характеристики, принцип работы и схема диммера

Создание комфорта невозможно без правильно подобранного освещения. Особенно это актуально для вечернего времени суток, когда яркий свет от светильника может даже раздражать. Поэтому и было специально разработано устройство, помогающее легко изменять степень освещённости. Этот прибор представляет собой регулятор яркости ламп накаливания 220 В, позволяющий плавно управлять их накалом. При этом такой светорегулятор помогает экономить электроэнергию.

Устройство и виды

Сегодня в продаже можно встретить большое количество светорегуляторов для различных осветительных приборов. Одним из самых недорогих и простых по принципу действия является приспособление, управляющее яркостью свечения ламп накаливания. Всё дело в том, что лампа представляет собой простейшее осветительное устройство.

В лампе накаливания используются свойства определённого типа материала излучать свет при нагреве. Для того чтобы это излучение было видно, температура тела должна превышать 570 °C (красный спектр). Нагрев вещества достигается путём пропускания через него тока. Поэтому в качестве источника излучения должен использоваться тугоплавкий проводник, сопротивление которого току позволит преобразовать электрическую энергию в световую. Всеми этими качествами обладает вольфрам, который и используется в качестве нити накала.

Рабочая температура вольфрама достигает 2000—2800 °C, из-за чего спектр свечения лампы сдвинут в жёлтый цвет. При таких температурах вольфрам окисляется, поэтому для избегания процесса окисления нить помещается в вакуумированную колбу, которая заполняется инертным газом. В качестве газа используется азот, аргон или криптон.

Принцип действия светорегулятора для ламп накаливания построен на изменении степени нагрева вольфрамовой нити в колбе. Достигается это путём регулирования силы тока, проходящей через прибор света. Такие регуляторы называются диммерами. Различные их виды можно встретить в специализированных торговых точках по продаже светового оборудования, но при желании можно изготовить диммер и своими руками.

Его несложная конструкция позволяет собрать и подключить устройство самостоятельно даже людям, которые не имеют специальных технических знаний.

Принцип действия

Своим названием диммер обязан английскому слову dim, которое переводится как «затемнять». По своей сути он является регулятором электрической мощности. Простейшим его видом является реостат, но для изменения световой силы приборов его не используют из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД). Другим его видом является автотрансформатор. Однако крупные его размеры и внушительный вес делают применение автотрансформатора неудобным.

Развитие полупроводниковых приборов позволило использовать для светорегулировки новые технологии, работающие на принципе преобразовании частоты. Таким образом, регуляторы освещения для лампы накаливания разделяют на два вида:

• аналоговые;
• цифровые.

В основе принципа аналогового устройства лежит отбор энергии от осветительного прибора путём изменения сопротивления линии. Например, в случае использования реостата, который представляет собой переменный резистор, происходит изменение сопротивления в цепи с подключённой лампочкой. Для этого последовательно в цепь нити накала включается переменный резистор. Увеличение его сопротивления ведёт к уменьшению силы тока, поступающего на лампу, а значит, нить меньше нагревается, и свечение становится тусклее. Но при таком подходе потребление мощности не уменьшается, её часть выделяется на реостате, приводя к его нагреву.

Неудобства использования аналоговых регуляторов почти полностью решены в цифровых устройствах. В их основе применяется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ), позволяющий управлять подачей мощности к нагрузке. Это достигается путём изменения длительности импульсов при определённой частоте сигнала. Для этого используются коммутационные элементы, которые собираются на транзисторах, работающих в ключевом режиме, и генератор — ШИМ-контроллер. Задача последнего заключается в управлении электронными ключами.

В закрытом состоянии ток через ключ очень мал, а значит, мощность рассеивания ничтожна. В открытом состоянии, несмотря на большой ток, сопротивление также мало, а тепловые потери незначительны. Наибольшее количество тепла выделяется в момент переключения ключа. Изменение светосилы осветителя зависит от периода времени и скважности импульса сигнала, при этом значение тока остаётся постоянным.

