Иногда возникает необходимость изменять интенсивность освещения. Делают это при помощи регуляторов яркости света, которые чаще называют «диммер». Большая часть устройств монтируется вместо обычного выключателя — прямо в ту же монтажную коробку, да и выглядят многие похоже. Как же подключить диммер своими руками? Просто — в фазный провод последовательно с нагрузкой. Схемы установки регуляторов просты, справиться можно самостоятельно.
Назначение и функции
Диммеры (на английском dimmer) в быту используются для регулировки яркости ламп, температуры нагревательных приборов (паяльников, утюгов, электроплит и т.п.). Эти устройства называют еще регуляторами яркости света или светорегуляторами, хоть это только одна из возможных областей применения. Наиболее эффективно работают с лампами накаливания, позволяя продлить срок их службы, так как при наличии в цепи питания диммера, на лампу при включении подается минимальный ток. А как известно, именно стартовые броски являются причиной выхода их из строя.
Нельзя использовать диммеры с трансформаторными или импульсными источниками питания (телевизоры, радиоприемники и т.п.). Это обусловлено особенностями работы устройства — на выходе сигнал выглядит не как синусоида, а только ее часть (верхушки срезаются ключами). При подаче такого питания, аппаратура выходит из строя.
Обратите внимание! С люминесцентными лампами обычные регуляторы света использовать нельзя. Такая связка или не будет работать совсем, или лампа будет мигать. Для работы с этими источниками есть специальные устройства с другой схемой. Вообще, обычные светорегуляторы управлять могут только лампами накаливания или светодиодными. При подключении к ним энергосберегающих начинается «мигание» света, а галогенные просто не регулируются. Но регулировать яркость света можно и для этих типов ламп — есть специальные диммеры, но стоят они дороже.
Самые первые светорегуляторы были электромеханическими и могли только регулировать яркость свечения ламп накаливания. Современные могут предоставлять еще целый ряд дополнительных функций:
- отключение света по таймеру;
- включение и отключение освещения в определенное время (эффект присутствия, используется при длительных отъездах);
- акустическое управление (по хлопку или голосом);
- возможность дистанционного управления;
- различные режимы работы ламп — мигание, изменение температуры света и т.п;
- возможность встраивания в систему «умный дом».
Самые простые диммеры по-прежнему только регулируют яркость освещения, но и эта функция оказывается очень полезной.
Устройство и виды
Диммеры делают на основе разной элементной базы. Все они имеют свои особенности и недостатки. И чтобы понять, что такое диммер и как он работает, надо разобраться из чего сделано конкретное устройство. Итак, могут быть варианты:
При выборе устройства не столь важно знать, к какому типу он относится, сколько важно учитывать характер нагрузки, к которой он будет подключаться (лампы накаливания и светодиодные или люминесцентные и экономки).
По виду исполнения диммеры бывают:
- Модульные для установки в на дин-рейку. Подключить диммер такого типа можно с лампами накаливания, галогенными светильниками с понижающим трансформатором. Для удобства использования они имеют выносную кнопку управления или клавишный выключатель. Такие устройства удобны, например, для регулирования освещенности двора и входных ворот из дома, лестничной площадки или входной двери.
- Диммеры на шнуре. Это мини-устройства, позволяющие регулировать яркость свечения осветительных приборов, которые включаются в розетку — настольные лампы, бра, торшеры. Только стоит знать, что совместимы они в основном, с лампами накаливания.
- Для установки в монтажную коробку. Ставятся в монтажную коробку под выключатель (в ту же коробку). Совместимы с лампами накаливания, светодиодными, галогенными понижающим и электронным трансформатором. Управляются кнопкой, которая ставится поверх устройства или подключаются к системе «умный дом».
