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.
Это интересно: Сработает ли дифавтомат без заземления?
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.
Для регулирования мощностью на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы — КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает 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 12В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в необходимости установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла.
Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и возможностью регулировки яркости светодиодов от ноля до максимума. Для не очень ленивых мастеров можно предложить сделать диммер дома на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами.
В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны и позволяют использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором 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
Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт
Сборка тиристорного диммера
Изготовление регулятора света на 12 Вольт
Такой диммер будет работать от напряжения сети 220В напрямую, схема отличается относительной простотой, поэтому собрать ее под силу даже начинающему радиолюбителю. Принцип регулирования напряжения в этом диммере заключается в отсекании определенного полупериода синусоиды, благодаря чему снижение электрического параметра приводит к реальной экономии электроэнергии.
Посмотрите на схему подключения, симистор – это электронный ключ, который управляется сигналами с динистора, включенного во времязадающую R — C цепочку.
Схема диммера на симисторе
Работа схемы заключается в следующем: после подключения фазы 220В к диммеру, на времязадающую цепочку C1 – R1 – R2 будет подано напряжение, так как динистор VS1 закрыт, ток протекает только через конденсатор и резисторы.
В зависимости от установленного поворотным резистором омического сопротивления будет зависеть и величина тока. От величины тока зависит и скорость заряда конденсатора C1, при достижении нужной величины потенциала на котором произойдет открытие динистора.
Через цепь открывшегося динистора на симистор VS2 подается сигнал открытия, срабатывает ключ, пропускающий определенную часть полупериода к нагрузке. Ток удержания в симисторе не возникает, поэтому с разрядом конденсатора вся цепь переходит в исходное состояние вплоть до следующего полупериода, который откроет ключ и подаст на нагрузку потенциал.
Изменение синусоиды
Как видите, такая схема диммера осуществляет регулировку яркости «обрезая» форму синусоиды до определенного импульса, уменьшая и величину напряжения, и его действующее значение. В виду нестабильного колебания кривой такую модель светорегулятора однозначно можно подключать к лампам накаливания, поскольку они не восприимчивы к форме напряжения. Что касается светодиодных и люминесцентных моделей, их нужно тестировать на уже готовом диммере.
Чтобы изготовить такой диммер для практического использования, лучше взять печатную плату. Так как при стационарной установке при регулировании напряжения вам понадобится жесткое крепление к конструкции. Ее можно как заказать, так и изготовить самостоятельно.
Процесс сборки состоит из следующих этапов:
Перенесите эскиз на фольгированную плату, в местах монтажа соответствующих деталей сделайте разметку. Дорожки наведите нитрокраской и протравите плату диммера в хлорном железе.
Протравите плату
В процессе травки плату нужно переворачивать, а после окончания, достаньте и полудите ее, промойте спиртом и просверлите отверстия для ножек.
Сделайте отверстия
Поместите ножки радиодеталей в просверленные отверстия под них.
Поместите ножки радиодеталей в отверстия
Если вы разметили монтажные площадки, придерживайтесь данной разметки.
Разогрейте паяльник и нанесите слой олова с обратной стороны платы диммера.
Припаяйте ножки радиодеталей
Протестируйте собранную конструкцию на лампе накаливания, если она работает как надо, можете собирать диммер в корпус.
Опробуйте работоспособность на лампе накаливания
Схема на симисторах:
В этой схеме задающий генератор построен на двух симисторах, триаке VS1 и диаке VS2. После включения схемы конденсаторы начинают заряжаться через резисторную цепочку. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения открытия симистора, через них начинает течь ток, а конденсатор разряжается
Чем меньше сопротивление резистора, тем быстрее заряжается конденсатор, тем меньше скважнось импульсов
Изменение сопротивления переменного резистора регулирует глубину стробирования в широком диапазоне. Такую схему можно использовать не только для светодиодов, но и для любой сетевой нагрузки.
