Как сделать светодиодную подсветку для выключателей, розеток, кнопок и вилок
Самодельная светодиодная подсветка в розетках, выключателях, а так же, и в электроприборах. Во всех таких устройствах уже много лет применяется индикаторная подсветка на основе неоновых ламп.
Она позволяет найти выключатель или розетку в темноте. А на вилке или в приборе позволяет понять включен ли прибор в электросеть, что особенно актуально если в розетку раньше включали вилку с толстыми контактами, а потом решили включить в неё же вилку с тонкими контактами, и её нужно как-то покачать, двинуть, чтобы был контакт.
Но неоновых ламп уже почти нет в продаже, зато есть светодиоды, причем самых разных цветов, форм и размеров При помощи светодиода можно точно так же, как при помощи неоновой лампы, оснастить подсветкой выключатель, розетку, кнопку, вилку электроприбора.
Причем, если вы используете двухвыводный двухцветный светодиод, то даже и схема включения будет точно такая же, как при неоновой лампе (рисунки 1-4).
Принципиальная схема
На рисунке 1 показана схема подсветки с использованием двухцветного двухвыводного светодиода. Это светодиод HL1 типа ARL-3014EGC/2L, но может быть и любой другой другой двухцветный красно -зеленый светодиод с двумя выводами.
Рис. 1. Схема подсветки с использованием двухцветного двухвыводного светодиода.
Особенность такого светодиода в том, что в его корпусе имеется фактически два светодиода, включенных встречно параллельно. Когда ток течет в одну сторону, горит один светодиод, например, красный, а когда ток течет в обратную сторону, — горит зеленый. Здесь такой светодиод используется для подсветки электрической розетки.
Он подключен к электросети через токоограничивающий резистор R1. И при наличии напряжения на розетке, он горит оранжевым цветом. На самом деле, на одной полуволне переменного напряжения он горит зеленым, а на другой — красным.
Частота переменного тока 50 Гц, поэтому наш глаз видит сразу два цвета, то есть, как результат — оранжевый. На рисунке 2 тот же самый вариант, но для штепсельной вилки, чтобы можно было по свечению светодиода понять подключилась вилка к розетке или нет.
Рис. 2. Схема подсветки для штепсельной вилки.
Как видите, схемы очень похожи на те, что применяются с неоновыми индикаторными ламами. Очень важна подсветка выключателей освещения, ведь именно их приходится искать на ощупь, в темноте, чтобы включить свет. На рисунке 3 показана схема подключения двухцветного индикаторного светодиода к выключателю.
Фактически, цепь из светодиода и токоограничивающего резистора R1 подключается параллельно выключателю. Поэтому, когда выключатель выключен ток на светодиод поступает через осветительную лампу.
Ток очень слабый, поэтому лампа не светится, но светодиод светится достаточно чтобы его было хорошо видно в темноте. При включении выключателя светодиод погаснет, потому что он будет замкнут, и ток пойдет мимо него.
Рис. 3. Схема подключения двухцветного индикаторного светодиода к выключателю.
На рисунке 4 показан такой же вариант, но для звонковой кнопки.
Рис. 4. Схема подсветки для звонковой кнопки.
Недостаток схемы с двухцветным двухвыводным светодиодом в том. что, во-первых, не всегда такой есть в наличии, а во-вторых, цвет свечения всегда один, -оранжевый, как результат зрительного смешения красного и зеленого. Но можно использовать в таких схемах и обычные индикаторные светодиоды, проблема только в том, что у светодиода обычно допустимое обратное напряжение не велико, и составляет 5-10V, в то время, как амплитудное значение напряжения в электросети доходит до 400V.
Поэтому, если обычный светодиод подключить также, как, например, двухцветный на рис. 1, то его сразу же уничтожит отрицательной полуволной переменного напряжения Для того, чтобы этого не происходило, нужно параллельно светодиоду включить обычный диод, но в обратном направлении. Так, как это показано на рисунке 5.
Рис. 5. Схема подсветки с дополнительным диодом.
