Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, это как правило, от 20% до 100%. Выставлять яркость меньше не имеет смысла, поскольку большинство ламп просто не работают в таком режиме или дают мизерное количество света, которого хватит только на свечение лампы, но при этом ничего освещать она не будет. Можно пойти в магазин и купить готовый прибор, но сейчас цены на данные устройства очень завышены и не соответствуют получаемому изделию. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы самостоятельно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 В и 220 В своими руками.
На симисторе
Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой — симистор.
Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют . Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ — симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается , тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.
Значение (t*) — это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:
Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт
На тиристорах
Вы можете не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах, которые можно легко достать из старой неработающей аппаратуры и плат, по типу телевизоров, магнитофонов и т.д. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.
Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод тиристора V1. Ключ открывается, пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2 и конденсатора С2, который заряжается через цепочку R1, R2, R5.
Фазные регуляторы - димеры можно использовать не только для регулировки яркости ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятора вытяжки, можно сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала для улучшения качества пайки.
Видео инструкция по сборке:
Сборка тиристорного диммера
Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами из-за особенностей их работы.
Конденсаторный светорегулятор
На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные диммеры. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больший ток он пропускает через себя. Таким образом, с помощью конденсатора можно уменьшить мощность, подаваемую на лампу, однако этот способ не позволяет производить регулировку плавно. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, все зависит от требуемых параметров яркости, а следовательно, от емкости конденсатора, которая связана с его размерами.
Как видно из схемы, есть три положения: 100% мощности, через гасящий конденсатор (уменьшение мощности) и выключено. В устройстве используется неполярный бумажный конденсатор, который можно раздобыть в старой технике. О том, мы рассказали в соответствующей статье!
Ниже приведена таблица, связывающая емкость и напряжение на лампе.
На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник и с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника.
На микросхеме
Для регулирования мощностью, подаваемой на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы - КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств за счет малого числа радиодеталей. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает некоторыми функциями защиты.
С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12 В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в малом КПД и максимально возможной мощности подключаемой нагрузки, в следствие этого, есть необходимость установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла. Однако, это идеальный вариант для маломощных схем постоянного тока и низкого напряжения, за счет своей простоты и универсальности.
Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и давал возможность регулировать яркость светодиодов от ноля до максимума.
Отличный вариант — диммер на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами. Установив высокую частоту работы схемы, можно избавиться от мерцания, которое часто возникает из-за дешевых покупных диммеров и вызывает быструю усталость и раздражение глаз у человека.
В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны, что позволяет подключать более мощную нагрузку и использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором на КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.
Изготовление регулятора света на 12 Вольт
Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.
Для контроля осветительных приборов необходимо использовать различные механизмы. Одним из самых известных является диммер или регулятор света, который используется для светодиодных ламп 220в, ламп накаливания, светодиодной ленты и прочих видов устройств.
Что это такое
Диммеры – это устройства, которые используются для снижения яркости света. Изменяя сигнал напряжения, подаваемого на лампу, можно снизить интенсивность светового потока. Диммер имеет отношение к разным электрическим приборам, но чаще всего это понятие используется как дополнение к осветительным приборам. Более специализированное оборудование необходимо, чтобы затемнить флуоресцентные пары, испарения ртути и контролировать другие химические процессы.
Фото – нажимной диммерДанные приспособления применяются как в быту, так и для освещения больших промышленных объектов. Мелкие бытовые диммеры, например, Legrand (Легранд), Schneider Electric (Шнайдер), Triac, Блэкмара, АВВ могут оснащаться дистанционным управлением (радиоуправляемый прибор). Современные профессиональные диммеры для дома контролируются цифровой системой управления DMX или DALI.
Фото – светодиодная лента и диммер
Ранее, для энергосберегающих ламп, люминесцентных и галогенных использовались даже механические диммеры, которые позволяли в незначительной мере приглушать или, наоборот, усиливать световой поток. Это довольно удобно, ведь можно контролировать систему освещения. Схема диммера на симисторе позволяет продлить работоспособность ламп, за счет того, что сенсорный выключатель изменяет световую схему, в зависимости от естественного освещения или отдельных настроек.
