Технологический прогресс не стоит на месте и со временем затрагивает все сферы жизни человечества. Не исключением стало и обустройство дома. К примеру, сенсорный выключатель света, появившийся совсем недавно, уже успел занять достойную нишу в повседневном обиходе.
Устройство повышает не только уровень комфорта, но и увеличивает эксплуатационный срок осветительных приборов, а также относится к стильным дизайнерским элементам.
Давайте вместе разберемся в принципах работы и конструкционных особенностях этих устройств. На какие моменты нужно обратить внимание при выборе и как правильно произвести монтаж сенсорного выключателя.
Внешний вид классической модели электронного коммутационного устройства практически идентичен с сенсорной панелью и представляет из себя экран из глянцевого электрохромного материала (кристаллическое стекло) с нанесенной на него разметкой. В широком разнообразии представлены варианты дизайна, цвета и конфигурации приборов.
Независимо от внешних характеристик и количества подключенных потребителей, конструктивно сенсорный прибор состоит из таких основных частей:
- Контроллер или блок управления . За декоративным лицевым экраном находится активная поверхность чувствительного элемента, реагирующая на различные раздражители. Исходя из типа сенсорного выключателя, раздражителями выступают: касание объекта воздействия, в некоторых моделях приближение, хлопок в ладоши, голосовая команда.
- Полупроводниковый преобразователь . В предыдущем блоке вырабатывается сигнал, который на этом участке преобразуется в электрический достаточной мощности для срабатывания.
- Коммутационная часть . Посредством коммутатора осуществляются основные действия в электроцепи: размыкание, замыкание или плавное регулирование степени нагрузки, подаваемой на светильник.
Исходя из устройства электронного изделия его принцип действия очевиден: осуществляя легкое прикосновение пальцев к панели, производится сигнал, который преобразуется и вызывает включение реле.
Дополнительные функции, встроенные в универсальный выключатель сенсорного типа, часто применяются для обустройства системы умный дом: контроль работы приборов обогрева, открытие/закрытие оконных роллетов и другие
Отличительные черты сенсорного устройства
Электронный прибор относится к высокотехнологичному поколению приборов, основное предназначение которых - управление иллюминацией. Принцип его работы основан на регулировке тока с помощью микросхемы, в обычных же переключателях применяются скользящие контакты стандартного типа.
За счет такой платы исключается образование короткого замыкания. Это значит, что существенно повышается эксплуатационный срок ламп, а также ресурс самого выключателя.
Бытовые модификации электронных коммутационных приборов используются в сетях с напряжением 220 В. Их применяют для подключения бра, управления и регулировки подсветки или основной иллюминации
Максимальное удобство управления осветительными устройствами - основное преимущество сенсорного (электронного) выключателя.
Он отличается от обычного наличием специального датчика, который и послужил основой для наименования этого вида. Сенсор, расположенный в конструкции, фиксирует излучаемое тепло рук, реагирует на касание или же на звуковой сигнал.
Сенсорные механизмы можно встретить в повседневной жизни практически повсеместно. Этот современный датчик позволяет осуществлять контроль различных действий
Поскольку самостоятельно сенсорный воспринимающий элемент не способен воспроизводить сигналы, достаточные для начала регулировки светотехники напрямую, в устройстве используются усилительные приборы. Такими проводниками являются транзисторы или другие альтернативные элементы.
Для распределения усилителей используется способ каскадного размещения:
- Первое место в цепи, сразу после датчика, занимает транзистор с высокой чувствительностью и низкой мощностью.
- Следующим в колебательном контуре идет аналогичный механизм, однако с более низкой восприимчивостью, но с мощностью достаточной для передачи большой нагрузки на элемент.
Довольно часто в электронных переключателях применяется гальваническая изоляция управляющей цепи, где контрольный сигнал посылается посредством оптического излучения - оптопары. Таким образом, осуществляется отделение хрупкой части механизма, а именно датчиков от силовой.
Также возможно применение и радиодиапазона, где отправка команд выполняется через протоколы эфира задействованной беспроводной сети, например, BlueTooth или Wi-Fi.
Датчик обладает силой тока всего в несколько единиц миллиампер, что является недостаточным даже для передачи сигнала на базу транзистора. Поэтому для отправки команды в сенсорном выключателе применяются усилители
Питание активных элементов, входящих в состав электронного выключателя, может осуществляться с помощью батареек или электросети. Однако для второго варианта потребуется производить определенные манипуляции для выпрямления сетевого напряжения с последующим его обрезанием до требуемого уровня.
Самый простой пример – полупроводниковый диод Зенера. В редких случаях можно встретить встроенный полноценный импульсный блок питания.
Виды электронных коммутационных изделий
Несмотря на то что сенсорные выключатели делятся на шесть основных видов, в быту используется только три, а именно: емкостные, оптические и высокочастотные. Рассмотрим их более подробно.
Емкостные приборы – излишество или необходимость?
Емкостный тип работает в качестве датчика освещения и способен регистрировать нахождение объекта на установленной дистанции. Устройство монтируют вместо стандартных переключателей света, однако для его работы не требуется нажатие кнопочного/клавишного механизма.
Суть работы основана на следующем алгоритме действий: когда рука приближается к чувствительной зоне сенсорного экрана, в основном на 40-50 мм, устройство выполняет заданную команду - осуществляет регулировку светотехники, включая или выключая ее. Некоторые варианты требуют легкого прикосновения к активной панели выключателя.
Китайская компания Suntruth Electrical один из немногих представителей рынка, специализирующихся на выпуске сенсорных переключателей, устанавливаемых на месте обычного
Для некоторых такой функционал будет воспринят, как излишество, однако многие потребители, особенно их женская половина, по достоинству оценивают суть такого механизма.
К примеру, если в процессе приготовления на кухне требуется включить дополнительное освещение, то легкое движение руки, при этом неважно будет она мокрая или грязная, без проблем осуществляет управление электронным коммутатором.
Основные представители емкостных электротехнических аксессуаров для управления светотехникой выпускаются фирмами: Jung, Berker, Livolo и Steinel. Несмотря на популярность, многие разработчики отказались от подобного рода изделий и переориентировали производство на отдельно устанавливаемые виды приборов.
Комфорт и экономия оптических выключателей
Переключатель, оснащенный инфракрасным датчиком, воспринимает исключительно тепловые излучения в инфракрасном диапазоне, исходящие от тела в процессе передвижения. Его альтернативным названием является датчик движения или присутствия.
Оптические модели с пиродетектором рассчитаны на действие инфракрасного излучения длиной волны не более 9 мкм. Приборы из серии Delta reflex от компании Siemens универсальны. Их можно установить как на потолок, так и на стену и даже на улицу
Действие этого прибора основано на работе чувствительного пироэлемента. Оптическая система перенаправляет тепловые лучи в полупроводниковый приемник, окруженный накопительной линзой из пластика.
Последний элемент поделен на сегменты. За счет этого участок перед ик-датчиком делится на последовательно расположенные чувствительные и нечувствительные зоны, а соответственно, видимые и слепые секторы.
Принцип работы устройства следующий: как только движущийся тепловой объект попадает в зону, подконтрольную линзе, в пиродетекторе вырабатывается импульс напряжения. Посредством усилителя этот сигнал возрастает, а коммутатор осуществляет включение ламп.
Наиболее удобны для применения в быту инфракрасные выключатели с чувствительным узконаправленным элементом, размещенным на шарнирной петле, с одной, двумя или тремя свободными фазами. За счет этого удается настроить необходимый уровень высоты и наклона обзора линз
Сравнительно недавно компания Siemens презентовала новую серию оптических сенсорных выключателей Delta Reflex. Это универсальные устройства, монтируемые в любые зоны помещения, в том числе и наружные, со степенью защиты от внешних неблагоприятных факторов IP 55.
