Выключатель с подсветкой

Выключатель с подсветкой

Различия во внешнем виде обычного выключателя без подсветки и выключателя с подсветкой нет никакого, кроме окошка для подсветки. Подсветка работает только при отключенном освещении, и потребляет электроэнергии не много. Схема выключателя с подсветкой собирается на сопротивлении с неоновой лампой и резисторе со светодиодом.

При отключенном выключателе напряжение на индикацию поступает через нить накала лампы, которая имеет низкое сопротивление. Индикатор загорается, потому что к нему приложено почти 220 В. Если выключатель включить, контактами индикаторная лампа закорачивается, ток идет сразу на лампу накаливания, подсветка не горит.

Подключение выключателя с подсветкой

Может возникнуть вопрос. Почему горит подсветка, а лампа не горит? Ток через подсветку, будь то неоновая лампа или светодиод, ограничен большим сопротивлением, поэтому его недостаточно, чтобы зажечь лампу накаливания. Для лампы накаливания нужен большой ток.

Подключение подсветки на контакты выключателя

Схему подключения выключателя с подсветкой можно собрать на неоновой лампочке или светодиоде с резистором. Выключатели с подсветкой собранные на светодиоде не всегда могут хорошо работать с люминесцентными и светодиодными лампами, свечение индикатора может быть настолько мало, что его можно не заметить.

Это объясняется тем, что сопротивление источника питания энергосберегающих и светодиодных ламп больше чем нити ламп накаливания. Ток ограничен этим сопротивлением, и напряжения на индикаторе недостаточно для подсветки выключателя.

Схемы выключателей с подсветкой собранных на светодиодах

Ниже приводится не сложная схема выключателя с подсветкой, собранная на одном светодиоде и может быть легко повторена.

Первая схема подключения светодиодной подсветки к выключателю

Назначение диода VD1 по схеме — защита от пробоя светодиода обратным напряжением. Обратное напряжение светодиода 20 В, а обратное напряжение в сети для него равно значению отрицательной части синусоиды, которое значительно выше Uобр светодиода. Эта схема выключателя со светодиодной подсветкой потребляет электроэнергии до 1 кВт за месяц, что достаточно много.

Если хотите собирать эту или другую схему подсветки, соединения нужно делать скруткой и пропаивать. Оголенные провода, резисторы, нужно хорошо изолировать изолентой или термоусадочной трубкой. Еще одна схема подсветки на резисторе и конденсаторе.

Вторая схема подключения светодиодной подсветки к выключателю

Конденсатор здесь играет роль делителя напряжения. Резистор на этой схеме ставится 100 — 500 ом, он предназначен для ограничения тока заряда емкости. Потребление электроэнергии в этой схеме подсветки меньше 50 Вт в месяц. К недостаткам схем на светодиодах можно отнести их размеры, Однако в корпусе выключателя места вполне достаточно.

Схема неоновой подсветки на резисторе

Подсветка на неоновой лампе малых габаритов и потребляет электроэнергии немного. Для того чтобы зажечь неоновую лампочку требуется очень небольшой ток, поэтому она пригодна для энергосберегающих ламп и для подсветки выключателей светодиодных ламп.

Схема неоновой подсветки пригодна для энергосберегающих и светодиодных ламп

Резистор выбирается мощностью свыше 0,25 Вт. Неоновую лампочку не трудно найти у себя дома. Они ставятся в качестве индикаторов напряжения в удлинителях, электрических чайниках, утюгах и других бытовых электроприборах. Такие индикаторы уже полностью готовы к установке в выключатели.

Еще раз о мигании экономных ламп через выключатель с подсветкой.

Светодиодная или люминесцентная лампа, подсоединенная через выключатель с подсветкой, мигает, когда выключатель выключен. В статье рассмотрены причины и возможные варианты решения проблемы.

Причину удобно объяснять по приведенной ниже схеме:

Когда выключатель включен напряжение 220В через замкнутый выключатель попадает на верхний по схеме контакт блока питания лампы и по другому проводу из распределительной коробки на нижний контакт. При замкнутых контактах выключателя светодиод не горит, так как он перемкнут. Лампа светится, все нормально.

Когда выключатель выключен, лампа гаснет. В работу включается светодиод. Теперь он светится, так как контакты выключателя разомкнуты и ток течет по цепи: верхний контакт сети 220В, R1(75к), светодиод, R2(75к), диодный мост, предохранитель, нижний контакт сети. После диодного моста выпрямленное напряжение заряжает конденсатор фильтра С1(10мкф). По мере заряда напряжение на конденсаторе растет и достигнув напряжения запуска блока питания запускает его, лампа вспыхивает. Конденсатор быстро разряжается, и лампа гаснет. Процесс повторяется. Так как ток заряда очень мал, он ограничен R1 и R2 заряд С1 длится дольше, чем разряд через вспыхивающую лампу.

Какие в интернете есть варианты решения этой проблемы.

1. Выкусить из выключателя светодиод и лампа мигать перестанет. Это так. Но выключатель с подсветкой устанавливали для удобства, чтобы в темноте его было видно, а теперь нужно отказаться от этого. Явный минус, мне это не подошло. Ниже показана часть схемы с этой рекомендацией.

1. Установить параллельно лампе, в коробке или в самой лампе резистор 50 кОм на 2 Вт. Это тоже помогает. Резистор образует делитель из R1(75к), R2(75к) и собственно резистор на 50 кОм. Теперь напряжение на входе блока питания при разомкнутом выключателе не поднимется выше одной четвертой напряжения сети и блок питания не запустится. Но здесь тоже явный минус. Мы покупали экономную лампу, чтобы экономить электричество. Например, у нас светодиодная лампа на 4 Вт. При включении выключателя, при работе лампы, к этой мощности добавится еще около 1 Вт мощность, рассеиваемая на резисторе 50 кОм. А это увеличение на 20%. Недостаток существенный.

1. Установить параллельно экономной лампе обычную, на несколько ватт. Мигать экономная лампа не будет, но это имеет тот же минус, что и в предыдущем случае.

1. Вместо светодиода установить неоновую лампочку, как в индикаторной отвертке, для определения фазы. Это тоже работает, но лампочку нужно еще найти, в наши дни они не так часто встречаются в продаже. Да и резистор на несколько мОм еще нужен.

1. Установить выключатель на 3 провода. Но это редкий выключатель, да и к нему нужно прокладывать третий провод, соединенный с нулем.

1. Вместо резистора на 50 кОм параллельно лампе установить конденсатор (см. часть схемы в п.2). Ставил до 0,33 мкф на 630 В, мигать стала реже, но совсем не перестала. Большие емкости, наверное, решат проблему, но их габариты значительные.

Я остановился на таком варианте. В выключатель поставил конденсатор 0,01 мкф на 630В, а в лампу, параллельно сетевым контактам, конденсатор 0,33мкф на 630В. Доработка показана на схеме и фото ниже:

Конденсатор в выключателе:

Конденсатор в лампе (можно поставить в коробке, на те 2 провода, что идут к лампе, чтобы не разбирать лампу):

Мигание пропало полностью. Подсветки на выключателе я не лишился, потребляемая мощность не выросла, дефицитных деталей не использовал. Чуть слабее стал светиться светодиод при выключенном выключателе, но в темном помещении яркости более, чем достаточно. До переделки было даже слишком яркое свечение. Так, что в выключатель можно ставить конденсатор и меньше 0,01 мкф, например, 0,0068мкф или даже 0,0047мкф, конечно напряжением не менее 400В.

Блоки питания люминесцентных и светодиодных ламп могут отличаться и возможно потребуется подобрать емкость конденсаторов.

Есть еще проблемы мигания экономных ламп, включаемых даже не через выключатель с подсветкой, а через обычный выключатель. Но они, как правило следующие:

1. Выключатель стоит в цепи нуля, а не фазы.
2. Проводка имеет дефекты, провода с трещинами, через которые может быть утечка, сырость в местах прокладки проводки и т.д.

В этих случаях мигание ламп нужно устранять не дополнительными способами, а приведением в порядок проводки, тем более, что это уже напрямую связано с техникой безопасности.

Материал статьи продублирован на видео:

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 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.

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 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.

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 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).

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.

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 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 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:

где R – сопротивление гасящего резистора (Ом);

U_c – напряжение сети (здесь 220 В);

U_сд – рабочее напряжение светодиода (В);

I_сд – 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, R_макс=(220 – 2)/0,01=218 00 ОМ, R_мин= (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:

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

U_c – напряжение сети (здесь 220 В);

U_сд – рабочее напряжение светодиода (В);

I_сд – рабочий ток светодиода (А);

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

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.

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:

где X_c – 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: U_c –220 В; U_сд –2 В; I_сд –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 U_c*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.

Как выбрать выключатель для люстры?

Выбор выключателя для люстры не так прост, каким кажется на первый взгляд. Ведь всем хочется, чтобы прибор был надёжным, качественным и вписывался в интерьер. На что обратить особое внимание при покупке, мы расскажем в статье.

Количество клавиш

Обычно на выключателе бывает одна или несколько клавиш. Если у Вас только один контур освещения — достаточно одноклавишного варианта. А вот если проводка делится на два или три контура — Вам интереснее выбрать выключатель с несколькими клавишами.

Так Вы сможете включать одну или несколько лампочек сразу. Используйте освещение на полную мощность, когда это необходимо. Или экономьте электроэнергию, включив только одну лампу.

Клавишные выключатели — незаменимы для люстр в смежных комнатах, например, для ванной и туалета.

Диммеры

Альтернатива клавишам — диммер. С ним не включишь лампы поочерёдно, зато получится неплохо сэкономить электричество. Такой прибор плавно зажигает свет, постепенно увеличивая или уменьшая яркость освещения.

Выбирая диммер, важно знать, что для него подойдёт не каждая светодиодная лампа. Рекомендуется выбирать специальные, диммируемые лампы — со встроенным устройством для регулирования яркости.

Зато с обычными лампами накаливания в этом случае проблем быть не должно.

Выключатель с подсветкой или без?

Тут стоит хорошо подумать, особенно, если Вы ставите в люстру светодиодные лампы. Как показывает практика, выключатели с подсветкой могут спровоцировать мерцание лампочек в выключенном состоянии. Так происходит, потому что мощность маломощной лампы может быть сопоставима с мощностью подсветки.

Тип монтажа

В большинстве случаев выключатели для люстры в квартиру — это выключатели под скрытую проводку. Обращайте внимание на данную характеристику.

Под открытую проводку выбирать нужно выключатели для наружного монтажа.

Влажность

Учитывайте влажность помещения, куда будете ставить выключатель. Показатель степени защиты от влаги закодирован в цифрах после букв IP — чем больше цифра, тем устойчивее.

Например, IP 20 — это стандарт. Подойдёт для спальни, прихожей, зала и другой сухой комнаты. IP 44 — это хороший показатель степени защиты для установки в ванную комнату. IP 55 выдерживает уличные условия влажности.

Электронные выключатели

Самые известные из электронных выключателей — это сенсорные (те, что срабатывают от прикосновения), акустические и беспроводные радиовыключатели. Сенсорные выключатели обычно дороже клавишных, но на их долговечность рассчитывать не стоит.

Акустические выключатели включаются по хлопку, но могут срабатывать и на другие громкие звуки. Из-за своего недостатка они давно потеряли популярность.

Зато сейчас популярны беспроводные радиовыключатели. С ними можно забыть про штробление стен и прокладку кабеля. Просто прикрепите радио-модуль и повесьте выключатель в удобном месте.

беспроводной выключатель на пульте

Часто в комплекте к радиовыключателю идёт ещё и пульт. Это удобно, ведь можно не вставать с места, чтобы зажечь свет. Но здесь нужно помнить о пульте, который нуждается в замене батареек.

Всё чаще можно увидеть самый новый тип выключателя — с дистанционным управлением со смартфона. Возможно, со временем, такие выключатели появятся дома у каждого.

Декоративные ретро-выключатели

В стилизованных помещениях не поставишь обычные современные выключатели. Они будут выбиваться из интерьера. А этот вариант отлично впишется. Поворотные ретро-выключатели можно найти для открытой и скрытой проводки. Они не такие популярные, как обычные клавишные, но найти в магазинах не составит труда.

Нельзя однозначно сказать, какой из типов выключателей лучший из лучших. Всё зависит от Вашей проводки, условий влажности, бюджета и предпочтений. Но Вы сможете сделать верный выбор, вооружившись нашими советами!