Как изготовить диммер для ламп накаливания самостоятельно?
Недостатка в предложении этих приборов нет. Тем не менее, всегда существует категория домашних умельцев, стремящихся все без исключения сделать самостоятельно. К этому может подвигнуть и достаточно высокая стоимость диммеров заводского изготовления.
А своими руками изготовить прибор для регулировки мощности свечения лампы – не столь сложно. В начале публикации уже приводилась принципиальная схема с минимальным набором элементов. Однако, у нее есть серьёзные недостатки, выражающиеся в слишком «острых зубьях» вырезаемых из синусоиды импульсов. То есть каждое включение питания на лампу (100 раз-в секунду) следует резкий скачок напряжения. Это негативно сказывается на долговечности источника света – лампы быстро выходят из строя.
Потому такую схему следует немного усложнить. Но, действительно, совсем чуть-чуть, добавив буквально пару простейших элементов только для сглаживания этих самых «острых краев» выходных импульсов.
Схема приобретает следующий вид:
Улучшенная схема несложного в сборке диммера для ламп накаливания
Разбираемся с деталировкой
| Обозначение на схеме | Иллюстрация | Элемент схемы, допустимые аналоги |
|---|---|---|
| VS1 | Симистор ВТ137 600Е. Возможна замена на ВТ134, ВТ136, ВТ138, КУ208Г, MAC8S, MAC212-2. Обязательно уточняйте в справочниках расположение выходов, так как у разных элементов оно может различаться. Если планируется нагрузка 150 Вт и выше, необходима установка радиатора. | |
| VS2 | Динистр DB3. Допустимые замены — DB3, DC34, HT32, HT34, HT40, КН102. | |
| R1 | Удобный пользователю компактный переменный резистор (потенциометр) сопротивлением 500 кОм, желательно – с функцией выключения цепи. | |
| R2 | Резистор 4.7÷10 кОм, 0,5÷2 Вт | |
| C1 | Неполярный конденсатор 0,1÷0,22 мкФ, напряжение 400 В. | |
| С2 | Неполярный конденсатор 22÷100 нФ, напряжение 100 ÷ 300 В. |
Собрать такую схему можно на обычной универсальной монтажной панели. Или же, при желании, изготовить печатную плату. Схема несложна, и ошибиться в ней будет сложно.
В собранном виде это может получиться примерно так
Еще проще будет собрать диммер, если применить готовый фазовый регулятор мощности ГРН-1-220. Здесь вообще остаётся только дополнить схему переменным резистором.
Схема диммера с фазовым регулятором мощности ГРН-1-220
DA1 – интегральный регулятор ГРН-1-220
R1 – переменный резистор 330 кОм
ЕL1 – подключенная нагрузка мощностью до 400 Вт.
Такая схема отличается высокой устойчивостью к внешней температуре – в диапазоне от -40 до +70 ℃. Если нагрузка не превышает 250 Вт, можно на ГРН даже не установить радиатор.
Диапазон изменения выходного напряжения – от 0 до 97%.
Ограничения – работа такого диммера не допускает подключения емкостной нагрузки. А вот для любой резистивной и для управления коллекторными двигателями в самый раз.
В случае, когда требуется подключение более высокой мощности нагрузки, свыше 400 Вт, схему можно несколько видоизменить. ГРН в такой схеме не пропускает ток нагрузки через себя, а становится «генератором» подачи управляющего напряжения на симистор VS1.
Схема для подключения нагрузки мощностью свыше 400 Вт
В схему добавлено всего два элемента:
VS1 – симистор ТС122-25, ТС132-40 и другие.
R2 – резистор 100 Ом
По сути, мощность подключаемой нагрузки особо не ограничивается, и зависит только от допустимых параметров тока, протекающего через симистор при его открытом положении. А он – немаленький: вторая группа цифр в маркировке этой серии симисторов как раз и показывает величину прямого тока.
* * * * * * *
Завершим публикацию видеосюжетом, в котором его автор делится своим опытом самостоятельного изготовления диммера. Схема схожая с той, что рассматривалась выше, но дополнена еще и светодиодным индикатором работы.
Элементы схемы
Начнём с того, что определимся, какие элементы нам потребуются для схемы регулятора яркости освещения.
На самом деле схемы довольно простые и не потребует каких-то дефицитных деталей, с ними сможет разобраться даже не слишком опытный радиолюбитель.
- Симистор. Это триодный симметричный тиристор, по-другому его ещё называют триак (название пошло из английского языка). Представляет собой полупроводниковый прибор, который является тиристорной разновидностью. Используется для коммутирующих операций в электрических цепях на 220 В. Симистор имеет два основных силовых вывода, к которым последовательно подключается нагрузка. Когда симистор закрыт, в нём отсутствует проводимость и нагрузка получается выключенной. Как только на него подаётся отпирающий сигнал, между его электродами появляется проводимость и нагрузка включается. Его основной характеристикой является ток удержания. Пока через его электроды протекает ток, превышающий эту величину, симистор остаётся открытым.
- Динистор. Он относится к полупроводниковым приборам, является разновидностью тиристоров, и обладает двунаправленной проводимостью. Если рассмотреть принцип его работы подробнее, то динистор представляет собою два диода, которые включены навстречу друг другу. Динистор по-другому ещё называют диак.
- Диод. Это электронный элемент, который в зависимости от того, какое направление принимает электрический ток, обладает разной проводимостью. Он имеет два электрода – катод и анод. Когда к диоду прикладывают прямое напряжение, он открыт, в случае с обратным напряжением диод закрыт.
- Неполярный конденсатор. Их основное отличие от других конденсаторов заключается в том, что они могут подключаться в электрическую цепь без соблюдения полярности. В процессе эксплуатации допускается смена полярности.
- Постоянный и переменный резисторы. В электрических цепях они считаются пассивным элементом. Постоянный резистор обладает каким-то определённым сопротивлением, у переменного эта величина может изменяться. Их основное предназначение – преобразовать силу тока в напряжение или наоборот напряжение в силу тока, поглотить электрическую энергию, ограничить ток. Переменный резистор иначе ещё именуют потенциометр, у него имеется подвижный отводной контакт, так называемый движок.
- Светодиод для индикатора. Это такой полупроводниковый прибор, который имеет электронно-дырочный переход. Когда через него пропускается в прямом направлении электрический ток, он создаёт оптическое излучение.
Схема диммера на симисторе использует фазовый способ регулировки. При этом основным регулирующим элементом является симистор, от его параметров зависит мощность нагрузки, которую можно подключить к данной схеме. К примеру, если использовать симистор ВТ 12-600, то можно регулировать мощность нагрузки до 1 кВт. Если вы захотите сделать свой диммер на более мощную нагрузку, то соответственно выбирайте и симистор с большими параметрами.
Возможные ошибки при монтаже
Установка диммера не вызывает сложности, но новички могут допустить ряд ошибок. К типичным проблемам относятся:
- использование светорегулятора при повышенных температурах – оптимальная предельная температура составляет 27-30 градусов;
- нагрузка должна составлять не менее 40-45 В, иначе падает срок службы диммера и лампы;
- неправильный выбор диммера под конкретную лампочку;
- использование регулятора для LED ленты в лампе и наоборот.
Последние 2 ошибки являются самыми распространенными. Перед началом монтажа нужно убедиться, что диммер подходит под лампочку, и только после этого начинать установку.
Какие бывают диммеры?
По способу осуществления регулировки бывает сенсорный диммер, механический, акустический и дистанционный.
Начнём с наиболее простых – механических. Если рассматривать тип исполнения, то можно выделить следующие виды диммеров:
- Модульный. Им регулируют освещение в общественных местах (лестничные клетки, коридоры, подъезды). Этот тип устройств монтируют в распределительном щитке, непосредственную регулировку осуществляет кнопочный или одноклавишный выключатель.
- Моноблочный. Устанавливается на разрыв фазы цепи, которая идёт к осветительной нагрузке, выполняет функции выключателя.
- Блочный вариант, это когда диммер монтируется вместе с выключателем (как блок розетка-выключатель).
Чаще всего в быту применяются моноблочные диммеры, которые различаются по способу управления:
- Поворотный. У такого диммера есть ручка, она вращается. Если установить её в левое крайнее положение, то освещение отключено. Если постепенно поворачивать ручку вправо, то яркость лампы будет увеличиваться.
- Клавишный. Это устройство по внешнему виду очень похоже на обычный двухклавишный выключатель. В этом случае при помощи одной клавиши происходит включение или отключение светильника, а вторая используется для регулировки мощности освещения (посредством удержания клавиши).
- Поворотно-нажимной. Принцип действия такой же, как и у поворотного устройства, только чтобы включить освещение, ручка немного утапливается.
Очень популярен сейчас сенсорный регулятор освещения, он имеет красивый внешний вид, гармонично смотрится в любом интерьере (особенно в стиле хай-тек). Регулировка осуществляется за счёт прикосновения к сенсорным кнопкам.
Самыми удобными считаются диммеры с дистанционным управлением. Это вполне заслуженно, ведь при помощи пульта регулировать яркость осветительного прибора можно из любой точки комнаты.
Акустические диммеры чаще всего применяют при планировании «умного дома», где управлять освещением можно путём голосовых команд или хлопков в ладоши.
Диммеры можно разделить по типу регулируемых ими ламп:
- Наиболее простые устройства используют для ламп накаливания и галогенных, которые работают от напряжения 220 V. Здесь всё просто – изменяется напряжение, и регулируется мощность свечения нити накала.
- Схема для галогенных ламп, работающих от напряжения 12 V или 24 V, должна быть с понижающим трансформатором. Когда нет такой возможности, то выбирайте регулятор под тип используемого трансформатора (у них есть специальная маркировка – С для электронных, RL для обмоточных).
- Светодиодные лампы требуют установки диммеров с импульсной модуляцией частоты тока.
Энергосберегающие и люминесцентные лампы регулировать сложно. Специалисты вообще не рекомендуют этого делать. Если уж очень надо управлять такими лампочками, то включите в схему диммера электронный пускатель.
Подробнее о диммировании различных типов ламп смотрите в этом видео:
Ну вот, сделали попытку познакомиться с таким регулятором света, как диммер. Надеемся, что теперь вам более или менее понятно, что это такое и каков принцип действия. По поводу схем подключения – диммеры устанавливаются в цепь либо вместо выключателя, либо последовательно с ним. Кстати, если вы с первого класса хорошо дружите с электроникой, то сделать диммер своими руками вам не составит особого труда.
Совместимость светодиодных ламп с диммерами
Универсальных регуляторов нет, для каждого типа источников освещения выбирается определенный вид диммера.
Диодные источники освещения могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Изготовители источников света могут производить продукты, которые функционируют с конкретным типом диммеров. Для определения совместимости можно воспользоваться таблицами, которые имеются у продавцов.
Выбирать регуляторы необходимо с учетом технических параметров лампочек:
- Если источник света нерегулируемый, то установка лампы с диммером не допускается. Итогом может стать некачественная работа и поломка самого регулятора. Такие ситуации не распространяются на гарантийное обслуживание.
- Регулируемые источники света работают могут работать со стандартными диммерами, функционирующими по типу отсечки фазы. Надо учитывать, что на уровень затемнения света будет влиять число диодных элементов, установленных на коммутаторе. Большая часть диммеров для правильной работы нуждаются в минимальном уровне нагрузки, составляющим в районе 20-45 Вт. Чтобы добиться такого уровня мощности, потребуется одна лампочка накаливания. Но для установки в сеть мощностью 220 вольт потребуется 2-3 диодные лампы.
- Если будет применяться один диодный источник света, то рекомендуется отдать предпочтение диммеру низкого напряжения. Такое устройство используется для изменения параметра низковольтного LED света, обладающего магнитным трансформаторным устройством.
Конструктивные особенности
Для коммутации электрических цепей применяют полупроводниковый ключ (динистор). Конденсатор устанавливают для накопления и возврата энергии, переменный резистор – для определения рабочего режима.
Какие факторы усложняют схему?
Простейший регулятор на симисторе можно собрать на универсальной макетной плате за 15 минут. Сложнее решить задачу, если надо подключить дистанционное управление или улучшить внешний вид устройства. В некоторых ситуациях дополнительные трудности сопряжены с выбором места его размещения.
Способы управления прибором
Можно использовать поворотный, нажимной или комбинированный механический прибор. Клавишей включают (выключают) свет. Поворотным рычагом регулируют яркость.
Аналогичные алгоритмы применяют при установке сенсорной панели. В этом случае для подачи напряжения (разрыва цепи) пользуются слабым ударом по чувствительной области. Движением пальца по вертикальной (горизонтальной) линии изменяют уровень освещенности. Этот вариант оснащения подразумевает покупку более дорогих комплектующих деталей.
При выборе дистанционной схемы управления обращают внимание на следующие особенности:
- Инфракрасный канал действует только по линии прямой видимости между пультом и приемным устройством.
- Прохождению радиосигнала через стены мешают стальная арматура и другие экранирующие конструкции из металла.
- В звуковом диапазоне ложные срабатывания могут провоцировать посторонние шумы.
Самые широкие функциональные возможности обеспечит схема управления с подключением смартфона, планшета или компьютера.
Тип размещения
Для монтажа устройства можно использовать стандартную коробку под выключатель. В этом случае существенное значение имеет ее внешний вид. В скрытом положении диммер устанавливают за панелью подвесного потолка либо в иной полости внутри строительной конструкции. Материал декоративной обшивки выбирают с учетом отсутствия помех для управляющих сигналов.
Регулировка яркости на лампочках для подвесного потолка
Еще одна неприятность заключается в том, что не всегда можно найти хорошие диммируемые светодиодные лампочки. В особенности это касается формата GX53.
Во-первых, из-за их дороговизны, а во-вторых по причине пульсаций. Дело в том, что при уменьшении яркости через диммер, у таких ламп резко повышается коэффициент пульсаций.
Это становится видно даже невооруженным глазом. И чем больше лампа в диаметре, тем этот эффект заметнее.
На небольших лампочках с цоколями Е14, G5.3 это еще не так бросается в глаза, а вот на широких GX53 это настоящая беда.
Но в любом случае, даже при выборе светодиодного освещения и димеров под них, не забывайте про 20% запас от суммарной нагрузки.
Правила подключения
Следует убедиться в том, что нагрузка совместима с управляющим устройством по типу и мощности. При установке встраиваемого диммера надо предусмотреть возможность доступа в процессе эксплуатации для выполнения ремонтных работ.
Ноль сети 220 V подключают непосредственно к лампе накаливания, фазный провод – к регулятору.
В цепь фазы устанавливают выключатель. Выход с диммера подсоединяют к нагрузке.
Схема установки с двумя светорегуляторами
Диммеры соединяют перемычками. В серийных приборах 2 соответствующие клеммы обозначены на корпусе «стрелками». Свободные выходы подключают в разрыв фазной цепи. Такую схему применяют для регулировки мощности в нагрузке из разных мест. Это решение используют в большой комнате при отсутствии дистанционного управления.
Подключение к светодиодным лентам и лампам
Если применяется одноцветный источник, регулятор подключают непосредственно к нагрузке с учетом полярности. В схеме с приборами RGB выход диммера подсоединяют к специализированному контроллеру.
Включение прибора с двумя проходными выключателями
Этот способ применяют для удобства управления освещением в длинном коридоре.
В фазную цепь последовательно устанавливают 2 выключателя и диммер.
Принцип работы диммера для светодиодных ламп
Механизмы для регулировки мощности функционируют по типу реостата. Изменение величины напряжения либо параметра тока производится в результате смены сопротивления. Простые по конструкции вариаторные устройства оборудуются поворотным регулятором, а также двумя контактными элементами. Они используются для регулировки параметра интенсивности лампочек накаливания и галогенных источников освещения.
