Диммер принцип работы – устройство и принцип работы диммера

устройство, принцип работы + как сделать диммер самому

Выпускаемые промышленностью всевозможные диммеры способны расширить функциональность почти любых осветительных приборов, повысить их экономичность. Но если ситуация не типичная, к примеру, если важны небольшие размеры, то сможет помочь только самодельное устройство.

Кроме того, изготовление может стать более дешевым вариантом, чем покупка, что действует крайне убедительно. Мы расскажем, как собрать диммер своими руками. В представленной нами статье подробно изложено, какие комплектующие потребуются, в какой последовательности выполнять работы.

Содержание статьи:

Когда покупка – худший вариант?

Заводские регуляторы яркости способны обеспечить ожидаемый экономический результат или повысить комфортность проживания во всех типичных ситуациях. Кроме того, их стоимость бывает различной, что позволит совершить покупку «по карману».

Но все же в ряде ситуаций можно не найти подходящего по размерам или мощности варианта, поэтому выходом может стать самоделка.

В большинстве случаев заинтересованный человек сможет приобрести недорогой заводской диммер, рабочие качества которого удовлетворят его

Встречаются нестандартные ситуации, когда промышленные изделия не удовлетворяют потребности человека. К примеру, так бывает, если необходим небольшого размера, есть желание улучшить эстетические свойства его панели управления.

Или человек считает за необходимое повысить экономичность, сделать более удобным управление, добиться каких-либо цветовых эффектов, улучшить любую другую характеристику.

Изготовление простейшего диммера является несложной задачей, тем более потребуются только доступные всем инструменты, основным из которых является паяльник

А также самостоятельно выполнить сборку можно, когда в наличии есть необходимые комплектующие, что позволит существенно удешевить процедуру.

Что нужно знать о диммерах?

Глагол «to dim» в английском языке означает «становиться тусклым», «темнеть». Это явление и является сутью регуляторов яркости. Кроме того, человек дополнительно получает еще ряд преимуществ.

Плюсы использования прибора

Среди достоинств следует выделить такие дополнительные возможности:

• снизить потребление электроэнергии — это приводит к большей экономичности;
• заменить несколько видов осветительных приборов — к примеру, одна лампа может выполнять функции ночного торшера, основного освещения и т. д.

Кроме того, пользователь может получить различные световые эффекты, к примеру, использовать обычное освещение под управлением диммера в качестве светомузыки.

А также его функциональность позволяет работать совместно с системами безопасности или просто имитировать присутствие людей в помещении. Что поможет владельцам любого помещения защитить свое имущество от злоумышленников или вообще предотвратить их несанкционированное проникновение в квартиру, офис.

Основой конструкции диммера является симистор. Важно помнить, что его мощность должна на 20-50% превышать аналогичный показатель нагрузки. Кроме того, он должен выдерживать напряжение в 400 В. Это обеспечит изделию долговечность

Дополнительно регулятор яркости способен сделать управление источниками освещения, другими электроприборами более удобным, эффективным. К примеру, можно применять радио- или инфракрасные сигналы, что позволит выполнять необходимые манипуляции дистанционно.

Или же есть возможность использовать несколько точек управления осветительным прибором вместо одного. Например, если пользователь хочет сделать более современным освещение в спальне, то регуляторы можно установить на входе туда, а также возле кровати.

Подобное решение сделает жизнь владельцев несколько комфортнее. Таким же образом можно поступить в любом другом помещении.

Как выполняется регулирование?

Если заинтересованный человек решил самостоятельно собрать диммер, то процедуру нужно начинать выполнять не с раздумий о том, как это сделать, а с определения целей и задач, которые будут решаться.

Так выглядит обычная синусоида тока, а суть диммирования в том, чтобы «обрезать» ее. Это уменьшит продолжительность импульса и даст возможность электроприбору работать не на полную мощность

Так перед тем, как приступить к сборке необходимо определиться какой вид ламп будет применяться. Эта процедура обязательная, потому что существуют различные принципы управления яркостью свечения.

К ним относятся:

• изменение напряжения — такой способ будет актуальным при использовании устаревших ламп накаливания;
• широтно-импульсная модуляция — этот вариант необходимо применять для управления яркостью современных энергосберегающих осветительных приборов.

Изменение напряжения светодиодных ламп малоэффективно из-за того, что они работают в узком диапазоне и при небольшом отклонении от нормы просто тухнут или не включаются. Что не позволит полностью раскрыть потенциал обычных устройств, потому для них выпускают специализированные .

Кроме того, использование простых, но устаревших реостатов не дает возможности экономить на электроэнергии. Ведь излишки электроэнергии в виде тепла просто рассеиваются в воздухе.

Правильно сделанный диммер должен обеспечить именно такую синусоиду, при которой короткие импульсы чередуются с продолжительными паузами. Причем чем она продолжительней, а сила сигнала меньше, тем тусклее будет светиться лампа

С помощью широтно-импульсной модуляции получится собрать регулятор яркости, обеспечивающий лампам возможность работать при 10-100% их мощности. При этом пользователь получит приятный бонус в виде сэкономленной электроэнергии.

А также можно в полном объеме использовать все остальные преимущества диммеров, среди которых и долговечность.

Относительная простота конструкции

Несмотря на то что бытовые регуляторы яркости позволяют получать заметный визуальный и экономический эффект, они отличаются несложным устройством.

Что обеспечивает длительный срок эксплуатации, а в случае, когда человек решил выполнить самостоятельную сборку, то и простоту этой операции. В результате справиться с ней сможет почти любой желающий, даже не обладая специальными знаниями.

Самодельный диммер можно использовать в разных сферах, но при этом следует учитывать, что его изготовление на одной пайке компонентов не закончится. Так как самоделке понадобится придать привлекательный внешний вид

Так, самые востребованные современные диммеры созданы на основе всего нескольких элементов:

• динистора, часто встречается и другое его название — диак;
• симистора, по-другому — триак;
• узла формирования импульса.

Кроме того, в конструкции необходимо присутствие нескольких второстепенных частей, без которых работа невозможна. К ним относятся конденсаторы, резисторы (постоянного, переменного тока). Каждый из основных перечисленных полупроводниковых приборов выполняют свою часть работы по управлению яркостью ламп.

Симистор нередко сравнивают с дверью для электричества, причем в которую можно входить в обе стороны. То есть существует возможность пропускать ток к лампам в неограниченном объеме, но при необходимости и возвращать его излишки обратно.

Этот рисунок представляет собой упрощенную схему диммера. Которая свидетельствует, что могут быть различные особенности, но основным регулирующим элементом все равно останется симистор

Выполнение такого процесса обеспечивает анод с катодом. Они меняются местами в зависимости от направления перемещения электричества. Кроме того, предусмотрена многослойная проводниковая конструкция, которая позволяет выполнять задачи максимально точно.

Само переключение направления выполняет динистор, который представляет из себя двунаправленный диод.

Факторы усложнения схемы

Человек, желающий собрать диммер самостоятельно, должен задуматься не только о приобретении нужных полупроводников. Поскольку конструкция должна будет обеспечить возможность выполнять управление, размещение и даже придать достаточные эстетические свойства, предстоит учитывать ряд моментов.

К ним относятся:

• вид управления;
• способ размещения;
• внешний вид.

Поскольку перечисленные пункты существенно влияют на рабочие характеристики регулятора яркости, то с каждым из них следует разобраться отдельно. Что позволит справиться с работой качественно.

Существующие виды управления прибором

Так как диммером понадобиться управлять, то человеку следует выбрать оптимальный вариант. Потому что их много и каждый имеет свои особенности, преимущества и недочеты. Это существенно повлияет на конструкцию.

Манипуляции возможно выполнять любым из следующих способов:

• механическим;
• электронным;
• дистанционным.

Но чаще всего для всевозможных самодельных диммеров используется первый вариант. Так как механическое управление является простейшим в сборке, а при покупке комплектующих заплатить придется меньше всего.

Схема диммера дает возможность понять, как он работает. А именно при появлении в сети тока, он, проходя через резисторы и один из встроенных диодов, заряжает конденсатор. Избыточное напряжение из которого попадает на динистор и симистор. От его положения и зависит передаваемая на лампы нагрузка

В этом случае человеку понадобится только регулятор, которым может быть поворотный рычаг. При желании его можно заменить нажимным элементом. В таком случае все манипуляции будут выполняться обычными клавишами, знакомыми по традиционным выключателям.

Нередко используются комбинированные поворотно-нажимные приборы. Они дают возможность операции включения/выключения производить клавишами, саму же регулировку — поворотным рычагом. Что многие пользователи считают удобным.

Любой из указанных вариантов размерами и внешним видом может быть схож с обычным выключателем, что позволит заменить такой прибор. Это является еще одним преимуществом. Электронное управление подразумевает использование для выполнения всех необходимых манипуляций сенсоров. Они также выполнены в форме традиционных выключателей и легко заменяют их.

Перед механическими аналогами сенсорные имеют значительное преимущество в виде современного внешнего вида. Обратной стороной медали будет более высокая стоимость комплектующих. Дистанционное управление наиболее комфортное, удобное, выполняется оно с помощью обычных пультов.

Виды передачи командного сигнала бывают различными:

• радиосигнал;
• инфракрасный сигнал.

В первом случае пользователь сможет осуществлять необходимую регулировку с любого места здания, помещения и даже из-за их пределов. Что удобно, эффективно, но комплектующие будут стоить дороже, чем при покупке пульта с инфракрасным сигналом.

Сигнал способен передать нужную информацию только при наведении на сам . А это получится выполнить только в пределах одного помещения.

Более простой является навесной вариант сборки регулятора яркости. А наиболее долговечной считается печатная плата, которая позволит предотвратить многие виды досрочной поломки

Все же указанную особенность обычно недостатком не считают, поэтому более доступные комплекты с инфракрасным сигналом популярней. К дистанционным способам управления относится и акустический, но в таком случае придется приобрести датчик, способный улавливать звуковые команды: хлопки в ладоши, звуки музыки и прочие подобные шумы.

Все же следует знать, что последний вариант больше эффектный, чем эффективный. Так как любые сторонние звуки, к примеру, лай домашнего любимца, громкий разговор приведут к несанкционированному изменению яркости свечения ламп. Это не всегда будет радовать пользователей.

В то же время, вмонтированный в конструкцию диммера акустический датчик способен сделать незабываемой любую вечеринку, так как заставляет осветительные приборы реагировать на изменение громкости музыки. То есть, таким образом, вполне можно заменить светомузыку.

Кроме того, следует знать, что все популярней становятся варианты управления с помощью компьютера при проводном или беспроводном подключении, а также смартфона, планшета, которые передают нужный командный сигнал по Wi-Fi.

Печатные платы отличаются компактностью и долговечностью в сравнении с навесной схемой. Кроме того, они более безопасные, что важно, так как диммеры используются в помещениях, где находятся люди

Чтобы иметь возможность воспользоваться любым из перечисленных способов, конструкцию диммера необходимо оснастить нужными элементами. Что делает ее сложней, поэтому более дорогой. В результате наиболее востребованным вариантом управления традиционно остается механический.

Тип размещения прибора

Любой современный диммер можно разместить всего тремя способами, а в быту используется итого меньше — только 2. Один вариант востребован редко из-за своей конструктивной сложности и производительности.

Поэтому для жилья или небольших коммерческих помещений применяются такие виды размещения:

• накладные;
• встроенные.

В первом случае диммером заменяют традиционный выключатель, во втором — он устанавливается не на виду, то есть монтируется в раздаточную коробку, специально сделанную нишу. Это значит, что в одной ситуации человеку необходимо позаботиться о панели управления с высокими эстетическими качествами.

