Диммер для лампы накаливания своими руками. Схема и описание
Основной функцией предлагаемой схемы является регулировка яркости свечения ламп накаливания, питаемых от электросети 220В. Печатная плата разработана таким образом, чтобы она помещалась в распределительную коробку, заменив собой стандартный выключатель освещения.
Без дополнительного радиатора схема может управлять нагрузкой до 200 Вт, а в случае применения дополнительного охлаждения, мощность лампы зависит в основном только от допустимого тока используемого симистора.
Регулирование яркости свечения ламп накаливания не является единственным применением данного устройства. Его можно также использовать для плавной регулировки мощности других потребителей переменного тока, а также для регулировки мощности коллекторных двигателей (например, дрели, шлифовальной машины). Схема может способствовать получению значительной экономии в потреблении электроэнергии.
Характеристики диммера для лампы накаливания
- низкий уровень создаваемых помех
- возможность работы в качестве регулятор оборотов или как диммер для традиционных ламп накаливания
- размеры печатной платы: 55 х 55 мм
- питание: 220 вольт
Регулировка мощности потребителей переменного тока не является легким делом. Самым простым, но и одновременно наименее эффективным способом является применение сопротивления, включенного последовательно с нагрузкой. Однако при этом плавная регулировка мощности в данном случае практически невозможна.
Раньше частным случаем такого способа регулирования было включение термистора последовательно с лампой накаливания малой мощности, например, ночника. В этом случае использовались термисторы большой мощности, применяемые в ламповых телевизорах для защиты нитей накаливания от повреждения в момент включения питания. Это было довольно привлекательным решением, но в настоящее время, подобные термисторы трудно найти.
Другой, пожалуй, лучший метод регулирования мощности нагрузки 220В является применение автотрансформатора (ЛАТР). Это решение практически лишено недостатков, за исключением двух: высокой стоимости автотрансформатора и его больших размеров. Зато огромным преимуществом применения так называемых автотрансформаторв, является получение на выходе неизмененного синусоидального сигнала и возможность повышения или понижения напряжения.
Автотрансформатор, схема которого можно видеть на рисунке ниже, является бесценным инструментом в мастерской радиолюбителя. Он позволяет тестировать устройства, питаемых от электрической сети и проверять их устойчивость от перепадов питающего напряжения.
Мы же рассмотрим дешевую и простую схему, работающую по принципу фазного регулирования. Как видно, схема очень простая и состоит всего из нескольких элементов. Самым интересным из них является динистор DB3 (Diac). Применение именно этого элемента позволило разработать простую схему.
Принцип действия динистора заключается в следующем: он не проводит ток пока напряжения на нем ниже определенного порогового значения, как правило 12…20В. Однако, если это напряжение будет превышено, динистор начинает проводить ток пока напряжение не упадет до значения близкого к нулю. Второй, очень важной особенностью диака является тот факт, что полярность напряжения для него совершенно не имеет значения, что позволяет применять этот элемент в цепях переменного тока.
Действие этого полезного радиокомпонента лучше всего иллюстрирует следующий рисунок.
Давайте теперь обсудим работу нашего диммера. Анализ его работы мы начнем в момент перехода сетевого напряжения через ноль, когда напряжение на конденсаторе C1 также близко к нулю. Напряжение в сети начинает нарастать, заряжая конденсатор C1 через резистор R1 и потенциометр P1.
Понятно, что скорость заряда зависит от величины последовательно соединенных сопротивлений R1 и P1, и, следовательно, с помощью потенциометра P1 можно изменять эту скорость в широких пределах.
В какой-то момент напряжение на конденсаторе C1 достигает значения пробоя динистора. Динистор разряжает конденсатор через управляющий вывод симистора Q1. Симистор открывается, включая нагрузку замыкает цепь заряда конденсатора С1 предотвращает его перезарядку.
При следующем переходе напряжения через ноль, симистор выключается, конденсатор C1 снова начинает заряжаться, и весь цикл повторяется сто раз в секунду. Понятно, что чем меньше зарядится конденсатор C1, тем меньше по времени будет открыт симистор и соответственно меньшая мощность поступит на нагрузку.
