Диммер для ламп накаливания — схемы подключения, как выбрать и установить

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.

Принцип работы диммера переменного тока: подробное объяснение для новичков

Английским словом Dimmer (гаситель) называют обыкновенный регулятор величины электрической мощности, способный делать более тусклое освещение.

Его можно встретить в обычном электрическом инструменте, например, дрели или перфораторе, когда требуется менять скорость вращения ротора или осветительных приборах для приглушения яркости их излучения.

Принцип работы диммера переменного тока дальше буду излагать последовательно для ламп разных систем освещения.

Самыми простыми и идеальными (с точки зрения качества питающего напряжения) устройствами для регулирования светового потока являются обыкновенный реостат или лабораторный автотрансформатор — ЛАТР.

Реостат — это мощный проволочный резистор из нихрома, по которому перекатывают угольное колесико. Его положением изменяют участок сопротивления, ограничивающий ток через подключенную лампу.

Реостат

Автотрансформатор при вращении ручки изменяет величину выходного напряжения, которое подается дальше в схему.

Латр

В обоих случаях на входе и выходе синусоида напряжения сохраняет свою гармоничную форму и частоту. Меняется только ее амплитуда.

Синусоидальный сигнал

Реостат и автотрансформатор позволяют управлять амплитудой синусоиды напряжения плавно и практически до нуля от максимальной величины сигнала, поступающего на их вход.

С точки зрения электрика это идеальные устройства для регулирования напряжения, но они обладают большими габаритами, потребляют ощутимую часть энергии. По этим причинам их использование не приемлемо для бытовых условий.

Понять принцип работы диммера поможет еще одна схема, показывающая, как происходит включение обыкновенной лампочки Ильича и создается бросок тока через ее нить накала.

Бросок тока

Объясняется это тем, что сопротивление нити в разогретом состоянии значительно возрастает по отношению к обычному холодному.

График показывает, что в начальный момент мгновенной подачи напряжения происходит неконтролируемый разогрев металла нити (зона переходных процессов) и бросок тока, превышающий величину номинального режима, а затем процесс стабилизируется.

Из-за этого начального пика тока лампы чаще всего перегорают при включении, а также отключении, когда нить начинает резко охлаждаться. Резкие перепады напряжения во время работы тоже выводят ее из строя.

Для предотвращения этих явлений у меня лет десять работала схема плавного включения ламп накаливания мощностью 60 ватт, установленных в трехрожковой люстре.

Схема плавного включения ламп накаливания

Лампы HL1 включены последовательно со схемой розжига нити, состоящей из выпрямительного моста, тиристора, конденсатора и резистора.

При подаче напряжения выключателем S1 ток начинает проходить через тиристор VS1, который первоначально находится в закрытом состоянии. Он плавно открывается от нарастающего тока управления, возникающего по мере заряда емкости С1.

Скорость нарастания зарядного тока зависит от характеристик конденсатора и величины резистора R1. Время разогрева нити от сотых долей до секунды можно регулировать подбором их параметров.

Если в схему добавить цепочку ограничения и стабилизации этого тока, то получится полноценный регулятор света — Dimmer.

Ограничить яркость светового потока можно методом последовательного подключения балластного сопротивления. Но, оно будет потреблять часть мощности и греться. Как вариант, для проходных помещений, где не требуется яркого освещения, допустимо подключать последовательно две лампы накаливания.

Их можно разместить на удалении друг от друга в разных концах коридора. Свет станет тусклым, но достаточным для ориентирования в пространстве, а лампы будут работать очень долго: освещение создается экономным — вполнакала.

Последовательное соединение

Только необходимо подобрать их так, чтобы сопротивление нити накала у каждой было одинаковым. Иначе одна будет светить ярче, а другая — тусклее. Управлять их световым потоком при таком подключении не получится.

Современный диммер изготавливают из электронных деталей в форме отдельного малогабаритного модуля на печатной плате. Производители стараются наделить его дополнительными функциями ограничения от броска тока и удобной регулировки величины светового потока.

На фоте ниже показываю один из вариантов такого исполнения.

