Радиовыключатель света: технические характеристики и особенности, область применения

Что предлагает рынок

В продаже можно найти бюджетные модели, радиус действия которых не превышает 30 м, а также продвинутые устройства с различными дополнительными возможностями:

• задержка включения;
• большое количество каналов;
• сенсорное управление;
• возможность подключения к смартфону или планшету.

При наличии внутреннего генератора напряжения не придется регулярно покупать батарейки для замены. Однако если нет альтернативного способа включения, можно остаться без света на целый вечер.

Можно выбирать устройства по марке производителя, что обойдется дороже, особенно при покупке импортных изделий. Плюс в том, что есть множество дизайнерских решений.

Качество пайки также может быть сомнительным, если покупать дешевую китайскую продукцию. К сожалению, это можно определить только при десятикратном увеличении места пайки. В остальном придется ориентироваться на количество отказов системы.

По стоимости изделия бывают от 400 до 5000 рублей. В первом случае это будут выключатели китайского производства, во втором – европейского качества.

На что нужно обратить внимание при покупке:

• Тип осветительных приборов и используемых в них ламп.
• Число каналов, необходимое для подключения всех электрических приборов. Пульт управления должен быть рассчитан на определенное количество каналов.
• Рабочее напряжение.
• Максимальная нагрузка на предохранитель. Устройство работает без трансформатора, поэтому может сгореть при превышении напряжения.
• Радиус действия – определяется размером помещения и близлежащих территорий, если это частный дом.
• Рабочее напряжение.
• Размеры силового блока и выключателя.
• Номинальный ток.
• Комплектация прибора. Обычно в нее не входит батарейка.

В супермаркетах электроники можно встретить следующие марки беспроводных выключателей: Feron, Zamel, Inted, BAS, Smartbuy, Z-Wave, а также их разные модификации.

Выключатели на транзисторах

Основное назначение транзисторных выключателей, схемы которых предлагаются вниманию читателей, — включение и выключение нагрузки постоянного тока. Кроме этого, он может выполнять ещё дополнительные функции, например, индициро­вать своё состояние, автоматически отключать нагрузку при раз­рядке аккумуляторной батареи до предельно допустимого значения или по сигналу датчиков температуры, освещённости и др.

На базе нескольких выключателей можно сделать пере­ключатель. Коммутация тока осуществляется транзистором, а управление осуществляется одной простой кнопкой с контактом на замыкание. Каждое нажатие на кнопку изменяет состояние выключателя на противоположное.

Описание аналогичного выключате­ля было приведено в [1], нотам для управления применены две кнопки. К достоинствам предлагаемых выключа­телей можно отнести бесконтактное подключение нагрузки, практически отсутствие потребляемого тока в вы­ключенном состоянии, доступные эле­менты и возможность применения ма­логабаритной кнопки, занимающей ма­ло места на панели прибора.

Недостат­ки — собственный потребляемый ток (несколько миллиампер) во включён­ном состоянии, падение напряжения на транзисторе (доли вольта), необходи­мость принятия мер для защиты от импульсных помех надёжного контакта во входной цепи (может самопроиз­вольно выключаться при кратковремен­ном нарушении контакта).

Схема выключателя показана на рис. 1. Принцип его работы основан на том, что у открытого кремниевого тран­зистора напряжение на переходе база- эмиттер транзистора — 0,5…0,7 В, а на­пряжение насыщения коллектор-эмит­тер может быть 0,2…0,3 В.

По сути, это устройство представляет собой триггер на транзисторах с разной структурой, управляемый одной кнопкой. После по­дачи питающего напряжения оба тран­зистора закрыты, а конденсатор С1 раз­ряжен. При нажатии на кнопку SB1 ток зарядки конденсатора С1 открывает транзистор VT1, и следом за ним откро­ется транзистор VT2.

