Ako zostaviť dotykový vypínač vlastnými rukami: popis zariadenia a schéma montáže

Elektronické technológie pokrývajú široké spektrum domácej sféry. Obmedzenia nie sú takmer žiadne. Dokonca aj najjednoduchšie funkcie vypínača lámp domáceho svietidla teraz čoraz častejšie vykonávajú dotykové zariadenia, nie technologicky zastarané – ručné.

Elektronické zariadenia spravidla patria do kategórie zložitých konštrukcií. Medzitým zostaviť dotykový vypínač vlastnými rukami, ako ukazuje prax, nie je vôbec zložité. Minimálne skúsenosti s konštruovaním elektronických zariadení sú na to úplne postačujúce.

Navrhujeme pochopiť zariadenie, funkčné možnosti a pravidlá pripojenia takéhoto spínača. Pre milovníkov domácich výrobkov sme pripravili tri pracovné schémy zostavenia inteligentného zariadenia, ktoré sa dajú realizovať v domácich podmienkach.

Konštrukcia dotykového vypínača

Termín «dotykový» nesie v sebe pomerne širokú definíciu. V podstate pod ním treba chápať celú skupinu senzorov, schopných reagovať na najrôznejšie signály.

Avšak v súvislosti s vypínačmi – zariadeniami, vybavenými funkciou spínačov, sa dotykový efekt najčastejšie chápe ako efekt získaný z energie elektrostatického poľa.

Približne takú treba chápať konštrukciu vypínača svetla, vytvorenú na báze mechanizmu senzoru. Ľahký dotyk špičkou prsta na povrch predného panelu zapne osvetlenie v dome.

Bežnému používateľovi stačí dotknúť sa prstami ruky takéhoto kontaktného poľa a v odpovedi sa dosiahne rovnaký výsledok spínania, aký poskytuje štandardný bežný klávesový prístroj.

Medzitým sa vnútorné usporiadanie dotykového zariadenia podstatne líši od jednoduchého ručného vypínača.

Zvyčajne je takáto konštrukcia postavená na základe štyroch pracovných uzlov:

• ochranný panel;
• kontaktný senzor;
• elektronická doska;
• kryt zariadenia.

Rozmanitosť zariadení na báze senzorov je široká. Vyrábajú sa modely s funkciami bežných vypínačov. A existujú aj pokročilejšie riešenia – s regulátormi jasu, sledujúce teplotu okolia, zdvíhajúce žalúzie na oknách a podobne.

Konštrukčne vyzerá dotykový spínač takto: 1 – ochranný panel z tvrdeného skla; 2 – doska na umiestnenie dotykových prvkov; 3 – textolitová doska s rozvedenou schémou elektroniky prístroja; 4 – telo (šasi) vypínača (+)

Nielenže všetky tieto typy spínačov sa ovládajú ľahkým dotykom, ale existujú aj vypínače s diaľkovým ovládaním. To znamená, že používateľ môže vypnúť svietidlo alebo znížiť jas svietenia lámp prístroja bez toho, aby musel vykonať zbytočné pohyby v podobe prechodu z miesta odpočinku k vypínaču.

Možnosti a funkcie zariadenia

Samostatného posúdenia si jednoznačne zaslúžia vypínače s časovačom.

Tu sú prítomné tradičné charakteristiky, ako napríklad:

• bezhlučnosť činnosti;
• zaujímavý dizajn;
• bezpečné používanie.

Okrem toho všetkého sa pridáva ešte jedna užitočná funkcia – vstavaný časovač. S jeho pomocou získava používateľ možnosť programovo ovládať spínač. Napríklad nastaviť čas zapnutia a vypnutia v určitom časovom rozsahu.

Unikátna varianta vývoja spínača so vstavanou funkcionalitou časovača. Pomocou takýchto zariadení sa otvárajú možnosti riadenia osvetlenia v presne stanovenom čase. Úspora elektriny je zrejmá.

Spravidla majú takéto zariadenia nielen časovač, ale aj doplnok iného druhu – napríklad akustický senzor.

V tejto variante zariadenie funguje ako regulátor pohybu alebo hluku. Stačí dať hlas alebo tliesknuť dlaňami a lampy svietidla v byte sa rozžiaria jasným svetlom.

Mimochodom, pre príliš vysoký jas existuje ďalšia funkcionalita – dimmerová regulácia. Spínače dotykového typu vybavené dimmerom umožňujú riadiť intenzitu svetla.

Modifikácia dotykových zariadení – akustický spínač. Funguje na trochu odlišnej metodike, ale tiež je prístrojom, kde sú podporované technológie využitia senzorov. V tomto prípade je senzorovým prvkom citlivý mikrofón.

Pravda, je tu jedna nuansa pre takéto vývojové riešenia. Dimmery väčšinou nepodporujú použitie v svietidlách s fluorescenčnými a LED žiarovkami. Ale odstránenie tohto nedostatku je zrejme otázkou času.

Viac o druhoch “inteligentných” vypínačov svetla si prečítajte v tomto článku.

Pravidlá pripojenia zariadenia

Technológia montáže takýchto zariadení, napriek dokonalosti konštrukcií, zostala tradičná, ako je to stanovené pre štandardné vypínače svetla.

Zvyčajne sú na zadnej časti telesa výrobku dva terminálne kontakty – vstupný a záťažový. Na zariadeniach zahraničnej výroby sú označené značkami «L-in» a «L-load».

Technika pripojenia zariadení sa len málo líši od štandardu. Hlavné pracovné svorky: L1 (Load) – linka pripojenia fázy napätia; L (In) – linka výstupu napätia do záťaže; COM – terminál prepojenia zariadení (+).

Tieto označenia by mali byť zrozumiteľné aj neskúsenému používateľovi. V každom prípade sa však odporúča obrátiť sa na pas zariadenia pred jeho inštaláciou. Komutácia v schéme zariadenia sa uskutočňuje po fázovej linke.

To znamená, že na vstup «L-in» sa privádza fáza – pripája sa fázový vodič. A z linky «L-load» sa odoberá napätie pre záťaž – najmä pre lampu svietidla.

Medzitým konštrukcie dotykových vypínačov môžu predpokladať pripojenie niekoľkých nezávislých záťaží. Na takýchto zariadeniach sa počet terminálov na pripojenie zvyšuje.

Dodatočne k terminálu vstupného napätia «L-in» sú už prítomné dva alebo dokonca tri otvory pre záťaž «L-load». Zvyčajne sú označené približne takto: «L1-load», «L2-load» atď.

Úplný rozpis vypínača: 1 – terminál výstupov záťaže; 2 – ochranný panel; 3 – pružinový mechanizmus upevnenia vodičov; 4 – informácie o výrobcovi; 5 – protipožiarny kryt; 6 – rozhranie dvojitej kontroly; 7 – otvor pre skrutku (+).

Montáž dotykových spínačov sa tiež v podstate nelíši od štandardného variantu. Konštrukcia vypínačov je vyrobená na umiestnenie do tradičných podomietkových krabíc. Upevnenie šasi pracovného mechanizmu zariadenia sa spravidla vykonáva skrutkami.

Vypínač na senzoroch vlastnými rukami

Kúpiť dotykový vypínač na domáce použitie samozrejme nie je problém. Avšak cena týchto, svojím spôsobom inteligentných, zariadení začína od 15-20 €. A to je cena nie najdokonalejších konštrukcií. Preto sa javí logická otázka – je možné vyrobiť dotykové spínanie svetla vlastnými rukami?

Pre ľudí, ktorí sú aspoň trochu oboznámení s teóriou elektrotechniky, je stavba vypínača s použitím senzora celkom uskutočniteľná práca. Existuje množstvo schémových riešení na túto tému.

Schéma dotykového spínača s trigerom

Mnohé schémy výroby zariadení podobného účinku sú jednoduché a zrozumiteľné. Pozrime sa na jedno z mnohých riešení, ktoré je možné realizovať vlastnými rukami na použitie v domácich podmienkach.

Takáto konštrukcia vypínača s dvoma senzormi sa na trhu oceňuje od 16 € za kus. Ak máte zručnosti, niečo podobné si vždy môžete vyrobiť svojpomocne. Pritom náklady na komponentové diely sú približne päťkrát nižšie.

Široko rozšírený v amatérskej rádiovej praxi integrovaný obvod série K561TM2 je hlavným článkom dotykového vypínača, ktorý si môžete sami zostaviť.

Mikroobvod K561TM je klopný obvod, ktorého stav je možné meniť privedením riadiaceho signálu na jeho vstup. Táto vlastnosť sa úspešne využíva na realizáciu funkcie spínača.

Vstupný obvod je postavený s pridaním tranzistora FET V11, ktorý zabezpečuje vysokú citlivosť vstupu a navyše dobre izoluje vstup od výstupu.

Prvok senzora E1 schémy je vyrobený vo forme kovovej platne a je pripojený na vstup FET-u cez rezistor s veľkým odporom. Takto je zaručená bezpečnosť zariadenia pre používateľa z hľadiska možného úrazu elektrickým prúdom.

Schéma zariadenia na vlastnú montáž. Na zostavenie plnohodnotného dotykového vypínača bude potrebný len jeden integrovaný obvod, pár tranzistorov a jeden tyristor. Zariadenie funguje rovnako dobre ako priemyselný (+)

Výstupná časť schémy je postavená na dvojici bipolárny tranzistor VT2 – tyristor VS1. Tranzistor zosilňuje signál vychádzajúci z integrovaného obvodu a tyristor plní úlohu spínača. Do tyristorového obvodu je zapojené svietidlo, ktoré je potrebné ovládať.

Schéma funguje takto:

1. Používateľ sa dotkne kovovej platne (senzora).
2. Statická elektrina prichádza na vstup VT.
3. Unipolárny tranzistor prepína klopný obvod.
4. Výstupný signál klopného obvodu je zosilnený tranzistorom VT2 a otvára tyristor.
5. Lampa v obvode tyristora sa rozsvieti.

Ak sa používateľ znova dotkne senzora, všetky operácie sa zopakujú, ale s opačným prepínaním režimov. Všetko je jednoduché a efektívne.

Takéto schémové riešenie je možné použiť na ovládanie svietidiel, kde celkový výkon žiaroviek nie je vyšší ako 60 W.

Ak je potrebné spínať výkonnejšie svetelné zariadenia, je možné tyristor doplniť objemným chladiacim radiátorom. Kov pre senzor sa odporúča vybrať z radu materiálov, ktoré dobre vedú prúd. Optimálny variant je postriebrená meď.

Schéma na báze infračerveného senzora

Na vlastnú montáž je k dispozícii schéma spínača svetla, kde sa ako senzor používa IR senzor. Používajú sa tu tiež dostupné a lacné elektronické súčiastky.

Podľa stupňa náročnosti prevedenia je tento variant určený pre elektronikárov, ktorí len začínajú svoju kariéru.

Ešte jedno schematické riešenie pre zariadenie spínača dotykového typu. Tiež má minimum elektronických súčiastok, ale vyžaduje dôkladné nastavenie na zabezpečenie kvality práce. Tu je potrebná nadobudnutá skúsenosť elektronika (+).

V tomto riešení tvoria základnú elektroniku dva integrované obvody a nasledujúce prvky:

• obyčajná LED dióda — HL1;
• infračervená LED dióda — HL2;
• fotoprijímač — U1;
• relé — K1.

Na základe integrovaného obvodu invertora DD1 je zostavený generátor impulzov a na základe integrovaného obvodu DD2 funguje systémový čítač.

Za určitých okolností, napríklad keď sa v oblasti pôsobenia infračervenej LED diódy objaví biologický objekt, aktivuje sa dvojica IR LED dióda a fotoprijímač. Na báze tranzistora VT1 sa objaví riadiaci signál, ktorým sa zapína relé K1. Svietidlo v obvode K1 sa rozsvieti.

Ak sa v oblasti pôsobenia infračerveného senzora nezaznamená žiadny pohyb objektov, po 20 minútach nečinnosti čítač napočíta počet impulzov z blikajúcej LED diódy HL1 postačujúci na vypnutie relé. Svietidlo sa vypne. Čakacia doba (v tomto prípade 20 minút) sa určuje výberom prvkov schémy.

Najjednoduchšia schéma na tranzistoroch a relé

Maximálne zjednodušené riešenie – schéma na vlastnú montáž zariadenia dotykového typu, ktorá je uvedená nižšie.

Schéma zjednodušená na minimum na stavbu dotykového spínača vlastnými rukami. Napriek tomu, pri presnom výbere rádiových súčiastok, je zabezpečená celkom efektívna a spoľahlivá prevádzka zariadenia.

Tu je prípustné použiť prakticky akýkoľvek typ relé. Hlavné kritérium – rozsah pracovných napätí 6-12 voltov a schopnosť spínať záťaž v sieti 220 voltov.

Dotykový prvok sa vyrába vyrezaním z listu fóliovaného getinaxu. Tranzistory je tiež možné použiť akejkoľvek série, s parametrami podobnými uvedeným, napríklad bežné KT315.

V podstate táto jednoduchá schéma predstavuje obyčajný zosilňovač signálu. Pri dotyku povrchu senzora sa na báze tranzistora VT1 objaví potenciál dostatočný na otvorenie prechodu emitor-kolektor.

Následne sa otvorí prechod VT2 a napájacie napätie sa privedie na cievku relé K1. Toto zariadenie sa aktivuje, jeho kontaktná skupina sa zopne, čo vedie k zapnutiu svetelného zariadenia.

Ak nemáte chuť experimentovať a zostavovať zariadenie vlastnoručne, môžete si kúpiť hotový spínač a samostatne ho nainštalovať. Všetky potrebné informácie o výbere a pripojení dotykového spínača sú uvedené tu.

Závery a užitočné video k téme

Tento prehľad umožňuje bližšie sa zoznámiť so spínačmi svetla, ktoré rýchlo získavajú popularitu v spoločnosti.

Dotykové spínače označené produktovou značkou Livolo – čo sú to za konštrukcie a nakoľko sú atraktívne pre konečného používateľa. Video sprievodca spínačmi nového typu pomôže získať odpovede na otázky:

Na záver témy dotykových spínačov treba poznamenať aktívny rozvoj v oblasti vývoja a výroby vypínačov pre domáce a priemyselné použitie.

Vypínače svetla, zdanlivo najjednoduchšie konštrukcie, sú už natoľko dokonalé, že teraz možno ovládať svetlo hlasovou kódovou frázou a zároveň získavať úplné informácie o stave atmosféry v miestnosti.

Máte čo doplniť, alebo máte otázky k zostaveniu dotykového vypínača? Môžete zanechať komentáre k publikácii, zúčastňovať sa diskusií a podeliť sa o vlastné skúsenosti s používaním takýchto zariadení. Kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.