Таким простым способом мы получаем плавную регулировку мощности практически от 0 до 99%. Работу схемы лучше всего иллюстрирует следующий рисунок. Дополнительные два элемента, дроссель D1 и конденсатор С2, служат для устранения серьезного недостатка схемы: генерации радиопомех помех.
В схему добавлен резистор R2 (его значение необходимо подобрать). Назначение данного резистора — поддерживать нить накала лампы в «теплом» состоянии. Это хороший способ увеличить срок службы ламп накаливания, которые чаще всего перегорают в момент их включения, поскольку холодная нить имеет низкое сопротивление. При использовании резистора R2 протекающий через лампу ток, ничтожно мал.
Внимание. Диммер во время работы находится под опасным для жизни напряжением сети 220 вольт! Монтаж и настройку производить только при полном отключении от сети. Если вы не уверены в своих силах, то попросите помощь в сборке данного устройства более опытного специалиста.
www.joyta.ru
Диммер своими руками для ламп накаливания (видео)
Для плавной регулировки уровня освещения дома или квартиры рынок предлагает специальные устройства – диммеры. Они практичны и удобны. Но ввиду постоянно растущих цен собрать диммер своими руками иногда бывает проще и дешевле.
Самый простой самодельный диммер многие собирали в юные годы – это была регулировка ёлочной гирлянды при помощи обычного переменного резистора. Его включали в цепь и вращением рукоятки сопротивления изменяли яркость свечения ламп. Но для более мощных нагрузок подобная схема не подойдет, нужны более серьёзные решения.
ОГЛАВЛЕНИЕ
- Регулируем освещение
- Регулируем пониженное напряжение
- Диммер аналого-цифровой
- Увеличиваем мощность
- Легким касанием…
Регулируем освещение
Лампы накаливания до сих пор занимают ведущее положение в своей нише. Но есть у них недостаток: сопротивление спирали в холодном состоянии намного ниже, чем в раскаленном. По этой причине во время включения через спираль проходит ток, во много раз превышающий рабочий. Это снижает срок ее службы в несколько раз. Чтобы решить проблему, необходимо сделать включение освещения плавным при помощи диммера.
Существует множество различных схем как простых, так и сложных. Какую из них собирать – вопрос квалификации и личного предпочтения. Вот, например, одна:
Решение простое, но эффективное. Регулировка производится диодным мостом, в одну диагональ которого включена нагрузка, а в другую – управление. Управляющий элемент – тиристор VS1 КУ 202Н, угол открывания которого регулируется транзисторами VT1 и VT2. На схеме видны параметры многих деталей. Транзисторы можно заменить другими — S8050 и S9012 соответственно. Если использовать диодный мост КЦ 405А, то выходная мощность не более 200 Вт. Все можно собрать на монтажной плате. Питание – 220 В.
Есть более совершенная схема для ламп накаливания – на симисторе. Управление угла открытия производится переменным резистором (регулируется скорость заряда конденсатора). В цепи управляющего электрода стоит динистор. 
Нет ничего сложного, своими руками собирается за полчаса.
Регулируем пониженное напряжение
Есть схемы для регулирования ламп накаливания напряжением 12 вольт. Хотя здесь можно регулировать и другие устройства: светодиоды, 12-вольтовые электродвигатели. Самый простой вариант – регулируемая микросхема КРЕН типа 1083–1084. По сути – это регулируемый стабилизатор, но нам главное – результат.
- Микросхема устанавливается на радиатор;
- Диоды D1 – D4 напряжением не ниже 50 В и ток более 12 А;
- Силовой трансформатор – не менее 250 Вт.
Радиатор можно сделать из любого подходящего материала.
Диммер аналого-цифровой
Более сложный вариант диммера собирается при помощи микросхемы NE555. Это нужно для регулировки светодиодных ламп, так как обычные регуляторы мощности здесь не подойдут: подобные ленты включаются при напряжении 9 В. Можно сюда включать и 12 – вольтовые лампы если необходима более плавная регулировка света.
