Как работает диммер (регулятор яркости) для ламп накаливания?

Принцип работы диммера для светодиодного освещения

Все димированные светильники предусматривают . Для таких устройств имеется конкретная схема работы. Эти приспособления схожи по строению рабочего механизма и подключаются путем аналогичным подсоединению выключателя.

Принцип работы диммера

Принцип работы устройства заключается в смене яркости светильника, которое происходит за счет перемены импульсов тока. В данном случае потребляемая мощность остается прежней, сменяется лишь параметр распространения импульсов. Взять к примеру, диммер для светодиодной ленты, он будет работать как отсекатель амплитуды электрического потребления. Если на ручном диммере вы повернете ручку в сторону увеличения, — свечение становится ярче, повернув в обратную сторону — наоборот.

Виды регуляторов для ламп накаливания

Существует несколько вариантов классификаций приборов для управления яркостью свечения лампочек.

По принципу работы регуляторов

Все модели можно разделить на две большие категории:

• механические;
• электронные.

Механические. К ним относятся простые бюджетные устройства, действующие по принципу реостата. В них предусмотрена ручка, поворачивая которую можно увеличивать или уменьшать напряжение, что вызывает изменение интенсивности светового потока.

Механические приспособления, выпускаемые разными производителями, имеют однотипную конструкцию. Тем не менее, они могут различаться по качеству из-за технических характеристик используемых деталей и тщательности сборки.

В механизмы отдельных моделей также могут быть добавлены специальные узлы, способствующие плавному управлению процессом и/или обеспечивающие стабильную работу диммера при минимальной подаче электрического тока.

Электронные. Регуляторы представляют собой довольно сложные приборы, управление которыми осуществляется на основе обычных или сенсорных кнопок.

Составной частью подобных устройств является микроконтроллер, который заметно расширяет их возможности по сравнению с механическими аналогами.

В моделях светорегуляторов как правило предусматривается защита от перегрева, отключающая прибор при достижении определенной температуры, а также от короткого замыкания

Вот лишь несколько дополнительных функций, которыми могут быть оснащены подобные приборы:

• монтаж нескольких пультов управления, размещенных в различных зонах комнаты;
• возможность регулирования работы регуляторов на расстоянии;
• использование стандартных и пользовательских режимов источников света;
• подсоединение диммера к датчику освещения, благодаря чему достигается автоматическая корректировка интенсивности искусственного освещения в зависимости от степени естественного.

Электронные устройства чрезвычайно удобны в эксплуатации, их недостатком можно считать лишь высокую стоимость.

По типу конструкции приборов

В зависимости от конструктивных особенностей можно выделить три основных типа светорегуляторов:

1. Модульные, внешний вид которых напоминает автоматы-выключатели. Подобные приборы, совместимые с лампами накаливания, обычно устанавливаются в распределительных шкафах. Их регулировка производится кнопкой либо клавишей.
2. Вмонтированные, с установкой в специальные коробки, устройство которых предусматривается на стадии электромонтажных работ. Они совместимы с различными типами осветительных приборов.
3. Моноблочные, работающие аналогично обычным выключателям. Устройства требуют двухпроводного подключения, что дает возможность разрывать цепь фазного провода, вызывая нагрузку.

Для управления освещением в жилых помещениях чаще всего применяется последний вариант.

Согласно методу монтажа электроприборов

В зависимости от варианта установки выделяется два типа светорегуляторов: внутренние и внешние.

Внутренний монтаж. Этот вариант используют при прокладке скрытой проводки. В этом случае приборы монтируются в особых коробках, которые специально устраиваются в стенных нишах.

Производители уделяют особое внимание разработке моделей накладных диммеров. Устройства часто имеют оригинальный дизайн и изысканную цветовую гамму. Наружное размещение

В электроцепи на поверхности стен устанавливаются накладные диммеры

Наружное размещение. В электроцепи на поверхности стен устанавливаются накладные диммеры.

Благодаря привлекательному виду они имеют не только практическое значение, но и выполняют декоративную функцию, расставляя акценты в интерьере.

