Так выглядит диммер для ламп накаливания

В этой статье рассмотрим устройство, которое продается в магазинах электротоваров, как регулятор яркости ламп накаливания. Речь идет о диммере . Название произошло от английского глагола “to dim” – темнеть, становиться тусклым. Иначе говоря, диммером можно регулировать яркость лампы накаливания.

При этом замечательно то, что и потребляемая мощность уменьшается пропорционально. Хотя применений у диммера гораздо больше, о чём поговорим в конце статьи.

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.

Фактически димер представляет собой выключатель с регулятором яркости, который можно просто подключить вместо клавишного выключателя. Но об этом чуть позже.

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). В англоязычной практике приняты другие названия – диак и триак . Эти названия почти вошли и в российскую электронную действительность.

Схема подключения 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.

Учебник физики за 5-й класс… Но это для последовательности изложения.

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.

Включение лампочки через диммер

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. Я говорю о проходных переключателях, параллельном-последовательном включении, и т.п. Мой не совсем удачный опыт описан на СамЭлектрик в статье .

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.

Существуют также промышленные разновидности диммеров в виде твердотельных реле с управлением резистором, такой вид диммера рассмотрен в статье .

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Устройство диммеров для ламп накаливания

Вот несколько фото конструкций поворотных диммеров.

Устройство диммера Gunsan

Диммер Gunsan – вид со стороны пайки

Устройство диммера Makel

Устройство диммера Makel – вид со стороны пайки

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

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.

Схема димера простейшая

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.

При максимальном сопротивлении резистора R1 будет минимальное горение лампы, поскольку симистор будет открываться в конце полуволны, или вообще не откроется.

Альтернативное использование диммера

То, что диммер может только регулировать яркость ламп накаливания – узколобость маркетологов, у него гораздо больше применений.

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

Не факт, что нагрузка при этом будет вести себя адекватно, и не будет подвергаться опасности выйти из строя. Например, попробуйте диммировать свой телевизор) Нет, лучше не надо!

Кроме того, можно например регулировать температуру теплых полов. При этом отпадает необходимость в покупке температурного регулятора, который стоит в 3-5 раз дороже.

Минус – нет обратной связи и защиты от перегрева, но это во многих случаях терпимо. Ведь от люстры тоже нет обратной связи – только через глаза. А от теплого пола – через ноги, не так ли? Ставил диммеры на теплые полы, работают прекрасно много лет.

Симисторы для диммеров. Мануалы

Подобрать симистор для ремонта или увеличения мощности диммера можно по этим даташитам:

/ Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан:8909 раз./

/ Даташиты, pdf, 150.55 kB, скачан:11792 раз./

Рассмотрение принципа работы диммера на видео

Товарищ очень толково рассказывает об устройстве диммера:

Многие владельцы частных домов и квартир предпочитают всячески управлять освещением в своем помещении. Одним из многих вариантов является регулятор яркости для ламп накаливания. Для таких целей используют специальные устройства, называемые диммерами. Существует множество моделей данного девайса, но стоимость многих из них не по карману обычному покупателю. При необходимости возможно собрать диммер для ламп накаливания своими руками, имеется несколько вариантов его изготовления. Эти устройства могут быть 12- и 220-вольтовые.

Устройство

Чтобы сделать диммер своими руками, потребуется подробно изучить принцип его действия и внутреннее устройство. Простейшие из этих девайсов имеют ручку, поворачивая которую можно регулировать освещение, и выведенные клеммы для подключения проводов. Таким устройством управляют яркостью ламп двух видов - галогенных и накаливания. С развитием электроники стали появляться диммеры для регулирования мощности люминесцентных и светодиодных ламп.

В более ранние времена для изменения этого параметра у ламп накаливания применяли резисторы. Мощность таких деталей рассчитывалась не меньше нагрузочной. Минусом таких приспособлений являлась потеря мощности при снижении яркости света.
Наиболее часто их применяли в больших общественных залах, театрах и т. д. Принцип работы прибора основан на использовании симистора и динистора, являющихся современными полупроводниковыми приборами.

По конструкционным особенностям диммеры можно классифицировать по следующим типам:

• поворотные, где управление выполняется при использовании ручки – электронные;
• кнопочные управляются при помощи специальных кнопок – групповые;
• дистанционные, которые работают при помощи дистанционного пульта.

Кнопочный диммер более многофункционален, чем поворотный. Это связано с тем, что если в цепь завязать нужное количество кнопок, управление можно осуществлять с разных мест. Длина проводов, используемых для , не должна превышать 10 метров. Это связано с возникновением помех.

Мало кто знает, что при помощи самодельных регуляторов мощности можно изменять температуру паяльника, контролировать обороты вытяжного вентилятора. Также он отлично подойдет для пылесоса или дрели, у которых можно регулировать их скорость вращения.

Подключение диммера

Схема диммера для ламп накаливания довольна простая. Он подключается вместо обычного выключателя в разрыв цепи в монтажную коробку. Необходимо соблюдать предписания изготовителя, согласно которым нельзя путать выводы для подключения фазы и нагрузки. Для сборки диммера своими руками не понадобится много дорогих деталей, подойдут симисторы, рассчитанные на определенную мощность. Существует два варианта подключения - одинарный и групповой. Первый вариант подразумевает подключение в цепь с одним или несколькими источниками света, которые объединены в группу. При групповом способе принципиальная схема будет насчитывать несколько диммеров, согласно количеству групп освещения.

При подключении светорегулятора вместо двухклавишного выключателя работа светильника немного изменится. Теперь будет другим подсоединение проводов и лампы накаливания, их не получится включать групповым способом. Фазу необходимо подсоединить на фазный вывод диммера, а остальные два присоединяются на соседнюю клемму. Для осуществления прежнего освещения потребуется групповой светорегулятор.

Изготовление

Как указывалось ранее, существует множество схем, с помощью которых умельцы изготавливают устройства, способные регулировать значение напряжения для осветительных приборов. Можно выделить несколько наиболее популярных элементов, используемых для сборки данных устройств:

• симистор;
• тиристор;
• конденсатор;
• применение готовых микросхем.

Данный светорегулятор работает от сети 220 В. В основу его действия заложено открытие силового ключа за счет смещения фазы. Главным элементом схемы является RC-цепочка, которая у каждого устройства разного номинала. Силовым ключом выступает симистор. Работа схемы заключается в пропускании симистором через себя тока. Для этого необходимо возникновение напряжения между его электродами. Чтобы регулировать смещение фазы, и тем самым угол открывания, в цепочку впаивается переменный реостат, который предназначен для регулировки быстроты заряда конденсатора. В цепь с управляющим электродом ставится динистор. Время, за которое конденсатор наберет пороговое напряжение, влияет на быстроту открытия симистора, а значение нагрузок будет прямо пропорционально зависеть от величины этого напряжения.

При наличии принципиальной схемы такой можно собрать менее чем за час.

Как работает диммер на тиристоре?

Данный светорегулятор могут собрать умельцы, у которых есть различные радиодетали, из которых можно выбрать тиристоры с необходимыми параметрами. Этот самодельный диммер будет немного отличаться схемой и является более трудным в сборке. В нем для каждого ключа устанавливается отдельный динистор и тиристоры для полуволн.

Для работы данной схемы применяются две параллельные цепочки резисторов. Через одну цепь резисторов проходит заряд конденсатора, где в свою очередь происходит нарастание порога открывания ключа, при открытии которого на электрод управления подается ток и проходит положительная полуволна. Отрицательная фаза пропускает волну таким же образом через другой ключ.

Важно знать, что использовать диммер на тиристоре не получится для приборов освещения, в которых устанавливаются светодиодные, люминесцентные и экономные лампы.

Конденсаторный диммер и принцип его действия

Помимо регуляторов, рассчитанных на плавность управления освещением, также распространены устройства, работающие за счет конденсатора. В этом случае на передачу тока влияет емкостная величина. Соответственно, с увеличением емкости конденсатора через его полюсы пройдет ток большего значения. Данный диммер-регулятор является достаточно компактным.

В основном схемы для таких устройств сочетают в себе три различных положения:

• Без ограничения мощности.
• Через конденсатор гашения.
• Перекрытое положение (режим «выключено»).

В схеме такого диммера обычно используют неполярные конденсаторы. Найти их можно в электротехнике старого образца. Используя схему, можно своими руками собрать светорегулятор и управлять значением напряжения на лампочке в светильнике.

Использование микросхем для пониженного напряжения

В цепях с постоянным напряжением, рассчитанным на 12 вольт, регулировка мощности часто выполняется при помощи интегральных стабилизаторов, называемых КРЕНами. Использование таких устройств позволяет регулировать электрические двигатели малой мощности и светодиодное освещение. Чтобы обеспечить удобство монтажа деталей, используют микросхему. Готовый диммер будет не только выполнять функции регулировки, но и обеспечивать защиту электрооборудования.

Использование микросхемы КРЕН обеспечивает управление значением напряжения от 1,5 В до 30 В, а тока до 7,5 А. Во время сборки устройства нужно обратить внимание на следующие нюансы:

• Для охлаждения микросхемы необходим радиатор, что обусловлено ее нагреванием при выделении тепла. Это является существенным недостатком, так как занимается лишнее место на плате.
• Установленные диоды должны быть рассчитаны на ток не более 12 А и напряжение от 50 В.
• Силовой трансформатор устанавливается мощностью не менее 0,25 кВт.

Принцип действия схемы прост. На электроде управления за счет переменного резистора образовывается основное напряжение. С помощью стабилизатора можно регулировать этот параметр от максимальных 12 вольт до десятых его долей.

Вариант с цифровой микросхемой

Для выполнения регулировки осветительных приборов со светодиодными лампами обычные светорегуляторы не подходят, потому что для их включения необходимо 9 В. Такой диммер можно собрать, используя микросхему NE555. При возникновении потребности в плавной регулировке освещения в данную схему можно подключить и лампы на 12 В. Мощность здесь усиливает полевой транзистор. Это связано с тем, что у микросхемы выходной ток составляет 0,2 А.

При увеличении нагрузки свыше 1 А потребуется установка транзистора на радиатор, который можно выполнить из любого подходящего материала. Для защиты этой детали от статических помех потребуется перемотать выходящие ножки фольгой из алюминия или медной проволокой.

Монтаж диммера можно произвести на текстолите с оболочкой из фольги. Такой материал применяется для изготовления печатных плат. Материал корпуса выбирается на усмотрение исполнителя работы.

Большинство современных диммеров – китайского производства. Не все светорегуляторы добротного качества. Иногда лучше изготовить диммер своими руками, чем переплатить деньги за быстро вышедшее из строя устройство.

Это стандартная схема регулировки 220-240V цепи с применением симистора.

Внимание: устройство подключается непосредственно к сети электропитания. При использовании оно должна быть хорошо заизолирована, а настраиваться только в выключенном состоянии.

Схема включения симистора - стандартная. Симистор может рассматриваться как два управляемых диода, связанных в противоположных направлениях. Симисторы и динисторы это разновидности тиристоров.
Симистор представляет собой быстрый полупроводниковый выключатель, который срабатывает при подачи сигнала на управляющий электрод. Поскольку симистор является двусторонним (2 диода связанных в противоположных направлениях) называть его выводы анодом и катодом неверно.

Схема управляет средней мощностью нагрузки через симистор при помощи фазового управления. Переменное напряжение подается на нагрузку только в течении определённого времени в каждом цикле. Симистор сначала закрывается, а затем открывается на время определённое схемой. Каждый раз, когда симистор открыт, ток меняется очень быстро - за несколько микросекунд - от нуля до величины, определяемой сопротивлением нагрузки и текущим значением напряжения в сети. Это порождает радиочастотные помехи. LC цепь подавляет эти помехи.

Примечание: В схеме перепутаны местами силовые выводы 1 и 2 симистора.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
Triac	Симистор	BT136-500D	1	2N6075		В блокнот
Diac	Динистор	HT-32	1			В блокнот
C1	Конденсатор	150 нФ 400В	1			В блокнот
C2	Конденсатор	47 нФ 630В	1			В блокнот
C3	Конденсатор	0.22 мкФ 250В	1			В блокнот
R1	Резистор	10 кОм	1	0.25 Ватт		В блокнот
R2	Резистор	2.2 кОм	1	0.25 Ватт		В блокнот
R3	Резистор	180 кОм	1	0.25 Ватт		В блокнот
	Переменный резистор	250 кОм	1			В блокнот
	Катушка индуктивности	100-150 мкГн	1

Изменение величины сетевого напряжения дает возможность управлять бытовыми электроприборами. Например, увеличивать или уменьшать яркость свечения ламп, что в ряде случаев используется для экономии электроэнергии, но чаще для создания особых световых эффектов. Такие устройства называются диммерами (затемнителями). Сегодня мы вам расскажем о том, как сделать диммер своими руками.

Регуляторы яркости света работают на одном из двух принципов:

1. Рассеивания.
2. Отсекания части подаваемой электрической энергии.

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.

Отсекание

Применяется только к переменному току, у которого можно «отрезать» часть синусоиды, получив последовательность разнополярных импульсов, частота следования и амплитуда которых зависит от момента (фазы) и длительности периода отсекания. Способ связан с меньшим рассеиванием энергии, но приводит к значительному искажению формы синусоиды, что плохо действует на потребителей с преимущественно индуктивной или емкостной нагрузкой. Например, использование диммеров для управления частотой вращения электромоторов вызывает их перегрев. Эпюры отсекаемых частей синусоиды показаны на рисунке ниже.

Способ чаще всего используется для изменения яркости свечения ламп накаливания и им подобных светотехнических устройств – галогенных и металлогалогенных ламп. Его категорически нельзя применять для управления компактными люминесцентными лампами и ограниченно – для светодиодных. В основном для тех, схемы питания которых (драйверы) поддерживают диммирование, о чем обычно пишется на их упаковке.

Реализуются с помощью так называемых ключевых схем, построенных на тиристорах, динисторах и симисторах.

• Тиристор – диод, пропускающий ток только в одном направлении в тот момент, когда на его управляющем электроде появляется отпирающее напряжение.
• Симистор – фактически двойной тиристор, пропускающий ток в обоих направлениях. Применяется для упрощения монтажной схемы.
• Динистор – диод, пропускающий электрический ток при достижении порогового значения напряжения. Используется для построения времязадающих цепочек.

Тиристорная схема диммера на 220 вольт приведена на рисунке ниже.

Тиристоры обозначены литерами V1 и V2. Обратите внимание, что они включены встречно, поскольку каждый пропускает часть полуволны синусоиды одного знака. Напряжения отпирания динисторов V3 и V4 регулируется рассеивающим энергию реостатом R5. Схема имеет две времязадающие цепочки: V3–C1 и V3–C2. В зависимости от уровня отпирающего напряжения на переменном резисторе R5 изменяется время зарядки конденсаторов, при разряде которых открываются ключи V1 и V2. Этим и определяется фаза пропускания синусоиды. Тиристоры можно найти в силовых схемах старых бытовых приборов – телевизоров или пылесосов.

Ключевая схема на симисторе приведении на рисунке ниже.

Ее преимущество в компактности. У нее один управляющий элемент – VS1 и одна времязадающая цепочка, состоящая из VS2 и С1. Рассеивающий регулятор напряжения – переменный резистор R1. Остальные элементы обеспечивают стабильность работы схемы.

Диммеры на постоянном токе

Только светодиодные лампы с цоколем типа Е (винтовой, аналогичный лампе накаливания) имеют собственный блок питания, преобразующий переменный ток в постоянный. Остальные светодиодные источники света, среди которых и светодиодные ленты, должны снабжаться отдельным блоком питания. Диммер для светодиодной ленты также должен работать от источника постоянного тока.

Оптимальным решением будет объединение блока питания ленты и диммера. Для этого используется схема с использованием микросхемы КР 142ЕН 12А, представленная на рисунке ниже.

Сама микросхема является регулируемым стабилизатором компенсационного типа. Её вывод 1 является точкой, на которую подается опорное напряжение, определяющее его величину на выходе диммера. Регулировка производится с помощью резистора R2, который является классическим рассеивателем энергии.

Зная принцип построения схем управляющих яркостью свечения ламп, вы можете не только сделать такое устройство самостоятельно, но и произвести ремонт диммера, купленного в магазине.

При вторичном использовании (имеется ввиду использование не по прямому назначению, не в пылесосе) схема регулятора мощности не может оставаться прежней. Изменяются условия эксплуатации. Они уже будут разительно отличаться от тех, которые брались в расчёт при создании этого регулятора. Например, электронные компоненты схемы регулятора уже не будут иметь такого шикарного воздушного охлаждения, которое невольно создаётся в работающем пылесосе.

Извлечённую из пылесоса плату регулятора оттестировал на подключённой к нему лампочке 220 В / 95 Вт. Для этого первоначально необходимо плату закрепить хоть на каком-нибудь основании - диэлектрике и на потенциометр (переменное сопротивление непосредственно производящее изменение величины мощности) одеть ручку из материала не проводящего электрический ток, потому как на плате регулятора может возникнуть «кругом 220 В ». Осторожно перемещая ручку ползункового резистора выяснил, что свечение лампочки на полную мощность достигается, а вот прекращение свечения нет. Резистор, даже будучи «вывернут» до отказа не убирает мощность на «0».

Схема регулятора

То есть данная схема позволяет регулировать мощность подключаемого электрического оборудования от 50 до 100%. А нужно от «0» до 100%. Значит необходимо внести в схему изменения, которые позволят ликвидировать существующий недостаток, как и другие побочные явления могущие возникнуть в связи с изменениями условий использования регулятора. Одним словом нужно графическое изображение схемы. Хотя бы и вот в таком виде.

На изображении печатной платы хорошо видно, что параллельно переменному резистору имеется ещё постоянный резистор сопротивлением 360 кОм, который можно удалить для достижения необходимого диапазона регулировки мощности. Что и сделал. Так же на фото очень наглядны совсем небольшие размеры радиатора охлаждения стоящего здесь симистора Т1212МJ - однозначно обязательно менять на значительно большие, раза эдак так в 3 - 4.

Удаление резистора эффект дало, но немного не такой какой был нужен, теперь «0» мощности достигался на полпути движения ползункового резистора. Хотелось более плавной регулировки мощности.

Что и было достигнуто дальнейшей заменой переменного резистора с существующего номинала сопротивления на резистор сопротивлением 200 кОм мощностью 2 Вт. Так же как и предполагалось, был заменён радиатор охлаждения симистора. В процессе пробных включений было обнаружено, что сильно греется постоянный резистор 10 кОм мощностью 5 Вт, выполняющий в схеме функцию ограничителя напряжения - заменил на более мощный (10 Вт).

Доработанная схема

Печатная плата в итоге приняла вот такой рисунок. Внесённые изменения в схему регулятора мощности в данном конкретном случае позволили применить её для регулирования мощности нагревательной спирали приобретённого на AliExpress. Замер сопротивления нагревательной спирали дал 70 Ом, применив формулу нахождения мощности по известным сопротивлению и напряжению:

Р = U x U / R, получил 230 х 230 / 70 = 755,7 Вт

Да, в моей розетке постоянно присутствует именно напряжение в 230 вольт. Вот такой не слабый регулятор мощности на все случаи жизни можно получить от пришедшего в негодность домашнего пылесоса. Автор Babay iz Barnaula

Обсудить статью РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ОТ ПЫЛЕСОСА