Бесконтактный емкостный выключатель схема подключения

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: 1 389)

Источник

Принцип действия. Емкостные выключатели бесконтактные

Емкостные выключатели бесконтактные. Измеряют емкость электрического конденсатора в воздушный диэлектрик которого попадает регистрируемый объект. Используются в качестве бесконтактных («сенсорных») клавиатур и как датчики уровня электропроводных жидкостей.

Стремительное расширение спектра областей применения емкостных бесконтактных выключателей обусловлен разнообразием управляющих объектов, от которых они могут срабатывать. Отличительная черта данных датчиков — их способность обнаруживать как металлы, так диэлектрические предметы. Дерево, бумага, полистирол, стекло, цемент, песок, бетон, нефть, вода, спирт, пищевые продукты — вот незначительный перечь материалов, на которые реагируют емкостные датчики. Способность данных выключателей обнаруживать продукты питания объясняет их возросшую популярность у производителей оборудования для пищевой промышленности.

Активная поверхность емкостного выключателя образуется двумя концентрически расположенными металлическими электродами. Их поверхность А и В (см. структуру) расположены в цепи обратной связи высокочастотного генератора, который настроен таким образом, что он не генерирует при отсутствии объекта детектирования. контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса.
Если объект приближается к активной поверхности датчика, то он попадает в электрическое поле перед поверхностями электродов и способствует повышению емкости связи между пластинами А и В. При этом амплитуда генератора начинает возрастать. Амплитуда колебаний регистрируется оценочной схемой и преобразуется в команду включения

Индуктивные выключатели бесконтактные. Измеряют параметры катушки индуктивности, в поле которой попадает регистрируемый металлический объект. Дальность регистрации типового промышленного датчика — от долей до единиц сантиметров. Характеризуются простотой, дешевизной и высокой стабильностью параметров. Широко применяются в качестве концевых датчиков станков.

Индуктивные бесконтактные выключатели предназначены для контроля положения механизма или отдельных узлов. Они находят широкое применение в станках, кузнечно-прессовом оборудовании, литейных машинах, конвейерах и т.д., во всех отраслях промышленности.

Высокая надежность, независимость срока службы от числа срабатывания, надежная герметизация и возможность применения в неблагоприятных условиях, большое быстродействие, высокая долговечность — все эти преимущества позволяют с успехом заменять контактные путевые переключатели, повышая надежность схем управления различными производственными процессами.

Принцип действия бесконтактного конечного выключателя (ВК) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферро-магнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между датчиком и контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса.

Оптические выключатели бесконтактные. Работают на принципе перекрытия луча света непрозрачным объектом. Дальность типовых промышленных датчиков — от долей до единиц метров. Широко применяются на конвейерных линиях как датчик наличия объекта, используются также для контроля пространственных характеристик предмета (высота, длина, ширина, глубина, диаметр) и подачи сигнала на управляемый механизм при достижении указанного порога. Специфическая разновидность — лазерные дальномеры.

Оптические бесконтактные выключатели фиксируют объекты, которые отражают или прерывают оптическое излучение, и содержит полупроводниковые коммутационные элементы. Компания «ТЕКО» предлагает три типа оптических выключателей: датчики с отражением от объекта, с отражением от катафота и датчики «Разнесенная оптика».

У датчиков с отражением луча от объекта приемник и излучатель встроен в один корпус. Ориентация на объект не является критической. Объект обнаружения (например стандартный объект с 90%-ным отражением) отражает часть света от поверхности в противоположную сторону, на приемник. Как только объект вносится в эффективную зону луча, происходит изменение выходного состояния оптического выключателя. У датчиков с отражением луча от катафота приемник и излучатель встроены в один корпус.

Световозвращатель на противоположной от датчика стороне отражает свет от излучателя обратно на приемник. Стандартный объект прерывает отраженный луч света и вызывает изменение выходного сигнала. Что касается отражающих поверхностей, рекомендуется чтобы свет, отраженный от объекта, фильтровался при помощи поляризующего фильтра напротив приемника, с целью предотвращения любых побочных сигналов

Датчики типа «Разнесенная оптика» состоят из отдельных элементов-приемника и излучателя, которые должны быть расположены строго друг на против друга.
Непрозрачный объект обнаружения прерывает луч света и, независимо от поверхностных характеристик, вызывает изменение выходного сигнала. При неблагоприятных условиях (пыль, влажность, масляная пленка на линзах). Система «разнесенная оптика» дает ряд серьезных преимуществ перед другими типами

Ультразвуковые датчики. Работают на принципе эхолокации ультразвуком. Относительно дешевое решение позволяет измерять расстояние до объекта. Широко применяются в парктрониках автомобилей.

Микроволновые датчики. Работают на принципе локации СВЧ излучением «на просвет» или «на отражение». Получили ограниченное распространение в системах охраны как датчики присутствия или движения.

Магниточувствительные выключатели бесконтактные. Простая пара магнит — геркон или датчик Холла. Дешевы и просты в изготовлении. Широко применяются в системах контроля доступа и охраны зданий как датчики открывания дверей и окон.

Пирометрические датчики. Регистрируют изменения фонового инфракрасного излучения. Получили широкое распространение в системах охраны зданий как датчики движения.

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 9 ; Нарушение авторских прав

Источник

Сенсорные выключатели: разновидности, устройство, схемы

Внешне сенсорный выключатель света похож на кристаллическую панель с разметкой. Бытовые модели, используемые в сетях 220 вольт, могут отличаться по цвету, форме, фактуре поверхности. В последнее время сенсорные выключатели все чаще применяют для:

• Подключения бра
• Управления элементами подсветки многоуровневых потолков
• Регулировки основного освещения в квартире

Такой прибор можно купить или сделать своими руками.

Устройства разных типов могут реагировать на:

• Прикосновение пальца к рабочей поверхности
• Приближение руки к сенсору
• Другие изменения условий в комнате (температура, движение, звук, время)

Разновидности

Сенсорный выключатель может быть оснащен дополнительными функциями, его конструкция бывает основана на разных принципах действия. Стоит обозначить 4 популярные модификации:

1. С пультом ДУ. Удобно использовать для управления бра, светодиодной лентой и т. д.
2. Емкостной. Реагирует на легкое прикосновение. Такое устройство можно сделать своими руками, об этом немного ниже.
3. С таймером. Помогает экономить на электричестве, отключая свет, когда в квартире никого нет.
4. Бесконтактный. Реагирует на определенные особенности обстановки: звук, изменения уровня освещенности, перепад температур, движение.

Каждую из разновидностей можно оборудовать диммером. С его помощью регулируется яркость освещения в комнате.

Устройство сенсорного выключателя

Вне зависимости от принципа работы, сенсорные выключатели имеют одинаковое строение: все они состоят из четырех основных частей.

1. Лицевая поверхность. Иногда за ней устанавливают элемент подсветки.
2. Датчик. От его типа зависит принцип действия выключателя.
3. Коммутационная схема, преобразующая получаемый сенсором сигнал в электрический.
4. Корпус. Он может быть накладной (устанавливается снаружи), или с внутренним монтажом (встраивается в стену).

Модели с плавной регулировкой интенсивности освещения

Если требуется устройство, позволяющее изменять уровень яркости постепенно, стоит обратить внимание на сенсорные выключатели с диммерами.

Некоторые такие приспособления могут регулироваться с помощью пульта ДУ. Не вставая с кресла можно настраивать яркость бра или светодиодной подсветки.
Сенсорный выключатель с этим устройством продлевает срок эксплуатации ламп накаливания, устраняя эффект резкой подачи напряжения.
Схемы подключения некоторых приборов требуют обязательного наличия блока питания или диммера. Такое устройство выключателя как нельзя лучше подходит для управления контуром светодиодной ленты.

Модели для монтажа светодиодной подсветки

Сенсорные выключатели для светодиодных лент, профилей также называют «диммерами». Они применяются и с другими устройствами, рассчитанными на питание от 12 В.
Диммеры позволяют не только включать или выключать отрезок светодиодной ленты, но и настраивать яркость.
Электронные устройства чаще всего бывают с сенсорным управлением. Их иногда включают в схемы устройства интерьерного LED-освещения для:

• Обустройства подъездов, лестничных пролетов
• Подчеркивания стиля дизайна квартиры
• Оборудования системы «Умный дом»

Многие из них не рассчитаны на 220 вольт, поэтому для бра и люстр нужно подключить отдельные устройства.

Емкостной датчик

Емкостные выключатели света являются более чувствительными. Принцип работы основан на существовании электростатического поля. Оно заполняет также пространство вокруг датчика. Когда емкость в этом поле изменяется (человек подносит руку к выключателю), сенсор срабатывает и включает бра или люстру.
В основе датчика лежит простой конденсатор. Два электрода на поверхности выключателя являются его обкладками. Когда к ним приближается физический объект, емкость конденсатора меняется. Это становится сигналом для включения света.
Каждой модели свойственны индивидуальные особенности. Чувствительность некоторых из них можно настроить в процессе установки.

Как подключить устройство

Каких-либо технических особенностей установки сенсорных выключателей в сети 220 вольт не существует. Могут меняться требования к выбору места.
Например:

• Если устройство поддерживает функцию управления пультом ДУ, то он должен быть виден с зоны отдыха
• Модели, реагирующие на изменение температуры, не следует располагать возле радиатора отопления

Отличаться может схема подключения выключателя для светодиодной ленты.
Важно помнить правила безопасности при работе с электричеством, отключать счетчик. Необходимо закрывать все оголенные провода с помощью изоляционной ленты.
Если прибор накладной, для его установки не придется делать углубление в стене. Процесс подключения такого устройства довольно прост. Каждый может сделать это своими руками.

Как сделать сенсорный датчик

Имея опыт работы с паяльником, и раздобыв некоторые детали, можно создать своими руками простой сенсорный выключатель, рассчитанный на работу в сети 220 вольт. Самая простая схема выглядит так:

Конденсатор C3 использовать не обязательно.

Итак, для создания сенсорного выключателя своими руками понадобятся такие детали:

• Сопротивление на 30 Ом
• Транзисторы КТ315 (два)
• Электролитический конденсатор (100 мкф, 16 В)
• Простой конденсатор (0,22мкф)
• Полупроводник Д226
• Мощная батарейка или блок питания (выходное напряжение 9 В)

Все это нужно спаять согласно схеме. В подходящем по размеру корпусе (можно использовать старый накладной выключатель) делается отверстие на лицевой части. В него выводится провод. Для работы сенсорного выключателя света схему нужно подключить к блоку питания, а проводок присоединить к металлической пластинке, которая будет закреплена на передней плоскости самодельного устройства.

Скорее всего, создание накладного сенсорного выключателя своими руками обойдется дешевле, чем покупка настоящего. Получившийся прибор вполне можно использовать для подключения подсветки в доме.

Емкостной выключатель своими руками

Емкостной выключатель света, сделанный своими руками, вполне может быть использован для устройства подсветки из светодиодной ленты или управления лампами люстры. Он также может быть накладной или встроенный в стену. Схема является не настолько простой, как предыдущая.

Датчик WA1 реагирует на приближение ладони. Емкость вносится в колебательный контур на транзисторе VT 1 и меняет его частоту.

Сопротивления R6 и R7 нужны для стабильной работы устройства при скачках напряжения от 4 до 10 вольт.

Рекомендуем прочитать:

One thought on “ Сенсорные выключатели: разновидности, устройство, схемы ”

Спасибо за отличные статьи, все прекрасно объяснено и расписано. Доходчиво просто понятно…

Источник