Сенсорный выключатель света: как выбрать и сделать своими руками

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:

1. Корпус из термостойкого пластика (см. А на рис. 1). Размеры конструкции позволяют производить монтаж в типовое посадочное место обычного выключателя.
2. Электронный блок (В), он включает в себя адаптер питания и схему управления полупроводниковым ключом.
3. Плата с емкостными сенсорами (С).
4. Лицевая панель (D), как правило, она изготавливается из кварцевого стекла, в бюджетных моделях могут использоваться другие материалы.

Рис 1. Сенсорный настенный шестиклавишный выключатель Legrand
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.

Практические соображения

Хотя все вышеупомянутые условия являются убедительными, существуют некоторые практические ограничения для получения таких результатов.

Во время состояния отключения

Идеальный транзистор имеет V CE = V CC и I C = 0.

Но на практике меньший ток утечки протекает через коллектор.

Следовательно, I C будет несколько мкА.

Это называется током утечки из коллектора,

что, конечно, ничтожно мало.

Во время состояния насыщения

Идеальный транзистор имеет V CE = 0 и I C = I C (сб) .

Но на практике V CE уменьшается до некоторого значения, называемого напряжением колена

.

Когда V CE уменьшается больше, чем напряжение колена, β резко уменьшается.

Поскольку I C = βI B, это уменьшает ток коллектора.

Следовательно, тот максимальный ток I C, который поддерживает V CE при напряжении колена, известен как ток коллектора насыщения

.

Ток коллектора насыщения = IC(sat)= fracVCC−VkneeRC

Транзистор, который изготовлен только для того, чтобы он работал для целей коммутации, называется коммутирующим транзистором

. Это работает либо в насыщенности, либо в отрезанной области. В состоянии
насыщения ток насыщения коллектора
протекает через нагрузку, а в состоянии отключения
ток утечки коллектора
протекает через нагрузку.

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.

Вытяжка для кухни Cata Midas 900

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:

• Длительный срок эксплуатации. Этому немало способствует отсутствие движущихся частей и контактных групп.
• Совместимость со всеми типами осветительных приборов. Выпускаются модели с диммиром для светодиодных лент и энергосберегающих ламп, если у таковых предусмотрена такая возможность. Помимо этого допускается коммутация любых цепей, отвечающих условиям эксплуатации выключателей
• Наличие дополнительных функций.
• Возможность интеграции в систему «Умный дом».
• Большой выбор цветовых и дизайнерских решений.

  
  Выключатели «Зайцы» модельный ряд Kopou

• Отсутствие механических контактов.
• Сенсорный датчик можно установить в стандартный «стакан» для выключателя скрытой проводки.

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:

1. Использовать продукцию известных брендов (Jazzway, Panasonic, Сапфир, Funry, LightaLight, Tronic , Sesso и т.д.).
2. Подключить параллельно светодиодной лампе конденсатор на 0,1 мкф 630 В.

Как паять полевые транзисторы правильно и безопасно: 5 советов

Рекомендую новичкам на этот вопрос обратить самое пристальное внимание. Тогда разочарования от проделанной работы у вас не возникнет.

Где спрятана засада или чем опасна статика для электроники

В повседневной жизни статическое электричество мы ощущаем редко, например, при расчесывании волос пластиковой расческой, выходе из автомобиля после поездки или в некоторых других случаях.

Обычно статика доставляет нашему организму небольшие неприятности, которые просто раздражают. Но с полупроводниками дела обстоят иначе.

У МОП транзисторов очень тонкий слой изоляции между затвором и материалом канала. Он образует емкостную связь затвор-исток, затвор-сток. Причем сам диэлектрик создает этот эффект, работая как емкость.

Мы знаем, что любой конденсатор выпускается для работы под определенным напряжением. Если его превысить, то происходит пробой изоляции. Для повреждения оксидной пленки полевика обычно достаточно десятка вольт, а иногда и меньше.

Теперь показываю фотографиями какие опасности мы можем создать своими руками для транзисторов, если не будем соблюдать правила их пайки.