По способу регулирования освещения

При выборе модели нужно учесть, каким образом производится включение/выключение/регулировка.

Опираясь на этот критерий, можно выделить следующие варианты:

1. Поворотно-нажимные — регуляторы с кнопкой, нажатие на которую позволяет включать/выключать свет, а вращение – управлять его интенсивностью.
2. Поворотные — при включении лампа загорается с минимальной степенью яркости, которая повышается при помощи вращения кнопки.
3. Клавишные — регулировка освещения происходит с помощью удержания нажатой клавиши.
4. Сенсорные — современный вариант, позволяющий управлять освещением, касаясь чувствительной пластины экрана.
5. Дистанционные — регулирование работы осуществляется на расстоянии при помощи ДУ-пультов, но часто дублируется традиционным способом.

Существуют также модели, где используется акустический принцип. В этом случае зажечь или погасить осветительное устройство можно голосовой командой или хлопком.

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.

Схемы диммеров

Диммер для напряжения 220В, с отсечкой по переднему фронту, работает по принципу фазоимпульсного управления напряжением. В процессе работы, элементы такого диммера подают напряжение на нагрузку в определенные моменты, отрезая часть синусоиды. Подробно и более наглядно это изображено на графиках.

Площадь синусоиды, заштрихованная серым цветом – это площадь напряжения или его действующая величина, которая подаётся в нагрузку (светильник или любое другое описанное выше устройство).

Красной пунктирной линией изображена форма напряжения на входе диммера для led ламп. В таком виде она подается через обычный выключатель без регулировок.

Как подключить светодиоды через диммер?

Номиналы компонентов и все сведения указаны на схеме диммера.

Устройство устанавливается в разрыв провода идущего к источнику света, двигателю, тэну или любому другому устройству.

Логика работы схемы следующая: конденсатор С1 заряжается через цепочку R1 и потенциометр R2. В зависимости от положения потенциометра, конденсатор заряжается до напряжения открытия динистора VD1.

В схеме использовался динистор DB3, это примерно 30В. Через открытый динистор подаётся управляющий импульс открытия симистора (двунаправленный тиристор), на его управляющий электрод.

Чем больше сопротивление, выставленное ручкой потенциометра – тем дольше заряжается конденсатор, соответственно тем позже откроется цепь динистор-симистор, а напряжение будет ниже, так как срежется большая часть синусоиды. И наоборот – меньше сопротивление – больше напряжение на выходе регулятора.

В интернете есть много вариантов схем со всевозможными доработками, все они хорошие. Здесь приведена простейшая схема, на рисунке изображен монтаж этого варианта схемы.

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.

Вот так выглядит реальная схема регулятора освещения. Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется.

Практическая схема роторного диммера

Подробнее про работу диммера – на видео:

Симисторы в этой схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение  – не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В. Динистор – DB3, в крайнем случае DB4. От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы.

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

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:

• Динистор DB3 / Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан: 10186 раз./• Симисторы для диммеров BT136-BT139 / Даташиты, pdf, , скачан: 13545 раз./

Лампы и диммеры – критерии выбора устройств

Принцип работы диммера заключается в следующем: электрический ток в сети имеет синусоидальную форму, и яркость светильника можно регулировать, если подать обрезанную синусоиду.

Этого можно добиться, установив последовательно с нагрузкой полупроводниковое устройство – симистор (элемент диммера). Но при выборе диммера нас больше интересуют практические характеристики, о которых мы и поговорим подробнее.

Диммер – выключатель, который регулирует электрическую мощность нагрузки ламп

Диммеры различаются по типу управления: самые распространенные — поворотные, клавишные, а также самые современные – сенсорные.

Причиной поломок диммеров, чаще всего, является превышение максимальной нагрузки, а также короткое замыкание. Результатом этого, как правило, становится поломка симистора.

Для исключения данных проблем необходимо подбирать мощность диммера или максимальный ток симистра в соответствии с нагрузкой, а также типом ламп. Например, если суммарная мощность всех ламп равна 300 Вт, во избежание поломки лучше приобрести диммер на 350 Вт.

