Принцип работы диммера
Наиболее эффективным является способ управления яркостью с помощью широтно-импульсной модуляции. Так как он наиболее подходит для современных энергосберегающих ламп.
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 диммируемые светодиодные модели, так как обычные светодиодки не регулируются.
Диодная схема в зарядном устройстве
Использование диммера в зарядном устройстве ноутбуках стало применяться одновременно с их выпуском. Производители всегда озабочены экономией заряда аккумуляторных батарей ноутбуков, поэтому dim монитора демонстрирует обратное поведение. Когда он подключён и аккумулятор заряжается, экран становится темнее. Когда аккумулятор включён, экран светится ярче. Значок батареи, устроенный на экране (вилка при подключении).
Подробная информация о зарядке в измерителе мощности показывает правильную работу регулятора. Этот процесс может быть отрегулирован пользователем в разделе электропитание ноутбука, в правой нижней части рабочего стола. Он устанавливается по желанию владельца в трёх режимах: сбалансированный, энергосберегающий, с высокой производительностью. При использовании последней схемы питание ноутбука потребляет много тока и батарея быстро разряжается.
Основная цель и суть диммера
Пару слов о том, что такое диммер и зачем он вообще нужен?
Это устройство электронное, предназначается для того, чтобы с его помощью изменять электрическую мощность. Чаще всего, таким образом меняют яркость осветительных приборов. Работает с лампами накаливания и светодиодами.
Электрическая сеть поставляет ток, который имеет синусоидальную форму. Чтобы в лампочке изменилась яркость, требуется подача на неё обрезанной синусоиды. Отсечь передний или задний фронт волны можно за счёт тиристоров, установленных в схеме диммеров. Это способствует уменьшению напряжения, подаваемого на светильник, что соответственно приводит к снижению мощности и яркости света.
Важно помнить! Такие регуляторы генерируют электромагнитные помехи. Чтобы их уменьшить, в схему диммеров включают индуктивно-ёмкостной фильтр либо дроссель.
Принцип работы
Диммер действует особым образом. Процесс запускается после включения системы, когда в цепь заряда поступает переменное напряжение. При наступлении положительного полупериода синусоидального напряжения по резисторам и одному диоду проходит электрический ток, дающий заряд конденсатору. Как только напряжение на этом элементе возрастёт до показателя пробоя динистера, ток начнёт течь сначала по динистеру, а затем по управляющему электроду триака.
Полная синусоида при максимальной яркости лампы и усеченная синусоида при неполной яркости
В результате прохождения тока по всем точкам цепи открывается триак. Ступенчато соединённые с ним приборы освещения подключатся к сети и подают лучи. Закрытие симистора происходит во время прохождения синусоидального напряжения через нуль. На момент открытия триака влияет показатель активного сопротивления в цепи заряда. Уменьшая или увеличивая это значение, можно замедлять или ускорять процесс открытия симистора в любой полупериод. Это ведёт к плавному изменению интенсивности подачи световых лучей.
Плюсы и минусы подключения
Некоторые люди dim любят, в то время как другие не слишком. Однако во многих ситуациях они очень полезны. Диммерные переключатели довольно просты в установке и доступны для бытового потребления. Прежде чем принимать решение об установке диммеров в своём доме, рекомендуется ознакомиться с некоторыми из плюсов и минусов этого варианта освещения. Преимущества установки переключателей:
- Экономия электроэнергии. Можно сохранить до 25% затрат, при уменьшении света на 25%.
- Полный контроль над процессом освещения в доме.
- Автономная работа с дистанционным управлением, что позволяет регулировать освещённость в любой комнате из доступного места в системе «Умный дом».
Недостатки:
- Сложность установки для неопытных пользователей. Несмотря на то что диммерные переключатели относительно просты, они могут быть непонятными для тех, кто незнаком с электроникой. Самое простое решение этой проблемы — нанять электрика для подключения коммутатора. Хотя это приведёт к увеличению стоимости проекта, но обеспечит его правильное выполнение.
- Несовместимость с некоторыми осветительными приборами. Рекомендуется провести исследование, чтобы увидеть, будут ли переключатели dim работать с существующим освещением на месте.
Схема подключения
Электрическую схему разрабатывают в зависимости от типа светодиодной ленты и её длины. В самом простом варианте диммер для одноцветной светодиодной ленты включается последовательно в разрыв цепи между БП и нагрузкой. Суммарная мощность подключённых отрезков не должна превышать как мощность БП, так и диммера. 
Ситуация, когда мощности диммера недостаточно для управления яркостью длинных светодиодных отрезков решается путём добавления в схему усилителя. Опираясь на предварительные расчёты, один из отрезков можно подключить напрямую к диммеру, а можно использовать 2 усилителя. 
Чтобы одновременно управлять яркостью четырёх одноцветных светодиодных лент (одинаковых или разных по цвету свечения), можно воспользоваться схемой на рисунке ниже. В данном варианте один отрезок запитан напрямую от диммера, а ещё 3 – от RGB усилителя, управляющие входы которого замкнуты между собой. 
Для управления не только яркостью, но и оттенками RGB или RGBW ленты простого диммера недостаточно. Вместо него в схему устанавливают соответствующий контроллер. 
Принцип работы диммеров
Для изготовления простейшего устройства можно использовать достаточно мощный реостат. Подробного рассмотрения принципиальной схемы в данном случае не требуется. Перемещением ползунка переменного резистора изменяют амплитуду сигнала на выходе.
Экономную работу устройства организуют с помощью модификации сигнала. По технологии ШИМ регулируют ширину прямоугольных импульсов. Также применяют схемы, которые «обрезают» часть синусоиды. Эти способы позволяют дозированно использовать энергетические ресурсы по целевому назначению. Сравнительно небольшое количество тепла рассеивается на радиаторах, поддерживающих оптимальный температурный режим силовых электронных компонентов.
Регулируем освещение
Лампы накаливания до сих пор занимают ведущее положение в своей нише. Но есть у них недостаток: сопротивление спирали в холодном состоянии намного ниже, чем в раскаленном. По этой причине во время включения через спираль проходит ток, во много раз превышающий рабочий. Это снижает срок ее службы в несколько раз. Чтобы решить проблему, необходимо сделать включение освещения плавным при помощи диммера.
Существует множество различных схем как простых, так и сложных. Какую из них собирать – вопрос квалификации и личного предпочтения. Вот, например, одна:
Решение простое, но эффективное. Регулировка производится диодным мостом, в одну диагональ которого включена нагрузка, а в другую – управление. Управляющий элемент – тиристор VS1 КУ 202Н, угол открывания которого регулируется транзисторами VT1 и VT2. На схеме видны параметры многих деталей. Транзисторы можно заменить другими S8050 и S9012 соответственно. Если использовать диодный мост КЦ 405А, то выходная мощность не более 200 Вт. Все можно собрать на монтажной плате. Питание – 220 В.
Есть более совершенная схема для ламп накаливания – на симисторе. Управление угла открытия производится переменным резистором (регулируется скорость заряда конденсатора). В цепи управляющего электрода стоит динистор.
Нет ничего сложного, своими руками собирается за полчаса.
Принцип работы диммера
Наиболее эффективным является способ управления яркостью с помощью широтно-импульсной модуляции. Так как он наиболее подходит для современных энергосберегающих ламп.
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 диммируемые светодиодные модели, так как обычные светодиодки не регулируются.
Принцип работы
Чтобы уменьшить яркость свечения лампы, надо понизить напряжение, которое на нее подается. Самые первые светорегуляторы использовали для этого переменное сопротивление — реостат. Решение далеко не идеальное, так как впустую расходовалось очень много энергии. Электрическая энергия преобразовывалась в тепловую, а ее надо было рассеивать. Именно поэтому первые диммеры имели большие размеры — надо было отводить тепло от реостата. К плюсам такого решения можно отнести то, что нагрузка была резистивного типа, без всяких наводок и помех.
Чуть позже стали использовать регулируемый автотрансформатор. Потерь электроэнергии минимум, нагрузка тоже «нормального типа», но стоимость высокая, размеры — большие. В быту они так и не использовались, применялись для освещения студий — весили пару килограммов и стоили полторы сотни долларов.
Благодаря тиристорам, появились простые и экономичные схемы.
Простая схема светорегулятора на тиристоре
Современные виды
Современные диммеры построены на полупроводниковых приборах — симисторах и транзисторах. Значительная часть устройств сделана на симисторах. Это электронный ключ, который открывается при появлении короткого импульса на базе, а отключается, когда напряжение становится нулевым. В диммерах, которые управляют лампами 220 В, отключение происходит автоматически, 100 раз в секунду. В сети с переменным напряжением 50 Гц, именно столько раз питание переходит через нулевую отметку. С такими диммерами совместимы только лампы накаливания — обычные и галогеновые, причем галогентки должны быть на 220 В.
Кроме ограничений по типу управляемых ламп, недостатком светорегуляторов этого типа являются помехи, которые возникают при включении/выключении помех. Помехи влияют на чувствительные электронные приборы, на устройства, которые используют радиочастоты. Именно такие проблемы могут возникать после установки дешевых диммеров. В более дорогие встраивается защиты — на входе ставятся фильтры (обычно LC-типа).
Схема универсального диммера для всех типов ламп
Для использования со светодиодными лампами и «экономками» диммеры делают на основе ШИМ-модуляторов и МОР-транзисторов. С таким светорегулятором совместимы любые светодиоды, так как питание они подают заниженного уровня, а частота его очень велика — около 300 Гц, что нашим глазом не регистрируется, для светодиода никоим образом некритично. Единственный недостаток диммеров с ШИМ-контроллером — цена.
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 диммеры для LED-приборов.
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.
Рассеивание
Заключается в использовании резистивных свойств проводника. Это довольно простые элементы, их называют реостатами. Они состоят из одного проводника, обычно скрученного в спираль, и подвижного контакта, напряжение на котором зависит от того, на каком витке спирали он расположен. Та часть энергии, которая не используется, рассеивается в виде тепла, что и является главным недостатком устройства – при напряжениях свыше 100 вольт нагрев столь значительный, что может вызвать пожар.
Этот способ универсальный, может применяться как к постоянному, так и переменному току. Он редко используется напрямую, но на его основе строятся все схемы регулирования.
Принцип работы
Основным элементом, который присутствует в современных диммерах является симистор. В английской версии его называют триак. Симистор – это полупроводниковый прибор, который представляет собою разновидность тиристора. К основному его назначению относят дальнейшую коммутацию цепей переменного тока. На этих устройствах вы сможете создать диммер для регулировки напряжения в цепи освещения. Для обычных ламп это 220 вольт и 12 вольт для низковольтных галогеновых ламп. В принципе вы можете создавать регуляторы практически для любых величин напряжения.
Симистор включается последовательно в одну цепь с регулируемой нагрузкой. Если управляющий сигнал на симисторе будет отсутствовать, он заперт и нагрузка отключена. После поступления сигнала устройство открывается, и нагрузка включается. Характерной особенностью симистора считается то, что в открытом состоянии он будет пропускать ток в обоих направлениях.
Симистор для диммера
Кроме, симисторов схема диммеров также может включать в себя и динисторы, которые являются определенной разновидностью полупроводниковых диодов. Они служат в качестве управляющих элементов. Благодаря всем особенностям симистора и динистора, которые мы указали выше электрические схемы самодельных диммеров достаточно просты и содержат в себе всего несколько компонентов.
Требования при установке светорегулятора
При установке светорегулирующего устройства следует обращать внимание на несколько важных обстоятельств:
- Люминесцентные и энергосберегающие лампы не диммируются стандартным способом. Оба типа лампочек способны работать с диммером, но их эксплуатационные сроки резко уменьшаются. Порой срок жизни лампочки сокращается до 100–150 часов. К тому же, увеличивается риск поломки и самого светорегулятора.
- Светорегуляторы нуждаются в определенном минимуме нагрузки. Чаще всего ее величина равна 40 ваттам. Уменьшение нагрузки происходит из-за перегорания одной из лампочек, ухудшения контактов, появления мерцаний с частотой в 50 герц. Когда нагрузка упадет ниже минимально допустимой, срабатывает защитная система или прибор приходит в неисправное состояние.
- Диммеры чувствительны к температурному режиму окружающей среды. При температурах выше 25 градусов возможен перегрев, что чревато поломкой светорегулятора.
- Не следует превышать максимально разрешенную нагрузку на устройство. При необходимости рекомендуется добавить усилители мощности, с помощью которых возможна коммутация устройств до 1,8 киловатт.
- Нельзя одновременно подключать емкостные и индуктивные нагрузки. Это чревато поломкой прибора.
Что касается места для установки, специалисты рекомендуют исходить из следующей информации:
- Не следует устанавливать светорегуляторы в помещениях, где обычно бывает много людей. В многолюдных местах оборудование будет работать с помехами.
- Необходимо избегать монтажа диммеров в помещениях, где нет постоянного места для установки осветительного оборудования.
Конструктивные особенности
Для коммутации электрических цепей применяют полупроводниковый ключ (динистор). Конденсатор устанавливают для накопления и возврата энергии, переменный резистор – для определения рабочего режима.
Какие факторы усложняют схему?
Простейший регулятор на симисторе можно собрать на универсальной макетной плате за 15 минут. Сложнее решить задачу, если надо подключить дистанционное управление или улучшить внешний вид устройства. В некоторых ситуациях дополнительные трудности сопряжены с выбором места его размещения.
Способы управления прибором
Можно использовать поворотный, нажимной или комбинированный механический прибор. Клавишей включают (выключают) свет. Поворотным рычагом регулируют яркость.
Аналогичные алгоритмы применяют при установке сенсорной панели. В этом случае для подачи напряжения (разрыва цепи) пользуются слабым ударом по чувствительной области. Движением пальца по вертикальной (горизонтальной) линии изменяют уровень освещенности. Этот вариант оснащения подразумевает покупку более дорогих комплектующих деталей.
При выборе дистанционной схемы управления обращают внимание на следующие особенности:
- Инфракрасный канал действует только по линии прямой видимости между пультом и приемным устройством.
- Прохождению радиосигнала через стены мешают стальная арматура и другие экранирующие конструкции из металла.
- В звуковом диапазоне ложные срабатывания могут провоцировать посторонние шумы.
Самые широкие функциональные возможности обеспечит схема управления с подключением смартфона, планшета или компьютера.
Тип размещения
Для монтажа устройства можно использовать стандартную коробку под выключатель. В этом случае существенное значение имеет ее внешний вид. В скрытом положении диммер устанавливают за панелью подвесного потолка либо в иной полости внутри строительной конструкции. Материал декоративной обшивки выбирают с учетом отсутствия помех для управляющих сигналов.
Рассеивание
Заключается в использовании резистивных свойств проводника. Это довольно простые элементы, их называют реостатами. Они состоят из одного проводника, обычно скрученного в спираль, и подвижного контакта, напряжение на котором зависит от того, на каком витке спирали он расположен. Та часть энергии, которая не используется, рассеивается в виде тепла, что и является главным недостатком устройства – при напряжениях свыше 100 вольт нагрев столь значительный, что может вызвать пожар.
Этот способ универсальный, может применяться как к постоянному, так и переменному току. Он редко используется напрямую, но на его основе строятся все схемы регулирования.
Изготовление регулятора яркости
Многие люди не могут уснуть как в ярко освещённой комнате, так и в полной темноте. Тусклый источник света, такой как ночник, лучшее устройство для комфортного сна, для чего нужен диммер. Кроме того, экономный ночник очень мало потребляет электроэнергии и сбережёт домашний бюджет. Сделать ночник своими руками несложно. Принцип работы ночника прост — свет автоматически погаснет и выключится через определённый промежуток времени, который задаётся пользователем.
Необходимые материалы
Необходимые для сборки материалы и инструменты:
- Провода перемычки.
- Печатная плата.
- IC1: 741 OP AMP.
- IC2: 741.
- Клеммы OP AMP разъёмы.
- R1: 1M.
- R2: переменная 5 кОм.
- R3: 2. 2k.
- R4: 3. 3M.
- C1: 10V.
- C2: 10V.
- D1: 1N4001.
- D2: D3: D4: Светодиод 3. 5V.
- S1: переключатель фиксации SPST.
- S2: мгновенный переключатель.
- Пластиковый блок проекта.
- T1: источник питания постоянного тока 6 В 400 мА.
- Дрель.
- Паяльник.
- Кусачки.
- Плоскогубцы.
- Отвёртка.
Конструкция и сборка устройства
Для питания этого проекта используется источник постоянного тока 6 В 400 мА. Его напряжение разомкнутой цепи (без нагрузки), измеренное вольтметром, составляет приблизительно 10 В. При нагрузке рабочее напряжение составляет около 9,5 В. Схема может быть разбита на две основные части: цепь таймера и затемнения.
Таймер выполнен из 741 OP AMP, подключённого в качестве компаратора. Он сравнивает напряжение на конденсаторе с опорным напряжением, которое задаётся R2 и R3. Когда S2 включена, C1 заряжается до напряжения питания. C1 затем постепенно разряжается через R1. До тех пор, пока напряжение на С1 больше, чем опорное напряжение, выход операционного усилителя является высоким (около 8. 7V). Это удерживает C2. Когда напряжение на C1 падает ниже эталонного значения, выход OP AMP становится низким (около 1, 9 В). Когда это происходит, C2 начинает медленно разряжаться через R4. Это начинает цикл затемнения.
Второй 741 OP AMP подключён как усилитель с единичным коэффициентом усиления. На выходе отражается напряжение через C2. Когда напряжение на C2 падает также уменьшается выходное напряжение и светодиоды. Для того чтобы светодиоды переходили от полной яркости к полной темноте, требуется около 45 минут. Нажатие кнопки в любой точке приведёт к сбросу всего цикла. Скользящий переключатель SPST включает и выключает питание.
Длительность времени, в течение которого свет горит при полной яркости, и время, когда они могут быть изменены, можно изменить, задав значения R1, C1, R4 и C2. Изменять отношения резисторов и конденсаторов стоит по мере того, как быстро разряжаются последние.
После сборки схемы подбирается подходящий корпус. В нём просверливаются отверстия для светодиодов, переключателей, циферблата и шнура питания. Печатную плату обрезают так, чтобы она разместилась в корпусе. По желанию в конструкцию можно добавить рассеиватель и поместить устройство, например, в декоративный фонарь.
Диммеры позволяют создавать настроение в доме. Независимо от того, планируется ли семейный вечер, кино или романтический ужин, правильное освещение на месте является главным. Кроме того, если нужно включить освещение больше или меньше только в одной части дома, можно сделать это одним прикосновением к пульту.