- Моноблочный. По внешнему виду очень напоминает обычный выключатель, ставится в такую же монтажную коробку, можно вместо выключателя. Включаются в разрыв фазной цепи (схемы ниже). Этот тип имеет большое видовое разнообразие. С какими лампами можно подключать такой диммер, должно быть указано на корпусе, но если это электронная схема, то работают они с лампами накаливания и некоторыми галогенными и светодиодными (на которых написано диммируемые или стоит сообвтевтующий знак). Управляться могут:
В частных домах и квартирах ставят чаще всего моноблочные диммеры. В доме еще может пригодиться модульное исполнение — для изменения яркости освещения придомовой территории с возможностью контроля его из дома. Для таких случаев есть модели, которые позволяют управлять освещенностью с двух мест — проходные диммеры (работают по принципу ).
Схема подключения моноблочного диммера
Чаще всего самостоятельно подключают моноблочные регуляторы света. Их ставят вместо выключателя. При однофазной сети схема подключения такая же, как и на обычном выключателе — последовательно с нагрузкой — в разрыв фазы. Это очень важный нюанс. Диммеры ставят только в разрыв фазного провода. Если подключить диммер неправильно (в разрыв нейтрали), электронная схема выйдет их строя. Чтобы не ошибиться, перед установкой надо точно определиться, какой из проводов фаза, а какой — нейтраль (ноль).
Если речь идет об установке диммера на место выключателя, то надо сначала отключить провода от клемм выключателя (с отключенным на щитке питанием), включить автомат и тестером, мультиметром или индикатором (отвертка со светодиодом) найти фазный провод (при прикосновении щупом к фазе на приборе появляются какие-то показания или загорается светодиод, а проводе нейтрали (ноля) никаих потенциалов быть не должно).
Найденную фазу можно каким-то образом обозначить — поставить на изоляции черту, наклеить кусок изоленты, цветного скотча и т.п. Затем питание снова отключают (входной рубильник на щитке) — можно подключать диммер.
Схема подключения регулятора света проста: на вход устройства подается найденный фазный провод, с выхода провод идет на нагрузку (на рисунке на распределительную коробку, а оттуда — на лампу).
Есть два вида диммеров — в одних входной и выходной контакт подписаны. В таком случае надо следовать указаниям и подавать фазу именно на подписанный вход. На других устройствах входы не подписаны. В них подключение фазы произвольное.
Рассмотрим как подключить диммер с поворотным диском. Сначала надо его разобрать. Для этого вынимаем диск — его надо потянуть на себя. Под диском находится кнопка, которая фиксируется прижимной гайкой.
Эту гайку откручиваем (можно пальцами) и снимаем лицевую панель. Под ней находится монтажная пластина, которую потом будем прикручивать к стене. Диммер разобран и готов к установке.
Подключаем его по схеме (смотрите ниже): фазный провод заводим на один вход (если есть маркировка входа, то на него), ко второму входу подсоединяем проводник, который идет на лампу/люстру.
Осталось закрепить. Вставляем подключенный регулятор в монтажную коробку, закрепляем его винтами.
Затем накладываем лицевую панель, фиксируем ее снятой ранее гайкой и, в последнюю очередь устанавливаем поворотный диск. Диммер установлен. Включаем питание, проверяем работу.
Как подключить диммер к светодиодной лампе (LED) или ленте
Принципиальных отличий в способе подключения нет. Особенность состоит только в том, что диммер ставится перед контроллером светодиодных ламп или лент (смотрите схему). Других отличий нет.
Все точно также: диммер ставится в разрыв фазного провода, но его выход подается на вход контроллера led лампы или ленты.
Установка регулятора яркости света Fibaro FGD211 с выключателем
Особенность этой модели в том, что она совместима с системой «умный дом» и управляется с компьютера. Есть устройства, управляющиеся с регулятором, установленным в удобном месте.
Диммеры, которые устанавливаются в монтажную коробку к выключателю тоже ставятся в разрыв фазного провода, но сам процесс их установки немного отличается. Все также снимается выключатель, находим фазу, провод маркируем. Далее берем диммер, соединяем перемычкой (отрезком медного провода в оболочке) клеммы 0 и N. К контактам S1 и Sx подсоединяем отрезки проводов длиной 7-10 см.
Следующий шаг — подключение регулятора к проводке. Фазный провод устанавливаем на разъем с буквой L, нулевой — на N. Подключенное устройство заправляем в монтажную коробку (провода подгибаем).