Диммер для ламп разного типа и мощности

Существует несколько видов диммеров, каждый из которых предназначен для определенного вида ламп

И чтобы не ошибиться при покупке, нужно обратить внимание на специальные обозначения – маркировку, на которой указано для каких типов ламп, на какую мощность и напряжение рассчитан светорегулятор

Диммер для ламп накаливания использует стандартное напряжение в 220В и позволяет сэкономить электроэнергию до 50%. Диммер для галогенных ламп бывает двух видов – рассчитанный на напряжение 220В и на 10-24В. Для последних необходимо использовать трансформатор, причем для разных видов данных устройств применяются определенные диммеры: ферромагнитные трансформаторы – диммер с маркировкой RL, электронные трансформаторы – с маркировкой С

Диммер для энергосберегающих ламп имеет свои особенности и требует особой осторожности при покупке и установке. Диммер для люминесцентных ламп необходимо устанавливать с осторожностью

Линейные люминесцентные лампы (ЛЛ) обязательно включают установку электронного пускорегулирующего аппарата – ЭПРА. Компактные варианты ЛЛ часто оснащены встроенными ПРА, в таком случае, для них подходят обычные диммеры, которые используются и для ламп накаливания

Диммер для люминесцентных ламп необходимо устанавливать с осторожностью. Линейные люминесцентные лампы (ЛЛ) обязательно включают установку электронного пускорегулирующего аппарата – ЭПРА

Компактные варианты ЛЛ часто оснащены встроенными ПРА, в таком случае, для них подходят обычные диммеры, которые используются и для ламп накаливания.

Диммер для светодиодных ламп начали выпускаться совсем недавно, и принцип их работы отличается от обычных. Амплитуда импульсов постоянного тока, которыми питается светодиод, равна оптимальному показателю тока, тогда как ширина данных импульсов меняется, что меняет яркость. Существуют также универсальные диммеры, которые позволяют использовать не только светодиодные лампы, но также лампы накаливания. Стоимость данных моделей достаточно высока.

Таким образом, прежде чем выбирать и устанавливать диммер, необходимо решить, какие лампы вы будете использовать, и, при необходимости, купить дополнительное оборудование – трансформатор.

Диммеры для светодиодных ламп

Принципиально имея одинаковую электрическую схему, диммеры для светодиодных ламп могут иметь различное исполнение. Универсального диммера одинаково хорошо работающего с лампами накаливания и со светодиодными лампами нет. Поэтому, установив такой гаджет у себя в доме, придется полностью отказаться от использования энергоемких ламп старого образца, излучающим элементом которых является спираль накаливания.

Совместимость светодиодных лампочек с диммерами

Как указывалось выше, с диммерами совместимы не все светодиодные лампы, а только те, которые имеют встроенный драйвер, сглаживающий пульсирующую амплитуду подаваемого на лампу напряжения

Придется при выборе лампы обращать внимание не только на её мощность, соответствие по световой отдачей той или иной лампе накаливания и цветовую температуру, но и на наличие встроенного драйвера. Сделать это не сложно

На упаковке, даже если информация на ней содержится на иностранном языке, должен присутствовать значок:

РИСУНОК 1

Графическое обозначение диммируемых ламп

Классификация светорегуляторов

Регулирующие приборы могут различаться по способу установки:

• наружного монтажа;
• внутреннего монтажа;
• монтируемые на DIM рейку.

По способу управления:

• поворотного типа;
• поворотно-нажимного;
• кнопочные;
• сенсорные.

Стандартный вариант подключения

Подсоединение регулятора яркости к осветительной системе выполняется довольно легко, следует лишь учитывать, что в зависимости от модификации прибор может иметь две или четыре клеммы.

При подключении устройства в цепь необходимо соблюдать правила техники безопасности. Все манипуляции следует проводить при отключенном электричеством, используя инструменты с исправной изоляцией

Конструкция моноблочных моделей предусматривает две клеммы, через которые надо подключить разорванную фазу осветительной цепи. Как правило, такие приборы устанавливаются вместо выключателей в имеющееся гнездо.

Инструкция подключения светорегулятора

Процесс состоит из следующих этапов:

1. Прежде всего, необходимо отвинтить болты и снять выключатель, отсоединив от электропроводки.
2. Затем внимательно рассмотреть маркировку клемм, где стрелками указывается приходящая и исходящая фаза. Для уточнения возможно выполнить проверку тестером.
3. С соблюдением полярности жилы, оставшиеся в гнезде, подсоединяются к клеммам светорегулятора.
4. После этого диммер вставляется в коробку и укрепляется при помощи саморезов или другим способом.
5. В завершении процесса в цепь вновь подается электрический ток, чтобы проверить корректность работы подключенного оборудования.

При подсоединении диммера с четырьмя клеммами, две из них крепятся к разорванной фазе цепи освещения, а к двум другим выносится кнопка управления.

Общая характеристика устройства

Если светорегулятор настроен на максимальную яркость, он работает как обыкновенный выключатель, но обычно его используют для настройки яркости осветительных приборов. Кроме управления яркостью света, в современных диммерах разных моделей реализован ряд дополнительных функций:

• голосовое управление;
• дистанционное управление;
• имитация присутствия;
• таймер для автоматического выключения.

С помощью диммера можно плавно регулировать переход освещения от дневного к ночному, уменьшать или увеличивать яркость освещения в зависимости от вашего занятия. Диммер придет на помощь и в случаях, когда в одной из комнат нужно оставить свет на ночь. При настройке на минимальную мощность освещение будет мягким или даже тусклым, его будет достаточно для передвижения по комнате, но свет не будет мешать спящим и раздражать глаза при пробуждении. В подавляющем большинстве диммеров предусмотрена функция памяти — светильник включается на яркости, которая была установлена при последнем использовании прибора.

Кроме настройки освещения на ситуативно необходимую яркость, установка диммера позволяет существенно экономить электроэнергию. За счет оптимизации потребляемой мощности энергоемкость освещения можно уменьшить более, чем наполовину. Эксплуатация ламп на пониженной мощности является щадящей для самого источника света и продлевает срок его службы в десятки раз.

Конструктивные особенности диммеров

По конструкции диммеры можно разделить на:

• устройство модульного типа. Монтируются такие регуляторы в распределительный шкаф. Устройства работают с системами, которые используют лампы накаливания, а также с приборами галогенного освещения, тут нужен трансформатор понижающего типа. Управляются такие светорегуляторы при помощи одной клавиши или кнопки;
• светорегулятор, который нужно устанавливать в монтажную коробку. Устанавливать диммер данного типа нужно, когда производится монтаж электропроводки. Использовать можно с галогенными лампами, у которых электронный или понижающий трансформатор;
• моноблочные устройства. Такие устройства работают как выключатель. Необходимо двухпроводное подключение, производится в разрыв цепи фазного провода, который идёт к нагрузке;
• диммер поворотно-нажимной моноблочный. Включается такой регулятор нажатием на клавишу, а яркость регулируется путём вращения клавиши;
• регулятор поворотный. Управление и включение диммера происходит вращающейся кнопкой. При включении уровень яркости всегда минимальный;
• клавишные светорегуляторы. При помощи удержания клавиши происходит регулирование;
• устройства сенсорного типа. Регулирование происходит путём прикосновения к сенсорному экрану.

Стоит отдельно выделить накладные диммеры. Зачастую применяются они как эстетически-декоративная управляющая электрофурнитура, которая крепится на поверхность стены. Как пример, для этого подходят стены, облицованные керамической плиткой.

Существуют хитрости для обустройства осветительных систем. Проходной диммер является одной из таких хитростей. Механический диммер, который регулирует яркость монтируется из углов комнаты, которые находятся противоположно друг другу, самым удобным вариантом считается использование двух проходных диммеров, которые подключены параллельно, а каждое устройство отвечает за свой полупериод. Если задействовано одно устройство полностью, то второе в регулировании участия не принимает.

Для варианта с проходным диммером. Лучшим решением является использование сенсорного светорегулятора. Если использовать два таких электронных устройства, легко может произойти синхронизация.

Классификация диммера для светодиодных ламп

При покупке светорегуляторов нужно учитывать, что вариаторы для энергосберегающих, светодиодных и для обычных ламп накаливания имеют определенные различия и классификацию. Диммеры разделяют по конструктивным особенностям, способу и месту монтажа, принципу управления и прочим характеристикам.

Многообразие светорегуляторов позволяет легко подобрать нужное устойство

По месту и способу монтажа

По месту монтажа светорегуляторы делятся на выносные, модульные и настенные.

• Модульные. Данный вид диммера монтируется на DIN-рейку в распределительном электрощите вместе с УЗО. Подобные вариаторы можно легко установить или заменить в любое время, но для этого устройства необходимо во время ремонта или строительства предусмотреть прокладку отдельного провода. Модульные диммеры прекрасно подойдут при обустройстве жилища по системе «умный дом».
• Выносные.  Это небольшие устройства длиной 20÷30 мм и имеющие три сенсора управления. Так как в них предусмотрено удаленное управление, то такие диммеры могут монтироваться рядом со светильником или непосредственно в самом осветительном приборе. Светорегулятор может устанавливаться одновременно с люстрой и не требует штробления стен или потолка. Идеальный вариант, если решено установить вариаторы для освещения, а ремонт уже сделан.

Дистанционное управление светорегулятором довольно комфортно

Настенные. Подобные регуляторы освещения монтируются точно так же как розетки и выключатели непосредственно в помещении, в котором располагаются диммируемые светодиодные лампы. Монтаж такого диммера необходимо выполнять до ремонта и нанесения финишного покрытия, поскольку для установки требуется штробление стен или потолка.

По принципу управления

Если говорить о принципе управления диммера и, то они в свою очередь делятся на механические, сенсорные и дистанционные.

Механика

Вариаторы для освещения с механическим управлением — это самые первые и наиболее простые устройства для регулировки интенсивности светового потока ламп. На корпусе диммера имеется вращающаяся круглая ручка, посредством которой происходит управление переменным резистором и, соответственно, включение и выключение ламп.

Старый добрый и безотказный механический диммер

Среди механических диммеров встречаются кнопочные и клавишные модели. Такие устройства, так же как и обычные выключатели имеют клавишу отключения осветительного прибора от сети.

Сенсор

Светорегуляторы с сенсорным управлением имеют более солидный и современный вид. Чтобы выполнить диммирование светодиодных ламп, нужно просто легко прикоснуться к сенсорному дисплею. Однако подобные диммеры стоят дороже, чем их механические аналоги.

Такой сенсорный светорегулятор никого не оставит равнодушным

«Дистанционка»

Технологии повышают уровень комфорта

Регуляторы освещения с дистанционным управлением оснащены пультом, с помощью которого настройка оптимального уровня интенсивности свечения лам выполняется по радиоканалу или через ИК-порт. Управление по радиоканалу возможно даже с улицы, тогда как пульт с ИК-портом может выполнять настройку только при наведении его непосредственно на диммер.

Светорегулятор с пультом на радиоуправлении

Также существуют модели светорегуляторов, которые позволяют управлять освещением через Wi-Fi, и используются они в основном в системах «умный дом».

Одной из разновидностей диммеров являются акустические регуляторы освещения, которые срабатывают на хлопки или голосовые команды.

Выводы и полезное видео по теме

На представленном ролике подробно рассказывается о трех модификациях светорегуляторов, известной французской компании Schneider Electric, а также рассказывается о способе их подключения:

Регуляторы света, предназначенные для работы с лампами накаливания, — удобные приборы, повышающие комфорт и качество жизни. В продаже представлен широкий ассортимент изделий, которые могут отличаться техническим решением, наличием всевозможных функций, разнообразным дизайном.

Диммеры разных видов чрезвычайно просты в монтаже, что позволяет проводить установку самостоятельно

Важно лишь строго соблюдать правила безопасности и аккуратно выполнять все манипуляции

Есть опыт выбора или использования диммера для ламп накаливания? Или хотите задать вопросы по теме? Пожалуйста, комментируйте публикацию и участвуйте в обсуждениях. Блок обратной связи расположен ниже.