При отпускании кнопки транзисторы остаются во включённом состоянии, питающее напряже­ние (за вычетом падения напряжения на транзисторе ѴТ1) поступает на нагрузку и продолжится зарядка конденсатора С1. Он зарядится до напряжения, немно­гим большем, чем напряжение на базе этого транзистора, поскольку напряже­ние насыщения коллектор—эмиттер меньше напряжения база-эмиттер.

Рис. 1

Поэтому при следующем нажатии на кнопку напряжение база-эмиттер на транзисторе ѴТ1 будет недостаточным для поддержания его в открытом со­стоянии и он закроется. Следом закроется транзистор VT2, и нагрузка обесточится. Конденсатор С1 разрядит­ся через нагрузку и резисторы R3—R5, и выключатель вернётся в исходное со­стояние.

Максимальный коллекторный ток транзистора ѴТ1 Iк зависит от коэф­фициента передачи тока h21э и базового тока Іб: Iк = lб h2lэ. Для указанных на схеме номиналов и типов элементов этот ток — 100…150 мА. Чтобы выключатель рабо­тал нормально, ток, потребляемый на­грузкой, должен быть меньше этого зна­чения.

У этого выключателя есть две осо­бенности. Если на выходе выключателя будет короткое замыкание, после крат­ковременного нажатия на кнопку SB1 транзисторы на короткое время откро­ются и затем, после зарядки конденса­тора С1, закроются. При уменьшении выходного напряжения примерно до 1 В (зависит от сопротивлений резисторов R3 и R4) транзисторы также закроются, т. е. нагрузка будет обесточена.

Второе свойство выключателя можно использовать для построения разрядно­го устройства для отдельных Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторов до 1 В перед составлением их в батарею и дальней­шей общей зарядке. Схема устройства показана на рис. 2. Выключатель на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 подключает к аккумулятору разрядный резистор R6, параллельно которому подключён пре­образователь напряжения [2], собран­ный на транзисторах ѴТЗ, ѴТ4, питающий светодиод HL1.

Светодиод индицирует состояние процесса разрядки и являет­ся дополнительной нагрузкой аккумуля­тора. Резистором R8 можно изменять яркость свечения светодиода, вслед­ствие этого изменяется потребляемый им ток. Так можно производить коррек­тировку разрядного тока.

По мере раз­рядки аккумулятора снижается напряже­ние на входе выключателя, а также на базе транзистора ѴТ2. Резисторы дели­теля в цепи базы этого транзистора по­добраны так, что при напряжении на вхо­де 1 В напряжение на базе уменьшится настолько, что транзистор ѴТ2 закроет­ся, а вслед за ним и транзистор ѴТ1 — разрядка прекратится.

При указанных на схеме номиналах элементов интервал регулировки тока разрядки — 40…90 мА. Если резистор R6 исключить, разрядный ток можно менять в интервале от 10 до 50 мА. При использовании сверхъяркого светодиода это устройство можно при­менить для построения карманного фо­наря с защитой аккумулятора от глубо­кой разрядки.

Рис. 2

На рис. 3 показано ещё одно приме­нение выключателя — таймер. Он был использован мною в портативном прибо­ре — испытателе оксидных конденсато­ров. В схему дополнительно введён све­тодиод HL1, который индицирует состоя­ние устройства. После включения заго­рается светодиод и конденсатор С2 на­чинает заряжаться обратным током дио­да VD1.

При определённом напряжении на нём откроется транзистор ѴТ3, кото­рый закоротит эмиттерный переход транзистора ѴТ2, что приведёт к выклю­чению устройства (светодиод погаснет). Конденсатор С2 быстро разрядится че­рез диод VD1, резисторы R3, R4 и выклю­чатель вернётся в исходное состояние.

Время выдержки зависит от ёмкости кон­денсатора С2 и обратного тока диода. При указанных на схеме элементах оно составляет около 2 мин. Если взамен конденсатора С2 установить фоторезис­тор, терморезистор (или другие датчи­ки), а взамен диода — резистор, получим устройство, которое будет выключаться при изменении освещённости, темпера­туры и т. п.

