Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Диммирование светодиодных ламп

Диммирование светодиодных ламп

Для регулировки яркости ламп накаливания давным-давно был изобретён диммер — простое электронное устройство, меняющее яркость лампы за счёт «обрезания» части синусоиды сетевого напряжения.

Лампа накаливания проста, а светодиодная лампа содержит сложную электронную схему, поэтому с диммированием там всё непросто. Сегодня я расскажу, что делают диммеры, чем они отличаются между собой, и как себя ведут диммируемые светодиодные лампы по сравнению с лампами накаливания при регулировке яркости.

Начнём с того, что делают диммеры. Вот осциллограмма сетевого напряжения.

Диммер «отрезает» кусок синусоиды. При половине яркости остаются «половинки» синусоиды в каждом полупериоде.

При минимальном уровне яркости остаются только маленькие «хвостики».

Фактически, диммер включает и выключает нагрузку 100 раз в секунду и яркость зависит от момента включения.

Все диммеры с двухпроводным подключением не могут «открываться» полностью — для работы им нужно питание, которое они получают за счёт небольшого напряжения, остающегося при неполном «открытии». На максимальной яркости осциллограмма на выходе диммера выглядит так.

Обычные светодиодные лампы при включении через диммер будут включатся на полную яркость с определённого момента регулирования или мигать при попытке диммирования. Регулировать яркость позволяют диммируемые светодиодные лампы, которые содержат специальную схему, распознающую диммирование и управляющую схемой стабилизатора лампы.

При диммировании светодиодные лампы ведут себя не так, как лампы накаливания. Когда лампа накаливания горит совсем слабо, светодиодная лампа ещё довольно ярко светится. Вот так выглядят лампы, подлюченные через один и тот же диммер на минимальной яркости.

Все диммеры имеют разный минимальный уровень. Например, у одного из китайских диммеров осциллограмма на минимальном уровне выглядела так.

При этом светодиодные диммируемые лампы светились довольно ярко.

Для диммирования светодиодных ламп важно, чтобы минимальный уровень регулировки был как можно меньше. Если нить лампы накаливания на минимальном уровне регулировки чуть светится тёмно-красным цветом, такой диммер подойдёт для светодиодных ламп, если же нить лампы накаливания горит жёлтым светом, светодиодные лампы на минимальном уровне диммирования будут светить слишком ярко.

Я подключил лампу накаливания к трём имеющимся у меня диммерам и измерил True RMS мультиметром напряжение на выходе.

Чёрный китайский диммер на проводе — 98 В.
Диммер IKEA — 66 В.
Китайский диммер с блестящей ручкой — 46 В.

Максимальный уровень у всех диммеров тоже разный:

В сети — 228 В.
Чёрный китайский диммер на проводе — 211 В.
Диммер IKEA — 221 В.
Китайский диммер с блестящей ручкой — 220 В.

Диммируемые светодиодные лампы отличаются по минимальному уровню диммирования. Некоторые позволяют снижать яркость до 5%, а некоторые только до 20%. Вот, к примеру лампы Navigator NLL-C37-5-230-2.7K-E14-FR-DIMM и IKEA 102.667.54, включённые в один и тот же диммер на минимальном уровне яркости.

Ещё одна проблема при диммировании светодиодных ламп — звук. Практически все диммируемые лампы тихо зудят при диммировании, но некоторые лампы с некоторыми диммерами начинают гудеть довольно громко. Зудеть может и сам диммер.

Ещё одна проблема — несовместимость диммеров со светодиодными лампами. Некоторые диммеры «сходят с ума», когда в них включены светодиодные лампы. У меня в комнате стоит выключатель Univex с диммированием и управлением пультом. Когда в люстру вкручены светодиодные лампы, свет выключается сразу после включения. Помогла замена одной из шести ламп обычной лампой накаливания. Теперь в люстре пять светодиодных ламп и одна лампа накаливания и выключатель работает корректно.

Последняя проблема — несовместимость ламп и диммера. При этом некоторые светодиодные лампы могут не включаться или включаться через раз. Например из шести ламп в люстре при включении могут зажечься только пять или четыре, а при повторном включении зажгутся все шесть. Причина скорее всего в помехах, вносимых диммером. У китайского чёрного диммера на половине яркости осциллограмма на выходе выглядит так:

Вполне возможно, что импульс помехи влияет на работу электроники ламп.

1. У всех диммеров разный уровень минимума. Для светодиодных ламп нужно, чтобы он был как можно ниже;
2. Уровень максимума тоже отличается. Если он недостаточно высок, лампы никогда не будут гореть на полную яркость;
3. Все диммируемые светодиодные лампы имеют разный уровень минимума диммирования;
4. Возможна несовместимость модели ламп с моделью диммера;
5. При диммировании лампы могут гудеть, при смене диммера гудение может уменьшится.

p.s. Вот так я провожу выходной. 🙂

p.p.s. На сайте lamptest.ru появились реквизиты для финансовой поддержки проекта, кроме того теперь можно заказать тестирование любой лампы из любого интернет-магазина.

upd.: Помимо простых диммеров, отрезающих передний фронт синусоиды (leading edge), существуют диммеры, отсекающие задний фронт (trailing edge) и диммеры на ШИМ. Мне пока такие не встречались. Спасибо Илье Савинкину за подсказку.

