Hoe een aanraakschakelaar zelf te monteren: beschrijving van het apparaat en montageschema

Elektronische technologieën bestrijken een breed spectrum van de huishoudelijke sfeer. Er zijn vrijwel geen beperkingen. Zelfs de eenvoudigste functies van de schakelaar van een huishoudelijke lamp worden nu steeds vaker uitgevoerd door aanraakapparaten, in plaats van technologisch verouderde handmatige.

Elektronische apparaten behoren doorgaans tot de categorie complexe constructies. Toch is het, zoals de praktijk laat zien, helemaal niet moeilijk om zelf een aanraakschakelaar te maken. Minimale ervaring met het ontwerpen van elektronische apparaten is hiervoor voldoende.

Wij stellen voor om de werking, functionele mogelijkheden en aansluitregels van een dergelijke schakelaar te begrijpen. Voor doe-het-zelvers hebben we drie werkende montageschema's van het intelligente apparaat voorbereid, die u thuis kunt realiseren.

Constructie van de aanraakschakelaar

De term 'aanraak-' heeft een tamelijk brede definitie. In wezen moet men er een hele groep sensoren onder verstaan die op verschillende signalen kunnen reageren.

Echter, met betrekking tot schakelaars – apparaten die zijn uitgerust met schakelfunctionaliteit – wordt het aanraakeffect meestal beschouwd als een effect dat wordt verkregen uit de energie van het elektrostatische veld.

Zo moet men ongeveer de constructie van een lichtschakelaar beschouwen, gemaakt op basis van een sensormechanisme. Lichte aanraking met het vingertopje aan het oppervlak van het frontpaneel schakelt de verlichting in huis in.

Voor de gewone gebruiker is het voldoende om met de vingers een dergelijk contactveld aan te raken en als antwoord wordt hetzelfde schakelresultaat verkregen als wat een standaard, vertrouwd toetsenbordapparaat geeft.

Ondertussen verschilt de interne structuur van aanraakapparatuur aanzienlijk van een eenvoudige handmatige schakelaar.

Gewoonlijk is een dergelijke constructie gebaseerd op vier werkmodules:

• beschermingspaneel;
• contactsensor;
• elektronische printplaat;
• behuizing van het apparaat.

De verscheidenheid aan apparaten op basis van sensoren is groot. Er worden modellen geproduceerd met functies van gewone schakelaars. En er zijn geavanceerdere ontwikkelingen – met helderheidsregelaars, die de omgevingstemperatuur volgen, zonwering omhoog brengen, en andere.

Constructief ziet de aanraakschakelaar er als volgt uit: 1 – beschermingspaneel van gehard glas; 2 – printplaat voor plaatsing van aanraakelementen; 3 – pertinax paneel met de bedrade schakeling van de elektronica van het apparaat; 4 – behuizing (chassis) van de schakelaar (+)

Niet alleen worden al deze soorten schakelaars bediend met een lichte aanraking, er zijn ook schakelaars met afstandsbediening. Dat wil zeggen, u kunt de lamp uitschakelen of de helderheid van de lampen verminderen zonder onnodige bewegingen te maken zoals van de rustplaats naar de schakelaar lopen.

Opties en mogelijkheden van het apparaat

Een aparte bespreking verdienen zeker schakelaars met timer.

Hier zijn de traditionele kenmerken aanwezig, zoals:

• geruisloze werking;
• interessant ontwerp;
• veilig gebruik.

Naast dit alles wordt er nog een nuttige functie toegevoegd: een ingebouwde timer. Hiermee krijgt u de mogelijkheid om de schakelaar programmatisch te bedienen. Bijvoorbeeld om de in- en uitschakeltijd in een bepaald tijdsbereik in te stellen.

Een unieke variant van de schakelaar met ingebouwde timerfunctionaliteit. Met dergelijke apparaten worden mogelijkheden geboden om de verlichting op een strikt ingesteld tijdstip te bedienen. De elektriciteitsbesparing is duidelijk.

In de regel hebben dergelijke apparaten niet alleen een timer, maar ook een accessoire van een ander soort – bijvoorbeeld een akoestische sensor.

In deze variant werkt het apparaat als een bewegings- of geluidscontroller. Het is voldoende om uw stem te geven of in uw handen te klappen en de lampen in de woning zullen helder gaan branden.

Trouwens, voor het geval de helderheid te hoog is, is er nog een functionaliteit – dimmerregeling. Schakelaars van het sensor type die zijn uitgerust met een dimmer stellen u in staat de lichtintensiteit te regelen.

Een modificatie van aanraakapparaten – de akoestische schakelaar. Het werkt volgens een iets andere methode, maar is ook een apparaat dat gebruikmaakt van sensortechnologieën. In dit geval fungeert een gevoelige microfoon als het sensorelement.

Echter, er is een nuance voor dergelijke ontwikkelingen. Dimmers ondersteunen over het algemeen niet het gebruik van tl- en ledlampen in armaturen. Maar het verhelpen van dit nadeel is waarschijnlijk een kwestie van tijd.

Lees meer over de varianten van “slimme” lichtschakelaars in dit artikel.

Aansluitregels van het apparaat

De installatietechniek van dergelijke apparaten is, ondanks de perfectie van de constructies, traditioneel gebleven, zoals voorzien voor standaard lichtschakelaars.

Gewoonlijk bevinden zich aan de achterzijde van de behuizing van het product twee aansluitcontacten – ingang en belasting. Op apparaten van buitenlandse fabricage worden ze aangeduid met de markeringen «L-in» en «L-load».

De aansluittechniek van de apparaten verschilt nauwelijks van de standaard. De belangrijkste werkklemmen: L1 (Load) – aansluitlijn voor de fasespanning; L (In) – uitvoerlijn voor spanning onder belasting; COM – interface-aansluiting van de apparaten (+)

Deze aanduidingen moeten zelfs voor de onervaren gebruiker duidelijk zijn. In ieder geval wordt aanbevolen om de handleiding van het apparaat te raadplegen voordat u het installeert. De schakeling in het circuit van het apparaat vindt plaats via de faseleiding.

Dat wil zeggen, aan de ingang «L-in» wordt de fase toegevoerd – de fasegeleider wordt aangesloten. En van de lijn «L-load» wordt spanning voor de belasting afgenomen – in het bijzonder voor de lamp van de armature.

Ondertussen kunnen de constructies van sensorschakelaars voorzien in het aansluiten van meerdere onafhankelijke belastingen. Bij dergelijke apparaten neemt het aantal aansluitterminals toe.

Aanvullend zijn er naast de ingangsspanningsterminal «L-in» al twee of zelfs drie openingen voor de belasting «L-load». Ze worden meestal ongeveer zo gemarkeerd: «L1-load», «L2-load», enz.

Volledige uitsplitsing van de schakelaar: 1 – belastingsuitgangsterminal; 2 – beschermingspaneel; 3 – veermechanisme voor bevestiging van geleiders; 4 – informatie over de fabrikant; 5 – brandveilige behuizing; 6 – interface voor dubbele bediening; 7 – opening voor schroef (+)

De montage van sensorschakelaars verschilt feitelijk ook niet van de standaarduitvoering. De constructie van de schakelaars is ontworpen voor plaatsing in traditionele inbouwdozen. De bevestiging van het chassis van het werkmechanisme van het apparaat gebeurt in de regel met schroeven.

Aanraakschakelaar zelf maken

Het is uiteraard geen probleem om een sensorschakelaar voor thuisgebruik aan te schaffen. De kosten van deze, min of meer intelligente, apparaten beginnen echter vanaf 15-20 €. En dit is de prijs van niet de meest geavanceerde constructies. Daarom is de vraag gerechtvaardigd – kunt u zelf een sensorlichtschakeling maken?

Voor mensen die enigszins bekend zijn met de theorie van de elektrotechniek, is het bouwen van een schakelaar met een sensor een goed haalbare klus. Er zijn tal van schakeloplossingen voor.

Schema van aanraakschakelaar met trigger

Veel schema's voor het vervaardigen van dergelijke apparaten zijn eenvoudig en begrijpelijk. Laten we een van de vele oplossingen bekijken die u zelf thuis kunt implementeren.

Een dergelijke schakelaar met twee sensoren wordt op de markt gewaardeerd vanaf 16 € per stuk. Als u de vaardigheden heeft, kunt u altijd iets dergelijks met uw eigen handen maken. De kosten voor de benodigde onderdelen zijn daarbij ongeveer vijf keer lager.

De in de radioamateurpraktijk wijdverbreide chip uit de serie K561TM2 is de belangrijkste schakel van de aanraakschakelaar die met uw eigen handen wordt samengesteld.

De chip K561TM is een flip-flop waarvan de toestand kan worden gewijzigd door een stuursignaal op de ingang aan te leggen. Deze eigenschap wordt met succes gebruikt voor het realiseren van de schakelfunctie.

Het ingangscircuit is gebouwd met toevoeging van een veldeffecttransistor V11, die een hoge ingangsgevoeligheid biedt en bovendien de ingang goed isoleert van de uitgang.

Het sensorelement E1 van het schema wordt vervaardigd als een metalen plaat en wordt via een weerstand met een hoge weerstand op de ingang van de 'field-effect transistor' aangesloten. Zo wordt de veiligheid van het apparaat voor de gebruiker gegarandeerd met betrekking tot mogelijke elektrische schokken.

Schema van het apparaat om met uw eigen handen te monteren. Slechts één chip, een paar transistors en één thyristor zijn nodig om een volwaardige aanraakschakelaar te monteren. Het apparaat werkt niet slechter dan een industriële (+).

Het uitgangsgedeelte van het schema is gebouwd op een combinatie van bipolaire transistor VT2 – thyristor VS1. De transistor versterkt het signaal van de chip, en de thyristor fungeert als schakelaar. In de thyristorketen wordt het verlichtingsapparaat opgenomen dat moet worden bediend.

Het schema werkt als volgt:

1. De gebruiker raakt de metalen plaat (sensor) aan.
2. Statische elektriciteit komt op de ingang van VT.
3. De veldeffecttransistor schakelt de flip-flop.
4. Het uitgangssignaal van de flip-flop wordt versterkt door VT2 en opent de thyristor.
5. De lamp in de thyristorketen gaat branden.

Als de gebruiker de sensor opnieuw aanraakt, worden alle handelingen herhaald, maar met omgekeerde modusomschakeling. Alles is eenvoudig en effectief.

Een dergelijke schema-oplossing kan worden gebruikt voor het bedienen van lampen waarbij het totale vermogen van gloeilampen niet hoger is dan 60 W.

Als het nodig is om krachtigere lichtapparaten te schakelen, kan de thyristor worden voorzien van een volumineus koellichaam. Het wordt aanbevolen voor de sensor metaal te gebruiken uit de reeks materialen die goed elektriciteit geleiden. De optimale optie is verzilverd koper.

Schema op basis van infraroodsensor

Voor zelfmontage is een schema van een lichtschakelaar beschikbaar, waarbij een IR-sensor als sensor wordt gebruikt. Ook hier worden betaalbare en goedkope elektronische componenten gebruikt.

Wat betreft de moeilijkheidsgraad van de uitvoering is deze variant bedoeld voor elektronica-hobbyisten die net beginnen met hun carrière.

Nog een schematische oplossing voor een sensorische schakelaar. Het heeft ook een minimum aan elektronische componenten, maar vereist een zorgvuldige afstemming om de kwaliteit van de werking te garanderen. Hier is ervaring als elektronica-specialist vereist (+).

De basiselektronica in deze oplossing bestaat uit twee microchips en de volgende onderdelen:

• gewone led — HL1;
• infrarood led — HL2;
• foto-ontvanger — U1;
• relais — K1.

Op basis van de inverter-chip DD1 is een pulsgenerator gebouwd, en op basis van de chip DD2 functioneert een systeemteller.

Onder bepaalde omstandigheden, bijvoorbeeld wanneer een biologisch object in het bereik van de infrarood-led verschijnt, wordt het paar IR-led en foto-ontvanger geactiveerd. Op basis van transistor VT1 ontstaat een stuursignaal waarmee relais K1 wordt ingeschakeld. De lamp in de K1-kring gaat branden.

Als er geen beweging van objecten in het bereik van de infraroodsensor wordt waargenomen, telt de teller na 20 minuten stilstand voldoende pulsen van de knipperende led HL1 om het relais uit te schakelen. De lamp wordt uitgeschakeld. De wachttijd (in dit geval 20 minuten) wordt bepaald door de selectie van schakelelementen.

Eenvoudigste schema met transistors en relais

Maximaal vereenvoudigde oplossing – schema voor het zelf monteren van een sensorisch apparaat, dat hieronder wordt weergegeven.

Vereenvoudigd tot een minimum schema voor het zelf bouwen van een sensorische schakelaar. Niettemin, mits een nauwkeurige selectie van radiocomponenten, wordt een efficiënte en betrouwbare werking van het apparaat gegarandeerd.

Hier is het toegestaan om vrijwel elk type relais toe te passen. Het belangrijkste criterium is het werkingsspanningsbereik van 6-12 volt en het vermogen om een belasting in een 220 volt netwerk te schakelen.

Het sensorelement wordt vervaardigd door het uit een plaat gefolieerd getinax te snijden. Transistoren kunnen ook van elke serie worden gebruikt, vergelijkbaar in parameters als aangegeven, bijvoorbeeld de veelgebruikte KT315.

In wezen is dit eenvoudige schema een gewone signaalversterker. Bij aanraking van het sensoroppervlak verschijnt op de basis van transistor VT1 een potentiaal die voldoende is om de emitter-collector-overgang te openen.

Vervolgens opent de overgang VT2 en wordt de voedingsspanning op de spoel van relais K1 gezet. Dit apparaat wordt geactiveerd, de contactgroep sluit, wat leidt tot het inschakelen van het licht.

Als u geen zin heeft om te experimenteren en het apparaat zelf in elkaar te zetten, kunt u een kant-en-klare schakelaar kopen en deze zelf installeren. Alle benodigde informatie over de keuze en aansluiting van een sensorische schakelaar vindt u hier.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Dit overzicht biedt de mogelijkheid om nader kennis te maken met lichtschakelaars die snel aan populariteit winnen in de maatschappij.

Sensorische schakelaars van het merk Livolo – wat zijn deze constructies en hoe aantrekkelijk zijn ze voor de eindgebruiker. Een videogids over de nieuwe type schakelaars helpt antwoorden op vragen te krijgen:

Ter afsluiting van het onderwerp aanraakschakelaars, is het de moeite waard om de actieve ontwikkeling op het gebied van ontwerp en productie van schakelaars voor huishoudelijk en industrieel gebruik te vermelden.

Lichtschakelaars, ogenschijnlijk de eenvoudigste constructies, zijn al zo verfijnd dat u het licht nu kunt bedienen met een stemcode en tegelijkertijd volledige informatie krijgt over de toestand van de atmosfeer in de ruimte.

Heeft u nog iets toe te voegen of vragen over de montage van een aanraakschakelaar? U kunt reacties op de publicatie achterlaten, deelnemen aan discussies en uw eigen ervaring met het gebruik van dergelijke apparaten delen. Het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.