Плавный выключатель. Полезные сведения о диммерах

14.08.2023

Выключатель с регулятором яркости (другое название - диммер) представляет собой прибор, предназначенный для регулировки параметров освещения. Устройство позволяет изменять показатели яркости света в пределах от 0 до 100% номинального значения.

Диммеры могут использоваться в качестве замены обычному выключателю, при этом обладая значительно большими функциональными возможностями.

Назначение диммера

Задача диммера - обеспечивать изменение яркости свечения осветительных устройств. Регулируемые выключатели света позволяют добиваться любой интенсивности освещения: от приглушенного света до чрезвычайно яркого. Применение диммеров делает ненужными двойные или тройные выключатели, нет необходимости покупать дорогие осветительные приборы с контроллерами напряжения.

Обратите внимание! Для управления интенсивностью света энергосберегающих лампочек понадобится специальное устройство - электронный пускатель.

К достоинствам диммеров относятся следующие характеристики:

контроль яркости света;
настройка времени изменения яркости;
управление с пульта ДУ;
длительный срок эксплуатации;
запрограммированное художественное мерцание, создание картин с подсветкой;
экономность расходования электроэнергии (некоторые модели).

Недостатки диммеров:

чрезмерный расход электричества в некоторых случаях;
создание радиопомех, мешающих работать электробытовой технике;
небольшие нагрузки становятся причиной неисправности диммеров;
работа диммеров часто приводит к нежелательному мерцанию света.

Принцип действия

У всех моделей диммеров схожие схемы контроля яркости освещения. Отличия кроются в наличии дополнительных элементов для придания плавности свечению и устойчивости нижних пределов.

На рисунке внизу показано предназначение клеммных колонок в диммере.

Конденсатор заряжается через переменный резистор. Как только зарядка становится достаточной, открывается симистор и загорается лампочка. После этого симистор закрывается. На отрицательной полуволне наблюдается аналогичный процесс.

На рисунке внизу показана схема действия выключателя с регулировкой интенсивности освещения.

За счет подбора величин резисторов и конденсаторов осуществляет замена начальных и конечных периодов зажигания лампы, а также стабильность ее свечения.

Классификация диммеров

Существуют две разновидности диммеров - моноблочные и модульные. Моноблочные системы выполняются единым блоком и предназначены для установки в коробку в качестве выключателя. Моноблочные диммеры благодаря своим небольшим размерам популярны при установке в тонкие перегородки. Основная сфера применения моноблочных систем - квартиры в многоэтажных домах.

На рынке есть несколько типов моноблочных устройств:

С механической регулировкой. Контроль выполняется с помощью поворотного диска. Такие диммеры обладают простой конструкцией и невысокой стоимостью. Вместо поворотного способа управления иногда применяется нажимной вариант.
С кнопочным регулятором. Это более технически сложные и функциональные механизмы. Многофункциональность достигается за счет группирования регуляторов, управляемых с пульта дистанционного управления.
Сенсорные модели. Представляют собой наиболее продвинутые устройства и самые дорогостоящие. Такие системы хорошо вписываются в окружающий интерьер, особенно оформленный в современном стиле. Команды передаются с помощью инфракрасного сигнала или по радиочастотам.

Модульные системы схожи с автоматическими выключателями. Их ставят в распредкоробках на DIN-рейках. Модульные устройства применяют для освещения лестничных площадок и коридоров. Также модульные системы популярны в частных домах, где нужно освещать прилегающие территории. Управляются модульные светорегуляторы выносной кнопкой или клавишным выключателем.

Мощность диммера - ключевой параметр при его выборе. Совокупная мощность подключенных устройств не должна превышать этот показатель у светорегулятора. В продаже имеются системы, мощность которых находится между 40 ваттами и 1 киловаттом.

По конструктивным особенностям выделяют одинарные, двойные и тройные модификации. В большей части случаев потребители выбирают одинарные диммеры.

Дополнительные функции

Старые диммеры выполнялись как электромеханические устройства. С их помощью нельзя было сделать ничего, кроме настройки яркости ламп накаливания.

Современные модели обладают значительно расширенным функционалом:

Работа по таймеру.
Возможность встраивания диммера в более крупномасштабную систему - «умный дом».
Диммер при необходимости позволяет создать эффект присутствия хозяев в доме. Свет будет включаться и выключаться в разных помещениях по определенному алгоритму.
Функция художественного мерцания. Схожим образом мигают огни на елочной гирлянде.
Возможность голосового управления системой.
Стандартно команды отдаются с пульта дистанционного управления.

Разновидности лампочек

В светорегуляторах используют самые разные типы источников света: лампы накаливания, галогенные (обычные и низковольтные), люминесцентные, светодиодные лампочки. Варианты подключения диммера с выключателем отличаются в зависимости от типа используемых ламп.

Лампочки накаливания и галогенные лампы

Эти источники света рассчитаны на 220 вольт. Чтобы изменить интенсивность освещения, применяются диммеры любых моделей, так как нагрузка все активная в силу отсутствия емкости и индуктивности. Недостаток систем такого типа - сдвиг цветового спектра в сторону красного цвета. Происходит это в случае уменьшения напряжения. Мощность диммеров находится в промежутке между 60 и 600 ваттами.

Низковольтные галогенные лампочки

Для работы с низковольтными лампами понадобится понижающий трансформатор с регулятором для индуктивной нагрузки. Отличительная особенность регулятора - маркировка аббревиатурой RL. Рекомендуется приобретать трансформатор не отдельно от диммера, а как встроенное устройство. Для электронного трансформатора устанавливают емкостные показатели. Для галогенных источников света важную роль играет плавность колебаний напряжения, иначе срок жизни лампочек резко сократится.