Плата диммера

Какие бывают диммеры: что привлекает людей в их конструкциях

Производители выпускают современный Dimmer с разными технологиями регулировки яркости. Он может быть снабжен:

Диммер поворотный
  1. Простой поворотной рукояткой, надетой на переменный резистор. Ее вращение регулирует электрическое сопротивление цепочки управления, которое меняет ток по закону Ома, а, следовательно — влияет на световой поток источника. Подобный модуль часто в концевом положении имеет переключающий контакт, придающий устройству функцию обычного выключателя.
Диммер на провод
  • Проводной конструкцией. Работает по такому же принципу, но крепится не стандартным методом на стене, а на кабеле питания светильника.
Диммер поворотно нажимной
  • Поворотной рукояткой с функцией надавливания. При нажатии на колесико механизм работает выключателем света, а при его вращении регулируется световой поток.
Диммер двухклавишный
Управление со смартфона
  • Клавишами, реагирующими на усилие нажатия. По его интенсивности происходит управление светом. Такие модули внешне сложно отличить от привычных выключателей. Они недавно появились на рынке и начинают занимать свое место под солнцем, обладают функцией управления с мобильных гаджетов.
Сенсорный диммер
  • Сенсорным управлением, которое аналогично привычным мобильным устройствам. Красивый корпус, отсутствие кнопок, клавиш и колесиков нравится многим пользователям. Интерфейс сразу понятен при эксплуатации.

Преимущества современных светорегуляторов:

  • простота управления освещенностью рабочего места;
  • повышение ресурса работы ламп за счет бережного режима включения ее под нагрузку;
  • возможность экономить электроэнергию;
  • создание эффекта присутствия в доме владельца с минимальным потреблением электричества, как профилактическая мера от несанкционированного взлома вандалами;
  • функция дистанционного управления с пульта или смартфона;
  • замена обычного выключателя;
  • отпадает необходимость использования маломощных источников света;
  • оперативность изменения светового потока;
  • организация освещения по заранее введенной программе;
  • совместимость с датчиками освещенности, позволяющая управлять светом в автоматическом режиме.

Из недостатков, которыми обладает Dimmer, можно выделить 2:

  1. возможность мерцания света, которое особо заметно при низкой освещенности;
  2. повышенная чувствительность к перегреву, способная вызвать повреждение полупроводниковых элементов, что потребует ремонта модуля квалифицированными специалистами.

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.

Включение лампочки через выключатель

Включение лампочки через выключатель

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

Что такое диммеры для светодиодных ламп?

Электронное устройство, которое целенаправленно регулирует мощность работы светодиодных ламп, является диммером. Димммеры выполняют функции с помощью регулирования параметров напряжения. Применять данное оборудование можно не под все виды ламп, а исключительно для специальных, которые имеют положенную конструкцию. Такие лампы принято обозначать – диммируемые светодиодные лампы.

Причины преждевременного перегорания

Диммер для лампы накаливания

В подавляющем большинстве случаев лампы накаливания перегорают при включении, когда у спирали наименьшее электрическое сопротивление. Холодная нить накала обладает в 10 раз меньшим сопротивлением, нежели разогретая. В итоге при зажигании лампы показатель тока достигает отметки 8 А, что может оказаться критическим для холодной спирали.

Продлить эксплуатационный срок источника освещения поможет УПВЛ – плавное включение ламп накаливания 220 В, схема которого несложна. Задача такого прибора – постепенное повышение напряжения на нагрузке, резкие рывки тока в первые секунды после зажигания исключаются. Плавный прогрев спирали даёт возможность увеличить ресурс лампы в 2-3 раза, вместо заявленных 1000 часов.

Принцип работы

Строение диммера и принцип работы

Для размеренного повышения подаваемого напряжения достаточно, чтобы фазовый угол нарастал всего за 2-3 секунды. Рывок тока сглаживается, что способствует плавному разогреву спирали.

При зажигании лампочки полуволна отрицательного типа подаётся сквозь диод, показатель питания при этом равняется лишь половине напряжения. Заряд конденсатора происходит в положительный полупериод. Когда показатель напряжения на нём повысится до показателя открывания тиристора, на источник освещения подаётся полное сетевое напряжение и он светится в полный накал.

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:

  • резистивные;
  • трансформаторные;
  • полупроводниковые.

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:

  • Симистор – представляет собой ключ в схеме, используется для открытия или запирания участка цепи от протекания электротока. Применяется в цепях с питающим напряжением в 220В, имеет три вывода – два силовых и один управляющий.
  • Тиристор – также устанавливается  в качестве ключа и переводится в устойчивое состояние, необходимое для работы схемы.
  • Микросхема – более сложный элемент электронной схемы со своей логикой и особенностью управления.
  • Динистор – также является полупроводниковым элементом, пропускающим электрический ток в двух направлениях.
  • Диод – однонаправленный полупроводник, который открывается от прямого протекания электротока и запирается от обратного.
  • Конденсатор – емкостной элемент, основная задача которого накопление нужной величины заряда на пластинах. Для изготовления самодельных диммеров лучше использовать неполярную модель.
  • Резисторы – представляют собой активное сопротивление, для диммеров используются в делителях напряжения и токозадающих цепях. В схемах пригодятся как постоянные, так и переменные резисторы.
  • Светодиоды – пригодятся для обеспечения световой индикации в диммере.

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.

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 Включение двух диммеров в параллель.

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 про схемы подключения твердотельных реле.

Устройство диммеров для ламп накаливания

Вот несколько фото конструкций поворотных диммеров.

димер gunsan. Регулятор света

Устройство диммера Gunsan

Диммер Gunsan - вид со стороны пайки

Диммер Gunsan – вид со стороны пайки

димер makel - регулятор света

Устройство диммера Makel

Устройство диммера Makel - вид со стороны пайки

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.

Бренды диммеров для LED и ламп накалывания

В Москве в интернет-магазине покупатели могут приобрести регуляторы света таких надежных производителей:

  • Schneider-Electric.
  • Etman.
  • Videx.
  • BRT.
  • Китай.

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 диммера простая

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.

Вот так выглядит реальная схема регулятора освещения. Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется.

Практическая схема диммера

Практическая схема роторного диммера

Подробнее про работу диммера – на видео:

Подключение с использованием блока защиты

Схематическое подсоединение к сети блока защиты не вызовет труда при монтаже устройства. Подключается прибор двумя различными методами, что напрямую зависит от напряжения применяемых лампочек.

Если в осветительных приборах используются лампы на 220 В, блок защиты подсоединяется в цепь последовательным образом. Полярность проводки значения не имеет, главное – блок должен быть подключён в разрыв провода с фазой, то есть последовательно с выключателем.

Если применяемые лампы обладают меньшим напряжением (6 -24 В) и подсоединены к сети посредством понижающего трансформатора, блок защиты нужно подсоединять со стороны прихода 220 В.

Регулятор яркости своими руками

Покупка регулятора не сильно бьет по семейному бюджету, но иногда приходится делать такое оборудование самостоятельно. Основная причина – проблемы с поиском модель, которая подходит для осветительного прибора. Представленный вариант рассчитан на регулирование яркости свечения лампы накаливания, работающей в сети 220 В.

Что для этого потребуется?

Чтобы сделать простейшую модель нужны:

  1. Динистор DВ3.
  2. Симистор ВТ134 на 700 ватт, допускается подбирать и другие варианты, к примеру, ВТ138, МАС212-8.
  3. Резистор на 10 кОм, его допустимая мощность 0,25-2 Вт.
  4. Компактный переменный резистор, сопротивление от 470 до 500 кОм.
  5. Паяльник и расходники.
  6. Кусачки.
  7. Отрез кабеля, с сечением 1 кв. мм.
  8. Изолента или ТУТ подходящего диаметра.

Соединять элементы следует по представленной ниже схеме.

Как выбрать и подключить диммер для ламп накаливания

Как выбрать и подключить диммер для ламп накаливания

к содержанию ↑

Советы по выбору диммеров

При подборе регулятора для ламп накаливания, важно учесть все перечисленные выше особенности. Кроме того, специалисты рекомендуют обратить внимание на ряд дополнительных нюансов.

Если прибор планируется поместить в комнате, температура которой превышает +25 °C, лучше воспользоваться моделью, оснащенной встроенной вентиляцией или предохранителем.

Уменьшение свечения приборов

Регулирование света при помощи диммера производится с помощью метода «фазовой отсечки». В этом случае часть синусоиды отсекается, что ведет к уменьшению напряжения, которое подается на освещение

Диммеры рассчитаны на определенную мощность осветительных приборов, которую нельзя превышать. Если регулирующее устройство планируется подключить к люстре или группе светильников, нужно учитывается суммарный показатель.

Стоимость изделий варьируется в широких пределах. Наиболее бюджетными вариантами являются клавишные и поворотные модели, однако электронные предоставляют больше возможностей. При желании, можно собрать простую модель диммера своими руками.

Поскольку работа электрооборудования напрямую связана с безопасностью жилья, лучше отдать предпочтение товарам авторитетных брендов, продукция которых высоко оценивается в отзывах пользователей.

На микросхеме

Вдиммере, собранном на микросхеме, изменение величины напряжения происходит дляпотребителей на 12В – светодиодных лент, люминесцентных лам и прочегооборудования. Один из вариантов схемы приведен на рисунке ниже.

Схема диммера на микросхемеСхема 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.

Рассмотрение принципа работы диммера на видео

Товарищ очень толково рассказывает об устройстве диммера:

Понравилось? Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5

(

35

оценок, среднее:

4,83

из 5)

loading.gif

Загрузка…

Внимание! Автор блога не гарантирует, что всё написанное на этой странице — истина.
За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!

Оставьте комментарий