Когда эти устройства появились в продаже, в качестве диммеров применялись реостаты.
На смену им пришли полупроводниковые регуляторы, в частности:
- симистр;
- динистор.
Устройства, оборудованные симисторами, функционируют по принципу применения системы широтно-импульсной модуляции. Данные системы нашли применение в оборудовании для изменения интенсивности осветительного потока диодных ламп. Это возможно благодаря смене ширины сигнала и параметра напряжения. Управление опцией выполняется посредством ШИМ-генератора.
Что касается функций устройств на 12в или 220в, то они определяются конструктивными особенностями регуляторов. Простые механизмы, которые можно сделать своими руками, могут использоваться только для изменения величины интенсивности света. Более современные модели, оснащенные схемами, характеризуются расширенным функционалом.
Ростислав Михайлов подробно рассказал о принципе действия регуляторов мощности для диодных элементов освещения.
Они используются для:
- Тонкой настройки осветительных приборов.
- Автоматического отключения целых групп осветительных устройств в указанное потребителем время, что позволяет сэкономить электричество.
- Увеличения ресурса эксплуатации источников освещения.
- Обеспечения безопасности помещения. Это достигается благодаря созданию эффекта присутствия хозяев. Речь идет о функции, когда активация и отключение осветительных устройств происходит в конкретное время, настроенное потребителем. При необходимости можно отрегулировать параметр яркости лампочек.
- Удаленного управления группами осветительных приборов. Для этого может применяться пульт, хлопки, голосовые команды либо специальные приложения для телефонов.
Устройство и виды
Диммеры делают на основе разной элементной базы. Все они имеют свои особенности и недостатки. И чтобы понять, что такое диммер и как он работает, надо разобраться из чего сделано конкретное устройство. Итак, могут быть варианты:
- На основе реостата (в частности переменного резистора). Это самый простой, но и самый неэффективный способ регулирования яркости. Такое устройство очень сильно греется, так что необходима система охлаждения, имеет крайне низкий КПД. В настоящее время серийно не производится.
Электронные светорегуляторы на основе симисторов, тиристоров, транзисторов. Эти устройства нельзя использовать с техникой, требовательной к форме электропитания, так как на выходе — нечто похожее на синусоиду с обрезанными верхушками. Стоит также знать, что такие схемы могут выдавать помехи, мешающие работе радиоприемников или чувствительного к электропомехам оборудования. Несмотря на свои недостатки именно электронные диммеры используют чаще — из-за невысокой цены, малых габаритов и возможности реализации дополнительных функций.
- Диммеры на основе автотрансформатора. Такие устройства выдают почти идеальную синусоиду, но имеют большие вес и размер, для регулировки требуется прилагать большие усилия. Еще один момент: более сложная схема ведет к удорожанию регулятора. Тем не менее, и они представлены на рынке, используются в местах где нельзя создавать радиопомехи или требуется нормальная форма питающего напряжения.
По виду исполнения диммеры бывают:
Модульные для установки в электрощитке на дин-рейку. Подключить диммер такого типа можно с лампами накаливания, галогенными светильниками с понижающим трансформатором. Для удобства использования они имеют выносную кнопку управления или клавишный выключатель. Такие устройства удобны, например, для регулирования освещенности двора и входных ворот из дома, лестничной площадки или входной двери.
Диммеры на шнуре. Это мини-устройства, позволяющие регулировать яркость свечения осветительных приборов, которые включаются в розетку — настольные лампы, бра, торшеры. Только стоит знать, что совместимы они в основном, с лампами накаливания.
Для установки в монтажную коробку. Ставятся в монтажную коробку под выключатель (в ту же коробку). Совместимы с лампами накаливания, светодиодными, галогенными понижающим и электронным трансформатором. Управляются кнопкой, которая ставится поверх устройства или подключаются к системе «умный дом».
- Моноблочный. По внешнему виду очень напоминает обычный выключатель, ставится в такую же монтажную коробку, можно вместо выключателя. Включаются в разрыв фазной цепи (схемы ниже). Этот тип имеет большое видовое разнообразие. С какими лампами можно подключать такой диммер, должно быть указано на корпусе, но если это электронная схема, то работают они с лампами накаливания и некоторыми галогенными и светодиодными (на которых написано диммируемые или стоит сообвтевтующий знак). Управляться могут:
При помощи поворотного диска (поворотные диммеры). Отключение света происходит поворотом диска в крайнее левое положение. Недостаток этой модели — невозможно зафиксировать последнее значение освещенности. При включении задается всегда минимальная яркость.
- Поворотно-нажимные. По внешнему виду похожи, но включение/выключение происходит при помощи нажатия на диск, а регулировка — его поворотом.
Клавишные. По внешнему виду очень похожи на обычные выключатели. Включение/выключение света стандартное — перебросом клавиши, а регулировка начинается после удержания клавиши в нажатом состоянии более 3 секунд. есть модели в которых включение-отключение происходит одной клавишей, а регулировка другой.
Сенсорные. Все управление происходит при помощи прикосновений к экрану. Эти модели самые надежные — никаких механических деталей, практически нечему ломаться.
В частных домах и квартирах ставят чаще всего моноблочные диммеры. В доме еще может пригодиться модульное исполнение — для изменения яркости освещения придомовой территории с возможностью контроля его из дома. Для таких случаев есть модели, которые позволяют управлять освещенностью с двух мест — проходные диммеры (работают по принципу проходного выключателя).
Плюсы и минусы использования
К основным преимуществам данных устройств можно отнести следующие их особенности:
- Многофункциональность , которая достигается путем совмещения возможности выполнения 2 основных задач: включение и отключение света, а также регулировка его яркости. Возможность установить такое устройство вместо стандартного выключателя заставляет многих людей остановить свой выбор именно на нем.
- Основным преимуществом является экономия потребляемой электроэнергии , если в слишком ярком свете в определенный момент времени нет острой необходимости.
- Параметры установленной яркости освещения носят временный характер, в любой момент времени их можно без особого труда подвергнуть корректировке.
- Современные модели предлагают ряд необычных решений , например, управление диммером на расстоянии, которое может осуществляться при помощи передачи определенного звукового сигнала, нажатием кнопок на пульте или иными способами.
- Контроль и регуляция степени нагрузки , определяемая требованиями в конкретный момент времени, позволяет увеличить эксплуатационный срок ламп накаливания, их замена будет требоваться гораздо реже, чем раньше.
- Большинство современных моделей обладают стильным дизайном , который может превосходно гармонировать с интерьером комнаты.
- Монтаж диммера в ряде случаев позволяет отказаться от установки дополнительных источников света, обладающих меньшей мощностью, чем основное освещение.
Список положительных сторон регуляторов света действительно весьма обширен, но при этом у данных устройств имеются и определенные недостатки, среди которых необходимо выделить следующие:
- Несовместимость с определенными разновидностями ламп . Например, при светодиодном освещении или использовании люминесцентных видов, потребуется установка специального диммера, технология монтажа которого довольно сложна и, вероятнее всего, потребуется помощь со стороны квалифицированного специалиста. Если говорить конкретно о диммерах для ламп накаливания, то многие модели несовместимы с . Освещение будет функционировать исправно, но вариатор не сможет выполнять основную функцию, заключающуюся в регуляции яркости, это негативно скажется на эксплуатационном сроке ламп.
- Диммеры должны в ходе эксплуатации подвергаться определенным нагрузкам . В ситуациях, когда их показатель систематически превышает или, наоборот, не достигает рекомендуемых значений, возникает серьезный риск поломки механизма.
- Чувствительность данных устройств к сильным перепадам температуры, особенно к перегревам. Если светорегулятор выходит из строя именно по этой причине, то в большинстве случаев он уже не подлежит ремонту и требуется полная замена всего механизма.