Люминесцентные лампы

Стандартный диммер придется менять на ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), если запуск осуществляется выключателем, стартовым тлеющим зарядом или электромагнитным дросселем. Простейшая схема системы с люминесцентными лампами показана на рисунке ниже.

Напряжение на лампочку направляется с генератора частоты 20–50 кГц. Свечение образуется за счет вхождения в резонанс контура, создаваемого дросселем и емкостью. Для изменения силы тока (что меняет яркость света) нужна смена частоты. Процесс диммирования начинается сразу после достижения полной мощности.

Электронная пускорегулирующая аппаратура производится на основе контроллера IRS2530D, оснащенного восемью выводами. Данное устройство выступает в качестве полумостового 600-вольтного драйвера, обладающего функционалом для запуска, диммирования и предотвращения выхода из строя. Интегральная схема рассчитана на реализацию всех возможных способов контроля, благодаря наличию множества выходов. На рисунке внизу изображена схема управления люминесцентными источниками света.

Светодиодные лампочки

Хотя светодиоды экономичны, нередко появляется необходимость уменьшения яркости их свечения.

Особенности светодиодных источников света:

стандартные цоколи E, G, MR;
возможность функционирования с сетью без дополнительных устройств (для 12-вольтовых ламп).

Со стандартными диммерами светодиодные лампочки несовместимы. Они просто выходят из строя. Поэтому для работы со светодиодами применяют специальные выключатели с регуляторами яркости для светодиодных ламп.

Подходящие для светодиодов регуляторы выпускают в двух исполнениях: с контролем напряжения и с управлением посредством широтно-импульсной модуляции. Первый тип устройств очень дорог и габаритен (в него входит реостат или потенциометр). Светорегуляторы с изменением напряжения - не лучший выбор для низковольтных лампочек и способны работать только при 9 и 18 вольтах.

Для этого типа источников света характерно изменение спектра как реакция на регулировку напряжения. По этой причине регулировка световых диодов осуществляется путем контроля за продолжительностью передаваемых импульсов. Так удается избежать мерцания, поскольку частота следования импульсов доходит до 300 кГц.

Чтобы лампа работала корректно, в ней имеется драйвер. Возможность диммирования указывается в паспорте изделия. Если же диммирование невозможно, рекомендуется покупать специальные устройства с широтно-импульсным регулированием.

Существуют такие регуляторы с ШИМ:

Модульные. Управление осуществляется выносными регуляторами, пультами ДУ или с помощью специальных шин.
Установленные в монтажной коробке. Применяются в виде выключателей с поворотным или кнопочным управлением.
Выносные системы, устанавливаемые в конструкциях потолка (для лент светодиодов и точечных светильников).

Для широтно-импульсного регулирования необходимы дорогие микроконтроллеры. Причем ремонту они не подлежат. Возможно самостоятельное изготовление устройства на базе микросхемы. Внизу показана схема диммера для светодиодных лампочек.

Нормальная периодичность колебаний достигается за счет использование генератора, в составе которого имеется конденсатор и резистор. Интервалы подключения и отключения нагрузки на выходе микросхемы задаются размером переменного резистора. В качестве усилителя мощности служит полевой транзистор. Если ток выше 1 ампера, понадобится радиатор охлаждения.

Подключение светорегулятора

Существует несколько схем подключения диммера.

Схема светорегулятора с выключателем

В описываемом случае светорегулятор устанавливают перед диммером в фазовый разрыв. Выключатель управляет подачей тока. Схема подключения показана на рисунке внизу.

От выключателя ток направляется на диммер, а оттуда - на лампочку накаливания. В результате регулятор определяет нужный уровень яркости, а за включение и выключение цепочки ответственен выключатель.

Схема хорошо подходит для спален. Выключатель ставят около двери, а диммер - у кровати. Так достигается возможность управления светом прямо из кровати. При выходе человека из комнаты освещение гаснет, а при возвращении в комнату свет загорается с теми характеристиками, которые были заданы диммером.

Схема подключения с двумя диммерами

В этой схеме присутствуют два плавных выключателя света. Они вмонтированы в двух местах одного помещения и по своей сути являются проходными выключателями, управляющими отдельно взятыми осветительными приборами.

Схема сопряжена с подводкой трех проводников к распредкоробке от каждой точки. Для подключения диммеров выполняют соединение перемычками первых и вторых контактов в диммерах. Затем к третьему контакту первого светорегулятора подводится фаза, уходящая к осветительному прибору через третий контакт второго диммера.

Схема с двумя проходными выключателями

Эта схема применяется довольно редко. Она востребована для организации контроля за освещением в проходных комнатах и протяженных коридорах. Схема позволяет выполнять включение и выключение света, а также его регулировки с разных концов помещения.

Проходные выключатели ставят в фазовый разрыв. Контакты соединяют проводниками. Диммер входит в цепочку последовательным образом, после одного из выключателей. К первому контакту подходит фаза, идущая затем к лампе накаливания.

Контроль яркости осуществляется диммером. Однако следует иметь в виду, что при выключенном регуляторе проходные выключатели не способны коммутировать лампочки.

Требования при установке светорегулятора

При установке светорегулирующего устройства следует обращать внимание на несколько важных обстоятельств:

Люминесцентные и энергосберегающие лампы не диммируются стандартным способом. Оба типа лампочек способны работать с диммером, но их эксплуатационные сроки резко уменьшаются. Порой срок жизни лампочки сокращается до 100–150 часов. К тому же, увеличивается риск поломки и самого светорегулятора.
Светорегуляторы нуждаются в определенном минимуме нагрузки. Чаще всего ее величина равна 40 ваттам. Уменьшение нагрузки происходит из-за перегорания одной из лампочек, ухудшения контактов, появления мерцаний с частотой в 50 герц. Когда нагрузка упадет ниже минимально допустимой, срабатывает защитная система или прибор приходит в неисправное состояние.
Диммеры чувствительны к температурному режиму окружающей среды. При температурах выше 25 градусов возможен перегрев, что чревато поломкой светорегулятора.
Не следует превышать максимально разрешенную нагрузку на устройство. При необходимости рекомендуется добавить усилители мощности, с помощью которых возможна коммутация устройств до 1,8 киловатт.
Нельзя одновременно подключать емкостные и индуктивные нагрузки. Это чревато поломкой прибора.