Как видно из схемы, в качестве усилителя мощности используется полевой транзистор 2SK1505. Можно использовать другой — 2SK1946. Это нужно, так как микросхема имеет выходной ток не более 0,2 А.
Если планируется подключение нагрузки более 1 А, тогда транзистор нужно установить на радиатор. Стоит помнить об особенностях полевых транзисторов. Они очень чувствительны к статическому электричеству, во время монтажа их необходимо защитить, например, обмотав ножки алюминиевой фольгой.
Или это можно сделать при помощи медной проволоки, главное, чтобы ножки были закорочены.
Для сборки диммера подойдет односторонний фольгированный текстолит, на котором делают печатную плату.
Сборка производится «от простого – к сложному». Сначала припаивается разъем, потом резисторы, конденсаторы, диоды. Микросхему устанавливают предпоследней, а самым последним впаивают транзистор. После монтажа нужно внимательно проверить места паек, чтобы не было закороченных дорожек. Также снимите фольгу с транзистора, иначе она сгорит при первом же включении.
Корпус для диммера изготавливается из любого удобного материала. Можно взять обычную мыльницу, просверлить в ней отверстия для проводов и переменного резистора и закрепить внутри плату.
Увеличиваем мощность
Что делать, если одной лампы мало – света нужно больше? Все просто – собрать диммер большей мощности, например, 2 кВт.
Это не так сложно. По сути, взять любую схему и подобрать более мощные детали. Вот пример: на самом первом рисунке этой статьи нарисован диммер мощностью до 200 Вт. Но если вместо диодного моста КЦ 405А использовать BR1010, то на этот диммер можно будет подключать нагрузку до 10 А, а это уже 2 кВт!
Еще один пример – это тоже доработка, только немного измененная.
Видно, что используемый симистор рассчитан на ток12 А: к этому диммеру можно подключать значительную нагрузку. Очень легко посчитать активную мощность: 220 В*12 А = 2,6 кВт.
Обратите внимание: если светодиод вам не нужен, замените его обычным диодом, а не просто выбрасывайте. Зарядка конденсатора идет по двум полупериодам и светодиод здесь стоит не только для индикации.
Если нет особых требований, то можно остановиться на этом решении. Действительно, зачем искать сложные ШИМ, если есть простые динисторы? Для регулирования яркости источников света этого достаточно.
Легким касанием…
Еще один тип диммеров – сенсорный. Легким касанием руки просто управлять освещением, изменять скорость вращения двигателя. Нагрузка на выходе может быть любая – от светодиодных лент, до мощных софитов в несколько кВт. Но и схема несколько сложнее.
Основной элемент – микросхема HT7700C/D. Это КМОП – устройство, разработанное для плавной регулировки яркости. Симистор выбирается нужной мощности, с учетом того, что на выводе 5 микросхемы ток равен 14 мА. Напряжение питания: 9–12 В. Сенсор подключается через диод к выводу 2.
В качестве сенсора подойдет любая металлическая пластина или кусок оголенного медного провода. Это все нужно красиво оформить.
Работает устройство так: первое касание – включение. Второе – плавное уменьшение яркости; третье – яркость зафиксируется. Четвертое касание – отключение.
Как видим, собрать диммер своими руками возможно. Это позволит сэкономить на покупке и попробовать свои силы в электронике.
electricvdele.ru
Содержание:
Электрическое оборудование, используемое в повседневной жизни, постоянно улучшается и совершенствуется. Это касается и систем управления освещением, в которых помимо обычных выключателей появились диммеры. С помощью них осуществляется плавная регулировка мощности светильников. Современный рынок представляет большое количество светорегуляторов, однако довольно часто требуется изготовить диммер своими руками под конкретный осветительный прибор. Нельзя сказать, что это слишком простая задача. Для ее выполнения необходимы элементарные знания электротехники и навыки работы с паяльником. Домашнему мастеру должны быть заранее известны принцип работы, общая конструкция и схема, по которой будет изготавливаться прибор. Принцип действия регулятора освещенияПеременный 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:
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 элементыДля 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 схемыПомимо 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:
|
electric-220.ru
Схема подключения диммера для светодиодных ламп. Схема установки с двумя светорегуляторами. Принципиальная схема подключения
Проверенные временем лампы накаливания были преданы в нашей стране анафеме, но, несмотря на преобладание в ассортименте магазинов электротоваров «экономных» источников света, они все еще есть на прилавках и пользуются устойчивым спросом.