Диммер на микросхеме N555
Микросхема N555 представляет собой аналогово-цифровой таймер. Важнейшее ее преимущество – способность работать в большом диапазоне питающего напряжения. Обыкновенные микросхемы с TTL логикой работают от 5В, а логическая единица у них – 2,4В. КМОП серии более высоковольтные.
Но схема генератора с возможностью изменения скважности получается достаточно громоздкая. Так же у микросхем со стандартной логикой повышение частоты уменьшает напряжение выходного сигнала, что не даёт возможность коммутировать мощные полевые транзисторы и подходит лишь для небольших по мощности нагрузок
Таймер на микросхеме N555 идеально подходит для шим-контроллеров, поскольку одновременно позволяет регулировать и частоту, и скважность импульсов. Напряжение на выходе составляет около 70% напряжения питания, за счёт чего ей можно управлять даже мосфетовскими полевыми транзисторами с током до 9А
При крайне низкой стоимости используемых деталей затраты на сборку составят 40-50 рублей.
А эта схема позволит управлять нагрузкой на 220В с мощностью до 30 Вт:
Микросхему ICEA2A после небольшой доработки можно безболезненно заменить менее дефицитной N555. Затруднение может вызвать необходимость самостоятельной намотки трансформатора. Мотать обмотки можно на обычном Ш-образном каркасе от старого перегоревшего трансформатора на 50-100Вт. Первая обмотка — 100 витков эмалированного провода диаметр 0.224мм. Вторая обмотка — 34 витка проводом 0.75мм (площадь сечения допустимо уменьшить до 0.5мм), третья обмотка – 8 витков проводом 0.224 – 0.3мм.
Диммер на тиристорах и динисторах
Светодиодный диммер 220В с нагрузкой до 2А:
Это двухмостовая полуволновая схема состоит их двух зеркальных каскадов. Каждая полуволна напряжения проходит через свою цепочку тиристор-динистор
Глубина скважности регулируется переменным резистором и конденсатором
При достижении определённого заряда на конденсаторе он открывает динистор, через который течёт ток на управляющий тиристор. При смене полярности полуволны процесс повторяется во второй цепочке.
Диммер для светодиодной ленты
Схема диммера для светодиодной ленты на интегральном стабилизаторе серии КРЕН.
В классической схеме подключения стабилизатора напряжения, значение стабилизации задается резистором, подключённым к управляющему входу. Добавление в схему конденсатора С2 и переменного резистора превращает стабилизатор в некое подобие компаратора.
Преимущество схемы в том, что она совмещает сразу и драйвер питания и диммер, поэтому подключение не требует дополнительных цепей. Недостаток – при большом количестве светодиодов на стабилизаторе будет значительное тепловыделение, что требует установки мощного радиатора.
Как подключить диммер к светодиодной ленте зависит от задач диммирования. Подключение перед драйвером питания светодиодов позволит регулировать только общую освещённость, а если собрать несколько диммеров для светодиода своими руками и установить их на каждый участок светодиодной ленты уже после блока питания, появится возможность регулировать зональное освещение.
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.
Рисунок печатных плат LED диммера
Рисунок платы можно скачать в архиве. Схема питается от напряжения БП 12V с разъема CN2, этот разъем стандартный, с которым не будет никаких проблем подключить к специальному блоку питания, которые существуют на рынке. Светодиод D1 — это индикатор поступления питания и работы устройства.
Принципиальная схема имеет несколько частей — это генератор с регулируемой шириной импульсов ШИМ, драйвер, и усилитель мощности с MOS-FET транзистором. Максимальная мощность нагрузки может составлять более 200 ватт, так как транзистор RFP50N06 держит ток до 50 ампер.
Детали для сборки схемы диммера не дефицитные, они есть в продаже, это касается и таких радиоэлементов, как микросхемы CD40106BE и TL081, полевые транзисторы RFP50N06 и BS170. При необходимости замены смотрите даташиты и подбирайте аналоги.
No tags for this post.