Рис. 6. Вариант подсветки на одноцветном индикаторном светодиоде для штепсельной вилки.
Рис. 7. Схема для подсветки индикаторным одноцветным светодиодом.
Рис. 8. Схема для подсветки индикаторным одноцветным светодиодом для звонковой кнопки.
Теперь, на одной полуволне ток протекает через светодиод, а на другой он протекает через диод VD1. Недостаток такой схемы в том, что светодиод светится только половину периода. В результате его яркость вдвое ниже номинальной. при данном токе.
Но с этим вполне можно мириться, ведь задача данного светодиода указать в темноте место положения розетки (или выключателя), а в такой темноте, при которой розетку не видно, он светится очень и очень заметно. На рисунке 6 показан вариант на одноцветном индикаторном светодиоде для штепсельной вилки.
Соответственно, на рисунках 7 и 8 приведены схемы для подсветки индикаторным одноцветным светодиодом выключателя и звонковой кнопки.
В различной литературе встречаются схемы светодиодной индикации, в которых предлагается делать для светодиода полноценный выпрямитель, со сглаживающим конденсатором. Иногда даже со схемой стабилизации, с какими-то драйверами светодиодов.
Это все конечно очень хорошо, но подсветку выключателя или розетки хочется сделать наиболее просто и компактно, поэтому выше приведенные схемы я лично считаю оптимальными. К тому же. они прошли многолетнюю проверку надежности.
Детали
В описанных здесь схема можно использовать практически любые индикаторные светодиоды.
В схемах на рис. 1 — 4 это должны быть двухцветные двухвыводные индикаторные светодиоды, в схемах на рис 5 — 8. — любые одноцветные индикаторные.
Диод 1N4007 можно заменить практически любым кремниевым диодом. Ток через него протекает небольшой, а обратное напряжение прикладывается не более прямого напряжения светодиода. То есть, 1,5-ЗV. Так что, годится любой, например, КД521, КД522, 1N4148, 1N4002 и тому подобные.
Подсветка выключателей освещения
Как-то в начале 90х мне пришла идея подсветить выключатели освещения, чтоб в ночное время не шарить по стене в его поисках и вообще — ориентироваться в пространстве. А, глядя на стену вокруг выключателей, можно было бесконечно удивляться, сколько же времени уходило на эти поиски.
Кроме тиратронов МТХ-90 ничего в публикациях не предлагалось, поэтому было желание использовать современную элементную базу. В ходе «думаний» родилось это:
Светодиод — любой имеющийся и соответствующий. Например, в некоторых случаях, практичней использовать современные сверхяркие светодиоды (этакий ночничок). Резистор R1 можно не ставить, это типа предохранитель.
Ток через лампу накаливания зажигает светодиод подсветки, а когда выключатель включает освещение, светодиод гаснет.
Выглядит это вот так (с АЛ336Г):
Надо отметить, что первое такое устройство было установлено в 1991 году и до сих пор работает, как и при установке.
Данный способ позволяет достичь любой допустимой яркости светодиода, в отличие от «покупных» вариантов, где они светятся не достаточно ярко.
В настоящее время, уже продают такие выключатели со встроенным светодиодом, однако, я так и не нашел «тройного» выключателя со светодиодом, поэтому пришлось вспомнить, как это было много лет назад — на фото именно этот случай.
Необходимо отметить, что с указанной доработкой применять энергосберегающие лампы не стОит — они будут постоянно подмаргивать, а потом и вообще — сгорят.
Такие устройства можно с успехом применять в качестве индикатора обрыва плавкого предохранителя, если его представить вместо выключателя освещения. Когда предохранитель сгорит, светодиод станет ярко светиться!
- #1
Валерий YL2GL (Monday, 15 November 2010 14:51)
Спасибо за идею! Очень нужный девайс, светодиод светится даже без VD1, хотя это и неправильно. :-).
