Схема выключателя с подсветкой на светодиоде. Лампы и выключатели с индикаторами – решение проблем с мерцанием

Многие современные выключатели оснащаются функцией подсветки. Благодаря ей не нужно будет искать приспособление в темном помещении. Как эта опция работает? Под корпусом выключателя находится специальный индикатор света. В клавише устройства сделано окно, через которое владелец сможет увидеть состояние прибора. Светодиодная лампа с выключателем с подсветкой нередко продается в едином комплекте. Далее - подробнее.

Для качественной работы индикатора использован светодиод или же специальная лампочка. Последняя - неонового типа. Выключатели отличаются как минимум данным показателем. Многие покупатели отмечают, что применять следует с данными выключателями лишь лампы накаливания или галогенные варианты. Энергосберегающие модели лопаются, а светодиодные светятся в темное время суток.

Чтобы понятно было, как работают светильники с подсветкой, нужно разобрать механизм и все тонкости функционала.

Неоновый индикатор

Большинство моделей выключателя работают с лампочкой неонового типа. Как она выглядит? Лампочка выглядит как баллон из стекла, в котором находится неон. На расстоянии расположены электроды. В приборе небольшое давление. Если его измерить, то оно с трудом достигнет нескольких десятых долей столба. В подобной среде между деталями при подаче электрического тока происходит тлеющий разряд. Что означает это словосочетание? Молекулы газы подсвечиваются. Если учитывать, что модели между собой отличаются цветом данного наполнителя, то варианты могут быть самими разными: красными, сине-зелеными и так далее.

Светодиодная подсветка

Нередко выключатели производятся с подсветкой, которую обеспечивают светодиоды. Непосредственно оттенок появляется сразу же, как в прибор начинает попадать электрический ток. Цвет напрямую зависит от того, из чего диод создан, а также от напряжения, которое подается в выключатель.

Что собой представляют светодиоды? Они являются результатом объединения двух полупроводников. При этом они обязательно различных типов. Такой переход называется электронно-дырочным. Оттенок появляется сразу же после того, как начнется подача прямого тока. Излучение света является результатом рекомбинации зарядов в проводниках.

Каждый человек знает, что любой прибор имеет отрицательные и положительные заряды тока. Во время подачи электрического поля вторые преодолевают переход и соединяются с первыми. После этого происходит подача энергии, часть которой необходима для получения цветового эффекта. Если говорить о конструкции светодиода, то она металлическая. Зачастую устройства делаются из меди. На основании закреплены полупроводники - один анод, второй катод. Тут же находится рефлектор из алюминия. На нем расположилась линза. Производители заботятся о том, чтобы лишнее тепло могло свободно выводиться из корпуса. При этом «тепловой коридор» должен иметь небольшие размеры. Работающие в нем полупроводники не выходят за его границы, иначе светодиодная лампа с выключателем с подсветкой быстро сломается и будет непригодна к использованию.

Технические особенности

Данные детали при увеличении температуры уменьшают свое сопротивление, если сравнивать с металлическими компонентами. К сожалению, это имеет недостатки - сила тока может увеличиться до неконтролируемых показателей. Это же происходит с нагревом, соответственно, через время после работы в таком пике диод выходит из строя. Также такая деталь сильно чувствительна к увеличению напряжения, поэтому даже самый небольшой импульс может сломать его. Соответственно, производитель должен максимально точно подбирать резисторы. Более того, диод может сломаться при напряжении обратной полярности. Следует заметить, что этот компонент справляется лишь с прохождением тока в прямой последовательности.

Даже с подобными недостатками выключатели с диодами пользуются спросом.

Применение конденсатора

Гасящим элементом считается конденсатор. Если сравнивать его с резистором, то он получил реактивное сопротивление. Соответственно, при использовании такого элемента в приборе не будет выделяться лишнее тепло. Во время движения электронов по резистору, а точнее, его лицевой стороне, молекулы деталей сталкиваются между собой. Из-за этого передается кинетическая энергия. Именно она вызывает нагревание. Ток при этом получает сильное сопротивление. Если светодиодная лампа подключена к выключателю с подсветкой, то она может быстро выйти из строя.

