Умный светильник своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
В этой статье мы разберем вопросы универсального освещения вашего дома. Такое название означает лишь то, что вы сможете использовать компоненты освещения и сопутствующие устройства без привязки к определенному производителю или модели устройств.
Это, конечною потребует от вас достаточно "продвинутых" навыков, так как реализация подобного решения предполагает наличие универсальной системы управления умным домом. А на сегодняшний день, увы, это только Open Source системы управления.
К тому же, вам будет необходимо знать (хотя бы теоретически) о том, какие протоколы используются теми или иными устройствами, чтобы подбирать компоненты вдумчиво и в соответствии с вашей конфигурацией системы. И ваша система управления умным домом уже должна быть установлена на каком-либо сервере. Плюс к этому, в вашем умном доме должна быть поддержка беспроводных протоколов. Например, для Z-Wave вы должны будете купить и настроить UZB1 стик, как вариант. А для ZigBee вам понадобится, например, USB стик на базе CC2531, который желательно покупать с программатором, чтобы заливать на него прошивку. Только в этом случае мы можем говорить об универсальности.
Но начнем мы, пожалуй, с самого простого - WiFi.
Свет на основе WiFi
На самом деле, это не самая лучшая идея для многоквартирного дома, так как эфир WIFi в наше время довольно "загажен", и за счет большого количества устройств все может либо тормозить, либо вообще не работать. Но это все равно одно из самых популярных, дешевых и доступных решений на рынке. И даже в местах с большим количеством помех оно более-менее работает. У меня, например, в 25-этажном доме с большим количеством помех, вполне сносно работает около 50 WiFi устройств. Я мог бы их давно заменить на более подходящее, но тут вступает в игру такой термин, как практичность. Оно ведь работает, и пока оно не доставляет неудобств я буду его использовать.
В качестве одного из основных компонентов построения умного света на WiFi, я опишу использование продукции компании Sonoff.
Девайсы этого производителя являются одними из самых доступных на рынке. Если взять основное устройство Sonoff Basic, то оно одно из самых популярных в среде умного дома из-за его универсальности.
Мало того, что Sonoff Basic умеет работать "из коробки" вполне себе автономно (есть встроенные таймеры и возможность управления через WiFi, без наличия интернета), но и вся продукция этой компании прекрасно перепрошивается на любую из альтернативных прошивок. В принципе, мы недавно рассказывали обо всем этом в статье про DIY умный дом, поэтому не буду повторяться и лучше расскажу о возможных реализациях решений.
Что можно сделать с обычной люстрой или потолочным светильником? Все очень просто. Берем Sonoff Basic или Sonoff Mini и подключаем его в корпусе светильника или в стакане люстры, в разрыв питания люстры или светильника. Самая простая интеграция, которая потребует наличие отвертки и табуретки.
Также можно использовать реле Shelly 1, про которое у нас написано множество статей.
Можно рассмотреть задачку поуниверсальнее. Например, у большинства людей на кухне есть окно, и есть потребность в подсветке рабочей поверхности стола для удобного приготовления пищи. У себя я реализовал две задачи одним решением. Я использовал Sonoff TH16 и светодиодный светильник из Леруа. Бонусом я получил всепогодный датчик температуры, который выставил за окно.
А если вам повезло, и у вас свет для каждой комнаты выведен в электрощиток на отдельный автомат, то вы сможете воспользоваться Sonoff 4CH Pro R2 и управлять освещением через него.
Причем все эти решения на базе Sonoff или Shelly, или других DIY компонентов, прекрасно добавляются теми или иными способами в тот же HomeKit.
Наконец, можно купить WiFi лампочки и использовать их. Тот же YeeLight вполне подойдет для решения. Но при большом количестве люстр и лампочек в них - это не самый лучший выбор. Хотя, конечно, управлять ими намного приятнее и плавнее, и есть даже цветные лампочки. Но совокупная цена может оказаться слишком большой, по сравнению с использованием реле и обычных лампочек.
Плюс к тому, нет адекватных WiFi решений для выключателей. Не с телефона же управлять светом? Есть выключатели, которые монтируются в подрозетник вместо штатного, и у Zigbee On/Off Controller, которому для работы не требуется нулевой провод. Но в целом, проблема с выключателями есть. По той простой причине, что для работы WiFi необходимо питание. И батарейки тут будет мало - она слишком быстро сядет. Поэтому автономных пультов или выключателей, работающих через WiFi, нет. А те, которые устанавливаются вместо обычного выключателя, в большинстве своем, требуют нулевой провод, которого в наших домах, как правило, в подрозетнике для выключателя нет. Именно поэтому автономные решения на WiFi с родными прошивками и не особо популярны. И именно поэтому эти решения используют как компоненты в мультивендорных решениях.
Так что перейдем к более "правильным" и незагруженным протоколам.
ZigBee освещение
На самом деле, есть прекрасный заменитель Sonoff Basic, работающий на протоколе ZigBee. Его народное название Zonoff, но основное название "Zigbee On/Off Controller".
Использовать его можно абсолютно так же, как и Sonoff. В разрыв питания. Но работает он уже по ZigBee протоколу, что намного эффективнее, а ценник очень сравним с Sonoff.
Но для того, чтобы он у вас заработал, вам потребуется все описанное выше: система управления и ZigBee USB стик. Кстати, вы можете использовать еще и стик Deconz под названием ConBee. Их довольно сложно заказать, но они часто продаются у нас в чате под названием Барахолка, а также есть чат для групповых заказов, так что это тоже не проблема.
Также есть огромное количество лампочек, которые работают по протоколу ZigBee.
Разница в том, что лампочки ИКЕА вы можете просто купить в ближайшем магазине, но они только белые. А вот датчиком открытия есть и цветные.
К тому же, наличие работающей сети ZigBee в доме, позволит вам использовать другие устройства для управления светом. Например, просто включающаяся с телефона подсветка рабочей зоны на кухне - не очень удобно. И у ZigBee есть преимущество. Потому что его использует Xiaomi. А у них есть Sonoff Basic, которые работают на батарейке и клеятся на скотч куда угодно. Также у них есть датчики движения и датчики открытия дверей и окон. Все датчики можно использовать в качестве триггера для включения или отключения света.
А если вам нужны прям очень пластичные решения для освещения, то можно использовать светодиодные ленты.
Одними из самых распространенных являются RGB-CCT ленты. Это означает, что они могут менять цвет, но у них есть еще и регулируемые белые диоды с изменением температуры света.
Но чтобы они заработали, вам потребуются:
Если уж совсем не хочется ничего крутить, резать, паять и тому подобных занятий, то можно сделать даже торшеры или бра умными. Просто нужно их включить в "умные" розетки:
Управлять же всем освещением можно с помощью тех же кнопок Xiaomi/Aqara или, если требуется плавная регулировка света, например, для умных лампочек, то можно использовать Aqara Magic Cube.
И с использованием этого оборудования вы сможете реализовывать любые дизайнерские решения за вполне вменяемые деньги.
К тому же, вышеописанные устройства и датчики можно использовать не только для освещения, но одновременно с ним.
Приведу несколько примеров:
У меня стоит на кухне на столах пара датчиков движения. Один включает подсветку рабочей поверхности, второй включает верхний свет. Но делают они это только в том случае, когда выполняются два условия: на улице темно и я дома. Если меня нет дома, то во-первых - они не включают свет, а во-вторых - они срабатывают как датчики для сигнализации (у меня собака страдала любопытством и шарилась по столам своим носом). Я даже статью про это написал.
Когда я прихожу домой в светлое время суток, то при открытии двери и отключении сигнализации (она автоматически выключается когда определяет что я дома) - загорается только свет в прихожей. Если я прихожу домой в темное время суток, то включается свет в прихожей, в зале (он проходной) и на кухне. Причем в зале включается освещение на 30%, так как через него нужно просто пройти, например, с покупками в кухню. Если я выключу свет в зале и включу повторно, то он уже загорится на 100%. Также я могу регулировать яркость с помощью кубика.