Конечно же, их конструкция, за почти сотню лет своего существования практически не претерпевшая изменений, кому-то может показаться архаичной и вызвать желание заняться модернизацией, чтобы они меньше потребляли электричества, реже перегорали и, вообще, вели себя «по-современному». Есть ли для этого возможности? Да, есть.
Один из способов осовременить «старушку» лампу накаливания – включить в цепь ее питания особый управляющий прибор – диммер. Этот англицизм происходит от слова «затемнять», а прибор занимается тем, что плавно уменьшает яркость свечения лампы.
Чтобы по своим уменьшила яркость свечения, надо уменьшить величину подаваемого на нее напряжения. Сделать это можно двумя способами:
- рассеять электрическую энергию на подходе к лампе;
- использовать питающее напряжение для запуска регулируемого прибора.
Рассеять электрическую энергию и не дать ей в полной мере дойти до лампы можно обычным реостатом . Таких миниатюрных приборов было немало в ламповых, да и полупроводниковых телевизорах, где они занимались различными регулировками. Например, звука. Если номинал небольшого реостата рассчитан на 220 вольт, то он без проблем погасит любую энергию от бытовой сети. Вопрос только в том, что при этом он сильно нагреется, ведь закон сохранения энергии еще никто не отменял.
Степень нагрева можно уменьшить, если использовать реостат больших размеров, например, балластный бытовой трансформатор , который включают в цепь питания электроприбора для компенсации временных бросков напряжения. Наличие у каждого выключателя большого – это не слишком эстетичное решение.
Кроме того, рассеивание энергии не решает главной задачи – ее экономии. При включенном реостате, даже если лампочка светит вполнакала, счетчик будет крутиться с той же скоростью.
Чтобы электрическую энергию можно было реально сэкономить, надо между и выключателем поставить прибор, питающийся от сети, выходная мощность которого может регулироваться. Им может быть генератор автоколебаний , поскольку нить накаливания в лампе не различает тонкостей происхождения тока, ей главное – чтобы он был переменным.
Автоколебания – что это?
В радио- и электротехнике существует ряд схемных решений, которые позволяют менять направление выходного тока. Эти изменения направлений могут продолжаться до тех пор, пока на входе прибора существует питающее напряжение. Поэтому они называются автоколебаниями .
Если к выходу генератора автоколебаний подключить осциллограф, то на его экране вы увидите нечто, похожее на синусоиду. При внешней схожести с тем, что выдает , эти колебания имеют совершенно другую природу. По факту – это череда импульсов, меняющих знак.
Электротехнические приборы достаточно грубы, не отличают череды импульсов от синусоиды и прекрасно на них работают. Ярким примером такого «обмана» являются широко распространенные в последнее время , использующие автоколебания высокой частоты, за счет чего трансформатор прибора удалось уменьшить в несколько раз.
Вот такой генератор автоколебаний (только гораздо меньших размеров), выдающий череду импульсов с частотой 50 Гц, включается в цепь питания лампой накаливания.
При создании схемы диммера для лампы накаливания используют современные полупроводниковые приборы – тиристоры, динисторы и симисторы.
Они позволяют наиболее просто управлять моментами отпирания и запирания, изменяя тем самым направления тока в цепи и генерируя автоколебания. Однако существуют генераторы автоколебаний на транзисторе, в основе которых лежит пара мощных полевых элементов. Также используют схему через блок защиты.
Плюсы и минусы регуляторов яркости ламп накаливания
Каждый прибор или устройство обладают суммой достоинств и недостатков, имеют их и диммеры ламп накаливания.
Главным, но, пожалуй, единственным достоинством этого прибора является то, что он позволяет регулировать яркость свечения, не вызывая побочного нагрева. Позволяет ли существенно сэкономить электрическую энергию и увеличить срок службы лампы? Судите сами:
- для работы генератора автоколебаний переменный ток превращается в постоянный (на его входе стоит диодный мост), поэтому суммарный КПД устройства оказывается еще ниже, чем обычной лампы;
- лампа накаливания при работе вне номинала напряжения также имеет более низкий КПД;
- если начальное напряжение прибора более 30 процентов от номинальных 220 вольт, то начальный бросок тока при включении почти такой же, как и при работе от обычной сети.
Думается, что при таких условиях использование диммера является чисто эстетической прихотью.
Череда импульсов, выдаваемая диммером, является источником радиопомех. И чем короче импульс или выше частота их следования, тем шире спектр дополнительных гармоник.
Это физический закон и изменить его нельзя. Для компенсации этой неприятности в состав схемы прибора вводят LC фильтры (катушки с конденсаторами). Если в добавляются лампы большой мощности, имеющие длинную нить накаливания, то при минимальном напряжении они могут начать «петь» – именно из-за дополнительных гармоник.
Диммеры ламп накаливания категорически нельзя подсоединять в цепи питания компьютеров, телевизоров, радиоприемников, в , электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА). Вообще, если у вас в цепь управления осветительным прибором включен «затемнитель», при покупке ламп стоит обращать внимание на то, может ли она быть подвергнута диммированию.
Какие бывают диммеры
Несмотря на все недостатки этих приборов, они достаточно широко применяются. Во-первых, потому что какая-то экономия от их использования всё же наличествует, во-вторых, нельзя списывать со счетов и эстетический эффект.
Для потребителя, незнакомого с электротехникой, главным различием этих приборов является способ управления. Наиболее простые модели имеют ручку регулятора, расположенную на корпусе диммера. Если кому-то не нравится ручка, то есть модели с сенсорным управлением.
Самые дорогие из них имеют дистанционное управление – например, от пульта, похожего на «лентяйку», управляющую телевизором.
По принципу действия такие пульты различаются на работающие по радио- или инфракрасному каналу. Наиболее экзотические диммеры срабатывают от голоса, присутствия в помещении человека – управление с помощью разомкнутого емкостного контура или датчиков тепла.
В настоящее время многие ведущие производители электротехнической техники, такие как Schneider Electric, Feller, OSRAM и другие, начали выпуск диммеров не только для ламп накаливания, но и , а также люминесцентных источников света.
Пример регулирования яркости лампы с помощью диммера на видео
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
electric-idea.ru
Диммер своими руками, схема регулятора яркости света
Диммер — это устройство, предназначенное для плавной регулировки и отключения света. Чаще всего используются для регулировки свечения ламп накаливания или светодиодов.
Схема:
В целом схема не сложная, но эффективная. Если вы работаете с диодным мостом КЦ405А, то мощность лампы не должна превышать 200 Вт.Вот какие компоненты вам пригодятся:
- Шесть резисторов
- Один конденсатор
- Два транзистора
- Стабилитрон
- Тиристор
- Диодный мост
Резисторы нужно выбирать так: один переменный (47 кОм или 50 кОм), остальные постоянные 4.7 кОм, 470 Ом, 1.5 кОм, 1.8 кОм, 27 кОм. Конденсатор должен быть 0.15 мк, транзисторы КТ3107Д и КТ3117А. Так как данные транзисторы встречаются редко, их можно заменить парой S8050 и S9012. Стабилитрон — Д814Д, тиристор — КУ202Н, диодный мост — КЦ405А. Лично я использую аналог этого моста — 2W08, который компактнее и мощнее.
Выглядит устройство следующим образом:
Самодельный диммер в действии:
Если использовать небольшой теплоотвод и более мощный мост, то нагрузку можно увеличить до 2кВт. Схема вполне надежная и при правильной сборке работает практически сразу.
Читайте так же:
На этом все, теперь вы можете собрать диммер своими руками. Добавлю только, что нагрузкой может быть как светильник, так и паяльник, то есть любое устройство, которое не имеет индуктивности в нагрузке. Спасибо за внимание и оставайтесь на связи!
С уважением, Эдгар.
elektrobiz.ru