Лампа накаливания регулировка по току

Устройства, предназначенные для регулировки яркости света, называются диммерами от английского слова to dim – затемнять.

dimmer

Как работает диммер

В сети протекает электрический ток синусоидальной формы. Яркость можно регулировать, если подавать на лампу обрезанную синусоиду. Для этого последовательно с нагрузкой нужно поставить выключатель, который будет пропускать ток только в том случае, когда абсолютное значение напряжения превысит определенную величину. Таким образом можно менять мощность, подаваемую на лампу. На выходе получается уже не плавная синусоида, а ломаная. С целью уменьшения уровня помех последовательно с диммером ставится дроссель.

Управление диммером

В простейших диммерах поворот ручки вправо-влево позволяет менять уровень освещенности, а нажатие на ручку выключает свет. Более продвинутые диммеры управляются путем нажатия на клавиши. Наилучшим вариантом являются диммеры с сенсорным управлением, в которых достаточно просто провести пальцем мимо определенных зон на панели управления, чтобы включить-выключить свет или изменить его яркость.

В простейшем случае управление диммером осуществляется поворотом ручки. Для наиболее продвинутых моделей диммеров возможно и дистанционное управление с пульта.

Читайте так же:
Как правильно подключить светодиодные лампы с выключателем с подсветкой

Порог диммирования

Существует некоторый порог, при подаче мощности ниже которого лампа прекращает светиться. Это значение называют порогом диммирования и выражают в процентах от номинальной мощности источника света. Для лампы накаливания порог диммирования равен 0%.

У всех газоразрядных ламп (люминесцентных, натриевых, металлогалогенных) порог диммирования отличен от нуля по самому принципу работы лампы. Чтобы поддерживался разряд, должна подводиться мощность не ниже определенного значения.

Подключение диммера производится в разрыв цепи питания лампы. Как правило, возможно подключение диммера вместо обычного выключателя, поэтому большинство диммеров рассчитаны на установку в стандартную арматуру.

Диммеры для ламп накаливания различаются типом полупроводникового устройства, прерывающего ток: на тиристорах, симисторах, биполярных транзисторах, полевых транзисторах.

В промышленно выпускаемых диммерах вместо тиристоров используются симисторы. По принципу работы симистор аналогичен тиристору, но пропускает ток в обоих направлениях. Это позволяет обойтись без диодного моста, на котором теряется часть мощности. На бытовом уровне, а также в торговых каталогах и популярной литературе по радиоэлектронике диммеры на симисторах нередко называют тиристорными, хотя это и не совсем верно.

Более сложным вариантом являются диммеры на биполярных транзисторах, отличающиеся большей универсальностью. Наконец, лучшими параметрами (но и более высокой ценой) обладают диммеры на полевых транзисторах.

Диммеры на тиристорах и симисторах срезают передний фронт синусоиды. Транзисторные диммеры могут срезать как передний фронт синусоиды (маркировка RL), так и задний (маркировка C).

При использовании диммеров перечисленных типов совместно с лампами накаливания проблем не возникает. Лампа обладает инерционностью и суммирует мощность, которая на нее подается. К тому же, лампа накаливания практически не имеет емкости и индуктивности, поэтому форма синусоиды и наличие постоянной составляющей на нее не влияют.

Иная ситуация, когда диммер используется с энергосберегающими лампами. Тогда поиск ответа на вопрос «как выбрать диммер» становится более сложным делом.

Галогенные лампы накаливания

Для галогенных ламп накаливания (ГЛН) с напряжением питания 220 В, как правило, подходят стандартные диммеры для обычных ламп. Диммер для галогенных ламп как отдельный тип устройств практически не встречается, хотя в обычный диммер могут быть добавлены функции, увеличивающие срок службы ГЛН. При использовании ГЛН на напряжение 12 В подключение ламп к сети осуществляется через понижающий трансформатор.

Понижающий трансформатор может быть обмоточным или электронным. В результате несимметричности обрезания синусоиды на выходе диммера может присутствовать постоянная составляющая, которая может вывести из строя обмоточный трансформатор. Поэтому диммер должен быть приспособлен для работы с индуктивной нагрузкой. Следует использовать диммеры, имеющие маркировку RL.

Электронный трансформатор является емкостной нагрузкой, поэтому для него нужно использовать диммеры с маркировкой C.

В любом случае следует использовать диммер и трансформатор, совместимые друг с другом. Наилучшим вариантом является совмещение диммера и электронного трансформатора в одном устройстве. Однако на практике на это идут разве что в системах «умного дома», где на трансформатор с регулируемым выходным напряжением подается управляющий сигнал. Причина в том, что для минимизации потерь электроэнергии трансформатор надо располагать как можно ближе к ГЛН, а ручка управления диммером размещается на некотором удалении, на стене.