Рис. 3

Если в нагрузке есть конденсаторы большой ёмкости, выключатель может не включиться (это зависит от их ёмкос­ти). Схема устройства, лишённого этого недостатка, показана на рис. 4. Добав­лен ещё один транзистор ѴТ1, который выполняет функцию ключа, а два других транзистора управляют этим ключом, чем исключается влияние нагрузки на работу выключателя.

Но при этом поте­ряется свойство не включаться при наличии в цепи нагрузки короткого замыкания. Светодиод выполняет аналогичную функцию. При указан­ных на схеме номиналах деталей ток базы транзистора ѴТ1 — около 3 мА. Были опробованы несколько тран­зисторов КТ209К и КТ209В в качест­ве ключа.

Они имели коэффициенты передачи тока базы от 140 до 170. При токе нагрузки 120 мА падение напряжения на транзисторах было 120…200 мВ. При токе 160 мА — 0,5…2,2 В. Использование в качест­ве ключа составного транзистора КТ973Б позволило значительно уве­личить допустимый ток нагрузки, но падение напряжения на нём было 750…850 мВ, и при токе 300 мА транзистор слабо грелся.

Рис. 4

На рис. 5 представлена схема трёх­канального зависимого переключателя. В ней объединены три выключателя, но при необходимости их число может быть увеличено. Кратковременное нажатие на любую из кнопок вызовет включение соответствующего выключателя и под­ключение соответствующей нагрузки к источнику питания.

Если нажать на какую-либо другую кнопку, включится соответствующий выключатель, а пре­дыдущий выключится. Нажатие на сле­дующую кнопку включит следующий вы­ключатель, а предыдущий опять отклю­чится. При повторном же нажатии на ту же кнопку последний работающий вы­ключатель выключится, и устройство возвратится в исходное состояние — все нагрузки будут обесточены.

Режим переключения обеспечивает резистор R5. При включении какого-либо выклю­чателя напряжение на этом резисторе возрастает, что приводит к закрыванию включённого ранее выключателя. Сопро­тивление этого резистора зависит от тока, потребляемого самими выключа­телями, в данном случае его значение — около 3 мА.

Элементы VD1, R3 и С2 обеспечивают прохождение разрядного тока конденсаторов СЗ, С5 и С7. Через резистор R3 конденсатор С2 разряжает в паузах между нажатиями на кнопку. Если эту цепь исключить, останутся только режимы включения и переключе­ния. Заменив резистор R5 проволочной перемычкой, получим три независимо работающих устройства.

Рис. 5

Переключатель предполагалось при­менить в коммутаторе телевизионных антенн с усилителями, но с появлением кабельного телевидения необходи­мость в нём отпала, и проект не был реализован на практике.

В выключателях могут быть примене­ны транзисторы самых разных типов, но они должны соответствовать опре­делённым требованиям. Во-первых, все они должны быть кремниевыми. Во-вторых, транзисторы, коммути­рующие ток нагрузки, должны иметь напряжение насыщения Uк-э нас не более 0,2…0,3 В, максимальный допустимый ток коллектора Iкмакс должен быть в несколько раз боль­ше коммутируемого тока, а коэффи­циент передачи тока h21э достаточ­ный, чтобы при заданном токе базы транзистор находился в режиме насыщения.

Сопротивления резисторов можно изменять в значительных пределах. Если требуется большая экономичность и не нужна индикация состояния выключате­ля, светодиод не устанавливают, а резис­тор в цепи коллектора ѴТЗ (см. рис. 4) можно увеличить до 100 кОм и более, но надо учесть, что при этом уменьшится базовый ток транзистора ѴТ2 и макси­мальный ток в нагрузке.

Транзистор ѴТЗ (см. рис. 3) должен иметь коэффициент передачи тока h21э более 100. Сопротив­ление резистора R5 в зарядной цепи конденсатора С1 (см. рис. 1) и аналогич­ных ему в других схемах может быть в интервале 100.. 470 кОм. Конденсатор С1 (см. рис. 1) и аналогичные ему в дру­гих схемах должны быть с малым током утечки, желательно применить оксидно­полупроводниковые серии К53, но можно применять и оксидные, при этом сопротивление резистора R5 должно быть не более 100 кОм.

При увеличении ёмкости этого конденсатора уменьшится быстродействие (время, по истечении которого устройство можно выключить после включения), а если уменьшить — снизится чёткость в работе. Конденсатор С2 (см. рис. 3) — только оксидно-полу­проводниковый.

Кнопки — любые мало­габаритные с самовозвратом. Катушка L1 преобразователя (см. рис. 2) приме­нена от регулятора линейности строк чёрно-белого телевизора, хорошо рабо­тает преобразователь и с дросселем на Ш-образном магнитопроводе от КЛЛ. Можно также воспользоваться рекомен­дациями, приведёнными в [2]. Диод VD1 (см. рис. 5) может быть любым маломощ­ным, как кремниевым, так и германие­вым. Диод VD1 (см. рис. 3) должен быть обязательно германиевым.

Налаживания требуют устройства, схемы которых показаны на рис. 2 и рис. 5, остальные в налаживании не нуж­даются, если нет особых требований и все детали исправны. Для налаживания разрядного устройства (см. рис. 2) по­требуется источник питания с регули­руемым напряжением на выходе.

Преж­де всего, взамен резистора R4 временно устанавливают переменный резистор сопротивлением 4,7 кОм (в максимум сопротивления). Подключают источник питания, предварительно установив на его выходе напряжение 1,25 В. Вклю­чают разрядное устройство нажатием на кнопку и устанавливают с помощью резистора R8 требуемый ток разрядки.

После этого устанавливают на выходе источника питания напряжение 1 В, и с помощью добавочного переменного резистора добиваются выключения устройства. После этого надо несколько раз проверить напряжение выключения. Для этого необходимо увеличить напря­жение на выходе источника питания до 1,25 В, включить устройство, затем не­обходимо плавно уменьшать напряже­ние до 1 В, наблюдая момент выклю­чения. Затем измеряют введённую часть дополнительного переменного резис­тора и заменяют его постоянным с таким же сопротивлением.

Во всех других устройствах также можно реализовать аналогичную функ­цию выключения при снижении входного напряжения. Налаживание производится аналогично. При этом надо иметь в виду то обстоятельство, что вблизи точки вы­ключения транзисторы начинают закры­ваться плавно и ток в нагрузке тоже будет плавно уменьшаться.

Налаживание переключателя (см. рис. 5) сводится к временной заме­не постоянных резисторов R3 и R5 на переменные с сопротивлением в 2…3 ра­за больше. Последовательно нажимая на кнопки, с помощью резистора R5 добиваются надёжной работы. После этого повторными нажатиями на одну и ту же кнопку с помощью резистора R3 добиваются надёжного выключения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Поляков В. Электронный выключатель защищает аккумуляторную батарею. — Радио, 2002, № 8, с. 60.
2. Нечаев И. Электронная спичка. — Радио, 1992, N° 1, с. 19—21.

Выключатели с дистанционным управлением, которыми можно управлять из нескольких – особых точек

Выпускают выключателей с дистанционным управлением, которые помимо цепи местного управления оснащены цепями центрального управления ВДУЦ (о них я писал выше), а также выключатели с дистанционным управлением, которые оснащены цепями местного управления, центрального управления и группового управления. Для краткого обозначения таких выключателей используем аббревиатуру ВДУЦГ.

ВДУЦГ представляют собой электромагнитные импульсные коммутационные устройства, которые имеют главные цепи и цепи управления. В главных цепях они имеют контакты, включающие и отключающие светильники, в цепях управления – электромагнитные катушки. Контакты главной цепи ВДУЦ не имеют самовозврата и обычно меняют свое положение при появлении сигналов в цепях управления.