Что касается места для установки, специалисты рекомендуют исходить из следующей информации:

Не следует устанавливать светорегуляторы в помещениях, где обычно бывает много людей. В многолюдных местах оборудование будет работать с помехами.
Необходимо избегать монтажа диммеров в помещениях, где нет постоянного места для установки осветительного оборудования.

Монтаж выключателей

По габаритам светорегулирующий выключатель напоминает стандартное устройство для включения и выключения света. Установка диммера осуществляется с применением специальных лапок в разрыв осветительной цепочки. Основное требование к установщику - соблюдать полярность.

На рисунке ниже изображена схема подключения диммера.

О том, как подключить два диммера можно узнать из следующей схемы.

Если предстоит установка диммера вместо выключателя, понадобится вначале демонтировать модель старого образца. Но еще до этого следует обесточить электросеть и проверить отсутствие напряжения с помощью индикатора. Чтобы снять старый выключатель, берем отвертку и отвинчиваем винты монтажных лапок. После этого удаляем панель устройства. Затем ослабляем винты на клеммах и отсоединяем выключатель от проводов.

Следующий этап - установка диммера. Монтаж осуществляется в порядке, обратном описанному выше при демонтаже. После установки диммера в подрозетник фиксируем его винтами и ставим декоративную рамку. При необходимости регулировки освещения в нескольких местах понадобятся дополнительные диммеры и монтаж подрозетников с прокладкой к ним кабеля.

Наука не стоит на месте, а вместе с ней развивается и техника. Одним из последних практически полезных изобретений являются регулируемые выключатели света, так называемые диммеры. , с помощью которого яркость источника света можно регулировать, уменьшать днем и увеличивать в темное время суток. С изменением яркости света меняется и количество потребляемой им энергии. Это устройство можно подключить к любому выключателю света, сделав его регулируемым. Чтобы понять, как подключить вместо выключателя диммер, нужно осмыслить несложный последовательный алгоритм действий.

Благодаря регулировке интенсивности света, электроэнергия расходуется более экономично. Диммеры позволяют включать световой прибор на самой маленькой возможной яркости , что дает возможность не только сберечь электричество, но и отдохнуть вашим глазам от яркого света. Это устройство заставляет лампы служить дольше, так как снижается количество подающегося на нее напряжения, которое при включении нарастает плавно, а не скачет до 220В. Регуляторы яркости защищают от перегрева, перегрузок и коротких замыканий, так как они обладают функцией блокировки тока при избыточной нагрузке и могут в таком случае размыкать электрическую цепь.

Виды регуляторов яркости света

Установить регулятор света может каждый сам, так как ничего сложного здесь нет. Главное, соблюдать порядок действий и не пренебрегать техникой безопасности . Для того чтобы уберечь себя от огромных счетов коммунальных служб, нужно всего лишь сбавлять ненужную яркость света, когда она совсем не к месту. Диммеры являются одним из самых практически полезных устройств современного быта.

Схемы подключения регулятора света

Схема подключения регулирующего устройства проста. Диммер должен включаться в разрыв цепи питания нагрузки для регулировки напряжения, которое подается на лампы. Таких схем несколько.

Регулировка с одного места. Типичная схема подключения. Подходит для подключения сенсорного или реостатного светорегулятора.
Регулировка с двух мест. Подойдет для спальни. Одно устройство устанавливается у кровати, второе подключается у входа. С таким способом установки будет удобно менять яркость, не вставая с кровати.
Регулировка с одного места, управление с двух. Самая оптимальная и универсальная схема, подойдет для любой ситуации. Выключатель устанавливается на входе, а точки управления в двух разных участках помещения.
Регулировка с одного места, управление с трех. Схема хороша для больших или длинных помещений, где удобнее свет выключать последовательно, в нескольких местах. Здесь применяются проходные регуляторы света. Принцип действия проходных регуляторов в том, что они позволяют на входе в помещение включить свет, а на противоположной стороне или другом участке комнаты выключить его.

Подключение диммера к выключателю

Чтобы понять, как заменить одно-двухклавишный выключатель на диммер, нужно . Первым делом нужно отключить электричество на этой линии и убедиться, что ток не поступает на клеммы выключателя . При замене важно соблюдать технику безопасности.

Снимаем существующий выключатель

Сначала снимите крышку выключателя, так как она закрывает крепежные элементы. Аккуратно освободите выключатель от двухклавишной или одноклавишной крышки, учитывая специфику крепления.
Отверткой нужно ослабить винты крепления выключателя.
Теперь постарайтесь вынуть конструкцию из стены, не повреждая изоляцию проводов. Места с поврежденной изоляцией восстановите с помощью изоляционной ленты.
Затем нужно отсоединить кабель от клемм.

Устанавливаем регулятор яркости света.

Освободите диммер от пленки и упаковки и соедините проводку с клеммами устройства.
Проверьте соединение на прочность, слегка поддернув провода. Выступающий за клемму кабель не должен быть оголен более чем на 3 мм. Если это условие не выполняется, то обрежьте ненужный остаток оголенного кабеля или изолируйте его.
Теперь попробуйте вставить диммер на место выключателя, не повреждая изоляцию. Прижмите его к стене и закрутите винты, на которых он будет крепиться. Все комплектующие элементы прикрепите к светорегулятору.
Подайте напряжение и проверьте работу прибора, попробуйте регулировать свет.
Если вы все сделали правильно, то сможете регулировать свет в любое время суток и устанавливать необходимый уровень освещенности.

