Подсветка выключателя для светодиодных ламп своими руками

Выключатели с подсветкой: краткое описание, принцип работы и схемы подключения

Если ежедневные поиски выключателя в тёмной комнате отбирают немало времени и нервов, а перенести его в более удобное место не представляется возможным, то решить проблему можно с помощью подсветки, которая точно укажет местоположение клавиш включения света. На практике это реализуется путём добавления светодиода в имеющийся выключатель своими руками или через замену на аналогичный выключатель с подсветкой со встроенной неоновой лампочкой.

Схема и принцип действия подсветки с использованием светодиода

Схема подключения выключателя со светодиодной подсветкой показана на рис.1. Принцип её работы основан на законе Ома и довольно прост. В момент, когда контакты выключателя Q1 разомкнуты, ток нагрузки протекает по цепи L – R1 – LED – HL – N. Величина тока нагрузки не превышает рабочий ток через светодиод, то есть 10 мА. Естественно этого тока не хватит, чтобы зажечь лампу основного освещения. Для сравнения лампа накаливания мощностью 60 Вт потребляет 270 мА. К тому же основная часть напряжения сети 220В падает не на лампе, а на резисторе. В результате светится только светодиод, а его яркость зависит от сопротивления резистора R1. Как только в комнате включить свет, сопротивление контактов выключателя, расположенных параллельно светодиоду с резистором, станет близким к нулю. Цепь протекания тока замкнётся через L – Q1 – HL – N. Ток нагрузки пойдёт по пути с наименьшим сопротивлением и светодиод погаснет.

Кстати, если из светильника выкрутить лампу или она перегорит, то подсветка работать перестанет.

Расчёт подсветки на светодиоде сводится к грамотному выбору резистора R1. Дело в том, что на нём падает 99% сетевого напряжения, а значит, мощность рассеивания довольно высока. Например, задавшись током светодиода 8 мА, рассчитаем параметры резистора: Резистор, рассеивающий мощность почти 2 Вт, будет иметь большие размеры и нагреваться настолько сильно, что при контакте с пластиковым корпусом сможет его деформировать. Из-за этого недостатка рассмотренный вариант не нашёл практического применения.

С целью снижения тепловых потерь и защиты светодиода от пробоя, схему подсветки выключателя дополняют выпрямительным диодом (обычно 1N4007), соединённым последовательно со светодиодом (рис.2). В этом случае к элементам схемы прикладывается не переменное напряжение 220В, а постоянное – в 0,45 раза меньше, то есть примерно 100В. Номинал резистора можно задавать в пределах 12-50 кОм и экспериментально подобрать вариант, при котором яркость подсвечивающего светодиода и температура поверхности резистора будут оптимальными. К преимуществам светодиодной подсветки, собранной своими руками, можно отнести возможность самостоятельно выбирать цвет свечения светодиода, его размер и место установки.

Подсветка с применением неоновой лампы

Схема и принцип действия выключателя с подсветкой на неоновой лампе полностью идентична схеме со светодиодом, но отличается улучшенными эксплуатационными показателями. Основное преимущество неоновой лампочки – чрезмерно малый ток потребления, который не превышает 1 мА, а в идеале должен составлять 0,1-0,2 мА. Это позволяет устанавливать ограничивающий резистор намного меньшей мощности и размера, а именно: Получается, что миниатюрный резистор мощностью 0,125 Вт легко помещается под корпусом и совсем не греется. По сравнению со схемой на светодиоде, данный вариант более экономичный, надёжный и безопасный. А срок службы неоновой лампочки достигает 80 тыс. ч. Именно поэтому выключатели с подсветкой, в которых используется неоновая лампа, нашли более широкое практическое применение.

Подключение одноклавишного выключателя с подсветкой

Чтобы собрать, а затем подключить выключатель с подсветкой к сети 220В, потребуется немного времени и выполнение пунктов ниже приведенной инструкции.

1. Необходимо обесточить комнату, в которой будет проводиться модернизация и установка выключателя подсветкой.
2. Снять клавишу включения/выключения света, аккуратно поддевая её с боков отверткой.
3. Демонтировать выключатель со стены и отсоединить провода.
4. В зависимости от формы и размеров корпуса определить место установки светодиода.
5. В обозначенном месте просверлить отверстие диаметром 5 мм.
6. К одному из выводов светодиода припаять резистор, а ко второму – диод, соблюдая полярность.
7. Во избежание короткого замыкания, большую часть выводов вместе с резистором спрятать под термоусадочной трубкой, оставив оголёнными края для подсоединения к клеммам.
8. При необходимости собранную конструкцию удлинить проводами.
9. С помощью суперклея закрепить светодиод в отверстии.
10. Один из проводов подсветки вместе с «фазой» зажать в клемме выключателя.
11. Другой провод подсветки вместе с проводом, идущим к лампе, подключить ко второму выводу выключателя.
12. Произвести монтаж готового выключателя со светодиодом в обратной последовательности.

Если планируется использовать готовое изделие, то с 4 по 9 пункту пропускаются.

Подключение двухклавишного выключателя с подсветкой

В 90% случаев устройство двухклавишного выключателя с подсветкой ничем не отличается от одноклавишного аналога. Исключение могут составлять лишь эксклюзивные модели от зарубежных производителей. В основном же внутри выключателей с двумя клавишами управления освещением расположена одна неоновая лампочка с резистором, как показано на фото. Несложно догадаться, что подсветка будет загораться и гаснуть только при нажатии на одну из клавиш. Однако производители выключателей не видят необходимости в установке второй неонки, так как для подсветки в темноте достаточно и одной индикаторной лампочки.

Последовательность действий по сборке подсветки двухклавишного выключателя такая же, как и для одноклавишных моделей. Отметим только то, что электрик в момент подсоединения проводов сам вправе выбрать, при нажатии на какую из клавиш неоновая лампочка будет гаснуть. Если речь идёт о сборке светодиодной подсветки своими руками, то при желании установить можно 2 светодиода – на каждую из клавиш в отдельности.

Возможные будущие проблемы

Даже такая простая конструкция как подсветка выключателя не лишена недостатков. В первую очередь это касается светодиодных ламп, внутри которых установлен электронный блок – драйвер. Из-за наличия подсветки, на цоколе выключенной LED-лампы присутствует небольшой потенциал, оказывающий влияние на работу драйвера. Так как схемотехнически драйверы устроены по-разному, то и проблемы в работе светильника могут проявляться по-разному, а именно:

• в виде неприятного мерцания;
• в виде тусклого свечения светодиодной лампы;
• подсветка вовсе может не работать с некоторыми моделями LED-ламп – их драйвер разрывает электрическую цепь.

Похожие проблемы возникают, когда выключатель с подсветкой размыкает цепь светильника с компактной люминесцентной лампой, из-за наличия в ней импульсного блока питания. Поэтому, прежде чем покупать выключатель с подсветкой или приступать к модернизации имеющегося, следует быть уверенным, что к нему будет подключаться лампа накаливания или галогенка. В противном случае следует быть готовым устранять негативное мерцание и тусклое свечение.

Источник

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

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

Ниже приведена схема как подключить выключатель со светодиодом. Инструкция к подключению

1. Перед началом монтажа схемы светодиода в выключателе убедитесь, что выключатель отключён от «фазы». Это можно сделать при помощи простой отвёртки-тестера.

1. Проверьте качество изоляции всех соединительных контактов. Перемыкание оголенных проводов в лучшем случае выведет из строя схему подсветки, в худшем – проводку в квартире.

1. При необходимости в пластиковой детали можно сделать монтажное отверстие светодиоду, чтобы тот равномерно освещал кнопку выключателя.

1. 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.

Источник