Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подключение выключателя света с подсветкой

Подключение выключателя света с подсветкой

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

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.

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.

Читайте так же:
Как проверить тиристор не выпаивая из схемы

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.

Подсветка выключателя

Выключатели с подсветкой появились достаточно давно, но даже сегодня обычный выключатель без встроенной подсветки не редкость. Сегодня мы рассмотрим два способа подсветить выключатель, а какой из них выбрать, решать вам.

Подсветка выключателя неоновой лампой
Для наших целей подойдет практически любая малогабаритная газоразрядная индикаторная лампа и резистор сопротивлением около 220 кОм и мощностью 0.25 Вт. Можно даже взять лампу из стартера, использующегося для пуска люминесцентных ламп-трубок на 220В. Правда, в этом случае лучше увеличить номинал резистора до 470 – 510 кОм.

Подсветка выключателя неоновой лампой

Собранную навесным монтажом схему нужно разместить в выключателе, и если клавиши его пропускают свет, то можно даже не сверлить в них отверстие – свет неоновой лампы будет виден и так. Подсоединяется схема параллельно выключателю, никакой дополнительной проводки не потребуется. Выключатель отключен – схема питается через лампу светильника EL1. Ток потребляемый неоновой лампой настолько мал, что лампа светильника его даже не почувствует и, конечно, гореть не будет. Включаем свет, подсветка выключается (закорачивается), лампа светильника загорается.

Подсветка выключателя светодиодом
Эта подсветка выглядит более современно, а сам светодиод неплохо смотрится, вставленный в отверстие изнутри выключателя. Но здесь кроме собственно светодиода и гасящего резистора нам понадобится еще диод, включенный встречно-параллельно светодиоду.

Подсветка выключателя светодиодом

Нужен он потому, что светодиод – прибор полярный. При положительной полуволне он откроется и будет светиться, при отрицательной закроется и напряжение на нем окажется намного больше максимально допустимого обратного напряжения для светодиода — практически напряжение сети. Включая диод, мы срезаем отрицательную полуволну, и светодиод работает в режиме. Собирая эту схему, особое внимание нужно обратить на полярность включения диода – он должен быть включен ВСТРЕЧНО иначе светодиод мгновенно сгорит.

На месте HL1 может работать практически любой индикаторный светодиод, извлеченный, к примеру, из старой китайской игрушки, вместо VD1 можно поставить любой диод средней и даже малой мощности, рассчитанный на обратное напряжение не ниже 300 В. К примеру, КД203 с любым буквенным индексом. Если у вас есть из чего выбирать, то можете посмотреть характеристики своих диодов в справочнике, обращая внимание на максимально допустимое ОБРАТНОЕ напряжение диода.

Ну и дорабатывая выключатель, не забывайте, что его контакты и все детали схемы находятся под опасным для жизни напряжением независимо от того, включен свет или нет! Обязательно отключите напряжение на вводе в квартиру и проверьте его отсутствие на контактах выключателя, прежде чем начинать работу.

Загорается светодиод, когда выключатель заземления разомкнут

У меня есть переключатель, который соединяет отрицательную сторону соленоида с землей, когда он замкнут, и мне нужен светодиод, который светится, когда переключатель разомкнут. Я думал об использовании транзистора, чтобы сделать это, но я не уверен, как именно включить его в соленоид. Любая помощь с благодарностью!

Ник Алексеев ♦

user3067002

Ник Алексеев ♦

user3067002

транзистор

схематический

Рисунок 1. Светодиод горит, когда SW1 открыт.

Как это работает:

  • Когда SW1 открывается, до 5 мА (24 В / 4 к7) будет протекать через SOLN, R1 и D1. Схема полагается на соленоид, имеющий высокий ток удержания (скажем,> 20 мА) относительно требуемого тока светодиода, так что ток светодиода не удерживает соленоид включенным, когда SW1 открыт.
  • Когда SW1 закрыт, R1 / D1 замкнут и светодиод погаснет.
  • Когда SW1 открывается, индуктивный всплеск, который может повредить D1, шунтируется D2.
  • Если вы хотите быть более точным с расчетом тока D1, добавьте сопротивление постоянного тока SOLN к текущему расчету для светодиода.
Читайте так же:
Как сделать размагничиватель своими руками

user3067002

Эллиот Олдерсон

Если соленоид обычно потребляет намного больше тока, чем светодиод, просто подключите резистор и светодиод с отрицательной стороны соленоида к земле. Несколько миллиампер будут протекать через соленоид, когда переключатель разомкнут, но это, вероятно, не вызовет никаких проблем.