Если я ложусь спать, но забываю выключить свет где-то в квартире, то длительное нажатие кнопки на спинке кровати гасит весь свет в доме, кроме спальни. Свет в спальне загорается от беспроводном выключателе у двери. При повторном длительном нажатии на кнопку, гаснет уже свет в спальне. Причем на этой же кнопке однократное нажатие переключает верхний свет на бра (который включен в умную розетку) и обратно.
Свет в большинстве помещений отключается автоматически по таймеру или событию. Также настроены проходные выключатели. При выходе из кухни и нажатии кнопки на беспроводном выключателе, у меня гаснет свет на кухне и загорается свет в зале. Причем, происходит это исключительно в темное время суток.
Как вы понимаете - это все невозможно реализовать штатными средствами автоматизации от какого-либо бренда. Поэтому я, в любом случае, уже настроил себе Open Source систему управления умным домом, перед тем как автоматизировать вообще весь дом. А началось все с сигнализации, потому что эту задачу я штатными средствами Xiaomi решить не смог.
Выводы
Универсальный свет требует значительных знаний по настройке системы управления и часто требует навыков перепрошивки устройств, но зато позволяет использовать дешевые компоненты, наряду с отсутствием ограничений, связанных с одним вендором или одним протоколом.
Подобный подход позволяет вам использовать любые подходящие вам для задачи компоненты, не задумываясь об их совместимости в рамках определенной экосистемы определенного производителя. Вы вольны выбирать любые, поддерживаемые вашим умным домом компоненты, которые вам по карману или нравятся с точки зрения дизайна. Кстати, именно поэтому, хоть я и упомянул протокол Z-Wave, я не стал про него писать, так как компоненты, работающие на нем, значительно дороже описанных в этой статье. Так что можно считать, что статья - про бюджетный универсальный умный дом.
Хотя, может показаться, что стоимость сервера для умного дома, с приобретением дополнительных радимодулей для протоколов, слишком высока, но это, на самом деле, не совсем так. Когда вы дойдете до определенного уровня масштабируемости своей системы или до определенного уровня сложности автоматизаций - цена особого значения иметь уже не будет. К тому же, она варьируется от 5 до 10 тысяч рублей. Что с лихвой компенсируется более низкой ценой компонентов, которые вы сможете использовать в своем умном доме. Поэтому основное ограничение при использовании универсального подхода - ваши навыки и ваше время. Если и то и другое у вас есть, или вы хотите учиться - то это ваш выбор. А реализовать с помощью подобной универсальной системы можно практически любые задачи. В этом заключается основное преимущество перед умными домами от производителей.
У нас в одной из локаций был этот светильник, найденный в гараже, в куче советского фото оборудования. Это верхняя часть от простого фотоувеличителя для переноса изображения с плёнки методом засвечивания.
Теперь, мы решили дать уже третью жизнь этой вещице, а разместим мы ее уже в нашей студии-мастерской. Она будет не только частью нашего интерьера, но и нести повседневную службу радуя своим функционалом.
Это не мастер-класс, это больше вам как идея.
Приятного просмотра и творческих успехов!
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.
Сегодня сложно представить, как раньше люди жили при свечах, а дети делали уроки при керосиновых лампах. Лампами накаливания тоже ныне никого не удивишь. Прогресс пошёл ещё дальше. Пожалуй, нет помещения, где бы сегодня не применялись светодиодные приборы всевозможных конструкций и дизайна.
Купить такой светильник проблем не составляет. Пользуются ими уже довольно давно и у многих имеются в доме в нерабочем состоянии. Поэтому возникает желание светодиодный светильник сделать своими руками из тех деталей, что уже есть, или отремонтировать.
