Диммер – электронное устройство, позволяющее управлять напряжением в нагрузке, а значит, и мощностью. Реализовать регулировку можно несколькими способами. Но наиболее распространён фазовый способ, суть которого состоит в управлении во времени моментом отпирания силового ключа (транзистора, тиристора). В сетях переменного тока лучше всего зарекомендовали себя диммеры на основе симметричного тиристора (симистора) в виде простой и недорогой конструкции. Как сделать диммер своими руками из доступных деталей, описано в этой статье.
Схема и принцип её работы
Практически все современные симисторные диммеры бытового назначения имеют общую элементную базу. Все остальные детали схемы выполняют дополнительные функции: осуществляют индикацию, способствуют стабильной работе на пониженном напряжении, делают регулировку более плавной и так далее.
Принцип действия симисторного регулятора рассмотрим на примере наиболее распространённой схемы диммера на 220 вольт, представленной на рисунке. Основной элемент схемы – симистор VS1. Он пропускает ток в обоих направлениях при появлении на управляющем электроде отпирающего импульса. Силовые электроды VS1 подключаются последовательно с нагрузкой. Поэтому ток нагрузки равен току симистора. В цепи управления силовым ключом расположен динистор VS2, открытое и закрытое состояние которого зависит от величины напряжения на его электродах. Элементы R1, R2 и С1 участвуют в цепи заряда конденсатора С1. Диод VD1 и светодиод LED образуют цепь индикатора включенного состояния. При включении диммера симистор закрыт и ток нагрузки не протекает. В момент появления очередной положительной или отрицательной полуволны сетевого напряжения через резисторы R1 и R2 начинает протекать ток. Конденсатор С1 заряжается со скоростью, которая определяется сопротивлением указанных резисторов. Ввиду того что напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, образуется некоторый фазовый сдвиг между напряжением в сети и на С1. 
При достижении на конденсаторе напряжения равного напряжению срабатывания динистора (32В), последний открывается, что приводит к появлению импульса на управляющем электроде VS1 и его отпиранию. Через нагрузку протекает ток. Симистор находится в открытом состоянии до окончания полуволны (смены полярности) сетевого напряжения. Затем процесс повторяется.
За счёт изменения сопротивления R2 происходит увеличение (уменьшение) фазового сдвига. Чем больше сопротивление, тем дольше будет заряжаться конденсатор и тем меньше будет время открытого состояния симистора. Другими словами, вращение ручки регулятора приводит к изменению мощности в нагрузке.
Печатная плата и детали сборки
Для того чтобы собрать представленный диммер своими руками, потребуются следующие радиодетали:
- С1 – неполярный металлоплёночный конденсатор ёмкостью 0,022-0,1 мкФ-400В;
- R1 – резистор 4,7-27 кОм-0,25 Вт;
- R2 – переменный резистор со встроенным выключателем 0,5-1 МОм-0,5 Вт;
- VD1 – выпрямительный диод 1N4148, 1N4002 или аналогичные;
- VS1 – симистор BT136-600D или BT136-600E;
- VS2 – динистор DB3;
- LED – светодиод индикаторный.
Диммер в приведенной комплектации рассчитан на подключение электроприбора мощностью не более 500 Вт. Если мощность нагрузки превышает 150 Вт, то симистор крепят на радиатор. Печатная плата 25 на 30 мм доступна для скачивания здесь.
Область применения
В повседневной жизни диммер чаще всего применяют для регулировки яркости ламп освещения. Подключая его в цепь питания галогенных ламп, получают готовое устройство плавного розжига света, которое в разы продлевает срок службы осветительного прибора. Часто радиолюбители собирают диммер своими руками для регулировки нагрева паяльника. Регулятор мощности с увеличенной нагрузочной способностью можно использовать для изменения скорости вращения электродрели.
Запрещено подключать диммер к электроприборам, которые содержат электронный блок обработки сигнала (например, блок питания). Исключение составляют светодиодные лампы с возможностью диммирования.
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 делитель напряжения. 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 конденсатор, 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, как правильно выпаивать радиодетали из плат 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.
Напоследок рекомендуем просмотреть еще один мастер-класс, в котором показано, как можно сделать регулятор освещения для светодиодов:
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.
Будет интересно прочитать:
- Светодиодный прожектор своими руками
- Ремонт диммера в домашних условиях
- Как меньше платить за свет
Без сомнения такое устройство, как диммер, может оказаться полезным в любом доме. Если раньше оно представляло собой просто световой регулятор для ламп накаливания, отсюда и такое название (от англ. глагола затухать), то современные устройства выполняют не только эту функцию. Они позволяют экономить электроэнергию и продлевать срок службы ламп накаливания или галогенных светильников. Имея минимум электротехнических навыков и паяльник, несложно сделать диммер своими руками.