Преимущества использование диммера типа Агат, Jung, Гамбит:
- Экономия электроэнергии;
- Продление работоспособности осветительных приборов;
- Широка область применения. Диммеры используются для пылесоса, вентилятора, паяльника, электродвигателя и многих других электрических устройств.
Современные диммеры изготавливаются из кремниевых выпрямителей или диодов (SCR) вместо переменных резисторов. Это позволяет делать регуляторы более долговечными. Переменный резистор рассеивает мощность в виде тепла и делит напряжение. При этом выпрямляющий диод переключается между низким сопротивлением и высокой устойчивостью, рассеивает очень мало энергии и способен управлять высокими напряжениями.
Фото – диммер для светосистемы
Виды и их принцип работы
Автоматический диммер работает по принципу рассеивания напряжения, которое подводиться к лампе. Такой принцип работы позволяет только части напряжения перейти к настольной лампе или бра, остальной ток остается в диммере. Яркость лампы определяется мощностью, передаваемой на неё. Работа происходит по закону прямой пропорциональности: чем больше напряжения – тем ярче светит лампа.
Фото – профессиональный диммер
Сетевое питание состоит из переменного тока, который течет в одном направлении, а затем в другом, вдоль кабеля, со скоростью 50 или 60 циклов в секунду (это частота, измеряемая в Герцах). Значение 50 или 60 Гц зависит от типа энергоносителя и разрешений локальной электрической цепи. Сетевой диммер способен изменять направление электрического тока в нулевой точке, более того, если сигнал оказывается на точке пересечения нуля, то ток не течет ни в каком направлении. В этой точке симисторный регулятор может как включить лампу, так и выключить её. Главная особенность заключается в том, что включение, выключение и изменение яркости устройство обеспечивает без мерцания лампы. Это включение и выключение устройства питания происходит каждый раз, когда достигается половина фазы или 100 – 120 раз в секунду.
Фото – поворотный диммер
Обычно регуляторы яркости света производятся с использованием симистора или тиристора в качестве управляющей детали диммера (Lizard, Arduino, Viko, Unica). Это полупроводниковые компоненты электрических схем. Устройство на тиристоре работает только в одном направлении, т. е. за время одного цикла может или увеличить, или уменьшить яркость, соответственно, для работы системы нужно минимум два таких контроллера. Симистор является двунаправленным полупроводником, и поэтому можно использовать один такой диммер для разных участков фаз.
Фото – настенный сенсорный диммер
Электрическая схема с таймером позволяет определить отрезок времени, в котором происходит включение. Рабочее состояние продолжается до следующей точки пересечения нулевого уровня, в момент чего освещение автоматически выключается. Этот электронный полупериод характеризуется полумраком, после чего регулятор начинает работать в обратную сторону. Небольшая емкость нагрузки фильтрует резкий сигнал, что способствует мягкой и плавной светоотдаче.
Некоторые диммеры работают в микроконтроллере с аналоговой светоотдачей. Они называются цифровыми. Их особенностью является большая надежность, тихая работа и полная независимость.
Диммер может быть:
- накладной,
- проходной,
- программируемый (цифровой),
- двухканальный
- многоканальный.
Рассмотрим особенности каждого из них:
Видео: простая схема, как работает диммер
Как подключить
Если купить диммер сейчас совершенно не проблема, цена варьируется в пределах 300-700 рублей, то подключить его своими руками может быть затруднительно. Перед началом работы нужно проверить, можно ли на Вашем осветительном приборе становить регулятор (это называется «лампа с поддержкой диммера»). Также желательно использовать контроллер той же марки, что и лампочка или ночник.
Фото – подключение диммера
Как установить светорегулятор:
- Предположим, у Вас уже есть выключатель, который нужно заменить диммером. Для этого осторожно снимаем выключатель или розетку, если контроллер будет монтироваться для другого типа электрических приборов (трансформатора, паяльника);
- Далее снимаете винты, которые держат накладку и вытяните выключатель. Чтобы его разобрать, возможно, понадобится отсоединить больше крепежей;
- Клавишный включатель подключается при помощи двух проводов: фазового от осветительного прибора и питающего;
- Для подключения локального кабеля нужно выбрать отверстие на диммере, которое называется «L-in», а провод, который идет на лампу в «L-out». Если на проводе есть какие-то почернения – то их предварительно нужно зачистить;
- После установите корпус в место, где был выключатель, и установите колесо потенциометра, при помощи которого включается напряжение;
- Если впоследствии понадобится увеличить диапазон яркости или провести ремонт прибора – то поменяйте диммер по такой же технологии.