А в другой этот нюанс не играет никакой роли. Так как прибор будет спрятан от глаз. Зато придется использовать только дистанционный способ управления. Накладными бывают в основном механические или электронные разновидности.

Принцип работы диммера

Наиболее эффективным является способ управления яркостью с помощью широтно-импульсной модуляции. Так как он наиболее подходит для современных .

Принцип работы в этом случае представляет собой подачу тока короткими импульсами, между которыми выдерживается продолжительная пауза. Причем чем большее ее продолжительность, тем меньше яркость свечения.

Подключение регуляторов является важным этапом сборки, так как от него зависит функциональность и комфортность, собственно ради чего люди и выполняют такую работу

В то же время простейшие устройства способны менять характеристики света обычным уменьшением/увеличением подающегося напряжения. Но такой вариант принесет пользу только при использовании ламп накаливания.

В случае использования LED-приборов в паре с устройством смогут работать только , так как обычные светодиодки не регулируются.

Собственноручное изготовление диммера

Изначально предстоит определиться с рядом параметров, среди которых мощность, тип размещения, управления. Без этой процедуры работоспособный регулятор получится создать только случайно, что бывает редко.

Далее необходимо приобрести или получить в собственность другим путем симистор, динистор, а также узел, который формирует управляющий импульс, например, взять из ненужного прибора.

Кроме того, понадобится конденсатор и 2 резистора, способные поддерживать определенную ранее мощность. Причем один из них должен быть переменным. Эта особенность позволит менять напряжение тока.

На схеме указано, как пользователь сможет управлять одним источником света с помощью двух регуляторов, установленных в разных частях помещения, что удобно

А когда его значение достигнет максимально возможного для используемого динистора, то он срабатывает и подает необходимый командный импульс. Который направляется на симистор, а далее попадает к лампам или другим электроприборам.

Когда откроется этот силовой ключ зависит от положения органов управления. Так как это могут быть и 220 В, и 40 В, если оно необходимо человеку.

Поскольку умельцы изготавливают в основном накладные регуляторы яркости, то установить его в цепь не составит труда. Так как эта операция ничем не отличается от монтажа традиционного выключателя

Все перечисленные выше элементы конструкции соединяются в одно изделие согласно приложенной схеме с помощью проводов и пайки. Контакты необходимо тщательно изолировать. Так как короткое замыкание — одна из нескольких распространенных причин поломки электрооборудования.

Подключение димера к цепи

Это не менее важная часть работы, чем само изготовление, так как во многом от качества зависит долговечность эксплуатации. Кроме того, подключение влияет на удобство и комфортность управления, поэтому диммеры принято делить и по этой характеристике.

Они бывают следующими:

• по типу выключателя — они заменяют собой традиционные выключатели и регулируют один светильник или их группу, например, люстру с большим количеством осветительных элементов;
• проходными — позволяют управлять одним электроприбором, к примеру, светодиодной лампой, с помощью нескольких регуляторов, для удобства расположенных в различных частях помещения, здания.

В первом случае при использовании сети, включающей в себя 3 провода, ноль и заземление идут на светильник, другой электроприбор, а фаза на разрыв. То есть процедура является знакомой всем, кто заменял обычные выключатели.

При выполнении проверки регулятора, его монтажа и эксплуатации человеку следует соблюдать меры безопасности, так как через него проходит достаточное напряжение, чтобы нанести вред здоровью

При монтаже двух проходных диммеров от распределительной коробки следует подвести к каждому из них по три провода. Это обязательное условие. Затем первые два контакта используются для соединения обоих регуляторов. Для обеспечения надежности следует использовать перемычку.

Еще один из свободных контактов подсоединяется к фазе, а последний к осветительному прибору. После чего соединение проверяется на работоспособность.

Во время этих операций следует помнить о соблюдении мер безопасности — каждая из них может выполняться только после обесточивания сети.

С ориентирами выбора диммера для управления светодиодной лентой ознакомит , полностью посвященная этой интересной теме.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик позволит быстрее разобраться с процедурой изготовления:

Следующий видеоматериал позволит ознакомиться с принципом работы современных диммеров:

Любой пользователь, даже не обладающий специальными навыками, сможет разобраться с тем, как правильно сделать несложный диммер своими руками. Это совсем недорогое и несложное решение. Главное  — подобрать элементы нужной мощности и качественно соединить их между собой.

В то же время необходимо будет придать изделию достойный внешний вид, что осложняет задачу. Но для этой цели можно использовать корпуса промышленных регуляторов, причем даже бывших в употреблении.

Хотите рассказать о том, как собирали прибор для регулировки интенсивности освещения собственноручно? Есть желание поделиться технологическими тонкостями или задать вопрос? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь полезными сведениями, впечатлениями и фото по теме статьи.

sovet-ingenera.com

что это, принцип действия светорегулятора, преимущества и недостатки, область применения, схема подключения устройства

Диммер (dim — затемнять) – электронное устройство, также называемое светорегулятором или вариатором. Прибор используется в изменении электрической мощности и с целью регулирования яркости света, который излучают лампы накаливания или светодиоды.

Что такое диммер

Простейший световой регулятор является переменным резистором, включая реостат, но таким вариатором выделяются значительные показатели мощности, чем обусловливается очень низкий коэффициент полезного действия в условиях слишком сильного нагрева устройства.

Вариатор повышает экономичность приборов

Стандартным регулятором светового потока также вполне может служить автомобильный трансформатор.

История изобретения и совершенствования прибора

Первые механические светорегуляторы были изобретены Гранвиллом Вудсом более века назад, и активно использовались для осуществления плавного и медленного затемнения в театральном освещении. Чуть позже появились реостаты. Такие электрические аппараты, изобретённые Иоганном Поггендорфом, применялись для регулирования силы токовых показателей и напряжения внутри электрической цепи. Прибор был представлен проводящим элементом и специальным устройством, плавно или ступенчато регулирующим электрическое сопротивление.

Самые первые вариаторы отличались механическим способом управления и были способны на выполнение только изменения яркость осветительного прибора. Наиболее современные и многофункциональные световые регуляторы оснащаются микроконтроллером, а также обладают целым набором расширенных функций, представленных:

• управлением яркостью освещения;
• автоматическим отключением;
• имитацией присутствия людей;
• плавным включением и отключением света;
• различными режимами затемнения или мигания;
• дистанционным управлением.

К категории наиболее компактных и очень экономичных приборов вполне заслуженно относятся электронные устройства. Все самые современные электронные вариаторы имеют силовой элемент в виде полупроводникового симисторного или транзисторного ключа, но значительная часть таких приборов выдаёт на выходе отсечённые участки синусоиды.

Осветительный прибор с регулятором может стать многофункциональным

По этой причине подключать к таким регуляторам любые устройства, нуждающиеся в питании от токовых показателей с низкими показателями коэффициента гармоник категорически нельзя. Важно помнить, что дешёвые и некачественные электронные регуляторы лишены специального фильтра, поэтому способны на генерирование слишком сильных электромагнитных помех.

Область применения

Современные световые регуляторы находят широкое применение в бытовых условиях и промышленной сфере. Основное назначение такого устройства представлено экономией электрической энергии, изменением показателей яркости освещения в условиях современных дизайнерских решений, применением освещения при проведении торжеств.

Светорегулятор можно совмещать с системами безопасности

Использование регулятора светового потока в лампах накаливания при условии незначительного уровня яркости вечером или ночью является малоэффективным. Кроме того, эксплуатация контролёров при использовании светодиодных лент позволяет легко скорректировать цветность излучаемого светового потока, уровень яркости, а также способствует созданию динамичных световых эффектов не только в жилых помещениях, но и при обустройстве рекламных щитов и современных магазинных витрин.

Устройство светорегулятора

Рассмотреть стандартную схему устройства регулятора проще всего на примере поворотного вариатора, конструкция которого характеризуется простотой исполнения, но может отличаться качеством сборки и количеством комплектующих элементов.

Мощность симистора должна быть выше нагрузки на 20–50%

Схема симисторного регулятора, как правило, одинаковая, а основное отличие представлено наличием некоторых дополнительных элементов, обеспечивающих более устойчивую работу в условиях низкого выходного напряжения.

Симистор должен сохранять работоспособность при напряжении 400 В

Реальная схема диммера указана с учётом отличий некоторых параметров в приборах, которые выпускаются разными производителями. При этом симисторы могут быть любыми, но напрямую зависят от показателей мощности нагрузки. На величину резисторов и конденсаторов оказывают влияние начальная и конечная точки зажигания.

Принцип действия

Регулирование мощности разных типов осветительных приборов, включая галогенные, люминесцентные светильники и лампы накаливания, отличается, поэтому вариаторы, используемые в каждом конкретном случае, имеют разный принцип действия.

• Схема разогрева нити накала в зависимости от уровня напряжения, подающегося со светового регулятора и изменяющего яркость свечения, используется на галогенных светильниках и лампах накаливания с рабочим напряжением 220 В.
• Схема с трансформатором, преобразующим уровень напряжение, который выдаётся световым регулятором до показателей 12–24 В. предназначается для функционирования низковольтных галогенных ламп. В этом случае используется электронный и регулируемый тип трансформатора, обеспечивающий «мягкий» вариант включения, что важно для нагрева ламповой нити и помогает предотвратить перегрузку.

В схемах для использования в любых лампах с электронным дросселем, посредством вариатора преобразуется напряжение сети до показателей 0–10 В. Таким напряжением, подаваемым на электроды светового прибора, регулируются показатели мощности в создаваемом между ними электрическом разряде, что и позволяет управлять силой газового свечения.

Преимущества и недостатки применения

Наиболее мощные и самые современные устройства обладают целым набором выполняемых функций:

• автоматическим отключением света;
• программной установкой включения и выключения освещения;
• подсвечиванием кнопки или клавиши;
• устойчивостью к высокомощным нагрузкам;
• максимальным и минимальным уровнем в настраиваемых показателях яркости;
• режимом имитации присутствия человека;
• подключением в условиях сгорания фазного провода;
• наличием встроенного предохранителя поплавкового типа;
• функцией памяти на установленные параметры яркости;
• фиксацией в памяти сразу нескольких уровней освещения;
• очень широким диапазоном используемых напряжений в пределах 0–220 В;
• защитой от перегрева и возникновения короткого замыкания;
• высокой устойчивостью к температурным резким перепадам.

В любом случае преимуществ использования современных регуляторов, значительно больше, чем недостатков, которые являются в большинстве случаев незначительными.

Классификация приборов

Все современные световые регуляторы классифицируются по типу корпуса, а также в соответствии с характеристиками управления и основными видовым особенностям светильников, в которые предполагается монтировать такое устройство.

По способу осуществления регулировки

В зависимости от способа управления различаются световые регуляторы механического и электронного, контактного и бесконтактного, а также дистанционного и акустического типа.

Механический

Снижение мощности электроприбора достигается обрезкой синусоиды тока

Механические приборы основаны на потенциометрах, подключаемыми не в непосредственном виде к уровню нагрузки, а передающими сигнал посредством схемы управления на любой тип силового элемента, представленного реостатом, дросселем или тиристором. Преимуществом является простота и доступная стоимость.

Сенсорный

В старых лампах накаливания применяется метод изменения напряжения для управления яркостью

Сенсорные модели представлены поворотными и нажимными клавишами, а для некоторых видов характерно наличие функции управления сразу несколькими осветительными приборами с простым изменением цветности. Преимущества связаны с отсутствием склонности прибора к изнашиванию или заклиниванию.

