Выключатель с индикатором как подключить

Вечером, вернувшись домой после работы, в первую очередь, приходится нащупывать выключатель в темном помещении. Еще хуже, когда ночью нужно вставать с постели в полной темноте и спросонья шарить рукой вдоль стены, чтобы нащупать выключатель. Хотя это и неприятно, но многие уже свыклись, вместо того, чтобы поставить дома выключатель с подсветкой.

Оглавление:

1. Разновидности выключателей
2. Преимущества выключателя с подсветкой
3. Об особенностях работы схем для выключателя с  подсветкой
4. Проходной выключатель с подсветкой
5. Схема работы выключателя на светодиоде с сопротивлением
6. Особенности схемы установки выключателя на светодиоде с конденсатором
7. Монтаж выключателя с подсветкой
8. Пошаговая инструкция установки неоновой лампочки без цоколя с короткими выводами в выключатель

Разновидности выключателей

На современном строительном рынке выключатели представлены в достаточном ассортименте, чтобы подобрать именно тот тип, который будет максимально соответствовать локальным потребностям освещения в помещении. Они отличаются как по внешнему виду, так и по конструктивным особенностям – выключатели с подсветкой фото.

Основные виды выключателей: 

• клавишные;
• кнопочные;
• сенсорные;
• поворотные;
• шнуровые.

В жилом помещении также может использоваться проходной выключатель с подсветкой и все перечисленные разновидности, но наибольшее распространение получили: 

1. Выключатель одноклавишный с подсветкой – применим для замыкания только одной цепи, продается со встроенным диодом для ночной подсветки.

2. Выключатель двухклавишный с подсветкой – имеет 2 переключателя и используется для люстр и других многоламповых светильников. Подключение к сети устроено так, что одна клавиша одновременно способна включать 1-2 и более лампочек, а при включении второй клавиши загорается остальная часть люстры. Нередко двухклавишным выключателем пользуются для пользования раздельным санузлом.

3. Трехклавишные или четырехклавишные выключатели – способны одновременно замыкать 3-4 электрические цепи, поэтому их используют для управления осветительными приборами в нескольких комнатах из одного места. Например, для удобства в одном месте в доме включается – лестница, раздельный санузел и прихожая. Такой выключатель наиболее целесообразно снабдить подсветкой, если она отсутствует.  

4. Шнуровой выключатель – используются в бра и переносных светильниках, подсветка обычно не используется.

Клавишные выключатели – самые популярные, и они есть практически в каждой квартире или доме, в школах и детсадах, в офисах и других общественных местах. Многие современные модели продаются с диодом для подсветки и прозрачным щитом, чтобы не пачкать пальцами стену вокруг выключателя. Реже всего используют сенсорный выключатель подсветки.

Преимущества выключателя с подсветкой

1. Общий дизайн и конструкция выключателей с подсветкой почти не отличается от обычных моделей, но небольшой светодиод дает немалое преимущество при пользовании в темной комнате.

2. Светящийся индикатор выключателя довольно экономичен, поскольку маленький светодиод потребляет слишком мало электроэнергии.

3. Диод работает лишь при нерабочем состоянии выключателя и автоматически гаснет при пользовании устройством.

4. Можно сказать, что энергетические затраты на самообслуживание светодиода настолько ничтожны, что это практически не сказывается на потреблении электричества.

5. Дополнительное преимущество – если выключатель с подсветкой установлен в спальне, то при внезапном ночном пробуждении это дает возможность быстрее сориентироваться в пространстве спросонья.  

Об особенностях работы схем для выключателя с  подсветкой

Визуально и конструктивно большинство подсвечиваемых выключателей  почти не отличаются от более простых, они точно также подключаются к основной проводке.

В качестве основной составляющей подсветки используют:

• маленькую неоновую лампу;
• светодиод в паре с элементом сопротивления.

Они должны быть запитаны параллельно с основными контактами выключателя. Если он в нерабочем положении, то питание светодиода идет по нити накала внутри диода с малым сопротивлением.

Чтобы добавить немного комфорта в системе домашнего освещения, потребуется потратить не более получаса времени. Можно ограничиться  заменой морально устаревших выключателей на новые улучшенные, то есть на диодах. Второй вариант – самостоятельно снабдить уже имеющиеся выключатели несложным элементом для ночной подсветки. Если знать, как подключить выключатель с подсветкой, то это несложно сделать и самостоятельно, даже без образования электрика.

Важно иметь элементарные знания об электричестве и замкнутой цепи, а также уметь читать простые электросхемы. У каждой схемы есть свои особенности, комплектующие и параметры. Но если неправильно подключить подсвечиваемый выключатель, то:

• диод может не светиться;
• энергосберегающие лампы будут мерцать;
• датчик слабо светится во тьме.

Преимущества и минусы разных схем стоит разобрать подробно.

Проходной выключатель с подсветкой

Контактный механизм этого типа выключателя отличается подвижным контактом, который всегда задействован при разрыве цепи. Нажатием кнопки «вкл/откл» в таком выключателе подвижный контакт перекидывается от одного контакта к другому, обеспечив работу второго участка цепи. Именно поэтому он так и назван – перекидной или проходной выключатель.

Проходной выключатель с подсветкой – схема подключения принципиально отличается доступом, здесь одной лампой (люстрой) можно управлять с двух мест. Например, в начале лестницы включить и с другой стороны выключить. Проходной тип выключателя иначе выполняет функции замыкания цепи и приводит в действие осветительный прибор с разных сторон.

Схема проходного подсвечиваемого диодами выключателя актуальна на лестницах в 2-этажных помещениях и более. Это удобно тем, что освещать лестницу можно как с нижнего, так и с верхнего этажа. При этом целесообразно выключатель поместить на расстоянии примерно в одном месте от первой ступеньки лестницы, чтобы не споткнуться в абсолютной темноте в поисках клавиши выключателя. То же самое относится и к коридорам, освещением  которых удобно управлять с обоих концов.  

Схема установки довольно простая: в начале длинного коридора установлен 1-й выключатель, на другом конце – 2-й проходной выключатель со светодиодом. При отключении элементов замыкания сети светильник не горит – отсутствует замкнутый контур для похождения тока. При переводе первого выключателя в рабочее положение есть замкнутый контакт – лампочка будет светиться, а если второй задействовать, она погаснет. Проще всего использовать при установке выключателя с подсветкой готовые модели со встроенным диодом.

Схема работы выключателя на светодиоде с сопротивлением

В большинства подсвечиваемых выключателей изначально вставлены светодиоды, которые при установке должны быть подключены к электросхеме. При нерабочей позиции выключателя ток должен протекать  через элемент сопротивлением, а диод при этом защищен обратным напряжением.

При минимальной силе тока, в пределах 3 мА, обеспечено заметное свечение выключателя во тьме. Если яркости свечения диода недостаточно, важно снизить величину сопротивления. При этом нужно иметь элементарные знания по физике тока, а можно обратиться к справочной литературе – таблицам по расчетам силы тока.

Данная схема подключения выключателя с подсветкой применима только  для люстры с традиционной лампой накаливания. Однако при использовании неоновых ламп ЛБУ или экономичных ламп возможны проблемы – ночью будет заметно либо слабое мерцание, либо самопроизвольное включение и мигание ламп.

Когда светильник рассчитан на светодиодные лампы, внутренняя подсветка на выключателе может не срабатывать. Это связано с сопротивлением сети, которое у светодиодной лампочки оно само по себе достаточно большое, и будет недостаток силы тока для обеспечения работы датчика в замкнутой сети.

Особенности схемы установки выключателя на светодиоде с конденсатором

В электросхему специалисты рекомендуют для продуктивности непосредственно в выключатель поставить ещё один конденсатор, уменьшив номинал резистора. Принципиальное отличие схемы – в использовании элемента вместо резистора, чтобы ограничить ток с помощью конденсатора.

Вместо одного простого диода достаточно поставить другой светодиод, описанный выше, при этом останется неизменным схемы, но будут с одинаковой интенсивностью светиться оба светодиода. Преимущество данного типа подключения диода с конденсатором – экономичность. Недостаток – больше размеры и неэффективная работа светодиода.  

Монтаж выключателя с подсветкой

Тем, кто заинтересовался, как установить выключатель с подсветкой, достаточно использовать приведенные схемы и советы, изложенные в статье. Их можно поставить вместо обычных выключателей, требующих замены, или они морально устарели. А те проводки, которые идут от подсветки,  подсоединяются к контактам выключателя параллельно с основными силовыми проводами.

Внимание: Перед началом работ по монтажу выключателя обязательно отключить подачу электричества в сеть!

