Бесконтактный многорежимный выключатель для светодиодной ленты: тест и обзор

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Обзор | Комфортный дом и бытовая техника

Обзор посвящен бесконтактному выключателю для светодиодных лент и других источников света; хотя он может быть использован и для управления любыми устройствами (напрямую или через дополнительную обвязку, в зависимости от требуемого питания).

В обзоре будет рассмотрена конструкция бесконтактного выключателя, показаны осциллограммы работы устройства и продемонстрированы режимы его работы (их может быть шесть!).

Устройство поставляется в бескорпусном виде. И, хотя оно рассчитано на низковольтное питание (до 24 В), для обеспечения техники безопасности настоятельно рекомендуется использовать его в корпусе или кожухе, исключающем случайное прикосновение к токопроводящим частям.

Технические характеристики, конструкция и схемотехника бесконтактного выключателя

Основные технические характеристики приведены в следующей таблице:

Максимальная мощность нагрузки120 Вт
Максимальный ток нагрузки 5 А
Собственный потребляемый токНе более 10 мА
Принцип действияИнфракрасное излучение и обнаружение отражения
Дальность действия10 — 80 мм (рекомендуется до 50 мм)
Напряжение питания *5 — 24 В (постоянный ток)
Габариты50 * 12 * 7.9 мм

* Примечание. Напряжение питания рекомендуется устанавливать не менее 7 В для устойчивой работы линейного стабилизатора на 5 В на плате выключателя.

Выключатель — очень небольшой, по габаритам он вполне помещается на любом пальце мужской руки, кроме мизинца.

На плате имеется два входных контакта, два выходных и четыре контактных площадки для управления режимами (обозначены буквами A — D).

Так выглядит плата в наклонно-диагональном ракурсе:

В центре платы в пластиковом обрамлении находятся приёмный и передающий инфракрасные светодиоды.

Светодиод в прозрачном корпусе — передающий (излучающий), в чёрном корпусе — приёмный.

Внизу под обрамлением светодиодов находится маленький SMD-светодиод, индицирующий неярким синим светом факт включения платы (но не напряжения на нагрузке!). Интересно, что при обнаружении поднесения руки он гаснет; а если руку убрать — снова зажигается (независимо от режима выключателя).

Вид с противоположной диагонали:

При обычном освещении оказалось затруднительно прочесть маркировку элементов.

Но, если дополнительно подсветить достаточно мощным фонариком, то маркировка становится хорошо различима (по крайней мере там, где она есть):

Итак, главная управляющая микросхема с 8-ю выводами пожелала остаться анонимной. :)

Слева от неё расположена микросхема SE8250. Это — линейный стабилизатор на 5 В.

В datasheet на микросхему указано, что напряжение на её входе должно быть, по крайней мере, на 2 В выше выходного. По этой причине не рекомендуется питать плату напряжением ниже 7 В.

На правой стороне платы расположен довольно крупный транзистор NCE3080K (MOSFET). Именно он и управляет включением или выключением нагрузки.

Нагрузку этот транзистор подключает и отключает не со стороны положительного напряжения, а со стороны земли. Это может быть важным, если предполагается подключение какой-то более навороченной схемы, чем просто светодиодная лента.

Максимальный импульсный ток этого транзистора — 80 Ампер! Но, разумеется, включать нагрузку с таким током не рекомендуется: с платы могут испариться печатные проводники. :)

Теперь, для завершения картины, посмотрим на обратную сторону платы:

Проследить путь дорожек металлизации под белым лаком сложно, но можно, если вдруг возникнет такая необходимость.

Принцип действия этого выключателя — точно такой же, как и в датчиках приближения смартфонов: по обратному отражению инфракрасного излучения.

Но, чтобы датчик не срабатывал от посторонних источников света, инфракрасное излучение, исходящее от передающего светодиода, промодулировано.

На последующих осциллограммах, снятых на контактах излучающего ИК-светодиода с помощью осциллографа Fnirsi-1013D, видны характерные особенности модуляции.

На следующей картинке — осциллограмма напряжения на излучающем светодиоде в мелком масштабе (5 мс / деление):

На осциллограмме видно, что излучающие импульсы идут сдвоенными пачками с периодом 50 мс (20 Гц).