ВДУЦГ KM1-1, KM1-2, KM1-3, KM2-1, KM2-2, KM2-3, KM3-1, KM3-2, KM3-3 имеют одну из цепей управления, аналогичную цепи управления простых выключателей с дистанционным управлением. Указанную цепь можно классифицировать как цепь местного управления. К цепям местного управления подключаются параллельно соединенные между собой кнопочные выключатели, условно показанные как SB1-1, SB1-2, SB1-3, SB2-1, SB2-2, SB2-3, SB3-1, SB3-2, SB3-3.

При появлении в цепи местного управления первого сигнала управления продолжительностью 0,2 с и более контакты главной цепи ВДУЦГ замыкаются, второго сигнала управления – размыкаются. То есть при генерировании сигналов в цепях местного управления ВДУЦГ функционируют как простые выключатели с дистанционным управлением.

С помощью ВДУЦГ можно осуществлять местное управление светильниками – включать и отключать светильник или группу светильников из нескольких точек, в которых установлены кнопочные выключатели, например, в коридоре или в помещениях, имеющих несколько входов.

Цепи центрального управления ВДУЦГ функционируют так же, как цепи центрального управления ВДУЦ. При появлении сигнала управления продолжительностью 0,2 с и более в цепях управления включением ВДУЦГ переводятся в состояние «включено», в цепях управления отключением – «отключено». Соответственно контакты в главной цепи ВДУЦГ замыкаются и размыкаются.

С помощью центральных кнопочных выключателей «Вкл.» и «Откл.», установленных в цепях центрального управления ВДУЦГ, выполняется одновременное включение и отключение светильников в помещениях здания. Центральные кнопочные выключатели обычно устанавливаются в помещении дежурного персонала, который имеет возможность включать и отключать светильники из одной точки без обхода соответствующих помещений здания.

Помимо цепей центрального управления ВДУЦГ оснащены цепями группового управления. Эти цепи функционируют аналогично цепям центрального управления. Посредством цепей группового управления можно включать и отключать светильники, установленные в помещениях, например – одного этажа здания, из одной точки без обхода этих помещений.

В аварийном режиме цепи управления ВДУЦГ могут длительно находится под полным напряжением управления. Главные цепи ВДУЦГ следует защищать от сверхтоков автоматическими выключателями или плавкими предохранителями. Характеристики устройств защиты от сверхтока должны соответствовать электрической нагрузке главной цепи и характеристикам ВДУЦГ, обычно: номинальное напряжение главной цепи 230 В, номинальный ток – 16 А.

Выключатели с дистанционным управлением, которыми можно управлять из одной – особой точки

Помимо простых выключателей с дистанционным управлением, оснащённых только цепями местного управления, с помощью которых можно включать и отключать светильник или группу светильников из двух, трёх и более точек, выпускают более сложные ВДУ, которые оснащены несколькими цепями управления, позволяющими реализовать более сложные способы выключения и отключения светильников.

Выпускают выключателей с дистанционным управлением, которые помимо цепи местного управления оснащены цепями центрального управления. Для краткого обозначения таких выключателей используем аббревиатуру ВДУЦ.

ВДУЦ представляют собой электромагнитные импульсные коммутационные устройства которые имеют главные цепи и цепи управления. В главных цепях они имеют контакты, включающие и отключающие светильники, в цепях управления – электромагнитные катушки. Контакты главной цепи ВДУЦ не имеют самовозврата и обычно меняют свое положение при появлении сигналов в цепях управления.

ВДУЦ KM1, KM2, KM3 имеют одну из цепей управления, аналогичную цепи управления простых выключателей с дистанционным управлением. Указанную цепь можно классифицировать как цепь местного управления. К цепям местного управления подключаются параллельно соединенные между собой кнопочные выключатели, условно показанные как SB1, SB2, SB3.

При появлении в цепи местного управления первого сигнала управления продолжительностью 0,2 с и более контакты главной цепи ВДУЦ замыкаются, второго сигнала управления – размыкаются. То есть при генерировании сигналов в цепях местного управления ВДУЦ функционируют как простые выключатели с дистанционным управлением.

С помощью ВДУЦ можно осуществлять местное управление светильниками – включать и отключать светильник или группу светильников из нескольких точек, в которых установлены кнопочные выключатели, например, в коридоре или в помещениях, имеющих несколько входов.

К цепям центрального управления ВДУЦ подключают кнопочные выключатели или другие аппараты и устройства с нормально разомкнутыми контактами с самовозвратом. В отличие от цепи местного управления цепи центрального управления подразделяются на две: цепи управления включением и цепи управления отключением.

При появлении сигнала управления продолжительностью 0,2 с и более в цепях управления включением ВДУЦ переводятся в состояние «включено», в цепях управления отключением – «отключено». Соответственно контакты в главной цепи ВДУЦ замыкаются и размыкаются.

С помощью центральных кнопочных выключателей «Вкл.» и «Откл.», установленных в цепях центрального управления ВДУЦ, выполняется одновременное включение и отключение светильников в помещениях здания. Центральные кнопочные выключатели обычно устанавливаются в помещении дежурного персонала, который имеет возможность включать и отключать светильники из одной точки без обхода соответствующих помещений здания.

Для генерирования сигналов в цепях центрального управления ВДУЦ вместо центральных кнопочных выключателей «Вкл.» и «Откл.» или параллельно с ними можно использовать нормально разомкнутые контакты других аппаратов, например, программируемых по времени цифровых выключателей, которые широко применяются в электроустановках зданий для частичной автоматизации их работы.

Последние во время, определяемое заданной им программой, генерируют односекундные управляющие сигналы. Используя в цепях центрального управления один программируемый по времени цифровой выключатель можно автоматически включать (перед началом рабочего дня) и отключать (по окончании рабочего дня) светильники в помещениях здания.

Сигналы в цепи центрального управления ВДУЦ на отключение светильников могут генерироваться, например, каждый час с 18.00 вечера до 07.00 утра следующего дня. Если по окончании рабочего дня в некоторых помещениях работает персонал, то после центрального отключения светильников в этих помещениях их можно включить с помощью кнопочных выключателей цепи местного управления ВДУЦ.

В аварийном режиме цепи управления ВДУЦ могут длительно находится под полным напряжением управления. Главные цепи ВДУЦ следует защищать от сверхтоков автоматическими выключателями или плавкими предохранителями. Характеристики устройств защиты от сверхтока должны соответствовать электрической нагрузке главной цепи и характеристикам ВДУЦ, обычно: номинальное напряжение главной цепи 230 В, номинальный ток – 16 А.

Как сделать дистанционное управление светом своими руками

Конструкция и принцип работы

Основная часть радио выключателя света 220 В – реле, которое активируется пультом. По сигналу реле размыкает или замыкает цепь. Реле монтируют вблизи источника освещения – лампы, люстры – или внутри его корпуса. Для точечных систем оборудуется специальная распределительная коробка, внутри которой можно установить приемник сигнала.

Выключатель – это передатчик, который активирует реле. Он работает от генератора напряжения (более дорогие модели) или от пальчиковой батарейки. Передатчик переводит электрический импульс в радиосигнал. Крепится устройство в любом месте. К нему не подводятся провода, поэтому его можно сделать переносным – не привязанным к какому-либо месту. Передатчиком можно пользоваться без пульта.

Пульт передает сигнал с помощью инфракрасного излучения, поэтому включать свет можно только из той комнаты, где находится выключатель и приемник. Радиосигнал более универсален – управление освещением можно осуществлять из разных точек помещения.

Выключатели бывают:

• Сенсорные. Для включения лампы достаточно прикоснуться к панели управления.
• Кнопочные. Нужно нажать кнопку. Их может быть одна или несколько.
• С пультом ДУ. Есть также возможность подключения к телефону или компьютеру при наличии роутера.

В некоторых передатчиках есть специальное устройство – диммер, который способен регулировать степень освещения.

Кроме дистанционного выключателя в продаже можно найти автоматические датчики. Принцип действия этих устройств отличаются. Датчики могут срабатывать по хлопку в ладоши, приводиться в действие при наличии движения в помещении, включаться в том случае, когда света вокруг становится мало – подходят для освещения двора и близлежащей территории. Автоматические датчики стоят в несколько раз дешевле, чем дистанционные выключатели.

Кроме дистанционного пульта управление освещением может осуществляться с помощью брелока, настраиваться по специальной программе по дням недели, например, с 5 часов вечера зимой и до 10 вечера, затем с 6 до 8 утра. Далее программы выключают все осветительные приборы в доме. В выходные дни настройка проводится по другому графику.

Все радиовыключатели могут подключаться к системе Умный дом. В таком случае они подсоединяются к плате управления системой. Монтаж силового блока – приемника – может проводиться скрыто – в стену во время ремонта или за потолки.

Электроника для всех

С батарейным питанием все замечательно, кроме того, что оно кончается, а энергию надо тщательно экономить. Хорошо когда устройство состоит из одного микроконтроллера — отправил его в спячку и все. Собственное потребление в спящем режиме у современных МК ничтожное, сравнимое с саморазрядом батареи, так что о заряде можно не беспокоиться.

Но вот засада, не одним контроллером живо устройство. Часто могут использоваться разные сторонние периферийные модули которые тоже любят кушать, а еще не желают спать. Прям как дети малые. Приходится всем прописывать успокоительное. О нем и поговорим.

▌Механическая кнопка

Что может быть проще и надежней сухого контакта, разомкнул и спи спокойно, дорогой друг. Вряд ли батарейку раскачает до того, чтобы пробить миллиметровый воздушный зазор. Урания в них для этого не докладывают. Какой нибудь PSW переключатель то что доктор прописал. Нажал-отжал.

Вот только беда, ток он маленький держит. По паспорту 100мА, а если запараллелить группы, то до 500-800мА без особой потери работоспособности, если конечно не клацать каждые пять секунд на реактивную нагрузку (катушки-кондеры). Но девайс может кушать и поболее и что тогда?

▌Кнопка плюс

Но есть способ лучше. Рубильник можно оставить слабеньким, но усилить его полевым транзистором. Например вот так.

Тут переключатель просто берет и поджимает затвор транзистора к земле. И он открывается. А пропускаемый ток у современных транзисторов очень высокий. Так, например, IRLML5203 имея корпус sot23 легко тащит через себя 3А и не потеет. А что-нибудь в DPACK корпусе может и десяток-два ампер рвануть и не вскипеть.

▌Плюс мозги

Можно развить тему управляемого самовыключения, таким вот образом. Т.е. устройство включается кнопкой, которая коротит закрытый транзистор, пуская ток в контроллер, он перехватывает управление и, прижав ногой затвор к земле, шунтирует кнопку. А выключится уже тогда, когда сам захочет.

Подтяжка затвора тоже лишней не будет. Но тут надо исходить из схемотехники вывода контроллера, чтобы через нее не было утечки в землю через ногу контроллера. Обычно там стоит такой же полевик и подтяжка до питания через защитные диоды, так что утечки не будет, но мало ли бывает…

Или чуть более сложный вариант. Тут нажатие кнопки пускает ток через диод на питание, контроллер заводится и сам себя включает. После чего диод, подпертый сверху, уже не играет никакой роли, а резистор R2 эту линию прижимает к земле. Давая там 0 на порту если кнопка не нажата. Нажатие кнопки дает 1. Т.е. мы можем эту кнопку после включения использовать как нам угодно. Хоть для выключения, хоть как. Правда при выключении девайс обесточится только на отпускании кнопки. А если будет дребезг, то он может и снова включиться. Контроллер штука быстрая. Поэтому я бы делал алгоритм таким — ждем отпускания, выбираем дребезг и после этого выключаемся. Всего один диод на любой кнопке и нам не нужен спящий режим

Кстати, в контроллер обычно уже встроен этот диод в каждом порту, но он очень слабенький и его можно ненароком убить если вся ваша нагрузка запитается через него. Поэтому и стоит внешний диод. Резистор R2 тоже можно убрать если нога контроллера умеет делать Pull-down режим.

▌Отключая ненужное

Можно сделать и по другому. Оставить контроллер на «горячей» стороне, погружая его в спячку, а обесточивать только жрущую периферию.

Выделив для нее отдельную шину питания. Но тут надо учесть, что есть такая вещь как паразитное питание. Т.е. если вы отключите питание, например, у передатчика какого, то по шине SPI или чем он там может управляться пойдет питание, поднимется через защитные диоды и периферия оживет.

Причем питания может не хватить для его корректной работы из-за потерь на защитных диодах и вы получите кучу глюков. Или же получите превышение тока через порты, как результат выгоревшие порты на контроллере или периферии. Так что сначала выводы данных в Hi-Z или в Low, а потом обесточивайте.

▌Выкидываем лишнее

Что-то мало потребляющее можно запитать прям с порта. Сколько дает одна линия? Десяток миллиампер? А две? Уже двадцать. А три? Параллелим ноги и вперед. Главное дергать их синхронно, лучше за один такт.

Правда тут надо учитывать то, что если нога может отдать 10мА ,то 100 ног не отдадут ампер — домен питания не выдержит. Тут надо справляться в даташите на контроллер и искать сколько он может отдать тока через все выводы суммарно. И от этого плясать.

Главное не забывайте про конденсаторы, точнее про их заряд. В момент заряда кондера он ведет себя как КЗ и если в вашей периферии есть хотя бы пара микрофарад емкостей висящих на питании, то от порта ее питать уже не следует, можно порты пожечь. Не самый красивый метод, но иногда ничего другого не остается.

▌Одна кнопка на все. Без мозгов

Ну и, напоследок, разберу одно красивое и простое решение. Его несколько лет назад набросил мне в комменты uSchema это результат коллективного творчества народа на его форуме.

Одна кнопка и включает и выключает питание.

Как работает:

При включении, конденсатор С1 разряжен. Транзистор Т1 закрыт, Т2 тоже закрыт, более того, резистор R1 дополнительно подтягивает затвор Т1 к питанию, чтобы случайно он не открылся.

Конденсатор С1 разряжен. А значит мы в данный момент времени можем считать его как КЗ. И если мы нажмем кнопку, то пока он заряжается через резистор R1 у нас затвор окажется брошен на землю.

Это будет одно мгновение, но этого хватит, чтобы транзистор Т1 распахнулся и на выходе появилось напряжение. Которое тут же попадет на затвор транзистора Т2, он тоже откроется и уже конкретно так придавит затвор Т1 к земле, фиксируясь в это положение.

Отпускаем кнопку. Делитель R1 R2 оказывается отрезан и теперь ничто не мешает конденсатору С1 дозарядиться через R3 до полного напряжения питания. Падение на Т1 ничтожно. Так что там будет входное напряжение.

Схема работает, питание подается. Конденсатор заряжен. Заряженный конденсатор это фактически идеальный источник напряжения с очень малым внутренним сопротивлением.

Жмем кнопку еще раз. Теперь уже заряженный на полную конденсатор С1 вбрасывает все свое напряжение (а оно равно напряжению питания) на затвор Т1. Открытый транзистор Т2 тут вообще не отсвечивает, ведь он отделен от этой точки резистором R2 аж на 10кОм.

Тут же теряет питание и затвор транзистора Т2, он тоже закрывается, отрезая возможность затвору Т1 дотянуться до живительного нуля. С1 тем временем даже не разряжается. Транзистор Т2 закрылся, а R1 действует на заряд конденсатора С1, набивая его до питания. Что только закрывает Т1.

Отпускаем кнопку. Конденсатор оказывается отрезан от R1. Но транзисторы все закрыты и заряд с С1 через R3 усосется в нагрузку. С1 разрядится. Схема готова к повторному включению.

Вот такая простая, но прикольная схема. Вот тут еще полно реализаций похожих схем. На сходном принципе действия.