Акустический

Современные приборы регулируют яркость при помощи широтно-импульсной модуляции

Акустический прибор срабатывает посредством воздействия на датчик команд или шума, в условиях подачи, так называемой голосовой команды. Такие модели современного светорегулятора обладают небольшим недостатком, который предполагает изменение яркости света при непроизвольном движении животных или падении бытовых предметов.

Дистанционный

Реостаты старых моделей не экономят электроэнергию, а рассеивают ее в виде тепла

Дистанционные модели функционируют за счёт ДУ-пульта, что позволяет отрегулировать уровень освещения без необходимости использовать традиционный выключатель. Работа основана на излучении инфракрасных (IR) или стандартных радиоволн (RF), но пульт управления нуждается в своевременной замене элементов питания.

По типу исполнения

Современные световые регуляторы отличаются также по типу исполнения и могут быть предназначены для нескольких видов использования.

Модульный

Синусоида при правильной работе регулятора чередует короткие импульсы с длительными паузами

Модульный вариант регулирует уровень освещённости в общественных местах, представленных лестничными клетками, коридорами и подъездами. Такой тип регуляторов монтируется внутри распределительного щитка. Непосредственное регулирование осветительных приборов в этом случае осуществляется кнопочным или одноклавишным выключателем.

Моноблочный

Увеличение длительности пауз между импульсами уменьшает интенсивность свечения прибора

Моноблочный вариант стандартно монтируется на участке разрыва фазы электрической цепи, идущей к нагрузочной части осветительных приборов и при этом используется в качестве традиционного выключателя.

Блочный

Лампы со световым регулятором могут работать в диапазоне 10–100% от своей мощности

Блочные модели предполагают фиксацию светового регулятора непосредственно с выключателем в виде стандартного блока «розетка-выключатель».

По способу управления

В бытовых условиях наиболее широкое применение нашли классические и доступные по цене моноблочные регуляторы светового потока, которые традиционно различаются способом управления.

Поворотный

Правильный подбор и установка регулятора значительно увеличат срок его службы

Поворотный вариант исполнения имеет вращающуюся ручку, которая при установке в крайнее левое положение отключает освещение. Постепенный поворот ручки вправо увеличивает яркость лампы.

Клавишный

Основные компоненты вариатора: триак, узел формирования импульса, диак (динистор)

Клавишный вариант исполнения внешним видом очень напоминает обычные двухклавишные выключатели. Посредством клавиш осуществляется включение и отключение осветительного прибора, а также регулируется мощность освещения.

Поворотно-нажимной

Дополнительные части вариатора: резисторы и конденсаторы

Поворотно — нажимной вариант исполнения имеет принцип действия, аналогичный поворотному устройству, но для включения системы освещения требуется немного «утапливать» ручку.

По типу регулируемых ламп

Регуляторы света также должны подбираться в зависимости от того, какой тип осветительных приборов предполагается задействовать в системе освещения.

Для ламп накаливания

Симистор играет роль пропускного механизма для электричества

Для ламп накаливания и галогенных источников света высокого напряжения применяются самые простые устройства, изменяющие напряжение и регулирующие показатели мощности свечения нити накала.

Электронные для светодиодных ламп

Направление движения тока определяют катод и анод, меняющиеся местами

Для светодиодных ламп требуется устанавливать регуляторы, имеющие импульсную модуляцию токовой частоты.

Для галогенных ламп

Для галогенных светильников низкого напряжения вариатор должен иметь понижающий трансформатор или выбирается устройство в соответствии с типом уже имеющегося трансформатора с маркировкой С или RL.

Схемы подключения

Существует несколько вариантов подключения устройства электронного типа, что объясняется техническими особенностями используемой системы освещения.

Подключение вместо обычного выключателя

Если присутствует однофазная сеть, то стандартная схема подключения сходна с установкой обычного выключателя, но важно помнить, что такие регуляторы монтируются исключительно в месте разрыва фазного провода.

1. Демонтировать выключатель и отключить электрические провода от клемм.

   Точность перемещения тока обеспечивается многослойной конструкцией из проводников

2. Определить место размещения фазного провода.

   

   Динистор производит переключение направления тока

3. Разобрать устанавливаемый регулятор света.

   

   На удобство пользования вариатором влиет его внешний вид, размещение и тип управления

4. Выполнить подключение устройства в соответствии с приведённой схемой установки.

   

   Устройства с механическим управлением легче собирать и стоят они значительно дешевле

5. Установить регулятор и зафиксировать его при помощи саморезов, после чего подключить электрическое питание и проверить работоспособность монтируемого устройства.

   

   Поворотно-нажимные конструкции регуляторов считаются одними из самых удобных

Подключение к светодиодной ленте (для мини-диммера)

Принципиальных отличий в подключении мини-диммера к светодиодной ленте нет. Основная особенность монтажа состоит в том, что регулятор устанавливается непосредственно перед контроллером светодиодной лампы или ленты в соответствии с приведённой ниже схемой.

Дистанционные команды подаются при помощи инфракрасного или радиосигнала

Видео: как подключить вариатор

Популярные производители

При выборе светового регулятора нужно обращать внимание на дополнения, маркировку или наносимые обозначения:

• латинская буква R обозначает, что этот тип устройства рассчитан на лампы накаливания, имеющие омную или резистивную нагрузку;
• латинская буква L обозначает, что этот тип устройства допускается к работе с трансформаторами, в условиях индуктивной нагрузки;
• латинская буква С обозначает, что этот тип устройства допускается к работе с электронными трансформаторами при ёмкостной нагрузке.

В соответствии с многочисленными отзывами определился рейтинг лучших брендов вариаторов от наиболее достойных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Таблица: рейтинг востребованных моделей

Диммеры с голосовым и дистанционным управлением, имитирующие присутствие и снабжённые таймером автоматического выключения популярны и востребованы даже в помещениях с вполне традиционными лампами накаливания. Удобство и практичность их применения очевидны.

Но при выборе нужно обязательно учитывать все недостатки таких электронных приборов, а также следует помнить, что в процессе регулирования мощности лампы накаливания, происходят ощутимые изменения не только в яркости света, но и в его цветовой температуре, поэтому свечение приобретает не слишком приятный красный оттенок.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

stanok.guru

Принципы работы диммеров. Рынок Электротехники. Отраслевой портал

С самого начала стоит подчеркнуть, что в данной статье описываются диммеры, используемые в жилых помещениях. Мы не станем рассматривать мощные сценические диммеры, а также концентрировать внимание на обсуждении систем умного дома С-bus или других систем домашней автоматизации. Несмотря на то что между продукцией высокого и низкого качества есть много общего, процесс автоматизации по природе своей является почти полностью цифровым и может быть выполнен несколькими разными способами, причем конечный результат одинаков. 

Существуют две основные категории традиционных диммеров переменного тока: обычно их делят на светорегуляторы, срезающие передний фронт, и те, которые срезают тыл. Оба указанных диммера отлично работают при активной нагрузке, которую создают, к примеру, светильники с лампами накаливания. Однако при использовании ламп с электронными компонентами к выбору схемы управления стоит подходить более тщательно. Кое-где, возможно, все еще применяются устаревшие (и крайне неэффективные) реостатные диммеры, а также светорегуляторы на основе автотрансформаторов. Но, поскольку они не являются стандартными и уже точно не будут ими в будущем, в описании подобных диммеров я коснусь только их общих особенностей.

Сейчас при организации низковольтного освещения часто используются электронные трансформаторы. Они приобрели популярность из-за низкой стоимости и сравнительной эффективности. Однако по подобным устройствам довольно сложно найти какую-либо полезную и правдивую информацию. В сети можно найти несколько схем самых простых диммеров (срезающих передний фронт), а также информацию по электронным трансформаторам, но практически ничего о светорегуляторах, отсекающих тыл, и принципах их работы. 

 Все графики и расчеты, приведенные в настоящей статье, рассчитаны для сетей питания 50 Гц, 230 Вольт AC. С учетом этой информации нетрудно будет рассчитать напряжение и частоты для других источников питания. Это было сделано для упрощения описания, поскольку основные принципы работают для любых показателей частоты и напряжения. Большинство приведенных графиков построены не путем прямого измерения, а с помощью моделирования. Это упрощает процесс создания графиков и позволяет провести их более детальный анализ, выявить коэффициент мощности и искажение. Если бы мы решили прибегнуть к реальным измерениям, нам бы потребовалось куда больше времени на подготовку, а результат при этом остался непредсказуем из-за коэффициента искажения формы кривой напряжения, колебаний напряжения источника питания и внешних помех/искажений.

Наконец, существуют диммеры, работающие только в цепях постоянного тока. Раньше подобные светорегуляторы были редкостью (или использовались только для управления скоростью электродвигателей постоянного тока), но теперь они получили второе рождение и применяются для организации светодиодного освещения. Дроссели состоят из импульсных источников питания постоянного тока, модифицированных с целью обеспечения непрерывного тока, необходимого для питания светодиодов. Уменьшение силы света достигается путем организации цикла включения/выключения постоянного тока, что сокращает потери.  

Коэффициент мощности. Для обозначения графиков с небольшим или нулевым искажением шкалы напряжения и хорошим коэффициентом мощности я буду использовать термин «дружественный». У многих складывается впечатление, что коэффициент мощности следует учитывать, только имея дело с индуктивной или емкостной нагрузкой, что в корне неверно. Любая кривая тока, которая не является точной копией кривой напряжения, имеет коэффициент мощности меньше единицы (в идеале). И не имеет значения, если кривая тока просто сдвинута по фазе или не линейна, коэффициент мощности все равно затрагивается.

·         Единица – ток и напряжение находятся в фазе и имеют идентичные кривые (показатели активной нагрузки).

·         Сдвиг фаз – из-за индуктивной нагрузки пик тока наступает после пика напряжения (двигатели, трансформаторы). 

·         Опережение по фазе – из-за емкостной нагрузки пик тока наступает до пика напряжения (несвойственно, но такое может случиться и иногда случается).

·         Нелинейность – ток и напряжение находятся в фазе, но их кривые различны (характерно для многих электронных нагрузок). 

Поскольку для получения вольтамперной характеристики показатели тока и напряжения просто перемножаются, становится очевидным, что для последних трех примеров значение указанной характеристики составит 105,8 В-А, а мощность при этом останется прежней – 52,9 Вт. Всякий раз, когда вольтамперная характеристика и коэффициент мощности имеют различные показатели (вольтамперная характеристика не может быть меньше мощности), из сети поступает чрезмерный ток, что вызывает потери в распределительных кабелях, трансформаторах, подстанциях и генераторах. Сталкиваясь с коэффициентом мощности 0,5, генератор мощностью 1 МВт может произвести только 500 кВт, поскольку на его работу влияет вольтамперная характеристика. Все компоненты распределительной электрической сети фактически ограничены вольтамперной характеристикой, а не коэффициентом мощности.

Даже несмотря на то что показатели мощности могут совпадать с заводским диапазоном, указанным на трансформаторе, при превышении вольтамперной характеристики он будет перегреваться. Постоянный перегрев приведет к отказу или сбою в работе оборудования. По этой причине энергосбытовые компании (ЭСК) и/или службы по всему миру уделяют внимание получению наилучшего возможного коэффициента мощности для максимально продуктивной работы оборудования. Для мощных промышленных установок, чей коэффициент мощности не укладывается в оговоренные рамки, даже предусмотрены соответствующие дополнительные штрафы. 

Кривые, подобные тем, что приведены в последнем примере, считаются наихудшим вариантом, поскольку для их корректировки и сокращения нелинейности можно не так уж много сделать. Гармонические колебания частоты напряжения сети проникают в систему, провоцируя дальнейшие проблемы. Полное обсуждение разрушительного действия нелинейных кривых не предусмотрено в рамках данной статьи, но стоит отметить, что во многих странах введены (или готовятся к внедрению) постановления об обязательной компенсации коэффициента мощности для всех электронных нагрузок, превышающих допустимый лимит мощности. 

Принципы работы диммера

Чтобы приглушить лампу, обычно тем или иным способом уменьшают приложенное напряжение. На самом раннем этапе развития подобных приборов для достижения этого результата использовался реостат (переменный резистор), последовательно соединенный с лампой. Это делалось из-за отсутствия какой-либо разумной альтернативы. При таком решении тратится огромное количество энергии. По скромным подсчетам, с момента, как кто-то в последний раз использовал подобного «монстра», прошло не менее 40 лет. Конечно, есть и положительные стороны, поскольку при этом подходе обеспечивается довольно «дружественная» нагрузка на сеть при нулевых коммутационных импульсах и идеальном коэффициенте мощности. Сложность заключается в избыточном перегревании, особенно если речь идет об очень мощных лампах. Из-за необходимости рассеивания тепла реостатные диммеры отличает довольно крупный размер (если вам удастся их найти).

Регулируемый автотрансформатор (известный как вариак™) отличается практическим отсутствием потерь электроэнергии и оказывает такое же щадящее действие на электросеть, как и реостат, но является очень затратным (и громоздким) способом затемнения ламп. Самый дешевый ныне доступный регулируемый трансформатор стоит около $150 и весит несколько килограммов. Хотя, несомненно, описанный подход является отличным вариантом, его трудно применять из экономических соображений.

Еще 20 лет назад диммеры на основе автотрансформаторов широко использовались в телестудиях. Еще одним устройством, использовавшимся в прошлом для схожих целей, был «магнитный усилитель». Из тех экземпляров, что нам удалось найти, ни один не имел широкого хождения, поскольку им на смену быстро пришли другие технологии. Нам не кажется целесообразным в этой статье упоминать о принципах работы магнитных усилителей. 

В настоящее время наиболее распространенными являются диммеры с регулированием фазы, отсекающие передний фронт, сконструированные на основе двунаправленного триодного тиристора. Тиристор – двунаправленный переключатель, для включения которого необходим лишь краткий импульс. В цепи переменного тока он будет автоматически выключаться при смене полярности тока. Это происходит, потому что напряжение (а значит, и ток) проходит через 0. При нулевом токе тиристор не может обеспечивать проводимость и отключается.

Каждую секунду процесс переключения совершается 100 раз (120 раз для сетей частотой 60 Гц). Среди появившихся бытовых диммеров последний тип называется «универсальным». Подобные светорегуляторы в зависимости от нагрузки могут переключаться на отсечение как переднего, так и заднего фронта.

При изменении соотношения между напряжением включения и выключения создается грубая схема широтно-импульсной модуляции, что позволяет менять количество питания, подаваемого на лампу в широком диапазоне. Для этого способа управления идеально подходят лампы накаливания. При этом способе обеспечивается плавный и естественный переход от практически выключенного до полностью включенного состояния. Для большинства тиристорных диммеров используются самые простые схемы, поэтому работа при пониженных настройках может быть нестабильна. При средних настройках эффективное напряжение половины длины волны составляет 162 В при напряжении источника питания переменного тока 230 В.

Независимо от применимого метода целью является варьирование мощности лампы. При этом пользователь должен иметь возможность устанавливать уровень яркости свечения в зависимости от ситуации. Ни один из общедоступных диммеров не может поддерживать хороший коэффициент мощности (что важно для поддержания исправности электросети).

Для стабильной работы должен использоваться трехжильный провод (земля, фаза и ноль). Это необходимо, чтобы точно соблюсти точку перехода через ноль на кривой сети. Небольшие диммеры не делаются с трехжильным проводом, поскольку это бы затруднило их установку. Поэтому с любыми другими нагрузками, кроме активной нагрузки (как в лампах накаливания), подобные диммеры обычно работают плохо и часто сбоят. Серьезность сбоев зависит от типа нагрузки (особенно недостатки заметны при работе с электронными приборами, такими как компактные люминесцентные или светодиодные лампы).

Двухпроводные светорегуляторы не имеют надежной исходной точки перехода через ноль, поскольку заряженные конденсаторы (внутри источника питания лампы) на протяжении практически всего цикла сигнала вырабатывают нулевой ток. Таким образом, диммер не может быть постоянно включен (на полную мощность), потому что до момента срабатывания тиристора должно пройти какое-то время.

Недиммируемые (без регулировки яркости) компактные люминесцентные или светодиодные лампы нельзя подключать к цепи с диммером, даже если он установлен на полную мощность. Хотя это и не очевидно, ток в цепи лампы может резко возрасти (в 5 раз или даже больше), что спровоцирует угрозу возгорания, а также негативно повлияет на срок службы электронных компонентов лампы. 

Даже коммерческие диммеры, которые поддерживают точное пересечение нуля, не следует использовать вместе с компактными люминесцентными и светодиодными лампами или любыми другими конденсаторными источниками входного питания. На одной из установок нам удалось наблюдать, как конечный пользователь добился практически 100% потерь при подключении светодиодных трубок через схему с промышленным светорегулятором. Норма отказов составила приблизительно 1%. При этом поставщики уверяли, что потери провоцирует не диммер.

Единственное, чем отличалась их установка от всех прочих подобных, – это наличие светорегулятора. Таким образом, легко сделать вывод, что именно из-за него и происходили отказы. По странному стечению обстоятельств, проблемы и конечного пользователя, и поставщика диммера заключались в самой концепции. 

Мощные промышленные диммеры часто производятся с применением триодных тиристоров (соединенных параллельно в обратном порядке), поскольку они выдерживают более высокие токовые нагрузки, чем обычные тиристоры. Переключение зачастую провоцируется высокочастотными импульсами, которые обеспечиваются на всем протяжении отрезка сигнала сети, отвечающего за включенное состояние. Трехпроводная конструкция позволяет не допускать потерь при переходе через ноль. Тем не менее, как указано выше, даже подобные светорегуляторы не подходят для работы с нагрузками источников питания электронного типа.

Диммеры, срезающие передний фронт

На данный момент это самые распространенные светорегуляторы. Их название обусловлено тем, что диммер при работе буквально отсекает передний фронт волны переменного тока. Для стандартных бытовых диммеров в качестве активного переключателя с низкой на среднюю мощность практически всегда используется тиристор. При срабатывании тиристора сигнал сети переходит на нагрузку с периодом задержки от 0 (полное включение) до 9 мс (сильное приглушение яркости).

В качестве примера на рис. 3 показана форма кривой напряжения при нагрузке диммера, срезающего передний край, установленного на 50% мощности. Для сравнения первые два цикла, показанные на графике (выделены зеленым цветом), изображают работу без функции затемнения. Настоящий график можно считать «идеальным». Это тот результат, которого можно ожидать от цепи, работающей в точном соответствии с теорией. Функционирование большинства диммеров указанной конструкции близко к идеалу.

Как отмечалось выше, диммеры, отсекающие передний фронт, никогда не следует включать в одну схему с компактными люминесцентными лампами, если о такой возможности четко не сообщается в инструкции, поскольку из-за быстро возрастающего сигнала через основной конденсатор фильтра, являющийся частью балластной цепи лампы, начинает поступать очень большой ток. При использовании большинства современных светодиодных ламп вы столкнетесь с той же проблемой.

Как и в случае с люминесцентными лампами, в инструкции должно быть четко указано, что они совместимы с упомянутыми диммерами. В качестве примера, если электронный балласт потребляет из сети 83 мА, то этого достаточно, чтобы запитать любую лампу с электронным переключением мощностью 8 Вт. Если для повышения коэффициента мощности при этом не используется никакой дополнительной схемы, токовые пики составят 270 мА, а коэффициент мощности будет равен 0,42, что является довольно слабым показателем.

Если ту же самую цепь запитать с помощью диммера, в худшем случае среднеквадратическое значение тока поднимется до 240 мА с пиками в 4,2 A. При этом коэффициент мощности упадет до 0,14, что можно назвать по-настоящему плохим результатом. На данном этапе источник питания лампы потребляет из сети более 55 В-А, что выражается в том, что на выходе мы имеем довольно грубую кривую с острыми участками. 

Представленная выше схема является стандартной для высококачественного диммера, срезающего передний фронт. C1 и L1 – точки подавления радиопомех. Схема работает, используя фазовый сдвиг, создаваемый VR1, C2, R1 и C3. Эта сеть задерживает сигнал, подаваемый на DB1 (диод с двусторонним ограничением – симметричный диодный тиристор). Когда напряжение начинает превышать 30 В (стандартная величина) напряжения пробоя симметричного диодного тиристора, он становится полностью проводимым и заряд на С3 используется для запуска двунаправленного триодного тиристора (триака). После запуска триак будет проводить ток в полном объеме, пока он не опустится ниже нуля, после чего снова отключится. Этот процесс повторяется каждый полуцикл напряжения сети. Точки задержки, включения и выключения показаны на рис. 3.

Диммеры описываемой конструкции никогда не следует использовать с емкостной нагрузкой (большинство схем электронного балласта), поскольку из-за стремительного периода нарастания напряжения на конденсатор начинает сразу же подаваться большой ток. Индуктивные нагрузки (трансформатор с железным сердечником) переносятся довольно хорошо, поскольку индуктивность способствует ограничению времени нарастания тока до безопасных значений (однако см. информацию ниже).

Устройство черного цвета, расположенное слева, – это двунаправленный триодный тиристор (триак). Он оснащен теплоотводом, контакт между ним и триаком лучше всего можно описать как случайный. Надо сказать, что когда этот диммер сняли, в нем не наблюдалось вообще какого-либо контакта, несмотря на то что прибор исправно проработал 12 лет и был, возможно, последним в своем роде, который протянул так долго. Простота схемы очевидна. Использована самая незатейливая плата. Некоторые компоненты имеют сквозные отверстия, а с обратной стороны нет вообще ни одного элемента. Схема практически совпадает с той, что показана выше. Катушка и конденсатор оранжевого цвета предназначены для подавления помех, однако предохранителя не предусмотрено.

В случае короткого замыкания этого светорегулятора лампа просто станет светить на полную мощность. 

Несмотря на то что создатели диммеров, срезающих передний фронт, часто утверждают, что они подходят для использования с трансформаторами с железным сердечником, в некоторых случаях это не так. Наиболее распространенная проблема, возникающая при применении простейших тиристорных диммеров, связана с их переходом на режим «половинной волны». Они начинают проводить только одну полярность формы волны сети. Это катастрофа для любого трансформатора, на который тут же начнет поступать очень большой ток, ограниченный только первичным сопротивлением.

Диммеры, срезающие тыл

Диммер, срезающий задний фронт (их еще называют светорегуляторами с «обратной фазой»), нуждается в более сложной схеме. С данным устройством уже невозможно использовать простейшую схему, которая отлично работала с диммерами, срезающими передний фронт, поскольку большинство двунаправленных триодных тиристоров просто невозможно выключить. Существуют, конечно, двухоперационные тиристоры, но они обойдутся значительно дороже и редко отличаются компактными размерами, что необходимо для наладки освещения. Чтобы правильно организовать работу диммера, срезающего задний фронт, коммутационное устройство нужно настроить так, чтобы оно включалось при прохождении кривой переменного тока через ноль. Для этого используется детектор перехода сигнала через ноль. По истечении заданного регулирующим устройством времени коммутационное устройство выключается, а оставшаяся часть кривой сигнала просто не используется.

 В конструкцию описываемых диммеров часто включены МОП-транзисторы (полевые транзисторы на основе перехода металл-оксид-полупроводник). Причина заключается в том, что для их работы практически не требуется ток управления, а сами по себе они прочны и надежны. МОП-транзисторы относительно дешевы и подходят для использования в рамках диапазона напряжений, выдаваемого электрической сетью. С другой стороны, можно использовать БТИЗ (биполярный транзистор с изолированным затвором), который сочетает в себе преимущества обоих типов, но обойдется он дороже. Необходимо снова подчеркнуть тот факт, что мы рассматриваем идеальную волну, и, если взглянуть на кривую, показанную на рис. 6, очевидно, что между ней и идеальной есть существенные различия, которые особенно заметны на отрезке, отвечающем за полную мощность. Это происходит из-за потери части приложенного напряжения, связанного с необходимостью обеспечения питания сложной электронной схемы. Иначе она просто не будет работать.

Как и в предыдущем примере, на кривой указаны точки переключения и задержки. Нет нужды приводить полную диаграмму цепи указанного светорегулятора, поскольку в их конструкции за выполнение необходимых функций зачастую отвечают специализированные ИС (или сложносочиненные схемы, состоящие их нескольких стандартных). На рис. 6 приведена блок-схема, включающая основные компоненты цепи, а на рис. 7 показана схема диммера, сделанного на основе промышленной ИС.

C1 и L1 – устройства подавления внешних радиопомех. В схеме необходим выпрямитель тока, поскольку МОП-транзисторы не могут переключать переменный ток, только постоянный. Источник питания, детектор перехода сигнала через ноль и таймер, как правило, уже входят в состав специализированной ИС. Показаны сигналы для каждой точки цепи. Выходной сигнал детектора перехода сигнала через ноль сбрасывает таймер, обеспечивая высокий уровень на выходе, и включает МОП-транзистор. После прохождения интервала между 0 и 10 мс для частоты 50 Гц таймер обеспечивает низкий уровень на выходе, МОП-транзистор выключается, и прохождение тока через токоприемник прерывается.

Во многих отношениях рассматриваемые диммеры (срезающие передний и задний фронт) являются полными противоположностями друг другу. 

Из-за довольно низкой скорости возрастания выходного напряжения исчезает проблема большого выброса тока, который диммер, срезающий передний фронт, направляет на емкостную нагрузку. Некоторые затемняемые компактные флуоресцентные и светодиодные лампы отлично работают с подобными диммерами. Однако светорегуляторы, срезающие задний фронт, никогда не следует использовать в связке с трансформаторами с железным сердечником. Как правило, это указывается в инструкции. 

Почему так получается? Казалось бы, диммер, срезающий задний фронт, должен идеально подходить для этих целей. Проблема кроется в обратной ЭДС, которая генерируется, когда переключатель выключается по 100 или 120 раз в секунду. Большую часть времени обратная ЭДС будет безопасно рассеиваться, но при отказе ламповой нагрузки энергии выключения просто будет некуда деться. Наиболее вероятный результатом станет повреждение диммера, поскольку вряд ли промышленные установки смогут рассеять обратную ЭДС без сильного перегрева или поломки. 

Обратная ЭДС образуется при любой индуктивной нагрузке, поскольку индукционная катушка – это элемент, в котором накапливается энергия (реактивный компонент). Энергия сохраняется в виде магнитного поля. При прерывании тока оно разрывается, генерируя в процессе электрический ток. При отсутствии нагрузки (в качестве которой выступает лампа), подсоединенной к индуктивной составляющей, даже малый ток обладает очень высоким напряжением. Это случается регулярно, но обычно эффект рассеивается, что выражается в возникновении небольшой дуги между переключающими контактами. Подобные дуги не наносят вреда, если появляются не более одного-двух раз в день. Но если этот эффект повторяется 100–120 раз в секунду, накапливается существенная средняя мощность.

Как вы видите, при простом взгляде на многоштырьковую ИС невозможно понять, как она работает. Однако всегда полезно посмотреть, как именно сконструирована схема. Естественно, это не единственный способ. Некоторые промышленные диммеры, срезающие задний фронт (такие, как на фото ниже), сделаны с применением многофункциональной ИС и прочих деталей, которые можно увидеть на поверхности платы. Эффект при этом достигается тот же. 

Два крупных устройства на левой плате – это мощные МОП-транзисторы. Обратите внимание, что нижняя часть печатной платы также занята деталями, включая таймер, другую ИС, которую невозможно распознать, четыре транзистора, несколько резисторов и конденсаторов. Изображенное устройство довольно дешево в производстве, однако можно только представить, сколько времени потребуется разработчикам, чтобы создать прибор, обладающий высокой надежностью, и подходящий при этом для стандартного применения. Стоимость такого светорегулятора будет в 3–4 раза выше стандартных диммеров указанной конструкции.

Промышленный диммер, показанный на фото, был протестирован с лампой накаливания мощностью 60 Вт, благодаря чему были получены формы кривых, представленных на графике. Если форма кривой при максимальных настройках отличается от формы идеального сигнала, показанного на рис. 5, то при минимальных настройках (и вплоть до установки средней мощности) теоретические построения и реальный результат практически сходятся. При полной загрузке цепь не может вести себя как при настоящем коротком замыкании, поскольку часть приложенного напряжения идет на питание электронных компонентов. Это вызывает разрыв цепи, который можно наблюдать в области нулевого тока, когда диммер работает на полную мощность. 

Всегда следует помнить о том, что если электронная лампа явно не предназначена для затемнения, подобный диммер не будет работать. Просто ради эксперимента я пытался объединить его в одной цепи со стандартной компактной люминесцентной лампой. Больших выбросов тока не наблюдалось, но лампу было невозможно нормально затемнить, схема отказывалась правильно работать. Это правило в равной степени верно в отношении и компактных люминесцентных, и светодиодных ламп. О том, что они подходят для использования с диммерами, должно быть четко указано в инструкции. Продолжительное использование электронной лампы в одной цепи с диммером может вызвать повреждение схемы, сильный перегрев оборудования или даже спровоцировать пожар.

Коэффициент мощности диммера

Оба типа диммеров обладают одинаковым коэффициентом мощности при той же мощности выходной нагрузки. Ни один из них не позволяет применить какой-либо реальный или полезный способ коррекции коэффициента мощности. Единственным смягчающим фактором является то, что при низких настройках на некоторых отрезках цикла из сети поступает ток, который не используется большинством небольших источников питания. Однако коэффициент мощности все еще оставляет желать лучшего, особенно при низких значениях мощности.

В колонке «угол» проводится градусная мера угла кривой на отрезке питания лампы. Полный цикл составляет 360°, полуцикл – 180°. При частоте 50 Гц использован коэффициент нарастания 18°; 18° эквивалентны интервалу в 1 мс. Это было сделано для упрощения процесса вычислений. Для источника питания частотой 60 Гц данные практически такие же. Единственное отличие заключается в том, что время прохождения одного полного цикла при 60 Гц составляет 16,67 мс, а не 20 мс. Это не влияет на угол, питание или коэффициент мощности, но из-за того, что для стран, использующих источники питания частотой 60 Гц, напряжение будет иным, значение тока тоже будет отличаться.

Угол	Ток	Мощность	Коэффициент мощности
180°	1000 mA	230 Вт	1,00
162°	994 mA	227 Вт	0,99
144°	971 mA	217 Вт	0,97
126°	918 mA	194 Вт	0,92
108°	829 mA	158 Вт	0,83
90°	702 mA	113 Вт	0,70
72°	557 mA	71 Вт	0,55
54°	391 mA	35 Вт	0,39
36°	226 mA	11,7 Вт	0,23
18°	83 mA	1,6 Вт	0,08
0°	0 mA	0 Вт	0,00

Фазовый угол против коэффициента мощности, 230 В AC, нагрузка 230 Ом. Обратите внимание, что нагрузка, использованная при составлении вышеприведенной таблицы, полностью активная и остается неизменной при любых настройках. Однако лампы накаливания не являются устройствами постоянной нагрузки. При остывании нити накаливания при пониженных настройках, уменьшается и сопротивление, что приводит к потреблению большей энергии, чем требуется. Именно поэтому, несмотря на то что уменьшение силы света лампы, несомненно, сокращает потребление энергии, выгода не так велика, как можно было бы ожидать или предполагать.

Стандартная лампа для рабочего освещения (100 Вт) при работе в приглушенном режиме потребляет около 18 Вт. Это больше, чем можно ожидать. Из-за охлаждения сопротивление нити накаливания падает примерно до значения половины сопротивления полной мощности, поэтому потребляется в два раза больше энергии, чем при фиксированном сопротивлении. Для сравнения была протестирована лампа рабочего освещения. При охлажденном состоянии сопротивление составило 44 Ом, в нагретом состоянии – 552 Ом (при включении на полную мощность).

Электронные трансформаторы

Многие новые установки, в которых используются низковольтные галогенные лампы, сконструированы с применением электронных трансформаторов. Несмотря на то что традиционные трансформаторы с железным сердечником отлично работают и обладают невероятным запасом прочности, обходятся они очень дорого. Некоторые из них довольно неэффективны, поскольку теряют порядка 20% от общей мощности, выделяя ее в виде тепла. Электронные трансформаторы отличаются более компактным размером и легким весом и выглядят менее «солидно». Но большинство из них на самом деле эффективны, потери обычно составляют менее 15%. Меньший процент потерь говорит о том, что они вырабатывают меньше тепла, а значит, потребляют меньше энергии. Несмотря на то что уровень рассеивания энергии отдельной установкой может показаться некритичным, при одновременной работе тысяч подобных устройств существенным становится каждый лишний процент потерь. 

Стандартный трансформатор с железным сердечником работает с частотой напряжения сети (50 или 60 Гц). При этом из-за низкой частоты сердечник должен быть довольно значительных размеров. Размер сердечника обратно пропорционален частоте напряжения сети, поэтому трансформатор, работающий при высоких частотах напряжения, может иметь более компактный размер.

Термин «электронный трансформатор» на самом деле употребляется неверно, поскольку это устройство скорее можно описать как импульсный источник питания (ИИП). Электронные схемы применяются для выпрямления сети и конвертации переменного тока в пульсирующий постоянный. Затем пульсирующий постоянный ток подается на коммутационную цепь высокой частоты и небольшой трансформатор. На рис. 11 изображено стандартное устройство подобного типа. 

Слева расположены вводные клеммы, справа – выходные клеммы 12 В. На входе установлен элемент фильтрации радиочастотных помех. Вертикально стоящие устройства, которые видны по нижнему краю, – это два переключающих транзистора. Небольшое зеленое кольцо в центре схемы – трансформатор переключения транзистора. Большой элемент из белого пластика – выходной трансформатор. Внутри него расположен ферритовый сердечник с основной обмоткой. Дополнительные витки (выходной сигнал – 12 В) выведены наружу. Выходной сигнал не трансформируется, это переменный ток, который подается всплесками высокочастотных сигналов. 

T1 – трансформатор переключения транзистора. Он снабжен тремя обмотками: первичной (T1A) и двумя дополнительными (T1B и C). Сравните его с трансформатором зеленого цвета. Первичная содержит один виток, а пусковая обмотка каждого транзистора состоит из 4 витков. T2 – выходной трансформатор. DB1 – симметричный диодный тиристор (такой же, что используется в диммерах, срезающих передний фронт). При превышении напряжением значения в 30 В он запускает колебательный контур цепи. Осцилляция не прекратится до тех пор, пока напряжение не достигнет нуля. Обратите внимание, что базовая выходная частота в два раза выше частоты сети, поэтому выходная частота сигнала электронного трансформатора, работающего в сети частотой 50 Гц, будет равна 100 Гц.

Подобная частота складывается из множества циклов переключения на высокой частоте. Большинство электронных трансформаторов не предназначены для работы без нагрузки (или с нагрузкой в виде лампы). К примеру, установка мощностью 60 Вт для нормальной работы потребует нагрузку, которая потребляет как минимум 20 Вт. При очень небольшой нагрузке на переключающий трансформатор подается слишком малое значение тока, чтобы можно было поддерживать колебательный контур.

Несмотря на то что кривые сигнала приведены в точности в том виде, в котором они были считаны осциллографом на базе ПК, на диаграмме невооруженным глазом заметны участки перехода. Это остаточный эффект процесса оцифровки. Частота на самом деле гораздо выше указанной. Среднеквадратическое напряжение показанного сигнала составляет 12,36 В, но подобную кривую достаточно сложно точно измерить. Я думаю, что реальное значение напряжения было близко к 10 В, которые показал аналоговый измерительный прибор (номинальное значение, указанное на заводском щитке, составляет 11,5 В). При электрическом сопротивлении нагрузки 2 Ом (5A) выходная мощность составила около 50 Вт. Источник питания потребил из сети 231 мА (52,2 В-А). Измеренная входная мощность составила 52 Вт, что позволяет заключить, что коэффициент мощности близок к единице. КПД составляет практически 96%, что является хорошим показателем.

При использовании электронных трансформаторов с низковольтными светодиодными и компактными люминесцентными лампами следует соблюдать осторожность. Поскольку они оборудованы встроенным выпрямителем тока, с ними должны применяться быстрые диоды. Стандартные диоды будут перегреваться, потому что рабочая частота в этой установке гораздо выше той, для которой они предназначены. Несмотря на то что огибающая сигнала имеет частоту всего 100 Гц, частота переключения намного выше – обычно около 30–50 кГц (частота уменьшается с возрастанием нагрузки).

Следует отметить, что экономия энергии при использовании электронных трансформаторов часто переоценивается. В то время как стандартные трансформаторы теоретически имеют бесконечный запас прочности, электронные могут отказать в любой момент и отказывают. Присутствие высоких температур, отмечающееся в пространстве под крышей многих зданий, плохо влияет на полупроводниковые устройства, а повсеместное использование припоя без свинца позволяет говорить о вероятности разрыва соединений. Я видел несколько отказавших приборов, и, несмотря на то что лично я мог бы устранить неполадку, 99% домовладельцев в подобном случае просто выкинут неисправное оборудование и установят новое. Вместо беготни по магазинам с целью замены неисправных установок не проще ли просто использовать неэффективный трансформатор с железным сердечником?

Диммеры постоянного тока 

Несмотря на то что многие (включая меня 30 лет назад) экспериментировали с диммерами постоянного тока, до недавнего времени в них просто не было необходимости. Бывают случаи, когда требуется приглушить свечение автомобильной фары (поворотника или другой). Большинство автомобилей имеют функцию регулируемого освещения приборной панели. В последнем случае обычно используется переменный резистор, к которому последовательно подсоединены лампы, или различные резисторы в зависимости от необходимости попеременно включаются и отключают от цепи. Этот способ подходит для маломощных систем с низкой производительностью, поскольку нет смысла создавать осветительный прибор высокой производительности и тратить энергию, включая в цепь резистивный диммер.

Чтобы наглядно проиллюстрировать энергозатраты, можно произвести простейшие вычисления, представив, что мы используем простой источник питания 12 В и лампочку мощностью 12 Вт…

Мощность лампы	Ток	Напряжение	Резистор	Мощность на резисторе
12 Вт	1 A	12 В	0	0
9 Вт	866 mA	10,39 В	0	1,4 Вт
6 Вт	707 mA	8,48 В	0	2,48 Вт
3 Вт	500 mA	6 В	0	3 Вт

Для упрощения предположим, что лампа имеет постоянное сопротивление (что неверно в отношении ламп с нитью накаливания с любым напряжением). Это, однако, никак не влияет на принцип теста, а включение значения сопротивления лампы для различных настроек в процесс вычислений может только запутать. 

Очевидно, что этот метод не подойдет, если мы хотим получить максимальный КПД. Несмотря на то что величина 3 Вт не ассоциируется у нас с большим выделением тепла, попытка его рассеять в замкнутом пространстве – отнюдь не легкая задача. Таким образом, высокие температуры представляют собой проблему.

Вопрос эффективности начинает стоять еще более остро с возрастанием мощности используемой лампы, поэтому для универсальности необходимо более хорошее решение. К счастью, существует очень простой ответ. В электронике довольно распространен такой прием, как широтно-импульсная модуляция (ШИМ), позволяющий достичь высокой производительности.

При модулировании периодов включения/выключения напряжения, подаваемого на лампу, ее яркость можно контролировать практически без потерь. Если напряжение подается и отключается с одинаковым интервалом (50% коэффициент длительности), лампа (или мощные светодиоды) половину времени работают так, будто на них подается полное напряжение (работают на полную мощность), при этом на самом деле они функционируют на ½ мощности. Поскольку значение коэффициента с помощью потенциометра

marketelectro.ru

Что такое диммер, назначение, принцип работы, важные советы по установке

Диммер, или выключатель со светорегулятором, при всей своей простоте является очень удобным прибором для выключения освещения в доме и одновременного управления его интенсивностью.

Установленный в доме или офисе, он несет на себе функцию энергосбережения.

СОДЕРЖАНИЕ (нажмите на кнопку справа):

Сложна ли установка диммера?

Установка диммера и последующая его эксплуатация абсолютно не сложны. Главное — правильно подобрать подходящую модель и купить качественные лампы.

Принцип работы диммера

Принцип действия прибора элементарен — с помощью него свет зажигается, как при использовании традиционных выключателей, после чего его мощность может плавно регулироваться, от комфортной тусклой подсветки до самого яркого сияния.

Устройство обеспечивает мягкий запуск, не только экономящий ток, но и уменьшающий риск выхода из строя нити накаливания, в настоящее время часто применяется с беспроводными дистанционными выключателями света.

Что предлагает рынок

В магазинах можно купить диммеры самых разных конструкций, отличающиеся способом управления.

Это могут быть как привычные нажимные и поворотные варианты, так и более современные модификации, оснащенные сенсорной панелью, чувствительной к касаниям пальцев.

В поворотных моделях регулировка осуществляется вращением круглой кнопки, в нажимных — необходимым количеством нажатий клавиши, в сенсорных — легким прикосновением.

Существуют и дистанционные светорегуляторы, управляющиеся с помощью беспроводного пульта прямо с дивана.

В некоторых многофункциональных решениях реализована возможность управления сразу несколькими светильниками независимо друг от друга, в том числе всей системой освещения в доме.

Признанный факт — установка диммера позволяет сократить ежемесячные затраты энергии на 40 процентов и в целых 20 раз продлить срок службы ламп за счет подачи более низкого напряжения на нить накаливания.

Выбор диммера

Как выбрать диммер для установки в жилом или рабочем помещении?

Сделать это нетрудно, достаточно брать во внимание такие параметры, как суммарная мощность подключаемых ламп и их тип.

Важно понимать, что для экономичных энергосберегающих ламп и традиционных ламп накаливания схемы регуляторов будут иметь различия.

Диммеры для обычных лампочек работают с напряжением 220 вольт, для галогенных — подключаются через трансформатор с током на выходе 12-24 вольта, для светодиодов и люминесцентных ламп — через электронный дроссель с диапазоном напряжения 1-10 вольт.

При покупке нужно брать в расчет характеристику предельной суммарной нагрузки устройства.

Например, регулятор со значением 300 ватт сможет регулировать яркость люстры с 5 рожками, в каждом из которых установлена лампа мощностью 60 ватт. Для более сильных нагрузок он уже не подойдет.

Установка диммера – важные моменты

По правилам установка диммера должна проводиться только профессиональным электриком. В процессе монтажа помещение должно быть полностью обесточено.

Неправильно установленный регулятор начинает гудеть при включении. В таком случае, проверяют правильность совпадения его разъемов с нужными проводами.

Подводим итог

Такой прибор — первый шаг на пути к энергосбережению и созданию умного дома, позволяющий создать эргономичный и уютный для глаз интерьер.

Бликовые контрасты, грамотная игра света и тени в жилище — вот результаты его работы.

Соединив несколько регуляторов в одну сеть, и организовав управление их работой с помощью единой панели, можно осуществить комфортное световое зонирование жилища. Спасибо за внимание. Всем удачи!

5 (100%) 1 голос[ов]

elektrikexpert.ru

Диммеры (Dimmer). Виды и работа. Управление и установка

Диммеры, или светорегуляторы – это электронные устройства для изменения параметров электрической мощности, подаваемой на лампы освещения. Благодаря их применения осуществляется регулировка яркости света.

Как работают диммеры

Принцип устройства диммера может быть разным в зависимости от того для каких лампочек он применяется. Каждая разновидность ламп имеет свои технические особенности, которым должен соответствовать регулятор. Самые простые диммеры используются для питания ламп накаливания. В большинстве светорегуляторов применяется дроссельный тип регулировки. В таких устройствах возбуждаются электромагнитные волны с широким диапазоном частот. Они воздействуют на ток в проводах соединяющих диммер с регулируемой нагрузкой.

Устройства для ламп накаливания просто меняют параметры напряжения, в результате чего нить лампочки разогревается по-разному. При регулировке меняется не только яркость, но и цветовая температура свечения. Стоит отметить, что уменьшив подачу напряжения на лампу накаливания на 50%, экономия на потреблении энергии составит только 15%.

В случае работы с экономками или светодиодными лампами потребуется свой тип диммера. Если применять обычное устройство, то энергосберегающая лампа начинает мигать, поэтому такое освещение плохо влияет на органы зрения и может спровоцировать головную боль. При такой регулировке может сломаться как сам светорегулятор, так и лампочка. В случае со светодиодными лампами имеющийся в них драйвер компенсирует недостатки напряжения, которые создает диммер, поэтому лампочка горит одинаково ярко.

Для подключения современных типов ламп требуется или применение специализированных диммеров, или использование особых лампочек, драйвер которых предусматривает подключения через светорегулятор. Такие осветительные приборы удастся применять в уже сформированных системах, изначально рассчитанных под лампы накаливания.

Способы управления диммерами

Существуют 4 способа, которыми осуществляется управление светорегуляторами:

• Механический.
• Электронный.
• Акустический.
• Дистанционный.

Механический способ является самым распространенным. Он предусматривает применение поворотной ручки. Такие устройства стоят дешевле всего и являются довольно надежными. Наличие регулировочного колесика подразумевает включение в схему диммера потенциометра, подключенного в цепь силового элемента, в качестве которого может применяться дроссель, реостат или другое устройство.

Электронные диммеры не имеют регулировочного колесика. Управление в них осуществляется с помощью кнопок или сенсора. Такие устройства имеют в своем составе датчики, считывающие нажатия на кнопки, после чего осуществляется смена параметров подаваемого напряжения.

Акустические светорегуляторы реагируют на звуковые сигналы управления. В их качестве может применяться голосовая команда или громкий хлопок. Такие устройства менее популярны, поскольку регулировка с помощью шума может быть неприемлемой, к примеру, в ночное время, когда нужно включить неяркий свет ночника. Кроме этого такие диммеры могут улавливать в разговорной речи команды, в то время как они не отдавались и были частью сказанных фраз.

Дистанционные оснащаются пультом управления, с помощью которого можно находясь вдали от регулятора переключать режимы освещения. Для передачи сигнала могут применяться различные технологии, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Это может быть инфракрасный луч, радиоволны или wi-fi сигнал.

Нередко можно встретить комбинированные устройства, в конструкции которых предусматривается сразу несколько способов регулировки. Обычно это дистанционные или акустические приборы, которые дополнительно можно настраивать вручную, к примеру, когда не хочется шуметь или сели батарейки на пульте.

Виды диммеров представленных в продаже

В магазинах можно встретить диммеры следующих видов:

• Поворотные.
• Поворотно-нажимные.
• Клавишные.
• Сенсорные.
• С пультом дистанционного управления.
• Модульные.
• Управляемые через wi-fi.
• Переносные.
• Розеточные.

Поворотные

Являются самыми дешевыми. Это механические устройства, которые подразумевают настройка путем вращения колесика находящегося на корпусе. Чем больше выкручивать регулятор вправо, тем ярче свет. Чтобы его полностью выключить, нужно повернуть колесико влево до щелчка. Это вполне приемлемые к использованию светорегуляторы, но все же у них имеется большой недостаток – каждый раз приходится сбивать настройки. То есть, выставив оптимальный режим свечения всех ламп, зафиксировав регулятор в нужном положении, при выключении диммера придется повернуть колесико, а при последующем включении снова проводить настройку.

Поворотно-нажимные

Самые популярные среди механических устройств. Их неоспоримым преимуществом является сохранение уже выбранных настроек яркости освещения. У них предусматривается такой же принципы регулировки, как и у поворотных диммеров, при этом для включения нужно нажать на регулируемую кнопку. Она нажимается в любом положении. Таким образом, при последующем включении уровень яркости будет на том же уровне, что и при отключении.

Клавишные

Это электронные светорегуляторы, у которых управление осуществляется с помощью одной или нескольких кнопок. Если применяется одна клавиша, то для включения света на нее нужно быстро нажать один раз, после чего осуществлять регулировку вдавливанием кнопку вверху или внизу. Также может предусматриваться отдельная кнопка регулировки, действующая аналогичным образом, что и качелька громкости на смартфонах. Третий варианта управления предусматривает применение одной клавиши включения и двух кнопок со стрелочками вверх и вниз, которые будут настраивать яркость.

Сенсорные

Работают аналогичным образом с клавишными устройствами, за тем исключением, что вместо кнопок палец прикасается к чувствительному сенсору. Сенсорная панель может действовать не только по принципу касания как к кнопке, но и проведения пальцами по кругу, как бы имитируя вращения поворотного светорегулятора.

Диммеры с пультом дистанционного управления

Являются одними из самых удобных. Связь от таких приборов осуществляется путем передачи инфракрасного сигнала или радиоволны. Радиоканал является наиболее приемлемым, поскольку позволяет осуществлять регулировку с любой точки комнаты или даже с другого помещения. Достаточно нажать на клавишу направив пульт даже в противоположную сторону от диммера. В случае же с инфракрасным каналом необходимо чтобы между дистанционным пультом и светорегулятором была прямая видимость. Если на пути следования сигнала окажется препятствие, будь то даже лист бумаги, то команда не будет принята.

Модульные

Устанавливаются прямо в распределительном щите на DIN-рейку. Они являются самыми крупными. Такие устройства могут предусматривать различные способы регулировки. Она может осуществляться кнопками, расположенными на блоке, или даже дистанционным пультом. Приборы данного класса являются самыми мощными, и могут работать с крупными лампами. Их нередко можно встретить в теплицах, где с помощью таких систем осуществляется настройка оптимального свечения, учитывая проникающую способность солнечных лучей сквозь стеклянный потолок или стены. Также модульное оборудование применяется в производственных цехах. В этом случае дополнительное ламповое освещение выставляется с учетом яркости света проникающего сквозь окна, что позволяет снизить энергозатраты на освещение в солнечные дни. Менее мощное оборудование модульного типа используется в системе умный дом.

Управление через wi-fi

Оснащается пультом дистанционного управления, но основное его преимущество заключается в возможности регулировки яркости с помощью планшета или смартфона. На них устанавливается специализированное приложение, поставляемое производителем диммера. Работа с такими устройствами намного более удобная, поскольку отпадает необходимость постоянно искать дистанционный пульт. Приложение по регулировке света может быть установлено на сколько угодно смартфонов, что дает возможность каждому члену семьи корректировать яркость света под себя.

Подвесные диммеры

Используются на светильниках и настольных лампах. Они являются самыми маленькими и работают по механическому способу управления. Регулировка у них осуществляется как путем вращения колесика, так и перекатыванием зафиксированного в корпусе шарика.

Переносные

Представляют собой крупную розетку с вилкой, на корпусе которой имеется колесико, как у поворотного диммера. Достоинством таких устройств является отсутствие необходимости их монтажа. Обычно диммерами такого типа пользуются для регулировки временного освещения. Также это оборудование можно встретить в брудерах по выращиванию цыплят, аквариумах и т.д.

Подключение светорегулятора

Процесс установки диммера ничем не отличается от монтажа обыкновенного выключателя. На лампочку подается нулевой провод, а на светорегулятор фаза. Ее жила входит в один канал устройства, а через второй уже выходит провод прямо на патрон лампы. Таким образом, можно просто демонтировать имеющийся выключатель и вместо него установить любой светорегулятор, кроме модульного, переносного или розеточного.

Диммеры отличаются по мощности, поэтому необходимо чтобы она была на 20% выше чем фактический уровень требуемый для ламп, подключенных к регулятору.

Похожие темы:

electrosam.ru

Что такое диммер? Назначение, подключение :: SYL.ru

Светодиодные приборы в свое время совершили технологическую революцию в сегменте осветительной аппаратуры. Они подняли на новый качественный уровень и рабочие показатели оборудования, и технико-эксплуатационные качества. В итоге обслуживание систем освещения стало экономнее, а характеристики излучения – эстетически привлекательнее. При этом некоторые дополнительные возможности потребовали использования вспомогательной фурнитуры. В частности это касается системы управления, реализуемой диммерами. Это всего лишь компонент общей осветительной инфраструктуры, но от него зависят параметры свечения. Ведь что такое диммер, с точки зрения владельца? Это инструмент контроля светодиодных приборов, позволяющий регулировать яркость. Качество же работы данного средства управления зависит от множества факторов и свойств самого прибора.

Назначение диммеров

Прямая и базовая задача светорегуляторов заключается в контроле напряжения. Путем регуляции данного показателя светодиодный прибор можно настраивать на разные уровни интенсивности свечения. Но это далеко не единственная функция устройства. В некоторых системах диммер выполняет и ответственные защитные задачи. Уже отмечалось, что такие приборы в основном используются для LED-систем, но в определенных условиях допускается их применение в комбинации с традиционными светильниками. Как раз диммер для ламп накаливания выполняет важную защитную функцию, предотвращая так называемый бросок тока сквозь колбу. Риск возникновения этого эффекта имеет место при включении прибора «с нуля», однако возможность автоматической регуляции его исключает. К другим задачам диммеров можно отнести коррекцию теплового излучения. Для светодиодов с конденсаторами эта функция не так значима, но в системах энергосберегающих ламп вполне актуальна.

Виды прибора

Типовая конфигурация диммера предусматривает наличие резистора (с переменным током), который и выступает непосредственным регулятором мощности. Но такие модели не составляют целевую группу приборов в силу высокой нагрузки. То есть минимальный уровень энергозатрат находится существенно выше, чем оптимальный спектр показателей напряжения для стандартной LED-техники. Более привлекательны с точки зрения среднего пользователя модели с автотрансформаторами. Они отличаются возможностью коррекции сигнала в выгодном частотном диапазоне, на 50 или 60 Гц, но тоже имеют ограничения в использовании из-за крупных размеров. Самым же популярным исполнением прибора является электронный светорегулятор. Что такое диммер на электронной базе? Это скромный по размеру, легкий и экономный в расходе энергии аппарат, в котором задачи управления решает транзисторный или симисторный ключ. От диммера на целевую лампу поступает обработанный синусоидальный сигнал, излишние участки которого устраняются тем самым ключом-корректором. При этом нельзя сказать, что это во всех смыслах выгодное решение, поскольку процесс работы электронного регулятора сопровождается отдачей сильных электромагнитных помех.

Принцип работы

Функциональные части в виде тиристоров и конденсаторов определяют мощность нагрузки. На первых этапах рабочего процесса тиристор имеет закрытую форму, при этом зарядка конденсатора выполняется посредством резистора. По мере нарастания входного напряжения открывается тиристор, и между контакторами возникает ток. Эта фаза продолжается до тех пор, пока напряжение не понизится до закрытия тиристора. Данный цикл повторяется несколько раз с подключением нагрузки. Но в некоторых системах неизбежна модификация конструкции, позволяющая использовать электротехнические схемы с широким частотным спектром. В этом контексте стоит рассмотреть, что такое диммер с дросселем. Для безопасной эксплуатации мощных регуляторов, в проводниках которых обязательно будут присутствовать сильные помехи, используются индуктивности и индуктивно-емкостные фильтры. Это вариации дросселей, применяемые вместе с конденсаторами низкого сопротивления. Благодаря такому дополнению в схемах достигается приемлемый уровень помех.

Способы управления диммером

Принципиальные отличия имеют механические и электронные регуляторы. В первом случае пользователь настраивает ту же яркость или другие рабочие параметры с помощью аппаратного регулятора или кнопок ручным способом. Электронные же модели допускают и возможность дистанционного управления. Данная возможность обеспечивается радиомодулями с пультами ДУ, а в некоторых модификациях — и смартфонами через Bluetooth-каналы. Контактные выключатели с диммером оснащаются сенсорными панелями. Наиболее развитые устройства допускают возможность программирования рабочего процесса. Существует и отдельное направление разработки светорегуляторов, управляемых датчиками. Например, акустические детекторы улавливают звуковые команды (хлопки, голос), переправляя уже преобразованные сигналы на пульт управления диммера.

Монтаж прибора

Установка прибора осуществляется в точке наиболее удобного расположения, где будет обеспечен свободный доступ к управляющим элементам. Чаще всего инсталляцию производят на стенах, где проходит электротехническая проводка. При необходимости можно выполнить штробление для прокладки кабельных линий, но в любом случае чрезмерно хлопотных работ светорегулятор не потребует. Непосредственная установка диммера выполняется с помощью крепежной оснастки, входящей в комплект. Она может быть представлена шурупами или саморезами, то есть с большей вероятностью потребуется использование электроинструмента для реализации качественного крепления.

Подключение диммера

Простейшие модели вводятся в линию через разрыв фазы. Нулевой контур сразу направляется к светильнику. Если используется группа диммеров, то к начальному устройству подводится та же фаза, после чего организуется связка с последующими регуляторами. Между устройствами подключение следует выполнять посредством контакторов, используя провода с теми же характеристиками, что и основные (фаза и ноль). В длинных коридорах иногда используют проходные выключатели. Они устанавливаются перед регулятором по линии фазы. При этом диммер для светодиодной ленты может изначально интегрироваться в монтажный корпус. Туда же вводится и проводка, которая соединяет прибор с драйвером, контроллером и блоком питания. Для осветительных приборов на 220 В питающий элемент с ограничением тока до 12 В не требуется.

Плюсы и минусы прибора

Применение светорегуляторов дает очевидные преимущества, которые заключаются в повышении надежности работы целевого прибора и эргономики. Достаточно отметить удобство при настройке яркости, отсечение электромагнитных помех и плавность включения/отключения, что повышает рабочий ресурс оборудования. Главное – правильно подобрать лампы для диммера, которые не допускают низкие коэффициенты гармоник. Что касается недостатков регулятора, то можно выделить следующие:

• Конфликты в работе с понижающими трансформаторами и другими устройствами, преобразующими напряжение.
• Электромагнитные помехи могут негативно сказаться на работе приборов с радиосигналами – к примеру, имеют место нарушения в частотах.
• Невозможность совместного использования с драйверами светодиодных ламп и люминесцентными приборами.
• Возможны перегревы в обмотке, что потребует включения в конструкцию дополнительных охлаждающих элементов.

Что учесть при выборе устройства?

На первом этапе определяется принципиальная возможность диммирования. Выбор по этому критерию затрагивает именно тип лампы, но не конструкцию светильника. Как уже говорилось, ограничения касаются люминесцентных, некоторых галогенных и энергосберегающих ламп. Затем можно переходить к вопросу совместимости регулятора с дополнительными устройствами. Например, для той же светодиодной ленты потребуется контроллер на 12 или 24 В, а в случае применения нескольких точек управления – выключатели. Также учитывается мощность диммера, хотя даже модели начального уровня способны обслуживать технику на 500-600 В. Это стандартный диапазон, охватывающий характеристики практически всех бытовых ламп.

Заключение

Современные электроприборы лишь в очень редких случаях используются без специальных управляющих устройств. Диммер нельзя назвать самым технически развитым решением подобных задач, но в случае отсутствия особых требований к контролю осветительной техники им вполне можно ограничиться. Хотя бы по той причине, что такой регулятор имеет простую и удобную в монтаже конструкцию. Здесь можно вспомнить, что такое диммер по своему устройству. Это компактный пластиковый короб с электротехнической начинкой в виде обмотки, резисторов и переключающих элементов. Существуют и более сложные модели регулятора, но расширение возможностей управления на такой базе нецелесообразно. Задачи многоступенчатого контроля с повышенными защитными функциями все же эффективнее выполняют современные контроллеры, дополненные панелями управления.

www.syl.ru

Диммер. Принцип их работы. Светодиодные диммеры.

Нынешние формы диммер приобрел сравнительно недавно. Тиристорный выключатель начали применять самоделкины еще в ХХ веке. Простая схема диммера такого типа позволяла изготовить его даже начинающему пионеру из кружка юных физиков.

Название диммер получил от английского «dim» – затемнять, делать тускнее. Это вариант регулятора электрической мощности. Обычное использование – регулировка яркости ламп или светодиодов. Наипростейшая форма – реостат – существует довольно давно. Однако реостат имеет недостаток – он выделяет большую мощность, а это дает очень низкий КПД, да еще и нагрев устройства. Также разновидностью регулятора можно считать автотрансформатор, однако такие устройства имеют внушительные размеры и вес, а это делает их неудобными, тем более в нашу эпоху.

Электронные диммеры признано считать наиболее компактными и экономными. Однако к ним не рекомендуется подключать такие устройства, которые работают от тока низкого коэффициента – у них может перегореть обмотка. Если первые диммеры могли выполнять лишь одну функцию (менять яркость лампы), то на современном этапе развития их роль значительно расширилась. Современные регуляторы управляют:

• яркостью
• автоматическим отключением
• плавным пуском/остановкой
• режимами затемнения или мерцания
• дистанционно

Особенности и характеристики

• если диммер применять для включения лампы накаливания, то это позволяет избежать резкого броска тока. По идее, такой прием должен существенно продлить срок службы лампы, сделать ее практически «вечной». Однако на практике лампы все равно перегорают, хотя и значительно реже
• диммер способен менять не только яркость, но и цветовую температуру света. При уменьшении яркости свет приобретает красноватый оттенок
• диммеры сочетаемы не с мощными лампами (тогда КПД лампы сильно падает), а с лампами меньших мощностей
• применение светового регулятора при мощных лампах создает назойливый уловимый шум
• схема диммера создает помехи, которые делаю работу некоторых приборов неточной или невозможной
• устройство диммера часто является причиной появления фона при записи или трансляции звука
• механические (поворотный, поворотно-нажимной, кнопочный)
• электронные (сенсорный диммер и бесконтактный)
• дистанционные
• акустические

Недостатки

• диммер может вызвать помехи, даже радиочастотные
• несовместим с люминесцентными лампами
• могут перегреваться при температуре в помещении выше 25-27°С
• дают особенное освещение при использовании светодиодных ламп, когда движущийся предмет кажется неподвижным – это может привести к травмированию

Принцип работы диммера

Как работает диммер

Диммирование осуществляется при использовании «фазовой отсечки», при которой происходит отсечение одной части синусоиды напряжения в сети, и происходит уменьшение действия, питающего напряжение на освещение. Если действие отсечки применимо к началу синусоиды, способ называется «регулирование по переднему фронту», если эта технология используется на конце синусоиды, такой способ называется «диммирование по заднему фронту». Эти способы используются для диммирования ламп различных типов: «Диммирование по заднему фронту» рекомендуется для ламп с низким напряжением светодиодного или галогенового типа с применением электронных трансформаторов. «Диммирование по переднему фронту» используется для ламп низкого напряжения с использованием трансформаторов электромагнитного типа, а также для компактных люминесцентных и светодиодных ламп 230В. Эти два способа также хорошо подойдут для ламп галогенового типа и ламп накаливания 230В. Стабильная работа прибора заставляет использовать провод с тремя жилами один для заземления, для рабочего нуля и для фазы, это действие применяется для соблюдения точки перехода через ноль. При использовании малых диммеров достаточно двухжильного провода.

Вопрос энергосбережения

На многих сайтах диммер позиционируется как устройство, что позволяет экономить расходы на электроэнергию. Так ли это? В принципе, да. Все существующие модели позволяют потреблять лампе меньшее количество мощности. Однако целесообразно ли так поступать? Диммер имеет неоспоримое преимущество – он внешне красив и даже неординарен. Чего только стоит сенсорный диммер.

Также он меняет освещение в помещении, что также вызывает приятные эстетические чувства. Но экономить с помощью диммера все равно, что покупать вместо двух ламп 60 Ватт одну на 100. В первую очередь диммер должен рассматриваться как регулятор эстетики освещения и лишь потом как способ сэкономить. Например, после ремонта человек установил две (или даже три) линии освещения. При вариациях цветов и мощности ламп с помощью двух- или трехклавишного диммера можно добиться красивого цветового и осветительного эффекта. Экономия даже в случае применения нескольких ламп столь незначительна и ничтожна, что ее можно назвать невидимой.

Небольшой совет: подбирая диммер, следует обратить внимание на его показатель мощности. Желательно, что величина мощности светового регулятора любого типа была несколько выше, чем суммарная мощность ламп освещения в помещении. В противном случае возможен перегрев, выход из строя и даже пожар.

Светодиодные диммеры

Диммер — если раньше это касалось только ламп накаливания, то с появлением на рынке светодиодных ламп, возникла необходимость регулировать и их. Вообще, функция диммера – понижать до нужного уровня средний ток через лампу, и таким образом уменьшать интенсивность излучаемого ею света. Так, с лампами накаливания традиционно применяют симисторные и тиристорные диммеры, которые корректируют подачу мощности на лампу путем отсечки части фазы сетевого напряжения. Поскольку лампы накаливания – приборы довольно бесхитростные, то и диммеры для них довольно просты по устройству. Со светодиодными лампами дело обстоит сложнее.

Обычные светодиодные лампы иногда содержат в своей конструкции, кроме светодиодов, еще и схему простейшего импульсного преобразователя, который предназначен для взаимодействия с обычным сетевым напряжением синусоидальной формы. Этот драйвер зачастую очень прост, а иногда отсутствует даже он. Если такую лампу подключить через диммер, то встроенная в ее корпус схема управления быстро выйдет из строя, или, в лучшем случае, не сможет корректно работать.

   Светодиодные диммеры

Для решения возникшей проблемы, некоторые производители светодиодных ламп стали выпускать линейки специальных диммируемых светодиодных ламп, драйвер которых несколько усложнен, и может легко работать даже при включении лампы через обычный диммер с отсечкой фазы. Такие лампы дороже обычных, и далеко не каждого покупателя это положение дел устраивает. Единственной альтернативой является применение специальных диммеров, предназначенных для управления непосредственно светодиодными лампами. Эти электронные устройства сами являются преобразователями с широтно-импульсной модуляцией, и подают на светодиодную лампу стабилизированное напряжение, которое схема лампы принимает без нарушения штатного режима своей работы.

Такие светодиодные диммеры позволяют плавно регулировать яркость света светодиодной лампы, повышают экономичность, и продлевают срок службы даже самых обычных светодиодных ламп.

Довольно часто бывает, что освещение какого-нибудь помещения в течение продолжительного времени было бы лишним, поскольку это сказывается на перерасходе электроэнергии; на помощь приходит именно диммер, к тому же современные диммеры имеют КПД – более 90%. Оригинальные дизайнерские решения гораздо проще реализовать при помощи диммеров, которые могут иметь запрограммированные световые сценарии. В конце концов, применение диммеров управляемых с пультов дистанционного управления попросту повышает уровень комфорта. Наконец, управление яркостью света, изменение цвета и реализация различных сценариев легко интегрируются в современные системы «Умный дом».

Из вышесказанного видно, что светодиодные диммеры – сложные электронные устройства, они могут включать свет по таймеру, осуществлять плавный пуск, и даже управляться дистанционно с пульта. Эти диммеры встречаются в различных исполнениях и для различного монтажа. Диммеры для установки в монтажную коробку удобно заменяют собой выключатель, управление производится либо кнопкой, либо с подключаемого к диммеру дополнительного блока.

Модульные светодиодные диммеры

Для установки в щиток на DIN-рейку позволяют реализовывать различные световые сценарии, и могут работать в системах «Умный дом»; они управляются посредством выносных регуляторов и кнопок, либо пультом дистанционного управления. Модульные диммеры дороже обычных диммеров. Диммеры управляемые пультом бывают как с радио, так и с инфракрасным управлением. В первом случае управлять устройством можно на расстоянии, тогда как для управления при помощи инфракрасного пульта необходима прямая видимость.

Выносные блоки

Еще одна разновидность диммеров. Потолочные светодиодные ленты часто используются вместе с такими диммируемыми блоками, и к ним можно подключить точечные светильники со светодиодными лампами, важно лишь соблюсти требования относительно суммарной мощности. Сами эти блоки управляются с обычных диммеров, либо со специальных выносных панелей или с пультов, а иногда управление осуществляемо всеми этими способами.

Способов управления диммерами четыре:

• поворотом ручки, когда включение лампы и регулирование ее яркости осуществляется поворотом ручки, а выключение сопровождается щелчком
• поворотно-нажимным способом, когда выключить или включить можно нажатием, а регулировать яркость – поворотом, при этом не обязательно для включения каждый раз поворачивать ручку, достаточно просто нажать на нее, и яркость сразу будет на заранее установленном уровне
• управление клавишей
• сенсорное управление, часто дополняется пультом дистанционного управления

Пожалуй, единственный недостаток светодиодных диммеров – расходы на их приобретение, которые, однако, окупаются эффективностью и экономичностью оснащенных ими систем освещения. Важно лишь помнить, что при покупке светодиодного диммера и светодиодной лампы, либо обычного диммера и диммируемой светодиодной лампы, желательно проверить их совместную работу прямо в магазине, где для этой цели должен быть оборудован специальный стенд.

 

Так же смотрите по этой теме:

   Выключатели с дистанционным управлением. Что предлагает рынок?

   Умные розетки и выключатели ELRO. Обзор линейки AB600.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

powercoup.by