Как подключить диммер

Принцип действия регулятора освещения

Переменный ток, протекающий в электрической сети, в графическом выражении представляет собой синусоиду. Для изменения яркости свечения лампочки эту синусоиду нужно обрезать путем отсечения задней или передней части волны. Данную операцию выполняют тиристоры, которые содержит схема диммеров. Они снижают напряжение, поступающее на светильник, в результате, понижается его мощность и яркость свечения.

Для работы диммера используется следующая схема:

  • Переменное напряжение на 220 В поступает из сети в регулирующее устройство. При наступлении в синусоиде положительного полупериода, электрический ток начинает протекать через один из диодов и резисторы, одновременно заряжая конденсатор.
  • После того как значение напряжения достигнет уровня, достаточного чтобы пробить динистор, дальнейшее течение тока будет происходить через этот динистор и управляющий электрод, находящийся в симисторе.
  • В результате прохождения тока симистор открывается, а лампы становятся подключенными к цепи и начинают светиться. При достижении синусоидой нулевой отметки, симистор будет закрыт. По такому принципу работает диммер для ламп накаливания.
  • Далее синусоида входит в отрицательный полупериод, и прохождение тока через все элементы повторяется таким же образом, как и в положительном полупериоде.
  • Важное значение имеет момент открытия симистора. Этот показатель находится в прямой пропорциональной зависимости с активным сопротивлением, присутствующим в схеме. Изменяющееся сопротивление оказывает непосредственное влияние на время открытия симистора в каждом полупериоде. За счет этого будет происходить плавное изменение потребляемой мощности, накала и яркости свечения лампочки.

При решении задачи, как сделать диммер своими руками следует учитывать, что в процессе работы приборов наблюдается генерация электромагнитных помех. Для снижения их отрицательного эффекта, схема диммера дополняется дросселем или индуктивно-емкостным фильтром.

Основные конструктивные элементы

Для того чтобы создать схему регулятора освещения, потребуется набор определенных деталей. Они позволяют собрать новое устройство или выполнить ремонт старого.

При сборке диммера часто используется регулятор мощности на симисторе, который широко известен как триодный симметричный тиристор или триаке, представляющем собой полупроводниковое устройство. С его помощью выполняются коммутации в цепях переменного тока на 220 В. Прибор оборудован двумя силовыми выводами для последовательного подключения нагрузки.

В закрытом состоянии симистор не проводит электрического тока, поэтому нагрузка оказывается выключенной. После подачи отпирающего сигнала, между электродами образуется проводимость, и ток вновь поступает к нагрузке. Основным параметром симистора считается ток удержания. Если ток, протекающий через электроды, будет превышать этот параметр, то симистор останется в открытом положении. Симистор считается основным регулирующим элементом, наиболее подходящим для ламп накаливания и других осветительных приборов. От его параметров зависит мощность подключаемой нагрузки.

Схема диммера включает в себя динистор, также относящийся к категории полупроводниковых приборов. Он представляет собой разновидность тиристора и обладает проводимостью в двух направлениях. Фактически динистор состоит из двух диодов, включенных навстречу друг другу.

В конструкцию диммера входят диоды, обладающие разной проводимостью, в зависимости от направления электрического тока. Проводящая часть состоит из двух электродов – катода и анода. Приложенное прямое напряжение вызывает открытие диода, а при обратном – диод закрывается. Схема дополняется неполярным конденсаторов, который можно включать в цепь не соблюдая полярность. Изменение полярности конденсатора допускается при эксплуатации в рабочем режиме.

В качестве пассивных элементов в конструкции диммера используются постоянные и переменные резисторы. У постоянных резисторов имеется точное значение сопротивления, а у переменных оно может изменяться. Их основной функцией является преобразование силы тока в напряжение и наоборот. Кроме того, они ограничивают ток и поглощают электроэнергию. Переменный резистор, известный как потенциометр, оборудован так называемым движком в виде подвижного отводного контакта. Роль индикатора в устройстве диммера исполняет светодиод.

Сборка рабочей схемы

Помимо деталей, задействованных в схеме, для сборки понадобится паяльник, припой, канифоль, соединительные провода и кусачки – все что необходимо, чтобы сделать диммер своими руками. Сам сборочный процесс может выполняться различными способами. Наиболее простым считается метод навесного монтажа, при котором соединение всех элементов в единое целое производится с помощью проводов. Жилы проводов зачищаются на нужную длину, а затем вместе с контактами деталей лудятся припоем с флюсом или канифолью.

Спаянные соединения изолируются, в противном случае попадание влаги или случайный неосторожный контакт могут вызвать короткое замыкание. Этим же способом диммер для светодиодов возможно собрать своими руками.

В более сложном варианте для сборки диммера используется подготовленная печатная плата, как правило, из фольгированного текстолита. Прибор, собранный этим способом, будет иметь небольшие размеры и может быть установлен вместо стандартного выключателя.

Самодельный диммер собирается на плате в следующей последовательности:

  • На подготовленную плату наносится выбранная схема соединения. В отведенных местах сверлятся отверстия под выводы подключаемых деталей. Дорожки на плате прорисовываются нитрокраской, определяются монтажные площадки, где будет производиться пайка.
  • На следующем этапе плата протравливается раствором хлорного железа. Она укладывается в посуду таким образом, чтобы обе стороны находились в растворе. Периодически раствор нужно помешивать, а плату – переворачивать. Ускорить процесс можно путем нагревания жидкости до 50-600С.
  • Далее плату следует выполнить лужение поверхности платы и промыть ее спиртом. В данном случае использование ацетона нежелательно.
  • В готовые отверстия устанавливаются контакты деталей. Излишки концов отрезаются и каждая точка пропаивается. Это позволит в дальнейшем отремонтировать устройство, заменив неисправную деталь на новую.
  • После припаивания потенциометра, готовое устройство нужно протестировать для лампочек. Схема проверяется с увеличенной и уменьшенной мощностью, в процессе проверки яркость света должна изменяться.

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.

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.

Выключатель с регулятором яркости (другое название — диммер) представляет собой прибор, предназначенный для регулировки параметров освещения. Устройство позволяет изменять показатели яркости света в пределах от 0 до 100% номинального значения.

Диммеры могут использоваться в качестве замены обычному выключателю, при этом обладая значительно большими функциональными возможностями.

Назначение диммера

Задача диммера — обеспечивать изменение яркости свечения осветительных устройств. Регулируемые выключатели света позволяют добиваться любой интенсивности освещения: от приглушенного света до чрезвычайно яркого. Применение диммеров делает ненужными двойные или тройные выключатели, нет необходимости покупать дорогие осветительные приборы с контроллерами напряжения.

Обратите внимание! Для управления интенсивностью света энергосберегающих лампочек понадобится специальное устройство — электронный пускатель.

К достоинствам диммеров относятся следующие характеристики:

  • контроль яркости света;
  • настройка времени изменения яркости;
  • управление с пульта ДУ;
  • длительный срок эксплуатации;
  • запрограммированное художественное мерцание, создание картин с подсветкой;
  • экономность расходования электроэнергии (некоторые модели).

Недостатки диммеров:

  • чрезмерный расход электричества в некоторых случаях;
  • создание радиопомех, мешающих работать электробытовой технике;
  • небольшие нагрузки становятся причиной неисправности диммеров;
  • работа диммеров часто приводит к нежелательному мерцанию света.

Классификация диммеров

Существуют две разновидности диммеров — моноблочные и модульные. Моноблочные системы выполняются единым блоком и предназначены для установки в коробку в качестве выключателя. Моноблочные диммеры благодаря своим небольшим размерам популярны при установке в тонкие перегородки. Основная сфера применения моноблочных систем — квартиры в многоэтажных домах.

На рынке есть несколько типов моноблочных устройств:

  1. С механической регулировкой. Контроль выполняется с помощью поворотного диска. Такие диммеры обладают простой конструкцией и невысокой стоимостью. Вместо поворотного способа управления иногда применяется нажимной вариант.
  2. С кнопочным регулятором. Это более технически сложные и функциональные механизмы. Многофункциональность достигается за счет группирования регуляторов, управляемых с пульта дистанционного управления.
  3. Сенсорные модели. Представляют собой наиболее продвинутые устройства и самые дорогостоящие. Такие системы хорошо вписываются в окружающий интерьер, особенно оформленный в современном стиле. Команды передаются с помощью инфракрасного сигнала или по радиочастотам.

Модульные системы схожи с автоматическими выключателями. Их ставят в распредкоробках на DIN-рейках. Модульные устройства применяют для освещения лестничных площадок и коридоров. Также модульные системы популярны в частных домах, где нужно освещать прилегающие территории. Управляются модульные светорегуляторы выносной кнопкой или клавишным выключателем.

Мощность диммера — ключевой параметр при его выборе. Совокупная мощность подключенных устройств не должна превышать этот показатель у светорегулятора. В продаже имеются системы, мощность которых находится между 40 ваттами и 1 киловаттом.

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

Дополнительные функции

Старые диммеры выполнялись как электромеханические устройства. С их помощью нельзя было сделать ничего, кроме настройки яркости ламп накаливания.

Современные модели обладают значительно расширенным функционалом:

  1. Работа по таймеру.
  2. Возможность встраивания диммера в более крупномасштабную систему — «умный дом».
  3. Диммер при необходимости позволяет создать эффект присутствия хозяев в доме. Свет будет включаться и выключаться в разных помещениях по определенному алгоритму.
  4. Функция художественного мерцания. Схожим образом мигают огни на елочной гирлянде.
  5. Возможность голосового управления системой.
  6. Стандартно команды отдаются с пульта дистанционного управления.

Разновидности лампочек

В светорегуляторах используют самые разные типы источников света: лампы накаливания, галогенные (обычные и низковольтные), люминесцентные, светодиодные лампочки. Варианты подключения диммера с выключателем отличаются в зависимости от типа используемых ламп.

Лампочки накаливания и галогенные лампы

Эти источники света рассчитаны на 220 вольт. Чтобы изменить интенсивность освещения, применяются диммеры любых моделей, так как нагрузка все активная в силу отсутствия емкости и индуктивности. Недостаток систем такого типа — сдвиг цветового спектра в сторону красного цвета. Происходит это в случае уменьшения напряжения. Мощность диммеров находится в промежутке между 60 и 600 ваттами.

Низковольтные галогенные лампочки

Для работы с низковольтными лампами понадобится понижающий трансформатор с регулятором для индуктивной нагрузки. Отличительная особенность регулятора — маркировка аббревиатурой RL. Рекомендуется приобретать трансформатор не отдельно от диммера, а как встроенное устройство. Для электронного трансформатора устанавливают емкостные показатели. Для галогенных источников света важную роль играет плавность колебаний напряжения, иначе срок жизни лампочек резко сократится.

Люминесцентные лампы

Стандартный диммер придется менять на ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), если запуск осуществляется выключателем, стартовым тлеющим зарядом или электромагнитным дросселем. Простейшая схема системы с люминесцентными лампами показана на рисунке ниже.

Напряжение на лампочку направляется с генератора частоты 20–50 кГц. Свечение образуется за счет вхождения в резонанс контура, создаваемого дросселем и емкостью. Для изменения силы тока (что меняет яркость света) нужна смена частоты. Процесс диммирования начинается сразу после достижения полной мощности.

Электронная пускорегулирующая аппаратура производится на основе контроллера IRS2530D, оснащенного восемью выводами. Данное устройство выступает в качестве полумостового 600-вольтного драйвера, обладающего функционалом для запуска, диммирования и предотвращения выхода из строя. Интегральная схема рассчитана на реализацию всех возможных способов контроля, благодаря наличию множества выходов. На рисунке внизу изображена схема управления люминесцентными источниками света.

Светодиодные лампочки

Хотя светодиоды экономичны, нередко появляется необходимость уменьшения яркости их свечения.

Особенности светодиодных источников света:

  • стандартные цоколи E, G, MR;
  • возможность функционирования с сетью без дополнительных устройств (для 12-вольтовых ламп).

Со стандартными диммерами светодиодные лампочки несовместимы. Они просто выходят из строя. Поэтому для работы со светодиодами применяют специальные выключатели с регуляторами яркости для светодиодных ламп.

Подходящие для светодиодов регуляторы выпускают в двух исполнениях: с контролем напряжения и с управлением посредством широтно-импульсной модуляции. Первый тип устройств очень дорог и габаритен (в него входит реостат или потенциометр). Светорегуляторы с изменением напряжения — не лучший выбор для низковольтных лампочек и способны работать только при 9 и 18 вольтах.

Для этого типа источников света характерно изменение спектра как реакция на регулировку напряжения. По этой причине регулировка световых диодов осуществляется путем контроля за продолжительностью передаваемых импульсов. Так удается избежать мерцания, поскольку частота следования импульсов доходит до 300 кГц.

Чтобы лампа работала корректно, в ней имеется драйвер. Возможность диммирования указывается в паспорте изделия. Если же диммирование невозможно, рекомендуется покупать специальные устройства с широтно-импульсным регулированием.

Существуют такие регуляторы с ШИМ:

  1. Модульные. Управление осуществляется выносными регуляторами, пультами ДУ или с помощью специальных шин.
  2. Установленные в монтажной коробке. Применяются в виде выключателей с поворотным или кнопочным управлением.
  3. Выносные системы, устанавливаемые в конструкциях потолка (для лент светодиодов и точечных светильников).

Для широтно-импульсного регулирования необходимы дорогие микроконтроллеры. Причем ремонту они не подлежат. Возможно самостоятельное изготовление устройства на базе микросхемы. Внизу показана схема диммера для светодиодных лампочек.

Нормальная периодичность колебаний достигается за счет использование генератора, в составе которого имеется конденсатор и резистор. Интервалы подключения и отключения нагрузки на выходе микросхемы задаются размером переменного резистора. В качестве усилителя мощности служит полевой транзистор. Если ток выше 1 ампера, понадобится радиатор охлаждения.

Подключение светорегулятора

Существует несколько схем подключения диммера.

Схема светорегулятора с выключателем

В описываемом случае светорегулятор устанавливают перед диммером в фазовый разрыв. Выключатель управляет подачей тока. Схема подключения показана на рисунке внизу.

От выключателя ток направляется на диммер, а оттуда — на лампочку накаливания. В результате регулятор определяет нужный уровень яркости, а за включение и выключение цепочки ответственен выключатель.

Схема хорошо подходит для спален. Выключатель ставят около двери, а диммер — у кровати. Так достигается возможность управления светом прямо из кровати. При выходе человека из комнаты освещение гаснет, а при возвращении в комнату свет загорается с теми характеристиками, которые были заданы диммером.

В этой схеме присутствуют два плавных выключателя света. Они вмонтированы в двух местах одного помещения и по своей сути являются проходными выключателями, управляющими отдельно взятыми осветительными приборами.

Схема сопряжена с подводкой трех проводников к распредкоробке от каждой точки. Для подключения диммеров выполняют соединение перемычками первых и вторых контактов в диммерах. Затем к третьему контакту первого светорегулятора подводится фаза, уходящая к осветительному прибору через третий контакт второго диммера.

Эта схема применяется довольно редко. Она востребована для организации контроля за освещением в проходных комнатах и протяженных коридорах. Схема позволяет выполнять включение и выключение света, а также его регулировки с разных концов помещения.

Проходные выключатели ставят в фазовый разрыв. Контакты соединяют проводниками. Диммер входит в цепочку последовательным образом, после одного из выключателей. К первому контакту подходит фаза, идущая затем к лампе накаливания.

Контроль яркости осуществляется диммером. Однако следует иметь в виду, что при выключенном регуляторе проходные выключатели не способны коммутировать лампочки.

Требования при установке светорегулятора

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

  1. Люминесцентные и энергосберегающие лампы не диммируются стандартным способом. Оба типа лампочек способны работать с диммером, но их эксплуатационные сроки резко уменьшаются. Порой срок жизни лампочки сокращается до 100–150 часов. К тому же, увеличивается риск поломки и самого светорегулятора.
  2. Светорегуляторы нуждаются в определенном минимуме нагрузки. Чаще всего ее величина равна 40 ваттам. Уменьшение нагрузки происходит из-за перегорания одной из лампочек, ухудшения контактов, появления мерцаний с частотой в 50 герц. Когда нагрузка упадет ниже минимально допустимой, срабатывает защитная система или прибор приходит в неисправное состояние.
  3. Диммеры чувствительны к температурному режиму окружающей среды. При температурах выше 25 градусов возможен перегрев, что чревато поломкой светорегулятора.
  4. Не следует превышать максимально разрешенную нагрузку на устройство. При необходимости рекомендуется добавить усилители мощности, с помощью которых возможна коммутация устройств до 1,8 киловатт.
  5. Нельзя одновременно подключать емкостные и индуктивные нагрузки. Это чревато поломкой прибора.

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

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

Монтаж выключателей

По габаритам светорегулирующий выключатель напоминает стандартное устройство для включения и выключения света. Установка диммера осуществляется с применением специальных лапок в разрыв осветительной цепочки. Основное требование к установщику — соблюдать полярность.

На рисунке ниже изображена схема подключения диммера.

О том, как подключить два диммера можно узнать из следующей схемы.

Если предстоит установка диммера вместо выключателя, понадобится вначале демонтировать модель старого образца. Но еще до этого следует обесточить электросеть и проверить отсутствие напряжения с помощью индикатора. Чтобы снять старый выключатель, берем отвертку и отвинчиваем винты монтажных лапок. После этого удаляем панель устройства. Затем ослабляем винты на клеммах и отсоединяем выключатель от проводов.

Следующий этап — установка диммера. Монтаж осуществляется в порядке, обратном описанному выше при демонтаже. После установки диммера в подрозетник фиксируем его винтами и ставим декоративную рамку. При необходимости регулировки освещения в нескольких местах понадобятся дополнительные диммеры и монтаж подрозетников с прокладкой к ним кабеля.

Схема подключения диммера

Диммеры, называемые также светорегуляторами, последовательно подключаются в цепь питания, поступающего на лампочку. Эти устройства могут быть механическими или электронными. Во втором случае, прибор, кроме основной функции, выполняет ряд дополнительных действий. Он способен выключать освещение через определенный промежуток времени, создавать эффект присутствия, срабатывать по команде и т.д.

Все типы выключателей с регулятором яркости рассчитаны преимущественно на совместную работу с лампами накаливания. Другие источники света, например, энергосберегающие лампы, при работе с диммером очень быстро выходят из строя, причем сломаться может и сам светорегулятор.

Регулирующее устройство подключается так же, как и обычный выключатель. Единственное, что должно неукоснительно соблюдаться, это полярность подключения. В этом случае выполняется соединение питающего провода с клеммой L. Проводник, предназначенный для подвода к светильнику, подключается к оставшейся клемме.

Электронные диммеры могут подключаться параллельно между собой. Такая схема, состоящая из двух приборов, дает возможность получить по сути проходные выключатели, обладающие функцией регулировки света. Схема установки и подключения диммера аналогична подключению розеток или выключателей, за исключением обязательного соблюдения полярности.

После подключения регулятора яркости провода, расположенные сзади, аккуратно загибаются, а сам диммер помещается в подрозетник. Остается лишь установить рамочку и регулировочную рукоятку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *