Как собрать сенсорный выключатель своими руками: описание прибора и схема сборки

Простейший ключ

В дальнейшем полевым транзистором мы будет называть конкретно MOSFET,
то есть полевые транзисторы с изолированным
затвором
(они же МОП, они же МДП). Они удобны тем, что управляются
исключительно напряжением: если напряжение на затворе больше
порогового, то транзистор открывается. При этом управляющий ток через
транзистор пока он открыт или закрыт не течёт. Это значительное
преимущество перед биполярными транзисторами, у которых ток течёт всё
время, пока открыт транзистор.

Также в дальнейшем мы будем использовать только n-канальные MOSFET
(даже для двухтактных схем). Это связано с тем, что n-канальные
транзисторы дешевле и имеют лучшие характеристики.

Простейшая схема ключа на MOSFET приведена ниже.

Опять же, нагрузка подключена «сверху», к стоку. Если подключить её
«снизу», то схема не будет работать. Дело в том, что транзистор
открывается, если напряжение между затвором и истоком превышает
пороговое. При подключении «снизу» нагрузка будет давать
дополнительное падение напряжения, и транзистор может не открыться или
открыться не полностью.

Несмотря на то, что MOSFET управляется только напряжением и ток через
затвор
не идёт, затвор образует с подложкой паразитный
конденсатор. Когда транзистор открывается или закрывается, этот
конденсатор заряжается или разряжается через вход ключевой схемы. И
если этот вход подключен к push-pull выходу микросхемы, через неё
потечёт довольно большой ток, который может вывести её из строя.

При управлении типа push-pull схема разряда конденсатора образует,
фактически, RC-цепочку, в которой максимальный ток разряда будет равен

где \(V\) — напряжение, которым управляется транзистор.

Таким образом, достаточно будет поставить резистор на 100 Ом, чтобы
ограничить ток заряда — разряда до 10 мА. Но чем больше сопротивление
резистора, тем медленнее он будет открываться и закрываться, так как
постоянная времени \(\tau = RC\) увеличится

Это важно, если транзистор
часто переключается. Например, в ШИМ-регуляторе

Основные параметры, на которые следует обращать внимание — это
пороговое напряжение \(V_{th}\), максимальный ток через сток \(I_D\) и
сопротивление сток — исток \(R_{DS}\) у открытого транзистора. Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов

Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов.

Модель \(V_{th}\) \(\max\ I_D\) \(\max\ R_{DS}\)
2N7000 3 В 200 мА 5 Ом
IRFZ44N 4 В 35 А 0,0175 Ом
IRF630 4 В 9 А 0,4 Ом
IRL2505 2 В 74 А 0,008 Ом

Для \(V_{th}\) приведены максимальные значения. Дело в том, что у разных
транзисторов даже из одной партии этот параметр может сильно
отличаться. Но если максимальное значение равно, скажем, 3 В, то этот
транзистор гарантированно можно использовать в цифровых схемах с
напряжением питания 3,3 В или 5 В.

Сопротивление сток — исток у приведённых моделей транзисторов
достаточно маленькое, но следует помнить, что при больших напряжениях
управляемой нагрузки даже оно может привести к выделению значительной
мощности в виде тепла.

Взаимосвязь механизмов

Чтобы правильно подключить сенсорный выключатель, нужно знать, за что отвечает каждый узел. Классический прибор функционирует по следующей схеме:

  • На чувствительном элементе формируется слабый сигнал, который поступает на вход установленной микросхемы. В этом месте поступающая информационная волна усиливается до нужной величины, после чего через транзистор подается на управляющий электрод симистора. Все манипуляции выполняются за доли секунд.
  • Время открывания выходного элемента управления регулируется в зависимости от длительности включения транзистора.
  • Если пользователь длительное время удерживает пальцы на включателе, то сила тока в питающей цепи будет стремительно возрастать. В такой ситуации освещенность в помещении тоже будет усиливаться.
  • Чтобы выключить свет, пальцы нужно держать на сенсоре и после достижения максимума яркости светового потока.

Если новичок хочет разобраться в том, как работает сенсор, тогда ему нужно детально изучить классическую схему агрегата. Для самостоятельного изготовления чувствительной площадки можно использовать обычную медную фольгу.

Виды выключателей

Вне зависимости от типа установки выключателя, они могут делиться на две крупных категории – закрытые и наружные. По сути то на рынке других вариантов и нету.