Аналогично производится установка и подключение диммера для светодиодов, led-торшеров для пола и галогенок. Сейчас очень популярен вариант установки контроллеров на din-рейку, иногда также используется технология монтажа непосредственно на шнуре (как мини-выключателя ламп).
Без сомнения такое устройство, как диммер, может оказаться полезным в любом доме. Если раньше оно представляло собой просто световой регулятор для ламп накаливания, отсюда и такое название (от англ. глагола затухать), то современные устройства выполняют не только эту функцию. Они позволяют экономить электроэнергию и продлевать срок службы ламп накаливания или галогенных светильников. Имея минимум электротехнических навыков и паяльник, несложно сделать диммер своими руками.
Основным элементов в современных диммерах является симистор, который еще называется триак (английская версия названия). Симистор является полупроводниковым прибором и представляет разновидность тиристора. Основное его назначение - коммутация цепей переменного тока. На этих устройствах можно создавать диммеры для регулирования напряжения в цепи освещения. Обычно это 220 вольт для обычных ламп накаливания или 12 вольт для низковольтных галогеновых ламп. Хотя, в принципе, с помощью этих устройств можно создавать регуляторы для любых величин напряжения.
Симистор включается последовательно в одну цель с регулируемой нагрузкой. При отсутствии управляющего сигнала на симисторе, он заперт и нагрузка отключена. При поступлении отпирающего сигнала устройство открывается, и нагрузка включается. Характерной особенностью симистора является то, что в открытом состоянии он пропускает ток в обоих направлениях. Другая его особенность заключается в том, что для поддержания его в открытом состоянии нет нужды постоянно подавать на него управляющий сигнал.
Часто помимо симисторов схемы диммеров содержат также динисторы, которые являются разновидностью полупроводниковых диодов и служат в качестве управляющих элементов.
Благодаря этим особенностям симистора и динистора принципиальные электрические схемы диммеров достаточно просты и содержат буквально несколько простых компонентов. Это позволяет без особого труда сделать диммер собственноручно.
Схема прибора
Существуют разнообразные схемы диммеров, которые позволяют регулировать не только яркость света, но и управлять различными электрическими инструментами, например, паяльником или болгаркой.
Если вы собираетесь делать ремонт в квартире или в доме, будет полезным заменить обычные выключатели света на диммеры.
Схема простого диммера обычно содержит всего несколько элементов: симистор, динистор, переменное сопротивление (потенциометр), пару неполярных конденсаторов, пару резисторов.
Схем диммеров существует достаточно много. В этих схемах используется самая разнообразная элементная база. Наиболее подходящую для ваших целей схему можно легко найти в интернете.
Само изготовление устройства не представляет сложности для человека, умеющего держать в руках паяльник. Проще всего сделать навесной монтаж, соединив все элементы между собой с помощью подходящего провода.
Для этого контакты всех электронных элементов тщательно лудятся паяльником с помощью припоя и канифоли (или специального флюса). Нарезаются нужной длины проводники для соединения элементов между собой. Зачищаются с обоих концов жилы на этих проводниках и также лудятся вышеописанным способом с помощью паяльника. Затем производится монтаж в соответствии с принципиальной электрической схемой. Напоследок, все контакты необходимо изолировать для избежания короткого замыкания. Проще всего это сделать с помощью изоленты.
Для тех, кто знаком с технологией изготовления печатных плат, можно рекомендовать этот вариант сборки. Тогда устройство будет компактнее и надежнее. Технология пайки элементов аналогична вышеописанному способу. Дорожки печатной платы лудятся паяльником. Затем на место устанавливаются электронные компоненты и окончательно запаиваются.
Кстати, для удобства работы с паяльником также можно сделать диммер, что позволит регулировать температуру жала. Если у вас уже имеется промышленный диммер, но он поломался, возможно, его ремонт тоже не составит большого труда. Чаще всего из строя выходят симисторы и динисторы, например, при перегорании лампочки и короткого замыкания в ней.
