Бесконтактный выключатель 12в своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Бесконтактный выключатель для лампы самодельный

Какую кнопку выбрать при сборке лампы подсветки на столе или выключателя света? Конечно же никакую, то есть электронный датчик! Это конструкция бесконтактной лампы с отражающим оптическим датчиком. Основа — микроконтроллер Digispark Attiny85.

Настройка и схема устройства

На рисунке изображена полная принципиальная схема этого устройства. Схема питается от компактного импульсного источника питания, а отражающий датчик используется для управления внешней лампой постоянного напряжения, подключенной к выходу схемы. Действие переключения можно вызвать, поднеся палец к глазку датчика.

Отражающий датчик TCRT5000 (SENS-1) подключается непосредственно ко входу P0 платы микроконтроллера Attiny85 (DIGISPARK) с резистором 56 кОм (R2) и конденсатором 2,2 мкФ (C1) для установки чувствительности и подавления шума. Первый резистор 220 Ом (R1) ограничивает рабочий ток инфракрасного излучателя (950 нм) внутри отражающего датчика. Модуль питания HLK 5M-05 (HLK1) обеспечивает стабильное напряжение питания 5 В для всей электроники. Два красных светодиода, припаянных к плате Digispark, используются для индикации состояния источника питания и тумблера. Глазок датчика реагирует на жесты рук в пределах 30 мм, чего вполне достаточно.

Здесь требуется небольшой силовой МОП-транзистор. Обычный IRLZ44 (T1) например. Кстати, есть одна важная вещь, на которую надо обратить внимание, если вы замените МОП-транзистор другим. Стандартный силовой МОП не подходит напрямую для переключения нагрузок с микроконтроллером — нужно выбрать транзистор с логическим уровнем в качестве замены. Выход P1 платы Digispark направлен на затвор полевого транзистора через резисторы R3 и R4.

Конструкция предназначена в первую очередь для управления внешними светодиодными лампами с питанием 5 В. Типичный пример — подключение LED ламп или лент USB.

Предлагаемая компоновка печатной платы позволяет вставлять плату Digispark в разъемы. Несмотря на компактные размеры, импульсный блок питания HLK 5M-05 удовлетворяет всем требованиям в отношении изоляционных расстояний и зазоров для использования с сетевым напряжением переменного тока.

Хотя силовой МОП-транзистор IRLZ44 может коммутировать большие токи, фактический ток должен быть ограничен из-за ширины дорожек на печатной плате.

Код, загруженный в Digispark, определяет функцию тумблера. Код можно легко адаптировать для добавления или изменения функций.

Источник

Оптический бесконтактный выключатель освещения своими руками

Преимущество данного бесконтактного выключателя в отличие от других схем дистанционного включения света, например, сенсорный выключатель, состоит в том, что им можно включать и выключать освещение или же любую другую нагрузку бесконтактным способом то есть, не прикасаясь своими руками непосредственно к устройству.

Осуществлять управление освещением можно двумя разными путями. Первый, поднеся руку непосредственно к оптическому датчику данного выключателя на расстоянии 10 сантиметров. Второй, посредством любого типового пульта дистанционного управления использующий в своей работе модулированное инфракрасное излучение.

Простой взмах рукой либо нажатие на произвольную кнопку ПДУ и бесконтактный выключатель меняет свое состояние на противоположное. В случае сбоя в электросети и при возобновлении электроснабжения, оптический выключатель света будет находиться в выключенном состоянии.

Повысив силу излучения инфракрасного светодиода, выполняющего роль оптического датчика, можно добиться увеличения дальности действия срабатывания устройства. В этом случае, к примеру, устройство может оповещать охрану о подъезде автомобиля к пропускному пункту.

Описание работы оптического бесконтактного выключателя.

В схеме применена всего одна интегральная микросхема К561ТМ2, имеющая в своем составе два D-триггера. На первом триггере DD1.1 собран мультивибратор, создающий прямоугольные импульсы в диапазоне 35…40кГц. Подстройка частоты осуществляется путем подбора сопротивлений R1 и R2.

