Емкостное реле включает подсветку

Дополнительно были проведены эксперименты с этой микросхемой. К ее входу (вывод 3) был подключён конденсатор переменной емкости.

До ёмкости 300 пФ микросхема при подаче питающего напряжения калибровалась, но с увеличением ёмкости конденсатора чувствительность уменьшалась вплоть до того, что она срабатывала при непосредственном прикосновении к выводу 3.

При емкости переменного конденсатора более 300 пФ работоспособность микросхемы нарушилась. Поэтому сенсорный элемент может иметь сравнительно большие размеры, и на основе этой микросхемы можно сделать ёмкостное реле. Схема устройства показана на рис. 1. Для уменьшения сетевых и друг их низкочастотных наводок сенсорный элемент Е1 подключён к входу (вывод 3) микросхемы DA1 через ФНЧ C1R1C2.

Для подавления высокочастотных наводок от сотовых телефонов, Bluetooth, Wi-Fi и других передающих устройств последовательно с сенсорным элементом Е1 включён дроссель L1. Эксперименты показали, что его установка практически не влияет на чувствительность реле.

Выходной сигнал микросхемы через цепь VD1R3C4 поступает на затвор мощного полевого транзистора, который и подаёт питающее напряжение на светодиодную ленту А1. Микросхема питается от параметрического стабилизатора напряжения на элементах R2 и VD2, конденсатор С3 подавляет пульсации и помехи по цепи питания.

Выводы 4 и 6 микросхемы DA1 оставлены свободными, поэтому она работает в режиме “кнопки с самовозвратом”, т. е. при приближении к сенсорному элементу Е1 освещение включается, а при удалении — выключается, но в данном случае не сразу. Происходит это так. При приближении к сенсорному элементу на выходе (вывод 1) микросхемы DA1 появляется напряжение около 5 В, в результате конденсатор С4 быстро заряжается через диод VD1 до напряжения около 4.5 В, а затем медленно — до 5 В. В результате транзистор VT1 открывается, на светодиодную ленту поступает напряжение — подсветка включается.

При удалении от сенсорного элемента на выходе микросхемы появляется низкий уровень, и конденсатор С4 начинает разряжаться через резистор R3. В результате несколько секунд яркость подсветки не изменяется, а затем она плавно уменьшается. Время задержки выключения подсветки можно изменить подборкой резистора R3 и конденсатора С4, чем больше номинал — тем больше задержка.

Все детали, кроме сенсорного элемента, размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. ее чертёж показан на рис. 2 Применены в основном детали для поверхностного монтажа, резисторы — типоразмера 1206, оксидные конденсаторы — танталовые типоразмера D (С3) и В. С (С4), остальные — керамические типоразмера 0805. Применён транзистор APM2014N. демонтированный со старой материнской платы ПК.

Следует учесть, что при его монтаже на печатной плате и температуре корпуса 25 °С максимальный ток стока — 9 А, а рассеиваемая мощность — 1.6 Вт. При температуре корпуса 100 °С эти значения уменьшаются до 6 А и 0.6 Вт соответственно. При напряжении затвор—исток 4,5В сопротивление его канала — около 10 мОм. Из этого и надо исходить при определении мощности подключённой к нему светодиодной ленты.

При напряжении питания более 20В надо применить полевой транзистор, выдерживающий это напряжение. Дроссель — ЕС24 или любой малогабаритный. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Реле было установлено в тумбочку-умывальник в ванной комнате.

Вариант его размещения показан на рис. 4. Сенсорный элемент 3 с помощью липкой ленты закреплён на передней панели 2 ящика тумбочки. Рядом в защитном пластмассовом корпусе 5 подходящего размера расположена печатная плата, которая соединена с сенсорным элементом отрезком изолированного провода 4. Его длина — 50…70 мм.

Питающие провода 6 соответствующего сечения выведены через заднюю стенку ящика к источнику питания и светодиодной ленте. Сенсорный элемент 3 состоит из двух частей, которые размещены с двух сторон от ручки 1. Если задержка выключения не требуется. конденсатор С4 не устанавливают.

Его можно временно не устанавливать и при проведении налаживания. Для изготовления сенсорного элемента была использована фольга (обёртка) и отрезки толстой бумаги (ватмана). Один конец соединительного изолированного провода 4 зачищен на расстоянии 30…40 мм, завёрнут и зажат в фольге.

Затем фольгу помещают между двумя отрезками ватмана соответствующего размера и скрепляют в нескольких местах с помощью степлера. Обязательно надо скрепить место, где провод зажат в фольге.

Следует отметить, что чем больше размеры сенсорного элемента, тем больше его чувствительность к большим объектам, но с другой стороны — тем больше его емкость, а значит, и меньше чувствительность самого реле.

Поэтому можно подобрать оптимальные размеры элемента. Для этого его надо сделать максимально большого размера, а при необходимости уменьшить, просто отрезав часть ножницами.

Поскольку площадь сенсорного элемента в данном конкретном случае оказалась около 250 см², не требуется непосредственного прикосновения к нему. Реле уверенно срабатывает при приближении к нему человека на расстояние 150…200 мм. Разместить ёмкостное реле можно и в другом месте, а если установить полевой транзистор на небольшой теплоотвод, можно коммутировать питающее напряжение до нескольких десятков вольт и ток до нескольких ампер. Следует помнить, что в предложенном варианте источник питания должен иметь гальваническую развязку от сети 230В.