Рамку выключателя прикручиваем на место, затем надеваем лицевую накладку и клавиши, программируем систему и проверяем работу.
Если потребуется подключить диммер с управлением от кнопки, в нем будут еще два контакта, к которым надо будет подключить выносную кнопку.
Особенности выбора и эксплуатации
При выборе диммера надо обращать внимание не только на то, с какими лампами он может работать и какие функции у него имеются. Необходимо еще смотреть на какую суммарную нагрузку он рассчитан. Максимально один регулятор яркости света может «потянуть» 1000 Вт нагрузки, но большая часть моделей рассчитана на 400-700 Вт. У именитых производителей в зависимости от мощности наблюдается солидная разница в цене. У китайских изделий ощутимой разницы в стоимости не наблюдается.
| Наменование | Мощность | Максимальный ток | Совместимость | Цена | Производитель |
|---|---|---|---|---|---|
| Volsten V01-11-D11-S Magenta 9008 | 600 Вт | 2 А | Лампы накаливания | 546 руб | Россия/Китай |
| TDM Валдай RL | 600 Вт | 1 А | Лампы накаливания | 308 руб | Россия/Китай |
| MAKEL Mimoza | 1000 Вт/IP 20 | 4 А | Лампы накаливания | 1200 руб | Турция |
| Lezard Мира 701-1010-157 | 1000 Вт/IP20 | 2 А | Лампы накаливания | 770 руб | Турция/Китай |
Второй момент, который надо помнить — светорегуляторы работают с минимальной нагрузкой. У тех, в большинстве случаев минимум — 40 Вт, у некоторых тысячников — 100 Вт. Если подключенные лампы имеют меньшую мощность, они могут мигать или не будут загораться. Такое случается, когда вместо ламп накаливания ставят светодиодные. В этом случае одну из ламп оставляют старую (накаливания), которая и будет обеспечивать требуемый минимум нагрузки.
Другие особенности эксплуатации связаны с совместимостью. Как уже говорилось, обычные диммеры не могут работать с лампами дневного света (с энергосберегающими в том числе). Галогенные же на изменения формы импульса просто не реагируют. И если вы решили заменить лампы накаливания на более экономичные, скорее всего вам придется менять и регулятор яркости.
Для настройки яркости ламп накаливания применяются специальные регуляторы. Данные устройства еще называются диммерами. Они существуют разных модификаций, и в случае необходимости в магазине всегда можно подобрать необходимую модель. В основном они заменяют собой выключатель в лампе накаливания. Простейшая модификация включает в себя один поворотный контроллер с ручкой. При настройке яркости изменяется дополнительно показатель потребления электроэнергии.
Если вспомнить старые времена, то регуляторы для настройки яркости не использовались. Вместо них устанавливались специальные реостаты. С их помощью также можно было регулировать люминесцентные лампы. В целом со своими обязанностями они справлялись хорошо, однако у них был один недостаток. Связан он с Как говорилось ранее, современные регуляторы затрачивают меньше электричества, если их использовать не на полную мощность. В случае с реостатами это правило не действует. При минимальной мощности расходуется электричество так же, как и при максимуме. Излишки в данном случае преобразуются в тепло.
Схема обычного регулятора
Простая схема регулятора яркости предполагает использование потенциометра линейного типа, а также пары транзисторов с небольшой мощностью. Для подавления высокой частоты в системе применяются конденсаторы. Сердечники в устройствах данного типа нужны только ферритового типа. Непосредственно перед клеммами устанавливается динистор с тиристором.
Как установить поворотный регулятор в лампу?
Для того чтобы настольная лампа с регулятором яркости работала нормально, следует проверить напряжение на полупроводнике. Сделать это можно при помощи обычного тестера. Далее следует осмотреть плату лампы накаливания. Если она установлена однокального типа, то все сделать довольно просто. Выходные полупроводники важно присоединить к выходным отверстиям, на которых имеется отрицательная полярность. В данном случае сопротивление максимум должно составлять 3 Ома. Для проверки устройства необходимо провернуть котроллер и следить при этом за яркостью лампы накаливания.
Установка кнопочного регулятора в лампу
Чтобы регулятор яркости лампы накаливания работал исправно, важно внимательно ознакомиться с управленческой платой устройства. Далее необходимо подсоединить все контакты. Если схема используется многоканальная, то напряжение на ней проверяется тестером. Непосредственно соединение контактов осуществляется при помощи пайки. Важно при этом во время работы не задеть резисторы. Дополнительно необходимо позаботиться об изоляции проводки. Перед включением регулятора нужно проверить надежность всех соединений. После подачи электроэнергии необходимо попробовать изменить яркость, нажимая на кнопку.
Высоковольтные регуляторы яркости
Высоковольтный регулятор яркости освещения, как правило, можно встретить в театрах. Там лампы накаливания используются довольно мощные, и устройства должны быть способными выдерживать большие нагрузки. Симисторы для этой цели применяются высоковольтные (с маркировкой КУ202). Транзисторы используются биполярные, однако обычные их модификации также устанавливаются.
Припаиваются возле тиристоров и необходимы для быстрой передачи сигнала. Стабилитроны чаще всего можно встретить с маркировкой Д814. Стоят они в магазине довольно дорого, и это следует учитывать. в системе способны выдерживать на уровне 60 Ом. В это время обычные аналоги сплавляются только с 5 Ом.
Модели с прецизионными резисторами
Регулятор яркости с резисторами данного типа рассчитан на лампы накаливания средней мощности. Стабилитроны в данном случае применяются на 12 В. Переменные резисторы в регуляторах встречаются довольно редко. Низкочастотные модификации использоваться могут. Повысить коэффициент проводимости в данном случае можно за счет увеличения количества конденсаторов. За симистором они обязаны располагаться попарно. В таком случае тепловые потери будут минимальными. Отрицательное сопротивление в сети порой представляет серьезную проблему. В конечном счете перегрузка приводит к поломке стабилитрона. Электролитические конденсаторы с низкочастотными помехами справляются довольно успешно. Главное при этом - не давать резко высокое напряжение на лампу.
Схема регулятора с высокомегаомными резисторами
Регулятор яркости данного типа может использоваться для управления лампами разного типа. Схема его включает высокомегаомные резисторы а также обычный стабилитрон. Тиристор в данном случае устанавливается рядом с конденсатором. Для снижения предельной частоты специалисты часто используют предохранители плавкого типа. Они способны выдерживать нагрузку на уровне 4 А. При этом предельная частота на выходе будет составлять максимум 50 Гц. Симисторы общего назначения входное напряжение способны выдерживать на уровне 15 В.
Выключатели с регуляторами на полевом транзисторе
Выключатели с регулятором яркости на отличаются хорошей защитой. Короткие замыкания в системе происходят довольно редко, и это, несомненно, является преимуществом. Дополнительно следует учитывать, что стабилитроны для регуляторов могут применяться только с маркировкой КУ202. В данном случае они способны работать с резисторами малой частоты и хорошо справляться с помехами. Симисторы в схемах располагаются за резисторами. Предельное сопротивление в системе обязано поддерживаться на уровне 4 Ом. Напряжение на входе резисторы держат примерно 18 В. Предельная частота, в свою очередь, не должна превышать 14 Гц.
Регулятор с подстроечными конденсаторами
Регулятор яркости с подстроечными конденсаторами может успешно использоваться для настройки мощности люминесцентных ламп. Выключатели в данном случае должны располагаться за диодным мостом. Стабилитроны в схеме нужны для подавления помех. Резисторы переменного типа, как правило, предельное сопротивление выдерживают на уровне 6 Ом.
При используются исключительно для поддержания напряжения на должном уровне. Симисторы через себя способны пропускать ток на уровне примерно 4 А. Предохранители плавкого типа в регуляторах встречаются довольно редко. Проблема с электропроводимостью в таких устройствах решается при помощи переменного резистора на выходе.
Модель с простым тиристором
Регулятор яркости света с простыми тиристорами больше всего подходит для кнопочных моделей. Система защиты, как правило, в нем отсутствует. Все контакты в регуляторе изготавливаются из меди. Максимум сопротивление на входе обычный тиристор способен выдержать 10 В. Для поворотных контроллеров они подходят плохо. Прецизионные резисторы с такими регуляторами работать не способны. Связано это с большим уровнем отрицательного сопротивления в цепи.
Высокочастотные резисторы также устанавливаются довольно редко. В данном случае уровень помех будет значительным и приведет к перегрузке стабилитрона. Если говорить про обычные настольные лампы, то лучше всего использовать обычный тиристор на пару с проволочными резисторами. Проводимость тока у них находится на довольно высоком уровне. Они редко перегреваются, мощность рассеивания в среднем колеблется в районе 2 Вт.
Использование переменных конденсаторов в схеме
Благодаря использованию переменных конденсаторов удалось добиться плавной смены яркости ламп накаливания. При этом электролитические модели работают совершенно иначе. Транзисторы для таких конденсаторов больше всего подходят на 12 Вт. Напряжение на входе должно поддерживаться на уровне 19 В. Также следует предусмотреть использование плавких предохранителей. Тиристоры, как правило, применяются с маркировкой КУ202. Для поворотных модификаций они подходят хорошо. Для повышения коэффициента проводимости потенциометры применяют с выключателями сети.
Устройство однопереходного регулятора
Однопереходный регулятор яркости света славится своей простотой. Резисторы в нем, как правило, применяются на 4 Вт. При этом напряжение максимум он способен держать на уровне 14 В. При его использовании важно учитывать, что во время работы лампочка может мерцать. Плавкие предохранители в устройствах используются довольно редко.
На входе номинальный ток максимум может оставлять 4 А. Тиристоры типа КУ202 способны в такой системе работать только на пару с диодным мостом. Симистор в устройстве необходимо подключать за резистором. Чтобы подсоединить регулятор яркости к лампе, нужно зачистить все контакты. Корпус для устройства важно применять диэлектрический. В таком случае безопасность работы будет гарантирована.
Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, это как правило, от 20% до 100%. Выставлять яркость меньше не имеет смысла, поскольку большинство ламп просто не работают в таком режиме или дают мизерное количество света, которого хватит только на свечение лампы, но при этом ничего освещать она не будет. Можно пойти в магазин и купить готовый прибор, но сейчас цены на данные устройства очень завышены и не соответствуют получаемому изделию. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы самостоятельно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 В и 220 В своими руками.
На симисторе
Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой — симистор.
Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют . Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ — симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается , тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.
Значение (t*) — это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:
Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт
На тиристорах
Вы можете не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах, которые можно легко достать из старой неработающей аппаратуры и плат, по типу телевизоров, магнитофонов и т.д. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.
Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод тиристора V1. Ключ открывается, пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2 и конденсатора С2, который заряжается через цепочку R1, R2, R5.
Фазные регуляторы - димеры можно использовать не только для регулировки яркости ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятора вытяжки, можно сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала для улучшения качества пайки.
Видео инструкция по сборке:
Сборка тиристорного диммера
Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами из-за особенностей их работы.
Конденсаторный светорегулятор
На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные диммеры. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больший ток он пропускает через себя. Таким образом, с помощью конденсатора можно уменьшить мощность, подаваемую на лампу, однако этот способ не позволяет производить регулировку плавно. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, все зависит от требуемых параметров яркости, а следовательно, от емкости конденсатора, которая связана с его размерами.
Как видно из схемы, есть три положения: 100% мощности, через гасящий конденсатор (уменьшение мощности) и выключено. В устройстве используется неполярный бумажный конденсатор, который можно раздобыть в старой технике. О том, мы рассказали в соответствующей статье!
Ниже приведена таблица, связывающая емкость и напряжение на лампе.
На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник и с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника.
На микросхеме
Для регулирования мощностью, подаваемой на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы - КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств за счет малого числа радиодеталей. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает некоторыми функциями защиты.
С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12 В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в малом КПД и максимально возможной мощности подключаемой нагрузки, в следствие этого, есть необходимость установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла. Однако, это идеальный вариант для маломощных схем постоянного тока и низкого напряжения, за счет своей простоты и универсальности.
Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и давал возможность регулировать яркость светодиодов от ноля до максимума.
Отличный вариант — диммер на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами. Установив высокую частоту работы схемы, можно избавиться от мерцания, которое часто возникает из-за дешевых покупных диммеров и вызывает быструю усталость и раздражение глаз у человека.
В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны, что позволяет подключать более мощную нагрузку и использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором на КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.
Изготовление регулятора света на 12 Вольт
Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.
Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.
Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.
Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.
С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света - это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.
Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».
В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.
Принцип действия:
Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:
R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.
Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.
Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока , хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.
Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.
Расчёт выходного тока достаточно прост:
Получается достаточно компактное решение:
Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:
P=Uвх-Uвых/I
Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход - импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.
Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка
ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.
При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).
Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.
Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант - это собрать ШИМ-контроллер . Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:
А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.
Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В
Ответ на этот вопрос простой: практически не регулируются - т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.
Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS - разных форм, исполнений и цоколей.
Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В
Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме . 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.
Различают такие диммеры по фронту работы:
1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:
2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.
Отсюда следует:
Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.
Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.
Регулировка яркости светодиодных ламп - рациональное решение 12В
Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе , но это не влияет на возможность регулирования.
Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.
Таким же образом, как и регулируют яркость . Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».
Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.
Вот пример использования такого решения:
Ранее применялись их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт - это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.
Заключение
Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками - увеличить частоту ШИМ.
— очень удобная штука, так как позволяет плавно регулировать яркость свечения ламп накаливания. Как оказалось, выключатели с регулятором могут существенно отличаться по характеристикам и это необходимо учитывать.
В своем новом доме, я становил два выключателя с регулятором — одни на лампы арки, другой на люстру в зале. Оба регулятора были идентичны, и, при крайнем левом положении регулятора, лампы накаливания светились в пол накала. Т.е. по всей видимости, был применен простейший принцип управления тиристором, при котором, минимальное напряжение составляло 50% от максимально, т.е. примерно 110 вольт.
После трех лет эксплуатации, выключатель стоящий на арке вышел из строя: перестал отключаться из-за проблем с механизмом разъединения контактов. В запасе был еще один выключатель с регулятором.
Выключатель света с регулятором в упаковке
Упаковка выключателя, в очередной раз подтверждает, что российская промышленность полностью деградировала: штрих-код российский, но выключатель произведен в Китае.
Характеристики:
- Напряжение 250 В;
- Частота тока 50 Гц;
- Номинальный ток 2,5 А;
- Степень защиты IP 20;
- Мощность 500 Вт.
Собственно, нас интересует, в первую очередь мощность. Как правило, мощности 500 Вт вполне хватает для люстры, не говоря об лампочках арки.
Степень защиты данного выключателя IP 20 , т.е. выключатель предназначен для «стандартных» условий эксплуатации, например, жилых помещений. Данный выключатель не стоит использовать в ванной, так как в ней повышенная влажность воздуха.
Выключатель предназначен для установки в монтажную коробку.
Тыльная сторона выключателя
У меня установлена металлическая монтажная коробка в которую заходит один двухжильный электрический кабель.
Металлическая монтажная коробка
Монтаж выключателя очень прост: подключаете два провода, вставляете выключатель со снятой верхней крышкой в монтажную коробку и затягиваете отверткой два винта до надежной фиксации выключателя в коробке.
Крышка выключателя крепиться при помощи гайки.
Крышка выключателя крепиться при помощи гайки
А вот так выглядит выключатель с регулятором после монтажа.
Пришла пора сказать, чем новый выключатель с регулятором отличается от старого. Новый выключатель позволяет регулировать напряжение практически от нуля вольт до максимального, т.е. от 0 до 220 в. Для меня — это плюс, так как лампочки арки используются в качестве «дежурного» освещения в ночное время.
На фото видно, что в лампе накаливания спираль едва нагревается при подаче минимального напряжения.
Признаюсь честно, что не пробовал использовать выключатель с энергосберегающими лампами, так что пока не могу сказать, будет работать эта связка или нет.