Данные импульсы, пройдя сквозь токоограничивающий резистор R3, поступают на ИК-светодиод HL1. Можно применить любой подходящий ИК-светодиод, к примеру, такой который используется в ПДУ. Совместно с фотодатчиком они создают оптическую схему, которая срабатывает при отражении инфракрасного излучения.

Для предотвращения ложных срабатываний между фотодатчиком и ИК-светодиодом, необходимо проложить непрозрачную перегородку, а так же они должны быть обращены в сторону, куда подносят руки. Схема запитана от бестрансформаторного источника питания собранного на диодном мосте VD4, гасящем резисторе R7 и стабилитроне VD3 на 4.7В. Конденсатор C5 предназначен для фильтрации выпрямленного напряжения.

В момент подачи напряжения на бесконтактный выключатель освещения, через резистор R5 идет зарядка конденсатора C4. В результате этого на вход триггера DD1.2 поступает импульс, из-за которого на инверсном его выходе 2 появляется уровень лог.0. транзистор VT1 закрыт и лампа не горит.

Так же после подачи питания на схему оптического выключателя, мультивибратор начинает генерировать импульсы. Приблизительная частота их составляет 38 кГц, и соответственно светодиод испускает излучение с такой же частотой. Если теперь поднести руку к окошку, где расположен оптический блок выключателя, то отраженный луч от руки попадет на фотоприемник. На его выходе образуется низкий уровень напряжения, убрав руку, вновь появляется высокий уровень. Таким образом, формируется импульс, который поступая на вход 3 триггера DD1.2 переключает его в противоположное состояние, тем самым включая освещение.

Источник

Емкостной бесконтактный выключатель своими руками

Данная схема представляет собой двойной емкостный бесконтактный (сенсорный) выключатель с двумя выходами с открытым стоком с нагрузкой до 0,2 A. Работа емкостного переключателя основана на косвенном измерении емкости сенсорных полей.

Измерение это выполняется следующим образом. Вначале на выходе микроконтроллера 3 (2), который соединен с сенсорным полем, устанавливается высокий уровень (примерно 5 В). Это приводит к зарядку конденсатора С1 (С2) и заряда емкости поля. Затем запускается внутренний таймер микроконтроллера.

Конденсатор начинает разряжаться через R4 (R7), что в свою очередь вызывает падение напряжения на соответствующем выводе микроконтроллера. Когда напряжение, на входе микроконтроллера, падает ниже порога переключения для низкого уровня (около 2 В), то запускается прерывание.

Обработчик прерываний останавливает таймер и считывает полученное значение. Это значение пропорционально времени разряда емкости поля. Поле, которое было нажато (приложен палец) имеет большую емкость, поэтому и время разряда тоже будет больше. В программе микроконтроллера не установлено конкретное значение времени разряда, поскольку оно будет зависеть от конкретной формы и размера сенсорного поля.

Происходит всего лишь регистрация увеличения времени разряда в последовательных измерениях, что свидетельствует об отклике системы. Этот метод позволяет сделать схему устойчивой к помехам и подключить внешние сенсорные поля больших размеров.

Выбор режима работы емкостного выключателя производится с помощью резисторов R10 и R11.

• Установив резистор R10, мы получим моностабильный режим работы — при каждом нажатии на выходе будет появляться импульс длительностью около 15 мс.
• Установив резистор R11, появиться возможность работать с двумя устойчивыми состояниями — каждое нажатие приводит к изменению состояния соответствующего выхода.

В промежутках между последовательными измерениями, микроконтроллер потребляет минимальный ток, благодаря чему схема потребляет около 1мА. На печатной плате с одной стороны размещены элементы, а с другой стороны, расположены сенсорные поля, покрытые лаком (паяльной маской).

• Схема имеет два выхода с открытым стоком и допустимым током нагрузки 0,2 А.
• Напряжение питания схемы составляет 5…10 В.
• Размеры печатной платы:19 мм × 35 мм.

Скачать рисунок печатной платы и прошивку (18,2 KiB, скачано: 1 253)

Источник

Сенсорный выключатель своими руками

Одним из вопросов коммуникации между устройствами и человеком всегда был способ ее осуществления. В современных реалиях разработаны такие виды взаимодействия, как голосовое, световое или радио управление. Ведутся исследования ментальных интерфейсов (систем контроля биотоками).