RV9CX (Monday, 15 November 2010 15:01)
Без VD1 светодиод сгорит 😉
Валерий YL2GL (Tuesday, 16 November 2010 14:18)
Конденсатор С1 + резистор R1 ограничивают ток через диод и он светится на положительных полуволнах питающего напряжения, при отрицательных — гаснет. Просто он начинает мигать с частотой 50Гц, что глазом не заметно, а выражается более тусклом свечении светодиода. Но сгореть — не сгорает. У меня случайно отпаялся диод VD1, так что убедился в этом сам 🙂
Валерий YL2GL (Tuesday, 16 November 2010 14:19)
RV9CX (Tuesday, 16 November 2010 14:26)
Это ненадолго. Особенно бойтесь при включениях-выключениях девайса. Его обратным напряжением убивает, т.к. тока нет и напряжение на конденсаторе не садится никакое. В итоге, взрыв напряжения на диоде и ему конец.
UU4JGI (Wednesday, 24 November 2010 11:51)
Я использовал цепочку из R=220 кОм и неоновой индикаторной лампочки от телевизионных СВП. Эта цепочка включалась параллельно контакту выключателя.
Валерий YL2GL (Wednesday, 24 November 2010 14:37)
Померил ток потребления этим устройством, в моём случае 6 мА — 1,3 Вт в час. В сутки — 31 Вт, в месяц — 936 Вт! У меня в доме нужно около 30 подобных схем. а это уже 28 кВт в месяц. :-((
RV9CX (Wednesday, 24 November 2010 14:43)
Если принять J=6мА, а U=3В, то никак 1.3 Вт не выходит)))
Валерий YL2GL (Wednesday, 24 November 2010 15:26)
6 мА по переменке. Прибор включался в разрыв сетевого провода. Поэтому U не 3В, а 230В в моём случае.
RV9CX (Wednesday, 24 November 2010 15:30)
Там в разные полу-периоды все по-разному происходит, соответственно, некорректно приводить 6мА ко всему переменному току.
Валерий (Friday, 26 November 2010 07:19)
Счётчику на вводе в квартиру или дом до лампочки, в какие полупериоды что в сети творится: P=IxZ, я измерил нагрузку на сеть с действующим значением тока в сети, полное сопротивление устройства для сети переменного тока: Z=R+[Xc+XL], в нашем случае R=бесконечности, XL — отсутствует и Z=[Xc]=38.3 кОм.
Z одного конденсатора 0.1 мкФ в сети 50 Гц — 32 кОм и ток был бы около 8 мА. Или я не прав?
RV9CX (Friday, 26 November 2010 11:49)
В принципе, почти не важно, какой формы мощность потребляется из сети. Рассуждения, вроде бы верны. Но что-то мешает. Например, мощность потребления одного светодиода при 2.5Вх5мА составляет ничтожную величину. Такую же величину составляет падение напряжения на балластном конденсаторе, иначе он бы грелся, т.е. потребляемая мощность переходила бы в тепло. Потребление в 28кВтч, конечно, впечатляет. Но у меня это лишь 10% от общего потребления))) Поэтому я ниразу не заморачивался над расчетами.
Дмитрий (Friday, 27 April 2012 14:45)
Можно уменьшить конденсатор до 0,33 мкФ при этом ток через светодиод будет около 10 мА.
Виктор (Tuesday, 03 December 2013 19:39)
Сделал аналогичное устройство в прихожей. Там особенно темно. Светодиод поставил обычный красного цвета.
В потемках идешь к выключателю , на красный цвет «маяка» 🙂 Очень удобно, и видно, куда шарить рукой. Для увеличение срока служб ламп накаливания ( 3 шт. по 60 вт) последовательно включил два проволочных сопротивления ПЭВ-25, 33 ома, соединенных параллельно. Яркость свечения незначительно уменьшилась, однако и бросок пускового тока значительно снизился. Сопротивления уместились в коробке под выключателем. При длительном включении заметен нагрев, но обычно, в прихожей свет долго не горит, чаще просходит вкл-выкл. 🙂
Александр. (Wednesday, 21 September 2016 21:09)
Да можно сделать проще и не нуьен конденсатор вообще.
