Регулировка яркости лампы накаливания своими руками

Содержание
  1. Диммер своими руками
  2. Как сделать диммер на 12 и 220 В своими руками?
  3. Что понадобится для работы?
  4. На симисторе
  5. На тиристорах
  6. С использованием конденсаторов
  7. На микросхеме
  8. Видео варианты изготовления
  9. Как самостоятельно изготовить диммер?
  10. Назначение диммеров
  11. Разновидности устройств
  12. Где применяются?
  13. Принцип работы диммеров
  14. Преимущества и недостатки
  15. Конструктивные особенности
  16. Какие факторы усложняют схему?
  17. Способы управления прибором
  18. Тип размещения
  19. Правила изготовления диммера своими руками
  20. На тиристорах
  21. На симисторе
  22. На микросхеме
  23. С использованием конденсаторов
  24. Инструменты и материалы для работы
  25. Печатная плата и правила сборки
  26. Как отрегулировать прибор?
  27. Правила подключения
  28. Принципиальная схема
  29. Схема с выключателем
  30. Схема установки с двумя светорегуляторами
  31. Подключение к светодиодным лентам и лампам
  32. Включение прибора с двумя проходными выключателями
  33. Полезные советы и рекомендации
  34. Диммер для ламп накаливания: какой лучше купить, схема для подключения
  35. Какие принципы могут использоваться для управления электрической мощностью
  36. Базовое устройство современного диммера
  37. Цены на диммер
  38. Общие сведения о предлагаемых в продаже диммерах для систем освещения
  39. Разновидности приборов регулировки мощности
  40. Достоинства и недостатки диммеров
  41. Что следует оценивать при выборе диммера
  42. Цены на диммер для ламп накаливания
  43. Производители диммеров и краткий обзор популярных моделей
  44. Как подключается диммер?
  45. Простейшая схема – диммер выполняет роль выключателя
  46. Схема с последовательно установленным выключателем
  47. Проходная схема с двумя диммерами
  48. Как изготовить диммер для ламп накаливания самостоятельно?
  49. Видео: Пример самостоятельного изготовления регулятора мощности – диммера.

Диммер своими руками

Приветствую тебя мой дорогой читатель. Сегодня мы будем собирать диммер своими руками. По-другому он называется регулятор мощности переменного тока. Куда мы его можем «запихать» или где его можем применить? Везде и хоть куда!

Дело в том, что диммер может найти широкое применение, как в хозяйстве, так и в вашей мастерской. Регулировать мощность с помощью него можно на электронагревателе водяного бака или самогонного аппарата, а также в самодельном инкубаторе или вулканизаторе для заклеивания проколотых автомобильных камер.

Отдельное слово хочу сказать про применение данной конструкции в мастерской. Диммером можно плавно регулировать температуру нагрева паяльника, скорость вращения дрели или болгарки, а также просто для регулирования яркости ламп накаливания.

Теперь можно сделать вывод, что диммер является бесценным устройством в хозяйственной деятельности и мастерской.

Схема диммера (регулятора мощности)

Основным регулирующим элементом является симистор он же триак BTA06-600. Его можно заменить на практически любой аналог из серии BTA, например BTA12-60, BTA24-600 или другой. Пересчет номиналов элементов при этом производить не нужно.

Первые цифры маркировки означают максимальный ток в открытом состоянии. Максимальное обратное напряжение определяется второй группой цифр. Таким образом, BTA06-600 это триак с током 6А и напряжением 600В, которого хватит для регулировки нагрузки мощностью 800Вт. При выборе симистора рекомендую брать запас по току. Обычно я беру двукратный запас. На цене это отражается незначительно, а надежность конструкции повышается заметно, да и душа спокойна.

Резистор R1 должен быть мощностью 0.25Вт, даже при использовании диммера на 3кВт резистор будет холодным. Также нет особых требований для переменного резистора, берем любой. Конденсатор C1 пленочный, напряжением 400В. Предохранитель выбирается в зависимости от тока нагрузки.

Светодиод можно не устанавливать, тогда вместо диода VD1 необходимо установить перемычку.

Предохранитель F1 можно установить на отдельной колодке или на проводе, выведя колпачок его корпуса на заднюю панель диммера.

Работа схемы

При подключении нагрузки симистор VD4 закрыт. В это время начинает протекать ток через предохранитель F1, нагрузку и резисторы R1, R2, заряжая конденсатор C1. Как только на конденсаторе C1 напряжение поднимется выше 32В, откроется динистор VD3 и через него потечет ток, открывая VD4. Последний начинает пропускать через себя ток нагрузки и закрывается он только в тот момент, когда синусоида проходит нулевой потенциал. Далее все повторяется по циклу.

Переменным резистором R2 регулируется скорость зарядки конденсатора C1. Чем дольше он будет заряжаться до порога открытия VD3, тем дольше будет закрыт VD4, а когда он закрыт, происходит отрезание синусоиды на нагрузке.

Несколько слов об охлаждении

К фланцу регулирующего элемента необходимо прикрепить радиатор охлаждения. Не забываем между ними положить слой теплопроводной пасты. Площадь поверхности радиатора нужно подобрать опытным путем.

Из своего опыта скажу, что для регулировки паяльника или лампы накаливания мощностью 80Вт можно обойтись без радиатора. При работе на нагрузку 1кВт (BTA12-600) с площадью радиатора 200см 2 температура последнего достигает 90 0 C при длительности работы 5ч. При пятичасовой работе (BTA24-600) на нагрузку 3кВт я достиг комнатной температуры радиатора, для этого я установил небольшой кулер от процессора ПК, обеспечив его питание от миниатюрного выпрямителя.

Для исключения нагрева силовых дорог печатной платы, при работе на большую мощность (более 1кВт), следует дорожки покрыть толстым слоем олова или пропаять медным проводом.