Подключение выключателя с регулятором яркости

Диммер можно установить на любой выключатель. Но есть и выключатели со встроенным диммером, готовые конструкции. Они устанавливаются аналогично обычным выключателям.

В специально подготовленное отверстие в стене вставьте выключатель без верхней крышки, предварительно подсоединив его к проводке, и затяните болты.
Затем наденьте на выключатель пластиковую панель, зафиксируйте ее и приделайте таким же способом регулятор или регулирующий винт к той части выключателя, на которой он должен крепиться.

Так выглядит диммер для ламп накаливания

В этой статье рассмотрим устройство, которое продается в магазинах электротоваров, как регулятор яркости ламп накаливания. Речь идет о диммере . Название произошло от английского глагола “to dim” – темнеть, становиться тусклым. Иначе говоря, диммером можно регулировать яркость лампы накаливания.

При этом замечательно то, что и потребляемая мощность уменьшается пропорционально. Хотя применений у диммера гораздо больше, о чём поговорим в конце статьи.

Простейшие диммеры имеют одну поворотную ручку для регулировки, и два вывода для подключения, и используются для регулировки яркости ламп накаливания и галогенных ламп. В последнее время появились диммеры и для регулировки яркости люминесцентных ламп.

Фактически димер представляет собой выключатель с регулятором яркости, который можно просто подключить вместо клавишного выключателя. Но об этом чуть позже.

Ранее для регулировки яркости ламп накаливания использовались реостаты, мощность которых была не меньше мощности нагрузки. При чем при понижении яркости оставшаяся мощность никак не экономилась, а рассеивалась бесполезно в виде тепла на реостате. При этом никто не говорил о экономии, её просто не было. А использовались такие устройства там, где действительно было нужно только регулировать яркость – например, в театрах.

Так было до появления замечательных полупроводниковых приборов – динистора и симистора (симметричного тиристора). В англоязычной практике приняты другие названия – диак и триак . Эти названия почти вошли и в российскую электронную действительность.

Схема подключения диммера

Схема включения диммера до невозможности простая – проще не придумаешь. Он включается так же, как и обычный выключатель – в разрыв цепи питания нагрузки, то есть лампы. По установочным габаритам и креплению диммер идентичен выключателю. Поэтому установить его можно так же, как выключатель – в монтажную коробку, и установка диммера не отличается от установки обычного выключателя.

Учебник физики за 5-й класс… Но это для последовательности изложения.

Как подключить диммер вместо выключателя

В последнее время люди всё чаще меняют обычные выключатели на диммеры. Поменять выключатель на диммер очень просто. У выключателя два выхода (две клеммы), у диммера тоже две клеммы. Просто подключаем диммер вместо выключателя, используя те же провода, что подключались к выключателю.

Полярность никакой роли не играет. Однако, если с помощью фазового указателя (отвертки-индикатора) вы определили, где фаза, то лучше фазный проводник подключить на клемму L диммера. Просто для порядка.

Включение лампочки через диммер

Единственное условие, которое предъявляет производитель – соблюдать подключение выводов к фазе и к нагрузке. Хотя, как показывает практика, на этом можно не заморачиваться – всё работает хорошо при любом подключении.

Если раньше люстра включалась через двухклавишный выключатель, то через димер все лампочки будут загораться (светиться) одновременно. На одну клемму диммера сажаем фазу, на вторую – два остальных провода.

Виды диммеров

Все диммеры, которые сейчас есть в продаже, можно разделить на 2 группы – поворотные (с регулятором – потенциометром) и электронные, с управлением с помощью кнопок.

При регулировании (диммировании) ручкой потенциометра яркость зависит от угла поворота. И один поворотный димер работает как один выключатель, больше от него добиться невозможно. Я говорю о проходных переключателях, параллельном-последовательном включении, и т.п. Мой не совсем удачный опыт описан на СамЭлектрик в статье .

Кнопочный диммер в смысле гибкости управления более гибок. Можно подключить несколько кнопок в параллель, и управлять диммером из любого количества мест. Конечно, это теоретически, на практике количество мест управления ограничивается 3-4, а максимальная длина проводов – около 10 метров, причем схема может быть критична к помехам и наводкам. Существует также дистанционные диммеры, управляемые по радио- или инфракрасному каналу.

Цена у диммеров с регулятором и с кнопками отличается на порядок, ведь кнопочный диммер (например, диммер Legrand) как правило собран с применением микроконтроллера. Поэтому гораздо более распространены поворотные диммеры , которые мы и рассмотрим ниже.

Существуют также промышленные разновидности диммеров в виде твердотельных реле с управлением резистором, такой вид диммера рассмотрен в статье .

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Устройство диммеров для ламп накаливания

Вот несколько фото конструкций поворотных диммеров.

Устройство диммера Gunsan

Диммер Gunsan – вид со стороны пайки

Устройство диммера Makel

Устройство диммера Makel – вид со стороны пайки

Как видно, устройство диммера весьма простое, но может отличаться у разных производителей. При этом основная разница – в качестве сборки и комплектующих.

Схема диммера на симисторе

Схема симисторных регуляторов яркости в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких “выходных” напряжениях и для плавности регулирования. Также в схему вводятся детали для снижения уровня помех, выдаваемых димером в сеть.

Схема димера простейшая

Принцип действия схемы таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение (какое – смотри в даташите, можно скачать внизу статьи). Вот как оно появляется.

При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Умными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора (см. даташит на динистор), симистор открывается. Иначе говоря, его сопротивление становится очень мало, и лампочка горит до конца полуволны.