Конечно, есть сенсорные выключатели, так званые умные, но встречаются они очень редко, поскольку ценник на них очень высокий, а на практике толку от этого не шибко много. Чаще приходится выбирать количество клавиш на выключателе – самые популярные в этом плане варианты с одной клавишей и двумя.

Для закрытых выключателей характерно закрытое расположение проводки внутри стенки, в то время как открытые присоединяются к наружной проводке, что в свою очередь встречается гораздо реже.

  • Какой кабель выбрать для подключения розеток: расчет сечения, особенности укладки и советы по выбору производителя. 145 фото розеток и варианты их подключения

  • Конструкция перекрестного выключателя: особенности применения и советы как выбрать перекрестный выключатель. 150 фото идей использования

  • Как подключить трехклавишный выключатель — схема подключения и советы по выбору выключателя. 125 фото и видео инструкция подсоединения выключателя своими руками

ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО состояния транзистора

В работе транзистора есть две основные области, которые мы можем рассматривать как состояния ВКЛ

иВЫКЛ . Это состояния насыщения и обрезания. Давайте посмотрим на поведение транзистора в этих двух состояниях.

Работа в состоянии отключения

На следующем рисунке показан транзистор в отсечной области.

Когда база транзистора имеет отрицательное значение, транзистор переходит в отключенное состояние. Коллектор тока отсутствует. Следовательно, я C = 0.

Напряжение V CC, приложенное к коллектору, появляется на коллекторе резистора R C. Следовательно,

V CE = V CC

Операция в области насыщения

На следующем рисунке показан транзистор в области насыщения.

Когда базовое напряжение положительное и транзистор переходит в насыщение, I C протекает через R C.

Тогда V CC падает через R C. Выход будет нулевым.

IC=IC(sat)= fracVCCRCиVCE=0

На самом деле, это идеальное состояние. Практически течет некоторая утечка тока. Следовательно, мы можем понять, что транзистор работает в качестве переключателя при включении в области насыщения и отсечки областей путем приложения к базе положительных и отрицательных напряжений.

Следующий рисунок дает лучшее объяснение.

Обратите внимание на линию нагрузки постоянного тока, которая соединяет I C и V CC. Если транзистор приводится в состояние насыщения, I C течет полностью и V CE = 0, что обозначено точкой A

Если транзистор вводится в отсечку, I C будет нулевым, а V CE = V CC, который обозначен точкой B. Линия, соединяющая точку насыщения A и отсеченную B, называется линией нагрузки

. Поскольку приложенное напряжение является постоянным, оно называетсялинией нагрузки постоянного тока .

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

Самый простой вариант — Реле

Электромагнитное
реле — самый простой вариант управления
микроконтроллером нагрузкой 220В. По
сути это обычный электромагнит. При
подаче постоянного тока на катушку
возникает магнитное поле, сердечник
втягивается и замыкает выводы

Для
управления самим реле
применимы те же
методы, описанные в статье «Как
управлять мотором постоянного тока».
Важно обращать внимание на ток удержания
реле и максимальный ток и коммутируемое
напряжение. Как правило, ток удержания
довольно высокий, около 100 мА, а напряжение
5 или 12В. Поэтому управлять напрямую от
микроконтроллера не получится

Нужен
будет транзистор

Поэтому управлять напрямую от
микроконтроллера не получится. Нужен
будет транзистор.

Примерная
схема подключения реле с использованием
MOSFET транзистора. Как видно на схеме,
обязательно наличие диода. Дополнительно
можно ограничить потребляемый ток самим
реле, включив его последовательно через
резистор. Обычно ток удержания сильно
меньше стартового тока при включении
реле. Также можно добавить конденсатор,
чтобы он давал стартовый ток. Примерно
так можно будет выглядеть полная схема:

Основным
минусом схемы с реле является наличие
механической части в реле. Именно эта
часть ограничивает частоту переключений
реле и позволяет использовать реле с
частотой 0.5 Гц или меньше. Таким образом
управлять реле нагрузкой можно только
в режиме включил-выключил, без возможности
регулирования мощности подаваемой на
нагрузку.

Настройка

Регулировка изделия производится двумя переменными резисторами. Цель — добиться такого уровня чувствительности, что выключатель не срабатывал на громкую музыку, голос или посторонний шум. При установке микрофон должен быть направлен в сторону, откуда идёт звук хлопка.

Почему хлопок в ладоши используется, как сигнал? При ударе ладонями образуется звуковая волна большой амплитуды, хорошо улавливаемая микрофоном. Из-за высокой амплитуды управляющего сигнала вероятность несанкционированного срабатывания исключается. При использовании в схеме микроконтроллера можно заменить управляющую светом команду с хлопка на любой звук или слово. Все нюансы установки хлопкового выключателя вы найдете в отдельном материале.