Как работает
Основным элементов в современных диммерах является симистор, который еще называется триак (английская версия названия). Симистор является полупроводниковым прибором и представляет разновидность тиристора. Основное его назначение — коммутация цепей переменного тока. На этих устройствах можно создавать диммеры для регулирования напряжения в цепи освещения. Обычно это 220 вольт для обычных ламп накаливания или 12 вольт для низковольтных галогеновых ламп. Хотя, в принципе, с помощью этих устройств можно создавать регуляторы для любых величин напряжения.
Симистор включается последовательно в одну цель с регулируемой нагрузкой. При отсутствии управляющего сигнала на симисторе, он заперт и нагрузка отключена. При поступлении отпирающего сигнала устройство открывается, и нагрузка включается. Характерной особенностью симистора является то, что в открытом состоянии он пропускает ток в обоих направлениях. Другая его особенность заключается в том, что для поддержания его в открытом состоянии нет нужды постоянно подавать на него управляющий сигнал.
Часто помимо симисторов схемы диммеров содержат также динисторы, которые являются разновидностью полупроводниковых диодов и служат в качестве управляющих элементов.
Благодаря этим особенностям симистора и динистора принципиальные электрические схемы диммеров достаточно просты и содержат буквально несколько простых компонентов. Это позволяет без особого труда сделать диммер собственноручно.
Схема прибора
Как работает диммер светорегулятор
Существуют разнообразные схемы диммеров, которые позволяют регулировать не только яркость света, но и управлять различными электрическими инструментами, например, паяльником или болгаркой.
Если вы собираетесь делать ремонт в квартире или в доме, будет полезным заменить обычные выключатели света на диммеры.
Схема простого диммера обычно содержит всего несколько элементов: симистор, динистор, переменное сопротивление (потенциометр), пару неполярных конденсаторов, пару резисторов.
Схем диммеров существует достаточно много. В этих схемах используется самая разнообразная элементная база. Наиболее подходящую для ваших целей схему можно легко найти в интернете.
Само изготовление устройства не представляет сложности для человека, умеющего держать в руках паяльник. Проще всего сделать навесной монтаж, соединив все элементы между собой с помощью подходящего провода.
Для этого контакты всех электронных элементов тщательно лудятся паяльником с помощью припоя и канифоли (или специального флюса). Нарезаются нужной длины проводники для соединения элементов между собой. Зачищаются с обоих концов жилы на этих проводниках и также лудятся вышеописанным способом с помощью паяльника. Затем производится монтаж в соответствии с принципиальной электрической схемой. Напоследок, все контакты необходимо изолировать для избежания короткого замыкания. Проще всего это сделать с помощью изоленты.
Для тех, кто знаком с технологией изготовления печатных плат, можно рекомендовать этот вариант сборки. Тогда устройство будет компактнее и надежнее. Технология пайки элементов аналогична вышеописанному способу. Дорожки печатной платы лудятся паяльником. Затем на место устанавливаются электронные компоненты и окончательно запаиваются.
Кстати, для удобства работы с паяльником также можно сделать диммер, что позволит регулировать температуру жала. Если у вас уже имеется промышленный диммер, но он поломался, возможно, его ремонт тоже не составит большого труда. Чаще всего из строя выходят симисторы и динисторы, например, при перегорании лампочки и короткого замыкания в ней.
Для ремонта необходимо разобрать имеющееся устройство и выпаять из него эти элементы. Затем посмотреть маркировку, чтобы установить марку элемента, и приобрести такое же или аналогичное. Окончательный шаг в ремонте – пайка новых элементов и сборка.
Видео “Делаем диммер дома”
Подключение
Подключение диммера не должно вызвать затруднения. Устройство имеет обычно два входных контакта и два выходных, подключаемых к нагрузке. Однако, есть небольшой нюанс. Чтобы устройство работало правильно, необходимо согласно указанной маркировке на корпусе диммера (промышленного образца) или принципиальной схеме (для собранного своими руками) подключить фазовый и нулевой провода.
Выбор готового прибора
Главным критерием при выборе готового прибора является соответствие мощности нагрузки той мощности, которую может обеспечить устройство. Например, если вы подключаете люстру с тремя лампами по 100 Вт, что соответствует суммарной мощности в 300 Вт, то и устройство должно обеспечивать эту мощность с небольшим запасом, например 400-500 Вт.
Вторым критерием может быть тип управления устройством. Можно выделить такие типы управления:
- c поворотной ручкой (с использованием потенциометра). Относится к самым простым и доступным по цене устройствам;
- c клавишным управлением. Предусматривает электронную схему управления;
- c сенсорным управлением. Имеются сенсорные клавиши;
- c дистанционным управлением ИК-пультом;
- c голосовым управлением.
По мере сложности устройства возрастает его цена. Поэтому, исходя из своих финансовых возможностей вы сможете выбрать наиболее подходящее решение.
Видео “Диммер своими руками”
Как изготовить данное устройство, как составить схему и провести его монтаж – узнаете из видео, которое мы подготовили для вас ниже.