Как встроить светодиод в выключатель?

Содержание

Как встроить светодиод в выключатель?

Как встроить светодиод в выключатель?

Для поиска выключателя на ощупь, находясь к тому же в малознакомой непривычной обстановке, можно потратить немало времени и нервов, задевая предметы. Проснувшись в темноте, при поисках выключателя есть риск споткнуться и получить травму.

Поэтому световая индикация аппаратов ручного управления освещением стала применяться почти сразу же после массового распространения электроосветительных приборов. Поначалу подсвечивали разными методами устройства управления электрическими осветительными приборами на предприятиях и в общественных заведениях.

Позже стали выпускаться бытовые выключатели с подсветкой, не отличающиеся от обычных по размерам, способу установки и подключения.

Сбалансированная яркость подсветки

Удобство выключателей с подсветкой заключается в возможности быстрого определения местонахождения устройства коммутации благодаря слабому свечению встроенного источника света.

Яркость свечения должна обеспечивать заметность выключателя сразу же для человека, пришедшего в помещение с потёмок, и спустя некоторое время, необходимое для аккомодации глаза, привыкшего к свету. Очевидно, что индикация будет тем заметней, чем мощнее и ярче источник света, но слишком яркая подсветка в темноте будет мешать при отдыхе, а также увеличится потребление электроэнергии.

Световая индикация выключателя света

На заводах, изготовляющих электротехнические изделия, мощность свечения выбирают и устанавливают таким образом, чтобы соответствовать запросам большинства потребителей.

Вся электронная начинка, необходимая для световой индикации, устанавливается производителем при изготовлении изделия, поэтому установка и схема подключения выключателя с подсветкой идентична для аналогичного коммутирующего устройства без подсвечивания, и пользователю незачем вникать в принцип работы индикации.

Схема подключения одноклавишного выключателя с подсветкой

Но, для разработки собственной подсветки выключателя или любого другого устройства, необходимо разобраться в существующих схемах, а также нужно будет опытным путём определить необходимую яркость источника света.

Принцип работы подсветки

В выключателях, и других устройствах, оборудованных световой индикацией, в качестве источника света используются маломощные неоновые лампы тлеющего разряда и светодиоды.

Светодиоды в выключателе

В независимости от используемых источников света, подключается подсветка параллельно контактам выключателя. При этом ток при разомкнутых контактах течёт через элементы подсветки и нить накала лампы освещения.

Схема подключения светодиода к выключателю

Если в качестве электроосветительного прибора используется люминесцентная или светодиодная лампа, то ток, необходимый для работы подсветки протекает через электронную схему данных осветительных электроприборов, из-за чего они неприятно мерцают в темноте.

После детального рассмотрения схем и принципа работы подсвечивающих элементов будут даны советы по устранению описанного эффекта мерцания данных электроосветительных приборов при управлении ими выключателями с подсветкой.

Разбор схемы с неоновой лампочкой

Ключевым параметром при расчётах схем подключения неоновых лампочек, является максимально допустимый ток, который в цепи  питания  источника света индикации   ограничивается токоограничивающим резистором, включённым  последовательно, благодаря чему достигается падение напряжения до номинального рабочего уровня.

В данной схеме подключения неоновой лампочки номинал сопротивления варьируется из-за типа электроприбора использованного для освещения. При использовании ламп накаливания, обладающих относительно малым сопротивлением, номинал резистора выбирают близким к максимуму.

Для люминесцентных и светодиодных осветительных приборов сопротивление резистора уменьшают, но не ниже на схеме указанного предела.

Схема подсветки на основе светодиода

При подключении светодиода соблюдается тот же принцип ограничения тока, но данный полупроводниковый прибор работает только при прямом включении. При отрицательной полуволне переменного напряжения может наступить пробой светодиода.

Поэтому, чтобы избежать пробоя, в схеме используют дополнительный диод, подключая его параллельно или последовательно светодиоду.

В данной схеме параллельно подключенный диод в обратном направлении гасит отрицательную полуволну, шунтируя светодиод, пропуская ток через себя. Рассеиваемая мощность диода должна быть не менее 1Вт. Очевидно, что энергия отрицательной полуволны напряжения расходуется на нагрев диода и резистора.

Здесь последовательно включённый светодиод не пропускает отрицательную полуволну, тем самым оберегая светодиод. Данная схема более экономна, но мерцание светодиода будет заметней, и яркость уменьшится из-за нелинейности АЧХ полупроводниковых приборов.

Подключение 2 светодиода встречно

Чтобы увеличить КПД использования электроэнергии, можно включить два светодиода встречно – параллельно, то есть, каждый светодиод будет работать на своей полуволне. Здесь падение напряжения рабочего светодиода будет ограничивать напряжение пробоя для обратно подключённого аналога.

В качестве ограничителя тока можно использовать конденсатор, у которого реактивное сопротивление переменному току уменьшается при увеличении емкости.

Читайте также  Типы светодиодов в лентах

Практические расчеты и монтаж

Разумеется, что разрабатывать и монтировать схемы со светодиодами невыгодно, когда продаются готовые выключатели с подсветкой, практически не отличающиеся по цене от обычных, и не требующие никаких дополнительных манипуляций.

Но можно самостоятельно сделать подсветку для вводного щитка, на основе достаточно мощного светодиода, включаемого при открывании крышки. Подобным способом можно снабдить световой индикацией любое устройство. Для самостоятельной разработки подсветки, чтобы подобрать номинал сопротивления резистора и его рассеиваемую мощность, нужно воспользоваться формулой.

При монтаже светодиодов необходимо соблюдать полярность их выводов, которые называются анодом и катодом.

Обозначение на схемах светодиода

Светодиод светится при прямом токе, который возникает при подключении анода к плюсу, (положительная полуволна переменного напряжения), катода к минусу.

Поэтому часто анод светодиода маркируют значком «+». Поскольку диод и светодиод являются полупроводниковыми приборами, они чувствительны к перегреву, поэтому паять их следует с осторожностью.

Устранение эффекта мигания люминесцентных и светодиодных ламп

Нужно помнить, что параметры элементов подсветки никак не влияют на работу включённой лампы освещения, так как схема со светодиодом шунтируется контактами выключателя, поэтому ток через данную цепь практически не течёт, и индикация не работает.

При выключенном выключателе ток подсвечивания не может ощутимо нагреть нить накаливания лампы, но подзаряжает конденсаторы в блоках питания люминесцентных и светодиодных осветительных приборов, из-за чего они периодически вспыхивают.

Источник: https://1000eletric.com/kak-vstroit-svetodiod-v-vyklyuchatel/

Выключатель со светодиодом и механизм работы: подключение неоновой лампы в 220 В к устройству с индикатором

Как встроить светодиод в выключатель?

Выключатель со светодиодом — энергосберегающее устройство нового поколения. Оно экономичное, недорогое и удобное в использовании, так как его хорошо видно в темноте, благодаря схеме с неоновым индикатором. Зная нюансы устройства и алгоритма подключения, вполне можно осуществить монтаж и усовершенствование подсветки прибора своими руками.

Правильный выбор и применение

Не стоит покупать изделия с керамическим корпусом, если только это не оправдано основной линией дизайна отеля или офиса. Их цена не соответствует небольшой потребляемой мощности. Качественная контактная группа сделает надежным даже пластиковый выключатель с индикатором. Если же он выступает элементом декора, то корпус можно заказать из меди, стали, стекла, а также покрыть позолотой или инкрустировать стразами. В зависимости от типа включения прибор может быть:

  • шнуровым;
  • сенсорным;
  • клавишным;
  • поворотным;
  • кнопочным.

Независимо от способа установки, внешнего или внутреннего, необходимо знать градацию показателя IP — степени защищенности. Допустимость использования в тех или иных условиях зависит от номера IP:

  • 65 и выше — снаружи здания, с повышенным уровнем защиты от пыли и влаги, включая прорезиненый уплотнитель в основании электропровода;
  • 45 — 65 — в помещениях с высоким уровнем влажности: бани, туалеты, душевые и кухни;
  • 20—40 — слабая влагоустойчивость, допустимо в жилых комнатах — спальне, гостиной, коридоре.

Поскольку это устройство незаменимо в помещениях, лишенных дневного света или в местах, доступ к которым осуществляется в ночное время, оно должно работать безупречно. Однако если мощность блока питания светильников ниже 100 В, то при монтаже выключателя с подсветкой для светодиодных ламп можно столкнуться с проблемой слишком тусклого освещения или мерцания лампочки. Это явный показатель несовместимости основных составляющих прибора.

Принцип работы и устранение проблем

Мерцание света в помещении неприятно само по себе, но главное — это показатель неправильного режима использования, который сокращает время работы и ведет к поломке. Причиной является неправильный монтаж, когда отсекается не фаза, а ноль, в ущерб канонам безопасности.

Вам это будет интересно  Особенности замены лампочки в подвесном потолке

Прежде чем разбираться в способах устранения проблемы, нужно понять, как устроен механизм светильника:

  • внешний корпус, пара клавиш, декоративное покрытие;
  • подвижные контакты;
  • три клеммы — одна входная и две выходных;
  • резистор, ограничивающий движение тока.

Подсветкой служит небольшая светодиодная лампочка, от которой идут провода. Их нужно подключить к системе питания.

Когда размыкаются контакты внутри корпуса, ток идет по фазному проводу к резистору, после — к светодиоду, неоновой лампе и, пройдя весь путь по схеме прибора, выходит через ноль. Поскольку резистор ограничивает движение тока, напряжение снижается и осуществляет лишь подсветку, но не полное освещение помещения. Если контакты замкнутся, ток пойдет по цепи наименьшего напряжения и его не хватит даже для экономичной неоновой лампочки.

Проще всего — отключить светодиод в выключателе. Для этого потребуется отсоединить провода подсветки от клемм, выключив таким образом неоновую лампу от сети питания, однако это затруднит поиск устройства в темноте. Рекомендуется сделать следующее:

  • осуществить полный монтаж проводки самостоятельно с нуля;
  • подсоединить обычную лампу накаливания вместе с энергосберегающей, чтобы ток в цепи шел не по плате выпрямителя, а по нити накала;
  • подключить шунтирующий резистор с мощностью 2 Вт и сопротивлением 50 кОм, чтобы при отсутствии освещения ток шел через него;
  • руководить работой прибора при помощи специального реле фирм Schneider Electric, Siemens, чтобы сигнал выключателя шел непосредственно к нему. Разместить реле можно под колпачком у светодиодной линейки светильника;
  • приобрести неоновые лампы с изначально встроенным шунтирующим резистором, хотя надо отметить, что цена их высока и они набирают требуемую мощность около минуты, это довольно долго.
Читайте также  Сопротивление светодиода в светодиодных лампах

Монтаж и подключение

Прежде чем сделать подсветку выключателя светодиодом своими руками, необходимо продумать правила безопасности, чтобы избежать возгорания или удара током. Необходимо обесточить сеть и в дальнейшем также избегать ее перегрузки. Кроме того, сделать следующее:

  • проверить маркировку проводов на соответствие параметрам;
  • заменить участок сети, в случае повреждения;
  • не трогать соединенные части устройства мокрыми руками.

Вам это будет интересно  Особенности измерения освещенности

При работе с однофазной электросетью, ноль и фазу проводников достаточно легко определить с помощью отвертки-индикатора. Для трехфазной сети лучше взять мультиметр и сделать следующее:

  1. Поднести один из датчиков прибора к фазе, а другой — к проводнику.
  2. Поставить диапазон 220 В для переменного тока.

При анализе контакта ноль будет приближен к значению 220 В, а показатели заземления всегда намного меньше.

Сама работа начинается с отделения клавиш от корпуса при помощи отвертки. Это обеспечит доступ к внутреннему механизму. Индикатор покажет рабочее состояние прибора и насколько правильно расположен выключатель. Для этого нужно:

  • прикоснуться к контактам с двух сторон отверткой и индикатором;
  • при световом сигнале повернуть устройство, чтобы внутренняя сторона клавиш оказалась наверху;
  • первый провод индикатора и фазный проводник присоединить к входной клемме;
  • второй провод подсветки, не прерывая контакта, подключить к выходным клеммам вместе с отводящими фазными проводами;
  • для резисторного варианта возможно подобрать сопротивление пробным путем, начиная с 2—3 В.

Если самостоятельное подключение светодиода в выключатель с 220 В диапазоном сделано правильно, то подсветка получится при нажатии одной из клавиш, при размыкании контактов.

Другая клавиша на процесс влиять не будет, индикатор останется рабочим и при полноценном освещении. Придется делать особую перемычку, соединяющую лампочку подсветки с каждой клавишей, если есть желание выключать подсветку одним нажатием.

Самостоятельная сборка с неоном

Существует простая схема, следуя которой можно самостоятельно подключить неоновую лампу к 220 В электросети и получить отличный выключатель для светильников с любыми видами ламп. Для этого обычно используют газоразрядную лампочку с резистором в 200 кОм, но подойдет любая, поскольку они достаточно универсальны.

Это вполне экономичный способ, учитывая, что нужные компоненты можно добыть из старого электрического чайника со встроенным индикатором нагрева. В составе имеются:

  • неоновая лампочка;
  • ограничивающий ток резистор;
  • цепь изначально подключена параллельно ТЭНу.

Вам это будет интересно  Все о создании первой лампочки в мире

Дело за малым — извлечь и внедрить в выключатель. Если у неонки имеется цоколь, а длины ее выводов недостаточно для присоединения к клеммам, то монтаж нужно производить следующим образом:

  • удлинить выводы, не меньше 5 мм, припаяв к ним медный провод;
  • зачистить перед пайкой выводы и концы проводника от окисления;
  • надеть на место спайки и вывод неонки изоляционную трубку;
  • припаять резистор ко второму выводу неонового индикатора;
  • присоединить дополнительный провод для монтажа со вторым выводом выключателя;
  • изолировать резистор специальной лентой;
  • оформить конец вывода в кольцо и закрепить на втором выводе выключателя.

После монтажа схемы остается только подключить устройство к электросети и закрепить клавишу.

Если же в механизме неоновой лампочки есть цоколь, то к схеме его надо присоединить с помощью пайки. После освобождения проводов от изоляционной ленты потребуется:

  • залудить тонким слоем олова их концы и свить в петельки;
  • припаять к предыдущей пайке выводов на цоколе;
  • смонтировать резистор с проводом от центральной части цоколя через 2—3 см;
  • укоротить выводы резистора и свить петли;
  • припаять провод ко второму выводу резистора;
  • обезопасить полученную конструкцию изолирующей трубкой или лентой;
  • подключить подсветку в выключатель.

Довольно сложно найти подходящую поливинилхлоридную трубку для изоляции и закрепить ее так, чтобы не сползала. Есть небольшая хитрость: если подержать ее четверть часа в ацетоне, то она станет эластичной и налезет даже на превышающий ее диаметр объект. После испарения ацетона снять трубку будет невозможно.

Если корпус выключателя, куда помещается подсветка, металлический, то следует избегать прикосновения токопроводящих проводников к стенкам коробки устройства. Поскольку обычно сам светильник является ограничивающим ток механизмом, то в случае ошибки ничего особенно опасного не произойдет, максимум — выйдут из строя монтажные составляющие, однако, основные правила безопасности не стоит игнорировать.

Источник: https://rusenergetics.ru/svet/podklyuchenie-vyklyuchatelya-so-svetodio

Схема включения светодиода в выключатель 220 в квартире

Как встроить светодиод в выключатель?

Некоторым людям инструкция нужна для того, чтобы когда сгорит прибор выяснить, что они сделали не так.

Изготовление подсветки выключателя светодиодом своими руками не представляет никакой сложности. Крайне простая схема собирается буквально «на коленке» в течении нескольких минут. Но, если вы не хотите, чтобы все закончилось фейерверком и сгоревшей проводкой, внимательно прочтите эту статью.

Схема включения светодиода в выключатель в квартире

Схема и внешний вид выключателя

Читайте также  Светодиоды инфракрасного излучения

Как видите, устройство состоит лишь из двух элементов – токоограничивающего резистора и источника света.

Многих людей, не имеющих отношения к радиоэлектронике, эта схема может поставить в тупик. Ведь ставим мы светодиод в выключатель 220В переменного напряжения, хотя сам светодиод рассчитан на напряжение 2-12В постоянного. И основная лампа, по идее, тоже должна светиться при таком подключении.

Как и почему это работает?

Вспомним школьный курс физики:

  • Напряжение – разность потенциалов с двух концов проводника. Чем выше напряжение, там быстрее электроны бегут по проводам.
  • Сила тока – плотность электронов в проводнике. Когда в электрической цепи на пути электронов встречается участок с большим сопротивлением, часть из них отдает свою энергию этому участку.

Когда сила тока (плотность потока электронов) значительно больше, чем этот участок способен пропустить, излишки энергии преобразуются в тепло. Если бы перед диодом не было резистора, сила тока, проходящая через него, во много раз превысила бы его номинальные параметры, превратив кристалл диода в облачко. В этой схеме резистор исполняет роль вентиля, отсекая большую часть тока. Через саму лампу накаливания также будет протекать ток, но сила его настолько мала, что спираль раскаляться не будет.

Расчет параметров схемы

Подбираем резистор для светодиода. В этой формуле напряжение сети принимается за 320В, поскольку необходимо учитывать не номинальный параметр, а эффективное амплитудное напряжение.

https://www.youtube.com/watch?v=Tz6ea12hb_c

Подбираем резистор

Как сделать подсветку для выключателя

задача схемы выключателя с подсветкой на светодиоде – ограничить силу тока, протекающую через светодиод. Для диода не важно с какой скоростью через него будут проходить электроны, он заберет свою «порцию» и преобразует ее в свечение. Если же плотность потока электронов буде выше его пропускной способности, излишки выделятся в виде тепла, расплавив кристалл.

Установка светодиода в выключатель 220В, схема:

Варианты, как можно подключить светодиод

Вариант 1

Такой способ подключения будет работать, но очень недолго, несколько миллисекунд, пока разгорится спираль лампы накаливания. При таком подключении ток цепи будет рассчитан исходя из потребности лампы, превысив потребности светодиода в сотни раз. Это неправильный вариант.

Вариант 2

Это уже жизнеспособный вариант. Токоограничивающий резистор R1 уменьшит силу тока до необходимой величины. Для обычного светодиода на 20 мА сопротивление резистора должно быть:

(320В-3В)/0,02А≈16 кОм а мощность 0,25-0,5Вт.

Ради увеличения срока службы подсветки и уменьшения нагрева резистора, параметры сопротивления лучше увеличить в 3-4 раза. Такую схему можно увидеть, если разобрать дешёвый китайский выключатель со светодиодом. Здесь нет защиты от обратного тока, что не способствует долгой жизни такого устройства.

Вариант 3

Включение диода с обратной полярностью защищает светодиод от обратной полуволны. Это важно, если на линии в сети есть мощные устройства: стиральная машина, бойлер, электрочайник. Можно использовать любой малогабаритный диод с напряжением до 500-1000 вольт.

Примеры расчетов

Поскольку наша задача лишь подсветить выключатель и добиться максимальной жизнеспособности, ток светодиода берем 30% от номинала – 6мА

Резисторный токоограничитель

Uсд=3,5В, Iсд=20мА(0,02А)- Расчет делаем на 6мА (0,006А);

R1= (330-3,5) /0.006=55000Ом (55кОм). С целью уменьшения нагрева номинал резистора можно увеличить в 2 раза до 100 кОм.

Мощность резистора P=Ur1I=3270.006=2Вт.

Параллельно светодиоду лучше зеркально включить диод на 1000В.

Емкостный токоограничитель

Вместо резистора можно использовать высоковольтный конденсатор, R1 необходим для саморазрядки конденсатора C1. Ёмкостная схема не греется.

C1=Rc/(2π£)=50кОм/(23,1450Гц)=150мкФ; С1=150мкФ*500В;

R1=0,5-1 МОм;

Диод как в предыдущей конструкции.

Если выключатель предназначен для энергосберегающей лампы, лучше светодиод заменить неоновой лампочкой, донором которой послужит пускатель люминесцентного светильника. Классические схемы за счет гашения полуволны могут вызывать мерцание «энергосберегаек».  Принцип подключения остается тот же, но из за более высокого номинального тока, около 100мА, резисторное или емкостное сопротивление (на неоновой лампочке) стоит увеличить до 500-600 кОм.

Область применения

  • схема выключателя с подсветкой на светодиоде;
  • индикатор включения в переносном удлинителе;
  • миниатюрный ночник;
  • подсветка для розетки.

При желании можно подключить светодиодную ленту, но лишь на емкостном ограничителе после тщательного перерасчета.

Так выглядит подсветка светодиодом

Схема подключения

Как подключать на живом примере

Ниже приведена схема как подключить выключатель со светодиодом. Инструкция к подключению

  1. Перед началом монтажа схемы светодиода в выключателе убедитесь, что выключатель отключён от «фазы». Это можно сделать при помощи простой отвёртки-тестера.
  1. Проверьте качество изоляции всех соединительных контактов. Перемыкание оголенных проводов в лучшем случае выведет из строя схему подсветки, в худшем – проводку в квартире.
  1. При необходимости в пластиковой детали можно сделать монтажное отверстие светодиоду, чтобы тот равномерно освещал кнопку выключателя.
  1. Собираем получившуюся конструкцию и наслаждаемся результатом.

Рекомендации

Если мы используем резисторный вариант, стоит поэкспериментировать с параметрами сопротивления. Диод может «стартовать» с 2В или 3В, соответственно во втором номинал резистора можно уменьшить.

Не забывайте, в таких устройствах ограничивается лишь плотность электронов, напряжение остается прежним и все еще опасным для живых организмов.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (1 3,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://svetodiodinfo.ru/texnicheskie-momenty/podsvetka-vyklyuchatelya-svetodiodom-svoimi-rukami.html