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
Диммер — новомодное название прибора, чаще именуемого у нас светорегулятором и предназначенного для плавного регулирования мощности электроприборов, прежде всего светильников (в английском «dim» означает «затемнять»). Вещь в хозяйстве весьма полезная, но покупать её совсем не обязательно. В том смысле, что любой желающий, хоть раз державший в руках паяльник, может изготовить такой прибор своими руками. Далее мы расскажем, как это делается.
Виды диммеров
Самой простой разновидностью диммеров можно считать любой переменный резистор, например, известный всем ещё со школы реостат. Если включить его последовательно с лампой накаливания, то при изменении положения бегунка её яркость будет меняться. Однако применять такой диммер крайне невыгодно, поскольку он не уменьшает потребляемую мощность, а только «перетягивает» часть её на себя, превращая в тепло.
Общий вид диммера
Практичный вариант светорегулятора — автотрансформатор. Вторичная обмотка этого устройства имеет несколько пар выводов, на которых формируется различное выходное напряжение. При подключении нагрузки к той или иной паре она будет работать с различной мощностью.
Диммеры на основе автотрансформаторов имеют ряд преимуществ:
- потребляют из питающей сети только ту мощность, которая в данный момент необходима;
- независимо от соотношения входного и выходного напряжений дают на выходе синусоидальный ток практически без искажений;
- не создают помех.
Но такие приборы имеют сравнительно большие размеры и вес, а для регулировки приходится применять механические переключатели, так что применяются они сегодня только в редких случаях.
К настоящему моменту популярными стали электронные диммеры, собираемые на полупроводниковых элементах. Это компактные, невесомые приборы.
Принцип работы электронного диммера
Регулировка мощности заключается не в преобразовании напряжения, как это происходит в случае с трансформатором: диммер пропускает ток только при определённом его (напряжения) значении. Напомним, что напряжение в сети переменного тока постоянно колеблется по синусоиде от -230 В до 230В.
Электронный диммер заводского производства
То есть электронный диммер представляет собой высокочастотный выключатель, который успевает включиться и отключиться в течение каждого полупериода переменного тока. Таким образом, нагрузка оказывается подключённой к сети не всё время, а только в течение некоторой доли полупериода, за счёт чего уменьшается среднее напряжение и мощность электротока.
Очевидно, что ток на выходе электронного диммера имеет уже далеко не синусоидальную характеристику: это скорее некая его переменно-пульсирующая разновидность. Если построить график, часть каждой волны синусоиды будет как бы отсечена.
Важно знать, что такое питание подходит не всем приборам. В тех из них, которым требуется ток с низким коэффициентом гармоник, может перегреваться обмотка, вследствие чего устройство выйдет из строя.
Из бытовых потребителей к данной категории в первую очередь относятся:
- электродвигатели;
- приборы с импульсным блоком питания;
- устройства с трансформаторным питанием: телевизоры, радиоприёмники, люминесцентные светильники с электронным балластом;
- индукционные трансформаторы галогенных светильников.
Но всё сказанное относится только к самым простым электронным диммерам с классической схемой. Более сложные светорегуляторы, которые к настоящему моменту не только разработаны, но и выпускаются серийно, являются «всеядными» — они могут подключаться к любой нагрузке. Главное — правильно выбрать модель.
Есть у электронных диммеров ещё один недостаток: в самом простом исполнении (такие модели стоят дешевле всего) они являются источником ощутимых электромагнитных помех как в радиочастотном диапазоне, так и в подключённых к ним проводах. В помещении, где установлен светорегулятор, может быть затруднено прослушивание радиоприёмника, возможны нарушения в работе измерительной аппаратуры, а также звукозаписывающей — в виде фона.
Способ устранения существует — нужно усовершенствовать схему, дополнив её фильтром. В этом качестве используются дроссели, они могут быть дополнены конденсаторами (индуктивно-ёмкостный фильтр). Диммеры с фильтрами стоят несколько дороже.
Лампа накаливания, на которую подаётся уменьшенное электронным диммером напряжение, издаёт свистящий звук, едва слышимый, однако хорошо заметный в полной тишине. Чем мощнее лампа, тем интенсивнее будет свист. Дело в том, что своеобразный ток, получаемый на выходе диммера, вызывает в нити накала механические колебания, которые и приводят к появлению такого звука.
