Регулятор освещения для лампы накаливания — принцип действия

Схема и устройство регулятора яркости лампы накаливания 220 в

Создание комфорта невозможно без правильно подобранного освещения. Особенно это актуально для вечернего времени суток, когда яркий свет от светильника может даже раздражать. Поэтому и было специально разработано устройство, помогающее легко изменять степень освещённости. Этот прибор представляет собой регулятор яркости ламп накаливания 220 В, позволяющий плавно управлять их накалом. При этом такой светорегулятор помогает экономить электроэнергию.

Устройство и виды

Сегодня в продаже можно встретить большое количество светорегуляторов для различных осветительных приборов. Одним из самых недорогих и простых по принципу действия является приспособление, управляющее яркостью свечения ламп накаливания. Всё дело в том, что лампа представляет собой простейшее осветительное устройство.

В лампе накаливания используются свойства определённого типа материала излучать свет при нагреве. Для того чтобы это излучение было видно, температура тела должна превышать 570 °C (красный спектр). Нагрев вещества достигается путём пропускания через него тока. Поэтому в качестве источника излучения должен использоваться тугоплавкий проводник, сопротивление которого току позволит преобразовать электрическую энергию в световую. Всеми этими качествами обладает вольфрам, который и используется в качестве нити накала.

Рабочая температура вольфрама достигает 2000—2800 °C, из-за чего спектр свечения лампы сдвинут в жёлтый цвет. При таких температурах вольфрам окисляется, поэтому для избегания процесса окисления нить помещается в вакуумированную колбу, которая заполняется инертным газом. В качестве газа используется азот, аргон или криптон.

Принцип действия светорегулятора для ламп накаливания построен на изменении степени нагрева вольфрамовой нити в колбе. Достигается это путём регулирования силы тока, проходящей через прибор света. Такие регуляторы называются диммерами. Различные их виды можно встретить в специализированных торговых точках по продаже светового оборудования, но при желании можно изготовить диммер и своими руками. Его несложная конструкция позволяет собрать и подключить устройство самостоятельно даже людям, которые не имеют специальных технических знаний.

Принцип действия

Своим названием диммер обязан английскому слову dim, которое переводится как «затемнять». По своей сути он является регулятором электрической мощности. Простейшим его видом является реостат, но для изменения световой силы приборов его не используют из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД). Другим его видом является автотрансформатор. Однако крупные его размеры и внушительный вес делают применение автотрансформатора неудобным.

Развитие полупроводниковых приборов позволило использовать для светорегулировки новые технологии, работающие на принципе преобразовании частоты. Таким образом, регуляторы освещения для лампы накаливания разделяют на два вида:

В основе принципа аналогового устройства лежит отбор энергии от осветительного прибора путём изменения сопротивления линии. Например, в случае использования реостата, который представляет собой переменный резистор, происходит изменение сопротивления в цепи с подключённой лампочкой. Для этого последовательно в цепь нити накала включается переменный резистор. Увеличение его сопротивления ведёт к уменьшению силы тока, поступающего на лампу, а значит, нить меньше нагревается, и свечение становится тусклее. Но при таком подходе потребление мощности не уменьшается, её часть выделяется на реостате, приводя к его нагреву.

Неудобства использования аналоговых регуляторов почти полностью решены в цифровых устройствах. В их основе применяется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ), позволяющий управлять подачей мощности к нагрузке. Это достигается путём изменения длительности импульсов при определённой частоте сигнала. Для этого используются коммутационные элементы, которые собираются на транзисторах, работающих в ключевом режиме, и генератор — ШИМ-контроллер. Задача последнего заключается в управлении электронными ключами.

В закрытом состоянии ток через ключ очень мал, а значит, мощность рассеивания ничтожна. В открытом состоянии, несмотря на большой ток, сопротивление также мало, а тепловые потери незначительны. Наибольшее количество тепла выделяется в момент переключения ключа. Изменение светосилы осветителя зависит от периода времени и скважности импульса сигнала, при этом значение тока остаётся постоянным.

Характеристики и возможности

Использование светорегуляторов имеет ряд преимуществ по сравнению с простым включением и выключение света. В первую очередь — это дополнительный комфорт, а во вторую — экономия электроэнергии. Современные приборы позволяют изменять освещение, даже не притрагиваясь к выключателям света из-за возможности использования пульта дистанционного управления. Можно выделить следующие основные преимущества:

  • повышение энергоэффективности освещения;
  • плавное включение и выключение света;
  • продление срока эксплуатации осветительных приборов;
  • работа ламп по запрограммированному алгоритму.

Сегодня производители предлагают устройства, различающиеся по виду, стоимости и набору дополнительных функций. Но при этом отмечаются и недостатки. Прежде всего, это чувствительность к перегреву, поэтому в помещениях с высокой температурой их устанавливать не рекомендуется. Кроме этого, из-за особенностей работы прибора возникают радиоимпульсы, которые могут стать источником помех.

Следует знать, что у ламп накаливания отсутствует индуктивность и ёмкость. Они представляют собой инерционные устройства. А это значит, что при уменьшении потребляемой мощности изменяется цветовая температура света. Из жёлтого спектра она сдвигается в сторону красного излучения. Освещение на малой мощности может оказаться неприятным, потому некоторые производители встраивают в свои устройства порог отсечения. При достижении определённой величины лампа сразу отключается. К основным характеристикам прибора относят:

  1. Мощность. Этот параметр показывает, какой наибольшей мощности осветитель можно подключить к светорегулятору. При покупке необходимо выбирать устройство с показателем на 15—20% больше, чем планируемая к подключению мощность нагрузки. Это позволит избежать перегрева устройства и выхода его из строя.
  2. Степень защиты. Электроприбор должен обладать классом защиты. Минимальный класс должен соответствовать стандарту IP20.
  3. Материал контактной группы. Лучше всего, если используются медные контакты, но часто применяется и сплав.
  4. Тип управления. Он может быть поворотным, кнопочным, сенсорным или дистанционным.
  5. Вид установки. Такие приборы могут быть встраиваемыми или выносными. Первого вида устройства предназначены для расположения вместо выключателя освещения. Приборы второго типа подключаются к розетке с напряжением 220 вольт и имеют собственную розетку, в которую уже включается непосредственно лампа.