Для ремонта необходимо разобрать имеющееся устройство и выпаять из него эти элементы. Затем посмотреть маркировку, чтобы установить марку элемента, и приобрести такое же или аналогичное. Окончательный шаг в ремонте – пайка новых элементов и сборка.
Видео “Делаем диммер дома”
Подключение
Подключение диммера не должно вызвать затруднения. Устройство имеет обычно два входных контакта и два выходных, подключаемых к нагрузке. Однако, есть небольшой нюанс. Чтобы устройство работало правильно, необходимо согласно указанной маркировке на корпусе диммера (промышленного образца) или принципиальной схеме (для собранного своими руками) подключить фазовый и нулевой провода.
Выбор готового прибора
Главным критерием при выборе готового прибора является соответствие мощности нагрузки той мощности, которую может обеспечить устройство. Например, если вы подключаете люстру с тремя лампами по 100 Вт, что соответствует суммарной мощности в 300 Вт, то и устройство должно обеспечивать эту мощность с небольшим запасом, например 400-500 Вт.
Вторым критерием может быть тип управления устройством. Можно выделить такие типы управления:
- c поворотной ручкой (с использованием потенциометра). Относится к самым простым и доступным по цене устройствам;
- c клавишным управлением. Предусматривает электронную схему управления;
- c сенсорным управлением. Имеются сенсорные клавиши;
- c дистанционным управлением ИК-пультом;
- c голосовым управлением.
По мере сложности устройства возрастает его цена. Поэтому, исходя из своих финансовых возможностей вы сможете выбрать наиболее подходящее решение.
Диммер (светорегулятор, симисторный, тиристорный регулятор), – устройство для плавной регулировки яркости источников света. Самые популярные изделия, используемые ламп накаливания, являются наиболее простыми по внутреннему устройству и принципу работы, достаточно доступные по цене, и надёжные при правильной эксплуатации.
Они выпускаются с типоразмерами под стандартную 68 мм монтажную коробку, и для их установки не требуется замена проводки – электрическая схема подключения диммера идентична цепи с обычным выключателем, с добавлением одного условия: диммер имеет маркировку клемм. Фазный сетевой провод подключается к входу L, а идущий к потребителю проводник — к выходу L-out.
Перед тем, как установить диммер, нужно выяснить с помощью индикатора, на каком проводе находится фаза. Во всех остальных аспектах, установка данного устройства ничем не отличается от монтажа выключателей и розеток.
Рисунок 1
Выгоды применения
Экономическая выгода от такого затемнения с помощью диммера (от «to dimm» – затемнять, английский глагол) обусловлена принципом его работы, который будет описан ниже, кардинально отличающегося от использовавшихся ранее реостатов, в которых падение напряжения достигалось за счёт регулируемого сопротивления, нагревающегося протекающими токами.
При этом тепловыделение было сопоставимо с мощностью подключённой нагрузки. Также диммер выигрывает в размерах, цене, и бесшумности работы, по сравнению с громоздкими и шумными автотрансформаторами, регулирующими освещение в профессиональных театральных, фото и киностудиях.
Благодаря плавному выходу на полную мощность, который происходит при повороте ручки диммера, лампы накаливания служат дольше из-за исключения холодного включения.
Принцип регулировки мощности
В отличии от автотрансформаторов и реостатов, которые меняют амплитуду синусоидальных колебаний,диммеры не регулируют напряжение, — они меняют скважность импульсов, то есть «обрезают» каждую полуволну в мере, соответствующей выставленному положению регулятора диммера.
К сожалению, в интернете объяснения работы диммера перегружены специфическими терминами, понимание которых требует тщательного изучения радиотехники. Проще будет один раз увидеть. Разберём работу данного прибора в режиме половинной мощности:
рисунок 2. работа диммера в половинной мощности
Здесь показан один период синусоидально амплитудного напряжения сети, которое колеблется в диапазоне -310 +310 В. Оранжевым цветом показано напряжение пилообразной формы на выходе диммера.
В течение первой четверти периода напряжения почти нет – значит, нет тока в электроосветительном приборе, соответственно, нет работы – нить накаливания не нагревается. Потом напряжение почти мгновенно возрастает до амплитудного значения – ток выполняет работу, потребляется мощность.