Сетевые провода и провода нагрузки рекомендуется впаять в плату, чтобы исключить плохой контакт и нагрев клемм.

Меры техники безопасности

Диммер работает при высоком напряжении (220В), поэтому при его работе лучше не трогать инструментом или руками конструкцию. Если кому интересно, то скажу вам, что от фланца симистора током не «бьет», и соответственно от радиатора тоже (проверено).

Проверять работоспособность диммера лучше всего на лампе накаливания мощностью 60-80Вт. Не стоит пробовать подключать светодиодные, энергосберегающие и другие лампы, включающие в себя пусковые устройства и импульсные преобразователи.

Источник

Как сделать диммер на 12 и 220 В своими руками?

Для регулировки интенсивности освещения можно использовать специальные выключатели – диммеры. Они позволяют менять силу светового потока от максимуму до полного выключения. Тем не менее, заводские диммеры обладают рядом недостатков, среди которых и довольно высокая стоимость. Чтобы решить проблему, вы можете изготовить диммер своими руками на 12 и 220 Вольт, в зависимости от типа цепей, для которых вы собираетесь его использовать.

Что понадобится для работы?

Диммер представляет собой регулятор яркости, который позволяет поворотом ручки или нажатием клавиши изменить интенсивность света в комнате.

По типу регулировки мощности свечения они бывают:

Первый вариант наиболее простой, но экономным его назвать нельзя, поскольку снижение яркости свечения не изменяет мощность нагрузки. Другие два куда более эффективны, но имеют и более сложную конструкцию. В зависимости от принципа действия и будет зависеть то, какие детали включает в себя диммер. Чтобы не отвлекаться от работы всем необходимым лучше запастись заранее.

Для рассматриваемых далее примеров вам пригодятся такие электронные элементы:

В зависимости от конкретной схемы и устройства диммера, будет зависеть и набор необходимых деталей, все из вышеперечисленного приобретать не нужно. Заметьте, что некоторые из них можно выпаять их старых телевизоров радиоприемников и прочих бытовых приборов, которые вами больше не используются. Далее рассмотрим примеры конкретных схем.

На симисторе

Такой диммер будет работать от напряжения сети 220В напрямую, схема отличается относительной простотой, поэтому собрать ее под силу даже начинающему радиолюбителю. Принцип регулирования напряжения в этом диммере заключается в отсекании определенного полупериода синусоиды, благодаря чему снижение электрического параметра приводит к реальной экономии электроэнергии.

Посмотрите на схему подключения, симистор – это электронный ключ, который управляется сигналами с динистора, включенного во времязадающую R — C цепочку.

Схема диммера на симисторе

Работа схемы заключается в следующем: после подключения фазы 220В к диммеру, на времязадающую цепочку C1 – R1 – R2 будет подано напряжение, так как динистор VS1 закрыт, ток протекает только через конденсатор и резисторы.

В зависимости от установленного поворотным резистором омического сопротивления будет зависеть и величина тока. От величины тока зависит и скорость заряда конденсатора C1, при достижении нужной величины потенциала на котором произойдет открытие динистора.

Через цепь открывшегося динистора на симистор VS2 подается сигнал открытия, срабатывает ключ, пропускающий определенную часть полупериода к нагрузке. Ток удержания в симисторе не возникает, поэтому с разрядом конденсатора вся цепь переходит в исходное состояние вплоть до следующего полупериода, который откроет ключ и подаст на нагрузку потенциал.

Изменение синусоиды

Как видите, такая схема диммера осуществляет регулировку яркости «обрезая» форму синусоиды до определенного импульса, уменьшая и величину напряжения, и его действующее значение. В виду нестабильного колебания кривой такую модель светорегулятора однозначно можно подключать к лампам накаливания, поскольку они не восприимчивы к форме напряжения. Что касается светодиодных и люминесцентных моделей, их нужно тестировать на уже готовом диммере.

Чтобы изготовить такой диммер для практического использования, лучше взять печатную плату. Так как при стационарной установке при регулировании напряжения вам понадобится жесткое крепление к конструкции. Ее можно как заказать, так и изготовить самостоятельно.

Процесс сборки состоит из следующих этапов:

Если вы разметили монтажные площадки, придерживайтесь данной разметки.

На тиристорах

Такая модель диммера на тиристорах по принципу действия идентична предыдущему варианту, но вместо симистора в роли ключа выступают тиристоры. Из-за особенностей работы тиристора целесообразнее устанавливать такое электронное устройство для каждой полуволны синусоиды напряжения.

Пример схемы такого диммера приведен на рисунке ниже:

Схема регулятора на тиристорах

Начнем разбор работы схемы с положительного полупериода кривой напряжения – конденсатор C1 заряжается по цепи из токоограничивающих резисторов R3 — R4 — R5. Когда величина заряда достигнет порогового значения для динистора V3, он открывается и подает управляющий импульс на тиристор V1. В режиме ключа V1 начинает пропускать напряжение к нагрузке, выдавая определенный участок кривой напряжения.

При отрицательном полупериоде синусоиды V1 запирается, ток через него протекать не будет, а на конденсатор C2 через токозадающую цепь R1 – R2 — R5 будет поступать заряд, который со временем откроет динистор V4. Через него будет протекать ток на управляющий электрод тиристора V2, после открытия транзистора на нагрузку пойдет такая же часть полупериода синусоиды, но с противоположным знаком.

Такой регулятор мощности светового потока может использоваться не только для изменения яркости освещения ламп, но и для управления температурой нагрева паяльника и других устройств.

С использованием конденсаторов

Такой диммер работает только в качестве переключателя, который изменяет путь протекания тока, питающего нагрузку. Но и схема кнопочного диммера довольно проста и не потребует никаких специфических элементов.