Содержимое статьи
Параметры и управление светодиодами
LED-технологии – это преобразование тока в световое излучение. Для тех, кто, возможно, захочет отремонтировать или задастся вопросом, как сделать светодиодный светильник своими руками, информация об этом полезна.
- ток потребления в большинстве – 20 мА;
- цвет и напряжение. Цвету соответствует и напряжение: красный – 1,5-2,6В, зелёный – 1,7-4,0В, жёлтый – 1,7-2,5В, оранжевый – 1,7-2,8В;
- мощность рассеивания – по этому параметру можно определить, какой блок питания выбрать для нужного количества светодиодов;
- угол свечения – осветительный угол больше, у индикаторных – меньше, но в общим колеблется от 4 до 180 градусов;
- температура свечения – обозначается на упаковках и измеряется в Кельвинах. Тепловые оттенки 2700-3000К, нейтральные 3500-4000К, холодные 5700-7000К;
- период старения – зависит от правильности эксплуатации и может не совпадать с обозначенным.
Отличие между БП и драйвером
Управление светодиодами осуществляется через (БП). Драйвер участвует в управлении, но это не БП и между ними есть различие.
При питании прибора от 220 В это БП, а 12В или 24В – это драйвер. Он не преобразует входное напряжение, а стабилизирует ток и позволяет управлять интенсивностью освещения светодиодов.
Знания этих характеристик способствуют правильному подбору светодиодов и средств управления.
Конструктивно БП бывают:
- открытые;
- полу герметичные;
- герметичные.
При подключении светодиодов различного цвета необходим контроллер. Информация, на первый взгляд, сложна в понимании, но не ориентируясь в ней, невозможно произвести элементарный ремонт светодиодного светильника своими руками, не говоря уже о сборке.
Варианты сборки и ремонта светодиодных светильников
Приступая к самостоятельной работе надо помнить, что это сопряжено с риском, ведь напряжение 220 В опасно для жизни. И всё, что придётся предпринять, делается на свой страх и риск.
Вариант первый
Для работ по этому варианту необходимы элементарные знания по электротехнике, умение пользоваться паяльником и измерительным прибором мультиметром. Для исходного материала можно использовать неисправную светодиодную лампу.
- Отделить (выбор способа произвольный) колбу от цоколя, в котором уже имеется источник управления светодиодами (драйвер).
- Осмотреть плату со светодиодами. При обнаружении чёрной точки на полупроводнике – выпаяв из платы, впаять новый.
Этот вариант, более подходящий для сборки потолочного светодиодного светильника своими руками.
Вариант второй
- компоновка схемы;
- резистор на 100Ом;
- мощный выпрямитель на диодах;
- конденсатор на 400пФ номиналом напряжении не мене 350В;
- сглаживающая емкость на 10 мкФ.
Третий вариант
Спаять последовательно не менее 60 светодиодов и подключить через диодный мост к сети 220В. Это типичные варианты как сделать светодиодный светильник на 220В своими руками.
Четвёртый вариант
- светодиодная лента;
- БП промышленного изготовления (см. выше по тексту).
Преимущества светодиодной техники
- Работа в тяжёлых условиях.
- Малая потребительская мощность и более высокий КПД, чем у ламп накаливания.
- Экологическая чистота.
- Более долговечный срок эксплуатации.
- Возможный вариант ремонта.
Неисправную лампочку накаливания выбрасывают. Светодиодный же прибор спешить отправлять в мусор не следует. Нужно задаться вопросом: Как отремонтировать светодиодный светильник своими руками?
- светодиодного модуля;
- цоколя со светофильтром;
- драйвера.
- отсутствие свечения;
- кратковременное мерцание;
- пропадание света.
Многие неисправности указаны в инструкциях на прибор. Используя это во время самостоятельной сборки, можно избежать ошибок и собрать надёжный и оригинальный с точки зрения дизайна прибор.
Все, кто связан с ремонтом светодиодных приборов утверждают, что самый лучший ремонт, это замена неисправного элемента на новый.
Читайте также: