Назначение диммера
Диммер (с англ. – затемняющее устройство) предназначен для плавной регулировки яркости лампы. Основным его параметром является выходная мощность, от которой зависит максимальное количество подключаемых ламп. Чаще всего диммер изготавливают по форме выключателя для размещения в стандартной монтажной коробке. Регулировка яркости происходит за счет вращения ручки переменного резистора, который задаёт ток управления тиристором или транзистором. Начальный уровень регулировки определяется электронной схемой диммера и, как правило, находится в пределах 10–30% от напряжения сети. 
Наличие светорегулятора решает две основные задачи:
- позволяет подобрать оптимальный уровень освещённости, в зависимости от времени суток и рода занятий;
- сокращает энергопотребление.
Более дорогие модели диммеров оснащены функциями дистанционного управления, таймера и автоматического срабатывания по заданной программе.
Экономят ли диммеры электроэнергию
Еще одним мифом является экономия электроэнергии при использовании регуляторов яркости. В первую очередь это касается ламп накаливания.
Большинство пользователей до сих пор считает, что если оставить в светильнике обычные лампочки накаливания и выкрутить диммер на 50%, то и за свет вы заплатите в 2 раза меньше. Это не совсем так.
Чтобы снизить яркость лампы накаливания в 2 раза, нужно понизить напряжение примерно на 80%. При этом сила тока уменьшится незначительно, из-за нелинейного сопротивления нити накала.
Фактическая потребляемая мощность светильника в этом случае будет 75-80% от изначальной. Света вы получите в 2 раза меньше, а сэкономите всего лишь жалкие 20%.
Поэтому единственно реальная экономия достигается не димммированием, а заменой простых ламп на светодиодные.
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.
Пунктирной линией синего цвета я показал форму нормальной синусоиды, которую разделил на участки:
- Синего цвета, обозначающую паузы в подаче электрической энергии на подключенную нагрузку.
- 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.
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.
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.
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.
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.
При наладке схемы изолируйте открытые места подручными средствами: пластик, бумага, изолента.
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.
Схемы подключения диммера из двух отдельных модулей для управления одним центральным светильником позволяют регулировать освещение из разных мест протяженного помещения, например, гостиной, коридора.
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.
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.
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.
Для светодиодных ламп 220 В, как правильно выбрать
Диммеры должны подбираться и по указанному напряжению лампочек. Если это осветители на 220 В, их нельзя подключать к регулятору, рассчитанному на 12 В и наоборот.
Обязательно нужно соотносить мощность диммера и всех Лед-осветителей, подключаемых к нему.
Для расчётов нужно знать номинальную мощность регулятора (P1) и мощность лампочек, которые планируется к нему подключать (P2). Формула для вычисления допустимого количества ламп:
N = (P1 : 10) : P2.
Пример: На упаковке указана мощность прибора 400 Вт. LED-лампы закупаться будут по 8 Вт.
400 : 10 = 40 Вт
40 : 8 = 5 штук.
Вывод – к данному диммеру можно подключить 5 штук Лед-ламп по 8 Вт.
Стоит обратить внимание на класс защиты. Этот международный стандарт обозначается буквами IP (Ай Пи) и двумя цифрами. Расшифровка цифр класса безопасности для диммеров светодиодных ламп:
Расшифровка цифр класса безопасности для диммеров светодиодных ламп:
Первое число показывает степень защищённости от проникновения в регулятор посторонних предметов и частиц:
- 0 – защиты нет, открытое оборудование.
- 1 – опасные детали нельзя потрогать пальцами и защита от проникновения частиц полсантиметра и более.
- 2 – не доступно для пальцев и предметов от 12 до 50 мм.
- 3 – для проникновения внутрь потребуются инструменты, защита от частиц 2,1 – 11,5 мм.
- 4 – защищено от частиц около 1 мм.
- 5 – защищено от мелкой пыли.
Второе число – это влагозащита:
- 0 – нет защиты вообще.
- 1 – защита от брызг, летящих вертикально.
- 2 – защита от брызг, падающих с отклонением 5° к вертикали.
- 3 – защищено от капель, падающих под углом 60° к вертикали.
- 4 – защищено от дождя и легких брызг.
- 5 – защищено от слабой струи.
- 6 – водонепроницаемость для струи.
Чаще всего можно встретить регуляторы с классом защиты IP20 или IP33
Понятно, что если прибор будет размещён во влажном помещении, сауне, например, нужно обратить внимание на вторую цифру стандарта
Не жизненно важной, но всё же полезной функцией является подсветка самого регулятора, для лёгкости нахождения его в тёмной комнате
Производители светодиодных ламп с диммером
Среди популярных производителей можно выделить компанию Uniel, которая выпускает светодиодные лампы и диммеры. Изделия характеризуются индексом CRI 80. Яркость регулируется в пределах 10-100%. Входное напряжение изделия состоит в диапазоне 40-250В. Лампы светодиодные имеют матовую колбу. Срок эксплуатации изделия составляет 30 тыс. часов.
Выбирая диммимрованные лампы стоит отдавать предпочтение проверенным производителям, например компании Uniel
Лампы представлены в двух сериях: Palazzo Dimmable и Cristal Dimmable. Модели первой серии имеют корпус уникальной формы, оснащенный четырьмя вентиляционными каналами. Изделия с цоколем е14, е27, gu10, gu 5.3 характеризуются мощностью 5-7 Вт, интенсивностью светового потока 500-600 лм. Используются для светильников точечного и рефлекторного света. Могут иметь форму шара или свечи.
Модели второй серии представлены светодиодными диммируемыми лампами е14, купить которые можно за 320 руб. Корпус выполнен из алюминиевого сплава. Светодиоды располагаются на металлических лепестках в колбе, создавая широкий угол светопередачи до 360 град.
Компания Philips выпускает широкий ассортимент изделий с разным исполнением цоколя и формой корпуса. Особой популярностью пользуются диммированные лампы gx 53, применяемые в ванных комнатах в качестве точечной подсветки.
Ассортимент диммируеммых ламп компании Philips представлен различным исполнением цоколя и формой корпуса
Изделия изготавливаются по специальной филаментной технологии. Внутри корпуса образуются светодиодные нити, напоминающие светящуюся спираль. Благодаря функции Dim Tone при уменьшении яркости освещение помещения становится более теплым. Конструкция цоколя имеет скрытую систему вентиляции, благодаря чему увеличивается срок эксплуатации изделия до 40 тыс. часов. Цена светодиодной диммированной лампы находится в пределах 220-410 руб.
Светодиодные диммируемые лампы Gauss
Компания изготавливает широкий ассортиментный ряд осветительного оборудования, в том числе и диммируемые светодиодные лампы. Изделия характеризуются входным рабочим напряжением 185-265В и индексом цветопередачи, равным 90.
Модели представлены в двух цветовых температурах: 2700 и 4100 К. Время работы ламп достигает 35 тыс. часов. Производитель выпускает такие типы ламп:
- филаментные изделия в виде шара или свечи, мощностью 5Вт, с величиной светового потока 420-450 лм;
- софитные диммируемые светодиодные лампы gu 5.3 220V и gu10 с величиной светового потока 500-530 лм;
- консольные изделия с цоколем g9 мощностью 3 Вт со значением светового потока 280-300 лм.
Компания Gauss выпускает широкий ассортиментный ряд осветительного оборудования
Отдельно можно выделить дополнительную функцию в виде шагового диммирования светодиодных ламп. Изделия характеризуются специфическим принципом работы. В составе конструкции уже присутствует встроенный в цоколь элемент, благодаря которому регулируется яркость. Лампа может работать от сети со стандартным напряжением 180-240 В.
Купить диммируемую светодиодную лампу е27 можно за 250 руб. Их выпускают в форме свечи или шара мощностью 7-70 Вт в двух цветовых значениях 2700 и 4100 К. Гарантийный срок службы лампы составляет 3 года.
Изготовление и применение светодиодных диммируемых ламп стремительно набирает обороты. Еще недавно осветительные светодиодные устройства не могли использоваться со светорегуляторами. Проблема была решена после внедрения диммера в конструкцию осветительного элемента. Важным условием для длительной работы устройства является соответствие рекомендуемым параметрам. Поэтому, прежде чем купить диммируемую светодиодную лампу е14 или е27 следует подробно изучить характеристики изделия.
https://youtube.com/watch?v=wjvMdw_mAnM
В чем различия диммеров?
Если вы собрались использовать выключатель с регулировкой яркости, сперва нужно узнать какие они бывают. И вообще все ли светодиодные лампы можно диммировать?
Диммеры различаются по следующим критериям:
- По типу монтажа;
- по исполнению и способу управления;
- по способу регулирования.
Давайте разберемся по подробнее с каждым из них.
По типу монтажа
Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.
Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.
Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.
По исполнению
По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:
- Поворотным;
- поворотно-нажимного типа;
- кнопочным;
- сенсорным;
Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.
Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.
Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.
Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.
По способу регулировки
Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.
Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.
По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.
Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».
Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).
Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.
Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.
Поворотный
Правильный подбор и установка регулятора значительно увеличат срок его службы. Поворотный вариант исполнения имеет вращающуюся ручку, которая при установке в крайнее левое положение отключает освещение. Постепенный поворот ручки вправо увеличивает яркость лампы.
Клавишный
Основные компоненты вариатора: триак, узел формирования импульса, диак (динистор). Клавишный вариант исполнения внешним видом очень напоминает обычные двухклавишные выключатели. Посредством клавиш осуществляется включение и отключение осветительного прибора, а также регулируется мощность освещения.
Поворотно-нажимной
Дополнительные части вариатора: резисторы и конденсаторы. Поворотно — нажимной вариант исполнения имеет принцип действия, аналогичный поворотному устройству, но для включения системы освещения требуется немного «утапливать» ручку.
Больший срок службы
Положительным моментом и преимуществом постоянной работы светодиодов в режиме пониженной яркости, является увеличение их срока службы.
Например, если изначально взять лампочку в два раза мощнее чем вам было нужно, и выкрутить диммером ее на требуемую яркость, такой светильник 100% прослужит не только заявленный заводом срок, но и гораздо дольше.
А вот с галогенными лампами ситуация может быть противоположной. Кроме того, диммирование приводит к уменьшению тепловыделения.
Исходя из вышеизложенного, специалисты всегда рекомендуют покупать диммеры и лампы под них в одном магазине, с наглядной проверкой на совместимость их функций. В этом случае вы 100% не столкнетесь ни с какими сюрпризами и неприятностями.
https://youtube.com/watch?v=6oBCKIzgUZc
1Общие сведенияо широтно-импульсной модуляции
Цифровые выводы Arduino могут выдавать только два значения: логический 0 (LOW, низкий уровень) и логическую 1 (HIGH, высокий). На то они и цифровые. Но есть у Ардуино «особые» выводы, которые обозначаются PWM. Их иногда обозначают волнистой чертой «~» или обводят кружочками или ещё как-то выделяют среди прочих. PWM расшифровывается как Pulse-width modulation или широтно-импульсная модуляция, ШИМ.
Обозначение выходов с ШИМ на Arduino Leonardo
Широтно-импульсно модулированный сигнал – это импульсный сигнал постоянной частоты, но переменной скважности (соотношение длительности импульса и периода его следования). Из-за того, что большинство физических процессов в природе имеют инерцию, то резкие перепады напряжения от 1 к 0 будут сглаживаться, принимая некоторое среднее значение. С помощью задания скважности можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ
С помощью задания скважности можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ. Если скважность равняется 100%, то всё время на цифровом выходе Arduino будет напряжение логическая «1» или 5 вольт
Если задать скважность 50%, то половину времени на выходе будет логическая «1», а половину – логический «0», и среднее напряжение будет равняться 2,5 вольтам
Если скважность равняется 100%, то всё время на цифровом выходе Arduino будет напряжение логическая «1» или 5 вольт. Если задать скважность 50%, то половину времени на выходе будет логическая «1», а половину – логический «0», и среднее напряжение будет равняться 2,5 вольтам. Ну и так далее
Ну и так далее.
Принцип работы широтно-импульсной модуляции (ШИМ)
В программе скважность задаётся не в процентах, а числом от 0 до 255. Например, команда analogWrite(10, 64) скажет микроконтроллеру подать на цифровой PWM выход №10 сигнал со скважностью 25%. Выводы Arduino с функцией широтно-импульсной модуляции работают на частоте около 500 Гц
Значит, период следования импульсов – около 2 миллисекунд, что и отмеряют зелёные вертикальные штрихи на рисунке.
Получается, что мы можем сымитировать аналоговый сигнал на цифровом выходе! Интересно, правда?!
Выводы Arduino с функцией широтно-импульсной модуляции работают на частоте около 500 Гц. Значит, период следования импульсов – около 2 миллисекунд, что и отмеряют зелёные вертикальные штрихи на рисунке.
Получается, что мы можем сымитировать аналоговый сигнал на цифровом выходе! Интересно, правда?!
Как же мы можем использовать ШИМ? Применений масса! Например, управлять яркостью светодиода, скоростью вращения двигателя, током транзистора, звуком из пьезоизлучателя и т.д.…
Какие бывают проблемы в работе?
При эксплуатации диммируемых LED-ламп могут возникать проблемы. Чтобы устранить неисправности, необходимо знать причины, спровоцировавшие их.
Лампа не регулируется в диапазоне мощности 10-15 %
Поток света, излучаемый LED-лампой, можно уменьшить до 10 % от максимума. Если в диапазоне от 10 до 15 % мощности не удаётся изменить уровень яркости, значит, лапочка низкокачественная. Второй вариант – не подходит диммер.
Решение проблемы – покупать изделия высокого качества от известных производителей и с минимальным порогом включения и выключения.
Мерцание
Если в схеме используется выключатель, в котором имеется индикаторная подсветка, лампочка начинает мерцать, когда свет выключен. Решение проблемы – отключение (изъятие) индикатора или установка нового выключателя.
Ещё одна возможная причина мерцания диммируемой лампы – поломка драйвера. В этом случае необходима замена лампочки.
Гудение
Если лампочка издаёт посторонний звук, значит, она и диммер несовместимы по разным параметрам. Из-за несоответствия устройств лампа может не только гудеть, но и время от времени включаться/выключаться. Решение проблемы – замена диммера или LED-ламп.
Ещё одна причина гудения – поломка драйвера. В этом случае без замены ламп также не обойтись.
Диммер не подходит для сети 220 В
Если лампа на 220 В высокого качества, к ней подходит любая модель диммера для стандартной сети. Если светорегулятор дешёвый и низкокачественный, он может не справиться с поставленными задачами.
Чтобы избежать проблемы, диммер покупают после консультации со специалистом либо после проверки в работе.
Как работает диммируемая LED-лампа?
Использование ламп с регулируемым освещением не представляет никакого труда. Пользователю достаточно повернуть переключатель или нажать кнопку, чтобы изменить освещённость. Гораздо сложнее процессы, проходящие в лампе и диммере.
Как учёные «заставили» LED-лампу менять интенсивность светопотока:
- Реакция недиммируемой лампы на регулировку. При попытках регулировать яркость обычной лампы сначала ничего не меняется – осветительный прибор никак не реагирует на поворот ручки диммера. Это объясняется программой драйвера. У него имеется чёткая задача – поддерживать значения тока и напряжения на заданном уровне. Если напряжение на входе становится слишком низким, устройство наконец-то реагирует – оно просто выключает диоды (если лампа от хорошего производителя) или начинает мигать (бюджетные изделия). Она «не понимает», как ей действовать.
- Принцип работы диммируемой лампы. Изобретатели решили эту проблему, поменяв схему драйвера. В диммируемой лампе он следит за уровнем напряжения, которое подается на её вход. Как только оно изменяется, драйвер автоматически меняет ток, проходящий через светодиод.
Диммер меняет мощность потребителя путём регулировки напряжения, подводимого к нагрузке. Мощность снижается/повышается вместе с падением/ростом напряжения. Эта зависимость выражается физической формулой: Р = I * U.
Ток (I) и напряжение (U) связаны между собой законом Ома: I = U/R. Увеличивая сопротивление нагрузки (R), мы уменьшаем напряжение и мощность лампы.
Регулировку сопротивления нагрузки производят с помощью:
Сама по себе диммируемая лампа ничего особенного собой не представляет. Только в совокупности с регулятором она приобретает новые функции. Светорегуляторы работают на полупроводниковых устройствах, меняющих сопротивление.
Принцип работы светорегулятора зависит от его типа. Различают следующие диммеры:
- Резистивные. Формирование рабочего параметра производится путём изменения сопротивления реостата или переменного резистора, включаемого последовательно нагрузке. Максимальному сопротивлению соответствует минимальный ток и минимальная яркость. Минус таких регуляторов – постоянная потребляемая мощность. Из-за этого с ним не получается сэкономить на электроэнергии.
- Симисторные. Их работа основана на работе симистора – полупроводникового элемента, изменяющего кривую тока до нужных параметров. Это оптимальный вариант светорегуляции, так как он позволяет экономить на освещении за счёт уменьшения интенсивности светопотока.
Как подключить диммер к люминесцентной лампе или светильнику.
Для того что бы регулировать яркость, необходимо что бы блок управления или ЭПРА установленный в нем был рассчитан на это. Поэтому надо покупать специальные модели люминесцентных светильников с ЭПРА с функцией диммирования, в электронную схему которого дополнительно встраивается блок управления с аналоговым или цифровым сигналом.
Например, более дешевый аналоговый работает по следующему принципу— уровень яркости изменяется от 0 до 100 процентов в зависимости от величины подаваемого управляющего сигнала в пределах от 1 до 10 Вольт.
Продвинутое цифровое управление позволяет осуществлять запоминание положения, производить плавное или ступенчатое регулирование и еще много другое.
Понятие диммер и область его применения?
Это понятие характеризуется специальным прибором электронного типа, с помощью которого можно регулировать мощность, т.е. яркость можно подстраивать под свои потребности. Это удобно в ситуации, когда освещение в комнате нужно, но в данный момент в ней спит маленький ребенок. Тогда, как раз вам и потребуется регулировка яркости.
Многие считают, что рассматриваемый нами продукт не способен работать сопряжено с диммером. Это суждение ошибочно. Они могут функционировать вместе, но при этом работа по регулировке будет, возможно, нестабильна. Технически, эти лампы устроены таким образом, что обеспечивают только включение и выключение. Дополнительными опциями они не наделены.
Лучше всего для этого подойдет диммируемый светодиодный тип. Они стоят чуть подороже классического варианта, но гораздо дешевле по сравнению с отдельным устройством меньшей мощности. Это позволит значительно экономить на освещении помещения.
Регулировать уровень освещенности можно двумя способами:
- С помощью диммера, который устанавливается на стене;
- С помощью телефона.
Обратите внимание, что они будут различаться по стоимости. Последний способ будет дороже, и его цена зависеть будет от используемой модели устройства