Это явление называется магнитострикцией. Она имеет место и при подключении напрямую, то есть без диммера, но в этом случае проявляет себя в гораздо меньшей степени, и слышимых человеком звуков не производит.
Как сделать устройство своими руками
Обычный диммер прост и дёшев в изготовлении, так как для этого требуется небольшое количество вполне доступных радиодеталей. Вот главные из них:
- Тиристор: это полупроводниковый элемент, в котором имеется три или больше pn-перехода. К внешним полупроводниковым слоям подключены два управляющих электрода — анод и катод. Подавая на эти электроды управляющий сигнал, можно переводить тиристор в одно из двух состояний — «открыто» (проводимость становится высокой) или «закрыто» (проводимость становится низкой), то есть он работает как электронный выключатель.
Тиристоры
- Симистор: полное название этого полупроводникового прибора — симметричный триодный тиристор, то есть он является разновидностью только что описанной группы элементов. Каждый из управляющих электродов симистора одновременно является и анодом, и катодом. Будучи в открытом состоянии, пропускает ток в обоих направлениях (тиристор — только в одном направлении). Для удержания в открытом состоянии не требует постоянной подачи управляющего сигнала. Как и тиристор, симистор играет роль управляемого электронного выключателя (такой элемент часто ещё называют ключом). На основе этих приборов собирается силовая часть схемы диммера.
Симистор
- Динистор: ещё один элемент из полупроводниковых материалов, полное название — двунаправленный диод. По структуре похож на тиристор, только не имеет управляющих электродов. По принципу действия похож на предохранительный клапан: как только напряжение на контактах достигнет порогового значения — открывается. В диммерах такие элементы используются в цепях управления (участвуют в формировании управляющего сигнала).
Динисторы
- Прочие детали — резисторы, диоды, конденсаторы, функции которых всем известны.
Несколько слов стоит сказать о сборке диммера. Наиболее простым является так называемый навесной монтаж, когда все элементы соединяются в единую схему посредством проводов.
Так выглядит диммер, собранный навесным способом
Перед пайкой зачищенные жилы отрезка провода, обрезанного до нужной длины, а также «ножки» радиодеталей нужно при помощи паяльника подвергнуть лужению (используется припой и специальный флюс либо канифоль).
Материалы для соединения проводов методом пайки
После пайки все соединения следует обмотать изолентой. Если этого не сделать, при неосторожном контакте или попадании влаги может случиться короткое замыкание.
Более сложный вариант — сборка диммера на самодельной печатной плате.
Сборка диммера на печатной плате
Её изготовление требует некоторого навыка, но зато прибор получится миниатюрным и более надёжным. Дорожки на плате, как и жилы проводов при навесном монтаже, необходимо лудить. Процесс пайки также ничем не отличается.
Теперь рассмотрим несколько схем электронных диммеров.
На симисторе
Данный прибор предназначен для подключения к сети с напряжением 220 В. Как видно, кроме симистора и динистора здесь присутствует RC-цепочка. В ней имеется делитель напряжения, состоящий из переменного резистора R1 и постоянного R2.
Схема диммера на симисторе
Схема работает следующим образом:
- Пользователь устанавливает сопротивление R1, от которого зависит напряжение в цепи R2 — C1. От этого напряжения, в свою очередь, зависит время зарядки конденсатора C1.
- Когда напряжение на нём достигает определённого значения, оно заставляет открыться динистор DB3, который включен в эту же цепь между R2 и C1.
- При этом через DB3 подаётся импульс на симистор VS1, тот открывается и пропускает ток в нагрузку. Чем быстрее заряжается C1, тем раньше откроется VS1 и, соответственно, тем более продолжительной будет та часть полупериода, в течение которой ток пропускается к нагрузке. Следовательно, и электрическая мощность будет больше.