Высокотехнологичные модели комплектуются пультом управления, посредством которого воспроизводится программирование различных функций, например, настройка таймера задержки времени отключения или имитация присутствия в заданный период.
Удобство и практичность в ысокочастотных приборов
Высокочастотные сенсорные переключатели представлены датчиками активного типа (освещенности) и объема. Конструктивно эти приборы достаточно схожи с предшествующим вариантом, однако принцип реагирования существенно отличается.
В основе работы детектора лежит применение фотодиодов. В момент попадания на фоточувствительную область квантов света прибор отключает светотехнику. При этом в его корпусе есть специальный регулирующий механизм, с помощью которого задается требуемый уровень иллюминации.
Такие интеллектуальные механизмы в большей степени используются для освещения фасадов. При наступлении сумерек они включают фонари на участке, когда светает – отключают.
Несмотря на высокую степень защиты, детекторы освещенности при налипании снега могут работать некорректно – решив, что наступили сумерки, прибор выключает освещение, поэтому снег необходимо постоянно счищать
К популярным моделям относятся датчики немецких фирм Steinel и Osram. Представлены как изделия, устанавливаемые на место старой лампочки, так и отдельные устройства.
Монтаж производится в разрыв электроцепи, подающей питание на светотехнические приборы. Устройство обладает высокой степенью защиты, не меньше IP 44.
Принцип работы датчика объема основан на излучении слабых высокочастотных импульсов, отражающихся от различных предметов мебели и декора, пола и стен.
Создав полную картину помещения в поле отражаемых микроволн, светорегулирующее устройство с определенной периодичностью ее инспектирует. Если в зоне появился новый объект, формируется команда и свет включается, если ничего не меняется, тогда прибор остается в выключенном режиме.
Основным производителем таких приборов является все та же фирма Steinel. Их выпускают в качестве выключателей, устанавливаемых вместо стандартных или же, более дорогие модели, в виде настольных ламп.
Маркировка и тонкости подключения
Разбор маркировки будем выполнять на примере электронного переключателя модели VL C701R компании Livolo. Модификация прибора обозначается латинскими буквами C6, C7 и т. д. Дальше располагается двузначное число, указывающее на количество подключаемых лампочных групп: 01, 02 и 03.
Расшифровка маркировки модели VL C701R: VL – сокращенное название производителя; C7 – серия; 01 – одна управляемая линия; R – пультовое радиоуправление
Последние буквы будут обозначать дополнительную функциональность сенсорного переключателя:
- R – радиоуправление;
- D – диммерный механизм, позволяющий осуществлять плавное регулирование степени освещения;
- S – функция проходного выключателя;
- T – таймер отключения.
Схема подключения сенсорного выключателя аналогичная, как и для или светорегулятора.
Выводы и полезное видео по теме
Если вы решили превратить свой дом в интеллектуальный, стоит воспользоваться советами по выбору электронных моделей. Об этом в сюжете:
Определившись с моделью и нужными функциями важно разобраться, как воспроизвести подключение:
Несмотря на высокую ценовую категорию, сенсорные коммутационные устройства оснащены настолько мощным функционалом, которого вполне достаточно для обустройства системы умный дом. Выбрав и купив подходящую модель, соответствующую запросам, можно выполнить подключение своими силами.
У вас есть личный опыт использования сенсорных выключателей для света? Пожалуйста, поделитесь им с посетителями нашего сайта. Расскажите о достоинствах и недостатках подобных приборов, которые заметили именно вы. Пишите комментарии в блоке под статьей.