1. Важно определиться, какая разновидность лампочки будет регулировать новый выключатель. Не все они одинаково хорошо совмещаются с индикатором – из-за большого сопротивления, о чем обсуждалось в предыдущих разделах. Наилучший вариант – работа с галогенными и лампами накаливания, и с ними в паре выключатели с подсветкой будут работать безупречно. А со светодиодными и люминесцентными лампами возможны проблемы с пускорегулирующим  устройством осветительного прибора – лампы будут мерцать.

2. Для светящегося индикатора требуется вычислить показатели токоограничивающего сопротивления в замкнутой сети ещё до установки выключателя своими руками. Можно использовать готовые формулы или рассчитать характеристики резистора на основе специального калькулятора. Для этого не обязательно знать физику – достаточно ввести в расчет известные параметры и получить ответ. Кроме того, данный калькулятор полезен и при определении параметров резистора готового выключателей, например, когда подсветка выходит из строя.

3. На колбе резистора иногда отсутствует маркировка, но есть условное обозначение характеристик цветом. Тогда  номинал определяют по схеме или по таблице «онлайн-калькулятора».

Важно знать: Гарантированная сила тока для обеспечения свечения в светодиодах – 2 мА, а для неоновой лампы – 0,1 мА. Нижний порог  напряжения тока для работы светодиодов – не ниже 1,5-2 вольта, а для  неоновых ламп – до 40-80 В. Данные необходимы для других расчетов, например, когда параметры светящегося элемента у готового выключателя не известны.

4. Когда требуется резистор с сопротивлением большой мощности или для его пайки не достаточно, заменяют несколькими резисторами малой мощности, подключенных последовательно. При таком соединении нескольких резисторов их суммарная мощность соответствует расчетной мощности, разделенной на их число. Например, резистор на 1 В с номиналом 100 кОм благополучно заменяется 2-мя резисторами на 0,5 Ватт по 50 кОм, присоединяемым последовательно.

5. При установке схемы резистор или конденсатор нужно определить, где фаза, чтобы подключить к этому проводу. Проходящий через элементы схемы ток идет в пределах нескольких мА, и качество контактов тут не определяющее. При монтаже подсветки в металлическую коробку важно позаботиться о том, чтобы не было касания стенок и проводящих проводников.

Внимание: Что либо принципиально нарушить в сети при монтаже подсветки сложно, поскольку светильник тут выступает в качестве токоограничителя. Единственное, что может случиться при допуске некоторых упущений – это нерабочее состояние встроенного диода. Возникают проблемы, когда светодиод припаян без резистора или они отличаются номиналом.

Пошаговая инструкция установки неоновой лампочки без цоколя с короткими выводами в выключатель  

Маленькие неоновые лампочки, которые подойдут для монтажа в выключатель, выпускаются без цоколя или с цоколем. Отличие в том, что короткие проводки выходят прямо из колбы, тогда способ их монтажа имеет свои особенности.

Приведем более сложный пример – установка неоновой лампы без цоколя с короткими проводами в выключатель:

• у светодиода длина выводящих поводков очень мала, как и у маленькой неоновой лампы, поэтому их недостаточно для полноценного подвода в клеммы выключателя, для этого их наращивают медными проводками (1-жильный или многожильный);
• наращивание проводков сделайте пайкой, перед этим зачистите выходы от окислов и обработайте припоем;
• присадите медный провод такого же диаметра более полсантиметра, проработав припоем;
• пайку обязательно изолируйте (трубкой, летной);
• концы для закрепления в клеммы удобно округлить круглогубцами, закрепляя на вывод выключателя;
• на 2-й вывод припаяйте резистор и отрезок провода требуемой длины, чтобы подсоединить на 2-й вывод выключателя;
• пайку тоже заизолируйте, сформируйте кольцо и закрепите на вторую клемму выключателя;
• последний этап – закрепление клавишей.

Совет: У большинства выключателей клавиши изготовлены из тонкого белого или полупрозрачного пластика, и под ними свет от диода хорошо виден в темноте. Выключатель заметен ночью в нерабочем состоянии, и сверлить отверстие напротив неона резистора не нужно. В крайнем случае – сделайте на клавише дрелью небольшой круглый вырез и заполните силиконом. Это нужно делать только на снятой клавише! 

 

strport.ru

Как подключается выключатель с подсветкой?

