Принцип работы, виды и монтаж регулятора света для ламп накаливания

Что такое диммер

Диммер – русская адаптация английского термина, прочно вошедшая в лексикон профессиональных электриков и постепенно распространившаяся на название устройств регулирующих мощность светодиодных ламп. Не все покупатели и потребители светодиодных ламп знакомы с устройством и функциональными возможностями этого прибора, поэтому, купив в магазине дорогостоящую светодиодную лампу и установив ее в осветительный прибор, покупатели недоумевают: раньше они могли без проблем увеличить или уменьшить яркость свечения, а с новой лампочкой такая возможность не реализуется. Бывают ситуации, когда лампочка вообще не светит или работает с перебоями. Это свидетельствует о том, что потребитель приобрел лампу, не адаптированную для работы с диммером, или в ней использована упрощенная схема управления, которой грешат дешевые светодиодные лампы китайского производства.

Принцип работы диммера

Регуляторы яркости свечения светодиодной лампочки работают по схожему принципу. В отличие от регуляторов для ламп накаливания они не изменяют мощность прибора, а изменяют ширину импульса тока, подаваемого на светодиод. Такой диммер работает по принципу «отсекания» поступающей на лампу амплитуды напряжения.

Следует помнить о том, что в лампе, яркость свечения которой пытаются регулировать диммером должен быть установлен соответствующий драйвер. Такие лампы имеют на упаковке специальное обозначение. Схема питающего светодиоды драйвера является более сложной. Она должна обеспечивать сглаживание прерывистой амплитуды тока, подаваемого через диммер. Обычная светодиодная лампа при попытке регулировать ее яркость будет мигать.

Стоят диммируемые лампы дороже и их практически невозможно встретить среди дешевой китайской продукции.

Плюсы использования светодиодного диммера

Помимо удобства для пользователя, имеющего возможность изменять световой поток, исходящий из осветительного прибора, не прибегая к использованию альтернативных источников освещения,  можно среди положительных его качеств отметить:

• некоторую экономию, связанную с оплатой за использованную электроэнергию. хотя, светодиодные лампочки и так являются сверхэкономичными. 2-5 ватт, которые удастся сэкономить установив совсем недешевый регулятор, окупятся очень нескоро;
• отсутствие выделения тепла;
• возможность не только регулировать мощность светового потока, но менять цветовую температуру, так как в условиях изменения режима работы светодиоды будут излучать на различных режимах различные длины волн;
• продвинутые модели диммеров для светодиодных ламп оснащаются пультами дистанционного управления, позволяющими регулировать уровень освещенности, включать и выключать свет в помещении не подходя к выключателю.

Как устроен диммер и по какому принципу работает?

Такие устройства как светорегулятор или вариатор работают по принципу реостата, то есть, при изменении величины сопротивления цепи происходит увеличение или уменьшение значений напряжения или силы тока.

Простенько и со вкусом

Самый простой вариатор оснащается поворотной ручкой регулировки и двумя контактными выводами и предназначен для настройки интенсивности свечения галогенных и обычных ламп накаливания. Раньше в качестве диммеров, для осветительных приборов, использовались реостаты, а позднее стали применять полупроводниковые приборы, такие как: динистор и симистор (симметричный тиристор).

Вариаторы, в которых применяются симисторы, работают по принципу использования системы широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Данная система широко используется схемах управления интенсивностью светового потока светодиодов посредством возможности изменения ширины импульса и величины напряжения. Данная функция выполняется ШИМ-генератором.

Радиоуправляемый диммер

Здесь управление световым потоком происходит только через пульт. Никаких ручек, колесиков и т.п.

Однако в отличие от инфракрасных диммеров, у радиоуправляемых есть возможность посылать сигнал сквозь различные препятствия – перегородки, навесной потолок, и даже через стену в соседнюю комнату.

Такими моделями запитываются одноцветные светодиодные ленты.

Если для RGB вариантов есть специальные контроллеры, которые помогают менять не только цвета, но и интенсивность подсветки, то для одноцветных SMD лент, такие диммеры лучшее решение.