То же самое происходит и с отрицательной полуволной, поскольку диак и триак – устройства симметричные, и им все равно, в какую сторону течет через них ток.

В итоге получается, что напряжение на активной нагрузке представляет собой “обрубки” отрицательных и положительных полуволн, которые следуют друг за другом с частотой 100 Гц. На низкой яркости, когда лампа питается совсем короткими “кусочками” напряжения, заметно мерцание. Чего совсем не скажешь про реостатные регуляторы и регуляторы с преобразованием частоты.

При максимальном сопротивлении резистора R1 будет минимальное горение лампы, поскольку симистор будет открываться в конце полуволны, или вообще не откроется.

Альтернативное использование диммера

То, что диммер может только регулировать яркость ламп накаливания – узколобость маркетологов, у него гораздо больше применений.

Диммер – это не только регулятор освещения, его можно использовать как регулятор напряжения вообще, подключая через него любую активную нагрузку – лампу накаливания, паяльник, чайник, утюг. Но главное – максимальная мощность диммера (другими словами – максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.

Не факт, что нагрузка при этом будет вести себя адекватно, и не будет подвергаться опасности выйти из строя. Например, попробуйте диммировать свой телевизор) Нет, лучше не надо!

Кроме того, можно например регулировать температуру теплых полов. При этом отпадает необходимость в покупке температурного регулятора, который стоит в 3-5 раз дороже.

Минус – нет обратной связи и защиты от перегрева, но это во многих случаях терпимо. Ведь от люстры тоже нет обратной связи – только через глаза. А от теплого пола – через ноги, не так ли? Ставил диммеры на теплые полы, работают прекрасно много лет.

Симисторы для диммеров. Мануалы

Подобрать симистор для ремонта или увеличения мощности диммера можно по этим даташитам:

/ Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан:8909 раз./

/ Даташиты, pdf, 150.55 kB, скачан:11792 раз./

Рассмотрение принципа работы диммера на видео

Товарищ очень толково рассказывает об устройстве диммера:

Регулировка яркости светильников может понадобиться для снижения уровня освещенности, приглушения света. Современная электроника позволяет делать это, применив простейшие и малогабаритные устройства, которые называются диммеры. Диммерный выключатель, кроме обычной функции включения/ выключения ламп, регулирует величину подаваемого на них напряжения, изменяя, таким образом, яркость свечения.

Кроме уменьшения яркости, происходит значительное снижение энергопотребления и продление срока службы источника света. При включении в сеть лампы накаливания (обычной или галогенной) происходит бросок тока, поскольку холодная спираль имеет низкое омическое сопротивление, и, пока спираль не прогреется, через нее протекает большой ток. Хоть это время составляет доли секунды, подавляющее количество отказов ламп происходит в момент включения. Выключатель света с регулировкой позволяет снизить первоначальный импульс тока через лампу. Плавный разогрев нити накаливания приводит к увеличению срока службы ламп.

Принцип регулировки

Регулировка освещенности может осуществляться двумя методами:

Реостатным;
Симисторным.

Реостатный метод

Первое, что приходит на ум, когда идет речь об изменении напряжения или силы тока, – это включение в цепь последовательно с источником света токоограничивающего элемента, резистора. Переменный резистор для такого применения именуется реостатом, а сам принцип регулировки – реостатным. Достоинствами такого решения являются простота и абсолютное отсутствие помех, а также мерцания ламп. Но на этом все достоинства заканчиваются. Поводом отказа от регулировки при помощи резисторов послужила крайне низкая эффективность регулирования напряжения. Ведь, если внимательно разобраться, то даже неискушенному потребителю становится ясно, что излишек напряжения остается на резисторе. Данное падение напряжения выделяется в виде тепла. Это вынуждает делать реостаты с большой допустимой мощностью рассеивания и решать проблемы отвода излишков тепла.

Обратите внимание! Реостатный метод не дает никакого выигрыша в энергопотреблении, напротив, при снижении напряжения на нагрузке общий КПД падает, поскольку большая часть электроэнергии преобразуется в тепловую.

Симисторный метод

Основная методика регулировки яркости осветительных приборов в настоящее время – использование симисторов. Симистор представляет собой полупроводниковый прибор, который имеет три вывода, два из которых подключаются в цепь нагрузки, а на третий – подается управляющее напряжение, которое позволяет осуществлять коммутацию цепи нагрузки.

Переменный ток, который используется для питания ламп, имеет форму синусоиды. При частоте 50 Гц, которая у нас является стандартной, за одну секунду ток изменяет свою величину от нулевого значения до максимального 100 раз (здесь учитывается тот факт, что как положительный, так и отрицательный участки синусоиды равнозначны).

Управляя работой симистора, можно прерывать подачу электрического тока на определенном участке синусоиды. Чем большая часть ее будет отсечена от нагрузки, тем меньше будет яркость свечения ламп.

Обратите внимание! Некоторые источники говорят о тиристорных регуляторах. Это не принципиально. Тиристор отличается от симистора только тем, что работает с напряжением одной полярности. Для включения в цепь переменного тока нужен дополнительный диодный мост, а симистор в мосте не нуждается, но работают они абсолютно одинаково.

При симисторном регулировании есть недостаток: в момент коммутации симистора, особенно, если это приходится на участок синусоиды, близкий к максимальному, возникает всплеск мощных помех, способных нарушить нормальную работу различной аппаратуры. В частности, помехи очень хорошо слышны при работе радиоприемников. Для снижения уровня помех приходится устанавливать дополнительные фильтры, усложняющие конструкцию. При минимальной яркости может быть заметно мерцание ламп, поскольку увеличивается пауза между включенным и отключенным состояниями.

На заметку. Несомненным достоинством является электронная регулировка, благодаря чему можно сделать управление при помощи микроконтроллеров и ввести дополнительные функции.

В цепях постоянного тока диммирование производится при помощи широтно-импульсного модулирования. Вместо постоянного тока питание подается в виде импульсов высокой частоты. Изменяя соотношение длительности (ширины) импульсов и пауз между ними, регулируют средний уровень напряжения. Для того чтобы сделать незаметным мерцание, частоту следования импульсов делают большой.

Конструктивное исполнение

По конструктивному исполнению и особенностям применения диммируемые выключатели света делятся на две группы:

Модульного исполнения;
Предназначенные для монтажа вместо обычных выключателей.

Модульные выключатели не предназначены для бытового использования и монтируются в силовых щитах. Обычно ими осуществляют диммирование подъездного освещения.

Наиболее распространенная конструкция модульных устройств имеет кнопочное регулирование яркости освещения. Однократное нажатие на кнопку включает либо выключает освещение, а продолжительное (более 5 секунд) позволяет войти в режим регулировки и установить желаемый уровень напряжения на выходе.

Некоторые модели имеют дополнительную регулировку максимального и минимального значений напряжения.

Бытовые регулируемые выключатели имеют большое разнообразие вариантов исполнения. В основной своей массе они предназначены для установки в стандартные монтажные коробки для обычных выключателей, поэтому нет необходимости прибегать к особым мерам по монтажу.

Разновидности комнатных светорегуляторов

Комнатные регуляторы освещения условно делятся на две группы:

Механические;
Сенсорные.

Наиболее простую конструкцию имеют механические регуляторы. На внешней поверхности имеется ручка регулировки, насаженная на вал переменного резистора.

Обратите внимание! То, что освещение регулируется при помощи переменного резистора, не говорит о том, что данное устройство работает по реостатному способу. Переменный резистор изменяет параметры управляющих импульсов, подаваемых на тиристор.

Несомненное достоинство таких регуляторов состоит в том, что в выключенном положении провода сети механически разомкнуты, а включение света происходит всегда только с минимального уровня напряжения.

В свою очередь, сенсорные устройства также насчитывают большое количество вариантов, в том числе:

Сенсорный включатель с механической регулировкой;
Сенсорный выключатель с регулятором яркости без механических приспособлений.

Первый тип полностью идентичен приведенному выше механическому регулятору, за исключением того, что включение и выключение света происходит путем прикосновения к чувствительному элементу. Освещение включается сразу на заранее выставленный уровень.

Полностью электронные устройства выполняют регулировку по заданному алгоритму путем прикосновения к соответствующим чувствительным элементам. Наличие встроенного микроконтроллера позволяет осуществлять программирование устройства по множеству алгоритмов работы. Можно выставить желаемый уровень освещения в определенное время суток. Регуляторы с микроконтроллером, де-факто могут использоваться с пультом дистанционного управления.

Все перечисленные варианты могут быть предназначены как для регулировки освещения одного осветительного прибора, так и для нескольких. Внешне они отличаются наличием нескольких клавиш, визуально отделенных друг от друга.

Типы используемых ламп

В быту используется несколько типов ламп освещения:

Обычные лампы накаливания;
Галогенные лампы;
Люминесцентные (экономки);
Светодиодные.

Каждый тип ламп требует своего подхода к регулировке. Для ламп накаливания и галогенных регуляторы не отличаются. Основной критерий выбора состоит в учете возможной коммутируемой мощности ламп и подключаемого регулятора.

Основная часть регуляторов предназначена для управления лампами накаливания, поскольку здесь наиболее просто манипулировать регулировкой. Обычно используется симисторный метод управления с отсечкой части синусоиды переменного тока.

Недостатком ламп накаливания является тот факт, что при снижении напряжения понижается температура спирали, и спектр излучения смещается в красную область.

Изменение яркости светодиодных источников света встречает ряд затруднений, в частности такие:

LED элементы имеют узкий диапазон допустимых значений токов и, соответственно, малые пределы регулировки. При их превышении светодиод выходит из строя, а при значительном снижении просто перестает излучать световую энергию, поскольку имеет некоторое пороговое значение открытия;
LED лампы выпускаются в трех вариантах питания:

Непосредственно от сети переменного тока 220В;
Через понижающий трансформатор;
При помощи постоянного тока.

Светодиоды для включения в сеть 220В имеют собственный драйвер, поэтому использование обычного диммера невозможно. Трансформатор низковольтных ламп нельзя подключать к регулятору по той причине, что выходное напряжение отличается от синусоидального, на работу в котором рассчитан трансформатор.

Единственно возможный вариант управления – использование широтно-импульсной модуляции. Здесь регулируется не уровень напряжения, а длительность подаваемых импульсов. Это стало возможным благодаря тому, что светодиоды не имеют задержки на включение и могут работать при подаче импульсов сколь угодно малой длительности. Чтобы не было заметным мерцание, частота следования импульсов питания делается высокой. Диммеры, работающие по такому принципу, имеют специальную маркировку и требуют для управления LED лампы, которые могут использоваться в регулируемых системах освещения.

Важно! Специальные модели LED ламп имеют особые драйверы для питания от сети 220В при помощи классических диммеров. Данные драйверы сами выполняют широтно-импульсную модуляцию, в зависимости от уровня питающего напряжения.

Не существует регуляторов, предназначенных для регулировки яркости люминесцентных ламп. Это связано с особенностями их работы и включения:

Для поджига разряда требуется импульс высокого напряжения, который вырабатывается пускорегулирующей аппаратурой лампы;
Дуговой разряд работоспособен в узком диапазоне режима питания.

Включение регуляторов

Как правило, регуляторы освещения имеют два вывода и устанавливаются вместо обычного выключателя. Есть тонкости при установке электронных регуляторов.

Их монтаж желательно выполнять последовательно с классическим выключателем, который позволяет коммутировать освещение, вне зависимости от положения регулятора.

Как и механические выключатели, диммеры выпускаются для использования в проходном режиме. Два регулятора, установленных в различных частях помещения, позволяют выполнять управление освещением при помощи любого из них. Такие устройства содержат в себе переключатель с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами и опознаются по наличию трех клемм для подключения. Схема включения приводится на тыльной стороне устройства.

Меры предосторожности

Освещение с регуляторами с механическим выключением не требует принятия особых мер предосторожности, кроме общепринятых, поскольку при выключенном положении регулятора цепь разомкнута полностью механическим выключателем. В электронных устройствах цепь полностью коммутируется симистором, механическое отключение отсутствует, и есть гальваническая связь между выводами симистора. При наличии дефекта в управляющем элементе возможна ситуация, когда на клеммах лампового патрона присутствует некоторый потенциал. Работа в сетях с электронными регуляторами требует полного отключения питающего напряжения на распределительном щите.

Регулируемый источник освещения не только повышает комфорт, но и служит средством для снижения затрат на электроэнергию и замену ламп. В основном установка переключателей с регулировкой осуществима неподготовленным пользователем, но в ряде случаев требуется наличие опыта. Перед тем, как подключить регулятор освещения, требуется взвесить свои возможности, а лучше воспользоваться услугами профессионального электрика.

Видео

Раньше регулирование освещенности помещений проводилось реостатом. Существенным недостатком у этих приборов было большое потребление электроэнергии, независимо от яркости. При минимальной мощности лампы электричество расходовалось в том же количестве, что и при максимальной, поскольку большая часть нагревала реостат.

Регулирование освещения в комнате

Преимущества и недостатки

Сейчас регулятор электрической нагрузки (диммер) можно купить в магазине электротоваров. Он применяется в основном для изменения яркости ламп разных типов и имеет следующие преимущества:

изменение интенсивности свечения ламп;
задание автоматического изменения яркости Автоматический диммер свечения с помощью таймера;
дистанционное управление;
используется как выключатель и для задания режимов свечения ламп: плавное изменение , создание световых картин, мигание;
увеличение долговечности ламп за счет плавного пуска;
экономия потребляемой электроэнергии.

Регуляторы имеют недостатки:

посторонние помехи мешают работе устройств, у которых отсутствуют фильтры;
генерация помех для других приборов, принимающих радиосигналы;
не все устройства экономят электроэнергию;

Типы диммеров

Простейшее устройство с регулировкой имеет выключатель и поворачиваемую ручку. От положения потенциометра зависит яркость регулятора. Диммер подходит для управления лампами накаливания и галогенными. По мощности он подбирается не менее чем на 15% выше подключаемой максимальной нагрузки. У него должна быть встроенная защита от короткого замыкания. Самый простой вариант – это плавкий предохранитель.

Диммер бывает следующих типов:

Накладной. Чаще всего содержит вспомогательный реостат и используется для светодиодных лент.
Проходной – для больших площадей помещений.
Двух- и многоканальные – выбираются по количеству ламп и режимов контроля.

Где не надо устанавливать диммеры?

В местах общего пользования, где частое применение не позволит выполнять их основные функции. Везде можно устанавливать встроенные в выключатели приборы плавного включения ламп, позволяющие увеличить срок их службы.
В местах, где нет определенности с установкой светильников.

Способы регулирования

Механический – поворот ручки. Сначала диммер включается до щелчка, а затем делается установка яркости. Поворотно-нажимное устройство удобнее, поскольку можно применять выключатель с постоянной настройкой регулятора.
Электронный: кнопочный, клавишный. Можно использовать как выключатель и регулятор.
Сенсорный – на панели управления реализуется множество разных функций.
Дистанционный – управление по радиосигналу или с помощью ИК-пульта.

Типы ламп для диммеров

Лампы накаливания и галогенные на 220В. Для изменения силы света могут применяться любые диммеры, поскольку нагрузка только активная (не обладает индуктивностью и емкостью). Недостатком является смещение спектра в сторону красного цвета при снижении напряжения. Ограничение по мощности у светорегуляторов существует в пределах 60-600 Вт.
Низковольтные галогенные лампы. Для них применим понижающий обмоточный трансформатор, к которому требуется регулятор, способный работать с индуктивной нагрузкой. На нем присутствует маркировка RL. При использовании электронного трансформатора устанавливаются емкостные нагрузки.

Для галогенных ламп необходимо плавное изменение напряжения, что увеличивает срок их службы. Последние модели определяют тип нагрузки и подстраиваются под него, изменяя алгоритм управления. Можно одновременно регулировать разные группы ламп: накаливания и галогенные.

Люминесцентные лампы. Если они запускаются через выключатель, стартер тлеющего разряда и электромагнитный дроссель, обычный диммер и реостат к ним не подходят. Здесь нужна электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА).
Светодиодные лампы. Для них регулирование напряжения приводит к изменению спектра. Поэтому светодиоды регулируются изменением длительности подаваемых импульсов. Мерцание при этом не замечается, так как частота их следования достигает 300 кГц.

Подключение регуляторов к нагрузке

Подключение к нагрузке производится последовательно (рис. а). Регулятор работает также, как выключатель, но последний целесообразно устанавливать отдельно, поскольку при выходе из строя от частых переключений придется менять дорогостоящий диммер на новый.

Схемы подключения диммеров

Главным требованием является соблюдение полярности. Фаза всегда подключается к входной клемме диммера, обозначенной буквой L, а с выходной –провод идет на лампу. Обнаружить фазу можно индикатором напряжения.

В разрыв провода фазы часто устанавливают выключатель (рис. б). Он располагается ближе к двери, а диммер – около кровати, чтобы было удобно управлять.