Идея управления осветительными приборами посредством сенсорных выключателей не нова, подобные выключатели или переключатели света выпускались еще в прошлом веке. Но размеры таких устройств были существенно больше типовых, что вызывало проблемы при установке. Стоит также отметить, что стоимость первых сенсорных коммутаторов была довольно велика, естественно, это не способствовало популярности. С развитием технологий ситуация в корне изменилась, и сегодня емкостные, инфракрасные и дистанционные включатели пользуются стабильным спросом.
Конструкция и принцип работы
Несмотря на разнообразие моделей сенсорных коммуникаторов, большинство из них имеет типовую конструкцию, состоящую из следующих элементов:
- Корпус из термостойкого пластика (см. А на рис. 1). Размеры конструкции позволяют производить монтаж в типовое посадочное место обычного выключателя.
- Электронный блок (В), он включает в себя адаптер питания и схему управления полупроводниковым ключом.
- Плата с емкостными сенсорами (С).
- Лицевая панель (D), как правило, она изготавливается из кварцевого стекла, в бюджетных моделях могут использоваться другие материалы.
Теперь расскажем, как работают такие устройства. Электронный блок отслеживает состояние сенсора. Когда происходит прикосновение рукой к определенному месту лицевой панели выключателя (оно имеет соответствующую маркировку), емкость датчика изменяется. Электронный блок обнаруживает это и меняет состояние бесконтактного полупроводникового ключа, который размыкает или замыкает электрическую цепь.
Сфера применения
Первоначально данный вид коммутаторов планировалось использовать для включения / выключения освещения, но конструкция оказалась настолько удачной, что сфера ее применения существенно расширилась. Сегодня большинство современных бытовых приборов имеют сенсорное управление, в качестве примера можно привести кухонные печи, вытяжки, микроволновки и т.д.
Единственное ограничение на подключение к сенсорным коммутаторам — мощность оборудования, ее допустимые параметры указываются в паспорте устройства.
Дополнительные функциональные возможности
Современная техническая база сделала возможным установку микроконтроллеров в электронный блок управления сенсорным выключателем, позволило существенно расширить функционал коммутаторов и позволило им вписаться в концепцию умного дома. Управлять такими коммутаторами можно голосом, инфракрасным или радио пультом, смартфоном через WI-FI или программируемым таймером.
Сенсорный выключатель можно подключить к системе «умный дом» и управлять им используя мобильный телефон
Сенсорные коммутаторов могут использоваться совместно с датчиками, реагирующими на движение или уровень освещенности. В первом случае такие устройства включают светильник, настольную лампу или другие осветительные приборы, когда кто-нибудь входит в помещение, например в ванную. При втором варианте реализации, свет будет включаться при низком уровне освещения.
Тройной сенсорный коммутатор Sesoo и датчики движения
Некоторые производители, например, Livolо выпускают сенсорные выключатели с функцией диммера или управляющие совмещенными розетками, к которым может подключаться практически любой бытовой прибор.
Сенсорный выключатель Ливоло с блоком розеток
Достоинства емкостных коммутаторов
Говоря о преимуществах данного вида включателей, следует отметить их следующие качества:
Теперь кратко о недостатках. В первую очередь необходимо отметить, разницу в стоимости с обычными механическими выключателями, но она стала значительно меньше, чем 10-20 лет назад. Цена недорогих китайских сенсорных моделей сегодня значительно дешевле, чем на механические выключатели известных брендов, например GTS или Electronics.
Иногда наблюдается мерцание светодиодных ламп, подключенных к сенсорным включателям. Это может быть связано как с низким качеством самих источников освещения, так и бюджетными моделями коммутаторов. Проблему можно устранить двумя способами:
- Использовать продукцию известных брендов (Jazzway, Panasonic, Сапфир, Funry, LightaLight, Tronic , Sesso и т.д.).
- Подключить параллельно светодиодной лампе конденсатор на 0,1 мкф 630 В.
Подключение
Монтаж сенсорных коммутаторов практически не отличается от установки обычных встроенных и накладных механических выключателей. Подробно об этом процессе можно прочитать на страницах нашего сайта. Напомним, как это делать на примере модели kg020gs производителя FD Electronics.
Алгоритм подключения:
Рисунок 8. Второй и третий этап подключения
Некоторые производители, например, Livolo, выпускают проходные выключатели на 220 В (схема их подключения показана на рис. 9). С их помощью можно управлять освещением из нескольких мест.
Рисунок 9. Наглядный пример, как подсоединить несколько проходных панелей touch контакта
Каждый из таких коммутаторов управляет освещение в помещении из разных мест. Концепция подразумевает использование основного коммутатора и одного вспомогательного (или более). На основных приборах имеется три клеммы, к одной подключается фаза, к другой ноль, а третьей подключается управляющий проводник. Соответственно, такие контакты помечаются как: L – фаза, N –ноль и Com – управляющий провод. Вспомогательные устройства
Вторичные коммутаторы подключаются через две клеммы: N – ноль и Com – управляющий контакт. Маркировка у разных производителей может различаться, поэтому, имеет смысл изучить инструкцию. В качестве примера можно привести схему подключения электронного диммера et0802193e, или его аналог tt6061a, управлять которыми можно легким касанием руки.
Выбор сенсорного выключателя света
Перед тем, как приобретать устройство, необходимо определиться с его функциональностью. Для этого необходимо учитывать следующие критерии:
- Мощность подключаемого оборудования и схема его подключения.
- Исполнение, соответствующее типу проводки.
- Условия эксплуатации (если планируется установка в ванной комнате, то подбирается устройство с влагозащитой).
- Возможность дистанционного управления (пульт или смартфон).
- Соответствие дизайна интерьеру помещения и т.д.
Определившись с основными задачами, можно приступать к выбору производителя. Естественно, что следует отдать предпочтение известным брендам, продукция которых отличается надежностью. Но при этом необходимо учитывать наличие в модельном ряде коммутаторов устройств с нужными функциями. Например, у Delumo имеются устройства управляемые радио пультом, а Sonoff специализируется на Wi-Fi устройствах, светильники Capsens Domuns Line «заточены» только под свои сенсорные коммутаторы и т.д. Нюансов может быть множество, поэтому рекомендуем детально изучить различные варианты.
Исходя из практического опыта, помимо известных брендов, таких как Легранд можно порекомендовать Vento Electriс, Wemmon, Fanri, Merten, CGSS, Steu, Шнайдер, Аристон и т.д.
Беспроводной сенсорный выключатель MakeGood Classic с пультом управления и подсветкой
Рекомендуем отслеживать обзоры в сети, где публикуются рейтинги лучших производителей. Критерии отбора производятся как по модельному ряду производителей, с учетом функциональности и стоимости, так и по другим показателям.
Доработка типовых устройств
Многих не устраивает, что сенсорная зона на панели довольно маленькая, и для фиксации сигнала необходимо сделать касание в указанном месте. Приведем пример, как можно увеличить площадь косвенного контакта поверхности.
Следует взять провод и аккуратно припаять его к месту, где подается сигнал с датчика на сенсорной плате (для этого необходимо изучить принципиальную схему устройства). Подключенный провод укладывается по периметру корпуса. В результате такая рамка позволит без усиления уровня сигнала приводить к срабатыванию датчика при касании лицевой панели.
Следует заметить, что такое усовершенствование аннулирует гарантийные обязательства производителя.
Сенсорный выключатель своими руками
Тем, кто любит работать паяльником, можем порекомендовать несколько схем сенсорных коммутаторов, которые будет несложно собрать своими руками. Начнем с простой схемы на полевом транзисторе, именно такой принцип был заложен в первых сенсорных устройствах.
Обозначения:
- Сопротивления: R1 — 10..15 кОм (необходимо подбирать под срабатывание сенсора), R2 – 3…5 MOм.
- Конденсаторы: С1 – 1000 пФ (подавляет ложное срабатывание), С2 – 33,0 мкФ х 50 вольт, С3 – 470 мкФ х 50 В.
- Транзистор VT1 – КП 501A.
- Реле К1, может использоваться любой тип, у которого ток срабатывания не превышает 150,0 мА.
Питание схемы осуществляется от источника с напряжением 12…24 В.
Теперь рассмотрим вариант на базе асинхронного RS-триггера NE555. Схема устройства приведена ниже.
Обозначения:
- Резисторы: R1 – 1.0 МОм, R2 – 1.0 MOм, R3 – 1,0 кОм.
- Конденсаторы: С1 и С2 – 15 нФ, С3 – 10 нФ, С4 – 0,1 мкФ, С5 – 100,0 мкФ х 25 В.
- Диоды: D1-D2 – 1N4001, D3 – типовой индикаторный светодиод.
- Микросхема — NE555,
- Реле такое же, как и в предыдущей электросхеме.
Приведенная схема в настройке не нуждается.
Завершая тему о самодельных сенсорных устройствах, следует упомянуть о системе Ардунио (Ardunio). На этой платформе можно собрать коммутирующее устройство, которое легко интегрировать в «Умный дом». Помимо этого такое устройство легко настроить на самостоятельную работу, в соответствии с заданной программой.
Помимо этого, система позволяет создать несколько профилей под определенные задачи. Правда, для этого потребуются навыки программирования. Получить более подробную информацию о платформе Ардунио можно на нашем сайте.
Заметим, что в приведенных схемах для питания управляющей цепи требуется источник питания с напряжением 12-24 В. Для этой цели лучше всего использовать импульсные блоки питания. В качестве таковых отлично подходит электронный баланс светодиодных и энергосберегающих ламп. Подробную информацию по этой теме, также можно найти на нашем сайте.
Отступление про доставку и трек
Китаец дал мне странный трек UA******YP. Сперва подумал, что товар по ошибке отправили на Украину, о чем написал продавцу.
Продавец заверил, что с отправкой все нормально. Что у них для ускорения доставки используется новая логистика и что данные треки можно отслеживать по адресам
или
Но данные сайты ничего не сказали по моему треку:(
Перепайка симисторов - минутное дело
Пришлось немного по другому загнуть электролитические конденсаторы, так как один касался корпуса симистора. А он у BT137, увы, не изолированный.
Включаю - все работает как часы. В результате получаю сенсорный выключатель «1-WAY 5A» по китайской градации;)))
На самом деле симистором в корпусе ТО-220 без радиатора можно коммутировать 150-200Вт.
Но кто мешает поставить симистор на радиатор. Например, радиатор 25см2 позволяет коммутировать уже 800Вт, если полная нагрузка данного симистора - 8 стандартных (не китайских ампер)?
А для того чтобы на радиаторе не было высокого напряжения, его крепят к симистору на такие штучки - пластиковые изоляторы для винта и силиконовые прокладки:
которые продаются за копейки по 50-100 шт
- $1.42/100
- $0.99/100
Ну или можно по старинке на слюдяные пластинки.
Итак выключатели пришли, были успешно модернизированы и поставлены в работу.
В активе осталось 5 использованных маломощных симистора MAC97 и пара выключателей «3-WAY» на китайские 3А.
Долго изучал печатные платы выключателей.
К сожалению, никаких перемычек, задающих режим работы «1-WAY/3-WAY», не обнаружил. Видимо используются разные микросхемы «черные кляксы» или их прошивки, если это ПЛК.
Подведем итоги
Достоинства:
- Работает без нареканий (если сразу не сгорает по мощности)
- Низкая цена
- Маленькие габариты
- Простое подключение
- Подлежит модернизации для увеличения желаемой мощности
Недостатки:
- Максимальные ток коммутации значительно меньше заявленного
- Очень хлипкие проводочки
На кота сенсор не реагирует, но экспериментом он крайне недоволен