Процесс регулирования интенсивности освещения таким диммером отображён на графике:
График регулирования интенсивности освещения
Время, за которое заряд в С1 достигает порога открывания DB3, обозначено через t*.
На тиристорах
Тиристоры хороши тем, что их можно извлечь из старых электроприборов, например, телевизоров. Таким образом, диммер получится практически бесплатным. Вот его схема:
Схема диммера на тиристоре
Тиристоры, в отличие от симисторов, пропускают ток только в одном направлении, поэтому для данного диммера их потребуется два — по одному на каждую полуволну переменного тока. Соответственно, понадобится и два динистора, посредством которых, как и в первой схеме, формируется управляющий импульс.
По принципу действия схема очень похожа на предыдущую:
- Положительная полуволна через цепь R5 — R4 — R3 заряжает конденсатор С1.
- Как только напряжение на С1 окажется достаточным для открывания динистора V3, он (динистор) пропустит управляющий импульс на электрод тиристора V
- V1 откроется и пропустит ток в нагрузку.
- При отрицательной полуволне аналогичным образом сработает тиристор V2, в то время как V1 будет закрыт. Заряд конденсатора в этом случае осуществляется через цепь R1 — R2 — R
Конденсаторный светорегулятор
В отличие от первых двух, этот вариант диммера позволяет уменьшить мощность лишь на определённую фиксированную величину, то есть появляется промежуточная ступень яркости светильника. Зато он является очень компактным.
Конденсаторный светорегулятор
Принцип действия предельно прост. Как известно, по цепи, в которую включён конденсатор, может протекать переменный ток, но его мощность будет зависеть от ёмкости конденсатора. Чем быстрее он зарядится (малая ёмкость), тем меньшая доля полуволны успеет пройти по цепи. И наоборот — при большой ёмкости даже вся полуволна сможет выполнить полезную работу.
Следовательно, нужно подобрать конденсатор с нужной ёмкостью и подключить его в цепь так, чтобы можно было направлять ток либо через него (уменьшенная мощность), либо в обход (100-процентная мощность).
Можно включить в цепь ещё один конденсатор с возможностью переключения между ним и первым конденсатором (понадобится 4-позиционный переключатель). Тогда появится дополнительная ступень регулировки мощности.
Конденсаторы можно использовать бумажные, неполярные, в изобилии имеющиеся в старых электроприборах. Ёмкость их подбирается по следующей таблице:
Таблица параметров емкость-напряжение
На микросхеме
Теперь рассмотрим диммер для постоянного тока напряжением 12 В. Такой регулятор удобнее всего собирать на микросхеме КРЕН — интегральном стабилизаторе.
Схема диммера на микросхеме
За счёт применения микросхемы конструкция прибора предельно упрощается, соответственно, объём работ по сборке становится минимальным. К тому же такие диммеры обладают функцией защиты.
Для регулировки мощности, как и в первых двух схемах, используется переменный резистор (на схеме — R2). От его сопротивления зависит величина опорного напряжения на управляющем электроде КРЕН, от которого, в свою очередь, зависит выходное напряжение. Диапазон регулировки весьма широк — от 12 В (100%) до нескольких десятых.
Следует учесть, что микросхема КРЕН довольно сильно греется, из-за чего её приходится оснащать сравнительно большим радиатором. В гораздо меньшей степени этот недостаток проявляется в диммерах, собранных на базе интегрального таймера 555 и управляемого им транзистора КТ819Г (играет роль электронного выключателя подобно тиристору и симистору).
Управляющим сигналом служат короткие ШИМ-импульсы, переключающие транзистор либо в полностью открытое, либо в полностью закрытое положение, так что падение напряжения на нём является наименьшим из возможных. Соответственно, схема получается более экономичной, чем на базе КРЕН, а за счёт применения радиатора меньших размеров — ещё и более компактной.
Выбор готового диммера
Если вы решили приобрести светорегулятор заводского изготовления, обращайте внимание на следующее:
Технические характеристики
Их всего две:
- напряжение сети;
- допустимая мощность нагрузки.
