Сенсорный выключатель простой схем

Сенсорный выключатель

В.Б. Ловчук, г.Самбор, Львовская обл.

Различные устройства включения и выключения потребителей тока, регуляторы яркости свечения лампы накаливания и другие не только создают определенные удобства при эксплуатации электроприборов, но и позволяют экономить электроэнергию. Предлагаемая схема сенсорного устройства найдет применение в различных электроприборах для быстрого прерывания тока в целях нагрузки. Описанное ниже устройство позволяет включать и выключать приборы мощностью до 100 Вт в сеть напряжения 220 В практически мгновенно, легким прикосновением пальцев руки к сенсорному контакту.

Принципиальная схема сенсорного выключателя для настольного светильника показана на рис.1. Она состоит из усилителя тока на транзисторах VT1 и VT2 и фильтра на элементах R3 и С1, который сводит до минимума сигнал помехи в момент прикосновения к сенсорному контакту Е1. Основой схемы является RS-триггер на двух логических элементах DD1.3 и 001.4. Как известно, установка триггера в нужное состояние осуществляется подачей напряжения низкого уровня на один из входов (на другом входе в это время должно быть напряжение высокого уровня). Чтобы подавать напряжение низкого уровня поочередно на вывод 1 либо вывод 6 триггера, введены две RC-цепочки: R5C2 и R6C3 с разными постоянными времени. Триггер управляет транзистором VT3 и тринистором VS1, который включает или выключает лампочку HL1. Низковольтная часть схемы питается от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD7. Конденсатор С4 сглаживает до минимума пульсации питающего напряжения.

Устройство сенсорного выключателя имеет следующие характеристики: Время включения, не более 1,5 с

Время выключения, не более 0,2 с

нагрузки 40-100 Вт

Потребляемый ток в ждущем режиме, не более 2 мА.

Работа схемы. После подачи питающего напряжения триггер установится в такое состояние, когда на его выходе (на выходе элемента DD1.4) низкий уровень. В этом состоянии триггер может находиться

неограниченно долго, поэтому тринистор V51 закрыт и лампа НИ не светится. В исходном состоянии на выходе логического элемента DD1.2 устанавливается напряжение высокого уровня, поэтому конденсаторы С2 и СЗ разряжены, диоды VD2 и VD3 закрыты.

В момент прикосновения пальцев руки к сенсорному контакту Е1 транзистор VT1 открывает транзистор VT2, который соединяет входы 8 и 9 элемента DD1.1 с шиной минус источника питания. На выходе элемента DD1.2 устанавливается напряжение низкого уровня, и конденсатор С2 через резистор R5 моментально заряжается. Протекание тока через диод VD2 не приводит к переключению триггера, так как на входе элемента DD1.4 присутствует напряжение высокого уровня. Конденсатор С3 заряжается через резистор R6 с постоянной времени t=C3R6. Диод VP3 открывается, и на входе элемента DD1.4 устанавливается напряжение низкого уровня. Триггер переключается в другое устойчивое состояние, когда на его выходе устанавливается напряжение высокого уровня. Транзистор VT3 открывает тринистор VS1, через который протекает ток в каждый положительный полупериод сетевого напряжения, поэтому лампа включается и светится неполным накалом. В момент отпускания сенсора Е1 на выходе элемента DD1.2 появляется напряжение высокого уровня и конденсаторы С2, СЗ быстро разряжаются.

Радиосхемы Схемы электрические принципиальные

Мы в социальных сетях

Главное меню

• Главная
• Начинающим
• Аудиотехника
• Электроника в быту
• Антенны и радиоприемники
• Источники питания
• Шпионские штучки
• Световые устройства
• Приборы и измерения
• Светодиод и его применение
• Авто-Мото- Вело электроника
• Музыкальные центры, магнитолы
• DVD и домашние кинотеатры
• Автомагнитолы и прочий автозвук
• Блоки питания и инверторы ЖК телевизоров
• Схемы мониторов
• Схемы телевизоров LCD
• Схемы телевизоров LED
• Схемы усилителей и ресиверов
• Схемы спутниковых ресиверов
• Инверторы сварочные
• Справочные материалы
• Сварка и сварочное оборудование
• Отечественная техника 20 века
• Программаторы
• Устройства на микроконтроллерах
• Для компьютера
• Телефония
• Медицина и здоровье
• Радиоуправление
• Бытовая автоматика
• Бытовая техника
• Оргтехника
• Ноутбуки
• Ардуино