Попробую обяснить берете светодиод где в одном корпусе красный светодиод и зеленый значит анод красного подключаете к левой стороне выключателя,а зеленый к правой стороне выключателя а третий вывод светодиода ,а это катоды двух светодиодов через резистор 100 ком подключаете к 220в и куда подключена лампочка и также к этой точке подключаете анод диона 1N1004, а катод этого диода подключаете к точке анода красного светодиода ну и все.
Надеюсь меня поняли хотел прикрепить рисунок,но здесь это не возможно.
Александр.
RV9CX (Friday, 23 September 2016 07:01)
Александр, любые схемы с использованием резисторов обречены светить тускло. А если сделать «ярко», то мощность такого резистора такова, что он может не влезть внутрь выключателя и все равно будет греться как печка — я это проходил в самом начале. Поскольку я люблю поярче, то сразу использовал конденсаторы.
Как подключить светодиодный выключатель: правила подключения выключателя с подсветкой
Для выполнения элементарных электротехнических работ совершенно необязательно вызывать мастера. Зная, как подключить светодиодный выключатель, можно самостоятельно провести его монтаж. Согласитесь, такой навык особенно пригодится, если предстоит капитальный ремонт и обновление электропроводки.
Мы расскажем о схеме подключения, способе установки и о трудностях, которые могут возникнуть во время монтажа. Вы также сможете своими руками усовершенствовать обычный выключатель, сделав в нем подсветку.
Как устроен и работает выключатель с подсветкой
Конструкцию светодиодного выключателя опишем на примере двухклавишного устройства с подсветкой.
Механизм состоит из следующих элементов:
- одной входной, двух выходных клемм;
- токоограничивающего резистора;
- подвижных контактов.
Конструкция также включает в себя корпус, декоративную панель и накладки-клавиши.
При размыкании контактов светодиодного выключателя ток, поступающий по фазному проводу, поступает на резистор, затем на светодиод или неоновую лампу. Далее, напряжение проходит через осветительный прибор и выходит через ноль.
Так как лампа подсветки подключена через токоограничивающий резистор, напряжение в сети понижается и его хватает для подсветки, но недостаточно для работы люстры.
После замыкания контактов выключателя ток, который всегда движется по цепи с наименьшим сопротивлением, проходит через сеть, питающую лампу освещения, — в этой цепи напряжение практически равно нулю. Ток поступает и на цепь подсветки, но он настолько мал, что его недостаточно даже для работы неоновой лампы.
Применение светодиодного выключателя
Оснащенный подсветкой выключатель устанавливается там, где даже в дневное время темно, а постоянное использование осветительного прибора нецелесообразно. Применяют его также в помещениях, доступ к которым необходим ночью.
Чем больше источников освещения, тем больше потребуется клавиш на выключателе. Для управления освещением, состоящим из более трех осветительных приборов, используют наборные выключатели, которые устанавливают в один ряд.
Для управления освещением из нескольких мест приобретают специальный проходной выключатель с подсветкой.
Как выбрать светодиодный выключатель
Покупая светодиодный выключатель нет необходимости гнаться за дорогостоящими керамическими устройствами, так как потребляемая мощность приборов освещения в основном не очень большая.
В условиях бытового использования достаточно будет применения качественного пластикового светодиодного выключателя с надежной контактной группой. Ресурс таких приборов — около 40 000 коммутаций.
Осуществляют выбор также, исходя из дизайна устройства, типа включения — производят клавишные и поворотные, кнопочные, сенсорные и шнуровые.
По способу установки различают внутренние и наружные устройства. Разным может быть также материал корпуса — используют пластик, стекло, медь, нержавеющую сталь, а в качестве декоративного покрытия применяют сланец, позолоту и даже кожу.
Но на что действительно нужно обратить внимание, так это на класс защищенности (IP) — он указывает на возможность применения оборудования в тех или иных условиях.
- Класс IP от 20 свидетельствует о том, что устройство слабо защищено от попадания пыли и влаги. Такое оборудование используют в жилых помещениях.
- Класс IP 45 и выше используется для маркировки выключателей, пригодных для подключения в помещениях с высокой влажностью — ваннах, банях, кухнях, туалетах и т. д.
- Класс с IP от 65 означает, что выключатель может применяться на улице. Такое электротехническое оборудование имеет повышенную защиту от пыли, попадания влаги. Устанавливается снаружи здания — под крыльцом, навесом, на крытых верандах. Имеет более массивные клавиши, а в месте ввода электропровода резиновый уплотнитель.
Чем выше класс, тем больше защищен прибор от внешних факторов. Это касается не только выключателей, но и розеток, тумблеров, остального электротехнического оборудования.
Как правильно провести монтаж
Механизм выключателя с подсветкой предполагает наличие небольшой лампы, которая светится, когда он выключен. Для подсветки устройства может использоваться небольшая неоновая лампа или светодиод вместе с элементом сопротивления. От лампы подсветки тянутся провода, которые необходимо подключить к питанию во время установки.
Подготовка к установке и обязательные меры безопасности
Без элементарных знаний по технике безопасности лучше вовсе не приступать к работе с электротехническим оборудованием. Неграмотный электромонтаж может привести к поражению током, выходу из строя электроприборов, возникновению пожара.
Основные правила поведения при работе с электричеством:
- все работы должны проводиться в обесточенной сети;
- недопустимо перегружать электросеть; на соответствие к подключаемой сети;
- поврежденный участок сети лучше заменить, а не ремонтировать;
- нельзя прикасаться к подключенному оборудованию мокрыми руками.
Определить характер проводников — где ноль, а где фаза — поможет обычная отвертка-индикатор или мультиметр. Индикатора достаточно, если электрическая сеть однофазная. Для анализа трехфазной сети используют мультиметр.
Пример монтажа 2-клавишного выключателя с подсветкой
Основные конструкционные отличия светодиодных выключателей — в механизме подсветки. Он может быть готовым к использованию и не требовать никаких действий для его подключения. В другом типе конструкции необходимо подсоединять провода, которые питают светодиодную или неоновую лампу.
Рассмотрим более сложный вариант — как подключить устройство с подсветкой, в котором проводники нужно подсоединять самостоятельно.
В первую очередь поддевают клавиши отверткой или другим подходящим инструментом и снимают их. Отделяют сердцевину (внутренний механизм) от корпуса.
Далее определяют правильность положения выключателя, используя индикатор. Для этого, с помощью касания к контактам отверткой с одной стороны и индикатором с другой, проверяют, включен или выключен прибор.
Если индикатор загорится — значит, включен. В этом состоянии поворачивают его так, чтобы клавиши нажатой стороной располагались сверху.
Один из проводов, идущих от индикатора, подключают к входной клемме, а второй присоединяют к контакту клавиши. Если клавиш несколько, то провод подключают к первой из них, начиная слева. Одновременно с проводом, идущим от индикатора к входной клемме, подсоединяют и фазный проводник.
Два отводящих фазных провода, которые идут к люстре, подключают к выходным клеммам одновременно со вторым проводом подсветки, следя, чтобы тот не выпал из контакта.
При таком способе подключения подсветка будет включаться после размыкания контактов с помощью первой клавиши. Вторая никакого влияния не будет иметь на выключение подсветки, и лампочка будет гореть даже при включенном освещении.
Чтобы индикаторная лампочка гасла при нажатии на любую из клавиш, необходимо самостоятельно делать перемычку, которая будет соединять индикатор с обеими клавишами.
Если не брать во внимание подключение подсветки, монтаж проходит как в обычном устройстве. Через распаячную коробку на выключатель ведут фазный проводник и подсоединяют его к входной клемме L, заводя его в отверстие и прикручивая винтом.
Далее к контактам устройства L1 и L2 подсоединяют два отводящих фазных провода, которые ведут к люстре также через распределительную коробку. Один из них подключают к одной лампе, другой к двум остальным. Ноль проходит через распаячный узел в монтажной коробке, далее идет на все лампы люстры, замыкая контакт.
Почему мигают энергосберегающие лампы
Светодиодный выключатель несовместим с работой энергосберегающих ламп. Конфликт устройств проявляется в кратковременном вспыхивании лампы в отключенном состоянии или в так называемом тлеющем режиме, когда лампа не выключается полностью, а еле-еле светится.
Происходит это потому, что внутри люминесцентной лампы есть электронный преобразователь (конденсатор), который постепенно подзаряжаясь от тока, проходящего через лампу подсветки, вспыхивает.
Аналогичное явление происходит и с блоками питания светодиодных лент, в которых также есть конденсатор, и который подпитывается от небольшого тока, поступающего от выключателя с подсветкой.
Производители энергосберегающих ламп указывают, что использование их продукции не совместимо с применением светодиодных выключателей и светорегуляторов.
Обойти это ограничение можно, если управлять работой осветительного прибора с помощью реле. От выключателя команда поступает сначала к реле, которое уже непосредственно руководит освещением.
Реле выпускается многими производителями электротоваров: Schneider Electric, ABB, Siemens. Поместить его можно под колпачком люстры, за карнизом, в котором установлена светодиодная линейка.
Можно применить еще один вариант решения проблемы — отключить неоновую лампу или светодиод от питания. Сделать это можно путем отсоединения проводов подсветки от клемм. Но тогда светодиодный выключатель утратит свои преимущества.
Рассмотрим решения, которые все же позволяют совместить подсветку и использование энергосберегающих ламп.
Как совместить лампы и выключатель
Если после выключения люминесцентная лампа мигает или слабо светится, проблему можно устранить, подключив параллельно точке освещения дополнительное сопротивление (резистор или конденсатор).
Для этого понадобится резистор номиналом 50 кОм и мощностью 2 Вт. Он поглотит лишний ток при включенной подсветке и не даст заряжаться конденсатору лампы.
Такой способ устранения причины мигания энергосберегающих ламп считается довольно опасным и опытные электрики не советуют применять его без достаточных навыков в проведении электротехнических работ.
Лучше использовать готовый блок защиты для люминесцентных и светодиодных ламп, который устраняет мерцание, защищает от перепадов электроэнергии, исключает помехи, идущие от ламп. Его подключение обязательно, если используется выключатель с подсветкой.
Защитный блок подключается параллельно лампам, которые работают некорректно — мерцают или слабо светятся в выключенном состоянии. Устанавливают его в корпус светильника или в стакан люстры.
Решения популярных проблем и неисправностей светодиодных ламп подробно изложены в этих статьях:
Выключатель с подсветкой своими руками
В процессе эксплуатации электрооборудования иногда оказывается, что в каком-то из помещений неплохо было бы иметь подсветку выключателя. Для этого необязательно покупать устройство — можно самостоятельно усовершенствовать старое.
Что для этого понадобится:
- обычный выключатель;
- светодиод с любыми характеристиками;
- резистор на 470 кОм;
- диод 0,25 Вт;
- провод;
- паяльник;
- дрель.
С помощью паяльника начинают собирать схему. Катод диода (помечен черной полоской) подсоединяют к аноду светодиода (у анода ножка длиннее). Резистор припаивается к положительному контакту светодиода и к проводу, который будет служить соединением с выключателем. Второй провод подсоединяется к катоду светодиода.
Далее подсоединяют все к механизму включения-выключения. Фазный проводник, который ведет к лампе, подключают в клемму вместе с одним из проводов, ведущих к светодиоду. Другой проводок подключают к входной клемме вместе с фазным проводом, который подает ток из электросети.
Нужно тщательно заизолировать оголенные участки провода и исключить касание проводников к корпусу, это особенно важно сделать, если он металлический.
Проверяют схему подключения выключателя с подсветкой на работоспособность так: клавиша, замыкая контакт, приводит к загоранию люстры или светильника, в выключенном состоянии загорается лампа светодиода. Если схема работает правильно, можно устанавливать приспособление в корпус.
Чтобы было видно освещение, выводят лампу светодиода в просверленное отверстие вверху корпуса. Делать это необязательно, если корпус светлый — свет будет пробиваться сквозь него.
Выключатель с индикатором включения
Выключатели с индикаторами отличаются от светодиодных совершенно другим принципом использования — лампа в них загорается тогда, когда включено освещение. Основное назначение контрольной лампы — сигнализировать о включенном освещении в подвале, на чердаке, в кладовой или на улице.
Используется для контроля расхода электроэнергии. Индикатор может устанавливаться для каждой из клавиш или только для одной из них.
Схема подключения и работы выключателя с функцией подсветки выстроена по следующему принципу. Контрольная лампа параллельно подключается к клеммам выключателя. Когда цепь замыкается, ток проходит через индикатор и осветительный прибор — оба загораются. Если выключатель выключен, ток не поступает ни к индикатору, ни к лампе.
Выводы и полезное видео по теме
Инструкция по подключению светодиодного выключателя:
Как установить подсветку своими руками:
Что делать, если энергосберегающие лампы светятся или мигают после выключения:
Выключатель с подсветкой может участвовать практически во всех схемах электрического освещения. Но для его правильного монтажа необходимо изучить конструкцию, принцип работы и нюансы, возникающие при взаимодействии с другим электротехническим оборудованием.
Поделитесь с читателями вашим опытом подключения светодиодного выключателя. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.
Схема включения светодиода в выключатель 220 в квартире
Некоторым людям инструкция нужна для того, чтобы когда сгорит прибор выяснить, что они сделали не так.
Изготовление подсветки выключателя светодиодом своими руками не представляет никакой сложности. Крайне простая схема собирается буквально «на коленке» в течении нескольких минут. Но, если вы не хотите, чтобы все закончилось фейерверком и сгоревшей проводкой, внимательно прочтите эту статью.
Схема включения светодиода в выключатель в квартире
Схема и внешний вид выключателя
Как видите, устройство состоит лишь из двух элементов – токоограничивающего резистора и источника света.
Многих людей, не имеющих отношения к радиоэлектронике, эта схема может поставить в тупик. Ведь ставим мы светодиод в выключатель 220В переменного напряжения, хотя сам светодиод рассчитан на напряжение 2-12В постоянного. И основная лампа, по идее, тоже должна светиться при таком подключении.
Как и почему это работает?
Вспомним школьный курс физики:
- Напряжение – разность потенциалов с двух концов проводника. Чем выше напряжение, там быстрее электроны бегут по проводам.
- Сила тока – плотность электронов в проводнике. Когда в электрической цепи на пути электронов встречается участок с большим сопротивлением, часть из них отдает свою энергию этому участку.
Когда сила тока (плотность потока электронов) значительно больше, чем этот участок способен пропустить, излишки энергии преобразуются в тепло. Если бы перед диодом не было резистора, сила тока, проходящая через него, во много раз превысила бы его номинальные параметры, превратив кристалл диода в облачко. В этой схеме резистор исполняет роль вентиля, отсекая большую часть тока. Через саму лампу накаливания также будет протекать ток, но сила его настолько мала, что спираль раскаляться не будет.
Расчет параметров схемы
| Формулы расчета параметров электрической цепи | ||||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение | Сила тока | Сопротивление | Мощность | Реактивное сопротивление конденсатора |
| U= I*R | I=U/R | R=U/I | P=Ur*I | Rc=2*π*£*C(ф); Rc=314*C(ф) |
Подбираем резистор для светодиода. В этой формуле напряжение сети принимается за 320В, поскольку необходимо учитывать не номинальный параметр, а эффективное амплитудное напряжение.
Подбираем резистор
Как сделать подсветку для выключателя
Главная задача схемы выключателя с подсветкой на светодиоде – ограничить силу тока, протекающую через светодиод. Для диода не важно с какой скоростью через него будут проходить электроны, он заберет свою «порцию» и преобразует ее в свечение. Если же плотность потока электронов буде выше его пропускной способности, излишки выделятся в виде тепла, расплавив кристалл.
Установка светодиода в выключатель 220В, схема:
Варианты, как можно подключить светодиод
Вариант 1
Такой способ подключения будет работать, но очень недолго, несколько миллисекунд, пока разгорится спираль лампы накаливания. При таком подключении ток цепи будет рассчитан исходя из потребности лампы, превысив потребности светодиода в сотни раз. Это неправильный вариант.
Вариант 2
Это уже жизнеспособный вариант. Токоограничивающий резистор R1 уменьшит силу тока до необходимой величины. Для обычного светодиода на 20 мА сопротивление резистора должно быть:
(320В-3В)/0,02А≈16 кОм а мощность 0,25-0,5Вт.
Ради увеличения срока службы подсветки и уменьшения нагрева резистора, параметры сопротивления лучше увеличить в 3-4 раза. Такую схему можно увидеть, если разобрать дешёвый китайский выключатель со светодиодом. Здесь нет защиты от обратного тока, что не способствует долгой жизни такого устройства.
Вариант 3
Включение диода с обратной полярностью защищает светодиод от обратной полуволны. Это важно, если на линии в сети есть мощные устройства: стиральная машина, бойлер, электрочайник. Можно использовать любой малогабаритный диод с напряжением до 500-1000 вольт.
Примеры расчетов
Поскольку наша задача лишь подсветить выключатель и добиться максимальной жизнеспособности, ток светодиода берем 30% от номинала – 6мА
Резисторный токоограничитель
Uсд=3,5В, Iсд=20мА(0,02А)- Расчет делаем на 6мА (0,006А);
R1= (330-3,5) /0.006=55000Ом (55кОм). С целью уменьшения нагрева номинал резистора можно увеличить в 2 раза до 100 кОм.
Мощность резистора P=Ur1I=3270.006=2Вт.
Параллельно светодиоду лучше зеркально включить диод на 1000В.
Емкостный токоограничитель
Вместо резистора можно использовать высоковольтный конденсатор, R1 необходим для саморазрядки конденсатора C1. Ёмкостная схема не греется.
Диод как в предыдущей конструкции.
Если выключатель предназначен для энергосберегающей лампы, лучше светодиод заменить неоновой лампочкой, донором которой послужит пускатель люминесцентного светильника. Классические схемы за счет гашения полуволны могут вызывать мерцание «энергосберегаек». Принцип подключения остается тот же, но из за более высокого номинального тока, около 100мА, резисторное или емкостное сопротивление (на неоновой лампочке) стоит увеличить до 500-600 кОм.
Область применения
- схема выключателя с подсветкой на светодиоде;
- индикатор включения в переносном удлинителе;
- миниатюрный ночник;
- подсветка для розетки.
При желании можно подключить светодиодную ленту, но лишь на емкостном ограничителе после тщательного перерасчета.
Так выглядит подсветка светодиодом
Схема подключения
Как подключать на живом примере
Ниже приведена схема как подключить выключатель со светодиодом. Инструкция к подключению
- Перед началом монтажа схемы светодиода в выключателе убедитесь, что выключатель отключён от «фазы». Это можно сделать при помощи простой отвёртки-тестера.
- Проверьте качество изоляции всех соединительных контактов. Перемыкание оголенных проводов в лучшем случае выведет из строя схему подсветки, в худшем – проводку в квартире.
- При необходимости в пластиковой детали можно сделать монтажное отверстие светодиоду, чтобы тот равномерно освещал кнопку выключателя.
- Собираем получившуюся конструкцию и наслаждаемся результатом.
Рекомендации
Если мы используем резисторный вариант, стоит поэкспериментировать с параметрами сопротивления. Диод может «стартовать» с 2В или 3В, соответственно во втором номинал резистора можно уменьшить.
Не забывайте, в таких устройствах ограничивается лишь плотность электронов, напряжение остается прежним и все еще опасным для живых организмов.