Во время использования конденсатора происходят другие процессы. Его конструкция существенно отличается от вышеописанного варианта. Конденсаторы имеют две пластины из металла, которые делятся диэлектриками. Благодаря такому решению заряд может сохраняться длительное время. При этом его можно заряжать и разряжать. После таких манипуляций в цепи находится переменный ток.

Совместимость

Для светодиодных ламп нередко устанавливают выключатели с подсветкой. Как уже было понятно, такие устройства популярны и удобны. Хоть и происходит применение с вышеописанной моделью, все же с большинством современных источников света могут возникать проблемы. Светодиодная лампа с выключателем с подсветкой часто ломается.

Проявление несовместимости

В чем может проявляться несовместимость? Через длительный срок эксплуатации светильник может сам по себе вспыхивать, равномерно или же хаотично светиться. Причем данный нюанс относится к любым светильникам светодиодного типа. Мерцание может быть также причиной большой мощности, особенно если она составляет 100 Вт и более. Почему такие светильники несовместимы с выключателями? Зачастую проблема возникает из-за энергосбережения. Светильники работают от постоянного напряжения. Соответственно, любой такой прибор будет иметь выпрямитель и сеть переменного напряжения. Совместимость светодиодных ламп и выключателей с подсветкой - достаточно сложный вопрос.

При этом нужно сказать, что конденсатор имеет выпрямитель. Он необходим для сглаживания пульсаций. Если светильник выключен, ток все равно будет поступать, хоть и в небольшом количестве. Поэтому светильник будет мерцать или светиться даже в ночной период.

Стоит ли подключать их вместе и как сделать это правильно

Мерцание, о котором шла речь выше, не совсем подходит таким помещениям, как спальня или детская. К тому же при неправильном ведении эксплуатации человек может столкнуться с тем, что подсветка перестала работать за короткий срок. Эта проблема исправима. Будет достаточно отключить мерцание. Как это сделать? Необходимо вмонтировать выключатель так, чтобы подсветка была исключена. Покупатели отмечают, что способ не сильно удобный, так как отсвечивание достаточно полезно. Оно сможет помочь с легкостью включать свет в помещении самостоятельно. Если мигает выключатель с подсветкой и светодиодная лампа, то следует обратить внимание - скорее всего, поврежден контакт.

Нюансы использования

Если монтаж провести неправильно, то диод может перестать работать практически сразу же. К тому же оставлять его в подобной форме запрещено. Это небезопасно. Если во время работы выключатель не отсекает фазы, то подобное следует сразу же переделать. Лучше всего монтаж доверить знающему человеку, если нет никакого опыта в подобной сфере. При желании можно поставить обычную лампу накаливания вместе с энергосберегающей моделью. Если монтаж произведен таким образом, то ток проходит через индикаторную цепь. После этого следует продолжать эксплуатацию прибора. Ток будет проходить через нить канала. Недостатком такого способа применения считается, что данный метод плохо сказывается на энергосбережении.

Такой же принцип работы используется при шунтировании резистора. Подключение при этом является параллельным. Приспособление никак не будет влить не человека. Рабочий стол, освещение и так далее заряжаются через резистор. При этом последний должен иметь мощность в 2 Вт, а сопротивление - в 50 кОм.

Созданы также лампы, которые работают на светодиодах. Покупателям нравятся такие приборы за счет того, что имеется пульт с подсветкой в комплекте. Приспособление включается около 2 секунд.

Недостаток

Есть еще один недостаток выключателей с подсветкой и светодиодной лампы (моргают - это не единственный минус), он заключается в ценовой категории. Их мощность и другие показатели могут быть примерно одинаковыми, а вот стоимость - нет. Когда человек выбирает коммутатор, следует понимать, что не все светильники и лампы способны работать с ним. К тому же все модели и их проблемы с совместимостью могут подчиняться небольшим манипуляциям, которые позволяют устранить неполадки. Соответственно, отказываться от самого индикатора, переключателя или лампы не стоит. Имеется большое количество инструкций по этому поводу.

Итоги

Как уже понятно, светодиодные лампы с выключателем с подсветкой не являются одинаковыми. Они и могут быть одинаковыми или же похожими, все же конструкции и используемые детали отличаются. На это стоит обратить особое внимание.

В продаже имеются выключатели с подсветкой, но заменять уже установленный без подсветки и еще исправный, редко кто соберется.

Потратив полчаса времени, желающий улучшить комфорт ночной жизни сможет дополнить выключатели в своей квартире подсветкой самостоятельно, даже не имея навыков электрика.

Установить выключатель подсветкой можно по одной из предлагаемых схем. Схемы отличается не только комплектацией, но и техническими характеристиками. Например, схема на светодиоде может не работать, если в светильнике установлены светодиодные лампы. А энергосберегающие лампы могут мерцать или слабо светиться в темноте. Рассмотрим подробно достоинства и недостатки каждой из схем.

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.

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.

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.

При выборе сопротивления возникает необходимость в определении его номинала по цветовой маркировке. Онлайн калькулятор поможет решить этот вопрос.

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.

Лампы накаливания постепенно уходят в прошлое, их место занимают современные энергосберегающие приборы, требующие минимум электроэнергии. У потребителя спросом пользуются LED-лампы, которые дешевы, экономичны, долговечны. При их подключении к общей сети энергоснабжения могут возникнуть отдельные трудности.

Монтируя выключатель с подсветкой для светодиодных ламп, можно заметить, что в результате осветительный прибор начинает моргать или постоянно светить тусклым светом.

Как устроена светодиодная лампа

Чтобы понять причину неправильной работы светодиодов, необходимо разобраться, как устроен светодиодный осветительный прибор.

По внешнему виду бытовая энергосберегающая лампа 220 В не отличается от обычной лампочки накаливания. Разница заключается во внутренней конструкции. Светодиодная лампа имеет:

• цоколь;
• корпус, который выступает и радиатором устройства;
• плата управления и питания;
• светодиодная плата;
• колпак лампы.

Кроме обычных элементов конструкции, светодиодный светильник оборудован блоком питания и управления, потому что LED-устройства не могут работать от переменного тока. Лампа с напряжением 220 В, запитанная от сети переменного тока, где сила тока 1 ампер, просто сгорит. В цоколь прибора встроена полупроводниковая схема, выпрямляющая ток и понижающая напряжение.

В простых световых приборах используется блок питания, изготовленный на основе неполярного конденсатора, который не может полноценно обеспечить совместимость электрического напряжения с лампой. Их ресурс невелик.

В лампах среднего ценового диапазона дополнительно используется комбинация резистора с конденсатором. В дорогих светодиодных устройствах производитель будет устанавливать в корпус микросхемы, которые более качественно сглаживают напряжение.

Влияние выключателя с подсветкой на LED-лампу

Если светодиодная лампа мерцает в выключенном состоянии, проверьте наличие у выключателя подсветки, индикатора, который представлен небольшой неоновой или светодиодной лампочкой. Если таковая имеется, дело именно в ней.

Индикатор включается, если освещение выключено, а электрическая цепь разорвана. Схема построена так, что подсветка подключена к выключателю параллельно. Когда мы гасим освещение, ток поступает к индикатору. Электричество движется по кругу, от сети к подсветке выключателя, затем к светильнику и обратно к сети. Это напряжение позволяет заряжать конденсатор, который есть в большинстве LED-светильников. В итоге конденсатор пытается включить лампу, но заряда слишком мало, поэтому в осветительном приборе возникает мерцание или светодиод может постоянно слабо гореть.

Как решить проблему мерцания LED-светильников

Самый простой и эффективный способ вернуть светильнику стабильное состояние - замена выключателя на новый, без индикатора. При желании можно отключить неоновую или светодиодную подсветку путем перекусывания жилы питания. Если вы не понимаете, какой провод отсоединять, лучше этого не делать.

Некоторые умельцы добавляют в цепь осветительного прибора лампу накаливания, которая будет забирать на себя ток, идущий на зарядку конденсатора, исключая запуск светодиода. Однако тут есть два минуса: потребление электроэнергии прибора возрастет, да и установить в стандартный светильник дополнительную лампу не просто. Но в целом идея хорошая.

Разбирающиеся в теме люди советуют подключить к цепи электроснабжения лампы резистор небольших размеров, который хорошо забирает напряжение. Мощность резистора должна составлять 2 Вт. Лучше подключать резистор сопротивлением 50 кОм в районе патрона или распределительной коробки, соединяя контакты клеммной колодкой и изолируя термоусадочной трубкой. Не забываем предварительно отключить питание электросети. Не следует использовать номинал резистора больше рекомендуемого во избежание лишних энергозатрат.

Существует еще один способ избавиться от мерцания ламп. Нужно подключить индикатор выключателя к электросети отдельным проводом. Операция проста, но требует дополнительных соединений проводов, что не каждый владелец помещения сможет сделать самостоятельно.

Выбирая способ решения проблемы, советуем остановиться на отключении подсветки от электросети или на последнем варианте с установкой токоограничивающего резистора, который стоит несколько рублей и легко прячется в светильнике. Минимум расходных материалов и немного умения, и ваш энергосберегающий светильник будет работать нормально.

Помните, что слабое свечение светодиодного прибора не означает его неисправность. Энергосберегающие лампы нужно покупать немного больше того номинала, который требуется. Меняя лампу накаливания в 60 Вт, приобретайте LED-светильник мощностью 8 Вт.

Сопротивление и мощность резистора

Вышеприведенные параметры резистора соответствуют напряжению сети 220 В. Бывает, что светодиодный светильник запитан от линии другого номинала. Тогда придется сделать расчет сопротивления и мощности резистора самостоятельно.

Сопротивление считаем по формуле R=∆U/I, в которой ∆U - разность между реальным напряжением в линии электроснабжения устройства и напряжением лампы, I - сила тока светодиода.

Лампочка будет работать нормально, если номинал резистора находится в пределах 150 – 510 кОм.

Мощность считаем по формуле P=∆U×I, где буквенные значения аналогичны вышеприведенным пояснениям.

Зная эти формулы, легко сделать необходимые вычисления номинала резистора.

Другие причины мерцания

Вышеперечисленные способы устранения мерцания светильников со светодиодными лампами имеют отношение к выключателю. Но бывают исключения, когда свет мерцает, а выключатель соответствует требованиям.

1. Некачественная энергосберегающая лампочка. Чаще отмечается у дешевой продукции китайского производства, когда светильник уже с завода имеет брак. Придется вновь потратиться и купить хорошую лампу.
2. Закончился ресурс эксплуатации диодного прибора освещения. Возможно, вышел из строя элемент микросхемы. В результате лампа светится, но моргает и потрескивает. Не нужно думать, что если заводом-изготовителем предусмотрен почти 10-ти летний срок эксплуатации продукции, лампа должна проработать все время. Ресурс даже качественного прибора значительно снижается, если в сети периодически появляются перепады напряжения или устройство работает в условиях температур, выходящих за нормы, определенные конструкторами.

В заключение нужно отметить, что если отложить поиск решения причины мерцания лампочки, энергосберегающий прибор скоро выйдет из строя.

LED-светильники устроены так, что каждое моргание - включение прибора. Эксплуатационный ресурс ламп привязан к количеству включений/выключений: чем чаще мерцание, тем быстрее она сгорит. На время ремонта осветительного прибора можно заменить светодиод лампой накаливания или временно установить обычный выключатель.

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).

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:

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.

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);

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

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.

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.

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.

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

Выключатели с индикатором (с подсветкой)- это удобные устройства, которые позволяют быстро найти выключатель в темной комнате. Подсветка осуществляется при помощи неоновой лампы, установленной в корпусе выключателя.

С их появлением функциональность выключателей возросла, но и проблем не уменьшилось. Ведь каждый механизм имеет свои особенности.

Как устроен выключатель?

Фаза, приходящая к данному выключателю, подключается на L - входящий контакт (рис.2), а с выходящих контактов уходит на освещающие лампы. Подвижные контакты при этом замыкаются между собой.

Устанавливается цепь подсветки, которая включает резистор и «неонку» - неоновую лампочку, и припаиваются к контактам L1 и L. Таким образом, когда контакты L и L1 разомкнуты, неоновая лампочка горит, а при включении света данные контакты замыкаются подвижным контактом, что исключает из схемы цепь подсветки.

На что обратить внимание?

При выборе выключателя с индикатором необходимо оперировать мощностью потребления всех осветительных приборов, подключаемых к выключателю. На внутренней стороне выключателя указывается маркировка и номинальный ток (максимально допустимый) ток. В основном выключатели производятся на ток 10 и 16 А и соответственно максимальная мощность подключения для них составляет 2,2 и 3,5 кВт.

Так же необходимо отметить, что не стоит использовать выключатели с подсветкой для работы с энергосберегающими (люминесцентными) лампами. Потому как в выключенном состоянии мерцает энергосберегающая лампа, а такое «поведение» лампы вряд ли кого-то обрадует.

В настоящее время есть специальные виды осветительных приборов - лампа мерцающая свеча, которые имитируют трепетание пламени на ветру.

Почему мигает лампа при установке выключателя с подсветкой?

У многих пользователей возникают проблемы с энергосберегающими лампами, при установке выключателя с индикатором, и возникает вопрос о том, почему мигает энергосберегающая лампа. Дело в том, что когда выключатель находится в отключеном состоянии, ток, проходя через цепь сигнальной неоновой или светодиодной лампочки, заряжает конденсатор ЭПРА, который находится внутри лампы. Это является распространенной причиной, почему мерцают энергосберегающие лампы - напряжение достигает величины срабатывания и лампа вспыхивает, после чего конденсатор разряжается и процесс повторяется снова, по мере заряда.

Если выключенная лампа мигает, можно убрать подсветку из выключателя или параллельно лампе поставить резистор, либо другой конденсатор.

В настоящее время некоторые производители осветительных приборов учли проблему, когда после выключения лампа мигает, и решили её посредством шунтирования ламп либо увеличения времени задержки включения - плавный пуск.

У многих пользователей возникают проблемы с энергосберегающими лампами, при установке выключателя с индикатором, и возникает вопрос о том, почему мигает энергосберегающая лампа.

Данный вариант решения проблемы, когда мигает светодиодная лампа, является оптимальным. На набор мощности данных ламп технологически отводится 1-2 секунды, однако к недостаткам данных ламп можно отнести набор полной яркости только через 1-1,5 минуты.

Еще одной причиной, почему мерцают лампы, может быть неправильное подключение, когда через выключатель идет ноль, а не фаза. Таким образом, если светодиодные лампы мерцают, можно произвести переподключение выключателя самостоятельно или вызвать для этого специалиста. Кроме того, если мигает люминесцентная лампа, это может не зависеть от качества самой лампы. В таком случае нужно попробовать отключить индикатор.

Таким образом, приобретая выключатель с индикатором, лучше всего подобрать лампы с плавным включением, а при установке тщательно проверить правильность подключения проводов, в таком случае проблемы, когда энергосберегающая лампа мигает после выключения, будут не страшны.