Но до сих пор основными приборами отдачи команд технике служат клавиши, тумблеры и выключатели. Особенно в таких простых системах, от которых требуется только подача или прекращение течения тока. Хотя и в этих, казалось бы, элементарных устройствах управления достигнут определенный прогресс, имя которому – сенсорные выключатели.

Что из себя представляют подобные выключатели

Суть их – отсутствие механических, движущихся частей в составе прерывателей или активаторов сигнала либо тока. Отдача команды в упрощенном виде производится легким касанием или приближением к контактной площадке части человеческого тела.

Некоторые устройства подобного плана оснащены регуляторами передаваемой мощности, что позволяет увеличивать или уменьшать силу тока в зависимости от положения точки соприкосновения к поверхности выключателя. Применять подобные технологические нюансы в действительности очень удобно, к примеру, для установки яркости света лампы. Применение в быту

Размещаются сенсорные выключатели не только вместо стандартных на стенах, с целью контроля подачи тока к освещению, но и на розетках питания бытовой техники, для увеличения безопасности их использования.

Главным плюсом не механической системы отключения или подачи тока служит ее надежность и долговечность. Нет движущихся частей и периодически соединяемых или разрываемых в местах контакта коннекторов, соответственно отсутствует износ или искра, ведущая к порче проводящих площадок.

Конструкция прибора довольно проста для повторения, чтобы собрать сенсорный выключатель своими руками, а не приобретать его по запредельным ценам от стороннего производителя. Самодельный сенсорный выключатель

Принцип работы устройства

Основой конструкции любой схемы сенсорного выключателя служит датчик приближения или касания, сигнал от которого усиливается и, в зависимости от текущего состояния всей системы (включено, выключено), производит разрыв линии течения тока или ее соединение. Для этого действия применяется дополнительный силовой контур в виде электронного ключа или реле.

Самые распространенные варианты датчиков, используемых в быту для схем сенсорных выключателей света или любых других потребителей тока 220 вольт, – индукционные, инфракрасные и звуковые. У каждого из них есть свои положительные и отрицательные моменты при применении.

Схематично сенсорный выключатель можно представить системой в не проводящем корпусе, на котором находится контактная площадка, соприкасающаяся с датчиком, или же поверхность, пропускающая требуемый внешний сигнал, на который он должен реагировать. Внутри расположена основная управляющая схема, где размещен усилитель и силовой модуль. Один из вариантов структуры и строения сенсорных устройств включения

Плюсы и минусы конструкции

Единственным минусом сенсорных выключателей называют их большую стоимость относительно обычных, механических устройств коммутации. С другой стороны, неоспоримые плюсы использования позволяют забыть об этом отрицательном нюансе применения:

1. Пожарная безопасность, которая намного выше, чем у обыкновенных выключателей – нет периодически соприкасающихся контактов с возникновением искры, а значит и риска их возможной спайки или возгорания корпуса устройства.
2. Легкость применения – приведение в действие не требует никаких физических усилий.
3. Бесшумность и мгновенная реакция на команду от пользователя.
4. Возможность выполнения в абсолютно не пропускающем влагу корпусе, что также понижает риск возгорания в результате замыкания, или же уменьшает вероятность поражения электрическим током человека.

Внешний вид одного из производимых промышленностью сенсорных выключателей

1. Долговечность, обеспечиваемая отсутствием механических элементов.
2. В одном корпусе можно использовать несколько датчиков и схем их обработки, делая мультисенсорные панели.
3. Конструкция проста для сборки сенсорного выключателя света или электроприборов 220В своими руками.

Инструкция по сборке сенсорного выключателя на триггере

Одна из относительно несложных конструкций, использующих индукционный датчик в виде металлической, медной или алюминиевой пластины, расположенной на корпусе устройства и соединенной с общей схемой. На плане она обозначена, как E1.