Посмотрим в увеличенном виде на одну из пачек импульсов (50 мкс / деление):

Внутри каждой пачки импульсы следуют с частотой около 38 кГц. Вся эта хитрая модуляция помогает устройству выделить отраженный ИК-сигнал из внешнего светового шума.

О регулировке яркости. В случае, если яркость светодиодной линейки требуется установить не на максимальном, а на каком-либо промежуточном уровне, то диммирование осуществляется, разумеется, с помощью ШИМа.

Импульсы ШИМа следуют с высокой частотой (20.8 кГц), благодаря чему мерцание светодиодов не заметно для зрения и не вредит ему, осциллограмма:

На этой позитивной ноте перейдём к следующему разделу обзора: режимам работы бесконтактного выключателя и его испытаниям.

 

Режимы работы бесконтактного выключателя и его тестирование

Режим работы выключателя задаётся перемычками между контактными площадками A — D на плате. Расстояние между площадками — небольшое, поэтому требуется аккуратность при пайке.

Выключатель запоминает ту конфигурацию, которая была на момент подачи питания. В связи с этим, если требуется конфигурацию поменять, то это надо делать при выключенном питании (иначе новая конфигурация не будет работать).

На странице продавца приведена краткая таблица с возможными конфигурациями выключателя:

Немного комментариев с более подробным описанием режимов.

1-ая конфигурация (без перемычек, т.е. по умолчанию): медленное включение и выключение света. Под медленным имеется в виду интервал около одной секунды.

2-ая конфигурация (перемычка AB): «мгновенное» включение и выключение света.

3-я конфигурация (перемычка CD): светится, только когда рука поднесена и удерживается у датчика.

4-ая конфигурация (перемычка AB+CD). Режим, обратный предыдущему: лента светится постоянно. Гаснет, только когда рука поднесена и удерживается у датчика.

5-ая конфигурация (перемычка ABC): медленное включение и выключение при поднесении руки на короткое время. При длительном удержании руки сначала идёт падение яркости, затем рост, и так циклически повторяется. Яркость фиксируется и запоминается на тот момент, когда рука была убрана.

6-ая конфигурация (перемычка BC): такой же режим, как и предыдущий, но с «мгновенным» включением и выключением по короткому поднесению руки.

Испытания бесконтактного выключателя для светодиодной ленты начались с определения рабочей дистанции включения/выключения.

Дистанция устойчивого управления всей ладонью составила 7.5 см от уровня платы, а на расстоянии 5 см уже можно было управлять одним пальцем. Это — нормально, т.к. здесь не действует принцип «больше — лучше»; для дальних дистанций есть датчики присутствия.

Собственное потребление выключателя составило 6.4 мА при напряжении питания 12 В, так что потреблением в постоянном дежурном режиме можно пренебречь.

Все шесть режимов работы выключателя подтвердились.

Увидеть, как они работают, можно на этом видео:

 На видео, к сожалению, пятый режим показан не полностью: там можно не только снижать яркость, но и увеличивать.

 

Итоги, выводы, область применения

Рассмотренный бесконтактный выключатель показал себя надёжным и полностью функциональным устройством во всех заявленных режимах.

Заодно, кстати, в обзоре был рассмотрен принцип работы датчика приближения в смартфонах, планшетах и т.п.

Такого рода выключатель — практически вечный, если не нарушать условий эксплуатации. У него нет механических контактов, которые могли бы окислиться или быть «съеденными» искрой, которая проскакивает в обычных выключателях в моменты включения и выключения.

Тем не менее, это не значит, что его надо устанавливать везде, где попало.

В первую очередь, он будет удобен для включения и регулировки местного освещения на рабочем месте.

А наибольшую пользу он принесёт в случаях, когда руки могут быть мокрыми или загрязнёнными, и тогда лучше руками ни к чему не прикасаться. Такие ситуации часто могут встречаться на кухне или в мастерской.

Выключатель может использоваться и не обязательно для управления освещения именно руками. Он может, например, срабатывать от открытия и закрытия дверей.

Стоит выключатель очень недорого. Регулярная цена — $1.36; на распродаже 11.11 — ещё дешевле (в дальнейшем цена может меняться в любую сторону).

Купить протестированный бесконтактный выключатель купить можно на Алиэкспресс, например, у этого продавца.

Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158

Там же можно купить упрощённую версию, у которой нет управления режимами, и которая умеет только включать и выключать. Но при этом надо иметь в виду, что у неё не только нет дополнительных режимов, но и меньше допустимая мощность нагрузки (72 Вт).

При тестировании бесконтактного выключателя использовался осциллограф Fnirsi 1013D (обзор).

Всем спасибо за внимание!

Реклама:
Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН: 7703380158 erid: 2SDnjcYQCmN

11 комментариев

M
Пошел наполнять корзину, 11.11 куплю. Люблю максимально простые(читай надёжные), универсальные и очень полезные устройства! Спасибо за обзор!
DAY_MEN
На каком расстоянии сенсор обнаруживает движуху? Сможет миниатюрный PIR заменить?
Hans-Kristian
Он реагирует не на движение, а на статическое расположение какого-либо предмета в зоне действия (около 8 см). На посторонние источники IR излучения не реагирует.
n
Сгорел такой от статического разряда. Подскажите, что могло сгореть? не хочется менять всю плату.
Hans-Kristian
Скорее всего, сгорел контроллер (который без маркировки!). MOSFET статикой сжечь трудно — он мощный и с защитой.
Но ремонтировать плату при такой её цене нет никакого смысла, дешевле и удобнее будет новую заказать.
n
Спасибо! я так и сделал, но хочется научиться выявлять убитый элемент чтобы его например заменить с донора
I
Очень хороший обзор. Будет ли работать этот датчик, находясь в алюминиевом профиле с рассеивателем (подстветка кухонного гарнитура)?
w
Мне пришлось прорезать окошко в рассеивателе.
w
Здравствуйте!
Жаль что нет маркировки основной микрухи. Но ваша информация о модуляции на ИК-светодиоде — бесценна, спасибо! :)
Хочу придумать, как пару диодов заменить на, например, esp8266. Или еще на что-нить, чтобы включать/выключать/диммировать удалённо, автоматизировать и т.д. Как я понимаю, нужно будет аналогичную модуляцию организовать.
У вас нет наработок в этом плане?
w
PS Понятно, что логичнее напрямую реализовать все на том же ESP… Но я что программист, что схемотехник тот еще, так что готовое изделие использовать — в какой-то степени проще :)

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Аллергия на кошек и что делать, если очень хочется завести кота

У городских жителей давно вошло в моду содержать дома различных животных. Кто-то отдает предпочтение хорькам, общительным, ласковым зверькам, легко приручаемым, любителям спать до 20 часов в сутки....

Играем с собакой: какие игрушки выбрать и как играть с питомцем в развивающие игры

Взятый с рук у знакомых, купленный в питомнике щенок быстро становится одним из самых важных членов семьи. Он терпеливо ждет прихода хозяев с работы, всегда рад составить компанию во всех...

Как сложилась жизнь и карьера актрисы Джульетт Льюис из фильма от «Заката до рассвета»

В середине 90-х в кинотеатрах, а так же на кассетах VHS вышел остросюжетный фильм «От заката до рассвета». В России и на постсоветском пространстве фантастический боевик со временем стал...

Почему на женских рубашках пуговицы слева, а на мужских - справа?

Взглянув на обычную рубашку, мы вряд ли задумываемся о том, что расположение пуговиц — это не просто случайность, а следствие многовековой истории, тесно связанной с гендерными...

Обзор игрового ноутбука Maibenben X757? Разборка мощной модели с дискретной видеокартой и RGB-иллюминацией

Насколько же хорош новый игровой ноутбук от Maibenben? А именно, модель X757 на базе мощного процессора и дискретной видеокарты, предназначенная для тяжелых приложений и игр. Интересный...

Обзор электронной книги OnyxBoox Kant 2: идеальная читалка в дорогу

OnyxBoox Kant 2 это компактная читалка которая будет идеальным вариантом для тех, кто проводит много времени вне дома и ценит небольшой вес. Хотя и для дома эта читалка так же подойдёт, но я...