Это бывает очень удобно, когда вообще не хочется изменять дизайн на стенах и втыкать туда дополнительные элементы. Диммер прячется за потолком или другими перегородками, либо вообще монтируется непосредственно в электрощиток в коридоре квартиры.

Заказать себе с доставкой на дом качественные диммеры, от давно зарекомендовавших себя брендов – Schneider Electric, Legrand, Werkel можно здесь.

Другие не менее полезные и шикарные модели (с европейским сертификатом соответствия), можно подобрать у наших китайских товарищей отсюда.

Нюансы выбора

Сейчас продается множество модификаций диммеров, рассчитанных на разные типы ламп и осветительных приборов.

Ориентируясь на использование ламп накаливания, необходимо выбирать регуляторы, подходящие для них по следующим критериям:

1. По техническим и эксплуатационным характеристикам. Обычно для них используют светорегуляторы с симисторами. Они менее капризны и просты в устройстве.
2. По суммарной нагрузке, которую способен выдержать светорегулятор. Информация об этом указывается на устройстве, например 300 W обозначает, что прибор может обслуживать люстру с 5 лампами на 60 Вт. Покупать лучше светорегулятор с некоторым запасом нагрузки, для данного случая подойдет диммер на 350 W.
3. По планируемому месту установки. В зависимости от места монтажа следует покупать светорегулятор модульного, моноблочного или вмонтированного типа.
4. По характеру управления: с помощью клавиш, кнопок или с помощью сенсора. Выбор по способу управления зависит от личных пожеланий, многофункциональности устройства, удобства использования и стоимости регулятора.

Что такое диммер и где он применяется?

Диммер (от англ. dim – тусклый, матовый), а также светорегулятор или вариатор – это многофункциональное электронное устройство, позволяющее изменять электрическую мощность осветительных приборов. В первых регуляторах управление освещением выполнялось механическим способом, и предназначались они только для изменения яркости. Однако современные вариаторы оснащаются микросхемами и их функции значительно расширились. Теперь с помощью диммеров можно:

• менять интенсивность освещения;
• плавно включать или отключать осветительные приборы;
• автоматически отключать освещение;
• управлять освещением электронным, дистанционным и акустическим способом.

И это только основные области применения регуляторов, а на самом деле их намного больше.

Как сильно отличается современный диммер от своего пра-пра-прадедушки

Светорегуляторы могут монтироваться как по отдельности, так и группами, и использоваться для управления одним или несколькими осветительными приборами. Использование диммера для ламп накаливания позволяет выбрать наиболее комфортную степень свечения, тем более что для помещений, в зависимости от их типа и назначения, предъявляются разные требования по освещению.

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

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:

• 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.

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.

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.

В чем различия диммеров?

Если вы собрались использовать выключатель с регулировкой яркости, сперва нужно узнать какие они бывают. И вообще все ли светодиодные лампы можно диммировать?

Диммеры различаются по следующим критериям:

• По типу монтажа;
• по исполнению и способу управления;
• по способу регулирования.

Давайте разберемся по подробнее с каждым из них.

По типу монтажа

Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.

Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.

Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.

По исполнению

По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:

• Поворотным;
• поворотно-нажимного типа;
• кнопочным;
• сенсорным;

Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.

Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.

Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.

Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.

По способу регулировки

Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.

Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.

По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.

Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».

Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).

Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.

Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.

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.

Критерии выбора качественной диммируемой светодиодной лампы

Критерий выбора диммируемой лампы – ее производитель. Надо отдавать себе отчет, что дешевая китайская продукция с AliExpress не может быть надежной и рассчитанной на длительный срок службы. Упрощенные схемы драйверов, плюс некачественные детали могут даже при наличии качественного регулятора приводить к миганию лампы.

Форма LED лампочки и ее влияние на освещение

Чтобы обеспечить оптимальный угол освещенности следует выбирать лампы, в которых светодиоды смонтированы по окружности центрального элемента арматуры, выполняющего роль радиатора охлаждения. В большинстве ламп светодиоды монтируются на круглой плате. В них свет не может распространяться более чем на 180°. Увеличение угла рассеивания достигается за счет матированной колбы из пластика, которая распределяет свет более равномерно.

В этом отношении форма колбы не играет существенного значения, особенно, если используются филаментные лампы, распространяющие свет на 360°.

Мерцание света и методы его выявления

Мерцание света светодиодной лампы в нормальных условиях эксплуатации незаметно для глаза. Диммер снижает частоту поступления импульсов на светодиоды. Если в схеме нет сглаживающих конденсаторов при уменьшенной яркости лампы становится заметным мерцание, которое вредно влияет на органы зрения, ведет к быстрой утомляемости и головной боли.

Мощность устройства и рабочее напряжение

Мощность бытового диммера, монтируемого вместо выключателя, должна, как минимум, соответствовать мощности ламп, используемых в осветительном приборе. Для расчета мощности мощно воспользоваться формулой:

P = (P₁+P2₂..P_n)*K*J

В которой значение индексов:

• P – общая мощность всех потребителей (рассчитывается в Ваттах (W);
• P₁, P_2, P_n – значения мощности подключаемого оборудования;
• К – коэффициент одновременности: сколько приборов одновременно может быть подключено к одному проводнику. Практически, используется значение 0,8. Для надежности, или по незнанию, можно использовать 1;
• J – коэффициент запаса. Используется для создания резерва для возможного подключения нового оборудования. Практически используются значения 1,5 – 2.

Все приборы, используемые в бытовых электросетях, рассчитаны на напряжение 220-240 вольт.

Световой поток и пределы диммирования

По мере уменьшения амплитуды поступления электрических импульсов пропорционально снижается световой поток. Обычно в бытовых диммерах нижней границей, при которой происходит срабатывание светодиодов является 10% от максимального уровня светового потока.

Цветовая температура и цветопередача

Как правило, при снижении яркости свечения до 50% цветовая температура не изменяется. Если яркость лампы снижается существеннее, происходит смещение в сторону красного участка спектра. Лампы «холодного» и «дневного» света превращаются в лампы «теплого» света.

Существенно страдает цветопередача. Все зеленые и синие предметы будут восприниматься как черные, а красные, оранжевые и желтые – казаться значительно светлее, чем есть на самом деле.

Цоколь и корпус устройства

Диммеры не имеют цоколя, являясь устройством, монтируемым вместо обычного выключателя. Что касается ламп, то установка в них драйвера сглаживающего мерцания может сказаться на объеме переходного элемента от цоколя к колбе лампы. Диаметр цоколя остается прежним: Е14 или Е27.

Срок службы диммера

Гарантийный срок устанавливается производителем. Обычно реальный срок значительно превышает гарантийный. У современных приборов средней ценовой категории он равняется одному, редко двум годам.

Ассортимент регуляторов света: лучшие производители диммеров

По данным, размещенным на площадках, посещаемых не только рядовыми потребителями, но и профессиональными электриками, в ТОП -5 лучших диммеров входят:

1. ABB Cosmo 619-010200-192 40-800 Вт;
2. Legrand Valena 770261 40-400 Вт;
3. Lezard Mira, 800 Вт;
4. Schneider W59, 60-300 Вт;
5. Ying Hua LED Dimmer, 15-200 Вт.

Схемотехника устройств

Существует довольно много технических решений изготовления светорегулирующих приборов. Но ключевые блоки их однотипные — это элементы управления и управляющий модуль. Самый простой вариант схемы диммера для лампы накаливания содержит не более пяти радиоэлементов и лёгок к повторению даже начинающему радиолюбителю, в то время как сложные многофункциональные приборы содержат микросхемы и программный код.

Поворотный диммер

Такая схема не содержит дефицитных радиодеталей, а её ключевым элементом является симистор. Суть схемы сводится к тому, что ток появится на лампе лишь в том случае, если на управляющем электроде симистора возникнет отпирающий сигнал. Когда он откроется, нагрузка подключится.

Генератор в схеме реализован на двух симисторах VS1 и VS2. При включении в сеть 220 вольт конденсаторы C1 и C2 через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться. Как только уровень напряжения достигает значения, позволяющего открыться VS1, появляется ток, а конденсатор C1 разряжается

Чем больше сопротивление цепочки R1-R2, тем медленнее происходит заряд, а значит, и увеличивается скважность импульсов. При изменении сопротивления R2 регулируется длительность импульсов

Таблица радиоэлементов:

Обозначение	Наименование
VS1	BT137 600E
VS2	DB3
R1	1 МОм
R2	27 кОм
C1	22100 нФ, 300 В
C2	22100 нФ, 300 В

Ведущие производители светорегуляторов

Чтобы освещение вас не подвело при его обустройстве стоит использовать все элементы цепи только от надежных и проверенных производителей, чья продукция уже успела себя зарекомендовать только с лучшей стороны. Да! Это может быть дорого, но поверьте качество, надежность, длительность эксплуатации и самое главное безопасность того стоят. Рассмотрим ведущих производителей электротехнической продукции, качество которой проверено десятилетиями и подтверждено самыми положительными отзывами.

Makel

Известный турецкий производитель выпускает два вида светорегуляторов – механические (поворотные) и сенсорные. Есть в ассортименте и модели с дистанционным управлением посредством ИК-порта. Диммеры Makel представлены в широкой цветовой гаммой и с различной мощностью. Простота конструкции и плавная регулировка делают эти устройства максимально комфортными в эксплуатации.

Вся продукция сертифицирована и отвечает всем требованиям к качеству и электробезопасности.

Schneider Electric

Французская компания Schneider Electric– известный производитель электротехнических устройств. Светорегуляторы этого бренда представлены несколькими модельными линейками, выпускаются в семи цветовых решениях и отличаются элегантным дизайном. При производстве диммеров используются только качественные материалы, что гарантирует длительный срок эксплуатации устройств.

Светорегуляторы Schneider Electric оснащены защитой от перегрузок, коротких замыканий и перегрева. Устройства просты в монтаже и надежны. Компания Шнейдер Электрик производит как эксклюзивные модели диммеров, так устройства бюджетного класса.

Все изделия имеют соответствующие сертификаты качества и отвечают самым высоким европейским требованиям, предъявляемым к электро- и пожаробезопасности.

Диммеры Legrand для светодиодных ламп на 220 В

Еще один французский производитель качественной электротехнической продукции – компания Legrand. Под этим брендом выпускаются диммеры, которые отличаются высоким качеством, надежностью, легкостью монтажа, безотказной работой и прекрасным внешним видом, а также соответствующие всем европейским и российским стандартам.

Данным производителем выпускаются диммеры, созданные на основе инновационных технологий и представленные алюминиевом, белом и кремовом цвете.

Конечно, светорегуляторы европейских брендов стоят дороже отечественных и китайских аналогов, однако предлагаемое качество и функциональность того стоят.

Как подключить диммер для светодиодной лампы

Схема подключения зависит от типа диммера. Рассмотрим алгоритм для поворотного или кнопочного устройства и светорегулятора с выключателем.

Алгоритм монтажа несложный, поэтому можно справиться без специальных навыков. Перед подключением диммера внимательно изучите инструкцию. Схема поможет понять, для чего предназначены разъемы на корпусе светорегулятора.

Как действовать:

1. Отключите электричество, определите фазовую линию с помощью индикатора.
2. Освободите подрозетник.
3. Ослабьте зажимные винты на диммере, совместите контакты электроцепи с разъемами, подтяните болты.
4. Вставьте прибор в подрозетник, закрепите его с помощью винтов.
5. Установите защитную рамку и клавиши так, как показано в инструкции.
6. Включите электричество и проверьте работоспособность прибора.

По аналогичному принципу можно установить выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп. Монтаж ничем не отличается от обычного — главное, пропустить через устройство фазовый провод.