Схема диммера на конденсаторе

Принцип его работы заключается в переведении переключателя SA1 в одно из трех возможных положений:

В зависимости от параметров резистора и емкостного элемента будут зависеть напряжение и яркость свечения. Этот диммер используется для регулировки освещения путем рассеивания части мощности в R – C цепи, поэтому никакой экономии от снижения вы не получите.

Читайте также:  Салфетка под торт бумажная своими руками

На микросхеме

В диммере, собранном на микросхеме, изменение величины напряжения происходит для потребителей на 12В – светодиодных лент, люминесцентных лам и прочего оборудования. Один из вариантов схемы приведен на рисунке ниже.

Схема диммера на микросхеме

Как видите, управление может осуществляться и за счет датчика, подключенного к выводу 2, и посредством регулируемого резистора VR1.

Микросхема с вывода 3 выдает управляющий сигнал через сопротивление R2 на базу транзистора VT1. Изменяя величину напряжения переменным резистором VR1, на выходе 3 микросхемы изменяется уровень потенциала, который увеличивает или уменьшает пропускную способность транзистора. При этом меняется и яркость светодиодов, если управление происходит светодиодными светильниками.

Видео варианты изготовления


Источник

Как самостоятельно изготовить диммер?

Разнообразие предложений в этой товарной группе упрощает поиск регулятора освещения. Но иногда не подходит слишком крупный размер либо допустимая мощность нагрузки. Для решения нестандартной конструкторской задачи изготавливают диммер своими руками. Подробная инструкция поможет сделать качественное устройство без ошибок.

Назначение диммеров

Главная функция регулятора мощности – изменение освещения до необходимого уровня. Уменьшение яркости снижает потребление электроэнергии. Работа в оптимальном режиме продлевает срок службы осветительного прибора.

Дополнительные удобства для пользователя обеспечивает организация канала связи дистанционного управления с применением подходящего диапазона: инфракрасного, звукового либо радиочастотного.

Разновидности устройств

Диммеры можно разделить на 2 группы по совместимости с источниками света. Для ламп накаливания подойдет плавная регулировка напряжения. Аналогичный принцип не применяют для управления полупроводниковым излучателем. Уменьшение амплитуды сигнала в этом случае ограничено уровнем отсечки прибора, поэтому для дозированного ограничения мощности используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).

В разных моделях применяют механическое, сенсорное и дистанционное управление.

Также выпускают модификации:

При выборе готового изделия и на стадии подготовки проекта надо учитывать мощность потребления подключаемых ламп. Запас по этому параметру делают не менее 20%.

Где применяются?

Изделия этой категории подходят не только для регулировки освещенности.

С помощью встроенного микроконтроллера можно получить в свое распоряжение дополнительные функции:

Регулируемое изменение мощности можно применить для настройки рабочего режима паяльника либо иного устройства со встроенным резисторным нагревателем.

Принцип работы диммеров

Для изготовления простейшего устройства можно использовать достаточно мощный реостат. Подробного рассмотрения принципиальной схемы в данном случае не требуется. Перемещением ползунка переменного резистора изменяют амплитуду сигнала на выходе.

Экономную работу устройства организуют с помощью модификации сигнала. По технологии ШИМ регулируют ширину прямоугольных импульсов. Также применяют схемы, которые «обрезают» часть синусоиды. Эти способы позволяют дозированно использовать энергетические ресурсы по целевому назначению. Сравнительно небольшое количество тепла рассеивается на радиаторах, поддерживающих оптимальный температурный режим силовых электронных компонентов.

Преимущества и недостатки

Регулировка реостатом отличается:

Главный недостаток – бесполезное потребление энергии на обогрев окружающего пространства.

Изменение ширины синусоиды (прямоугольного импульса) помогает улучшить экономические показатели.

Однако при выборе этой схемы нужно учитывать следующие особенности и недостатки:

Работающий диммер может создать электромагнитные помехи в радиодиапазоне.

Типовой регулятор не подходит для подключения люминесцентной лампы. Соответствующую схему надо разработать с учетом особенностей пускового устройства.

Конструктивные особенности

Для коммутации электрических цепей применяют полупроводниковый ключ (динистор). Конденсатор устанавливают для накопления и возврата энергии, переменный резистор – для определения рабочего режима.

Какие факторы усложняют схему?

Простейший регулятор на симисторе можно собрать на универсальной макетной плате за 15 минут. Сложнее решить задачу, если надо подключить дистанционное управление или улучшить внешний вид устройства. В некоторых ситуациях дополнительные трудности сопряжены с выбором места его размещения.

Способы управления прибором

Можно использовать поворотный, нажимной или комбинированный механический прибор. Клавишей включают (выключают) свет. Поворотным рычагом регулируют яркость.

Аналогичные алгоритмы применяют при установке сенсорной панели. В этом случае для подачи напряжения (разрыва цепи) пользуются слабым ударом по чувствительной области. Движением пальца по вертикальной (горизонтальной) линии изменяют уровень освещенности. Этот вариант оснащения подразумевает покупку более дорогих комплектующих деталей.

При выборе дистанционной схемы управления обращают внимание на следующие особенности:

Самые широкие функциональные возможности обеспечит схема управления с подключением смартфона, планшета или компьютера.

Тип размещения

Для монтажа устройства можно использовать стандартную коробку под выключатель. В этом случае существенное значение имеет ее внешний вид. В скрытом положении диммер устанавливают за панелью подвесного потолка либо в иной полости внутри строительной конструкции. Материал декоративной обшивки выбирают с учетом отсутствия помех для управляющих сигналов.

Правила изготовления диммера своими руками

После утверждения технических и эстетических параметров устройства надо ознакомиться с типовыми электрическими схемами.

На тиристорах

В этой модели для каждой полуволны синусоидального сигнала создают отдельную цепь с полупроводниковым ключом. Конденсаторы заряжаются по цепям, в которых сила тока ограничена резисторами. При достижении порогового значения напряжения динистор открывается и пропускает сигнал на управляющий электрод тиристора. Регулятором сопротивления устанавливают необходимую часть «обрезания» синусоиды. В управляющей цепи можно использовать диод Зенера (стабилитрон).

На симисторе

В этой схеме можно использовать 1 электронный ключ. Принцип работы аналогичен рассмотренному выше. У симисторного полупроводникового прибора симметричная вольт-амперная характеристика. Это значит, что в 1 токопроводящей цепи допустима обработка 2 полупериодов синусоиды.

На микросхеме

Этот вариант применяют для подключения светодиодных лент либо другой нагрузки на 12 вольт. Управление можно организовать с помощью переменного резистора либо по сигналу с датчика.

С использованием конденсаторов

В этой конструкции устанавливают 3-позиционный переключатель. В соответствующих положениях цепь питания разорвана или подключена непосредственно к нагрузке. Для уменьшения напряжения применяют третье положение, которое направляет ток через параллельный контур R-C. Значение электрического сопротивления определяет уровень накала светильника.

Инструменты и материалы для работы

Перечень радиодеталей составляют по выбранной электрической схеме.

Также надо подготовить:

Для удобства выполнения рабочих операций можно приобрести специализированный комплект с лупой и зажимами «Третья рука».

Печатная плата и правила сборки

Проверяют качество сборки, соответствие электрической схеме.

Как отрегулировать прибор?

После подключения нагрузки опытным путем можно убедиться в том, что схема работает. Для более точной проверки с помощью осциллографа проверяют изменение формы сигнала при регулировке.

Правила подключения

Следует убедиться в том, что нагрузка совместима с управляющим устройством по типу и мощности. При установке встраиваемого диммера надо предусмотреть возможность доступа в процессе эксплуатации для выполнения ремонтных работ.

Принципиальная схема

Ноль сети 220 V подключают непосредственно к лампе накаливания, фазный провод – к регулятору.

Схема с выключателем

В цепь фазы устанавливают выключатель. Выход с диммера подсоединяют к нагрузке.

Схема установки с двумя светорегуляторами

Диммеры соединяют перемычками. В серийных приборах 2 соответствующие клеммы обозначены на корпусе «стрелками». Свободные выходы подключают в разрыв фазной цепи. Такую схему применяют для регулировки мощности в нагрузке из разных мест. Это решение используют в большой комнате при отсутствии дистанционного управления.

Подключение к светодиодным лентам и лампам

Если применяется одноцветный источник, регулятор подключают непосредственно к нагрузке с учетом полярности. В схеме с приборами RGB выход диммера подсоединяют к специализированному контроллеру.

Включение прибора с двумя проходными выключателями

Этот способ применяют для удобства управления освещением в длинном коридоре.

В фазную цепь последовательно устанавливают 2 выключателя и диммер.

Полезные советы и рекомендации

Для внешнего управления подходят «диммируемые» светодиодные приборы. Соответствующие возможности указаны в сопроводительной документации производителя. Специальными символами обозначают совместимость на корпусе и упаковке.

Чтобы исключить перегрев полупроводникового прибора, надо изучить инструкции производителя. Кроме соответствия по мощности потребления нагрузки, имеет значение и температура в помещении.

«Триак BTA24-600», например, можно применять без специального охлаждения при подключении лампы накаливания до 75 Вт. Если мощность потребления составляет 1000 Вт, полупроводниковый прибор устанавливают на радиаторе с эффективной площадью рассеивания 180 кв.см. В сложных температурных условиях устанавливают кулер.

Источник

Диммер для ламп накаливания: какой лучше купить, схема для подключения

Организуя систему освещения в том или ином помещении своего дома (квартиры), многие хозяева рассматривают возможность функции плавной регулировки яркости свечения ламп. Действительно, это бывает очень удобно, например, в гостиной или спальне, когда общий фон освещенности можно устанавливать сообразно моменту или даже настроению. Весьма полезной бывает подобная опция и в детских, когда родители имеют возможность ночью проверить ребенка, не мешая при этом его сну включением яркого света.

Диммер для ламп накаливания

Такие устройства, позволяющие изменять исходящий от лампы световой поток, а значит – и освещенность в помещении, в наше время вполне доступны любому желающему. Они носят красноречивое название «диммеры» — от английского слова «dim», имеющего несколько схожих значений: «слабый», «тусклый», «туманный» и т.п. Впрочем, если покупатель спросит в магазине «регулятор яркости» — продавцы его тоже прекрасно поймут и дадут то, что надо. Но при приобретении такого прибора желательно хотя бы немного уметь оценивать его характеристики. Поэтому давайте рассмотрим, что это за устройство – диммер для ламп накаливания. И только с лампами накаливания он способен работать?

Какие принципы могут использоваться для управления электрической мощностью

Итак, каким способом можно уменьшить яркость свечения лампы накаливания?

Одним словом, часть мощности просто рассеивается на включенной в цепь нагрузке. Но так как закон сохранения энергии никто не отменял, то эта мощность должна перейти в другое «измерение». И проявляется это нагревом дополнительной резистивной нагрузки. Значит, необходимо обеспечить условия для постоянного эффективного отвода тепла.

Мощный реостат, который тоже, по сути, способен выполнять функции диммера, и широко применялся для этих целей ранее

Кстати, такие схемы управления освещением широко использовались, например, в театрах или кинотеатрах, кода перед началом спектакля или фильма свет в зале плавно приглушался до полной темноты.

Понятно, что несмотря на то что лампы горят не на полную яркость, об экономии электроэнергии и речи не идет. Просто она затрачивается практически впустую на ненужный резистивный нагрев регулирующего прибора.

Нагрев автотрансформатора уже не так выражен, но рассеивание мощности все равно происходит, просто несколько иной природы. То есть экономии расходования энергии при уменьшении яркости свечения ламп не достигается. А сами автотрансформаторы – это довольно габаритные и массивные приборы, мало подходящие для использования в бытовых условиях. Одним словом – тоже не лучшее решение.

Обычный сетевой переменный ток, если его представить графически, это синусоида, с нормальной амплитудой действующего напряжения в 220 В, с частотой 50 Гц. То есть в течение секунды ток 50 раз идет в одном направлении, и столько же раз – в обратном. А значит — 100 раз достигает максимального значения и 100 раз становится равным нулю.

Читайте также:  Ремонт кирпичного фундамента кирпичного дома своими руками видео

(Если говорить точнее, то амплитуда напряжения несколько выше, достигает в нормальных условиях 311 В, но на практике принято пользоваться ее среднеквадратичным показателем, который как раз и составляет всем знакомые 220 В так называемого действующего напряжения).

Стало быть, обычная лампа накаливания в таких условиях, по сути, в течении секунды 100 раз достигает максимального свечения, и 100 раз попросту «гаснет». Но это не воспринимается человеческим глазом, так как существует понятие зрительной инерции – человек реально способен оценивать изменения изображения с длительностью от 0,1 секунды и более.

Полный период синусоиды переменного тока

Принцип диммирования состоит в том, что на нагрузку подается не полная синусоида, а только «вырезанные» ее участки. С помощью определенных электронных ключей цепь замыкается в установленный настройками момент, и при достижении синусоидой нулевого значения – вновь разрывается. Затем, с установленной задержкой, то же самое происходит на противоположной полуволне. И в итоге вместо обычной синусоиды при этом получается череда разнонаправленных импульсов.

Разница в передаче тока на нагрузку в обычном режиме и с диммированием

Частота импульсов при этом не изменяется. Но снижается длительность подачи напряжения на нагрузку, и, в зависимости от текущих настроек диммера – еще и амплитуда напряжения. В итоге «поток мощности», передаваемый на осветительный прибор, уменьшается, и при этом не наблюдается сколь-нибудь существенных потерь.

На рисунке сверху показано 50% диммирование, когда длительность импульса снижена наполовину, а амплитуда при этом осталась без изменения. Но при дальнейшем уменьшении длительности падает и она, что дает очень широкий диапазон плавных настроек выходной мощности.

На графиках зеленым цветом для примера показаны «вырезанные» участки синусоиды переменного тока, отправляемые на нагрузку при различном уровне диммирования

Лампы накаливая неприхотливы к «чистоте синусоиды», к форме и длительности поступающих импульсов, Они вполне нормально работают, зрением за счет неизменно высокой частоты изменение воспринимается только как снижение яркости свечения. И легкое мерцание можно заметить (да и то – далеко не всегда) только на минимальных показателях светового потока, близких к нулевому порогу.

Базовое устройство современного диммера

Теперь – о том, каким же образом обеспечиваются такие преобразования переменного тока. Тот, кто не интересуется физикой подобных процессов, может сразу перейти к следующему разделу статьи. Но многим будет интересно, тем более что понимание происходящего может подвигнуть и на самостоятельное изготовление диммера – об этом мы тоже поговорим несколько позднее.

Понятно, что никакое электромеханическое коммутационное устройство неспособно работать в режиме ключа с такой скоростью переключений, адекватной частоте переменного тока. Но на выручку пришли полупроводниковые элементы.

Ниже на иллюстрации показана (с некоторым упрощением) схема электронного диммера. Понять принцип ее работы можно, даже не имею специальной подготовки в этих вопросах.

Принципиальная схема электронного диммера (дана с некоторыми упрощениями)

Функцию электронного ключа в представленной схеме выполняет «связка» двух полупроводниковых элементов:

Цены на диммер

VS1 – симистор (симметричный полупроводниковый тиристор или триак) который способен пропускать ток между силовыми выводами А1 и А2 в обоих направлениях, но при условии наличия на выводе G («gate» — затвор) определенного управляющего напряжения.

VS2 – динистор (двунаправленный полупроводниковый диод или диак), также способный пропускать ток в обоих направлениях. Но в отличие от триака, диак не требует управляющего сигнала. Он срабатывает автоматически (открывается) при достижении на его выводах определенного напряжения. И вновь закрывается, когда проходящий через него ток снизится до минимального уровня, называемого током удержания.

Диммер, как правило, устанавливается в разрыв фазного провода. Но это – исключительно из соображений безопасности эксплуатации, так как на работоспособность схемы влияния не оказывает. Тем не менее, такое правило рекомендуется к соблюдению при установке любых выключателей на системах освещения.

Для того чтобы в рассматриваемом случае ток пошел на нагрузку (от «L in» к «L out»), необходимо открытие ключа-триака между его силовыми выводами А1 и А2. Иного пути нет, так как на другом участке цепи она, по сути, разорвана конденсатором С.

Что же происходит при включении питания? Начинается зарядка конденсатора С, скорость которой зависит как от его емкости, так и от сопротивления R. Чем выше сопротивление, тем дольше будет длиться зарядка. Так как используется переменный резистор (потенциометр), то имеется возможность плавного изменения сопротивления этого участка цепи.

Как только напряжение на обкладках конденсатора достигнет определённой величины, срабатывает на открытие динистор, и на вывод G тринистора подается управляющее напряжение, что приводит к его открытию. Ток пошел на нагрузку.

При достижении полуволной нулевой отметки конденсатор полностью разряжается, диак закрывается, что ведет и к закрытию триака. Цепь питания нагрузки снова прервана.

Но вновь начинается процесс зарядки конденсатора, уже с обратной полярностью на обкладках, и весь цикл повторяется. Так как использованы симметричные полупроводниковые приборы – симистор и динистор, эта схема работает на любом участке синусоиды, то есть с любым направлением тока.

Об этом приходится долго рассказывать, но на деле все эти преобразования происходят с частотой переменного тока, то есть в течение секунды вырабатывается 50 положительных и 50 отрицательных «вырезанных» импульсов. Такая частота обеспечивает вполне нормальную работу электроприборов с резистивной нагрузкой, к которым относятся и лампы накаливания.

Правильным подбором параметров полупроводниковых элементов и изменением сопротивления потенциометра можно регулировать моменты открытия и закрытия ключа, то есть «вырезать» из синусоиды импульсы определённой продолжительности и амплитуды. Тем самым – управлять мощностью включенной в цепь нагрузки лампы.

По подобной схеме собирается абсолютное большинство современных диммеров. Безусловно, в схему вносятся определенные дополнения, оптимизирующие ее работу и сглаживающие негативные моменты. Но принцип остается тем же.

Общие сведения о предлагаемых в продаже диммерах для систем освещения

Разновидности приборов регулировки мощности

В наше время ассортимент этих приборов – достаточно широк. Они отличаются компоновкой и типом конструкции, способами управления, дополнительной функциональной оснащенностью. Естественно, все это оказывает влияние и на уровень стоимости приборов.

Модульные приборы обычно предназначаются для управления какими-то масштабными системами освещения, и устанавливаются на DIN-рейку распределительно щита. На бытовом уровне с ними мало кому приходится сталкиваться.

Модульный диммер – устанавливается в распределительном шкафу для централизованного управления какой-то системой освещения

— Встраиваемые диммеры – относятся к числу наиболее популярных. Они отлично устанавливаются в стандартные подрозетники, монтируются одиночно (так как большинство моделей способно выполнять и роль обычного выключателя) или в составе группы выключателей. Как правило, оформление их выдерживается в стилевом направлении целых модельных линеек электротехнической арматуры, то есть предоставляется возможность выбрать прибор в соответствии с общим стилем.

Диммер в общей рамке с двумя другими выключателями

— Диммеры внешней установки применяются не столь часто, так как неважно вписываются в интерьер. Хотя, при открытой проводке, например, в деревянном доме, иного решения и не придумаешь.

Внешний выключатель с диммером, выполненный в ретро-стиле. Отличный вариант для соответствующим образом оформленных помещений с открытой проводкой

Есть и еще одно исключение. К внешним диммерам можно отнести те компактные регуляторы яркости ламп, которые размешаются непосредственно на шнурах питания, например, настенных светильников – бра, по аналогии с обычными выключателями.

Шнур питания, оснащённый собственным компактным диммером

Кроме того, есть внешние модели диммеров, которые включаются в обычную розетку. И сами при этом имеют розеточное гнездо, в которое уже непосредственно включается вилка осветительного прибора или иной нагрузки.

Иллюстрация Краткое описание прибора
Самые простые — поворотные диммеры. Крайнее положение колесика при вращении против часовой стрелки – выключение лампы. При повороте по часовой стрелке следует включение на минимальном уровне мощности свечения. Дальнейшее вращение – возрастание яркости свечения до достижения максимальных показателей.
Поворотно-нажимной диммер. Нажатие на колесо (маховик) приводит ко включению или выключению света (то есть работает, как обычная кнопка). Вращение – к регулировке мощности свечения.
Клавишный диммер. Нажатие и удержание клавиши «больше» или «меньше» приводит к соответствующему изменению режима работы осветительного прибора. Как правило, клавишные диммеры совещены с выключателем в одном корпусе.
Сенсорный диммер. Позволяет производить изменение яркости свечения ламп простым касанием к соответствующему участку сенсорной панели. Нередко дополняются индикаторами, показывающими уровень диммирования. Могут быть и более информативные табло.
Многие современные модели, кроме мануального управления, оснащены еще и дистанционными пультами. Удобно, когда есть возможность изменить освещенность в комнате, не вставая с дивана.

Есть и более интересные возможности, например, связь диммера с датчиком освещённости. То есть прибор будет выбирать оптимальный уровень искусственного освещения в зависимости от изменяющегося уровня естественного.

Понятно, что дополнительная функциональная оснащенность всегда сказывается и на стоимости диммера. То есть при выборе следует все же определить приоритеты и разумно взвесить, насколько будут востребованы те или иные функции, и есть ли смысл отдавать за них лишнее.

Достоинства и недостатки диммеров

Несколько слов о «pro & contra» приборов диммирования света.

К преимуществам таких приборов можно отнести следующее:

Присущи диммерам и определённые недостатки:

Это, кстати, предусматривается некоторыми производителями – на определенном минимальном уровне диммирование прекращается, и просто происходит выключение лампы.

И вообще – диммеры не любят слишком уж глубокого, ниже 35÷40 Вт, подавления мощности. То есть увлекаться этим не стоит, тем более что это негативно сказывается и на самом регуляторе.

Многое зависит от индивидуальных особенностей конкретной модели диммера. Ведущие производители электротехнических изделий стараются снизить весь негатив и расширить эксплуатационные возможности этого регулятора мощности. Но немало на рынке и дешевых изделий, собранных по минимально возможным схемам, и не отличающихся ни качеством, ни долговечностью.

Это – лишний довод в пользу приобретения качественной продукции проверенных брендов.

Что следует оценивать при выборе диммера

Помимо уже упомянутых типа управления, функциональной оснащенности, способа установки и чисто внешних, декоративных качеств, при приобретении диммера следует обращать внимание еще на ряд специфических моментов.

Цены на диммер для ламп накаливания

Обозначение Расшифровка обозначения
Лампы накаливания или иная резистивная нагрузка.
Дополнительно может обозначаться буквой R.
Допускается подключение нагрузки через трансформатор – индуктивная нагрузка.
Дополнительное обозначение – буква L.
Допускается возможность подключения нагрузки через электронный трансформатор – емкостная нагрузка.
Дополнительное обозначение – буква С.

Некоторые модели ведущих производителей отличаются повышенной универсальностью – подходят практически для любых типов подключенной нагрузки. Правда, это должен быть все же один тип из перечисленных — одновременная работа диммера, скажем, с индукционной и резистивной нагрузкой, или другие сочетания – недопустимы.

Для примера можно взглянуть на обозначения одного из универсальных диммеров производства компании «Schneider»:

Важная информация, указываемая обозначениями на выбираемом диммере

1 – номинальное напряжение питания.

2 – допустимая мощность нагрузки. Она может указываться в ваттах или же, как в демонстрируемом примере, вольтамперной характеристикой, то есть вольт-амперах. В данном приложении принципиальной разницы нет, и один ватт вполне можно считать равным одному вольт-амперу.

3 – значок, или, как в этом случае, группа значков, указывающая на допустимый тип подключаемой нагрузки. Обратите внимание на значок в форме круга с двумя отходящими сторону линиями. Он говорит, что допускается регулировка мощности подключенного коллекторного электродвигателя.

4 – указывается ограничение на максимальную вольтамперную характеристику в случае подключения нагрузки через тороидальный трансформатор.

5 – буквенные обозначения допустимых к подключению типов нагрузки.

Ну и, безусловно, предпочтение при выборе все же стоит отдавать пусть и более дорогим, но зато надежным изделиям именитых производителей.

Производители диммеров и краткий обзор популярных моделей

Чтобы сориентировать читателя, дадим ему подсказку о нескольких компаниях, продукция которых заслуживает всяческого доверия

В ассортименте представлено немало линек продукции, в которые входят и диммеры. Большой популярностью пользуются серии «Сeliane» и «Valena».

Диммеры этого бренда разной степени сложности и функциональности представлены в линейках «Sedna», «Glossa», «Merten» и других.

К числу наиболее популярных серий диммеров можно отнести модельные ряды «Zenit» и «Cosmo»

Так, большой популярностью у отечественных потребителей пользуются серии «Lilium Natural Kare» и «Defne».

К числу наиболее востребованных покупателями моделей диммеров этого производителя можно отнести серию «Mira».

У покупателей традиционно выбывают интерес модели «Агат-Ш-200» — диммер на шнуре питания с допустимой нагрузкой до 200 Вт, и прибор скрытой установки «Агат –Д-600» оснащаемый дистанционным упрочением. Впрочем, в линейке продукции имеется еще немало интересных и надежных в эксплуатации моделей.

Диммер на шнуре питания «Агат-Ш-200» и диммер скрытой установки с дистанционным управлением «Агат-Д-600» — продукция российской компании «Ноотехника»

Эти списком перечень достойных компаний, безусловно, не ограничивается. Во всяком случае, если покупателю приглянулась какая-то оригинальная модель, для начала стоит поискать про нее информацию в сети, почитать отзывы потребителей, уже имеющих опыт «общения» с таким диммером.

Электротехнические товары, и диммеры – в частности, рекомендуется приобретать в специализированных магазинах, где можно получить квалифицированную консультацию, а на товар будет предоставлена гарантия. Покупка в интернет–магазинах нашего великого восточного соседа бывает заманчивой с точки зрения ценовой привлекательности. Но здесь уж — как повезет. Купленный диммер вполне может исправно служить годами, не вызывая никаких нареканий. Но если прибор оказался «так себе» или вскорости вышел из строя – кроме себя, винить некого.

Как подключается диммер?

С этим обычно ни у кого особых сложностей не возникает. Тем более, если приобретается диммер, устанавливаемый в подрозетник вместо выключателя или последовательно с ним.

У большинства приборов такого предназначения имеется две или три клеммы для подключения к сети.

Входных клемм «L» может быть и две – для чего это бывает нужно – увидим чуть позднее. Но в случае простейшей коммутации подключать фазный провод можно к любой из них.

Некоторые диммеры сложной конструкции и расширенной функциональности могут иметь и больше клемм. В том числе – требовать и подключения нулевого провода – для обеспечения работы своей электронной схемы. Но это уже – частные случаи, с которыми следует разбираться, опираясь на приложенную к прибору инструкцию по эксплуатации.

Здесь же мы рассмотрим несколько типовых схем включения диммера с «клеммным набором», показанным выше. На схемах условно показана одна лампа накаливания, но следует правильно понимать, что это имеется в виду осветительный прибор, в которых таких ламп может быть и несколько.

Простейшая схема – диммер выполняет роль выключателя

Это – наиболее распространенный вариант подключения, не требующий никаких доработок. Диммер просто устанавливается на место обычного выключателя и сам берет на себя эту функцию.

Самая распространенная и простая схема установки диммера

При всей ее простоте важно соблюсти главное условие – не перепутать клеммы диммера. То есть на осветительный прибор должен уходить провод с клеммы диммированного напряжения.

Схема с последовательно установленным выключателем

Нередко диммер устанавливают последовательно с обычным выключателем, при этом разнося их при необходимости по комнате. Такой подход обычно практикуется в спальной. Выключатель при этом устанавливается у входной двери, а регулятор света – в непосредственной близости от спального места.

Диммер включен в цепь последовательно с обычным выключателем

Входя вечером в спальную, можно на пороге комнаты зажечь свет. А вот управлять его яркостью и включением – уже не вставая с кровати. При необходимости встать ночью – диммер-выключатель тоже под рукой. И, наконец, утром, покидая спальную, на выходе несложно полностью обесточить всю эту схему. При этом на диммере, понятно, сохраняется настройка выставленного уровня мощности свечения лампы.

Проходная схема с двумя диммерами

А это – более совершенная, правда, и несколько более сложная в электромонтаже схема с применением двух диммеров. Главная сложность в том, что к каждому прибору должно подходить уже по три провода. Но зато подобная схема позволяет не только включать, но и управлять уровнем мощности свечения лампы независимо из двух мест.

Два диммера, включенные в цепь светильника по «проходной» схеме

В этом варианте есть нюансы. Фаза со входа подается на клемму диммированного напряжения первого прибора. Одноименные клеммы входа двух диммеров (а приборы должны быть одинаковыми) связываются проводкой первая с первой, вторая, соответственно, со второй. А на светильник уходит провод от клеммы диммированного напряжения второго регулятора.

Управлять освещением в такой схеме можно с любого диммера.

Могут быть и более сложные схемы, например, с использованием двух проходных выключателей и диммера. Или же с коммутацией диммера и проходного выключателя. Но для маленьких и средних по величине помещений обычно бывает достаточно тех, что рассмотрены выше.

А усложнение обычно прежде всего отражается на правильности подключения проходных или даже проходных и перекрестных выключателей. Но это уже – несколько другая тема.

Насколько сложна самостоятельная установка выключателей для осветительных приборов?

Случаи могут быть разные – от простейших до весьма замысловатых, с использованием целой череды двойных, тройных, проходных и перекрестных устройств. Подробно схемы для самостоятельной установки выключателей рассматриваться в специальной публикации нашего портала.

Как изготовить диммер для ламп накаливания самостоятельно?

Недостатка в предложении этих приборов нет. Тем не менее, всегда существует категория домашних умельцев, стремящихся все без исключения сделать самостоятельно. К этому может подвигнуть и достаточно высокая стоимость диммеров заводского изготовления.

А своими руками изготовить прибор для регулировки мощности свечения лампы – не столь сложно. В начале публикации уже приводилась принципиальная схема с минимальным набором элементов. Однако, у нее есть серьёзные недостатки, выражающиеся в слишком «острых зубьях» вырезаемых из синусоиды импульсов. То есть каждое включение питания на лампу (100 раз-в секунду) следует резкий скачок напряжения. Это негативно сказывается на долговечности источника света – лампы быстро выходят из строя.

Потому такую схему следует немного усложнить. Но, действительно, совсем чуть-чуть, добавив буквально пару простейших элементов только для сглаживания этих самых «острых краев» выходных импульсов.

Схема приобретает следующий вид:

Улучшенная схема несложного в сборке диммера для ламп накаливания

Разбираемся с деталировкой

Обозначение на схеме Иллюстрация Элемент схемы, допустимые аналоги
VS1 Симистор ВТ137 600Е. Возможна замена на ВТ134, ВТ136, ВТ138, КУ208Г, MAC8S, MAC212-2. Обязательно уточняйте в справочниках расположение выходов, так как у разных элементов оно может различаться. Если планируется нагрузка 150 Вт и выше, необходима установка радиатора.
VS2 Динистр DB3. Допустимые замены — DB3, DC34, HT32, HT34, HT40, КН102.
R1 Удобный пользователю компактный переменный резистор (потенциометр) сопротивлением 500 кОм, желательно – с функцией выключения цепи.
R2 Резистор 4.7÷10 кОм, 0,5÷2 Вт
C1 Неполярный конденсатор 0,1÷0,22 мкФ, напряжение 400 В.
С2 Неполярный конденсатор 22÷100 нФ, напряжение 100 ÷ 300 В.

Собрать такую схему можно на обычной универсальной монтажной панели. Или же, при желании, изготовить печатную плату. Схема несложна, и ошибиться в ней будет сложно.

В собранном виде это может получиться примерно так

Еще проще будет собрать диммер, если применить готовый фазовый регулятор мощности ГРН-1-220. Здесь вообще остаётся только дополнить схему переменным резистором.

Схема диммера с фазовым регулятором мощности ГРН-1-220

DA1 – интегральный регулятор ГРН-1-220

R1 – переменный резистор 330 кОм

ЕL1 – подключенная нагрузка мощностью до 400 Вт.

Диапазон изменения выходного напряжения – от 0 до 97%.

Ограничения – работа такого диммера не допускает подключения емкостной нагрузки. А вот для любой резистивной и для управления коллекторными двигателями в самый раз.

В случае, когда требуется подключение более высокой мощности нагрузки, свыше 400 Вт, схему можно несколько видоизменить. ГРН в такой схеме не пропускает ток нагрузки через себя, а становится «генератором» подачи управляющего напряжения на симистор VS1.

Схема для подключения нагрузки мощностью свыше 400 Вт

В схему добавлено всего два элемента:

VS1 – симистор ТС122-25, ТС132-40 и другие.

R2 – резистор 100 Ом

По сути, мощность подключаемой нагрузки особо не ограничивается, и зависит только от допустимых параметров тока, протекающего через симистор при его открытом положении. А он – немаленький: вторая группа цифр в маркировке этой серии симисторов как раз и показывает величину прямого тока.

Завершим публикацию видеосюжетом, в котором его автор делится своим опытом самостоятельного изготовления диммера. Схема схожая с той, что рассматривалась выше, но дополнена еще и светодиодным индикатором работы.

Видео: Пример самостоятельного изготовления регулятора мощности – диммера.

Источник

admin
Лайфхаки по дому и огороду