Производители приборов

Покупая устройство, не в последнюю очередь нужно обращать внимание на его производителя. Приобретение некачественного товара может привести к возникновению пожара, поэтому лучше отдавать предпочтение известным производителям. Обычно они имеют обширную сеть сервисных центров, благодаря чему гарантийный ремонт осуществляется в кратчайшие сроки, но чаще всего изделие просто меняется на новое. К лидирующим компаниям, выпускающим диммеры для ламп накаливания, относят:

  1. Legrand. Французская компания, специализирующаяся на электротехнической продукции. Она занимает одну из лидирующих позиций на рынке и считается надёжной и безопасной. Большим спросом пользуются ее серии Valena и Celiane.
  2. Schneider Electric. Их продукция отличается простотой установки и безопасностью в процессе эксплуатации. Популярные серии: Merten, Прима, Sedna.
  3. Ноотехника Агат. Российский производитель электрофурнитуры. Продукция отвечает высоким стандартам европейского качества. Чаще всего при покупке обращают внимание на дистанционный диммер Агат-Д-1000.
  4. ABB. Светорегуляторы шведско-швейцарского производителя выполнены в оригинальном дизайне и представлены на рынке в широком ассортименте. Их продукция Busch Duro считается классикой светоуправляющих приборов.
  5. Makel. Производитель из Турции зарекомендовал себя качественным и надёжным изготовителем, выпускающим продукцию в основном бюджетного класса. Серии Defne и Lilium Natural Kare смогут удовлетворить любого покупателя.
  6. LN-MINI. Базирующаяся в Гонконге фирма известна своими миниатюрными диммерами, предназначенными для установки в настольные лампы.
  7. Lezard. Дочерняя компания турецкой фирмы DERNEK GRUP. С каждым годом её продукция становится всё более популярной. Наиболее известная серия — Mira.

Схемотехника устройств

Существует довольно много технических решений изготовления светорегулирующих приборов. Но ключевые блоки их однотипные — это элементы управления и управляющий модуль. Самый простой вариант схемы диммера для лампы накаливания содержит не более пяти радиоэлементов и лёгок к повторению даже начинающему радиолюбителю, в то время как сложные многофункциональные приборы содержат микросхемы и программный код.

Простые схемы можно выполнять навесным монтажом, а вот для сложных устройств понадобится изготовить печатную плату. При самостоятельной сборке прибора любой сложности следует быть внимательным и соблюдать аккуратность, так как работы связаны с опасным для жизни напряжением 220 вольт.

Поворотный диммер

Такая схема не содержит дефицитных радиодеталей, а её ключевым элементом является симистор. Суть схемы сводится к тому, что ток появится на лампе лишь в том случае, если на управляющем электроде симистора возникнет отпирающий сигнал. Когда он откроется, нагрузка подключится.

Генератор в схеме реализован на двух симисторах VS1 и VS2. При включении в сеть 220 вольт конденсаторы C1 и C2 через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться. Как только уровень напряжения достигает значения, позволяющего открыться VS1, появляется ток, а конденсатор C1 разряжается. Чем больше сопротивление цепочки R1-R2, тем медленнее происходит заряд, а значит, и увеличивается скважность импульсов. При изменении сопротивления R2 регулируется длительность импульсов.

ОбозначениеНаименование
VS1BT137 600E
VS2DB3
R11 МОм
R227 кОм
C122-100 нФ, 300 В
C222-100 нФ, 300 В

Светорегулятор на микроконтроллере

Такого типа схемы используются в диммерах с возможностью дистанционного управления. Главным элементом устройства является микроконтроллер DD1. Через делитель напряжения R8-R10 сетевое напряжение поступает на вход контроллера. Переход синусоидального сигнала через ноль характеризуется падающим фронтом напряжения, что вызывает прерывание программы микросхемы.

Элементы VD3-VD4 образуют стабилизированный однополупериодный выпрямитель. Конденсатор С6 и резистор R6 нужны для защиты параметрического стабилизатора. Для сборки такого прибора своими руками понадобится изготовить печатную плату, а уровень знаний по радиоэлектронике должен быть средним.

Конденсаторы C1 и C2 играют роль фильтра и предназначены для сглаживания выпрямленного напряжения. Через диод VD1 в случае пропадания напряжения в сети 220 В происходит разряд C5. На транзисторе VT1 собран ключ, разряжающий C4 при взаимодействии пользователя с сенсорной пластиной. В качестве неё можно использовать даже самодельную металлическую пластину, приклеенную с обратной стороны клавиши любого выключателя.

Симистор должен быть рассчитан на максимальное рабочее напряжение не менее 600 вольт, а его ток обязан превышать требуемый нагрузкой в два раза. Если на четвёртом выводе микроконтроллера присутствует единица, тогда симистор закрыт. Для его открытия формируется импульс сигнала длительностью не менее 15 мкс.

Радиоэлемент устанавливается на радиатор. В качестве фотоприёмника используется любой фотоэлемент с несущей частотой инфракрасного сигнала 36 кГц.

Устройство и схема диммера

В этой статье рассмотрим устройство, которое продается в магазинах электротоваров, как регулятор яркости ламп накаливания. Речь идет о диммере. Название “диммер” произошло от английского глагола “to dim” – темнеть, становиться тусклым. Иначе говоря, диммером можно регулировать яркость лампы. При этом замечательно то, что и потребляемая мощность уменьшается пропорционально.

Простейшие диммеры имеют одну поворотную ручку для регулировки, и два вывода для подключения, и используются для регулировки яркости ламп накаливания и галогенных ламп. В последнее время появились диммеры и для регулировки яркости люминесцентных ламп.

Ранее для регулировки яркости ламп накаливания использовались реостаты, мощность которых была не меньше мощности нагрузки. При чем при понижении яркости оставшаяся мощность никак не экономилась, а рассеивалась бесполезно в виде тепла на реостате. При этом никто не говорил о экономии, её просто не было. А использовались такие устройства там, где действительно было нужно только регулировать яркость – например, в театрах.

Так было до появления замечательных полупроводниковых приборов – динистора и симистора (симметричного тиристора). Смотрите: Как устроен и работает симмистор. В англоязычной практике приняты другие названия – диак и триак. На основе этих деталей и работают современные диммеры.

Читайте также:  Технические характеристики и маркировка автоматического выключателя на 32 ампера

Подключение диммера

Схема включения диммера до невозможности простая – проще не придумаешь. Он включается так же, как и обычный выключатель – в разрыв цепи питания нагрузки, то есть лампы. По установочным габаритам и креплению диммер идентичен выключателю. Поэтому установить его можно так же, как выключатель – в монтажную коробку, и установка диммера не отличается от установки обычного выключателя (Как заменить выключатель освещения). Единственное условие, которое предъявляет производитель – соблюдать подключение выводов к фазе и к нагрузке.

Все диммеры, которые сейчас есть в продаже, можно разделить на 2 группы – поворотные, или роторные (с регулятором – потенциометром) и электронные, или кнопочные, с управлением с помощью кнопок.

При регулировании (диммировании) ручкой потенциометра яркость зависит от угла поворота. Кнопочный диммер в смысле гибкости управления более гибок. Можно подключить несколько кнопок в параллель, и управлять диммером из любого количества мест. Конечно, это теоретически, на практике количество мест управления ограничивается 3-4, а максимальная длина проводов – около 10 метров, причем схема может быть критична к помехам и наводкам. Поэтому надо строго следовать рекомендациям производителя по монтажу.

Существует также дистанционные диммеры, управляемые по радио- или инфракрасному каналу. Смотрите: Дистанционное управление освещением.

Цена у диммеров с регулятором и с кнопками отличается на порядок, ведь кнопочный диммер (например, диммер Legrand) как правило собран с применением микроконтроллера. Поэтому гораздо более распространены поворотные диммеры, которые мы и рассмотрим ниже.

Устройство и схема поворотного диммера

Устройство поворотного диммера весьма простое, но может отличаться у разных производителей. При этом основная разница – в качестве сборки и комплектующих.

Схема симисторных регуляторов в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких “выходных” напряжениях и для плавности регулирования.

Упрощенная схема диммера

Принцип действия схемы диммера таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение. Вот как оно появляется.

При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Иными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора, симистор открывается.

Иначе говоря, его сопротивление становится очень мало, и лампочка горит до конца полуволны. То же самое происходит и с отрицательной полуволной, поскольку диак и триак – устройства симметричные, и им все равно, в какую сторону течет через них ток.

В итоге получается, что напряжение на активной нагрузке представляет собой “обрубки” отрицательных и положительных полуволн, которые следуют друг за другом с частотой 100 Гц. На низкой яркости, когда лампа питается совсем короткими “кусочками” напряжения, заметно мерцание. Чего совсем не скажешь про реостатные регуляторы и регуляторы с преобразованием частоты.

Схема поворотного диммера

Вот так выглядит реальная схема регулятора яркости (диммера). Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется. Симисторы в практической схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение – не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В.

От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы. При минимальном сопротивлении поворотного резистора R1 будет минимальное горение лампы.

При большом желании диммер можно попробовать сделать самостоятельно. Существует большое количество различных схем самодельных диммеров разного уровня сложности. Более подробно со схемами самодельных диммеров можно познакомится в цикле статей Бориса Аладышкина про самодельные светорегуляторы – Как сделать диммер своими руками.

Как отремонтировать диммер

В заключении – несколько слов про ремонт диммеров. Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. В результате, как правило, выходит из строя симистор. Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Лучше сразу ставить мощный, на более высокий ток и напряжение, чем сгоревший. Также бывает выходит из строя регулятор, либо нарушается монтаж.

Диммер можно использовать как регулятор напряжения, подключая через него любую активную нагрузку – лампу накаливания, паяльник, чайник, утюг. Но главное – мощность диммера (другими словами – максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.

Диммер – схема регулятора яркости света для ламп

Возможность плавно менять яркость накаливания светильника позволяет не только использовать освещение с большим комфортом, но и экономить существенную долю электроэнергии. Все что понадобится для этого – подключить лампу через небольшое устройство, называемое диммером.

Заимствованное слово «диммер» (от англ. dimm) подходит этому прибору как нельзя лучше, поскольку в буквальном переводе означает что-то вроде «гаситель» или «делающий тусклым». Какими бывают современные диммеры и можно ли собрать такое устройство самостоятельно – об этом будет рассказано ниже.

Как устроен диммер для ламп освещения

Регуляторы яркости – именно этот термин является русским эквивалентом перекочевавшего из английского языка «диммера» – начали использовать довольно давно. Но в первоначальном варианте приборы эти никакой экономии обеспечить не могли, поскольку представляли собой обыкновенный реостат, хорошо известный каждому, кто хоть изредка посещал школьные уроки физики.

Реостат – это «древний» аналог переменного резистора. Увеличивая его сопротивление, мы отбираем часть поступающей к лампе мощности, но электроэнергия при этом не экономится, а просто превращается в тепло, выделяемое реостатом.

С появлением полупроводниковой технологии в устройстве диммеров произошли принципиальные изменения, благодаря чему эти приборы стали гораздо более совершенными. В современных регуляторах главная роль отводится двум элементам – симистору и динистору.

Как и обычный выключатель, диммер для светодиода и лампы накаливания снабжен двумя выводами, посредством которых он включается в цепь светильника. Правда, в случае с регулятором яркости выводы нельзя менять местами, поскольку каждому из них соответствует свое назначение: один подключается именно к фазе, другой – только к нагрузке.

Каких-либо ограничений на применение диммеров не существует. Следует только учитывать, что не все типы ламп могут быть подсоединены через такой регулятор. Галогенные люстры или лампы накаливания можно приобретать «под диммер», как говорится, не глядя, а вот люминесцентные (в обиходе их часто называют энергосберегающими) или светодиодные должны иметь специальную пометку о возможности диммирования.

Установка диммера на лампу накаливания не превратит ее в энергосберегающую: понижение яркости лампы накаливания до 50% позволит сэкономить только 15% электроэнергии.

Разумеется, диммер может работать не только с осветительными приборами. С таким же успехом через него можно подключить утюг с поломанным регулятором температуры или паяльник. Важно только, чтобы максимально допустимая мощность диммера – его основная характеристика – соответствовала мощности прибора.

Как работает сенсорный светильник

Симистор имеет свойство открываться, то есть пропускать ток, только при определенной разности потенциалов на его выводах. Для того чтобы это произошло, конденсатор, подключенный к симистору, должен накопить определенный заряд. Скорость заряда конденсатора зависит от сопротивления переменного резистора (потенциометра), которое задается пользователем. Этот процесс повторяется каждую полуволну.

Чем меньше сопротивление на переменном резисторе, тем быстрее появится достаточный заряд в конденсаторе и тем раньше откроется симистор. Соответственно, увеличится время пропускания тока через лампу и она будет гореть ярче.

Разновидности светорегулятора

Все выпускаемые на сегодняшний день диммеры делятся на две большие группы: механические и электронные.

Механические. Также называются поворотными или роторными. Это самый простой и недорогой вариант прибора. Для изменения напряжения на светильнике пользователю необходимо поворачивать на диммере ручку потенциометра.

Механические регуляторы, выпускаемые различными производителями, имеют практически идентичное устройство. Разница может заключаться только в качестве деталей и сборки, а также в наличии некоторых компонентов, способствующих стабильной работе прибора на малой мощности и более плавному регулированию напряжения.

Электронные. Регуляторы данного типа имеют более сложное устройство и отличаются, в первую очередь, способом управления: параметры напряжения на потребителе задаются с помощью кнопок – обычных или сенсорных. Наличие микроконтроллера позволяет реализовать целый ряд решений, недоступных для механических приборов:

  • возможность установки нескольких пультов управления диммером в различных зонах помещения;
  • возможность дистанционного регулирования яркости освещения путем воздействия на инфракрасный, радиочастотный или акустический (голосовые команды или хлопок ладонями) сенсор диммера;
  • организация работы освещения по таймеру или по программе, в том числе, в режиме «имитации присутствия»;
  • подключение диммера к датчику освещенния, вследствие чего яркость свечения лампы будет автоматически корректироваться в зависимости от интенсивности естественного освещения.

Единственным недостатком электронных диммеров является высокая стоимость, которая иной раз может превосходить цену механического регулятора на порядок.

О производителях устройства

Среди производителей диммеров популярностью пользуются следующие компании:

Легранд (Legrand)

Легранд (Legrand) Французская компания, занимается производством изделий электротехнического назначения. Высокое качество продукции и ее широкий ассортимент позволили Группе Легранд занять лидирующую позицию на мировом рынке электротехнических изделий.

Dernek GROUP (Лезард)

Dernek GROUP производит электротехнические изделия под торговой маркой Lezard (Лезард). На территории России расположено пять заводов Dernek GROUP. Торговая марка Lezard была создана под производство массового продукта высокого качества.Изделия данной марки эксклюзивными не назовешь. В их конструкцию входят детали консервативного характера – керамические сердечники, токопроводящие элементы из фосфорной бронзы, контакты, содержащие серебро. В поворотном механизме диммеров используется нержавеющая сталь, а сам диммер снабжается предохранителем.

Simon

Simon компания испанского происхождения. Ее заводы открыты на всех континентах. Есть они и в России. Симон производит сенсорные, поворотные диммеры. Есть модели, оснащенные подсветкой. Изделия компании часто используют в зданиях, построенных по технологии «Умный дом».

ABB – швейцарско-шведская компания, занимающая достойное место среди организаций, работающих в аналогичной сфере. Диммеры от данного производителя отличаются технологичностью, долговечностью и высокими эстетическими свойствами.

Сравнительная таблица цен

Торговая маркаМощность диммера, ВтЦена, руб.
Valena (Legrand)4004083
Simon 155001924
Lezard800800

Для полноты предоставленной информации, смотрите видео. В медиаролике наглядно показано как можно использовать диммер (на примере модели “Лондон” от компании EKF) для продления срока службы лампочки накаливания на десятки лет.

Схема подключения регулятора яркости света своими руками

Покупной диммер стоит не так уж дорого и изготовление светорегулятора своими руками может показаться неоправданным. Тем не менее, иногда необходимость в этом все же возникает. Так, например, далеко не всегда удается найти модель с подходящими для вашего светильника размерами.

Для изготовления диммера понадобятся такие детали, материалы и инструменты:

  • симистор BT134 (700 В), либо BT136, BT138, MAC8S, MAC212-8, КУ208Г (назначение выводов выбранного симистора следует уточнить в Интернете);
  • динистор DB3 (можно заменить на DB4, DC34, HT32, HT34, HT40,КН102);
  • неполярный конденсатор с емкостью от 0,1 до 0,22 мкФ (250 В);
  • резистор на 10 кОм с предельно допустимой мощностью от 0,25 до 2 Вт;
  • любой компактный переменный резистор сопротивлением 470 – 500 кОм;
  • кусачки;
  • паяльник и материалы для пайки (припой, канифоль);
  • кусок любого провода, например, ПУГНП с площадью поперечного сечения 1 кв. мм;
  • изолента.

Подвергнув выводы радиодеталей лужению, к каждому из них следует припаять небольшой фрагмент провода. Далее детали соединяют по схеме.

Собранный прибор в целях безопасности лучше подключать в разрыв нулевого провода светильника. Его можно определить с помощью тестера или отвертки с индикатором.

Ремонтируем покупной прибор

Если регулятор яркости вышел из строя, не стоит торопиться выбрасывать его и тратиться на покупку нового. Во многих случаях прибор можно отремонтировать.

Читайте также:  Соотношение мощности ламп накаливания и светодиодных ламп

Как правило, регулятор яркости теряет работоспособность из-за перегоревшего симистора. Причиной такого явления может служить короткое замыкание в цепи либо превышение допустимой нагрузки. Симистор необходимо просто выпаять из платы прибора и заменить.

На замену симистору лучше выбирать элемент с более высоким пределом мощности, чем был у перегоревшего.

В принципе, можно использовать любой симистор, главное, чтобы он был рассчитан на напряжение не ниже 400 В, поскольку напряжение в сети может достигать мгновенных значений в 350 В.

Диммеры делают ваш быт более комфортным. А модели с подсветкой еще и в интерьер внесут нотку оригинальности. Диммер на один светильник можно попробовать установить самостоятельно, но при более сложных схемах подключения (на группу светильников, например) лучше прибегнуть к помощи профессионалов.

Рекомендуем Вам также более подробно ознакомиться со схемой подключения фотореле.

Оцениваем эффективность применения диммера для ламп накаливания

Проверенные временем лампы накаливания были преданы в нашей стране анафеме, но, несмотря на преобладание в ассортименте магазинов электротоваров «экономных» источников света, они все еще есть на прилавках и пользуются устойчивым спросом.

Конечно же, их конструкция, за почти сотню лет своего существования практически не претерпевшая изменений, кому-то может показаться архаичной и вызвать желание заняться модернизацией, чтобы они меньше потребляли электричества, реже перегорали и, вообще, вели себя «по-современному». Есть ли для этого возможности? Да, есть.

Один из способов осовременить «старушку» лампу накаливания – включить в цепь ее питания особый управляющий прибор – диммер. Этот англицизм происходит от слова «затемнять», а прибор занимается тем, что плавно уменьшает яркость свечения лампы.

Как можно регулировать яркость ламп накаливания?

Чтобы по своим техническим характеристикам лампа накаливания уменьшила яркость свечения, надо уменьшить величину подаваемого на нее напряжения. Сделать это можно двумя способами:

  1. рассеять электрическую энергию на подходе к лампе;
  2. использовать питающее напряжение для запуска регулируемого прибора.

Рассеять электрическую энергию и не дать ей в полной мере дойти до лампы можно обычным реостатом. Таких миниатюрных приборов было немало в ламповых, да и полупроводниковых телевизорах, где они занимались различными регулировками. Например, звука. Если номинал небольшого реостата рассчитан на 220 вольт, то он без проблем погасит любую энергию от бытовой сети. Вопрос только в том, что при этом он сильно нагреется, ведь закон сохранения энергии еще никто не отменял.

Степень нагрева можно уменьшить, если использовать реостат больших размеров, например, балластный бытовой трансформатор, который включают в цепь питания электроприбора для компенсации временных бросков напряжения. Наличие у каждого выключателя большого трансформатора – это не слишком эстетичное решение. Кроме того, рассеивание энергии не решает главной задачи – ее экономии. При включенном реостате, даже если лампочка светит вполнакала, счетчик будет крутиться с той же скоростью.

Чтобы электрическую энергию можно было реально сэкономить, надо между лампочкой и выключателем поставить прибор, питающийся от сети, выходная мощность которого может регулироваться. Им может быть генератор автоколебаний, поскольку нить накаливания в лампе не различает тонкостей происхождения тока, ей главное – чтобы он был переменным.

Автоколебания – что это?

В радио- и электротехнике существует ряд схемных решений, которые позволяют менять направление выходного тока. Эти изменения направлений могут продолжаться до тех пор, пока на входе прибора существует питающее напряжение. Поэтому они называются автоколебаниями.

Если к выходу генератора автоколебаний подключить осциллограф, то на его экране вы увидите нечто, похожее на синусоиду. При внешней схожести с тем, что выдает генератор электрического тока, эти колебания имеют совершенно другую природу. По факту – это череда импульсов, меняющих знак.

Электротехнические приборы достаточно грубы, не отличают череды импульсов от синусоиды и прекрасно на них работают. Ярким примером такого «обмана» являются широко распространенные в последнее время сварочные инверторы, использующие автоколебания высокой частоты, за счет чего трансформатор прибора удалось уменьшить в несколько раз.

Вот такой генератор автоколебаний (только гораздо меньших размеров), выдающий череду импульсов с частотой 50 Гц, включается в цепь питания лампой накаливания. При создании схемы диммера для лампы накаливания используют современные полупроводниковые приборы – тиристоры, динисторы и симисторы.
Они позволяют наиболее просто управлять моментами отпирания и запирания, изменяя тем самым направления тока в цепи и генерируя автоколебания. Однако существуют генераторы автоколебаний на транзисторе, в основе которых лежит пара мощных полевых элементов. Также используют схему плавного включения ламп накаливания через блок защиты.

Плюсы и минусы регуляторов яркости ламп накаливания

Каждый прибор или устройство обладают суммой достоинств и недостатков, имеют их и диммеры ламп накаливания.

Главным, но, пожалуй, единственным достоинством этого прибора является то, что он позволяет регулировать яркость свечения, не вызывая побочного нагрева. Позволяет ли диммер существенно сэкономить электрическую энергию и увеличить срок службы лампы? Судите сами:

  • для работы генератора автоколебаний переменный ток превращается в постоянный (на его входе стоит диодный мост), поэтому суммарный КПД устройства оказывается еще ниже, чем обычной лампы;
  • лампа накаливания при работе вне номинала напряжения также имеет более низкий КПД;
  • если начальное напряжение прибора более 30 процентов от номинальных 220 вольт, то начальный бросок тока при включении почти такой же, как и при работе от обычной сети.

Думается, что при таких условиях использование диммера является чисто эстетической прихотью.

Череда импульсов, выдаваемая диммером, является источником радиопомех. И чем короче импульс или выше частота их следования, тем шире спектр дополнительных гармоник.
Это физический закон и изменить его нельзя. Для компенсации этой неприятности в состав схемы прибора вводят LC фильтры (катушки с конденсаторами). Если в схему подключения диммера добавляются лампы большой мощности, имеющие длинную нить накаливания, то при минимальном напряжении они могут начать «петь» – именно из-за дополнительных гармоник.

Диммеры ламп накаливания категорически нельзя подсоединять в цепи питания компьютеров, телевизоров, радиоприемников, в схему включения люминесцентных ламп, электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА). Вообще, если у вас в цепь управления осветительным прибором включен «затемнитель», при покупке ламп стоит обращать внимание на то, может ли она быть подвергнута диммированию.

Какие бывают диммеры

Несмотря на все недостатки этих приборов, они достаточно широко применяются. Во-первых, потому что какая-то экономия от их использования всё же наличествует, во-вторых, нельзя списывать со счетов и эстетический эффект.

Для потребителя, незнакомого с электротехникой, главным различием этих приборов является способ управления. Наиболее простые модели имеют ручку регулятора, расположенную на корпусе диммера. Если кому-то не нравится ручка, то есть модели с сенсорным управлением.

Самые дорогие из них имеют дистанционное управление – например, от пульта, похожего на «лентяйку», управляющую телевизором.
По принципу действия такие пульты различаются на работающие по радио- или инфракрасному каналу. Наиболее экзотические диммеры срабатывают от голоса, присутствия в помещении человека – управление с помощью разомкнутого емкостного контура или датчиков тепла.

В настоящее время многие ведущие производители электротехнической техники, такие как Schneider Electric, Feller, OSRAM и другие, начали выпуск диммеров не только для ламп накаливания, но и светодиодных, а также люминесцентных источников света.

Пример регулирования яркости лампы с помощью диммера на видео

Всё о диммере для лампы накаливания

Диммер для ламп накаливания — управляемый выключатель, предназначенный для регулировки яркости и экономии электроэнергии. В отличие от простого выключателя, который посредством резких бросков передаёт негативное напряжение в лампу накалывания, этот агрегат осуществляет плавную передачу электрических потоков.

Как работает?

Действие диммера основано на эксплуатации фазы регулировки. Это происходит благодаря отсечению либо переднего, либо заднего потока волны тока. Процесс осуществляется под патронажем двунаправленного тиристора. Так, срабатыванием тиристора происходит регулировка передачи электрического напряжения к лампе накаливания в обширных пределах.

В устройстве диммера имеется несколько протекционных функций:

  • Защита от перегрева, которая срабатывает при отключении аппарата. При этом повторно активировать диммер возможно через некоторое время, пока компоненты не охладятся.
  • Защита от короткого замыкания – происходит отключение выхода, где, собственно, произошло замыкание. Стоит отметить, что в данном случае осуществляется действие в моде фазовой отсечки. Таким образом, 7-секундное отсутствие разного рода дефектов способствует автоматической активации. В противном случае, включение агрегата происходит вручную.

Как устроен?

Регуляторы яркости — русский эквивалент английского понятия «диммер» — используются в нашем языке достаточно давно. Однако в первоначальных версиях устройство не способствовало экономии электрической энергии. Оно представляло собой типичный реостат.

Появление полупроводниковой технологии выдвинуло диммеры на новый уровень. Благодаря симистору и динистору, главным компонентам современных регуляторов, диммер для лампы накаливания стали более производительными и совершенными.

Как любой выключатель, диммер для лампы накалывания оснащён парой выводов, благодаря которым он включается в цепи светильника. Тем не менее, с регуляторами яркости провода менять нельзя, поскольку один из них подключается к нагрузке, а другой – к собственно фазе.

Лимиты на эксплуатацию диммеров для ламп накалывания отсутствуют. Важно учесть, что все типы ламп присоединяются через данный регулятор.

ВНИМАНИЕ! Благодаря установке диммера на лампу накалывания вторая не станет полностью энергосберегающей. Уменьшение яркости до 50% позволит сэкономить до 15% электроэнергии.

Плюсы и минусы регуляторов яркости

Установка регуляторов яркости, представленных в виде диммеров, имеет следующие преимущества:

  • возможность быстрой и простой регуляции работы ламп накалывания и прочих осветительных агрегатов;
  • увеличение срока эксплуатации самих осветительных приборов;
  • увеличение энергоэффективности искусственного освещения.

Диммер способствует плавному включение и выключению осветительного прибора. Благодаря этому существенно сокращается количество резких электрических бросков через накалываемую лампу, в результате чего существенно увеличивается время действия светового источника.

НА ЗАМЕТКУ! модернизированные аппараты, оснащённые передовыми технологиями, способны имитировать присутствие человека. Для этого в регулирующем устройстве применяется программный мод, который автоматически включает и отключает свет в помещении.

Зачастую потребители и недостатками регуляторов яркости, покупая на рынке дешёвые и, как следствие, некачественные модели. Ярко выраженные минусы таких приборов заключаются в следующем:

  • сокращение времени работы и производительности ламп накалывания или других осветительных приборов;
  • возникновение в ходе эксплуатации мерцающей отдачи;
  • уменьшение показателя энергоэффективности.

Важно! Основная особенность выходного напряжения – нелинейная зависимость от результатов резисторного сопротивления. Чтобы убрать бо́льшую часть недостатков, следует учесть нecинуcoидaльную форму выходного напряжения. В связи с этим не желательно подключать понижающие трансформаторы.

Обзор разновидностей

Современные диммеры подразделяются на 2 большие группы:

Электронные

Данные световые регуляторы отличаются не только сложностью устройства, но и способом управления. Так, параметры направления на пользователе задаются посредством механических и сенсорных клавиш. А наличие микроконтроллёров позволит реализовать ряд разнообразных решений:

  • установка нескольких пультов регулировки;
  • связка диммера с осветительным датчиком, благодаря чему активируется функция автояркости;
  • запланированный режим работы – включение и выключение в запрограммированное время;
  • дистанционная регулировка яркости.
Читайте также:  Нагреваются ли светодиодные лампы во время работы

Механические

Механические диммеры также называются роторными и поворотными. Простой в плане использования и относительно бюджетный вариант регулятора яркости. Чтобы изменить напряжение на светильнике, необходимо поворачивать ручку потенциометра.

Данные агрегаты (не зависимо от производителя) имеют идентичное строение. Разница состоит лишь в качестве встраиваемых компонентов и самой сборки.

Схемы подключения светорегуляторов на 220 в

Подключение диммера практически не отличается от традиционного выключателя. Подключить диммер — задача по силам абсолютно каждому разбирающемуся в электрических приборах человеку. Подключение каждого конкретного светорегулятора осуществляется с помощью электроцепи. Данный компонент состоит из кабеля, разрываемого в определённом месте цепи. На данном промежутке ставится собственно световой регулятор.

При последовательном подключении диммера и проходного отключателя пользователь без проблем сможет включить свет в одной точке, а управлять световой подачей в другой. А внедрение в электронную схему второстепенных компонентов многократно расширит возможности диммера как агрегата. Например, при помощи современного фазового метода люди получают возможность регулировать вентиляционными оборотами.

Из одной точки

Данная схема традиционна для любого вида диммера. Как правило, в приведённой выше схеме используются регуляторы, кнопочные или сенсорные. В этом случае брать поворотный диммер не рекомендуется, потому как в ходе эксплуатации возникнут неудобства.

Из двух точек

Такая схема есть оптимальный вариант для установки в спальной комнате. Один из светорегуляторов устанавливается у дверного проёма, другой – около кровати. Так, когда человек заходит в спальню, свет включается с помощью первого диммера. А с помощью второго регулирует светопередачу.

Из одной точки и управление из двух точек

Большинство россиян отдают предпочтение диммерам для регулировки освещения из одной точки и управления электроприборами из двух точек. Предложенная выше схема является универсальной, поскольку используется практически в любых условиях. Так, у входа в комнату устанавливают простой выключатель, а возле дивана или кровати (в зависимости от типа комнаты) – диммер.

Из одной точки и управление из трех точек

Такого варианта необходимо прибегнуть лишь тогда, когда регулировать степень освещённости помещения необходимо из 2-х точек. Как правило, подключение регулятора света из одной точки и управления из трех точек требуется в длинных коридорах.

Обратите внимание! Кроме регулятора света, в представленной электронной цепи имеется пара проходных выключателей.

Замена выключателя диммером

Замена выключателя диммером — процедура, не требующая специальных навыков. Для этого необходимо снять выключатель со стены и проделать несколько простых действий:

  • обесточить электрическую цепь, деактивировать защитный автомат и вывернуть пробки;
  • снять клавиши, воспользовавшись простой столярной отвёрткой;
  • открутить винты, снять рамку и вынуть выключатель, предварительно отсоединив его от проводов.

На место выключателя поместить диммер. Важно подчеркнуть, что для реализации такого посадочные габариты агрегатов делаются унифицированными. Установка диммера осуществляется в обратной последовательности относительно процедуры снятия выключателя. В ходе этой операции следует обратить внимание на качество присоединения проводков непосредственно к клеммам диммера, что влияет на качество и безопасность работы оборудования.

Таким образом, замена штатного выключения диммером — оптимальный способ получить максимально удобный доступ к системе управления осветительной системой. Тем не менее, важно учесть тот факт, что такое устройство, как диммер, критично к повышенным температурам, а также не рассчитано на превышение максимальной допустимой нагрузки.

Регулятор напряжения своими руками

Детали, материалы и оборудования, необходимые для изготовления регулятора яркости своими руками:

  • семистор BT134 мощностью 700 В;
  • динистор DB3;
  • неполярный конденсатор ёмкостью от 0,1 до 0,22 мkФ, мощностью 250 В;
  • переменный резистор сопротивлением до 500 kOм;
  • резистор сопротивлением 10 kOм, мощностью до 2 Bт;
  • кусачки;
  • паяльник + припой или канифоль;
  • изолента;
  • часть любого провода, площадь поперечного сечения которого составляет 1 мм2.

Материалы соединяем по следующей схеме.

Таким образом, диммер (светорегулятор) — удобное и практичное устройство, которое станет идеальным дополнением как домашнего, так и рабочего помещения. Простота установки и настройки, ценовая приемлемость, доступность необходимых материалов — благодаря этим факторам каждый человек сможет без проблем упростить повседневную жизнь.

Диммеры (регуляторы освещения) для ламп накаливания

Применение обычных ламп накаливания, несмотря на множество альтернативных источников света, по-прежнему популярно и широко применяются как в жилых помещениях, так и для уличного освещения.

Классическое устройство лампы накаливания остается неизменным на протяжении практически 100 лет. Однако желание смягчить недостатки таких источников света: невозможность регулирования интенсивности свечения, небольшой срок службы и т.п. привело к созданию приспособлений, решающих такие задачи.

Такие приспособления называются диммерами, что в переводе с английского означает «гасители». Они предназначены для плавного изменения яркости осветительного источника и помогают экономить используемую электроэнергию. Применяя такое устройство, можно уменьшить яркость лампы, например при засыпании, или смягчить освещенность помещения с целью изменения его выгодного восприятия.

Наконец, можно перевести освещенность помещения в «экономный режим» для снижения расходов. Для ламп накаливания таким способом можно сэкономить от 15% электроэнергии.

Принцип работы

устройство диммера изнутри

Для того. чтобы обычная лампа стала менее яркой, необходимо уменьшить напряжение, которое она потребляет.

Это можно осуществить 2 способами:

  1. Путем уменьшения (рассеивания) электроэнергии при подходе к электродам лампы.
  2. Использовать уже преобразованное регулирующим прибором питающее лампу напряжение.

Рассеять электроэнергию и уменьшить ток можно увеличивая сопротивление с помощью реостата.

Но реостат не получил большого применения для плавного изменения света по 2 причинам:

  1. В большинстве своем эти приборы громоздки в размерах.
  2. Они при работе сильно нагреваются, «принимая удар на себя».

Поэтому на выходе синусоида изменяет свой вид и становится ломаной (обрезанной). Меняя максимальное абсолютное значение напряжения, подаваемое на лампу, можно менять яркость света. Изменять характер синусоиды и величины подаваемого напряжения с помощью такого устройства можно благодаря входящему в его конструкцию симистору.

Он представляет собой прибор полупроводникового типа и является одним из видов тиристоров. В корпусе симистора находятся 2 полупроводника, которые работают попеременно в зависимости от фазы тока. Начинает работать прибор при возрастании амплитуды подающего напряжения выше определенного значения, ниже которого он находится в «закрытом» положении.

Эти свойства симистора позволяют регулировать величину нагрузки, силу тока, а следовательно, степень накаливания нити в осветительных лампах.

Виды диммеров

Для ламп накаливания могут применяться светорегуляторы, различающиеся по типу устройства полупроводников, влияющего на характер отсечки синусоиды напряжения. При отсечении начальной части синусоиды. говорят про светорегулирование по переднему фронту, (маркировка диммера RL). Если срез осуществляется на конце синусоидальной волны, то говорят о заднем фронте диммирования, (маркировка С).

Кроме симисторов могут использоваться:

  • тиристоры с диодным мостом для пропускания тока в двух направлениях;
  • биполярные транзисторы (универсальные);
  • полевые транзисторы (улучшенный вариант диммеров);

В диммерах с симисторами и тиристорами срезается синусоида на переднем фронте. У транзисторных типов возможен срез как переднего фронта синусоиды, так и заднего.

Все существующие сегодня устройства подразделяются в зависимости от принципа работы на 2 группы:

Внешне они различаются способом управления.

Механические устройства иначе называют роторными и управляются с помощью кнопок или клавиш или поворотных ручек. Чтобы изменить напряжение, подводимое к светильнику с помощью такого устройства, достаточно изменить на потенциометре светорегулятора положение ручки, которое осуществляется ее поворотом.

Электронные регуляторы работают по-разному. Напряжение может регулироваться как при помощи обычных кнопок или клавиш, так и путем сенсорного управления путем легкого прикосновения к корпусу прибора. Это возможно при добавлении в устройство светорегулятора микроконтроллера, что позволяет реализовать целый ряд функций, недоступных при механическом управлении.

Например, появляется возможность применять несколько пультов для управления работой диммера, размещенных в разных зонах, или регулировать световой режим дистанционно, воздействуя на сенсор прибора. Недостатком электронного устройства является достаточно высокая цена по сравнению с механическим регулятором.

Подразделяют регуляторы и по виду конструкции. Они могут быть:

Модульные конструкции внешне похожи на устройство автоматического выключателя. Управляются такие диммеры с помощью кнопки или выключателя клавишного типа. Монтируют его в распределительных щитах.

Моноблочные устройства имеют вид отдельного блока небольшого размера. Для его монтажа требуется наличие установочного гнезда, подходящего по размерам моноблоку. Такие устройства особенно удобны для крепления на тонких стеновых перегородках, где нет возможности монтажа классического выключателя.

Вмонтированный тип устройства устанавливается в обычную коробку для электромонтажа. Он имеет универсальное использование практически для всех типов осветительных элементов.

Варианты подключения

Независимо от схемы подключения, для устройств всех видов, есть общее правило. Их подключение осуществляется в разрыв фазового провода цепей, питающих лампы.

Существует несколько вариантов подключения светорегуляторов:

  1. Упрощенная схемапоследовательного подключения диммера к одной или нескольким лампам. При такой схеме он может работать как выключатель и одновременно регулировать яркость искусственного света.
  2. Схема, включающая последовательно в одну цепь выключатель и диммер. Это позволяет установить выключатель при входе в помещение, а светорегулятор непосредственно возле кровати. Если это спальня, то не потребуется вставать, чтобы установить такое освещение, которое наиболее комфортно. При выходе из помещения можно воспользоваться выключателем для полного отключения света.
  3. Схема, имеющая в цепи несколько светорегуляторов, расположенных в разных местах помещения и управляющих одним источником света, например, люстрой. Для такой схемы в распределительную коробку должен подводиться провод от каждого установленного регулятора света;

Нюансы выбора

Сейчас продается множество модификаций диммеров, рассчитанных на разные типы ламп и осветительных приборов.

Ориентируясь на использование ламп накаливания, необходимо выбирать регуляторы, подходящие для них по следующим критериям:

  1. По техническим и эксплуатационным характеристикам. Обычно для них используют светорегуляторы с симисторами. Они менее капризны и просты в устройстве.
  2. По суммарной нагрузке, которую способен выдержать светорегулятор. Информация об этом указывается на устройстве, например 300 W обозначает, что прибор может обслуживать люстру с 5 лампами на 60 Вт. Покупать лучше светорегулятор с некоторым запасом нагрузки, для данного случая подойдет диммер на 350 W.
  3. По планируемому месту установки. В зависимости от места монтажа следует покупать светорегулятор модульного, моноблочного или вмонтированного типа.
  4. По характеру управления: с помощью клавиш, кнопок или с помощью сенсора. Выбор по способу управления зависит от личных пожеланий, многофункциональности устройства, удобства использования и стоимости регулятора.

Блиц-советы

При планировании монтажа светорегулятора следует учитывать следующее:

  1. Характер помещения. Для помещений с повышенными температурами следует выбирать устройство с встроенной вентиляционной системой и автоматическим выключателем.
  2. Покупая прибор, следует внимательно прочитать информацию о всех характеристиках устройства, нанесенных на его корпус и их соответствии внешнему виду диммера. Например, силовой провод не может быть менее 1,5 кв.
  3. Выбирать изделия лучше у известных производителей, продукция которых давно используется и не имеет нареканий.
  4. Покупая светорегуляторы, следует учитывать, что клавишные и поворотные устройства стоят намного дешевле кнопочных, сенсорных и дистанционных (управляемых при помощи пульта).
  5. Выбирать регулятор следует максимально подходящий для характеристик используемых ламп, соблюдая небольшой запас мощности.
  6. При самостоятельном монтаже светорегулятора придерживаться обязательного правила: подключать следует к фазовому проводнику разъем с маркировкой L. Ни в коем случае нельзя соединять с нулевым проводом.
  7. При выборе способа монтажа лучше проконсультироваться с квалифицированным электриком или поручить работу специалистам в случае сложной схемы.
  8. Любой тип диммера имеет порог минимальной нагрузки, составляющий ориентировочно 40 Вт. Поэтому, чтобы исключит выход из строя устройства, лампу накаливания с малой мощностью надо нагружать параллельно дополнительной нагрузкой.

Ссылка на основную публикацию