Я взял свой любимый трансформаторный паяльник Момент, включил его шнур питания в розетку, но кнопку включения не нажимал. Один конец провода мультиметра через крокодил посадил на жало, а второй — просто прислонил к пальцу. Установил режим вольтметра переменного тока.

Прибор показывает 28 вольт. Вот такие наводки создаются даже при обесточенном трансформаторе.

Продолжаю эксперимент. Черный щуп оставил на прежнем месте, а красный прислонил к диэлектрической поверхности табуретки, где размещены все приборы.

Почти 6,4 вольта. Когда отделил красный щуп воздушным пространством — показание стало вообще 8 вольт.

А ведь это совершенно случайные замеры, результаты которых зависят от множества факторов, что значит: напряжение может быть значительно больше или меньше.

Мы можем даже не чувствовать эту статику, но ее случайный разряд способен выжечь тонкий полупроводниковый переход кристалла.

Чтобы этого не допустить важно соблюдать обязательные рекомендации.

Как избежать скрытой опасности и безопасно работать паяльником: 5 рекомендаций

Совет №1: шунтирование выводов

Исключить повреждение полупроводниковых переходов при хранении и работе можно содержанием микросхем, транзисторов, изделий интегральной электроники в слое фольги.

Аналогичный результат, в частности, получается, если обмотать контакты их выводов тонкой медной проволочкой без изоляции.

Совет №2: снятие статики с работающего оборудования

Работать лучше всего профессиональной паяльной станцией с заземленным наконечником. Если ее нет, то заземлите отдельными проводниками жало паяльника и монтажную плату. Выводы транзистора зашунтируйте тонкой проволочкой, которая будет снята после пайки.

Снять опасный потенциал статики с пинцета и инструмента, которым будете работать, позволяет заземляющий браслет на руке или иной части тела. Его сопротивление в 1 МОм исключает возможность опасного статического разряда.

Совет №3: подготовка рабочего места

Сухой воздух северных широт, особенно зимой, способствует накоплению статики на окружающих предметах. Увлажнители и мойки воздуха успешно борются с этим явлением.

Антистатический коврик сразу надежно снимает статические потенциалы, воздействия электрических помех из окружающей среды.

Совет№4: профессиональные смеси

Специальный флюс марки FluxOff не только отлично смывает канифоль и следы от коррозии, но реально убирает статику. Им достаточно просто смочить плату.

Совет №5: быстрая пайка

Выбирайте минимально необходимую мощность паяльника, но работайте им быстро. Опытные ремонтники умудряются разогреть жало, взять им припой, обесточить паяльник и затем припаять деталь на место.

Часть современных микросхем и транзисторов имеет защиту от статики, но это не отменяет необходимости соблюдать правила безопасной пайки со всеми остальными изделиями.

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:

1. Снимаем стеклянную панель (см. А рис. 7). Это удобно делать, используя тонкую шлицевую отвертку.
2. Производим подключение монтажных проводов (В рис. 7), согласно схеме приведенной в паспорте.

   
   Рисунок 7. Первый и второй этап подключения

   Читайте также:  Выбираем лучший сабвуферный динамик опираясь на его характеристики и ваши музыкальные предпочтения
3. Прикручиваем плату с сенсорными контактами (А рис. 8).
4. Подключаем панель с маркировкой кнопки (В рис. 8).

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.

Схема подключения сенсорного диммера et0802193e

Важные страницы

• Набор GyverKIT – большой стартовый набор Arduino моей разработки, продаётся в России
• Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
• Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
• Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макросы, все доступные типы данных
• Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
• Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
• Поддержать автора за работу над уроками
• Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ([email protected])

4.8 / 5 ( 25 голосов )

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.

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.

Увеличение зоны чувствительности сенсора

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.

Сенсорный выключатель на полевом транзисторе

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.

Сенсорный выключатель на микросхеме NE555

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.

Компактный сенсорный датчик к системе Ардунио

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.

Переменный ток

Симистор как вкл/выкл

Симистор – радиоэлемент, похожий на транзистор, но может работать на переменном токе. Высокое напряжение – штука опасная, поэтому для управления симистором используется оптопара с симисторным выходом. Простейшая схема подключения выглядит вот так:

Для управления нагрузкой только в режиме вкл/выкл желательно ставить оптопару с детектором нуля (например MOC306x), она будет сама отключать и включать нагрузку только в моменты перехода напряжения в сети через 0, что сильно уменьшает помехи в сети. Также здесь стоят резисторы: 220 Ом – для ограничения тока на светодиод оптопары (смотри характеристики оптопары, как подбирать резистор я писал выше). И резистор между оптопарой и симистором: 220-470 Ом с мощностью 1-2 Вт (будет греться). Симистор нужно брать с хорошим запасом по току, чтобы меньше грелся. Также симисторы бывают серии BTA и BTB, у BTA корпус (металлическая часть) изолирован и рекомендуется брать именно их, чтобы не шарахало током от радиатора. Распиновка компонентов:

У китайцев есть готовые модули с симистором и всей обвязкой. Кстати да, симистор греется под нагрузкой! Наличие радиатора обязательно, начиная с 200 Ватт.

Симистор как диммер

Для плавного управления нагрузкой переменного тока задача сильно усложняется: нужно ловить момент переключения напряжения, засекать время и выключать симистор, отсекая часть синусоиды, это называется фазовым управлением.

Для этой схемы нужна оптопара без детектора нуля, например серии MOC302x. Схема такой поделки может выглядеть вот так:

Резисторы 51к обязательно мощные, так как на них будет выделяться 1 Ватт: гасим лишнее напряжение, чтобы не сжечь светодиод оптопары детектора нуля. Также готовый модуль можно купить на Али. Выглядит он вот так и имеет пины питания, пин контроля симистора и вывод детектора нуля. Как со всем этим работать – смотрите видос ниже:

Где-то существует китайская библиотека для управления таким модулем, но она мне не очень понравилась. Привожу два примера для ручного управления таким диммером на базе библиотеки GyverTimers: одноканальный и многоканальный. В многоканальном режиме достаточно подключить к Ардуино выход детектора нуля только с одного модуля, а вот управляющие пины уже указать в скетче. Рассмотренные ниже примеры можно чуть оптимизировать, заменив digitalWrite() на быстрый аналог.

Одноканальный НЕ плавный

// пример диммера на симисторе с внешним детектором нуля // или готовый китайский модуль https://ali.ski/yGU73N // одноканальный диммер без таймера, работает на пропуске // полуволн синусоиды по прерываниям с детектора нуля // подходит для моторов и обогревателей, лампы мерцают жутко! // Алгоритм Брезенхема https://habr.com/ru/post/254719/ // диммер принимает значения 0-255 // переключения оптимизированы #define ZERO_PIN 2 // пин детектора нуля #define INT_NUM 0 // соответствующий ему номер прерывания #define DIMMER_PIN 4 // управляющий пин симистора int dimmer; // переменная диммера void setup() { pinMode(ZERO_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode(DIMMER_PIN, OUTPUT); digitalWrite(DIMMER_PIN, LOW); attachInterrupt(INT_NUM, isr, FALLING); // для самодельной схемы ставь RISING! } void loop() { // задаём значение 0-255 dimmer = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255); delay(100); // в реальном коде задержек быть не должно } // прерывание детектора нуля void isr() { static byte count, last, lastVal; int val = ((uint16_t)++count * dimmer) >> 8; if (lastVal != (val != last)) digitalWrite(DIMMER_PIN, val != last); lastVal = (val != last); last = val; }

Многоканальный НЕ плавный

// пример диммера на симисторе с внешним детектором нуля // или готовый китайский модуль https://ali.ski/yGU73N // многоканальный диммер без таймера, работает на пропуске // полуволн синусоиды по прерываниям с детектора нуля // подходит для моторов и обогревателей, лампы мерцают жутко! // Алгоритм Брезенхема https://habr.com/ru/post/254719/ // диммер принимает значения 0-255 // включения выключения оптимизированы #define ZERO_PIN 2 // пин детектора нуля #define INT_NUM 0 // соответствующий ему номер прерывания #define DIM_AMOUNT 3 // количество диммеров const byte dimPins[] = {3, 4, 5}; // их пины int dimmer[DIM_AMOUNT]; // переменная диммеров void setup() { pinMode(ZERO_PIN, INPUT_PULLUP); for (byte i = 0; i < DIM_AMOUNT; i++) pinMode(dimPins, OUTPUT); attachInterrupt(INT_NUM, isr, FALLING); // для самодельной схемы ставь RISING! } void loop() { // задаём значение 0-255 dimmer[0] = 50; dimmer[1] = 120; dimmer[2] = 190; delay(100); // в реальном коде задержек быть не должно } // прерывание детектора нуля void isr() { static byte count, last[DIM_AMOUNT], lastState[DIM_AMOUNT]; count++; for (byte i = 0; i < DIM_AMOUNT; i++) { int val = ((uint16_t)++count * dimmer) >> 8; if (lastState != (val != last)) digitalWrite(dimPins, val != last); lastState = (val != last); last = val; } }

Одноканальный плавный

// пример диммера на симисторе с внешним детектором нуля // или готовый китайский модуль https://ali.ski/yGU73N // используется библиотека GyverTimers (минимум версия 1.5) // по аналогии можно сделать диммер на любом таймере ардуино // в том числе любом из 6-ти таймеров для Mega // вызов setPeriod оптимизирован #define ZERO_PIN 2 // пин детектора нуля #define INT_NUM 0 // соответствующий ему номер прерывания #define DIMMER_PIN 4 // управляющий пин симистора #include // библиотека таймера int dimmer; // переменная диммера void setup() { pinMode(ZERO_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode(DIMMER_PIN, OUTPUT); attachInterrupt(INT_NUM, isr, RISING); // для самодельной схемы ставь FALLING Timer2.enableISR(); } void loop() { // задаём значение 500-9300, где 500 максимум мощности, 9300 минимум!!! // и 500-7600 для 60 Гц в сети dimmer = map(analogRead(A0), 0, 1024, 500, 9300); delay(100); // в реальном коде задержек быть не должно } // прерывание детектора нуля void isr() { static int lastDim; digitalWrite(DIMMER_PIN, 0); // выключаем симистор // если значение изменилось, устанавливаем новый период // если нет, то просто перезапускаем со старым if (lastDim != dimmer) Timer2.setPeriod(lastDim = dimmer); else Timer2.restart(); } // прерывание таймера ISR(TIMER2_A) { digitalWrite(DIMMER_PIN, 1); // включаем симистор Timer2.stop(); // останавливаем таймер }

Многоканальный плавный

// пример диммера на симисторе с внешним детектором нуля // или готовый китайский модуль https://ali.ski/yGU73N // используется библиотека GyverTimers (минимум версия 1.5) // по аналогии можно сделать диммер на любом таймере ардуино // в том числе любом из 6-ти таймеров для Mega // многоканальный диммер. Тут пример с разрешением 256 (значения 0-255) #define ZERO_PIN 2 // пин детектора нуля #define INT_NUM 0 // соответствующий ему номер прерывания #define DIM_AMOUNT 3 // количество диммеров const byte dimPins[] = {3, 4, 5}; // их пины #include // библиотека таймера int dimmer[DIM_AMOUNT]; // переменная диммера volatile int counter = 0; // счётчик цикла void setup() { pinMode(ZERO_PIN, INPUT_PULLUP); for (byte i = 0; i < DIM_AMOUNT; i++) pinMode(dimPins, OUTPUT); attachInterrupt(INT_NUM, isr, FALLING); // для самодельной схемы ставь RISING Timer2.enableISR(); // 37 мкс — период прерываний для 255 шагов и 50 Гц // для 60 Гц ставь число 31 Timer2.setPeriod(37); Serial.begin(9600); } void loop() { // задаём значение //dimmer[0] = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 9500); dimmer[0] = 50; dimmer[1] = 120; dimmer[2] = 190; delay(100); // в реальном коде задержек быть не должно } // прерывание детектора нуля void isr() { counter = 255; Timer2.restart(); } // прерывание таймера ISR(TIMER2_A) { for (byte i = 0; i < DIM_AMOUNT; i++) { if (counter == dimmer) digitalWrite(dimPins, 1); // на текущем тике включаем else if (counter == dimmer — 1) digitalWrite(dimPins, 0); // на следующем выключаем } counter—; }

Обновление! Я обернул эти алгоритмы в класс, библиотека GyverDimmer. Описание и примеры смотри на GitHub.

Твердотельное реле (SSR AC)

Твердотельное реле для переменного тока (купить SSR AC) выглядит и подключается точно так же, как твердотельное для постоянного. Единственное отличие в том, что нет полярности:

По сравнению с электромагнитным реле работает бесшумно, а также имеет неограниченный ресурс переключений. Но есть и минус: твердотельные реле основаны на полупроводниковых симисторах и греются под нагрузкой. Нижняя часть корпуса представляет собой толстую алюминиевую пластину. При большой нагрузке (несколько киловатт) желательно брать SSR с хорошим запасом по току и/или крепить на радиатор. Вот такие дела. Также существуют твердотелки чуть другого формата в виде Ардуино-модулей:

Такие модули бывают низкого и высокого уровня (High/Low level trigger), подключаются точно так же как модули реле: к питанию GND-VCC и отдельно пин на управление. Сами SSRки здесь стоят маленькие и слабые: всего 2А (в районе 500 Ватт). Но для управления например освещением этого более чем достаточно. При помощи реле можно плавно управлять сильно инерционной нагрузкой, такой как большой обогреватель. Для этого нужно использовать сверхнизкочастотный ШИМ сигнал, у меня есть готовая библиотека.

Комбинированный способ

Электромагнитное реле и симистор (твердотельное реле) имеют недостатки при работе с большими токами, которые взаимно устраняются:

• Электромагнитное реле плохо работает в момент замыкания и размыкания нагрузки, потому что физически изнашиваются контакты и вообще могут залипнуть. В то же время оно не греется в процессе протекания большого тока.
• Симистор без проблем, искр и износа замыкает мощную цепь, но сильно греется во время протекания тока.

Существует отличная идея комбинирования этих двух устройств для коммутации мощных цепей: симистор (или SSR) ставится параллельно электромагнитному реле. Сначала цепь замыкается симистором, затем через несколько миллисекунд замыкается реле. Всё, симистор можно отключать, ток будет идти через реле. Для отключения нагрузки снова активируем симистор, отключаем ЭМ реле, и через несколько миллисекунд выключаем симистр. Бинго! Если коммутацией управляет микроконтроллер, реализовать такую схему – как два пина обозвать =) Про реализацию аналоговой схемы (без МК) можно почитать на Хабре.

Плавное управление (SSR LA)

Есть ещё один вариант плавного управления нагрузкой переменного тока: твердотельное реле со встроенным фазовым управлением и токовым входом, называется оно SSR LA. Нужно брать реле, у которого входное сопротивление в районе 250 Ом, чтобы можно было подавать на него 0-5 Вольт и получить заветные 0-20 мА. Я брал вот такие, работают отлично. Чтобы подать с Arduino 0-5 Вольт нам понадобится ШИМ и RC цепь (ссылка на проект симуляции в EasyEDA), на схеме это будет выглядеть вот так:

// Простой пример, в котором также подключен потенциометр на A0 void setup() { pinMode(3, OUTPUT); // https://alexgyver.ru/lessons/pwm-overclock/ // Пины D3 и D11 — 8 кГц TCCR2B = 0b00000010; // x8 TCCR2A = 0b00000011; // fast pwm } void loop() { analogWrite(3, analogRead(0) / 4); delay(10); }

Кратко о безопасности

При подключении сенсорного управления источниками освещения следует придерживаться тех же ном и правил, что предписываются для механических выключателей. То есть, перед началом работы необходимо обесточить линию, где будет производиться монтаж. Далее, придерживаемся следующих норм:

• Выключатели должны быть включены в сеть таким образом, чтобы производилась коммутация фазы, а не нуля.
• Если в сети питания используется заземляющий провод, он должен быть подключен к соответствующему контакту.
• Если для монтажа используется многожильный провод, то его концы необходимо опрессовать или залудить. В противном случае возможно нарушение контакта, что приведет к нагреву соединения.
• Нельзя использовать сенсорный выключатель с явными признаками нарушения целостности конструкции.
• Нагрузка должна соответствовать параметрам коммутатора.