Реклама на сайте

Конструкции с сенсорным управлением

Начинающему радиолюбителю

Е. МУХУТДИНОВ, с. Новый Тихонов Волгоградской обл.
Радио, 2002 год, № 5

У радиолюбителей популярны конструкции с сенсорным управлением, позволяющие касанием пальцем металлической пластины включать или выключать те или иные нагрузки. Сегодня мы познакомим Вас с двумя такими устройствами.

СЕНСОРНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

О сенсорном выключателе на микросхемах КМОП рассказывалось в статье М. Куцева «Сенсорный выключатель» в «Радио», 1999, ╧ 7, с. 50. Аналогичное устройство нетрудно выполнить и на микросхемах ТТЛ (рис. 1). Им можно включить или выключить лампу накаливания. Конечно, эта конструкция ≈ всего лишь демонстрационное пособие, хотя она пригодна для использования, скажем, при аварийном освещении жилого помещения или освещении «подсобки».

При касании пальцем сенсорной пластины Е1 сигнал наводок тела человека усиливается каскадом на составном транзисторе VT1VT2. На резисторе нагрузки R1 формируется импульс низкого уровня, который запускает ждущий мультивибратор, выполненный на элементах DD1.1 и DD1.2. Мультивибратор формирует импульс низкого уровня, длительность которого зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R2. При указанных на схеме номиналах этих деталей длительность импульса составляет примерно 0,5 с.

С выхода мультивибратора импульс поступает на вход С микросхемы DD2 ≈ JK-триггера, работающего в режиме счета входных импульсов. По каждому отрицательному перепаду напряжения триггер изменяет свое состояние на противоположное, т. е. на выводе 8 будет чередоваться высокий уровень с низким. Это приводит к открыванию или закрыванию ключа на транзисторе VT3, а значит, включению либо выключению лампы накаливания HL1 (МНЗ,5-0,26).

Конденсатор С1 ≈ К50-35, С2 ≈ К10-7в либо другой керамический. Ре- зисторы ≈ МЛТ.

При монтаже выводы 2≈5, 9≈11, 13 микросхемы DD2 можно оставить не (подключенными, но для повышения помехозащищенности устройства их лучше объединить и соединить с плюсом питания через резистор сопротивлением около 1 кОм.

Для питания устройства можно использовать сетевой стабилизированный блок питания или батарею гальванических элементов напряжением 4,5 В.

ГЕНЕРАТОР С СЕНСОРНЫМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ

Особенность этой конструкции (рис. 2) — возможность включать и выключать ее одним касанием сенсоров Е1, Е2. Ее можно применить, например, в качестве простейшего охранного устройства. Для этого достаточно сенсорную пластину Е1 соединить отрезком монтажного провода с каким-нибудь металлическим предметом, к примеру, с дверной ручкой. Стоит прикоснуться к ней и динамическая головка ВА1 издаст тревожный сигнал.

В устройстве использована всего одна микросхема КМОП. На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен RS-триггер.

Его состояние изменяют касанием сенсорных пластин. Резисторы R3, R4 защищают входы триггера от статического электричества.

На элементах DD1.3, DD1.4 выполнен генератор 3Ч. Частоту его колебаний изменяют переменным резистором R7. Сигнал с выхода генератора поступает через ограничительный резистор R8 на базу транзистора VT1, на котором собран усилитель мощности. Нагрузкой усилителя служит динамическая головка ВА1, резистор R9 ограничивает ток через транзистор.

Когда триггер находится в нулевом состоянии, т. е. на выводе 3 элемента DD1.1 присутствует низкий уровень, генератор не работает. Стоит теперь коснуться сенсорной пластины (или ручки двери) Е1, как триггер под действием электрических наводок перейдет в другое состояние. Сигнал высокого уровня поступит на входной вывод 9 элемента DD1.3. Генератор включится, динамическая головка издаст звук, тональность которого зависит от положения движка переменного резистора.

Выключают генератор касанием сенсорной пластины Е2.

В устройстве допустимо использовать любой транзистор серии КТ315, переменный резистор ≈ СПЗ-46, остальные ≈ МЛТ. Конденсаторы ≈ К10-7в, динамическая головка ≈ 0,5ГДШ-2 со звуковой катушкой сопротивлением 8 Ом. Вместо головки можно применить капсюль типа ДЭМШ с обмоткой сопротивлением 180 Ом. Резистор R9 в этом случае исключают.

Питается устройство от стабилизированного источника, аккумуляторной батареи или батареи гальванических элементов. В дежурном режиме потребляемый ток не превышает нескольких микроампер, а в рабочем ток достигает 50 мА.

Если при соединении сенсорной пластины Е1 с металлической дверной ручкой, которая вместе с соединительным проводом является источником электрических наводок, будет наблюдаться ложное срабатывание устройства либо генератор не будет выключаться при касании пластины Е2, необходимо уменьшить чувствительность по цепи сенсора Е1. Для этого достаточно установить резистор R1 меньшего сопротивления или включить вместо него переменный сопротивлением 4,7 МОм (например, СПЗ-9б, перемещением движка которого нетрудно подобрать нужную чувствительность автомата.

Сенсорный выключатель

Очередная статья из серии » Осторожно: Кашкаров! «

На этот раз автор решил разобраться в работе триггера на ИМС К561ТМ2, создав на нем сенсорный выключатель, и как всегда, ему это не удается. Но он утверждает обратное. Ну что-ж, поможем Кашкарову найти грубейшие ошибки в схеме.

Ну и попытайтесь исправить схему до работоспособного состояния.

Итак, сама статья:

Сенсорный выключатель

Среди сенсорных электронных устройств особое место занимают узлы, питающиеся непосредственно от осветительной сети переменного тока 220 В. Такие устройства содержат минимум деталей, легко повторяемы, не требуют дополнительного источника питания, но, несмотря на свою схемную простоту, не менее эффективны, чувствительны и надежны (не допускают ложных срабатываний), чем их более сложные собратья.
То, что электронное устройство (а тем более сенсорное, где управляющий импульс образуется от наводок переменного напряжения в теле человека) не имеет развязки от сети, теоретически может пугать радиолюбителя из-за кажущейся опасности попадания переменного напряжения сети на тело человека через сенсорный контакт. Эти опасения несостоятельны. Опасности поражения электрическим током от устройства нет, и элементы схемы заземлять не надо. Независимо от фазировки подключения в осветительную сеть (один из проводов сети обычно имеет потенциал земли) устройство абсолютно безопасно. Единственное ограничение: монтаж и проверку устройства надо выполнять при отключенном напряжении, а при подключении устройства к сети нельзя касаться руками и неизолированным инструментом деталей и элементов, имеющих сетевой потенциал. Рассмот-рим схему, приведенную на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Электрическая схема сенсора с задержкой выключения

Принцип работы устройства не отличается от принципа работы любых электронных узлов, в основе которых имеется триггер (устройство с двумя устойчивыми состояниями). Устройство включит лампу накаливания EL1 от любого прикосновения к контакту Е1 и оставит ее во включенном состоянии до тех пор, пока на сенсор Е1 не будет оказано повторного воздействия. При повторном касании сенсора устройство переключится в другое устойчивое состояние, и лампа накаливания EL1 окажется выключенной. Время нахождения триггера в каждом из двух устойчивых состояний не ограничено, пока на устройство подается питание. Узел триггера собран по классической схеме на логической микросхеме DD1 К561ТМ2. В схеме задействован только один элемент этой микросхемы. С выхода микросхемы DD1 управляющий сигнал поступает на усилитель тока на транзисторе VT2. В эмиттерной цепи транзистора VT2 включен управляющий электрод тринистора VS1. При напряжении на нем более 3 В тринистор открывается и включает лампу накаливания EL1.