Некоторые потребители ломают голову над вопросом — почему лампы освещения не загораются через подсветку? А ответ на этот вопрос очень простой. Для работы неоновой лампочки нужна совсем небольшая сила тока и напряжение, а вот для того, чтобы загорелась лампа накаливания, такой силы тока и напряжения уже будет недостаточно.

Для того, чтобы в схеме подсветки понизить напряжение используется токоограничивающий резистор. Принцип работы схемы подсветки выключателя выглядит следующим образом: при разомкнутых контактах выключателя ток от фазы идет сначала через сопротивление, затем через неоновую лампу и только после этого приходит к лампе накаливания.

По сравнению с подсветкой выключателя, сопротивление нити накаливания осветительной лампы намного меньше, поэтому все напряжение направляется на неоновую лампу и сопротивление, соединенное с ней последовательно. Именно по этой причине и светится неоновая лампа.

Если же контакты выключателя замкнуть, то следом разомкнется цепь питания неоновой лампочки, что отключит и лампочку, и сопротивление от общей сети. И лампочка погаснет. Из школьной программы по физике известно, что ток всегда идет по той цепи, которая имеет наименьшее сопротивление. В данном случае такой цепью является цепь питания осветительной лампы, так как ее сопротивление практически равно нулю, тогда как схема подсветки имеет довольно большое сопротивление. Напряжение, которое продолжает идти через схему подсветки довольно маленькое, поэтому его не хватает для того, чтобы лампочка зажглась.

Помните, что если лампочки в схеме подсветки не будет или она будет нерабочей, то не будет работать и подсветка, так как в этом случае будет оборвана цепь питания.

Чтобы лучше понять принцип работы выключателя с подсветкой, необходимо повторить физику школьного курса, в частности закон Ома, где описаны последовательные и параллельные соединения проводников, а также все нюансы с ними связанные.

Установка выключателя с подсветкой

Установка и последующее подключение выключателя с подсветкой является достаточно простым делом. Такой выключатель можно устанавливать на то же самое место, где стоял обычный выключатель, подключая проводки, которые идут от лампочки подсветки, вместе с силовыми проводами параллельно к контактам выключателя.

Приняв решение установить в своей квартире выключатели с подсветкой, необходимо точно определиться с тем, какие типы ламп вы будете использовать, так как с некоторыми лампами данный выключатель плохо сочетается.

К примеру, выключатель с подсветкой идеально работает с галогенными лампами и с лампами накаливания, а вот использовать его совместно с светодиодными или люминесцентными лампами, оснащенными пускорегулирующими устройствами, не стоит, так как после выключения выключателя такие лампы или продолжат светиться, или будут мерцать.

dekormyhome.ru

Схема подсветки выключателя на светодиоде и сопротивлении

В настоящее время в выключатели для подсветки устанавливаются, как правило, светодиоды, включенные в выключателе по ниже приведенной электрической схеме.

Когда выключатель находится в положении «Выключено» ток проходит через сопротивление R1, далее через светодиод VD2, который светится. Диод VD1 защищает VD2 от пробоя обратным напряжением. R1 любого типа мощностью более 1 Вт, номиналом от 100 до 150 кОм. При указанном на схеме номинале R1, ток протекает около 3 мА, что вполне достаточно для хорошо заметного свечения в темноте. Если же свечение светодиода будет недостаточным, то величину сопротивления нужно уменьшить. VD1 любого типа, VD2 любого типа и цвета свечения. Для того, чтобы разобраться в теории и самостоятельно рассчитать величину и мощность резистора то нужно ознакомившись со статьей «Закон силы тока».

Схему подсветки выключателя на светодиоде можно устанавливать, если в светильнике используется лампочки накаливания. Если стоят компактные люминесцентные (энергосберегающие), то не исключено, что в темноте Вы можете заметить их слабое свечение или мигание. Если в светильнике установлены светодиодные лампочки, то подсветка, сделанная по этой схеме может даже не работать, так как сопротивление светодиодной лампочки очень большее и ток достаточной силы для свечения светодиода может не создаться. В темноте возможно слабое свечение светодиодной лампочки. Схема очень простая, но имеет большой недостаток, потребляет много электроэнергии, около 1 кВт×часа в месяц. Вот так выглядит смонтированная схема.

Осталось только подсоединить к клеммам выключателя концы, которые смотрят вниз. Если Вы не допустили ошибки при монтаже, то схема сразу заработает. Я специально выложил фото на скрутках для тех, у кого нет возможности пропаять соединения паяльником. Для надежности и безопасности нужно все же пропаять скрутки и покрыть изолентой голые провода и резистор.