Порог диммирования для ГЛН равен 0%. Тем не менее, принцип работы ГЛН подразумевает наличие вольфрамо-галогенного цикла, когда вольфрам, оседающий на стенках колбы, возвращается обратно на нить накаливания. При уменьшении подаваемой на лампу мощности ниже определенного уровня вольфрамо-галогенный цикл прекращается. Среди специалистов до сих пор нет единого мнения, способно ли это явление уменьшить срок службы ГЛН. Если ГЛН постоянно работает в режиме пониженной яркости, то постепенно стенки ее колбы темнеют из-за оседаемого на них вольфрама. При возникновении такого явления рекомендуется включить лампу на полную мощность в течение 10 минут.

Некоторые диммеры имеют функцию soft start, которая позволяет постепенно увеличивать мощность при включении. Есть также диммеры, в которых предусмотрено плавное снижение мощности при выключении. Эти функции значительно повышают срок службы ГЛН, на которых плохо сказываются резкие перепады напряжения.

Металлогалогенные лампы и ДНаТ

Весьма широко распространено мнение, что металлогалогенные лампы (МГЛ) вообще не поддаются диммированию. На самом деле, для некоторых современных моделей МГЛ диммирование возможно при использовании специального электронного балласта. Порог диммирования у МГЛ составляет всего 50%

Установлено, что для МГЛ предпочтительнее питание импульсами тока прямоугольной формы, чем током синусоидальной формы. Регулируя ширину импульса при неизменной частоте, можно регулировать мощность, поступающую на нагрузку и тем самым менять яркость лампы.

Цветовая температура МГЛ значительно меняется при изменении подводимой к ней мощности. Кроме этого, при пониженной мощности МГЛ работает в неоптимальном режиме, который характеризуется падением светоотдачи и уменьшением срока службы. По всем этим причинам диммирование металлогалогенных ламп на практике применяется крайне редко. Один из немногих примеров – софиты для репортажной телесъемки, питающиеся от аккумулятора. Они находятся в режиме пониженной яркости, а в момент съемки переводятся в режиме максимальной яркости. Диммирование имеет смысл, поскольку на запуск МГЛ может уйти несколько десятков секунд.

Принцип работы натриевых ламп высокого давления (ДНаТ) практически такой же, как и у МГЛ. Соответственно, диммирования осуществляется таким же способом. Для диммирования пригодны лишь некоторые модели ламп. При диммировании ДНаТ снижается срок службы. Диммирование ДНаТ не получило широкого распространения. Минимальный порог диммирования у МГЛ и ДНаТ составляет 50%.

Линейные люминесцентные лампы

С обычными люминесцентными лампами использование диммера для ламп накаливания невозможно. Здесь нужен ЭПРА с диммером.

При использовании ЭПРА питание на люминесцентную лампу подается с частотой 20 – 50 кГц. Последовательно с люминесцентной лампой включен дроссель, а параллельно – конденсатор, которые образуют резонансный контур. При запуске лампы рабочая частота делается близкой к резонансной, благодаря чему обеспечивается повышенное напряжение на электродах и получается разряд. Когда запуск произошел, рабочая частота изменяется на более низкую. Варьируя частоту, можно регулировать ток, протекающий через лампу, и, значит, яркость ее свечения.

Читайте так же:
В лампочке постоянный ток или переменный

Важным моментом здесь является то, что параметры запуска не зависят от уровня диммирования. В этом состоит принципиальное отличие от компактных люминесцентных ламп со встроенным ПРА.

Практически все современные линейные люминесцентные лампы от ведущих производителей поддаются диммированию, причем диммирование практически не влияет на срок службы. А если вместо выключения люминесцентной лампы ее на время диммируют, то такой подход даже повышает ресурс работы лампы, поскольку срок службы сокращают именно частые включения и выключения. Порог диммирования люминесцентных ламп у ведущих производителей достигает 5%.

Компактные люминесцентные лампы

Есть два типа компактных люминесцентных ламп (КЛЛ): без ПРА и со встроенным ПРА. Первые диммируются точно так же, как обычные люминесцентные лампы. Вторые или не диммируются вообще, или работают с диммерами для обычных ламп накаливания.

Принцип работы диммируемой компактной люминесцентной лампы со встроенным ПРА такой же, как и у обычной КЛЛ. Для того, чтобы КЛЛ была диммируемой, она должна обладать способностью запускаться при пониженной мощности. Это обусловлено тем, что питание на лампу и пусковое устройство подается через одни и те же контакты. Мощность диммируемой КЛЛ, как правило, не менее 18 Вт. Дело в том, что для поддержания разряда в КЛЛ необходима мощность не менее 1,8 Вт (у недорогих ламп этот порог может быть порядка 6 — 7 Вт), соответственно, для ламп меньшей мощности глубина диммирования будет слишком малой. Важный нюанс: сначала нужно вывести регулятор диммера хотя бы на треть от максимальной мощности, чтобы произошел запуск лампы, а потом снизить освещенность до необходимого уровня.