Тони Э. Ракетолог

Эллиот Олдерсон

Просто взбил это, надеюсь, это поможет 🙂

схематический

Когда переключатель разомкнут:

  • Затвор N-канала подтягивается до любого напряжения, установленного делителем. Обычно вам даже не понадобится делитель, и вы можете просто нажать на конец соленоида. Но выбранный вами полевой МОП-транзистор, скорее всего, не сможет выдержать Vgs = 24 В, поэтому используйте делитель, чтобы установить соответствующее напряжение. Здесь я установил его на 8 В, что абсолютно включит 99% полевых МОП-транзисторов, но также вполне соответствует типичному значению 12-15 В макс. Пока соленоид находится в последовательном соединении, в затвор в устойчивом состоянии течет 0A, поэтому соленоид даже не существует и является коротким замыканием.

Когда переключатель замкнут:

  • Вход делителя будет 0 В, и поэтому затвор N-канального МОП-транзистора будет установлен на 0 В. Следовательно, Vgs = 0V. Таким образом, MOSFET будет выключен, и поэтому светодиод также будет выключен.

Вы можете играть со значением R2 для разных уровней яркости светодиодов. Для шины 24 В и типичного светодиода падения напряжения 3Vish 1K является хорошей отправной точкой для 20 мА, который является вашим типичным током для любителя.

Также убедитесь, что вы выбрали высокие сопротивления для делителя, как у меня здесь. Это потому, что «технически» соленоид всегда включен, поскольку ток проходит через делитель. Но если вы сделаете эти сотню килограмм-мега диапазон, соленоид будет практически выключен и жует около 0 Вт мощности.

Светодиоды: подробно простым языком

Светодиод — диод с простым P-N переходом, главной особенностью которого является то, что он испускает свет, когда через него проходит ток. Используется во многих цифровых дисплеях, а также в других типах индикаторных устройств.

СветодиодСветодиод

Принцип работы светодиода

Основные рабочие характеристики любого светоизлучающего диода сходны с характеристиками обычного диода. Когда подается напряжение, то электроны двигаются от материала N-типа через P-N переход и соединяются с отверстиями в материале P-типа. В обычных диодах энергия, которая возникает в результате соединения электронов с отверстиями, выделяется в виде тепла. Однако, когда речь идет о светодиодах, то энергия в них выделяется в первую очередь в виде света.

Схема светодиодаСхема светодиода

Светодиоды могут изготавливаться таким образом, что будут испускать красный, зеленый, голубой, инфракрасный или ультрафиолетовый свет. Это достигается путем изменения количества и типа материалов, которые используются в качестве присадки. Яркость света также может изменяться, что осуществляется с помощью управления количеством тока, проходящего через светодиод. Однако, как и любой другой диод, СИД имеет предельные значения тока, которые он может выдержать.

Где используются светодиоды

Одной из основных областей применения светодиодов является использование их в качестве сигнальных лампочек. Например, этот прибор может использоваться для того, чтобы проконтролировать идет ли по цепи ток или она обесточена.

Цепь с сигнальной лампочкой представляет собой ряд приборов, последовательно соединенных между собой: светодиод, резистор, выключатель и источник постоянного тока.

Схема типичной цепи с сигнальной лампочкой

Когда выключатель цепи с сигнальной лампочкой замкнут, то напряжение прямого смещения от источника тока подается на светодиод (который разработан таким образом, чтобы срабатывать только, когда имеется прямое смещение). Электроны, которые прорываются через P-N переход, соединяются с отверстиями, в результате чего энергия высвобождается в виде света. Резистор, установленный в этой цепи, ограничивает протекание тока по ней, с тем, чтобы защитить светодиод от повреждений, которые может вызвать чрезмерный ток.

Светодиоды могут также использоваться в цифровых дисплеях, например, в наручных часах или калькуляторах.

С помощью высвечивания различных комбинаций из семи элементов на дисплее можно отображать любую цифру от нуля до девяти.

Цифровой дисплей на калькуляторе из семи элементов

Читайте так же:
Как рассчитать вес трубы металлической по диаметру

Каждый светодиод соединен последовательно с резистором и выключателем, где каждый выключатель представляет собой внешнюю управляющую цепь. Выключатели имеют обозначения от А до G, чтобы соответствовать элементам дисплея. Семь последовательных проводов соединены параллельно с источником постоянного тока. Для того, чтобы подать питание на какой-либо светодиод, замыкается соответствующий выключатель. Каждый последовательно включенный в цепь резистор ограничивает ток, проходящий по проводу, и, тем самым, предотвращает повреждение светодиодов от чрезмерно большого тока.