К примеру, для люстры с тремя обычными лампами накаливания по 100 Вт подойдёт диммер с характеристиками 230 В / (25 – 400 Вт). Допустимая мощность всегда указывается в виде некоторого диапазона, верхнее значение которого следует принимать с некоторым запасом.
Обратите внимание! За некоторыми китайскими диммерами, например, от компании «Powerman», замечена интересная особенность: на этикетке указывается одно значение мощности, а на корпусе прибора — другое. Причём эти значения могут довольно сильно отличаться, к примеру, на этикетке пишут «600 Вт», а на корпусе — «25 – 400 Вт».
Поэтому при покупке дешёвого импортного диммера не ограничивайтесь изучением информации, приведённой на коробке — обязательно рассмотрите и сам прибор.
Тип нагрузки
Самые простые диммеры предназначены для управления мощностью ламп накаливания и галогенных ламп.
Диммер поворотный для ламп накаливания
Более совершенные модели могут работать ещё и с маломощными электродвигателями — обычно через них подключают вентиляторы. Примером может послужить диммер Kopp Dimmat (Германия).
Один из представителей линейки светорегуляторов Kopp Dimmat
Также выпускаются диммеры, через которые можно подключать люминесцентные лампы. Если любую из упомянутых нагрузок запитать через простой диммер, то она может выйти из строя.
Важно знать, что к диммеру, предназначенному для подключения, допустим, люминесцентных ламп, можно подключить далеко не каждую такую лампу. На ней должна стоять пометка «диммеруемая» или, что то же самое, «dimable».
Способ управления
По этому признаку светорегуляторы делятся на несколько разновидностей:
С механическим управлением
Это самые простые и дешёвые приборы. Имеют поворотную ручку, поэтому обычно так и называются — поворотные. В качестве примера можно привести отечественную модель «Бэлла С16–65». Поворотные диммеры обладают минимальной функциональностью. Чтобы погасить свет, ручку нужно до щелчка повернуть в крайнее положение, чтобы включить — повернуть в другую сторону на некоторый угол, от которого будет зависеть яркость освещения. Неудобство этого способа управления состоит в отсутствии функции запоминания настроек — яркость освещения при каждом включении приходится настраивать заново.
С электронным управлением
Эти светорегуляторы делятся на клавишные и сенсорные. Есть ещё псевдосенсорные, например, модель Simon 75305–39, клавиши которых нажимаются со столь малым усилием, что почти не отличаются от сенсорной панели.
Сенсорный диммер для светодиодных ламп
Обычно клавиши и сенсорные панели имеют двоякое действие: при кратковременном нажатии/прикосновении свет включается или выключается, при длительном удержании — меняется яркость освещения. При включении светильника яркость сразу окажется такой же, какая была установлена до выключения, то есть настраивать свет каждый раз заново уже не нужно.
Обратите внимание! Наряду с обычными выпускаются диммеры, которые при включении светильника подают напряжение на него с плавным наращиванием. Считается, что такие светорегуляторы продлевают срок службы ламп.
В качестве примера диммера с сенсорным управлением можно привести модель SM180 марки Eunea Merlin Gerin (Испания). Помимо обычных светильников (лампы накаливания и галогенные на 230 В) через этот регулятор можно подключать низковольтные галогенные светильники с обычным (ферромагнитным) трансформатором.
С дистанционным управлением
Управляющие сигналы могут передаваться как посредством инфракрасного (ИК) излучения, так и при помощи радиочастотного. К примеру, ИК-приёмником оснащена модель Smart Dimmer Pro 21 французской компании Legrand.
Модель Smart Dimmer Pro 21
К ней можно подключать:
- низковольтные галогенные лампы не только с обычными, но и с электронными трансформаторами;
- люминесцентные светильники с электронными ПРА.
Способность работать с такими нагрузками обусловлена наличием переключателя отсечки фазы по переднему/заднему фронту.
Суммарная мощность — до 500 Вт.
ДУ-пульт может использоваться не только фирменный, но и любой другой с поддержкой кода RC5.
Со звуковым управлением
Эти устройства могут реагировать на хлопки или даже голосовые команды.
Опции
Многие из современных диммеров оснащаются дополнительной клеммой, к которой можно подключить обычные кнопочные выключатели. С их помощью управлять освещением в комнате можно из нескольких мест.
Есть модели, оснащённые таймером, например, упомянутый уже псевдосенсорный диммер Simon 75305–39.
Псевдосенсорный диммер Simon 75305–39
По прошествии времени, установленного пользователем, прибор автоматически погасит свет.
Самый широкий набор возможностей предоставляют программируемые диммеры, оснащённые микроконтроллером. Они могут иметь такие функции:
- имитация присутствия жильцов (автоматическое включение и выключение света с целью ввести в заблуждение квартирных воров, наблюдающих за окнами);
- управление яркостью в различных режимах, например, мигание с определённой частотой (Strobe);
- управление несколькими группами светильников (зонами) и запоминание различных сцен освещения для них.
Показательным примером программируемого диммера является система Lutron Grafik EyE (США).
Диммер Lutron Grafik EyE
Вот как проявляется её многозонность: пользователь может подключить к системе несколько групп (до 6-ти), например, люстру, настенные светильники и декоративные фонари, а затем задать для них на разные случаи жизни какое-то значение яркости.
К примеру, когда семья собирается за праздничным столом, яркость люстры устанавливается на 70%, а яркость настенных и декоративных источников освещения — на 20%. Для просмотра телевизора настраивается другая сцена: яркость люстры уменьшается до 20%, яркость прочих светильников — увеличивается до 30%.
Настройки всех сцен освещения (их максимальное число — 16) хранятся в памяти системы, так что между ними можно легко переключаться — как быстро, так и плавно (процесс перехода от одной сцены к другой можно растянуть на час).
Системой Grafik EYE можно управлять с помощью пульта ДУ, работать она может только с лампами накаливания.
Максимальная суммарная мощность нагрузки — 2300 Вт, при этом оговаривается и максимум для каждой зоны — не более 800 Вт. Возможности системы можно расширить, подключив к ней усилитель мощности. Тогда предел для каждой зоны возрастёт до 1800 Вт.
Программируемые диммеры выпускаются и в странах СНГ. К примеру, модель «Сапфир 2503» беларусской компании «Ноотехника» поддерживает режим имитации присутствия и имеет таймер, отключающий освещение через 12 ч с момента последнего действия пользователя. Диммер имеет сенсорную панель и может управляться ДУ-пультом. Ток на нагрузку при включении подаётся по нарастающей (что продлевает срок службы ламп).
Полезные советы
Внимательно изучайте паспорт изделия. Некоторые диммеры ощутимо греются, поэтому производители предписывают использовать их с ограничениями. Так, например, светорегулятор Dimmat немецкой компании Kopp не рекомендуется включать с нагрузкой более 300 Вт, если температура в помещении превышает 25С: а ведь максимально допустимая мощность, заявленная в его характеристиках, составляет 400 Вт.
К таким требованиям следует отнестись с особым вниманием, если стена, на которой предполагается закрепить прибор, выполнена из материалов с низкой теплопроводностью, например, дерева или гипсокартона.
Следует знать, что КПД лампочки, «прикрученной» при помощи диммера, сильно снижается. Поэтому в том случае, если вам приходится большую часть времени эксплуатировать лампу в режиме уменьшенной яркости, целесообразнее заменить её на менее мощную и использовать последнюю без диммера.
Самыми «живучими» являются отечественные поворотные диммеры. Так, например, упомянутая уже модель «Бэлла С16–65» способна работать при скачках напряжения от 60 до 285 В.
Во всех современных диммерах установлен плавкий предохранитель, так что есть смысл заранее приобрести хотя бы один запасной.
Обратите внимание! Когда при помощи диммера уменьшается мощность малоинерционного источника света, например, светодиодной ленты или газоразрядной лампы, имеет место стробоскопический эффект. В таком освещении движущиеся или вращающиеся механизмы и инструмент могут показаться неподвижными, что весьма травмоопасно. Поэтому в мастерских и производственных помещениях диммеры следует применять с осторожностью.
Как подключить диммер
В общем случае диммер подключается подобно обычному выключателю, но есть условие: регулятор должен включаться только в разрыв фазы (выключатели можно устанавливать как в фазу, так и в «нуль»).
На практике диммеры часто устанавливают попарно или с выключателями.
Принципиальная схема подключения диммера
Подключение диммеров выполняется подобно выключателям. Оба этих элемента монтируются последовательно с нагрузкой. Диммер можно смело ставить на место обычного выключателя. Для этого надо отключить сетевое питание, отсоединить провода от клемм старого выключателя, а на его место установить светорегулятор. Эта операция упрощается еще и тем, что установочные размеры диммеров соответствуют габаритам простых выключателей.
Принципиальная схема подключения диммера
Подключая диммер в электросети, помните: он должен включаться в разрыв фазового (L), а не нулевого (N) провода.
Схема с выключателем
Такие схемы чрезвычайно удобны: они позволяют управлять интенсивностью освещения из любого места квартиры. В спальне. Например, диммер целесообразно устанавливать рядом с кроватью — в таком случае пользователю не придется покидать теплую постель, чтобы уменьшить или увеличить силу света.
Схема подключения диммера с выключателем
Такую схему уместно применять в системах «умный дом». Эффективное управление светом позволяет выделять отдельные зоны помещения или детали интерьера. Простой выключатель устанавливают возле межкомнатной двери. Им пользуются при входе и выходе из комнаты — когда нужно включить или выключить свет.
Схема установки с двумя светорегуляторами
При необходимости можно обеспечить регулировку силы света с двух точек. в таком случае устанавливают два светорегулятора, а их первые и вторые клеммы соединяют между собой. К третьей клемме любого из диммеров подводят фазовый провод.
Схема подключения с двумя диммерами
Провод на нагрузку идет от третьей клеммы оставшегося светорегулятора. В результате таких манипуляций из распределительной коробки каждого из диммеров должно выходить по три провода.
Включение диммера с двумя проходными выключателями
Принцип действия данной схемы заключается в следующем: один выключатель устанавливается на входе в помещение, второй — на другом конце лестницы или коридора. В этом случае светорегулятор монтируется между выключателем и нагрузкой в фазовый провод.
Схема подключения диммера с двумя проходными выключателями
Между проходными выключателями диммер устанавливать нельзя.
Обратите внимание: если диммер в этой схеме выключен, ни один из проходных выключателей работать не будет.
Подключение диммера к светодиодным лентам и лампам
Если к светодиодной ленте подключить светорегулятор, появится возможность изменять яркость ее свечения. Выбирают диммер по суммарной мощности светодиодных лент.
При реализации данной схемы с одноцветными лентами с диммером соединяют блок питания. Выводы светорегулятора подключают к самой нагрузке, соблюдая при этом полярность тока.
В случае применения светодиодных лент, имеющих каналы RGB, диммер тоже подключают к блоку питания, а его выводы — к контроллеру сигналов.
Мощность светорегулятора в любом из вышеописанных случаев должна на 20–30% превышать расчетную мощность потребления лент.
Обратите внимание: для работы со светодиодными лампами и лентами выпускаются специальные диммеры.
Видео: как заменить выключатель на диммер
Диммеры пользуются большой популярностью, и это побуждает производителей активно развивать эту отрасль приборостроения. К настоящему моменту научились делать регуляторы для любых видов нагрузки, в том числе и для имеющей трансформаторные блоки питания. Но если говорить об обычных лампах накаливания или галогенных на 220 В, то диммер для них представляет собой чрезвычайно простое устройство и его, как мог убедиться читатель, достаточно легко сделать своими руками.
- Автор: Надежда Хоменко
- Распечатать
Оцените статью:
(0 голосов, среднее: 0 из 5)