В отрицательной полуволне происходит симметричный процесс, — чтобы понять его правильно целиком и полностью, нужно понаблюдать за динамическим изменением скважности импульсов в зависимости от положения ручки регулятора.
Принцип действия диммера в аналогиях
Чтобы понять, почему так происходит, нужна простейшая принципиальная схема прототипа симисторного регулятора мощности.
Для аналогии будем считать, напряжение – это меняющийся напор воды в системе, симистор (полупроводниковый элемент) – это управляемый клапан, имеющий только два состояния – открытое и закрытое, конденсатор C – бачок с поплавком, резистор R – регулируемый вентиль, через который в данную емкость поступает вода.
рис.3 Симисторная схема управления мощности
Рассмотрим работу конструкции аналогично вышепоказанному графику – вентиль R открыт наполовину. Проходит время, равное четверти периода, уровень поднимается настолько, что поплавок надавливает на рычаг G и клапан открывается. Немного открутим краник – на наполнение емкости С уходит меньше времени, соответственно, клапан быстрее открывает поток.
Уменьшая наполнение сосуда С – уменьшаем количество получаемой воды на выходе из клапана.
Открыв на максимум – заполняем конденсатор C почти моментально, и получаем максимально возможный объём потока, прошедшего через симистор.
Такие же процессы происходят в отрицательной полуволне. Чем больше емкость конденсатора – тем дольше он заряжается, тем больше времени нужно на достижение порогового значения напряжения, чтобы симистор открылся. Подбирают такие номиналы конденсатора и резистора, чтобы была возможность регулировки момента открывания в течении всего полупериода.
Динистор в этой системе играет роль предохранительного клапана – чтобы напряжение на управляющем выводе симистора не влияло на зарядку конденсатора. Недостаток этой схемы виден невооруженным глазом – слишком резкое открывание – в случае с жидкостью это был бы гидроудар, а в электрическом эквиваленте – электромагнитные помехи.
Поэтому, реально работающие схемы диммеров усложняют, добавляя цепи из дополнительных резисторов и конденсаторов, которые сглаживают острые углы на графике изменения выходного напряжения.
Рис.4 Рабочая схема диммера с дополнительными сопротивлениями и конденсаторами
Данные схемы полностью работоспособны, и начинающий радиолюбитель может спаять диммер своими руками.
Параметры светорегулятора и подключаемые потребители
Из вышеописанного становится ясно, что данный прибор невозможно использовать для изменения напряжения питания бытовых приборов, кроме как подключить диммер для регулировки потребляемой мощности устройств, схожих с лампами накаливания – кипятильников, паяльников, электроплит, водонагревателей, – и больше нельзя ничего подключать, если это не предписано в паспорте от производителя.
Существует диммеры, способные регулировать мощность также люминесцентных ламп и светодиодных источников света, рассчитанных на работу с таким устройством. Светорегуляторы различаются по таким параметрам:
- мощности подключаемой нагрузки;
- способу управления (поворотные, кнопочные, сенсорные управляемые звуком, дистанционные, с помощью инфракрасных лучей, беспроводной домашней сети);
- внутреннему устройству – симисторные, тиристорные (симистор – это симметричный тиристор), электронные.
Осуществляя подключение диммера очень важно соблюдать соответствие данного прибора подключаемой к нему нагрузке, мощность которой, не должна превышать половины от указанного в паспорте значения.
Данное утверждение не является официальным правилом, но оно обусловлено наблюдениями специалистов и отзывами пользователей, которые рекомендуют не нагружать сильно светорегулятор, для возможности долгой и безотказной службы устройства.
Характерные поломки – ремонт и профилактика
Худшая комбинация для устройства — это перегрузка по мощности в совокупности с всплесками сетевого напряжения, провоцирующими перегорание нити накаливания лампы и возникновение дуги.
Маловероятно, что такое диммер выдержит. Простые конструкции не имеют обратной связи с нагрузкой и не отключатся при превышении допустимых токов, протекающих через симисторный ключ.
Характерный признак вышедшего из строя симистора – прибор не реагирует на вращение ручки регулятора, а лампа накаливания неприятно мерцает или сияет в полную силу.
В этом случае полупроводниковые переходы симистора оказываются частично или полностью пробитыми, и данную радиодеталь приходится менять. Ввиду того, что она стоит намного дешевле нового светорегулятора, многие пользователи ремонтируют диммер своими руками.
Учитывая, что схема относительно простая, сделать ремонт будет не так уж трудно, имея элементарные навыки владения паяльником. Более дорогие диммеры не создают помех. Если данные приборы устанавливаются на все группы ламп накаливания, то во избежание выхода их из строя, всю сеть стоит защитить с помощью стабилизатора напряжения.
В этой статье рассмотрим устройство, которое продается в магазинах электротоваров, как регулятор яркости ламп накаливания. Речь идет о диммере. Название "диммер" произошло от английского глагола "to dim" - темнеть, становиться тусклым. Иначе говоря, диммером можно регулировать . При этом замечательно то, что и потребляемая мощность уменьшается пропорционально.
Простейшие диммеры имеют одну поворотную ручку для регулировки, и два вывода для подключения, и используются для регулировки яркости ламп накаливания и . В последнее время появились диммеры и для регулировки яркости люминесцентных ламп.
Ранее для регулировки яркости ламп накаливания использовались реостаты, мощность которых была не меньше мощности нагрузки. При чем при понижении яркости оставшаяся мощность никак не экономилась, а рассеивалась бесполезно в виде тепла на реостате. При этом никто не говорил о экономии, её просто не было. А использовались такие устройства там, где действительно было нужно только регулировать яркость - например, в театрах.
Так было до появления замечательных полупроводниковых приборов - динистора и симистора (симметричного тиристора). Смотрите: . В англоязычной практике приняты другие названия - диак и триак. На основе этих деталей и работают современные диммеры .
Подключение диммера
Схема включения диммера до невозможности простая - проще не придумаешь. Он включается так же, как и обычный выключатель - в разрыв цепи питания нагрузки, то есть лампы. По установочным габаритам и креплению диммер идентичен выключателю. Поэтому установить его можно так же, как выключатель - в монтажную коробку, и установка диммера не отличается от установки обычного выключателя (). Единственное условие, которое предъявляет производитель - соблюдать подключение выводов к фазе и к нагрузке.
Все диммеры, которые сейчас есть в продаже, можно разделить на 2 группы - поворотные, или роторные (с регулятором - потенциометром) и электронные, или кнопочные, с управлением с помощью кнопок.
При регулировании (диммировании) ручкой потенциометра яркость зависит от угла поворота. Кнопочный диммер в смысле гибкости управления более гибок. Можно подключить несколько кнопок в параллель, и управлять диммером из любого количества мест. Конечно, это теоретически, на практике количество мест управления ограничивается 3-4, а максимальная длина проводов - около 10 метров, причем схема может быть критична к помехам и наводкам. Поэтому надо строго следовать рекомендациям производителя по монтажу.
Цена у диммеров с регулятором и с кнопками отличается на порядок, ведь кнопочный диммер (например, диммер Legrand) как правило собран с . Поэтому гораздо более распространены поворотные диммеры, которые мы и рассмотрим ниже.
Устройство и схема поворотного диммера
Устройство поворотного диммера весьма простое, но может отличаться у разных производителей. При этом основная разница - в качестве сборки и комплектующих.
Схема симисторных регуляторов в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких "выходных" напряжениях и для плавности регулирования.
Принцип действия схемы диммера таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение. Вот как оно появляется.
При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Иными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора, 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 яркости (диммера) . Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется. Симисторы в практической схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение - не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В.
От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы. При минимальном сопротивлении поворотного резистора R1 будет минимальное горение лампы.
При большом желании диммер можно попробовать сделать самостоятельно. Существует большое количество различных схем самодельных диммеров разного уровня сложности. Более подробно со схемами самодельных диммеров можно познакомится в цикле статей Бориса Аладышкина про самодельные светорегуляторы - .
Как отремонтировать диммер
В заключении - несколько слов про ремонт диммеров. Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. В результате, как правило, выходит из строя симистор. Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Лучше сразу ставить мощный, на более высокий ток и напряжение, чем сгоревший. Также бывает выходит из строя регулятор, либо нарушается монтаж.
Диммер можно использовать как регулятор напряжения, подключая через него любую активную нагрузку - лампу накаливания, чайник, утюг. Но главное - мощность диммера (другими словами - максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.