Вид готового изделия показан на картинке 1.

Применение определённого слова, как команды, вызывает трудности, так как его приходится произносить с определённой интонацией для получения нужной амплитуды.

В любом доме или квартире есть приборы, которые отвечают за освещение — это выключатели. Простые — это клавишные, а те, что посложнее могут быть разными — сенсорные, с подсветкой, светодиодные, проходные, инфракрасные. Обо всех этих видах, а также о том, как они ремонтируются в случае поломки, устанавливаются или меняются, вы можете узнать в отдельных статьях на нашем сайте.

С полученными знаниями вы сможете изготовить этот прибор, который пригодится в хозяйстве.

Критерии выбора

Перед тем, как обзавестись подобным прибором, нужно определить, для каких целей он нужен. На лестничной клетке, во дворе и подъезде можно поставить самый обычный акустический датчик, реагирующий на любой шум из окружающего пространства. Этот вариант позволит человеку, поднимающемуся по лестнице или преодолевающему затемненную зону дойти до места назначения, не опасаясь отключения света. Если ставить реле, которое отключается через определенный промежуток времени, пожилой или медленно идущий человек окажется в темноте. Задержку отключения можно отрегулировать, если она предусмотрена производителем, или внести конструктивные изменения в уже купленный прибор.

Есть и другие требования к устройствам определенного типа:

  • уличный датчик непременно должен быть надежно укреплен и оснащен защитой от природных воздействий (это особенно актуально в регионах с проблемным климатом;
  • если цель покупки – экономия освещения, лучше приобрести модель, оснащенную фотореле
  • принцип работы диммерного акустического выключателя пригодится на приусадебном участке, на даче – освещение выключится, как только внешнее пространство перестанет нуждаться в дополнительном свете, но он же пригодится и там, где люди покидают помещение на короткое время и снова возвращаются (на кухне, в производственном цеху;
  • радиус действия имеет значение, если планируется контролировать большое пространство, для условий квартиры достаточно минимальных показателей.

Иногда в обзорах подобной продукции можно встретить настоятельные уверения о необходимости приобретения датчиков от брендового производителя, с проверенной репутацией и высокой стоимостью. В домашних условиях можно прекрасно использовать самодельные датчики, собранные самостоятельно. Если нет никаких знаний по этому вопросу, можно просто купить надежное устройство отечественного производства.

Варианты исполнения и особенности

  • Стандартное изделие. Подключается в простую схему электрической цепи параллельно с выключателем света прибора и настраивается на нужный звуковой диапазон.
  • Сочетание с таймером. Электричество поступает в цепь на определённый промежуток времени после получения команды.
  • С интеллектуальной составляющей. Изделие сложной конструкции, способно различать поступающие сигналы и активировать определённый прибор.
  • Для слаботочных систем. Применяется в сигнализациях, для активации камер, микрофонов, выдачи информации на пульты охраны.

Необходимо продумать место установки заранее. При использовании механического переключателя наша самоделка не участвует в работе.

Коммутация нагрузки

Простыми схемами на транзисторных ключах можно производить коммутацию токов в интервале 0,15. 14 А, напряжений 50. 500 В. Все зависит от конкретного типа транзистора. Ключ может производить коммутацию нагрузки 5-7 кВт при помощи управляющего сигнала, мощность которого не превышает сотни милливатт.

Можно применять вместо транзисторных ключей простые электромагнитные реле. У них имеется достоинство – при работе не происходит нагрев. Но вот частота циклов включения и отключения ограничена, поэтому использовать в инверторах или импульсных блоках питания для создания синусоиды их нельзя. Но в общем принцип действия ключа на полупроводниковом транзисторе и электромагнитного реле одинаков.

Функциональные возможности

Настройка сенсорного выключателя выгодно отличается тем, что в устройство добавлена еще одна полезная функция – встроенный таймер. За счет этого пользователи могут управлять коммутатором программно. Например, самостоятельно устанавливать время включения и отключения. При желании можно также дополнить устройство акустическим датчиком. В этом случае агрегат будет функционировать как своеобразный контроллер шума и движения. Пользователю нужно только подать голос или хлопнуть громко ладонями, и свет в помещении загорится. Если нужно регулировать яркость, тогда следует дополнительно установить димер. За счет этого можно будет контролировать интенсивность светового потока. Изучив базовую схему, можно разобраться с тем, как сделать сенсорный выключатель без лишних финансовых вложений.

Взаимосвязь механизмов

Чтобы правильно подключить сенсорный выключатель, нужно знать, за что отвечает каждый узел. Классический прибор функционирует по следующей схеме:

  • На чувствительном элементе формируется слабый сигнал, который поступает на вход установленной микросхемы. В этом месте поступающая информационная волна усиливается до нужной величины, после чего через транзистор подается на управляющий электрод симистора. Все манипуляции выполняются за доли секунд.
  • Время открывания выходного элемента управления регулируется в зависимости от длительности включения транзистора.
  • Если пользователь длительное время удерживает пальцы на включателе, то сила тока в питающей цепи будет стремительно возрастать. В такой ситуации освещенность в помещении тоже будет усиливаться.
  • Чтобы выключить свет, пальцы нужно держать на сенсоре и после достижения максимума яркости светового потока.

Если новичок хочет разобраться в том, как работает сенсор, тогда ему нужно детально изучить классическую схему агрегата. Для самостоятельного изготовления чувствительной площадки можно использовать обычную медную фольгу.

Маркировка

Обязательно требуется рассмотреть перед покупкой особенности применения, установки, схемы подключения сенсорных выключателей. Livolo – один из самых известных производителей представленного оборудования. Эта компания выпускает сенсорные датчики самых разных типов. Чтобы понять, какими качествами обладает выключатель, нужно рассмотреть его маркировку.

В ходе изучения схемы сенсорного выключателя Livolo и других производителей следует рассмотреть на примере модели VL C702R представленной фирмы расшифровку обозначения.

Первые две буквы маркировки, VL, – это название китайского бренда Livolo. Дальше следует буква С7, но может быть и С6, С8. Это модификация устройства. Дальше можно увидеть цифры 01, 02 или 03. Это количество групп освещения, которые можно подключить к этому прибору. Если сравнивать с механическим выключателем, это могли быть приборы с одной, двумя или тремя клавишами.

В маркировке последние буквы обозначают дополнительные функции прибора. Так, буква R горит о том, что датчик управляется при помощи радиосигнала. Буква D в маркировке говорит о наличии функции диммера, есть регулировка яркости, а буква S – это проходной выключатель. Наличие в маркировке буквы Т говорит о том, что производитель предусмотрел в модели наличие таймера.

Схемы сборки

Все хлопковые или акустические автоматы объединяет наличие в схеме микрофона, который нужен для регистрации звука. Также в конструкции предусмотрен усилитель, триггер или реле времени, для управления силовым переключателем.

В данной схеме, работающей от сети 220в, сигнал с электретного микрофона поступает на транзистор VT1 для усиления, далее на узел согласования сопротивления и эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. А затем на компаратор и триггер, собранные на цифровой микросхеме К561ТМ2.

Компаратор необходим для защиты выключателя от акустических помех, он отсекает слишком короткие или продолжительные звуки. Сигнал, который прошел через фильтр, меняет состояние триггера (на включено или выключено), а тот в свою очередь через силовой транзистор, реле и тиристор управляет нагрузкой. В качестве нее может выступать любая лампа, например — накаливания.

Вот похожая по назначению схема сборки самодельного хлопкового выключателя — на интегральном таймере.

Для удобства изучения схемы мы выделили на ней основные узлы: усилитель микрофона на транзисторе КТ3102, компаратор на микросхеме ne555, триггер ТМ561 и транзистор КТ3102, который управляет силовым реле.

Не менее интересным будет самостоятельная сборка акустического реле на микроконтроллере Ардуино и готовых модулях к нему, что существенно упростит понимание принципов работы начинающими и позволит точно настроить некоторые параметры работы.

Чтобы сделать хлопковый автомат своими руками, необходимо подготовить три платы:

Arduino Nano;
звуковой модуль;
модуль силового реле (обратите внимание, чтобы он был на 5 вольт).

Также необходим компьютер для загрузки прошивки, USB-шнур, блок питания на 5 Вольт (подойдет любая зарядка для телефона). На ПК нужно установить программу Arduino IDE, для прошивки микроконтроллера. Скачать ее можно бесплатно с официального сайта разработчика платы.

Скопировав текст скетча (программы) и вставив его в окно Arduino IDE, можно сразу же прошить контролер. Изменяя некоторые параметры и перезаписывая устройство, можно тонко настроить самодельное звуковое реле под себя для стабильной работы. Как видим из схемы, на к контролеру подключено четыре провода: два на питание. Желтый провод, подключенный к контакту 13, предназначен для управления силовым реле. Зеленым отмечен провод управления от модуля микрофона, подключенный к аналоговому входу А0 контроллера.

Микросхема содержит в себе 8 аналоговых входов и 14 цифровых контактов вход/выход. Для нашего проекта мы взяли А0 и D13, так как вместе с ним загорается светодиод на плате Ардуино, и вы сможете наглядно увидеть, когда на релейный модуль подается сигнал.

Скетч Ардуино для изготовления звукового реле: Скетч

Изменяя значение x в строке if(analogRead(Al)>x), мы устанавливаем порог чувствительности, максимальное значение которого — 1024. Внося изменения в строку delay, изменяется промежуток задержки после исполнения скетча. Тем самым устанавливается время готовности к переключению. В дополнение с этим регулируется защитный порог от помех и ложных срабатываний. Кроме того, чувствительность микрофона можно подкорректировать переменным резистором на плате с помощью маленькой отвертки.

Для проверки и настройки схемы, нами была взята плата Ардуино UNO, основанная на базе микроконтроллера ATmega238. При этом подходят и любые другие модели, так как мы не задействуем много пинов платы, а скетч не требует высокой производительности.

На видео ниже наглядно показывается самодельный хлопковый выключатель, который мы собрали по предоставленной схеме:

Коммутация нагрузки

Простыми схемами на транзисторных ключах можно производить коммутацию токов в интервале 0,15… 14 А, напряжений 50… 500 В. Все зависит от конкретного типа транзистора. Ключ может производить коммутацию нагрузки 5-7 кВт при помощи управляющего сигнала, мощность которого не превышает сотни милливатт.

Можно применять вместо транзисторных ключей простые электромагнитные реле. У них имеется достоинство – при работе не происходит нагрев. Но вот частота циклов включения и отключения ограничена, поэтому использовать в инверторах или импульсных блоках питания для создания синусоиды их нельзя. Но в общем принцип действия ключа на полупроводниковом транзисторе и электромагнитного реле одинаков.

Фазовый метод

Для решения задачи фазового управления
нагрузкой микроконтроллеру необходимо
знать когда был совершён переход через
ноль. Тогда можно будет рассчитать время
задержки включения нагрузки.

Самый простой метод получения события
перехода через ноль в сети переменного
тока подробно описан в appnote AN521
от компании Microchip. Практически каждый
микроконтроллер имеет высоковольтные
защитные диоды на каждом цифровом входе.
Это можно использовать, чтобы получить
информацию о переходе через ноль.
Достаточно на входе поставить высокоомный
резистор, ограничивающий ток на выводе
МК, до значений указанных в datasheet на МК.
В этом случае вывод в обычном цифровом
режиме будет принимать значение 0 в
момент перехода через ноль. Временная
задержка от реального состояния до
реального будет минимальна и составляет
около 50 мкс.

Минусом такой схемы является отсутствие
гальванической развязки схемы управления
от сети 220В. Если это необходимо, то можно
использовать оптопару.

Ну а далее, уже можно управлять мощным
симистором как было описано ранее,
только если делать это через оптосимистр,
то без схемы перехода через ноль.

В этой статье разобраны основные
методы управления мощной нагрузкой
сети переменного тока 220В с помощью
симисторов. После прочтения теоретической
части перейдём к практике. Паяльная
станция — прибор, в котором
микроконтроллер управляет мощным
паяльным феном работающим от сети 220В.

Особенности конструкции и принцип работы

выключатель Сенсорный срабатывает даже при слабом кнопке к прикосновении. Состоит из трех основных элементов:

  1. управления Блок. Система обрабатывает внешний сигнал и его передает нужным деталям.
  2. Устройство коммутации. нагрузку Дает электрической сети, смыкающей и размыкающей меняющей и цепь силу тока на светильник.
  3. Сенсорная (панель) управляющая. Предназначена для восприятия касаний сигналов или с пульта дистанционного управления. В современных сенсору к устройствах можно не прикасаться, достаточно провести рукой рядом.

Стандартные модели выключателей наделены возможностями следующими:

  1. Включают/выключают свет, регулируют Контролируют.
  2. яркость работу отопительной техники и сообщают об температуры изменениях.
  3. Открывают/закрывают жалюзи.
  4. Включают/бытовую выключают технику, подсоединенную к выключателю.

Из дополнительных очень функций полезен датчик движения.

Выбор сенсорного выключателя света

Перед тем, как приобретать устройство, необходимо определиться с его функциональностью. Для этого необходимо учитывать следующие критерии:

  1. Мощность подключаемого оборудования и схема его подключения.
  2. Исполнение, соответствующее типу проводки.
  3. Условия эксплуатации (если планируется установка в ванной комнате, то подбирается устройство с влагозащитой).
  4. Возможность дистанционного управления (пульт или смартфон).
  5. 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.

ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО состояния транзистора

В работе транзистора есть две основные области, которые мы можем рассматривать как состояния ВКЛ

иВЫКЛ . Это состояния насыщения и обрезания. Давайте посмотрим на поведение транзистора в этих двух состояниях.

Работа в состоянии отключения

На следующем рисунке показан транзистор в отсечной области.

Когда база транзистора имеет отрицательное значение, транзистор переходит в отключенное состояние. Коллектор тока отсутствует. Следовательно, я C = 0.

Напряжение V CC, приложенное к коллектору, появляется на коллекторе резистора R C. Следовательно,

V CE = V CC

Операция в области насыщения

На следующем рисунке показан транзистор в области насыщения.

Когда базовое напряжение положительное и транзистор переходит в насыщение, I C протекает через R C.

Тогда V CC падает через R C. Выход будет нулевым.

IC=IC(sat)= fracVCCRCиVCE=0

На самом деле, это идеальное состояние. Практически течет некоторая утечка тока. Следовательно, мы можем понять, что транзистор работает в качестве переключателя при включении в области насыщения и отсечки областей путем приложения к базе положительных и отрицательных напряжений.

Следующий рисунок дает лучшее объяснение.

Обратите внимание на линию нагрузки постоянного тока, которая соединяет I C и V CC. Если транзистор приводится в состояние насыщения, I C течет полностью и V CE = 0, что обозначено точкой A

Если транзистор вводится в отсечку, I C будет нулевым, а V CE = V CC, который обозначен точкой B. Линия, соединяющая точку насыщения A и отсеченную B, называется линией нагрузки

. Поскольку приложенное напряжение является постоянным, оно называетсялинией нагрузки постоянного тока .

Сенсорный выключатель 220В управляет светодиодной лампой

Если планируется управлять только энергосберегающей или светодиодной лампой мощностью не более 15…20 Вт или лампой накаливания мощностью не более 60…75 Вт, можно вообще исключить тринистор, а транзистор VT4 13001 заменить более мощным 13003. При этом теплоотвод не потребуется. Но превышать указанные выше значения мощности нельзя.

Во время экспериментов транзистор 13003 мгновенно сгорел от пускового тока лампы накаливания мощностью 150 Вт (около 10 А). Такой же транзистор сгорел при включении энергосберегающей лампы мощностью 30 Вт. Выключатель с вариантом силовой части, изображённый на рис. 2, благодаря применению чувствительного симистора ВТ 134-600 имеет наименьшее число деталей и небольшие габариты. В нём могут быть применены и другие симисторы с малым током открывания, например, ВТ 136-600, ВТА06-600, ВТА10-600 и другие.

Если использовать симистор КУ208Г, то желательно выбрать его экземпляр с наименьшим током открывания. При токе открывания более 5… 10 мА придется уменьшать сопротивление резистора R5 в цепи управляющего электрода симистора. А если напряжение питания микросхемы DD1 при открытом симисторе будет падать ниже 3 В, следует увеличить ёмкость конденсатора С5. При этом нельзя забывать и о коэффициенте передачи тока базы транзистора VT2, управляющего симистором. Он не должен быть меньше 150…200.

Диод КД105Б может быть заменён таким же, но с другим буквенным индексом или любым выпрямительным диодом с допустимым обратным напряжением не менее 400 В и допустимым выпрямленным током не менее 0,1 А. О замене диодов КД522Б и стабилитрона Д814Б было сказано выше. Этот вариант силовой части выключателя наиболее подходит для управления мощной нагрузкой. Поэтому убедитесь, что применяемый симистор рассчитан на потребляемый нагрузкой ток, и при необходимости установите его на теплоотвод с достаточной площадью поверхности рассеивания.

Если планируется использовать выключатель для управления обычной лампой накаливания, лучше собрать его силовую часть на микросхеме фазового регулятора К1182ПМ1. Она специально предназначена для плавного включения и выключения ламп накаливания, а также регулировки их яркости. Плавное включение продлит жизнь лампе, а плавное выключение добавит комфорта при пользовании светильником.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Семинар по технике
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: