Что такое диммер и как он работает — устройство и принцип работы диммера

Диммирование светодиодных светильников: важные советы по их эксплуатации

Свои значительные преимущества большинство Led ламп теряют при попытках регулировать силу создаваемой ими освещенности. Обыкновенный диммер, созданный для работы с нитями накала, вызывает их мигание, дребезг, а то и вовсе не зажигает свет.

Объясняется это тем, что полупроводниковый переход светодиода работает нормально только от прохождения по нему постоянного тока, а не синусоиды.

У самых дешевых светодиодных ламп этим вопросом занимается простой драйвер ASD JCDR. Он создает стабилизированный постоянный ток для питания полупроводникового перехода из гармоничного напряжения 220 вольт.

Когда вид синусоиды искажается диммером, то обычный драйвер не справляется с такой формой сигнала. Чем больше в выходном напряжении светорегулятора присутствует бестоковых пауз, тем хуже условия для стабилизации тока.

Кроме того, в обычный драйвер заложена очень простая функция: стабилизировать выходной ток при меняющемся входном уровне напряжения.

Именно так он и работает с диммером, когда ручкой светорегулятора мы пытаемся настроить яркость свечения, то электронный модуль сопротивляется как только может: в одной ситуации он просто отключает светодиоды, а в другой действует не предсказуемо.

Поэтому для регулирования освещенности производители создают светодиодные лампы со специальными драйверами, хорошо приспособленными к работе в сложных условиях.

Они имеют более сложную конструкцию, чем для нитей накаливания и создают принципиально другую отсечку полуволны тока по заднему фронту: falling edge.

Устройство такого модуля сложнее за счет использования мощных полевых транзисторов. Такой Dimmer дороже по стоимости, но его выходной сигнал с принципом отсечки заднего фронта лучше подходит для светодиодов.

Особенности конструкций диммируемых led светильников

У них немного изменена структурная схема: в нее добавлена функция слежения величины входного напряжения и управления по его уровню выходным током.

Действует это все в строго заданных пределах регулирования, а когда создается перенапряжение, то срабатывает встроенная защита. Она отключает светодиоды.

Led лампу, в которую встроен такой dimmer, называют диммируемой. Она имеет специальную маркировку, обозначаемую на заводской упаковке и в технической документации (dimmeble). Может показываться знаком ручки поворотного диммера.

Однако в ходе практических экспериментов было создано 4 типа конструкции модуля электронного драйвера:

1. встраиваемого внутрь светильника;

внешнего изготовления отдельным модулем;

встроенного внутрь корпуса светильника с диммером единым блоком;

специального диммируемого драйвера.

На что обращать внимание

К преимуществам диммируемых светодиодных светильников относят:

1. Простой способ управления освещенностью рабочего места.
2. Плавное регулирование выходного сигнала.

Стабильное поддержание цветовой температуры при любой яркости.

Их недостатки:

1. Повышенная стоимость.
2. Плохая совместимость оборудования разных производителей.
3. Большой уровень нижнего уровня регулирования: 9-25% от начальной мощности.

Высокая стоимость диммируемой светодиодной лампы оправдывается удобством ее эксплуатации и универсальными возможностями.

Рекомендации по выбору led светильника

Предлагаю вашему вниманию краткую инструкцию из пяти пунктов.

Шаг №1: оценка светового потока.

Поскольку мы привыкли к лампам накаливания, то производители специально указывают световой поток своей продукции применительно к ним прямо на упаковке.

Они подчеркивают, что 1 ватт led источника дает столько же света, как 10 от нити накаливания.

Шаг №2: проверка типа цоколя.

Все конструкции светодиодных ламп создаются для работы с разными патронами. Они стандартизированы. Выбирайте те, к которым вам не потребуется приобретать дополнительные патроны или переходники.

Иначе дизайн вашей светодиодной люстры можно легко испортить.

Шаг №3: анализ способностей диммирования.

Проверяйте на упаковке наличие надписи dimmeble или обозначение ручки поворотного диммера. Помните, что не приспособленная led лампа не станет реагировать световым потоком на изменяющееся напряжение, а даже способна повредиться.

Шаг №4: оценка формы и размеров.

Этот пункт важен потому, что светильник с большими габаритами может банально не поместиться в малогабаритном плафоне или не подойдет по дизайну.

Шаг №5: выбор бренда известного производителя и продавца.

Надеюсь, что здесь особые комментарии вам не нужны.

Диммер: что это за устройство и принцип его работы

Диммер – многофункциональный выключатель, предназначенный для управления интенсивностью светового потока ламп накаливания, люминесцентных источников света и светодиодных светильников. Изначально такие устройства управлялись механически, и в их функции входило лишь изменение яркости различных источников света. Современные диммеры наделены микросхемами (микроконтроллерами), предназначенными для выполнения целого ряда функций:

• изменение уровня свечения;
• плавное отключение и включение источника света;
• эффект присутствия в доме (такая функция позволяет поддерживать сценарий имитации присутствия в жилище хозяев, периодически включая и выключая свет);

Пример устройства светорегулятора поворотного типа

• автоматическое отключение от сети;
• поддержка серии режимов мигания и затемнения;
• возможность электронного, дистанционного и акустического управления.

Диммеры могут устанавливаться по отдельности или группой, управляя работой одного или нескольких светильников соответственно. Если для освещения какой-то зоной объединены несколько источников света, их можно подключить к одному светорегулятору. С его помощью можно будет изменять яркость свечения, используя специальную панель дистанционного управления.

В основе устройства диммера лежит принцип реостата. Меняя сопротивление цепи, можно изменить значение напряжения или тока. Чем выше показатель сопротивления, тем ниже напряжение электротока. В устройстве светорегулятора есть набор резисторов, посредством которых и регулируется интенсивность свечения

Используя диммер, можно настроить комфортный уровень освещения, беря во внимание то, что в разное время требования к освещенности помещений могут быть различными

Принцип подключения светорегулятора для светодиодных ламп

Таким образом, применение таких устройств позволяет реализовать не только разнообразные дизайнерские решения, но и значительно снизить расходы на энергопотребление.

Область применения

Своё название диммер получил от английского глагола «to dim», что в дословном переводе на русский означает «затемнить», «меркнуть» или «тускнеть». По-другому это устройство часто ещё называют светорегулятором. Однако с его помощью можно регулировать не только яркость осветительных приборов, но и температуру нагрева некоторых электроприборов (например, утюга, электрической плиты или паяльника).

Самой эффективной считается его работа с лампочками накаливания, потому что диммер способствует продлению их срока службы. Мы знаем, что зачастую стартовые броски тока являются причиной перегорания лампочек. В случае если в схеме с лампой будет присутствовать диммер, во время включения ток на неё подастся минимальный.

К приборам, для работы которых требуется импульсный либо трансформаторный источник питания (типа, радиоприёмника, телевизоров), диммер подключать нельзя. Это обуславливается характерными особенностями работы регулятора. Сигнал, который присутствует на выходе диммера, имеет не синусоидальную форму, за счёт ключей верхушки этой кривой срезаны. Такой сигнал приведёт к поломке указанной аппаратуры.

С лампами люминесцентными также не рекомендуется подключать обыкновенный диммер. Такая схема либо вообще не будет работать, либо приведёт к миганию ламп. Для регулировки этих источников света существуют специальные устройства, имеющие немного другую схему. То же самое касается галогенных и энергосберегающих ламп. Если выполнить подключение диммера к этим источникам света, то первые совсем не будут регулироваться, а вторые будут мигать. Для них также существуют специальные регуляторы, правда, цена у них намного выше, чем у обычных.

Самый простой диммер работает на основе переменных резисторов (реостатов). Такой способ регулировки освещения считается неэффективным, обладает низким КПД, за счёт перегрева и необходимости охлаждения. Сейчас уже такие устройства производители серийно не выпускают, чаще всего их делают самостоятельно радиолюбители.

Регулятор, в основе которого лежит работа автотрансформатора, выдаёт на выходе практически идеальную синусоидальную кривую. Но такое устройство обладает большими габаритами и весом, для регулировки нужно будет прилагать немалые усилия.

Самыми популярными на данный момент являются диммеры электронные, в основе которых используется работа тиристоров, транзисторов и симисторов. Вот именно их как раз и нельзя использовать с техникой, которая требует синусоидальную форму подачи питания. Такие регуляторы имеют ещё один недостаток, во время работы они создают помехи, которые мешают нормальному функционированию радиоприёмников и других чувствительных приборов. Однако, несмотря на перечисленные недостатки, электронными диммерами пользуются чаще остальных, ввиду их небольшой цены, маленьких размеров и имеющихся дополнительных функций.

В плане исполнения регулятор бывает:

• Модульный. Их устанавливают в электрощиток. Схема подключения диммера такого исполнения работает с лампами накаливания и галогенными через понижающие трансформаторы. Чтобы их удобнее было использовать, диммер имеет выносную кнопку либо клавишный переключатель. Как правило, модульный тип диммера служит для регулирования яркости ламп у входных ворот, пролётов на лестницах либо дворового освещения.
• На шнуре. Можно назвать его мини-устройством, осуществляющим регулировку освещения светильников, которые не подключены сразу в общую электросеть, а включены через розетку и вилку (настольные лампы, бра, торшеры). Этот регулятор работает лишь с лампами накаливания.
• Моноблочный. Внешне он очень похож на обычный выключатель. Работает с разными видами ламп, как правило, это указывается на корпусе. В электрическую цепь устройство устанавливается на разрыв фазы, монтируется данный диммер вместо выключателя.

Зачастую в квартирах находят применение моноблочные варианты. В частных жилах домостроениях удобно устанавливать модульные устройства, когда нужно управлять светом на прилегающей территории.

Стоит отметить, что ещё существуют проходные модели диммеров, они работают по тому же принципу, что и проходные выключатели, то есть регулировку света можно осуществлять в двух мест.

Применение диммеров

Собранный диммер можно использовать для регулировки освещенности рабочего места, например, в домашней мастерской. Известно, что яркий свет при длительной работе утомляет зрение.

Еще один вариант применения диммера — это система аварийного освещения. При работе от автономного источника питания — аккумулятора — ресурс работы системы аварийного освещения существенно увеличится за счет снижения яркости светодиодных ламп.

И, наконец, диммер можно подключить к полноцветным RGB-лампам или RGB-лентам для синтеза цвета. Правда, диммеры потребуется изготовить в трех экземплярах — по одному на красный, зелёный и синий каналы. Таким образом, регулируя яркость в каждом канале, вы без труда установите любой желаемый цвет или оттенок. Подобная замена может пригодиться в случае отказа штатного контроллера, входящего в комплект светодиодных ламп или лент, поскольку приобрести отдельно от комплекта этот контроллер бывает весьма затруднительно.

Подключение диммера к вентилятору

Если вы будете подключать диммер для управления потолочным вентилятором, не устанавливайте стандартный, потому что перегорит вентилятор, и существенно сократится срок жизни самого диммера.

Типичные виды регулируемых выключателей, которые устанавливаются с потолочными вентиляторами:

• с полностью переменной скоростью вращения вентилятора, который используется для управления весло вентиляторами или дымососами;
• тихий 3-скоростной или 7-скоростной – для отсутствия шума мотора вентилятора;
• для управления четырьмя потолочными вентиляторами с одним модулем для каждого.

Модели

При выборе диммера необходимо учитывать качество прибора. Далее приведены наиболее востребованные модели.

«Schneider Electric SEDNA SDN2200521»

Устройство от Французских производителей. Выпускается с параметрами мощности от 60 до 500 ватт. Прибор относится к типу поворотно-нажимных регуляторов. Имеет тонкую и плавную регулировку, без проскоков. Главной особенностью является отсутствие нагрева во время работы. Это достигнуто за счет использования контактов с низким количеством меди.

Преимущества:

• Высокое качество сборки;
• Температурная устойчивость;
• Наличие 4 контактов для подключения.

Прибор этой модели отлично подходит для установки на кухнях, в детских комнатах и спальнях.

«Legrand Valena 774174»

Устройство кнопочного типа с уровнем защиты класса IP 20. Производится в парном корпусе вместе с выключателем. Имеет отличное и удобное контактное соединение при помощи болтов. Это позволяет осуществить наилучший контакт с проводкой, без последующего ослабления и нагревания. Кнопка регулировки позволяет плавно регулировать уровень освещенности.

Преимущества:

• Средняя цена;
• Долговечность;
• Легкий и качественный монтаж.

Это устройство может использоваться в качестве проходного регулятора для цепей с несколькими подобными приборами.

«BingoElec M1-D101B»

Диммер сенсорной модели. Обладает современным стильным внешним дизайном. Производится с параметрами мощности до 700 ватт. Экран устройства из стекла. Позволяет делать плавную регулировку параметров освещенности. Есть функция памяти, встроенный температурный датчик и выпрямитель напряжения. Устройство простого типа, без подключения к сети Wi-Fi и системе «Умный дом».

Преимущества:

• приемлемая цена;
• стильный внешний вид;
• высокое качество сборки.

Несмотря на сложность конструкции, это устройство очень легко подключать и устанавливать. Данная модель может использоваться для регулировки освещения ламп накаливания, светодиодных лент и LED-ламп. Главное придерживаться схемы подключения при монтаже.

Простейшая схема

Рассмотрим, как подключить диммер моноблочного типа. Это модель самая распространённая, её чаще других подключают самостоятельно и монтируют вместо выключателя.

Установка диммера в сеть производится точно так же как и выключателя, на разрыв фазы, последовательно с нагрузкой. Особенный момент – нельзя перепутать фазу и ноль. Если вы подключите регулятор неправильно и установите его на разрыв нуля, произойдёт повреждение электронной схемы и выход её из строя.

Поэтому, прежде всего, необходимо определить фазный провод. Алгоритм этих действий будет следующий:

Отключите автомат, которым подаётся напряжение на рабочее место. То есть, это может быть вводной автомат на всю квартиру, либо на эту комнату.
Проверьте отсутствие напряжения, и демонтируйте выключатель. Снимите клавишу, защитную панель, отсоедините провода от входной и выходной клеммы и вытащите рабочий механизм из подрозетника.
У нас освободились два провода, необходимо узнать, где из них фазный, приходящий из распределительной коробки. Включите снова питающий автомат и аккуратно при помощи индикаторной отвёртки прикоснитесь к обоим проводам. Та жила, при соприкосновении с которой загорелось окошко на индикаторе, и есть нужная фаза. Прикоснитесь ко второй жиле, окошко не светится, значит, это – провод, идущий уже от выключателя на осветительный прибор

Осторожно маркером или кусочком изоляционной ленты наметьте нужный фазный провод.
Снова отключите питающий автомат для подсоединения диммера. Схема очень простая, на входной контакт диммера подсоедините обнаруженную фазу

К выходному контакту подключите провод, который идёт к нагрузке (светильнику) через распределительную коробку.

Бывают модели диммеров, в которых промаркированы контакты входа и выхода, производите тогда подсоединения согласно разметке:

• «L-in» – так обозначается фаза-вход;
• «L-out» – так обозначается фаза-выход.

Если в вашей модели ничего не подписано, выполняйте подключение произвольно.

Настройка и тестирование устройства

Наш второй вариант работает таким образом (на видео видно как к устройству подносится фонарик):

Уже распаянный Аrduino диммер подключите к Ардуино и двигайте потенциометр до тех пор, пока не достигнете максимума и минимума накала лампочки. Для того чтобы увидеть реальную картину волны, достаточно воспользоваться осциллографом, способным измерять напряжение до 12 вольт.

Но напрямую подключать также нельзя, здесь пригодится делитель напряжения в соотношении 1 к 20; дабы не греть лишний раз резисторы, подойдет номинал двести и десять килоОм. После аккуратного подключения устройство можно подсоединить к сети и, наконец, увидеть результаты своих трудов.

Уроки и статьи, которые вас могут заинтересовать:

Делаем амперметр с использованием Ардуино Если вы не хотите покупать брендовые устройства и тратить лишние деньги,…

Проекты Ардуино на основе Mega 2560 Разбираемся с какими проблемами рано или поздно столкнется каждый, какие проекты…

Питание микроконтроллеров Ардуино Нано (Arduino Nano) Разбираемся как подключать на Ардуино нано питание и с какими нюансами…

Настройка и тестирование устройства

Наш второй вариант работает таким образом (на видео видно как к устройству подносится фонарик):

Уже распаянный Аrduino диммер подключите к Ардуино и двигайте потенциометр до тех пор, пока не достигнете максимума и минимума накала лампочки. Для того чтобы увидеть реальную картину волны, достаточно воспользоваться осциллографом, способным измерять напряжение до 12 вольт.

Но напрямую подключать также нельзя, здесь пригодится делитель напряжения в соотношении 1 к 20; дабы не греть лишний раз резисторы, подойдет номинал двести и десять килоОм. После аккуратного подключения устройство можно подсоединить к сети и, наконец, увидеть результаты своих трудов.

Уроки и статьи, которые вас могут заинтересовать:

Делаем амперметр с использованием Ардуино Если вы не хотите покупать брендовые устройства и тратить лишние деньги,…

Проекты Ардуино на основе Mega 2560 Разбираемся с какими проблемами рано или поздно столкнется каждый, какие проекты…

Питание микроконтроллеров Ардуино Нано (Arduino Nano) Разбираемся как подключать на Ардуино нано питание и с какими нюансами…

Устройство диммера универсального типа

Рис №6. Устройство диммера, предназначение клемных колодок

В устройстве диммера предусмотрено наличие нескольких защит – это защита от перегрева, она срабатывает на отключение прибора и повторно включить его удастся только после его охлаждения и только вручную, работает при подключенной нагрузке.

Защита от короткого замыкания, при этом происходит отключение выхода где произошло замыкание. При этом происходит работа в режиме отсечки фазы, отсутствие неисправности в течение 7 сек заставляет прибор включаться в автоматическом режиме, если больше, то включить его можно только вручную.

В устройстве предусмотрены также клеммы для подключения проводов и регулятор уровня освещенности.

{SOURCE}

Плюсы и минусы приспособления

Светорегулятор (диммер) имеет множество преимуществ:

• автоматическая работа, самостоятельное выключение;
• возможность регулировать световые параметры через радиоканал, посредством шумового эффекта (например, хлопка), голосом, с помощью инфракрасного излучения;
• совместимость с различными лампами: устройствами белого света и цветными светодиодами;
• защита лампочек от перегорания при скачках напряжения в сети;
• возможность имитировать присутствие владельцев дома или квартиры, что помогает защитить недвижимость от несанкционированного проникновения;
• эффективное применение при создании цветомузыки.

Вместе с тем у диммеров есть и недостатки. К ним относятся следующие нюансы:

• риск появления электромагнитных помех;
• нелинейная зависимость характеристики напряжения на выходе;
• некоторые лампы, например, те, которые подключаются через пускорегулирующие установки, не работают с диммерами;
• несинусоидальная форма выходного напряжения;
• малый КПД при контакте с лампочками накаливания.

О деталях диммера

Резисторы любые:  R4 — 2 Вт; R2 — 1 Вт; R3 — 0,5 Вт., остальные резисторы — 0,125 Вт. В случае применения иностранных резисторов, то узнать номинал можно по цветовой маркировке резистора. Конденсаторы С3, С4 — высоковольтные на напряжение не менее 400 Вольт. Инфро-красный датчик U2 — TSOP1130, TSOP1138. Дроссель L1 может быть любой рассчитанный на ток  2. Его можно изготовить и самостоятельно. Для этого необходим  медный изолированный провод диаметром от 0,5 до 1мм., который наматывают  на стержне диаметром 1см. до достижения длины дросселя, необходимой для впаивания в печатную плату.   Регулятор света можно установить вместо обычного выключателя.

Внимание! Так как элементы схемы находятся под напряжением электросети, то следует соблюдать меры электробезопасности при наладке прибора. Файлы к данной схеме (1,2 MiB, скачано: 8 901)

Файлы к данной схеме (1,2 MiB, скачано: 8 901)

Счетчик Гейгера
Высококачественный счетчик Гейгера с высокой чувствительностью для обнаружен…

Подробнее

Классификация

Разновидности диммеров

Существует множество вариантов исполнения светорегуляторов, которые могут отличаться по следующим техническим параметрам:

1. Тип регулировки. По этому критерию диммеры делятся на механические, сенсорные, акустические и дистанционные. Первая разновидность работает при повороте ручки или нажатии кнопки, вторая оснащается сенсорной панелью. Акустические регуляторы управляются голосом, их чаще делают элементом системы Smart House. Дистанционные модели работают от пульта ДУ.
2. Исполнение корпуса. Он может быть модульным, блочным и моноблочным. В первом случае диммер монтируют в распределительный электрощит, во втором выключатель с диммером объединены, а в третьем устанавливают на разрыв фазы.
3. Способ управления. Клавишные регуляторы оснащаются кнопкой, удержание которой в одном положении позволяет установить нужный тип освещения. Поворотно-нажимные модели комплектуются ручкой. Когда требуется уменьшить или увеличить яркость, рукоятку слегка утапливают в гнезде и делают поворот. Также существуют простые поворотные диммеры, управление ими осуществляется посредством вращения рукоятки.
4. Вид подключаемых ламп. В продаже можно найти светорегуляторы для галогенных, светодиодных и ламп накаливания.

От разновидности устройства зависит не только сфера эксплуатации. Конструктивные особенности напрямую влияют на цену.

Можно ли использовать диммерные переключатели с любым освещением?

Лучше всего использовать с диммерными переключателями галогенные лампы и лампы накаливания.

Используя эти лампы, вы не только получите доступное решение для освещения, но и сможете уменьшить яркость от 0 до 100%. Все, что требуется – это стандартный диммер лампы накаливания.

Недостатком светодиодных и люминесцентных ламп является то, что уровень освещения можно уменьшить только примерно до 20% от максимальной яркости.

Значит ли это, что использование диммера со светодиодами или люминесцентными лампами совершенно исключено?

Нет!

В диммере CL используются резисторы для изменения выходной мощности, и вы сможете использовать любую лампу по выбору, даже если это светодиодная или люминесцентная лампа. Вам необходимо убедиться, что сам свет регулируется. Если вы попытаетесь использовать диммер лампы накаливания с этими лампами, он либо вообще не будет работать, либо будет работать неправильно.

Мы выделим некоторые диммеры, которые позволяют использовать светодиоды, поэтому не беспокойтесь, если вы перешли на это энергоэффективное освещение и хотите продолжать его использовать, одновременно уменьшая яркость с помощью диммера.

Прежде чем мы перейдем к диммерным переключателям, давайте поговорим о конкретных типах диммерных переключателей.

• Однополюсный: однополюсный специально разработан для светильников, управляемых только одним диммером. Это означает, что диммер будет действовать как единственный переключатель для включения и выключения света, а также для его затемнения.

• 3-х или 4-х позиционный: если у вас есть несколько переключателей включения и выключения для освещения, вам понадобится 3-х или 4-х позиционный диммер.

• Многопозиционный: диммеры с несколькими компаньонами требуют наличия диммерных переключателей с несколькими положениями. Это позволяет вам осуществлять полный контроль над яркостью из нескольких мест.

• Подключаемый модуль. Если у вас есть настольные и торшеры, вам понадобится подключаемый диммер. Большинство из них работают со всеми типами ламп, включая светодиоды и КЛЛ.

Итак, теперь у вас есть четкое представление о том, как работают диммерные переключатели и почему вам следует подумать об их использовании. Пришло время завершить более практическую мысль и кратко взглянуть на 3 лучших современных диммера, подходящих для любого респектабельного умного дома.