Сложна ли установка диммера?
Установка диммера и последующая его эксплуатация абсолютно не сложны. Главное — правильно подобрать подходящую модель и купить качественные лампы.
Принцип работы
Принцип действия прибора элементарен — с помощью него свет зажигается, как при использовании традиционных выключателей, после чего его мощность может плавно регулироваться, от комфортной тусклой подсветки до самого яркого сияния.
Устройство обеспечивает мягкий запуск, не только экономящий ток, но и уменьшающий риск выхода из строя нити накаливания, в настоящее время часто применяется с беспроводными дистанционными выключателями света.
Преимущества и недостатки
Первые диммеры управлялись механическим способом и имели одну-единственную функцию – изменить яркость светильника.
Современный регулятор обладает рядом других функций:
- Автоматическое включение и отключение.
- Может управляться дистанционно через радиоканал, голосовую команду, акустическое изменение (шум или хлопок), через инфракрасный канал.
- Сенсорный регулятор освещения позволяет плавно включать и отключать светильник. За счёт этого можно избежать резких бросков тока через лампы, в результате которых последние часто перегорают.
- С помощью диммеров имитируют присутствие. Это особенно интересная функция, которая поможет отпугнуть «непрошенных гостей» от вашего домовладения, когда никого нет дома. Задаётся специальная программа, по которой диммер автоматически включает и отключает свет в разных комнатах. Создаётся иллюзия, что дома находятся хозяева.
Как и любое техническое устройство диммер не может быть универсальным на сто процентов, у него имеются свои недостатки:
- вызывает электромагнитные помехи;
- выходное напряжение имеет нелинейную зависимость от величины сопротивления резистора в схеме электронного диммера;
- от него не могут работать люминесцентные лампы, а также лампы, загорающиеся через пускорегулирующую аппаратуру;
- выходное напряжение у электронных диммеров имеет несинусоидальную форму, поэтому не рекомендуется подключать к нему понижающие трансформаторы;
- при работе с лампами накаливания низкий КПД.
Что предлагает рынок
В магазинах можно купить диммеры самых разных конструкций, отличающиеся способом управления. Это могут быть как привычные нажимные и поворотные варианты, так и более современные модификации, оснащенные сенсорной панелью, чувствительной к касаниям пальцев.
В поворотных моделях регулировка осуществляется вращением круглой кнопки, в нажимных — необходимым количеством нажатий клавиши, в сенсорных — легким прикосновением.
Существуют и дистанционные светорегуляторы, управляющиеся с помощью беспроводного пульта прямо с дивана. В некоторых многофункциональных решениях реализована возможность управления сразу несколькими светильниками независимо друг от друга, в том числе всей системой освещения в доме.
Признанный факт — установка диммера позволяет сократить ежемесячные затраты энергии на 40 процентов и в целых 20 раз продлить срок службы ламп за счет подачи более низкого напряжения на нить накаливания.
Критерии выбора
Выбрать диммер нетрудно, достаточно брать во внимание такие параметры, как суммарная мощность подключаемых ламп и их тип.
Важно понимать, что для экономичных энергосберегающих ламп и традиционных ламп накаливания схемы регуляторов будут иметь различия.
Диммеры для обычных лампочек работают с напряжением 220 вольт, для галогенных — подключаются через трансформатор с током на выходе 12-24 вольта, для светодиодов и люминесцентных ламп — через электронный дроссель с диапазоном напряжения 1-10 вольт.
При покупке нужно брать в расчет характеристику предельной суммарной нагрузки устройства. Например, регулятор со значением 300 ватт сможет регулировать яркость люстры с 5 рожками, в каждом из которых установлена лампа мощностью 60 ватт. Для более сильных нагрузок он уже не подойдет.
Как подключить диммер вместо выключателя
В последнее время люди всё чаще меняют обычные выключатели на диммеры. Поменять выключатель на диммер очень просто. У выключателя два выхода (две клеммы), у диммера тоже две клеммы. Просто подключаем диммер вместо выключателя, используя те же провода, что подключались к выключателю.
Полярность никакой роли не играет. Однако, если с помощью фазового указателя (отвертки-индикатора) вы определили, где фаза, то лучше фазный проводник подключить на клемму L диммера. Просто для порядка.
Единственное условие, которое предъявляет производитель — соблюдать подключение выводов к фазе и к нагрузке. Хотя, как показывает практика, на этом можно не заморачиваться — всё работает хорошо при любом подключении.
Если раньше люстра включалась через двухклавишный выключатель, то через димер все лампочки будут загораться (светиться) одновременно. На одну клемму диммера сажаем фазу, на вторую — два остальных провода.
Виды диммеров
Все диммеры, которые сейчас есть в продаже, можно разделить на 2 группы — поворотные (с регулятором — потенциометром) и электронные, с управлением с помощью кнопок. При регулировании (диммировании) ручкой потенциометра яркость зависит от угла поворота. И один поворотный димер работает как один выключатель, больше от него добиться невозможно.
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. Существует также дистанционные диммеры, управляемые по радио- или инфракрасному каналу.
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.
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.
Лучшее решение — использовать Falling Edge диммер для светодиодных светильников.
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.
Как выбрать мощность диммера
При выборе обращайте внимание на технические характеристики, а именно на максимальную мощность, которую можно подключить через эти устройства. Они также как и выключатели, способны пропустить через себя определенный максимальный ток.
В противном случае, подключив мощную светодиодную ленту на основе SMD 5630 или SMD 5730, либо сверхяркие люстры со множеством лампочек, стабильной работы от устройства вы не дождетесь.
Чтобы правильно подобрать диммер по мощности, просто сложите нагрузку всех светильников или led лент, которые будут через него подключаться и добавьте сверху 20%. Если при этом два диммера будут расположены в одной рамке вместе, максимально допустимую нагрузку подключаемую через них, нужно снизить на 25%.
Есть и другие требования снижения нагрузки в зависимости от условий монтажа диммера. Они сведены в общей таблице ниже. Модели для регулировки подсветки на 220в, идут как правило на нагрузку от 300 до 1000Вт. А низковольтные 12 вольтовые — до 100Вт.
Диммер с поворотным выключателем
Такие модели самые распространенные и иногда снабжаются еще и пультом дистанционного управления. Вращением вручную круглого переключателя, устанавливается необходимая в данный момент интенсивность освещения.
Правда когда есть в наличии инфракрасный пульт, мало кто в дальнейшем дотрагивается до этого колесика. Однако обратите внимание, что инфракрасный пульт работает только в зоне прямой видимости диммера и его луч должен быть непосредственно направлен на корпус регулятора. Расстояние взаимодействия — около 5 метров.
Монтируются такие регуляторы в стену, наподобие комнатных выключателей. И устанавливаются в такую же монтажную коробку. Если речь идет о диммерах для светильника или люстры 220в, то можете просто вытащить старые выключатели со своего посадочного места, и вместо него воткнуть туда диммер. Никакой прокладки дополнительной проводки не требуется.
Вообще они могут быть рассчитаны на разное напряжение от 12 или 24в до 220 вольт. При низком напряжении, в схеме подключения диммер идет после блока питания.
Почему жужжит диммер или лампа
Зачем обязательно нужно брать запас по мощности? Дело в том, что при подключении даже через качественное устройство 100% возможной нагрузки, с дальнейшим понижением яркости до минимума, есть вероятность того, что диммер будет работать с неприятным жужжанием.
Из-за этого звука просто невозможно будет находиться в комнате. Еще один неприятный момент — это жужжание светильника. Как правило, издают такие звуки дросселя или стабилизаторы в блоках питания. У них меняется режим работы при диммировании и они начинают издавать посторонние высокочастотные вибрации.
Помогает либо замена блока, либо его заливают эпоксидной смолой или аналогом. Поэтому не экономьте и всегда делайте выбор с запасом по ваттам. И дело здесь в первую очередь не в контактах, а в той микросхеме, которая присутствует внутри корпуса.
А еще в качественных моделях от известных брендов, например Schneider Electric, Legrand, и даже в недорогих Makel, внутри встраиваются предохранители для защиты устройства от перегрузки. Их даже может быть два штуки — один рабочий, другой запасной.
К некоторым разновидностям можно подключить дополнительный переключатель для включения света из других мест. Это подойдет для больших комнат и помещений. Низковольтные диммеры на 12, 24в используют для подключения светодиодной ленты на потолке, либо настенных светильников соответствующего напряжения.
Схема диммера на симисторе
Схема симисторных регуляторов яркости в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких «выходных» напряжениях и для плавности регулирования. Также в схему вводятся детали для снижения уровня помех, выдаваемых димером в сеть.
Принцип действия схемы таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение (какое — смотри в даташите, можно скачать внизу статьи). Вот как оно появляется.
При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Умными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора (см. даташит на динистор), 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.
Вот так выглядит реальная схема регулятора освещения. Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется.
Симисторы в этой схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение — не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В. Динистор — DB3, в крайнем случае DB4. От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы.
При максимальном сопротивлении резистора R1 будет минимальное горение лампы, поскольку симистор будет открываться в конце полуволны, или вообще не откроется.
Как регулировать освещенность LED
Какие лампочки можно использовать с диммером? Когда для освещения использовались преимущественно лампы накаливания, всё было просто – обычный диммер легко справлялся с регулировкой яркости.
Лампы накаливания были заменены энергосберегающими люминесцентными экономками, их вообще нельзя было регулировать. Конечно, встречались ЭПРА для трубчатых люминесцентных лампочек с возможностью диммирования, но крайне редко и стоили они дорого.
Сейчас энергосберегающие лампы вытесняются светодиодными. Процесс излучения квантов света хоть и сложен, но с точки зрения регулирования, пожалуй, более прост, чем регулировка газоразрядных источников света.
Диммируемые светодиодные лампы
Что значит диммируемая светодиодная лампа? Это лампочка, которая поддаётся регулировке яркости с помощью ЛЮБОГО диммера, который разработан под переменный или постоянный ток (в зависимости от типа).
В ее схему питания заложены функции изменения яркости, в зависимости от питающего напряжения. Диммируемые светодиодные лампы работают со схемами диммеров типа того, что представлена выше.
Сетевой диммер регулирует подаваемое напряжение. Это значит, что при любых значениях напряжений, в определенном производителем диапазоне (он указан на коробке от лампочки), схема лампы будет стремиться поддерживать заданный ток. Яркость в свою очередь зависит от тока.
Обычные светодиодные лампы регулировать не получится, в лучшем случае она будет просто включаться и выключаться, в худшем — сгорит при низких значениях, установленных на диммере.
В самых дешевых светодиодных лампах стоит гасящий конденсатор. Они если и будут регулироваться, то только в очень узких пределах, значит они тоже не подходят. Пример диммирования обычных светодиодных лампочек посмотрите на видео.
Диммируемые светодиодные лампы на 220 Вольт
Регулировка яркости светодиодных ламп на 220В затруднена, потому что там установлена схема стабилизации тока на специализированном драйвере. Его задача стабилизировать выходной ток, для обеспечения равномерного и долгого свечения светодиодов, не зависимо от значений напряжения питающей сети.
Обычные светодиодные лампы не очень сильно поддаются диммированию. Чтобы выбрать правильную Led лампу для диммера – нужно внимательно изучить описание и обозначения, указанные на коробке и корпусе лампочки.
Светодиодные лампы с диммированием можно распознать по надписи: «для диммера», «регулируемая» или что-то подобное, возможно будет просто нарисовано условное изображение диммера, как на примерах ниже.
Можно ли регулировать яркость светодиодных ламп, работающих от постоянного тока?
На фото led диммер для 12В светодиодной ленты. Давайте разбираться как работает такой диммер со светодиодными лампами.
Для цепей постоянного тока принцип работы регулятора отличается. Здесь в качестве дозирующего элемента используется биполярный или полевой транзистор, а в качестве дозатора – генератор импульсов с изменяемым коэффициентом заполнения.
Способ этого управления называется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Чтобы понять, как это работает нужно ознакомиться с графиками.
Vcc – напряжение на входе диммера постоянного тока, Vсреднее – напряжение на выходе. Вы можете видеть, как изменяется среднее напряжение. При увеличении длительности импульса и сокращении длины паузы (повышаем коэффициент заполнения) увеличивается выходное напряжение.
Выше приведена принципиальная электрическая схема «ШИМ-регулятора яркости led ламп на NE555». Он может выступать в роли устройства для диммирования светодиодов. Работает следующим образом:
NE555 – это таймер, подключен здесь в режиме генератора импульсов, частота и длительность которых задаётся RC цепью состоящей из R2, потенциометра R1 и конденсатора C5, как и в предыдущей схеме потенциометр регулирует скорость заряда конденсатора, в соответствии со скоростью заряда формируется ширина импульса.
Изначально схема выдает симметричные импульсы, то есть длина паузы равна длине импульса. Но благодаря наличию потенциометра и цепочки из двух диодов VD1 и VD2, происходит заряд и перезаряд ёмкости через разные сопротивления потенциометра, вернее через разные пары его контактов.
Поэтому формируются ШИМ регулируемые импульсы с постоянной частотой, но изменяемым коэффициентом заполнения.
Если вы будете использовать его в автомобиле или для диммирования светодиодной ленты, можно исключить дополнительный источник питания 9 вольт, на базе 7809 линейного стабилизатора и подавать питание в первую точку после него на схеме. А вот фотографии самодельного диммера для светодиодов, если нужно – вы можете срисовать расположение дорожек и повторить его. Или собрать на макетной плате.
Видео того как работает диммирование светодиодных светильников с помощью этой схемы, на примере ленты бокового свечения расположено ниже.
С помощью этой схемы возможно диммирование светодиодных цепей на 12В и любой другой нагрузки постоянного тока. Например, регулировать скорость оборотов кулера для ПК, коллекторных двигателей, нагревателей, в общем всего, что вы придумаете. В одной из статей мы уже рассказывали про изготовление светодиодного диммера своими руками.
Разновидности лампочек
В светорегуляторах используют самые разные типы источников света: лампы накаливания, галогенные (обычные и низковольтные), люминесцентные, светодиодные лампочки. Варианты подключения диммера с выключателем отличаются в зависимости от типа используемых ламп.
Лампочки накаливания и галогенные лампы
Эти источники света рассчитаны на 220 вольт. Чтобы изменить интенсивность освещения, применяются диммеры любых моделей, так как нагрузка все активная в силу отсутствия емкости и индуктивности. Недостаток систем такого типа — сдвиг цветового спектра в сторону красного цвета. Происходит это в случае уменьшения напряжения. Мощность диммеров находится в промежутке между 60 и 600 ваттами.
Низковольтные галогенные лампочки
Для работы с низковольтными лампами понадобится понижающий трансформатор с регулятором для индуктивной нагрузки. Отличительная особенность регулятора — маркировка аббревиатурой RL. Рекомендуется приобретать трансформатор не отдельно от диммера, а как встроенное устройство. Для электронного трансформатора устанавливают емкостные показатели. Для галогенных источников света важную роль играет плавность колебаний напряжения, иначе срок жизни лампочек резко сократится.
Люминесцентные лампы
Стандартный диммер придется менять на ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), если запуск осуществляется выключателем, стартовым тлеющим зарядом или электромагнитным дросселем. Простейшая схема системы с люминесцентными лампами показана на рисунке ниже.
Напряжение на лампочку направляется с генератора частоты 20–50 кГц. Свечение образуется за счет вхождения в резонанс контура, создаваемого дросселем и емкостью. Для изменения силы тока (что меняет яркость света) нужна смена частоты. Процесс диммирования начинается сразу после достижения полной мощности.
Электронная пускорегулирующая аппаратура производится на основе контроллера IRS2530D, оснащенного восемью выводами. Данное устройство выступает в качестве полумостового 600-вольтного драйвера, обладающего функционалом для запуска, диммирования и предотвращения выхода из строя. Интегральная схема рассчитана на реализацию всех возможных способов контроля, благодаря наличию множества выходов. На рисунке внизу изображена схема управления люминесцентными источниками света.
Светодиодные лампочки
Хотя светодиоды экономичны, нередко появляется необходимость уменьшения яркости их свечения.
Особенности светодиодных источников света:
- стандартные цоколи E, G, MR;
- возможность функционирования с сетью без дополнительных устройств (для 12-вольтовых ламп).
Со стандартными диммерами светодиодные лампочки несовместимы. Они просто выходят из строя. Поэтому для работы со светодиодами применяют специальные выключатели с регуляторами яркости для светодиодных ламп.
Подходящие для светодиодов регуляторы выпускают в двух исполнениях: с контролем напряжения и с управлением посредством широтно-импульсной модуляции. Первый тип устройств очень дорог и габаритен (в него входит реостат или потенциометр). Светорегуляторы с изменением напряжения — не лучший выбор для низковольтных лампочек и способны работать только при 9 и 18 вольтах.
Для этого типа источников света характерно изменение спектра как реакция на регулировку напряжения. По этой причине регулировка световых диодов осуществляется путем контроля за продолжительностью передаваемых импульсов. Так удается избежать мерцания, поскольку частота следования импульсов доходит до 300 кГц.
Чтобы лампа работала корректно, в ней имеется драйвер. Возможность диммирования указывается в паспорте изделия. Если же диммирование невозможно, рекомендуется покупать специальные устройства с широтно-импульсным регулированием.
Существуют такие регуляторы с ШИМ:
- Модульные. Управление осуществляется выносными регуляторами, пультами ДУ или с помощью специальных шин.
- Установленные в монтажной коробке. Применяются в виде выключателей с поворотным или кнопочным управлением.
- Выносные системы, устанавливаемые в конструкциях потолка (для лент светодиодов и точечных светильников).
Для широтно-импульсного регулирования необходимы дорогие микроконтроллеры. Причем ремонту они не подлежат. Возможно самостоятельное изготовление устройства на базе микросхемы. Внизу показана схема диммера для светодиодных лампочек.
Нормальная периодичность колебаний достигается за счет использование генератора, в составе которого имеется конденсатор и резистор. Интервалы подключения и отключения нагрузки на выходе микросхемы задаются размером переменного резистора. В качестве усилителя мощности служит полевой транзистор. Если ток выше 1 ампера, понадобится радиатор охлаждения.