Полевой транзистор VT1 имеет большое (в несколько десятков МОм) сопротивление перехода сток-исток-затвор, что препятствует попаданию сетевого напряжения на сенсорный контакт, а резисторы R1 и R2 общим сопротивлением 10 МОм ограничивают ток настолько, что потенциал электрической сети на сенсоре Е1 практически не заметен.

Сенсор Е1 представляет собой пластину из тонкой жести величиной с пятирублевую монету, ее можно взять, например, из декоративного внешнего оформления решеток акустических систем С-30 или аналогичных.
При касании сенсора наведенный на нем переменный электрический потенциал поступает на затвор полевого транзистора VT1 и приводит к его открыванию. Вход С (вывод 3 DD1) шунтирует резистор R3. Триггер перебрасывается при каждом положительном импульсе на входе С. Вследствие этого уровень потенциала на выходе элемента микросхемы DD1 В тот момент, когда на выводе 1 микросхемы DD1 присутствует низкий уровень напряжения, транзистор VT2 закрыт и нагрузка обесточена. При высоком логическом уровне на выходе DD1 роанзистор и тринистор находятся в открытом состоянии, и на нагрузку (EL1) поступает напряжение питания.

Мерцания лампы в данной схеме практически незаметно, так как выпрямление напряжения осуществляется четырьмя диодами, включенными по мостовой схеме.
Транзистор VT1 можно заменить КП501 с любым буквенным индексом, КП7131А9 или микросборками КР1014КТ1, 2VN2120, ZN2120, содержащими аналогичные транзисторы.
Лампа накаливания EL1 рассчитана на напряжение 220-235 В и имеет мощность 7-60 Вт.
Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,5, MF-50, P1-4, Cl-4, С2-26, С2-33 или аналогичные. Оксидный конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Его тип — К50-24, К50-29 или аналогичный. Указанный в схеме стабилитрон VD1 заменяется на стабилитрон КС175А, Д808, Д814А или аналогичные с напряжением стабилизации 6-12 В. Выпрямительные диоды VD2-VD5 заменяются на диоды КД226В, КД258Б, Д112-16 и аналогичные по электрическим характеристикам, при этом их обратное напряжение должно быть не менее 300 В. Вместо дискретных диодов можно применить готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, КЦ407А. В качестве транзистора VT2 можно применить КТ940А-КТ940Г, КТ630А-КТ630В, КТ814Б-КТ814Г. Ток управляющего электрода тринистора VS1 должен быть как можно меньше. Кроме указанного в схеме, может применяться три-нистор Т112-16-х или другой с худшими характеристиками, например типа КУ201К-КУ20Ш, КУ202К-КУ202М. .
Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлектрического материала. При монтаже элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (для уменьшения влияния помех). Силовую часть монтируют так, чтобы корпуса тринистора и выпрямительных диодов (в случае применения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами, кроме указанных на схеме.

Спектр применения данного устройства весьма разнообразен и ограничивается только фантазией радиолюбителя. Этот электронный узел может включать и автоматически выключать различные электронные приборы с мощностью до 60 Вт. При мощности нагрузки, превышающей это значение, тринистор VS1 устанавливают на теплоотвод, изолированный от корпуса.

Кашкаров, Электронные схемы для «Умного дома», стр. 29-33

Не забывайте, это нерабочая схема!

Вам предлагается найти причину неработоспособности и устранить.

Сенсорные выключатели

Что такое сенсорные выключатели? Изначально, под понятием сенсорные выключатели, подразумевались выключатели с контактной пластиной, при прикосновении к которой происходило включение-отключение нагрузки. В сенсорных выключателях отсутствуют механические подвижные части.

С появлением новых устройств, понятие о сенсорных выключателях немного изменилось. Теперь под понятие сенсорный выключатель попадают все устройства, для управления которыми не требуется применение какого-либо прямого физического воздействия.

Самыми распространенными сенсорными выключателями можно назвать: ИК-датчики (датчики движения), датчики объема, акустические датчики (реагирующие на звук), сенсорные выключатели в виде обыкновенного выключателя, но без подвижной клавиши.

Конструктивно все датчики устроены примерно одинаково, различие состоит лишь в сенсорах, то есть, датчиках.

Датчики состоят из трех основных частей: сам датчик-сенсор, система обработки сигнала-усилитель, коммутационная силовая часть — релейные контакты. Теперь рассмотрим каждый из этих датчиков более подробно.

ИК — датчики. ИК- Значит ИнфраКрасный. Как же работает этот прибор? Многие знают, что все теплые предметы излучают тепловые лучи. Диапазон этих лучей находится вне видимого для человеческого глаза спектре, чуть ниже (по шкале) чем красный. Отсюда следует и название датчика — инфракрасный.

Вот эти самые лучи и улавливает специальный пиродатчик-приемник ,«PIR» — «passive infrared» — «пассивные инфракрасные»лучи. Для увеличения теплового сигнала от теплых предметов, применяют специальные фокусирующие линзы.

Сенсорные датчики этого типа реагируют не только на тепло человеческого тела, но также и на тепло исходящее от различных механизмов — автомобили, радиаторы отопления и т.д.

Этот вид датчиков можно смело назвать одним из самых распространенных сенсорных датчиков. Каждый наверняка видел сенсорные датчики этого типа. К примеру, сенсорные ИК-датчики применяют в охранно-пожарных системах, различных светильниках со встроенными ИК-датчиками.

В последнее время многие стали применять сенсорные датчики движения и в быту, устанавливая такие датчики вместо обыкновенных выключателей. В итоге, когда человек попадает в зону действия сенсорного выключателя, включается свет, через определенное заданное время, если нет движений в этой зоне, свет выключается.

Также сенсорные датчики этого типа широко применяют и в военной промышленности. Отличным примером применения сенсорных датчиков может служить ракета-перехватчик, где ИК-датчик улавливает тепло от двигателей самолетов, ракет, танков и т.д.

Датчики объема. В отличие от вышеописанного ИК- датчика, этот тип сенсорных выключателей появился на отечественном рынке бытового электрооборудования относительно недавно.

Принцип работы «объемного» сенсорного выключателя можно сравнить с работой милицейского радара. Приемо-передатчик отсылает и принимает сигналы с определенной периодичностью. Картинка, получаемая в результате сканирования помещения, сохраняется в памяти устройства.

В случае попадания постороннего предмета, в данном случае человека, в «поле зрения» сенсорного выключателя, картинка меняется, устройство срабатывает, подключая нагрузку. Описание работы конечно грубое, но зато понятное.

Акустические датчики. Как уже следует из названия, этот вид сенсорных выключателей реагирует на звук. Но это достаточно еще «экзотический» для нашего рынка вид сенсорных выключателей. Чаще всего этот вид датчиков применяют в охранно-пожарной сигнализации. Датчик настраивается на определенную частоту, в частности, в охранной сигнализации, акустические датчики срабатывают на звук, который издает разбитое стекло.

Сенсорный выключатель «Сапфир»

Далее рассмотрим начинающий набирать популярность на нашем рынке бесконтактные сенсорные выключатели. По внешнему виду эти сенсорные выключатели напоминают обыкновенные выключатели с клавишей. Но это только внешне. На самом же деле, все немного сложней.

В данных сенсорных выключателях отсутствует подвижный механизм. Состоят сенсорные выключатели данного типа из трех основных частей: Датчик-антена, усилитель сигнала и коммутационная, силовая часть. Достаточно просто поднести руку на 3-4 см к сенсорному выключателю, как включается свет. Почти мистика.

Принцип работы данного сенсорного выключателя примерно следующий. Есть небольшой сенсорный контакт-антена, который создает вокруг себя небольшое магнитное поле. При приближении к этому самому полю, вы нарушаете его статичность, вызывая тем самым срабатывание устройства.

Применять данный тип выключателей целесообразно в помещениях, где нежелателен прямой контакт, например в помещениях с повышенной влажностью .