Схема подсветки выключателя на светодиоде и конденсаторе

Для повышения КПД подсветки в выключателе можно в электрическую схему установить дополнительный конденсатор, уменьшив при этом номинал резистора R1 до 100 Ом.

Эта схема отличается от выше приведенной применением в качестве токоограничивающего элемента вместо резистора, конденсатора С1. R1 тут выполняет функцию ограничения тока заряда конденсатора. Сопротивление R1 можно применять от 100 до 500 Ом мощностью от 0,25 Вт. Вместо простого диода VD1 можно установить светодиод, такой же, как и VD2. КПД схемы не изменится, а светить будут сразу оба светодиода с одинаковой яркостью.

Достоинством схемы с конденсатором – малое энергопотребление, около 0,05 кВт×часа в месяц. Недостатки схемы такие же, как у выше представленной и в дополнение большие габаритные размеры.

Схема подсветки выключателя на неоновой лампочке (неонке)

Схема подсветки выключателя на неоновой лампочке (неонке) лишена недостатков, присущих выше представленных схемам подсветки на светодиодах. Такая схема подсветки выключателя подходит для выключателей люстры и любых других видов светильников, с установленными в них как лампочками накаливания, так и энергосберегающих люминесцентных и светодиодных ламп.

Когда выключатель разомкнут ток течет через сопротивление R1, газоразрядную лампочку HG1 и она светится. R1 любого типа мощностью более 0,25 Вт, номиналом от 0,5 до 1,0 МОм.

На фотографии Вы видите собранную схему подсветки выключателя, проще которой не бывает. Достаточно последовательно с неоновой лампочкой любого типа включить резистор и схема готова.

Где взять неоновую лампочку

Неоновые газоразрядные лампочки (неонки) представлены широким рядом и можно использовать любую доступную из них. Обратите внимание, слева на фото газоразрядная лампочка с резистором номиналом 200 кОм, вынутая из вышедшего из строя выключателя компьютерного удлинителя, которые еще называют Пилот. Ее с успехом можно монтировать в любой выключатель без дополнительных хлопот по поиску комплектующих. Такие же лампочки с резистором устанавливают в электрочайниках, и других электроприборах для индикации включенного состояния. По центру фотоснимка неожиданно оказался Малогабаритный Тиратрон (триод) с Холодным катодом МТХ-90. Справедливости ради скажу, что тиратрон МТХ-90 в моём бра светит не один десяток лет.

Неоновые лампочки (неонки) окружают нас практически везде. В удивлены? Во всех старых светильниках с лампами дневного света используется стартер, это настоящая неоновая лампочка, помещенная в цилиндрический корпус. Для того, чтобы его извлечь из корпуса светильника, нужно цилиндр немного повернуть против часовой стрелки. Сколько в светильнике ламп дневного света, столько и стартеров. В стартере параллельно неоновой лампочке еще подключен конденсатор, он служит для подавления помех и при изготовлении индикатора не нужен.

Если стартер взят от старого светильника, прежде чем применить неоновую лампочку, не поленитесь проверить ее. Надо до монтажа подключить лампочку по вышеприведенной схеме. Лучше неонку брать из нового стартера, так как в старых стекло колбы лампочки изнутри, как правило, покрывается темным налетом и будет хуже видно свечение. Лампочка из стартера может быть с успехом использована при самостоятельном изготовлении индикатора фазы.

Готовый комплект подсветки для установки в настенный выключатель можно взять из неисправного современного электрического чайника. Как правило, в большинстве моделей имеется индикатор нагрева воды. Индикатор представляет собой неоновую лампочку, с которой последовательно включен токоограничивающий резистор и эта цепь включена параллельно ТЭНу. Если в Вашем хозяйстве завалялся неисправный электрический чайник, то неоновую лампочку с резистором можно извлечь из него и вмонтировать в выключатель.

На фотографии три неоновых лампочки от электрических чайников. Как видно светят они довольно ярко, поэтому в темноте будут в выключателе видны с большого расстояния.

Если внимательно присмотреться к изолирующим трубкам, надетым на места соединения выводов неоновой лампочки с проводами, то можно заметить на одной из трубок утолщение. В этом месте находится токоограничивающий резистор. Если трубку разрезать вдоль, то откроется картина, как на этой фотографии.