Схема внешней цепи управления для цифрового дисплея калькулятора

Цифры появляются на цифровом дисплее в результате различных сочетаний семи выключателей. Например, если выключатели А и В замкнуты, то соответствующие элементы на дисплее загорятся и образуют цифру 1. Подобным же образом цифра 2 может быть образована с помощью выключателей A, C, D, F и G, которые будут замкнуты одновременно.

Замыкая соответствующие выключатели в определенных комбинациях, на дисплее можно получать цифры от 0 до 9. Если элементы расположить несколько иным образом, то на дисплее можно получить знак плюса, минуса, десятичные точки или же буквы алфавита.

Светодиоды могут использоваться даже для обеспечения искусственного освещения для роста растений. Основными преимуществами светодиодов в этом случае являются: низкое потребление электричества и тепловыделения, а также возможность настройки необходимого спектра излучения.

Выключатель с подсветкой для светодиодных ламп

Во многих выключателях встроена очень полезная функция – подсветка. С этой функцией исключены поиски выключателя в темной комнате. Как же она работает? Подсветка устроена довольно просто: под клавишей выключателя помещается миниатюрный световой индикатор, а в клавише сделано небольшое окно, через которое можно видеть состояние выключателя.

Выключатель

Выключатель с подсветкой в интерьере комнаты

В качестве индикатора используют неоновую лампочку или светодиод, в работе каждого из них есть свои особенности. Во многих источниках сообщается, что такие выключатели можно использовать только с галогенными и лампами накаливания, так как энергосберегающие – с такими выключателями вспыхивают, а светодиодные – немного светятся в темноте.

Для того чтобы разобраться с этими явлениями надо понимать механизм работы каждого индикатора.

Неоновый индикатор

Во многих выключателях используют неоновую лампочку в качестве индикатора, она представляет собой чаще всего стеклянный баллон, заполненный неоном, в котором размещены на некотором расстоянии друг от друга два электрода.

Давление газа очень небольшое – несколько десятых долей мм ртутного столба. В такой среде между электродами при подаче на них напряжения возникает так называемый тлеющий разряд – это светятся ионизированные молекулы газа. В зависимости от рода газа цвет свечения может быть самым разным: от красного у неона, до сине-зеленого у аргона.

Лампа

На рисунке изображена миниатюрная неоновая лампочка, в электротехнике их чаще всего используют в качестве индикаторов наличия тока.

Подсветка на неоновой лампочке

Выключатель с подсветкой на неоновой лампочке очень надежен, срок службы лампочки более 5 тыс. часов, индикатор хорошо виден в темноте. Схема подключения проста.

Схема

Схема подключения подсветки на неоновой лампочке

На схеме изображено подключение подсветки из неонки к выключателю. L1 – это неоновая лампочка из типа МН-6, ток 0,8 мА, напряжение зажигания 90 В, это данные из справочника. R1 – гасящий резистор, S1 – выключатель освещения.

Расчет гасящего резистора

Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:

где R – сопротивление резистора (Ом);
∆U – разность (Uс – Uз) между напряжением сети и зажиганием лампы в вольтах;
I – сила тока лампы (А).

Ближайший номинал резистора 150 кОм. Вообще номинал резистора можно выбирать в пределах от 150 до 510 кОм, при этом лампочка нормально работает, при большем номинале увеличивается долговечность, и уменьшается рассеиваемая мощность.

Мощность резистора вычисляется по следующей формуле:

где P – мощность (Вт), рассеиваемая на резисторе;

P=220-90 × 0,0008 = 0,104 Вт.

Ближайший больший номинал мощности резистора – 0,125 Вт. Этой мощности вполне хватает, резистор едва заметно нагревается, не более чем до 40-50 градусов, что вполне допустимо. Если есть возможность, желательно поставить резистор мощностью 0,25 Вт.

Конструкция

Если припаять вывод резистора к любому выводу лампы, можно собрать схему.

Схема

Собранная подсветка своими руками

Остается собранную схему подключить. Для этого при снятом корпусе выключателя вывод резистора подключается к одной клемме, а лампочки – к другой.

Схема

Схема работы неоновой подсветки

Теперь при выключенном положении клавиши, ток будет идти через схему (нижний рисунок), а так как ток ограничен сопротивлением, то силы его хватит, чтобы зажечь подсветку, но совершенно недостаточно для работы лампы освещения. При включении выводы схемы подсветки закорачиваются, и ток течет через выключатель, минуя подсветку, к лампе освещения (верхний рисунок).

Читайте так же:
Домкрат подкатной гидравлический 5 тонн

Такую подсветку можно поставить в выключатель, в котором она не была предусмотрена изготовителем, при этом в клавише включения не обязательно сверлить отверстие. Материал, из которого делают клавиши, легко просвечивается, и в темноте выключатель довольно хорошо виден, поэтому сверлить отверстие для лампочки не обязательно.

Светодиодная подсветка

Часто встречается подсветка из светодиода, который представляет собой полупроводниковый прибор излучающий свет при протекании через него электрического тока.

Цвет светоизлучающего диода зависит от материала, из которого он изготовлен и в некоторой степени от приложенного напряжения. Светодиоды представляют собой соединение двух полупроводников различных типов проводимости p и n. Называют это соединение – электронно-дырочный переход, именно на нем возникает излучение света при прохождении через него прямого тока.

Возникновение светового излучения объясняется рекомбинацией носителей зарядов в полупроводниках, на приведенном ниже рисунке изображена примерная картина происходящего в светодиоде.

Схема

Рекомбинация носителей зарядов и возникновение светового излучения

На рисунке кружком со знаком «–» обозначены отрицательные заряды, они находятся в зеленой области, так условно обозначена область n. Кружок со знаком «+» символизирует положительные носители тока, находятся они в коричневой зоне p, граница между этими областями и есть p-n переход.

Когда под действием электрического поля положительный заряд преодолевает p-n переход, то прямо на границе он соединяется с отрицательным. А так как при соединении происходит и возрастание энергии от столкновения этих зарядов, то часть энергии идет на нагревание материала, а часть излучается в виде светового кванта.

Конструктивно светодиод представляет собой металлическое, чаще всего медное основание, на котором закреплены два кристалла полупроводников разной проводимости, один из них является анодом, другой – катодом. К основанию приклеен алюминиевый рефлектор с закрепленной на нем линзой.

Как можно понять из рисунка ниже, немало в конструкции уделено внимания отводу тепла, это неслучайно, так как полупроводники хорошо работают в узком тепловом коридоре, выход за его границы нарушает работу прибора вплоть до выхода из строя.

Схема

Схема устройства светодиода

У полупроводников с ростом температуры, в отличие от металлов, сопротивление не увеличивается, а напротив, уменьшается. Это может вызвать неконтролируемое увеличение силы тока и соответственно нагрева, при достижении определенного порога происходит пробой.

Светодиоды очень чувствительны к превышению порогового напряжения, даже кратковременный импульс выводит его из строя. Поэтому токоограничивающие резисторы должны быть подобраны очень точно. Кроме того, светодиод рассчитан на прохождение тока только в прямом направлении, т.е. от анода к катоду, если прикладывается напряжение обратной полярности, то это также может вывести его из строя.

И все же, несмотря на эти ограничения, светодиоды широко применяются для подсветки в выключателях. Рассмотрим схемы включения и защиты светодиодов в выключателях.

Подсветка на светодиоде

На рисунке ниже приведена схема подсветки. Она содержит: гасящий резистор R1, светодиод VD2 и защитный диод VD1. Буква а – анод светодиода, k – катод.

Схема

Схема подсветки на светодиоде

Так как рабочее напряжение светодиода гораздо ниже сетевого, то для его снижения используют гасящие резисторы, в зависимости от потребляемого тока его сопротивление будет разным.

Расчет сопротивления резистора

Сопротивление резистора R рассчитывается по формуле:

formula1

где R – сопротивление гасящего резистора (Ом);

Uc – напряжение сети (здесь 220 В);

Uсд – рабочее напряжение светодиода (В);

Iсд – рабочий ток светодиода (А);

Сделаем расчет гасящего резистора для светодиода АЛ307А. Исходные данные: рабочее напряжение 2 В, сила тока от 10 до 20 мА.

Используя вышеприведенную формулу, Rмакс=(220 – 2)/0,01=218 00 ОМ, Rмин= (220 – 2)/0,02=10900 ОМ. Получаем, что сопротивление резистора должно лежать в пределах от 11 до 22 кОм.

Расчет мощности

Также надо рассчитать мощность, рассеиваемую резистором, ее рассчитывают по формуле:

formula2

где Р – мощность, рассеиваемая на резисторе (Вт);

Uc – напряжение сети (здесь 220 В);

Uсд – рабочее напряжение светодиода (В);

Iсд – рабочий ток светодиода (А);

Подсчитываем мощность: Рмин=(220-2)*0,01 = 2,18 Вт, Рмакс=(220-2)*0,02=4,36 Вт. Как следует из расчета, мощность, рассеиваемая резистором, довольно значительная.

Читайте так же:
Гост на штуцера под шланг

Из номиналов мощностей резисторов самый ближайший больший – это 5 Вт, но такой резистор довольно больших габаритов, и спрятать его в корпус выключателя не удастся, да и впустую тратить электроэнергию нерационально.

Так как расчет проводился на максимально допустимый ток светодиода, а в таком режиме у него многократно снижается долговечность, снизив ток в два раза, можно убить двух зайцев: уменьшить рассеиваемую мощность и увеличить срок службы светодиода. Для этого надо просто увеличить сопротивление резистора вдвое до 22-39 кОм.

Схема

Подключение подсветки к клеммам выключателя

На рисунке выше приведена схема подключения подсветки к клеммам выключателя. К одной клемме подходит фазный провод сети, ко второй –провод от лампочки освещения, подсветка подключается к двум этим клеммам. Когда выключатель разомкнут, то через схему подсветки течет ток, и она горит, но лампа освещения не светится. Если выключатель замкнуть, то напряжение потечет по цепи, минуя подсветку, освещение включится.

В заводских выключателях с подсветкой чаще всего используется схема, изображенная на рисунке выше. Номинал резистора – от 100 до 200 кОм, производители идут на сознательное уменьшение тока через светодиод до 1-2 мА, а значит, и яркости свечения, потому что в ночное время этого вполне достаточно. В то же время снижается рассеиваемая мощность, можно не устанавливать и защитный диод, потому что обратное напряжение не превышает допустимое.

Применение конденсатора

В качестве гасящего элемента можно применить конденсатор, он в отличие от резистора имеет не активное, а реактивное сопротивление, поэтому при прохождении через него тока на нем не выделяется тепло.

Все дело в том, что при движении электронов по проводящему слою резистора, они сталкиваются узлами кристаллической решетки материала и передают им часть своей кинетической энергии. Поэтому материал нагревается, а электрический ток испытывает сопротивление продвижению.

Совершенно другие процессы возникают при движении тока через конденсатор. Конденсатор в простейшем случае представляет собой две металлических пластины, разделенные диэлектриком, так что постоянный электрический ток через него течь не может. Но зато на этих пластинах может сохраняться заряд, и если его периодически заряжать и разряжать, то в цепи начинает течь переменный ток.

Расчет гасящего конденсатора

Если конденсатор включить в цепь переменного тока, то он через него будет протекать, но в зависимости от емкости и частоты тока его напряжение снизится на какую-то величину. Для вычисления используют следующую формулу:

formula3

где Xc – емкостное сопротивление конденсатора (ОМ);

f – частота тока в сети (в нашем случае 50 ГЦ);

С – емкость конденсатора в (мкФ);

Для расчетов эта формула не совсем удобна, поэтому на практике чаще всего прибегают к следующей – эмпирической, которая позволяет с достаточной точностью проводить подбор конденсатора.

Исходные данные: Uc –220 В; Uсд –2 В; Iсд –20 мА;

Находим емкость конденсатора С =(4,45*20)/(220-2)=0,408 мкФ, из ряда номинальных емкостей Е24 выбираем ближайший меньший 0,39 мкФ. Но при выборе конденсатора необходимо еще учитывать его рабочее напряжение, оно должно быть не меньше, чем Uc*1,41.

Дело в том, что в цепи переменного тока принято различать действующее и эффективное напряжение. Если форма тока синусоидальная, то действующее напряжение в 1,41 больше эффективного. Значит, конденсатор должен иметь минимальное рабочее напряжение 220*1,41=310 В. А так как такого номинала нет, то ближайший больший будет 400 В.

Для этих целей можно использовать пленочный конденсатор типа К73-17, его габариты и масса вполне позволяют разместить в корпусе выключателя.

Выключатель в работе. Видео

О совместной работе светодиодной лампы и выключателя с подсветкой можно узнать из этого видео.

Все расчеты, сделанные в статье, действительны для режима нормального свечения, при использовании их для выключателей номиналы резисторов можно скорректировать в сторону увеличения в 2-3 раза. Это уменьшит яркость свечения светодиода, неонки и мощность рассеивания резисторов, а значит, и их габариты.

Если в качестве гасящего сопротивления используется конденсатор, то его номинал нужно корректировать в сторону уменьшения для снижения яркости, а также габаритов, но рабочее напряжение конденсатора снижать нельзя.

Снижение силы тока через подсветку уменьшает вероятность мигания энергосберегающих ламп в темноте, так как уровень зарядки входного конденсатора в импульсном преобразователе этих ламп не достигает порога запуска.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector