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.

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.

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.

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.

Диммер не регулирует яркость что делать

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.

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

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

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.

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.

Предлагаем ознакомиться  Экзотические деревья для средней полосы: уход и размножение

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.

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.

Диммер не регулирует яркость что делать

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.

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.

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

  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.
  • Проводной конструкцией. Работает по такому же принципу, но крепится не стандартным методом на стене, а на кабеле питания светильника.
  • Поворотной рукояткой с функцией надавливания. При нажатии на колесико механизм работает выключателем света, а при его вращении регулируется световой поток.
  • 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.
  • 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.

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.

Предлагаем ознакомиться  Продукты из ржи

На рынке есть несколько типов моноблочных устройств:

  1. 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.
  2. С кнопочным регулятором. Это более технически сложные и функциональные механизмы. Многофункциональность достигается за счет группирования регуляторов, управляемых с пульта дистанционного управления.
  3. 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.

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

Разновидности лампочек

Диммер не регулирует яркость что делать

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.

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.

Подключение светорегулятора

Существует несколько схем подключения диммера.

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.

Требования при установке светорегулятора

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. Диммеры чувствительны к температурному режиму окружающей среды. При температурах выше 25 градусов возможен перегрев, что чревато поломкой светорегулятора.
  4. Не следует превышать максимально разрешенную нагрузку на устройство. При необходимости рекомендуется добавить усилители мощности, с помощью которых возможна коммутация устройств до 1,8 киловатт.
  5. Нельзя одновременно подключать емкостные и индуктивные нагрузки. Это чревато поломкой прибора.

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

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

Монтаж выключателей

Схема диммера на симисторе

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.

Предлагаем ознакомиться  Как очистить кота от клея для мышей

С использованием конденсаторов

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

Схема диммера на конденсаторе
Схема диммера на конденсаторе

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

  • выключено – цепь полностью разорвана,
    лампа не горит или проходной выключатель выдает логический ноль в цепи;
  • закорочено на лампу – в цепи подключения
    диммера отсутствуют какие-либо элементы кроме электрической лампы (прибор
    освещения горит на полную мощность);
  • подключено через R – C цепь – выдает только определенный процент яркости
    освещения.

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

Схема диммера для ламп накаливания на 220В: как работают промышленные модули и самодельные конструкции

Принцип работы диммера переменного тока поможет понять график преобразования им обычной синусоиды напряжения, представленный для трех случаев подключения мощности: 85, 50 и 15% от величины начального сигнала.

Пунктирной линией синего цвета я показал форму нормальной синусоиды, которую разделил на участки:

  1. Синего цвета, обозначающую паузы в подаче электрической энергии на подключенную нагрузку.
  2. Красные, символизирующие время протекания переменного тока.

Представленный график работы диммера помогает понять, что чем короче время подачи напряжения или длиннее пауза, тем меньше выходная мощность светорегулятора. Это значит, что лампочка Ильича будет вырабатывать пониженный световой поток не одинаково.

Здесь используется тот принцип, что нить накаливания в разогретом состоянии обладает высокой инерционностью: ее свечение от чередующихся отключений и включений рабочих токов нашим глазом воспринимается как равномерное.

Типичная схема простого диммера на тиристоре SCR , диодном мосту VD1-4, динисторе ZD, диоде, переменном резисторе и конденсаторе показана ниже.

Эта схема за счет задержки времени, формируемой током заряда конденсатора, отрезает переднюю часть фронта полусинусоиды. Она обозначается leading edge — отсечка переднего фронта.

Dimmer, использующий в своей конструкции подобное простое управление на тиристорах, широко используется для работы с лампами накаливания.

Его при промышленном изготовлении выполняют в пластмассовом корпусе, который встраивается в обычную коробку подрозетника вместо выключателя. Сзади модуля имеются клеммы для подключения проводов питания и отходящей схемы.

Спереди выполнена удобная рукоятка управления световым потоком лампы накаливания. Выбором ее положения настраивают требуемый уровень освещения.

Dimmer для управления светом ламп накаливания не сложно изготовить своими руками. Одну из доступных схем для повторения с маркировкой деталей показываю ниже.

Все детали можно спаять навесным монтажом или разместить на плате. Места они много не занимают, но в целях безопасности собранную конструкцию сразу помещайте в прочный диэлектрический корпус. На схеме присутствует опасное для человека напряжение 220 вольт.

При наладке схемы изолируйте открытые места подручными средствами: пластик, бумага, изолента.

Самый распространенный вариант, подходящий для всех типов светорегуляторов — это способ замены им штатного одиночного выключателя. Dimmer просто встраивают в подрозетник на его место.

Схемы подключения диммера из двух отдельных модулей для управления одним центральным светильником позволяют регулировать освещение из разных мест протяженного помещения, например, гостиной, коридора.

Вариант подключения диммера через выключатель позволяет включать освещение на входе в кабинет, а регулировать степень освещения непосредственно на рабочем месте с учетом местных условий. Схема не сложная, удобна для применения в служебных помещениях.

Обыкновенный выключатель можно заменить на два проходных для длинных помещений. Их размещают на противоположных концах (вход и выход), а диммер располагают непосредственно на рабочем месте.

Полезные советы для эксплуатации

Изменение синусоиды

Для экономии электроэнергии при пользовании лапами накаливания регулятор выставляют на работу с минимальной мощностью. Тогда ожидаемый эффект сбережения достигнет 15%.

Полупроводниковые компоненты не любят повышения температуры. Им вреден нагрев выше 30 градусов. Если отсутствует возможность отвода тепла с них, то Dimmer лучше отключить — вывести из работы.

При ремонте электронного модуля в сервисном центре соглашайтесь на замену штатного симистора более мощной моделью. В результате получите Dimmer повышенной надежности.