Можно установить еще один регулятор и подключить их между собой параллельно (рис. в). Для этого в распределительную коробку следует провести по 3 провода от каждого устройства. Подобную коммутацию, похожую на проходные выключатели, делают в длинных коридорах.

Применение диммеров отличается по количеству нагрузок. Одинарный метод заключается в подключении одного прибора или объединенных в общую группу. Следующий способ управления основан на акцентных подсветках для выделения отдельных зон.

Регулируемая подсветка помещения

Подключение диммера

Регулятор крепится в монтажной коробке как обычный выключатель. Сначала его подключают при отсутствии напряжения в подводящих проводах, а затем устанавливают в коробку. Затем надеваются рамка и ручка регулирования яркости.

Основная схема регулирования интенсивности света ламп у большинства обычных приборов одинакова. Различие заключается только в дополнительных деталях для обеспечения более плавного управления и создания устойчивости на нижних пределах.

Для подачи напряжения на лампу следует открыть симистор (рис. а). Для этого между электродами надо создать напряжение.

Схемы с симисторной регулировкой для ламп накаливания: а – простейшая; б – усовершенствованная

В начале положительной полуволны заряжается конденсатор C через переменный резистор R. При достижении определенного значения симистор открывается. При этом загорается лампа. Затем симистор закрывается и аналогичная ситуация происходит на отрицательной полуволне, поскольку полупроводники пропускают ток в обоих направлениях.

Таким образом, на лампочку поступают “обрубки” полуволн с частотой 100Гц, чего не было, когда применялся реостат. Со снижением яркости все в большей степени проявляется мерцание света. Чтобы этого не было, в схему добавляются детали, как изображено на рис. б. Симисторы устанавливаются по действующей нагрузке, а допустимое напряжение составляет 400В.

Подбирая величины резисторов и конденсаторов, можно менять начальный и конечный моменты зажигания и стабильность свечения лампы.

Для светодиодных ламп

Несмотря на экономичность светодиодных ламп, гирлянд и лент, вопросы энергосбережения также к ним относятся. Часто возникает потребность снижения яркости свечения. Светодиодные лампы с обычными диммерами не работают и в процессе регулирования быстро выходят из строя. Для этого применяются специальные регуляторы двух разновидностей : изменение напряжения питания, управление методом широтно-импульсной модуляции – ШИМ (интервалов включения нагрузки).

Устройства с регулировкой освещенности путем изменения напряжения дорогие и громоздкие (реостат или потенциометр). При этом они плохо подходят к низковольтным лампам и включаются только при 9В и 18В.

Современный регулятор является сложным устройством, обеспечивающим плавный запуск ламп, управление яркостью и задание режимов переключения света по таймеру.

Светодиодная лампа отличается от обычных лент и сборок, подключить которые можно только с помощью дополнительных устройств. Ее основные особенности следующие:

Наличие стандартных цоколей типов E, G, MR для подключения.
Возможность работы с сетью без дополнительных приспособлений. Если лампа питается напряжением 12В, в ее характеристиках вспомогательные устройства оговариваются.
Создаваемый световой поток не должен существенно отличаться от стандартных значений.

Для обеспечения необходимого режима работы внутри лампы встраивается драйвер, выполняющий полезные функции. Если он предусматривает диммирование, в паспорте и на упаковке об этом сказано. Яркость таких ламп при этом может регулироваться с помощью обычных регуляторов.

Если диммирование не предусмотрено, следует приобретать специальные устройства управления с ШИМ-регулировкой. Они различаются типами установки:

модульные (в распределительных щитках) с управлением от выносных регуляторов, дистанционных пультов или по специальным шинам;
расположенные в монтажной коробке, как под выключатель, с поворотным или кнопочным управлением;
выносные блоки, монтируемые в потолочных конструкциях (для точечных светильников и светодиодных лент).

Регуляторы на основе ШИМ работают на дорогостоящих микроконтроллерах, не подлежащих ремонту. Проще изготовить самодельное устройство на базе простой микросхемы. Диммер, изготовленный на основе таймера NE555, устойчиво работает при напряжении 3-18 В с выходным током до 0,2 А.

Схема диммера для светодиодных ламп

Периодичность колебаний обеспечивается генератором, состоящим из резистора и конденсатора. Величиной переменного резистора можно задавать интервал включения и отключения нагрузки на выходе 3 микросхемы. Полевой транзистор здесь служит усилителем мощности, поскольку микросхема не справится с нагрузкой от светодиодных ламп. Если ток через них превышает 1А, для транзистора необходим радиатор охлаждения.

Для люминесцентных ламп

Регулирование яркости ламп может производиться с помощью ЭПРА, выполняющих главную функцию их запуска. Простая схема приведена на рис. ниже.

Управление люминесцентной лампой с помощью ЭПРА

Напряжение на лампу подается с генератора частоты 20-50 кГц. Контур, образованный емкостью и дросселем, входит в резонанс и зажигает лампу. Чтобы изменить силу тока и тем самым интенсивность света, надо изменить частоту. Диммирование производится только после выхода лампы на полную мощность.

Регулируемый ЭПРА создается на базе контроллера IRS2530D с 8 выводами. Устройство является полумостовым драйвером на 600 В с функциями запуска, диммирования и защиты от выхода из строя. Интегральная схема позволяет реализовать все необходимые способы регулирования через 8 выводов и применяется во многих способах изменения яркости ламп.

Блок-схема электронного управления люминесцентными лампами

Выбор. Видео

Про правильный выбор диммеров лучше заранее узнать из видео.

При покупке диммера следует внимательно изучить его технические характеристики и определить, для каких типов ламп он предназначен. Правильный выбор устройства позволяет легко подключить его своими руками без помощи специалистов.