуль, но со ступенчатой регулировкой яркости, у этого продавца имеется в наличии. Цена на 20р дороже.
Регулировать яркость освещения в комнате, где установлена люстра с несколькими лампами накаливания, не представляет труда. Берем выключатель на несколько кнопок и при необходимости включаем либо выключаем часть ламп.
Даже если люстра рассчитана на одну лампу, ее яркость можно изменять в широких пределах увеличивая либо уменьшая подаваемое напряжение. Светодиод работает в очень узком диапазоне напряжения и при его снижении просто гаснет.
Для изменения яркости светодиодных ламп используют диммер, представляющий собой ШИМ-контроллер (контроллер с широтно-импульсной модуляцией мощности).
Принцип широтно-полюсной модуляции (ШИМ)
Изменения мощности питающего напряжения при применении шим-контроллера обеспечивается благодаря подаче на коммутирующий элемент (в случае со светодиодами – полевой транзистор, симистор либо динистор) сигналов с изменяющейся скважностью.
S=T/T1, где Т – период импульсов, Т1 – период положительного фронта.
В ШИМ-контроллере импульсы следуют с постоянной частотой, изменяется лишь длительность пауз.
Ниже представлена принципиальная схема ШИМ-контроллера:
Увеличение ширины импульса увеличивает время поступления тока через транзистор к нагрузке, следовательно, и пропускаемый ток. Частота следования импульса значительно выше той, которую способен уловить глаз, обычно 100-200Гц, потому мерцания светодиодов мы не ощущаем. Преимущество регуляторов нагрузки на основе ШИМ-контроллеров, значительно более высокий КПД сравнительно с резистивными, поскольку избыточная нагрузка гасится, а не потребляется.
Подключение диммера в схему питания светодиодной лампы
Существует два варианта подключения:
- Схема подключения перед драйвером питания, когда диммируется переменное напряжение;
- Подключение после драйвера питания, с ШИМ-регуляцией постоянного напряжения.
Промышленные варианты диммеров для светодиодных ламп
Тип управления диммером:
- Инфракрасный;
- Радио;
- Стационарный.
Диммер, монтируемый вместо выключателя, с пультом дистанционного управления. Обычно устанавливаются при переоборудовании обыкновенного освещения лампами накаливания на светодиодные ленты.
Диммер, устанавливаемый перед драйвером питания светодиодов на дистанционном управлении с инфракрасным управлением.
Образец с управлением через радиоканал. В отличие от инфракрасного передатчика, такой пульт способен включить освещение даже с улицы.
Выпускают образцы с механическим либо сенсорным управлением. Есть даже модели, позволяющие управлять освещением с помощью смартфона через WiFi.
Основной недостаток всех устройств – достаточно высокая цена.
Если у вас нет желания переплачивать за ненужные функции, изготовить диммер для светодиодных ламп 220в своими руками совсем не сложно.
Собираем диммер своими руками
Схема на симисторах:
В этой схеме задающий генератор построен на двух симисторах, триаке VS1 и диаке VS2. После включения схемы конденсаторы начинают заряжаться через резисторную цепочку. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения открытия симистора, через них начинает течь ток, а конденсатор разряжается. Чем меньше сопротивление резистора, тем быстрее заряжается конденсатор, тем меньше скважнось импульсов.
Изменение сопротивления переменного резистора регулирует глубину стробирования в широком диапазоне. Такую схему можно использовать не только для светодиодов, но и для любой сетевой нагрузки.
Подключение диммера в качестве выключателя
Схема подключения к сети переменного тока:
Диммер на микросхеме N555
Микросхема N555 представляет собой аналогово-цифровой таймер. Важнейшее ее преимущество – способность работать в большом диапазоне питающего напряжения. Обыкновенные микросхемы с TTL логикой работают от 5В, а логическая единица у них – 2,4В. КМОП серии более высоковольтные.
Но схема генератора с возможностью изменения скважности получается достаточно громоздкая. Так же у микросхем со стандартной логикой повышение частоты уменьшает напряжение выходного сигнала, что не даёт возможность коммутировать мощные полевые транзисторы и подходит лишь для небольших по мощности нагрузок.
Таймер на микросхеме N555 идеально подходит для шим-контроллеров, поскольку одновременно позволяет регулировать и частоту, и скважность импульсов. Напряжение на выходе составляет около 70% напряжения питания, за счёт чего ей можно управлять даже мосфетовскими полевыми транзисторами с током до 9А. При крайне низкой стоимости используемых деталей затраты на сборку составят 40-50 рублей.
А эта схема позволит управлять нагрузкой на 220В с мощностью до 30 Вт:
Микросхему ICEA2A после небольшой доработки можно безболезненно заменить менее дефицитной N555. Затруднение может вызвать необходимость самостоятельной намотки трансформатора. Мотать обмотки можно на обычном Ш-образном каркасе от старого перегоревшего трансформатора на 50-100Вт. Первая обмотка — 100 витков эмалированного провода диаметр 0.224мм. Вторая обмотка — 34 витка проводом 0.75мм (площадь сечения допустимо уменьшить до 0.5мм), третья обмотка – 8 витков проводом 0.224 – 0.3мм.
Диммер на тиристорах и динисторах
Светодиодный диммер 220В с нагрузкой до 2А:
Это двухмостовая полуволновая схема состоит их двух зеркальных каскадов. Каждая полуволна напряжения проходит через свою цепочку тиристор-динистор. Глубина скважности регулируется переменным резистором и конденсатором.
При достижении определённого заряда на конденсаторе он открывает динистор, через который течёт ток на управляющий тиристор. При смене полярности полуволны процесс повторяется во второй цепочке.
Диммер для светодиодной ленты
Схема диммера для светодиодной ленты на интегральном стабилизаторе серии КРЕН.
В классической схеме подключения стабилизатора напряжения, значение стабилизации задается резистором, подключённым к управляющему входу. Добавление в схему конденсатора С2 и переменного резистора превращает стабилизатор в некое подобие компаратора.
Преимущество схемы в том, что она совмещает сразу и драйвер питания и диммер, поэтому подключение не требует дополнительных цепей. Недостаток – при большом количестве светодиодов на стабилизаторе будет значительное тепловыделение, что требует установки мощного радиатора.
Как подключить диммер к светодиодной ленте зависит от задач диммирования. Подключение перед драйвером питания светодиодов позволит регулировать только общую освещённость, а если собрать несколько диммеров для светодиода своими руками и установить их на каждый участок светодиодной ленты уже после блока питания, появится возможность регулировать зональное освещение.
Номинал резисторов 100-500 кОм, мощность 1-2 Вт.
Это даже не димер, поскольку ШИМ контроллера тут и близко нет. Но идеально подойдет для тех, кто взял первый раз в руки паяльник.
Читайте также: