Диммер – схема регулятора яркости света для ламп - K-TECH-PROM | Абразивные инструменты и пневмоинструменты

Что такое диммер

Простейший световой регулятор является переменным резистором, включая реостат, но таким вариатором выделяются значительные показатели мощности, чем обусловливается очень низкий коэффициент полезного действия в условиях слишком сильного нагрева устройства.

Вариатор повышает экономичность приборов

Стандартным регулятором светового потока также вполне может служить автомобильный трансформатор.

История изобретения и совершенствования прибора

Первые механические светорегуляторы были изобретены Гранвиллом Вудсом более века назад, и активно использовались для осуществления плавного и медленного затемнения в театральном освещении. Чуть позже появились реостаты. Такие электрические аппараты, изобретённые Иоганном Поггендорфом, применялись для регулирования силы токовых показателей и напряжения внутри электрической цепи. Прибор был представлен проводящим элементом и специальным устройством, плавно или ступенчато регулирующим электрическое сопротивление.

Самые первые вариаторы отличались механическим способом управления и были способны на выполнение только изменения яркость осветительного прибора. Наиболее современные и многофункциональные световые регуляторы оснащаются микроконтроллером, а также обладают целым набором расширенных функций, представленных:

Читайте также: Простым языком как работает транзистор

управлением яркостью освещения,
автоматическим отключением,
имитацией присутствия людей,
плавным включением и отключением света,
различными режимами затемнения или мигания,
дистанционным управлением.

К категории наиболее компактных и очень экономичных приборов вполне заслуженно относятся электронные устройства. Все самые современные электронные вариаторы имеют силовой элемент в виде полупроводникового симисторного или транзисторного ключа, но значительная часть таких приборов выдаёт на выходе отсечённые участки синусоиды.

Осветительный прибор с регулятором может стать многофункциональным

По этой причине подключать к таким регуляторам любые устройства, нуждающиеся в питании от токовых показателей с низкими показателями коэффициента гармоник категорически нельзя. Важно помнить, что дешёвые и некачественные электронные регуляторы лишены специального фильтра, поэтому способны на генерирование слишком сильных электромагнитных помех.

Область применения

Современные световые регуляторы находят широкое применение в бытовых условиях и промышленной сфере. Основное назначение такого устройства представлено экономией электрической энергии, изменением показателей яркости освещения в условиях современных дизайнерских решений, применением освещения при проведении торжеств.

Светорегулятор можно совмещать с системами безопасности

Использование регулятора светового потока в лампах накаливания при условии незначительного уровня яркости вечером или ночью является малоэффективным. Кроме того, эксплуатация контролёров при использовании светодиодных лент позволяет легко скорректировать цветность излучаемого светового потока, уровень яркости, а также способствует созданию динамичных световых эффектов не только в жилых помещениях, но и при обустройстве рекламных щитов и современных магазинных витрин.

Применение

Диммеры применяются:

для регулирования яркости ламп накаливания,
для регулировки температуры различных электронагревателей резисторного типа (например, паяльников и утюгов),
как автоматические «устройства плавного пуска» для ламп накаливания.

Диммеры могут применяться с осторожностью (так как существует риск повредить двигатель) для регулировки частоты вращения маломощных электродвигателей.

Диммеры не следует применять для радиоприёмников, телевизоров и других устройств с трансформаторным питанием или импульсным блоком питания (в том числе, для люминесцентных ламп с электронным балластом).

Особенности

Применение диммеров с лампами накаливания (для их включения «с нуля») позволяет избежать броска тока через лампу. Бросок тока часто приводит к преждевременному перегоранию лампы. Но на практике лампы всё равно перегорают в момент включения (и даже выключения), хотя возможно и реже. Кроме того, величина начального напряжения сильно зависит от самого диммера — некоторые выдают минимальное напряжение, при котором нить накала едва тлеет, а другие выдают довольно большой минимум, едва ли не в треть накала, именно при включении.
При регулировке мощности лампы накаливания изменяется не только яркость света, но и его цветовая температура — чем меньше яркость, тем свет краснее.
Необходимо учитывать, что КПД лампы накаливания сильно падает с уменьшением напряжения, поэтому вместо постоянного уменьшения яркости мощной лампы гораздо экономичнее использовать лампу подходящей (меньшей) мощности, подключенную напрямую.
Лампа накаливания, особенно мощная, при уменьшении яркости диммером начинает издавать высокочастотный шум (свист), негромкий, но отчётливо слышимый в тишине. Это происходит из-за механических колебаний (магнитострикции) спиральной нити накала, питаемой током, содержащим высокочастотные гармоники, возникающие в цепи при переключении симистора. При питании лампы напрямую от сети (без диммера) магнитострикция практически незаметна.
Не рекомендуется, во избежание влияния помех, включать устройства с диммерами рядом с радиоприёмниками и чувствительными измерительными приборами. Так, если включен паяльник с диммером, то на экране осциллографа рядом могут появиться посторонние сигналы, а прослушивание / радиоприёмника в комнате с регулируемым освещением может вообще оказаться невозможным.
При записи и трансляции звука от источника с малым уровнем сигнала (микрофон, звукосниматель) диммер может явиться неочевидной причиной фона (может вызывать помехи). Об этом эффекте нельзя забывать при планировании освещения в студиях звукозаписи и радиоузлах. Лампы накаливания для студийного освещения следует подключать напрямую либо предусматривать схемы, исключающие диммер при начале трансляции (записи).

Устройство светорегулятора

Рассмотреть стандартную схему устройства регулятора проще всего на примере поворотного вариатора, конструкция которого характеризуется простотой исполнения, но может отличаться качеством сборки и количеством комплектующих элементов.

Мощность симистора должна быть выше нагрузки на 20–50%

Схема симисторного регулятора, как правило, одинаковая, а основное отличие представлено наличием некоторых дополнительных элементов, обеспечивающих более устойчивую работу в условиях низкого выходного напряжения.

Симистор должен сохранять работоспособность при напряжении 400 В

Реальная схема диммера указана с учётом отличий некоторых параметров в приборах, которые выпускаются разными производителями. При этом симисторы могут быть любыми, но напрямую зависят от показателей мощности нагрузки. На величину резисторов и конденсаторов оказывают влияние начальная и конечная точки зажигания.

Принцип действия

Регулирование мощности разных типов осветительных приборов, включая галогенные, люминесцентные светильники и лампы накаливания, отличается, поэтому вариаторы, используемые в каждом конкретном случае, имеют разный принцип действия.

Читайте также: Базовые знания для сварщика

Схема разогрева нити накала в зависимости от уровня напряжения, подающегося со светового регулятора и изменяющего яркость свечения, используется на галогенных светильниках и лампах накаливания с рабочим напряжением 220 В.
Схема с трансформатором, преобразующим уровень напряжение, который выдаётся световым регулятором до показателей 12–24 В. предназначается для функционирования низковольтных галогенных ламп. В этом случае используется электронный и регулируемый тип трансформатора, обеспечивающий «мягкий» вариант включения, что важно для нагрева ламповой нити и помогает предотвратить перегрузку.

В схемах для использования в любых лампах с электронным дросселем, посредством вариатора преобразуется напряжение сети до показателей 0–10 В. Таким напряжением, подаваемым на электроды светового прибора, регулируются показатели мощности в создаваемом между ними электрическом разряде, что и позволяет управлять силой газового свечения.

Преимущества и недостатки применения

Наиболее мощные и самые современные устройства обладают целым набором выполняемых функций:

автоматическим отключением света,
программной установкой включения и выключения освещения,
подсвечиванием кнопки или клавиши,
устойчивостью к высокомощным нагрузкам,
максимальным и минимальным уровнем в настраиваемых показателях яркости,
режимом имитации присутствия человека,
подключением в условиях сгорания фазного провода,
наличием встроенного предохранителя поплавкового типа,
функцией памяти на установленные параметры яркости,
фиксацией в памяти сразу нескольких уровней освещения,
очень широким диапазоном используемых напряжений в пределах 0–220 В,
защитой от перегрева и возникновения короткого замыкания,
высокой устойчивостью к температурным резким перепадам.

В любом случае преимуществ использования современных регуляторов, значительно больше, чем недостатков, которые являются в большинстве случаев незначительными.

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.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Что такое наконечники НШВИ и стоит ли их использовать?

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.

Классификация приборов

Все современные световые регуляторы классифицируются по типу корпуса, а также в соответствии с характеристиками управления и основными видовым особенностям светильников, в которые предполагается монтировать такое устройство.

По способу осуществления регулировки

В зависимости от способа управления различаются световые регуляторы механического и электронного, контактного и бесконтактного, а также дистанционного и акустического типа.

Механический

Снижение мощности электроприбора достигается обрезкой синусоиды тока

Механические приборы основаны на потенциометрах, подключаемыми не в непосредственном виде к уровню нагрузки, а передающими сигнал посредством схемы управления на любой тип силового элемента, представленного реостатом, дросселем или тиристором. Преимуществом является простота и доступная стоимость.

Сенсорный

В старых лампах накаливания применяется метод изменения напряжения для управления яркостью

Сенсорные модели представлены поворотными и нажимными клавишами, а для некоторых видов характерно наличие функции управления сразу несколькими осветительными приборами с простым изменением цветности. Преимущества связаны с отсутствием склонности прибора к изнашиванию или заклиниванию.

Читайте также: Какие выбрать петли для ворот и калиток

Акустический

Современные приборы регулируют яркость при помощи широтно-импульсной модуляции

Акустический прибор срабатывает посредством воздействия на датчик команд или шума, в условиях подачи, так называемой голосовой команды. Такие модели современного светорегулятора обладают небольшим недостатком, который предполагает изменение яркости света при непроизвольном движении животных или падении бытовых предметов.

Дистанционный

Реостаты старых моделей не экономят электроэнергию, а рассеивают ее в виде тепла

Дистанционные модели функционируют за счёт ДУ-пульта, что позволяет отрегулировать уровень освещения без необходимости использовать традиционный выключатель. Работа основана на излучении инфракрасных (IR) или стандартных радиоволн (RF), но пульт управления нуждается в своевременной замене элементов питания.

По типу исполнения

Современные световые регуляторы отличаются также по типу исполнения и могут быть предназначены для нескольких видов использования.

Модульный

Синусоида при правильной работе регулятора чередует короткие импульсы с длительными паузами

Модульный вариант регулирует уровень освещённости в общественных местах, представленных лестничными клетками, коридорами и подъездами. Такой тип регуляторов монтируется внутри распределительного щитка. Непосредственное регулирование осветительных приборов в этом случае осуществляется кнопочным или одноклавишным выключателем.

Моноблочный

Увеличение длительности пауз между импульсами уменьшает интенсивность свечения прибора

Моноблочный вариант стандартно монтируется на участке разрыва фазы электрической цепи, идущей к нагрузочной части осветительных приборов и при этом используется в качестве традиционного выключателя.

Блочный

Лампы со световым регулятором могут работать в диапазоне 10–100% от своей мощности

Блочные модели предполагают фиксацию светового регулятора непосредственно с выключателем в виде стандартного блока «розетка-выключатель».

По способу управления

В бытовых условиях наиболее широкое применение нашли классические и доступные по цене моноблочные регуляторы светового потока, которые традиционно различаются способом управления.

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.

По типу регулируемых ламп

Регуляторы света также должны подбираться в зависимости от того, какой тип осветительных приборов предполагается задействовать в системе освещения.

Для ламп накаливания

Симистор играет роль пропускного механизма для электричества

Для ламп накаливания и галогенных источников света высокого напряжения применяются самые простые устройства, изменяющие напряжение и регулирующие показатели мощности свечения нити накала.

Электронные для светодиодных ламп

Направление движения тока определяют катод и анод, меняющиеся местами

Для светодиодных ламп требуется устанавливать регуляторы, имеющие импульсную модуляцию токовой частоты.

Для галогенных ламп

Для галогенных светильников низкого напряжения вариатор должен иметь понижающий трансформатор или выбирается устройство в соответствии с типом уже имеющегося трансформатора с маркировкой С или RL.

Преимущества использования

Диммер считается оптимальным решением для освещения и создания уютного комфорта в домашней обстановке, позволяющим значительно экономить электроэнергию. Световую мощность можно регулировать как угодно, меняя максимальную яркость на более экономный режим.

Читайте также: Расход ацетилена и кислорода при резке металла

Вам это будет интересно Обозначение нулевого защитного проводника

Светорегулятор позволяет управлять как одним светильником, так и целой группой, что дает возможность экономить до 50% электроэнергии. Днем в пасмурную погоду лампы можно включать на 20—30%, а в вечернее и ночное время — на полную мощность.

Такая эксплуатация позволяет продлить срок службы ламп, так как они большую часть работают в щадящих температурных режимах. Плавное включение и выключение обеспечивает постепенный разогрев светильников.

Если источники света объединяются в группы, то каждая должна управляться отдельным светорегулятором. В зависимости от команды с пульта или панели управления, объединенные светильники согласованно меняют уровень яркости.

Таким методом можно управлять освещением от 2 до 6 зон. Положительным качеством диммеров считается и то, что можно централизованно регулировать свет во всей квартире или доме. С помощью этих приборов создают интересные эффекты и подсветки отдельных небольших зон, выделяя их, если есть в этом необходимость.