Порог диммирования у КЛЛ может достигать 10%. Например, такого значения удалось достичь компаниям Osram и Feelux Lighting. У других производителей порог диммирования обычно составляет 15 – 30%.

Основная проблема диммирования компактных люминесцентных ламп со встроенным ПРА связана с более быстрым износом из-за старта с недостаточно прогретыми электродами. Связано это с тем, что диммер уменьшает мощность, подаваемую на все устройство, в том числе и на электроды лампы. В связи с этим диммируемые КЛЛ изготавливаются с большим «запасом прочности». Естественно, они стоят значительно дороже обычных компактных люминесцентных ламп.

Светодиоды

Яркость свечения светодиода можно регулировать, изменяя силу протекающего через него тока. Однако такой путь чреват некоторыми проблемами. Во-первых, существует оптимальный режим, при котором светодиод имеет максимальную светоотдачу. Отклонение от него приводит к снижению эффективности работы светодиода. Во-вторых, при изменении тока у белого светодиода меняется оттенок свечения.

Вследствие указанных причин для диммирования светодиодов используется другой способ. Светодиод питают импульсами постоянного тока, амплитуда которых равна оптимальному значению тока. Ширина импульсов варьируется, при этом меняется яркость свечения. Частота импульсов выбирается очень высокой (до 300 кГц), так что мерцание не ощущается. Порог диммирования для светодиодов составляет 0%, хотя в реально выпускаемых моделях светильников он не достигается, просто потому, чтобы не удорожать электронную начинку. Диммирование практически не влияет на срок службы светодиодов.

Помимо светодиодных светильников, выпускаются еще светодиодные лампы под патроны E14, E27, GU10 и GU5.3, предназначенные для замены ламп накаливания или ГЛН.

Большинство моделей таких ламп не являются диммируемыми. Тем не менее, в 2008 году компания Philips представила лампы Master LED второго поколения, которые могут работать с обычными диммерами для ламп накаливания. Принцип работы этих ламп в режиме диммирования компания пока не разглашает.

phillips_lamp

Создание КЛЛ и светодиодных ламп, способных работать с диммерами для ламп накаливания ведет к нерациональному расходованию средств. Создаются сложные и дорогостоящие устройства, позволяющие регулировать яркость свечения изменением мощности, подаваемой на источник света. Гораздо более экономичным способом является дистанционное управление электроникой, встроенной в лампу, при этом параметры питания, подаваемого на лампу, не меняются.

Для реализации такой задумки компания Osram в сотрудничестве с известными производителями диммеров Berker, Gira, Jung и Insta предложила интерфейс Leditron, предусматривающий подачу управляющих сигналов на КЛЛ и светодиодные лампы со стандартными цоколями. Сейчас технология находится в стадии стандартизации, но уже к концу 2010 года должны появиться первые серийные образцы продукции с ее использованием. Интерфейс Leditron был представлен на выставке Light + Building 2010. Данные о принципе работы, лежащем в основе Leditron, пока не опубликованы. Известно лишь, что интерфейс может использоваться для управления не только яркостью, но и, применительно к светодиодным лампам, цветом свечения. Можно предположить, что управляющие сигналы передаются на высокой частоте по сетевой проводке одновременно с питанием.

Резюме

Пожалуй, самая важная причина, по которой сейчас стоит применять светодиоды для освещения – это сочетание высокой светоотдачи и пригодность к диммированию в широких пределах. ДНаТ пока выигрывают у светодиодов по светоотдаче, но их очень сложно диммировать, к тому же порог диммирования составляет 50%. Из всех энергосберегающих источников света нулевым порогом диммирования обладают только ГЛН и светодиоды. Диммирование не оказывает никакого влияния на срок службы светодиодов, для некоторых других типов ламп срок службы может уменьшаться.

Выигрыш от использования светодиодов будет особенно заметен в системах «умного дома», где осуществляется регулировка яркости в широких пределах в зависимости от присутствии людей в помещении, времени суток и других факторов. При использовании такой системы достигается значительная экономия электроэнергии даже по сравнению с источниками света, имеющими большую светоотдачу.

Диммер для лампы накаливания: устройство и самостоятельное изготовление

Многие владельцы частных домов и квартир предпочитают всячески управлять освещением в своем помещении. Одним из многих вариантов является регулятор яркости для ламп накаливания. Для таких целей используют специальные устройства, называемые диммерами. Существует множество моделей данного девайса, но стоимость многих из них не по карману обычному покупателю. При необходимости возможно собрать диммер для ламп накаливания своими руками, имеется несколько вариантов его изготовления. Эти устройства могут быть 12- и 220-вольтовые.