Пошаговая инструкция по установке в выключатель подсветки

При выполнении работ с выключателем необходимо отключить подачу электроэнергии!

Неоновые лампочки бывают с цоколем и без цоколя, у которых выводы выходят прямо из стеклянной колбы. Поэтому и способ их монтажа несколько отличается.

Установка в выключатель неоновой лампочки с гибкими выводами

Как правило, длины выводов у неоновой лампочки (неонки) или светодиода недостаточно для непосредственного подключения к клеммам выключателя и поэтому их надо удлинить отрезком медного провода. Эля этих целей подойдет как одножильный, так и многожильный провод любого сечения. Соединение провода с выводом лучше всего выполнить пайкой.

Перед пайкой выводы неоновой лампочки и концы проводника необходимо зачистить от окислов и залудить с помощью паяльника припоем. Затем примкнуть на длину не менее 5 мм и пропаять припоем.

Затем место пайки и вывод неоновой лампочки нужно заизолировать, надев на них изоляционную трубку. Можно просто навить пару витков изоляционной ленты.

Для удобства пайки конец припаянного проводника формируется с помощью круглогубцев в колечко и закрепляется на вывод выключателя.

Клавиши или крышки настенных выключателей обычно делают из белой пластмассы и свет от неоновой лампочки (неонки) или светодиода хорошо через них проходит. Его достаточно для видимости клавиши выключателя в темноте. Поэтому сверлить отверстие в выключателе против места установки подсветки не нужно.

Далее ко второму выводу неоновой лампочки припаивается резистор, а к резистору еще один отрезок провода необходимой длины для подключения ко второму выводу выключателя.

На припаянный резистор тоже надевается изоляционная трубка или его изолируют изоляционной лентой. Конец вывода формируется в колечко и закрепляется на втором выводе выключателя.

Схема подсветки выключателя смонтирована, выключатель подключен к электропроводке, осталось только установить клавишу и работу можно считать законченной.

Установка в выключатель неоновой лампочки с цоколем

Использовать патрон для подсветки нецелесообразно, так как срок службы неоновой лампочки (неонки) больше срока службы выключателя, да и места в коробке мало. Поэтому целесообразнее присоединить цоколь к схеме с помощью пайки.

Для этого нужно снять с проводов изоляцию, залудить оголенные концы и сделать небольшие петельки. Затем припаять к местам пайки выводов лампочки на цоколе.

К проводу, отходящему от центрального контакта цоколя, на расстоянии 2-3 см припаивается резистор. Выводы резистора нужно укоротить и сделать на концах петельки для провода. Ко второму выводу резистора тоже припаивается провод.

Резьбовую часть цоколя и резистор необходимо заизолировать. Это можно сделать с помощью термоусаживающейся трубки, изолирующей ленты или предлагаемым мною способом.

Многие хорошо поливинилхлоридную (ПВХ) трубку, которую часто применяют для изоляции проводов. Чтобы отрезок трубки (кембрик) не сползал, внутренний диаметры должен быть чуть меньше, чем изолируемая пайка. Всегда возникают сложности с поиском кембрика подходящего диаметра.

Но если кембрик подержать минут 15 в ацетоне, то он делается эластичным и легко надевается на деталь, превышающую его внутренний диаметр в полтора раза. Так я изолировал в далеком прошлом лампочки в самодельной новогодней гирлянде.

После испарения ацетона, кембрик опять возвращает свой исходный размер и плотно обтягивает цоколь лампы. Снять кембрик уже не возможно, разве если повторно размочить ацетоном. Такой способ изоляции является аналогом термоусаживающейся трубки, только не требуется нагрева.

После проведения подготовительных работ подсветка размещается в коробке выключателя и подключается к его контактам.

Рекомендации по монтажу подсветки в настенный выключатель

Если места для размещения резистора недостаточно или под рукой нет нужного по мощности, то резистор можно заменить несколькими меньшей мощности, включив их последовательно или параллельно.

При последовательном соединении резисторов одинакового сопротивления мощность, рассеиваемая на одном резисторе, будет равна расчетной мощности, деленной на количество резисторов, а их величина, уменьшится и будет равна расчетной величине, деленной на количество резисторов. Например, по расчету требуется резистор мощностью 1 ватт и номиналом 100 кОм. 1 кОм=1000 Ом. Этот резистор можно заменить двумя включенными последовательно резисторами мощностью 0,5 ватт номиналом по 50 кОм.

При параллельном соединении резисторов одинакового сопротивления мощность рассчитывается, как и при последовательном соединении, а номинал каждого резистора должен быть равен расчетному значению, умноженному на количество соединенных параллельно резисторов. Например, для замены одного резистора 100 кОм тремя, сопротивление каждого должно быть 300 кОм.

При монтаже схемы резистор (конденсатор) подключать только к фазному проводу выключателя. Так как токи, протекающие через элементы схемы, не превышают нескольких миллиампер, то особых требований к качеству контактов не предъявляется. Если коробка с выключателем, в которую будет монтироваться подсветка металлическая, то необходимо исключить возможность касания токопроводящих проводников ее стенок.

Что-либо испортить при установке подсветки в настенный выключателя невозможно, как сам светильник является ограничителем тока. Самое плохое, что может произойти, это выход из строя монтируемых элементов при допущении грубых ошибок. Например, светодиод включить без токоограничивающего резистора, или номинал резистора ошибочно вместо 100 кОм взять 100 Ом.

Калькулятор для расчета
параметров токоограничивающего резистора

При самостоятельной установке в выключатель подсветки на светодиоде или на неоновой лампочке необходимо определить величину и мощность токоограничивающего сопротивления. Расчет можно выполнить по формулам, но гораздо удобнее рассчитать параметры резистора по специальному калькулятору. Достаточно ввести параметры и получить готовый результат. Калькулятор может быть полезен и для выбора резистора в выключателе с подсветкой заводского изготовления, в случае выхода резистора из строя.

Справка. На светодиоде падение напряжения лежит в пределах 1,5-2 В, на неоновой лампочке падает 40-80 В. Необходимый минимальный ток, при котором гарантируется свечение светодиода, составляет 2 мА, неоновой лампочки – 0,1 мА. Эти данные можно использовать при расчетах на калькуляторе, если неизвестны параметры светодиода или неоновой лампочки.

Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов
по цветовой маркировке

При ремонте светодиодных ламп возникает необходимость в определении номинала резистора. Онлайн калькулятор поможет быстро это сделать.

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов
маркированных 4 цветными кольцами

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов маркированных
5 цветными кольцами

Выключатели электроприборов с подсветкой

В выключателях на переносках и удлинителях, тепло обогревателях и других электроприборах часто устанавливают выключатели с подсветкой. В них обычно вмонтирована неоновая лампочка с резисторами. Пришлось однажды ремонтировать удлинитель типа Пилот, в котором выпала и треснула клавиша управления включателем.

Когда разобрал выключатель, то не обнаружил токоограничивающего резистора, чем был очень удивлен. Неоновые лампочки недопустимо подключать в электрическую сеть 220 В без ограничения тока. Сразу же выйдет из строя. На левой фотографии вид клавиши со стороны установки неоновой лампочки, а справа, обратная сторона этой же клавиши выключателя.

Измерял сопротивление между пружиной и выводом неоновой лампочки, оно составило 150 кОм. В этом выключателе применили интересное конструктивное решение, два резистора номиналом по 150 кОм установили в отверстия клавиш и пружиной прижали их к выводам неоновой лампочки, обеспечив надежный контакт. Сами пружины осуществляют прижим подвижных контактов в выключателе, с которых, когда выключатель находится в положении Включено, и подается питающее напряжение на неоновую лампочку.

Применение схемы подсветки для индикации

Подсветка выключателя выполняет еще одну дополнительную полезную функцию – индицирует о работоспособности выключателя и исправности лампочки. Если подсветка работает, а свет не включается, значит, неисправен выключатель. Если подсветка не работает, следовательно, перегорела лампочка.

Любой из выше представленных вариантов схем можно применять для индикации исправности приборов или электрических цепей. Например, если подключить параллельно предохранителю, то в случае его перегорании индикатор засветится. Если в электроприборе нет штатного индикатора включенного состояния, то подключив индикатор сразу после выключателя, вы сможете всегда видеть, включен ли прибор. При монтаже в розетке (подключается параллельно токоподводящим проводам) Вы будете знать, находится розетка под напряжением, или нет.

ydoma.info

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.

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:

R=∆U/I  ОМ,

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

R=(220-90)/0,0008=162500 ОМ.

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:

P=∆U×I Вт,

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.

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

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

C=(4,45*I)/(U-U_д)

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.

elquanta.ru