Далее сигнал от датчика через высокоомный резистор поступает на вход полевого транзистора VT1, который уже усиливает его и перенаправляет в триггер DD1. Связка резистор – транзистор на входе дополнительно обеспечивает меры безопасности, изолируя сенсор от общего напряжения платы.

Наилучшим вариантом в представленной схеме будет использование серии поливеков КП501Б, и R1 на 2МОм.

Триггер – такой элемент схемы, который меняет свое состояние в зависимости от подаваемого сигнала на вводе. То есть при разовом пике на входе он станет или постоянно выдавать ток на выходе или прекратит это делать в зависимости от своего предыдущего режима. В представленной схеме используется достаточно распространенная марка триггеров R5617M2.

Электронный ключ, управляющий силовым модулем, состоит из тиристора VS1 (T112-10) и открывающего его, работающего усилителем сигнала от триггера, транзистора VT2 (КТ940А).

Инструкция по сборке сенсорного выключателя с инфракрасным датчиком

Более интересная схема сенсорного выключателя света представлена простой конструкцией на основе датчика HF1 (SFH506-38). Срабатывание устройства происходит, когда отраженное от руки или иного предмета инфракрасное излучение от светодиода HL1 попадает на поверхность чувствительного элемента. Притрагиваться к нему в этом случае не обязательно, достаточно поднести отражающий предмет или часть тела поближе к рядом расположенной паре элементов из излучателя и приемника. Схема бесконтактного инфракрасного включателя света

В контролирующей части цепи используется микросхема К561ТМ2, в составе которой два D-триггера. Первый, обозначенный, как DDR1.1, применяется в качестве основы мультивибратора с частотой импульсов на выходе 35…40кГц. Подстройка диапазона выполняется выбором характеристик резисторов R1 и R2. Эти сигналы, через ограничивающий ток R3, подаются на инфракрасный светодиод HL1. Излучение которого, отражаясь, попадает на HF1, в свою очередь ток от датчика, в случае срабатывания, через R5 заряжает конденсатор C4.

Эта связка выдает импульс на вход 3 триггера DDR1.2, переключая его логическое состояние на выходе 2, которое и открывает или закрывает через усиливающий транзистор VT1 (KT940A) тиристор VS1 (КУ201Л), управляющий подачей тока на лампу HL1. Один из вариантов сенсорного выключателя на инфракрасных лучах

Своеобразный фильтр, уменьшающий шанс ложного срабатывания схемы, представлен комбинацией элементов R6 и C3, которые вводят определенную задержку на реакцию выключателя при получении сигнала от датчика.

Инструкция по сборке сенсорного выключателя на транзисторах и реле

Одним из наиболее простых сенсорных выключателей на 220В для изготовления своими руками считается схема с использованием реле. В основе она – простой усилитель, на двух транзисторах VT1 и VT2 серии КТ315Б, сигнала с индукционного датчика, проходящего через разделительный конденсатор С1. В зависимости от состояния самого реле K1, происходит или разрыв подачи напряжения на него же, или возобновление питания.

Для устройства необходимо предусмотреть подачу постоянного напряжения 9В на плату, через внешний блок питания или дополнительную, понижающую цепь с использованием диодного моста и трансформатора. Сенсорный выключатель с использованием реле

Схемы подключения разных сенсорных выключателей

Подключить устройство управления в разрыв сети освещения или подачи тока потребителям достаточно просто, это практически ничем не отличается от монтажа обычного выключателя.

Обычно на задней стороне выключателя находятся 4 контакта, каждый из которых помечен, в зависимости от приходящих и отходящих проводников подключения. Признанным стандартом для многих производителей идет размещение слева на право – ноль(N), выводной потребителю (L1-load), вводной фазы (L1-in) и терминал сопряжения (Com). Последний зачастую соединяют перемычкой с питающим проводом.

В случае объединения нескольких выключателей в одном корпусе соответственно добавляются выводные контуры L2-load, L3-load и так далее, в зависимости от количества коммутируемых линий. Существуют также выключатели без подачи отдельного ноль на схему, с использованием электрической развязки общего провода через клиентское устройство. Сенсорный выключатель без нулевого провода

Видео по теме

Источник