Читайте так же:
Источник тока для люминесцентной лампы

Устройство

Чтобы сделать диммер своими руками, потребуется подробно изучить принцип его действия и внутреннее устройство. Простейшие из этих девайсов имеют ручку, поворачивая которую можно регулировать освещение, и выведенные клеммы для подключения проводов. Таким устройством управляют яркостью ламп двух видов — галогенных и накаливания. С развитием электроники стали появляться диммеры для регулирования мощности люминесцентных и светодиодных ламп.

Внутреннее устройство диммера

Внутреннее устройство диммера

В более ранние времена для изменения этого параметра у ламп накаливания применяли резисторы. Мощность таких деталей рассчитывалась не меньше нагрузочной. Минусом таких приспособлений являлась потеря мощности при снижении яркости света.
Наиболее часто их применяли в больших общественных залах, театрах и т. д. Принцип работы прибора основан на использовании симистора и динистора, являющихся современными полупроводниковыми приборами.

По конструкционным особенностям диммеры можно классифицировать по следующим типам:

  • поворотные, где управление выполняется при использовании ручки – электронные;
  • кнопочные управляются при помощи специальных кнопок – групповые;
  • дистанционные, которые работают при помощи дистанционного пульта.

Кнопочный диммер более многофункционален, чем поворотный. Это связано с тем, что если в цепь завязать нужное количество кнопок, управление можно осуществлять с разных мест. Длина проводов, используемых для подключения диммера, не должна превышать 10 метров. Это связано с возникновением помех.

Кнопочный диммер

Кнопочный диммер

Мало кто знает, что при помощи самодельных регуляторов мощности можно изменять температуру паяльника, контролировать обороты вытяжного вентилятора. Также он отлично подойдет для пылесоса или дрели, у которых можно регулировать их скорость вращения.

Подключение диммера

Схема диммера для ламп накаливания довольна простая. Он подключается вместо обычного выключателя в разрыв цепи в монтажную коробку. Необходимо соблюдать предписания изготовителя, согласно которым нельзя путать выводы для подключения фазы и нагрузки. Для сборки диммера своими руками не понадобится много дорогих деталей, подойдут симисторы, рассчитанные на определенную мощность. Существует два варианта подключения — одинарный и групповой. Первый вариант подразумевает подключение в цепь с одним или несколькими источниками света, которые объединены в группу. При групповом способе принципиальная схема будет насчитывать несколько диммеров, согласно количеству групп освещения.

Групповое подключение светорегулятора

Групповое подключение светорегулятора

При подключении светорегулятора вместо двухклавишного выключателя работа светильника немного изменится. Теперь будет другим подсоединение проводов и лампы накаливания, их не получится включать групповым способом. Фазу необходимо подсоединить на фазный вывод диммера, а остальные два присоединяются на соседнюю клемму. Для осуществления прежнего освещения потребуется групповой светорегулятор.

Изготовление

Как указывалось ранее, существует множество схем, с помощью которых умельцы изготавливают устройства, способные регулировать значение напряжения для осветительных приборов. Можно выделить несколько наиболее популярных элементов, используемых для сборки данных устройств:

  • симистор;
  • тиристор;
  • конденсатор;
  • применение готовых микросхем.

Принцип работы диммера на симисторе

Данный светорегулятор работает от сети 220 В. В основу его действия заложено открытие силового ключа за счет смещения фазы. Главным элементом схемы является RC-цепочка, которая у каждого устройства разного номинала. Силовым ключом выступает симистор. Работа схемы заключается в пропускании симистором через себя тока. Для этого необходимо возникновение напряжения между его электродами. Чтобы регулировать смещение фазы, и тем самым угол открывания, в цепочку впаивается переменный реостат, который предназначен для регулировки быстроты заряда конденсатора. В цепь с управляющим электродом ставится динистор. Время, за которое конденсатор наберет пороговое напряжение, влияет на быстроту открытия симистора, а значение нагрузок будет прямо пропорционально зависеть от величины этого напряжения.

Принцип работы диммера на симисторе

При наличии принципиальной схемы такой диммер на симисторе можно собрать менее чем за час.

Как работает диммер на тиристоре?

Данный светорегулятор могут собрать умельцы, у которых есть различные радиодетали, из которых можно выбрать тиристоры с необходимыми параметрами. Этот самодельный диммер будет немного отличаться схемой и является более трудным в сборке. В нем для каждого ключа устанавливается отдельный динистор и тиристоры для полуволн.

Для работы данной схемы применяются две параллельные цепочки резисторов. Через одну цепь резисторов проходит заряд конденсатора, где в свою очередь происходит нарастание порога открывания ключа, при открытии которого на электрод управления подается ток и проходит положительная полуволна. Отрицательная фаза пропускает волну таким же образом через другой ключ.

Важно знать, что использовать диммер на тиристоре не получится для приборов освещения, в которых устанавливаются светодиодные, люминесцентные и экономные лампы.

Конденсаторный диммер и принцип его действия

Помимо регуляторов, рассчитанных на плавность управления освещением, также распространены устройства, работающие за счет конденсатора. В этом случае на передачу тока влияет емкостная величина. Соответственно, с увеличением емкости конденсатора через его полюсы пройдет ток большего значения. Данный диммер-регулятор является достаточно компактным.

В основном схемы для таких устройств сочетают в себе три различных положения:

  • Без ограничения мощности.
  • Через конденсатор гашения.
  • Перекрытое положение (режим «выключено»).

В схеме такого диммера обычно используют неполярные конденсаторы. Найти их можно в электротехнике старого образца. Используя схему, можно своими руками собрать светорегулятор и управлять значением напряжения на лампочке в светильнике.

Использование микросхем для пониженного напряжения

В цепях с постоянным напряжением, рассчитанным на 12 вольт, регулировка мощности часто выполняется при помощи интегральных стабилизаторов, называемых КРЕНами. Использование таких устройств позволяет регулировать электрические двигатели малой мощности и светодиодное освещение. Чтобы обеспечить удобство монтажа деталей, используют микросхему. Готовый диммер будет не только выполнять функции регулировки, но и обеспечивать защиту электрооборудования.

Микросхема для сборки светорегулятора

Микросхема для сборки светорегулятора

Использование микросхемы КРЕН обеспечивает управление значением напряжения от 1,5 В до 30 В, а тока до 7,5 А. Во время сборки устройства нужно обратить внимание на следующие нюансы:

  • Для охлаждения микросхемы необходим радиатор, что обусловлено ее нагреванием при выделении тепла. Это является существенным недостатком, так как занимается лишнее место на плате.
  • Установленные диоды должны быть рассчитаны на ток не более 12 А и напряжение от 50 В.
  • Силовой трансформатор устанавливается мощностью не менее 0,25 кВт.
Читайте так же:
Выключатель для настольных ламп компьютеров

Принцип действия схемы прост. На электроде управления за счет переменного резистора образовывается основное напряжение. С помощью стабилизатора можно регулировать этот параметр от максимальных 12 вольт до десятых его долей.

Вариант с цифровой микросхемой

Для выполнения регулировки осветительных приборов со светодиодными лампами обычные светорегуляторы не подходят, потому что для их включения необходимо 9 В. Такой диммер можно собрать, используя микросхему NE555. При возникновении потребности в плавной регулировке освещения в данную схему можно подключить и лампы на 12 В. Мощность здесь усиливает полевой транзистор. Это связано с тем, что у микросхемы выходной ток составляет 0,2 А.

Диммер цифрового типа

Диммер цифрового типа

При увеличении нагрузки свыше 1 А потребуется установка транзистора на радиатор, который можно выполнить из любого подходящего материала. Для защиты этой детали от статических помех потребуется перемотать выходящие ножки фольгой из алюминия или медной проволокой.

Монтаж диммера можно произвести на текстолите с оболочкой из фольги. Такой материал применяется для изготовления печатных плат. Материал корпуса выбирается на усмотрение исполнителя работы.

Большинство современных диммеров – китайского производства. Не все светорегуляторы добротного качества. Иногда лучше изготовить диммер своими руками, чем переплатить деньги за быстро вышедшее из строя устройство.

Схема и устройство регулятора яркости лампы накаливания 220 в

Регулятор яркости 220 в

Создание комфорта невозможно без правильно подобранного освещения. Особенно это актуально для вечернего времени суток, когда яркий свет от светильника может даже раздражать. Поэтому и было специально разработано устройство, помогающее легко изменять степень освещённости. Этот прибор представляет собой регулятор яркости ламп накаливания 220 В, позволяющий плавно управлять их накалом. При этом такой светорегулятор помогает экономить электроэнергию.

Устройство и виды

Сегодня в продаже можно встретить большое количество светорегуляторов для различных осветительных приборов. Одним из самых недорогих и простых по принципу действия является приспособление, управляющее яркостью свечения ламп накаливания. Всё дело в том, что лампа представляет собой простейшее осветительное устройство.

В лампе накаливания используются свойства определённого типа материала излучать свет при нагреве. Для того чтобы это излучение было видно, температура тела должна превышать 570 °C (красный спектр). Нагрев вещества достигается путём пропускания через него тока. Поэтому в качестве источника излучения должен использоваться тугоплавкий проводник, сопротивление которого току позволит преобразовать электрическую энергию в световую. Всеми этими качествами обладает вольфрам, который и используется в качестве нити накала.

Диммер регулировка для ламп накаливания

Рабочая температура вольфрама достигает 2000—2800 °C, из-за чего спектр свечения лампы сдвинут в жёлтый цвет. При таких температурах вольфрам окисляется, поэтому для избегания процесса окисления нить помещается в вакуумированную колбу, которая заполняется инертным газом. В качестве газа используется азот, аргон или криптон.

Принцип действия светорегулятора для ламп накаливания построен на изменении степени нагрева вольфрамовой нити в колбе. Достигается это путём регулирования силы тока, проходящей через прибор света. Такие регуляторы называются диммерами. Различные их виды можно встретить в специализированных торговых точках по продаже светового оборудования, но при желании можно изготовить диммер и своими руками. Его несложная конструкция позволяет собрать и подключить устройство самостоятельно даже людям, которые не имеют специальных технических знаний.

Принцип действия

Своим названием диммер обязан английскому слову dim, которое переводится как «затемнять». По своей сути он является регулятором электрической мощности. Простейшим его видом является реостат, но для изменения световой силы приборов его не используют из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД). Другим его видом является автотрансформатор. Однако крупные его размеры и внушительный вес делают применение автотрансформатора неудобным.

Развитие полупроводниковых приборов позволило использовать для светорегулировки новые технологии, работающие на принципе преобразовании частоты. Таким образом, регуляторы освещения для лампы накаливания разделяют на два вида:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Схема и устройство регулятора яркости лампы накаливания

В основе принципа аналогового устройства лежит отбор энергии от осветительного прибора путём изменения сопротивления линии. Например, в случае использования реостата, который представляет собой переменный резистор, происходит изменение сопротивления в цепи с подключённой лампочкой. Для этого последовательно в цепь нити накала включается переменный резистор. Увеличение его сопротивления ведёт к уменьшению силы тока, поступающего на лампу, а значит, нить меньше нагревается, и свечение становится тусклее. Но при таком подходе потребление мощности не уменьшается, её часть выделяется на реостате, приводя к его нагреву.

Неудобства использования аналоговых регуляторов почти полностью решены в цифровых устройствах. В их основе применяется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ), позволяющий управлять подачей мощности к нагрузке. Это достигается путём изменения длительности импульсов при определённой частоте сигнала. Для этого используются коммутационные элементы, которые собираются на транзисторах, работающих в ключевом режиме, и генератор — ШИМ-контроллер. Задача последнего заключается в управлении электронными ключами.

В закрытом состоянии ток через ключ очень мал, а значит, мощность рассеивания ничтожна. В открытом состоянии, несмотря на большой ток, сопротивление также мало, а тепловые потери незначительны. Наибольшее количество тепла выделяется в момент переключения ключа. Изменение светосилы осветителя зависит от периода времени и скважности импульса сигнала, при этом значение тока остаётся постоянным.

Характеристики и возможности

Использование светорегуляторов имеет ряд преимуществ по сравнению с простым включением и выключение света. В первую очередь — это дополнительный комфорт, а во вторую — экономия электроэнергии. Современные приборы позволяют изменять освещение, даже не притрагиваясь к выключателям света из-за возможности использования пульта дистанционного управления. Можно выделить следующие основные преимущества:

  • повышение энергоэффективности освещения;
  • плавное включение и выключение света;
  • продление срока эксплуатации осветительных приборов;
  • работа ламп по запрограммированному алгоритму.

Регулировка яркости ламп накаливания

Сегодня производители предлагают устройства, различающиеся по виду, стоимости и набору дополнительных функций. Но при этом отмечаются и недостатки. Прежде всего, это чувствительность к перегреву, поэтому в помещениях с высокой температурой их устанавливать не рекомендуется. Кроме этого, из-за особенностей работы прибора возникают радиоимпульсы, которые могут стать источником помех.

Читайте так же:
Выключатель с подсветкой светодиодная лампа конденсатор

Следует знать, что у ламп накаливания отсутствует индуктивность и ёмкость. Они представляют собой инерционные устройства. А это значит, что при уменьшении потребляемой мощности изменяется цветовая температура света. Из жёлтого спектра она сдвигается в сторону красного излучения. Освещение на малой мощности может оказаться неприятным, потому некоторые производители встраивают в свои устройства порог отсечения. При достижении определённой величины лампа сразу отключается. К основным характеристикам прибора относят:

Схема диммера

  1. Мощность. Этот параметр показывает, какой наибольшей мощности осветитель можно подключить к светорегулятору. При покупке необходимо выбирать устройство с показателем на 15—20% больше, чем планируемая к подключению мощность нагрузки. Это позволит избежать перегрева устройства и выхода его из строя.
  2. Степень защиты. Электроприбор должен обладать классом защиты. Минимальный класс должен соответствовать стандарту IP20.
  3. Материал контактной группы. Лучше всего, если используются медные контакты, но часто применяется и сплав.
  4. Тип управления. Он может быть поворотным, кнопочным, сенсорным или дистанционным.
  5. Вид установки. Такие приборы могут быть встраиваемыми или выносными. Первого вида устройства предназначены для расположения вместо выключателя освещения. Приборы второго типа подключаются к розетке с напряжением 220 вольт и имеют собственную розетку, в которую уже включается непосредственно лампа.

Производители приборов

Покупая устройство, не в последнюю очередь нужно обращать внимание на его производителя. Приобретение некачественного товара может привести к возникновению пожара, поэтому лучше отдавать предпочтение известным производителям. Обычно они имеют обширную сеть сервисных центров, благодаря чему гарантийный ремонт осуществляется в кратчайшие сроки, но чаще всего изделие просто меняется на новое. К лидирующим компаниям, выпускающим диммеры для ламп накаливания, относят:

Как установить диммер

  1. Legrand. Французская компания, специализирующаяся на электротехнической продукции. Она занимает одну из лидирующих позиций на рынке и считается надёжной и безопасной. Большим спросом пользуются ее серии Valena и Celiane.
  2. Schneider Electric. Их продукция отличается простотой установки и безопасностью в процессе эксплуатации. Популярные серии: Merten, Прима, Sedna.
  3. Ноотехника Агат. Российский производитель электрофурнитуры. Продукция отвечает высоким стандартам европейского качества. Чаще всего при покупке обращают внимание на дистанционный диммер Агат-Д-1000.
  4. ABB. Светорегуляторы шведско-швейцарского производителя выполнены в оригинальном дизайне и представлены на рынке в широком ассортименте. Их продукция Busch Duro считается классикой светоуправляющих приборов.
  5. Makel. Производитель из Турции зарекомендовал себя качественным и надёжным изготовителем, выпускающим продукцию в основном бюджетного класса. Серии Defne и Lilium Natural Kare смогут удовлетворить любого покупателя.
  6. LN-MINI. Базирующаяся в Гонконге фирма известна своими миниатюрными диммерами, предназначенными для установки в настольные лампы.
  7. Lezard. Дочерняя компания турецкой фирмы DERNEK GRUP. С каждым годом её продукция становится всё более популярной. Наиболее известная серия — Mira.

Схемотехника устройств

Существует довольно много технических решений изготовления светорегулирующих приборов. Но ключевые блоки их однотипные — это элементы управления и управляющий модуль. Самый простой вариант схемы диммера для лампы накаливания содержит не более пяти радиоэлементов и лёгок к повторению даже начинающему радиолюбителю, в то время как сложные многофункциональные приборы содержат микросхемы и программный код.

Простые схемы можно выполнять навесным монтажом, а вот для сложных устройств понадобится изготовить печатную плату. При самостоятельной сборке прибора любой сложности следует быть внимательным и соблюдать аккуратность, так как работы связаны с опасным для жизни напряжением 220 вольт.

Поворотный диммер

Такая схема не содержит дефицитных радиодеталей, а её ключевым элементом является симистор. Суть схемы сводится к тому, что ток появится на лампе лишь в том случае, если на управляющем электроде симистора возникнет отпирающий сигнал. Когда он откроется, нагрузка подключится.

Самодельные диммеры

Генератор в схеме реализован на двух симисторах VS1 и VS2. При включении в сеть 220 вольт конденсаторы C1 и C2 через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться. Как только уровень напряжения достигает значения, позволяющего открыться VS1, появляется ток, а конденсатор C1 разряжается. Чем больше сопротивление цепочки R1-R2, тем медленнее происходит заряд, а значит, и увеличивается скважность импульсов. При изменении сопротивления R2 регулируется длительность импульсов.

ОбозначениеНаименование
VS1BT137 600E
VS2DB3
R11 МОм
R227 кОм
C122-100 нФ, 300 В
C222-100 нФ, 300 В

Светорегулятор на микроконтроллере

Такого типа схемы используются в диммерах с возможностью дистанционного управления. Главным элементом устройства является микроконтроллер DD1. Через делитель напряжения R8-R10 сетевое напряжение поступает на вход контроллера. Переход синусоидального сигнала через ноль характеризуется падающим фронтом напряжения, что вызывает прерывание программы микросхемы.

Элементы VD3-VD4 образуют стабилизированный однополупериодный выпрямитель. Конденсатор С6 и резистор R6 нужны для защиты параметрического стабилизатора. Для сборки такого прибора своими руками понадобится изготовить печатную плату, а уровень знаний по радиоэлектронике должен быть средним.

Схема сборки регулятора

Конденсаторы C1 и C2 играют роль фильтра и предназначены для сглаживания выпрямленного напряжения. Через диод VD1 в случае пропадания напряжения в сети 220 В происходит разряд C5. На транзисторе VT1 собран ключ, разряжающий C4 при взаимодействии пользователя с сенсорной пластиной. В качестве неё можно использовать даже самодельную металлическую пластину, приклеенную с обратной стороны клавиши любого выключателя.

Симистор должен быть рассчитан на максимальное рабочее напряжение не менее 600 вольт, а его ток обязан превышать требуемый нагрузкой в два раза. Если на четвёртом выводе микроконтроллера присутствует единица, тогда симистор закрыт. Для его открытия формируется импульс сигнала длительностью не менее 15 мкс.

Радиоэлемент устанавливается на радиатор. В качестве фотоприёмника используется любой фотоэлемент с несущей частотой инфракрасного сигнала 36 кГц.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector