Диммер: что это такое — 17 схем с фото разных модулей

Современные осветительные приборы позволяют не только дистанционно включать или отключать свет, но регулировать световой поток ламп для создания оптимальной нагрузки на глаза и экономии электричества.

Такая возможность облегчает решение ряда бытовых вопросов, дополнительно придавая владельцу популярность в глазах окружающих. Однако надо понимать, что все это работает на основе сложной электронной техники, а ее алгоритмы надо точно учитывать.

В статье я объясняю все про диммер: что это такое и как работают 17 схем для разных устройств осветительных приборов.

Принцип работы диммера переменного тока: подробное объяснение для новичков

Английским словом Dimmer (гаситель) называют обыкновенный регулятор величины электрической мощности, способный делать более тусклое освещение.

Его можно встретить в обычном электрическом инструменте, например, дрели или перфораторе, когда требуется менять скорость вращения ротора или осветительных приборах для приглушения яркости их излучения.

Принцип работы диммера переменного тока дальше буду излагать последовательно для ламп разных систем освещения.

Самыми простыми и идеальными (с точки зрения качества питающего напряжения) устройствами для регулирования светового потока являются обыкновенный реостат или лабораторный автотрансформатор — ЛАТР.

Реостат — это мощный проволочный резистор из нихрома, по которому перекатывают угольное колесико. Его положением изменяют участок сопротивления, ограничивающий ток через подключенную лампу.

Реостат

Автотрансформатор при вращении ручки изменяет величину выходного напряжения, которое подается дальше в схему.

Латр

В обоих случаях на входе и выходе синусоида напряжения сохраняет свою гармоничную форму и частоту. Меняется только ее амплитуда.

Синусоидальный сигнал
Реостат и автотрансформатор позволяют управлять амплитудой синусоиды напряжения плавно и практически до нуля от максимальной величины сигнала, поступающего на их вход.

С точки зрения электрика это идеальные устройства для регулирования напряжения, но они обладают большими габаритами, потребляют ощутимую часть энергии. По этим причинам их использование не приемлемо для бытовых условий.

Понять принцип работы диммера поможет еще одна схема, показывающая, как происходит включение обыкновенной лампочки Ильича и создается бросок тока через ее нить накала.

Бросок тока

Объясняется это тем, что сопротивление нити в разогретом состоянии значительно возрастает по отношению к обычному холодному.

График показывает, что в начальный момент мгновенной подачи напряжения происходит неконтролируемый разогрев металла нити (зона переходных процессов) и бросок тока, превышающий величину номинального режима, а затем процесс стабилизируется.

Из-за этого начального пика тока лампы чаще всего перегорают при включении, а также отключении, когда нить начинает резко охлаждаться. Резкие перепады напряжения во время работы тоже выводят ее из строя.

Для предотвращения этих явлений у меня лет десять работала схема плавного включения ламп накаливания мощностью 60 ватт, установленных в трехрожковой люстре.

Схема плавного включения ламп накаливания

Лампы HL1 включены последовательно со схемой розжига нити, состоящей из выпрямительного моста, тиристора, конденсатора и резистора.

При подаче напряжения выключателем S1 ток начинает проходить через тиристор VS1, который первоначально находится в закрытом состоянии. Он плавно открывается от нарастающего тока управления, возникающего по мере заряда емкости С1.

Скорость нарастания зарядного тока зависит от характеристик конденсатора и величины резистора R1. Время разогрева нити от сотых долей до секунды можно регулировать подбором их параметров.

Если в схему добавить цепочку ограничения и стабилизации этого тока, то получится полноценный регулятор света — Dimmer.

Ограничить яркость светового потока можно методом последовательного подключения балластного сопротивления. Но, оно будет потреблять часть мощности и греться. Как вариант, для проходных помещений, где не требуется яркого освещения, допустимо подключать последовательно две лампы накаливания.

Их можно разместить на удалении друг от друга в разных концах коридора. Свет станет тусклым, но достаточным для ориентирования в пространстве, а лампы будут работать очень долго: освещение создается экономным — вполнакала.

Последовательное соединение

Только необходимо подобрать их так, чтобы сопротивление нити накала у каждой было одинаковым. Иначе одна будет светить ярче, а другая — тусклее. Управлять их световым потоком при таком подключении не получится.

Современный диммер изготавливают из электронных деталей в форме отдельного малогабаритного модуля на печатной плате. Производители стараются наделить его дополнительными функциями ограничения от броска тока и удобной регулировки величины светового потока.

На фоте ниже показываю один из вариантов такого исполнения.

Плата диммера

Какие бывают диммеры: что привлекает людей в их конструкциях

Производители выпускают современный Dimmer с разными технологиями регулировки яркости. Он может быть снабжен:

Диммер поворотный
  1. Простой поворотной рукояткой, надетой на переменный резистор. Ее вращение регулирует электрическое сопротивление цепочки управления, которое меняет ток по закону Ома, а, следовательно — влияет на световой поток источника. Подобный модуль часто в концевом положении имеет переключающий контакт, придающий устройству функцию обычного выключателя.
Диммер на провод
  • Проводной конструкцией. Работает по такому же принципу, но крепится не стандартным методом на стене, а на кабеле питания светильника.
Диммер поворотно нажимной
  • Поворотной рукояткой с функцией надавливания. При нажатии на колесико механизм работает выключателем света, а при его вращении регулируется световой поток.
Диммер двухклавишный
Управление со смартфона
  • Клавишами, реагирующими на усилие нажатия. По его интенсивности происходит управление светом. Такие модули внешне сложно отличить от привычных выключателей. Они недавно появились на рынке и начинают занимать свое место под солнцем, обладают функцией управления с мобильных гаджетов.
Сенсорный диммер
  • Сенсорным управлением, которое аналогично привычным мобильным устройствам. Красивый корпус, отсутствие кнопок, клавиш и колесиков нравится многим пользователям. Интерфейс сразу понятен при эксплуатации.

Преимущества современных светорегуляторов:

  • простота управления освещенностью рабочего места;
  • повышение ресурса работы ламп за счет бережного режима включения ее под нагрузку;
  • возможность экономить электроэнергию;
  • создание эффекта присутствия в доме владельца с минимальным потреблением электричества, как профилактическая мера от несанкционированного взлома вандалами;
  • функция дистанционного управления с пульта или смартфона;
  • замена обычного выключателя;
  • отпадает необходимость использования маломощных источников света;
  • оперативность изменения светового потока;
  • организация освещения по заранее введенной программе;
  • совместимость с датчиками освещенности, позволяющая управлять светом в автоматическом режиме.

Из недостатков, которыми обладает Dimmer, можно выделить 2:

  1. возможность мерцания света, которое особо заметно при низкой освещенности;
  2. повышенная чувствительность к перегреву, способная вызвать повреждение полупроводниковых элементов, что потребует ремонта модуля квалифицированными специалистами.

Схема диммера для ламп накаливания на 220В: как работают промышленные модули и самодельные конструкции

Принцип работы диммера переменного тока поможет понять график преобразования им обычной синусоиды напряжения, представленный для трех случаев подключения мощности: 85, 50 и 15% от величины начального сигнала.

Принцип работы диммера переменного тока

Пунктирной линией синего цвета я показал форму нормальной синусоиды, которую разделил на участки:

  1. Синего цвета, обозначающую паузы в подаче электрической энергии на подключенную нагрузку.
  2. Красные, символизирующие время протекания переменного тока.

Представленный график работы диммера помогает понять, что чем короче время подачи напряжения или длиннее пауза, тем меньше выходная мощность светорегулятора. Это значит, что лампочка Ильича будет вырабатывать пониженный световой поток не одинаково.

Здесь используется тот принцип, что нить накаливания в разогретом состоянии обладает высокой инерционностью: ее свечение от чередующихся отключений и включений рабочих токов нашим глазом воспринимается как равномерное.

Типичная схема простого диммера на тиристоре SCR , диодном мосту VD1-4, динисторе ZD, диоде, переменном резисторе и конденсаторе показана ниже.

Схема простого диммера

Эта схема за счет задержки времени, формируемой током заряда конденсатора, отрезает переднюю часть фронта полусинусоиды. Она обозначается leading edge — отсечка переднего фронта.

Dimmer, использующий в своей конструкции подобное простое управление на тиристорах, широко используется для работы с лампами накаливания.

Диммер для ламп накаливания

Его при промышленном изготовлении выполняют в пластмассовом корпусе, который встраивается в обычную коробку подрозетника вместо выключателя. Сзади модуля имеются клеммы для подключения проводов питания и отходящей схемы.

Как выглядит диммер

Спереди выполнена удобная рукоятка управления световым потоком лампы накаливания. Выбором ее положения настраивают требуемый уровень освещения.

Dimmer для управления светом ламп накаливания не сложно изготовить своими руками. Одну из доступных схем для повторения с маркировкой деталей показываю ниже.

Схема диммера своими руками

Все детали можно спаять навесным монтажом или разместить на плате. Места они много не занимают, но в целях безопасности собранную конструкцию сразу помещайте в прочный диэлектрический корпус. На схеме присутствует опасное для человека напряжение 220 вольт.

Диммер своими руками

При наладке схемы изолируйте открытые места подручными средствами: пластик, бумага, изолента.

Диммер для ламп накаливания своими руками

Схемы подключения диммера для комфорта пользователей

Самый распространенный вариант, подходящий для всех типов светорегуляторов — это способ замены им штатного одиночного выключателя. Dimmer просто встраивают в подрозетник на его место.

Схема подключения диммера

Схемы подключения диммера из двух отдельных модулей для управления одним центральным светильником позволяют регулировать освещение из разных мест протяженного помещения, например, гостиной, коридора.

2 диммера подключение

Вариант подключения диммера через выключатель позволяет включать освещение на входе в кабинет, а регулировать степень освещения непосредственно на рабочем месте с учетом местных условий. Схема не сложная, удобна для применения в служебных помещениях.

хема включения диммера

Обыкновенный выключатель можно заменить на два проходных для длинных помещений. Их размещают на противоположных концах (вход и выход), а диммер располагают непосредственно на рабочем месте.

Dimmer схема

Полезные советы для эксплуатации

Для экономии электроэнергии при пользовании лапами накаливания регулятор выставляют на работу с минимальной мощностью. Тогда ожидаемый эффект сбережения достигнет 15%.

Полупроводниковые компоненты не любят повышения температуры. Им вреден нагрев выше 30 градусов. Если отсутствует возможность отвода тепла с них, то Dimmer лучше отключить — вывести из работы.

При ремонте электронного модуля в сервисном центре соглашайтесь на замену штатного симистора более мощной моделью. В результате получите Dimmer повышенной надежности.

Диммирование светодиодных светильников: важные советы по их эксплуатации

Свои значительные преимущества большинство Led ламп теряют при попытках регулировать силу создаваемой ими освещенности. Обыкновенный диммер, созданный для работы с нитями накала, вызывает их мигание, дребезг, а то и вовсе не зажигает свет.

Объясняется это тем, что полупроводниковый переход светодиода работает нормально только от прохождения по нему постоянного тока, а не синусоиды.

Как работает светодиод

У самых дешевых светодиодных ламп этим вопросом занимается простой драйвер ASD JCDR. Он создает стабилизированный постоянный ток для питания полупроводникового перехода из гармоничного напряжения 220 вольт.

Драйвер ASD

Когда вид синусоиды искажается диммером, то обычный драйвер не справляется с такой формой сигнала. Чем больше в выходном напряжении светорегулятора присутствует бестоковых пауз, тем хуже условия для стабилизации тока.

Кроме того, в обычный драйвер заложена очень простая функция: стабилизировать выходной ток при меняющемся входном уровне напряжения.

Именно так он и работает с диммером, когда ручкой светорегулятора мы пытаемся настроить яркость свечения, то электронный модуль сопротивляется как только может: в одной ситуации он просто отключает светодиоды, а в другой действует не предсказуемо.

Поэтому для регулирования освещенности производители создают светодиодные лампы со специальными драйверами, хорошо приспособленными к работе в сложных условиях.

Они имеют более сложную конструкцию, чем для нитей накаливания и создают принципиально другую отсечку полуволны тока по заднему фронту: falling edge.

Диммер с отсечкой по заднему фронту

Устройство такого модуля сложнее за счет использования мощных полевых транзисторов. Такой Dimmer дороже по стоимости, но его выходной сигнал с принципом отсечки заднего фронта лучше подходит для светодиодов.

Особенности конструкций диммируемых led светильников

У них немного изменена структурная схема: в нее добавлена функция слежения величины входного напряжения и управления по его уровню выходным током.

Действует это все в строго заданных пределах регулирования, а когда создается перенапряжение, то срабатывает встроенная защита. Она отключает светодиоды.

Led лампу, в которую встроен такой dimmer, называют диммируемой. Она имеет специальную маркировку, обозначаемую на заводской упаковке и в технической документации (dimmeble). Может показываться знаком ручки поворотного диммера.

Диммируемая светодиодная лампа

Однако в ходе практических экспериментов было создано 4 типа конструкции модуля электронного драйвера:

Светодиодный светильник с-драйвером
  1. встраиваемого внутрь светильника;
Диммер для светодиодов
  • внешнего изготовления отдельным модулем;
Светодиодный светильник
  • встроенного внутрь корпуса светильника с
    диммером единым блоком;
Диммируемый драйвер
  • специального диммируемого драйвера.

На что обращать
внимание

К преимуществам диммируемых светодиодных светильников относят:

  1. Простой способ управления освещенностью рабочего места.
  2. Плавное регулирование выходного сигнала.
Цветовая температура
  • Стабильное поддержание цветовой температуры при любой яркости.

Их недостатки:

  1. Повышенная стоимость.
  2. Плохая совместимость оборудования разных производителей.
  3. Большой уровень нижнего уровня регулирования: 9-25% от начальной мощности.
Высокая стоимость диммируемой светодиодной лампы оправдывается удобством ее эксплуатации и универсальными возможностями.

Рекомендации по выбору led светильника

Предлагаю вашему вниманию краткую инструкцию из пяти пунктов.

Шаг №1: оценка светового потока.

Поскольку мы привыкли к лампам накаливания, то производители специально указывают световой поток своей продукции применительно к ним прямо на упаковке.

Характеристики светодиодной лампы

Они подчеркивают, что 1 ватт led источника дает столько же света, как 10 от нити накаливания.

Шаг №2: проверка типа цоколя.

Все конструкции светодиодных ламп создаются для работы с разными патронами. Они стандартизированы. Выбирайте те, к которым вам не потребуется приобретать дополнительные патроны или переходники.

Иначе дизайн вашей светодиодной люстры можно легко испортить.

Типы цоколя

Шаг №3: анализ способностей диммирования.

Проверяйте на упаковке наличие надписи dimmeble или обозначение ручки поворотного диммера. Помните, что не приспособленная led лампа не станет реагировать световым потоком на изменяющееся напряжение, а даже способна повредиться.

Шаг №4: оценка формы и размеров.

Этот пункт важен потому, что светильник с большими габаритами может банально не поместиться в малогабаритном плафоне или не подойдет по дизайну.

Шаг №5: выбор бренда известного производителя и продавца.

Надеюсь, что здесь особые комментарии вам не нужны.

Диммер для энергосберегающей лампы: типовые ошибки и заблуждения — на что обращать внимание

Идея реализовать управление освещением люминесцентными и энергосберегающими светильниками очень часто заканчивается поломками светорегулятора или повреждением лампочки из-за нестыковки их конструкций.

Однако, диммер для энергосберегающей лампы уже создан и работает, но об этом чуть ниже, а пока заострю ваше внимание на ошибках и заблуждениях. Не хочу, чтобы вы их повторяли.

Какие неясности нельзя умалчивать

Обычно люди попадают в неприятную ситуацию, когда старые лампы накаливания в люстре меняют энергосберегающими, а вместо выключателя для них установлен dimmer. При включении их под напряжение сразу или постепенно происходят поломки.

Избежать этих неприятностей помогает знание принципа работы люминесцентной лампы: у нее светится не нить наливания или полупроводниковый переход, а газ, через который проходит разряд электрического тока.

Схема подключения люминесцентной лампы

Внутри стеклянного баллона, покрытого люминофором, находятся ртутные пары, а по его торцам вмонтированы нити накаливания катода и анода.

Энергосберегающая лампочка устроена точно так же. Просто у нее имеются конструктивные отличия:

  • стеклянная трубка для уменьшения длины свернута спиралью;
  • а аналоговая схема запуска, состоящая из дросселя, конденсатора и стартера, заменена электронной схемой — ЭПРА (электронной пускорегулирующей аппаратурой).

У обеих конструкций технология запуска основана на том, что:

  • первоначально разогреваются электроды катода и анода, вокруг них создается термоэлектронная эмиссия (горячий запуск);
  • затем к ним контактом стартера или ЭПРА кратковременно прикладывается высокое напряжение, вызывающее дуговой разряд;
  • за счет его протекания идет свечение ртутных паров.
Таким образом: к схеме питания КЛЛ прикладывается переменное синусоидальное напряжение, а горение дугового разряда происходит за счет движения заряженных частиц по цепи постоянного тока.

Теперь зададимся вопросом: что произойдет, если вместо четкой синусоиды на вход схемы станут поступать сигналы обрезанной гармоники? Даже не важно: спереди или сзади, как мы уточняли выше.

В аналоговой конструкции с электромагнитным балластом дроссель и конденсатор станут работать с искажением электромагнитных процессов: регулирования света не получится.

Электронный механизм ЭПРА вообще не рассчитан на такие нагрузки, а поэтому выйдет из строя или повредит светорегулятор: где меньше заложена надежность конструкции, там и произойдет поломка.

В интернете можно найти массу информации, что у какого-то автора обыкновенный диммер регулирует световой поток энергосберегающей лампы. Однако стоит ее проверить и оценить 3 вопроса:

  1. Какой срок сохраняется работоспособность этой
    системы?
  2. До какого уровня снижается световой поток?
  3. На сколько процентов достигается экономия электроэнергии?
Подключения обычного диммера к энергосберегающей лампе не обеспечивают должного регулирования уровня света. Такие схемы экономически не целесообразны.

Диммирование люминесцентных ламп с ЭПРА

Сложности регулирования освещения путем изменения величины тока через газовую среду обусловлены ее высокой инерционностью: прямой зависимости здесь нет.

Диммированию подвергаются только КЛЛ с ЭПРА, в корпус которых подключается вынесенный регулировочный потенциометр. Вся эта конструкция помещается в цоколе светильника.

Такая лампа настраивается на запуск при пониженном напряжении (холодный пуск), имеет относительно не глубокий диапазона диммирования по мощности.

Диммируемая энергосберегающая лампа

На красивой упаковке указывается, что она внутри имеет спираль для диммера, а световой поток изменяется от 15% до 100. Однако многие покупатели наблюдают совсем другую картину. Поищите сами их отзывы на такую продукцию.

Важно учитывать, что сам dimmer выступает в роли дополнительной мощности и потребляет определенную часть электроэнергии. При холодном запуске он увеличивает нагрузку на электроды: их нити могут преждевременно перегореть до выработки ресурса.

Однако выход из этой ситуации все же есть.

Универсальный диммер для КЛЛ

В продаже уже имеется специальный, универсальный диммер для энергосберегающей лампы. Причем он выпускается не одной конструкцией, а несколькими. Приведу пример продукции немецкой компании Theben.

Она производит dimmer Dimax 544 plus, который способен работать в одном из двух выбранных режимов для:

  1. светодиодных;
  2. или энергосберегающих люминесцентных ламп.
Диммер для энергосберегающих ламп
Диммер универсальный

Модули компании Theben имеют возможность дистанционного управления освещением со смартфона.

Удаленное управление диммером

Другая ее разработка: Theben Dimax 534 plus.

Theben Dimax 534 plus

Этот dimmer приспособлен к работе с лампами, работающими от разных источников освещения: галогенных, накаливания, светодиодных и люминесцентных диммируемых с разными схемами запуска на обычных трансформаторах или электронных компонентах.

Для управления яркостью на корпусе модуля выполнены удобные
переключатели. Внутри него имеется:

  • защита от КЗ;
  • щадящий режим плавного включения/отключения нагрузки;
  • автоматика распознавания типа нагрузки: светодиодные, галогенные, с нитями накаливания, но не энергосберегающие. Для работы с последними светильниками предусмотрены первые три положения верхнего переключателя;
  • встроенные функции трех режимов:
  • сна;
  • пробуждения;
  • диммерного включения.

Модуль обладает встроенной памятью и хранит в ней заданные настройки даже при пропадании электропитания.

Подробный обзор функции этой модели вы можете посмотреть в видеоролике владельца Cs-Cs Net Lab “Dimmer Theben Dimax 534 plus”. Там же
хорошо рассмотрены вопросы наладки и подключения.

На этом ролике я заканчиваю свой краткий обзор про диммер: что это такое за зверь, и какие схемы подключения используются для разных модулей и типов светильников.

Напоминаю, что вы можете задать любой вопрос по теме или поделиться своими знаниями в этой области с другими читателями. Воспользуйтесь разделом комментариев.

Рейтинг статьи

Просмотров страницы: 1023

4
Оставить комментарий

avatar
2 Цепочка комментария
2 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
3 Авторы комментариев
АлексейВикторГеннадий Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Геннадий
Гость
Геннадий

Алексей, скажи пожалуйста: подойдёт ли диммер светодиодной лампы к энергосберегающей?

Виктор
Гость
Виктор

Газоразрядные лампы плохо регулировать, сказывается сложность и несовершенство конструкции.