Характеристики и возможности

Использование светорегуляторов имеет ряд преимуществ по сравнению с простым включением и выключение света. В первую очередь — это дополнительный комфорт, а во вторую — экономия электроэнергии. Современные приборы позволяют изменять освещение, даже не притрагиваясь к выключателям света из-за возможности использования пульта дистанционного управления. Можно выделить следующие основные преимущества:

• повышение энергоэффективности освещения;
• плавное включение и выключение света;
• продление срока эксплуатации осветительных приборов;
• работа ламп по запрограммированному алгоритму.

Сегодня производители предлагают устройства, различающиеся по виду, стоимости и набору дополнительных функций. Но при этом отмечаются и недостатки. Прежде всего, это чувствительность к перегреву, поэтому в помещениях с высокой температурой их устанавливать не рекомендуется. Кроме этого, из-за особенностей работы прибора возникают радиоимпульсы, которые могут стать источником помех.

Следует знать, что у ламп накаливания отсутствует индуктивность и ёмкость. Они представляют собой инерционные устройства. А это значит, что при уменьшении потребляемой мощности изменяется цветовая температура света. Из жёлтого спектра она сдвигается в сторону красного излучения. Освещение на малой мощности может оказаться неприятным, потому некоторые производители встраивают в свои устройства порог отсечения. При достижении определённой величины лампа сразу отключается. К основным характеристикам прибора относят:

1. Мощность. Этот параметр показывает, какой наибольшей мощности осветитель можно подключить к светорегулятору. При покупке необходимо выбирать устройство с показателем на 15—20% больше, чем планируемая к подключению мощность нагрузки. Это позволит избежать перегрева устройства и выхода его из строя.
2. Степень защиты. Электроприбор должен обладать классом защиты. Минимальный класс должен соответствовать стандарту IP20.
3. Материал контактной группы. Лучше всего, если используются медные контакты, но часто применяется и сплав.
4. Тип управления. Он может быть поворотным, кнопочным, сенсорным или дистанционным.
5. Вид установки. Такие приборы могут быть встраиваемыми или выносными. Первого вида устройства предназначены для расположения вместо выключателя освещения. Приборы второго типа подключаются к розетке с напряжением 220 вольт и имеют собственную розетку, в которую уже включается непосредственно лампа.

Производители приборов

Покупая устройство, не в последнюю очередь нужно обращать внимание на его производителя. Приобретение некачественного товара может привести к возникновению пожара, поэтому лучше отдавать предпочтение известным производителям. Обычно они имеют обширную сеть сервисных центров, благодаря чему гарантийный ремонт осуществляется в кратчайшие сроки, но чаще всего изделие просто меняется на новое.

К лидирующим компаниям, выпускающим диммеры для ламп накаливания, относят:

1. Legrand. Французская компания, специализирующаяся на электротехнической продукции. Она занимает одну из лидирующих позиций на рынке и считается надёжной и безопасной. Большим спросом пользуются ее серии Valena и Celiane.
2. Schneider Electric. Их продукция отличается простотой установки и безопасностью в процессе эксплуатации. Популярные серии: Merten, Прима, Sedna.
3. Ноотехника Агат. Российский производитель электрофурнитуры. Продукция отвечает высоким стандартам европейского качества. Чаще всего при покупке обращают внимание на дистанционный диммер Агат-Д-1000.
4. ABB. Светорегуляторы шведско-швейцарского производителя выполнены в оригинальном дизайне и представлены на рынке в широком ассортименте. Их продукция Busch Duro считается классикой светоуправляющих приборов.
5. Makel. Производитель из Турции зарекомендовал себя качественным и надёжным изготовителем, выпускающим продукцию в основном бюджетного класса. Серии Defne и Lilium Natural Kare смогут удовлетворить любого покупателя.
6. LN-MINI. Базирующаяся в Гонконге фирма известна своими миниатюрными диммерами, предназначенными для установки в настольные лампы.
7. Lezard. Дочерняя компания турецкой фирмы DERNEK GRUP. С каждым годом её продукция становится всё более популярной. Наиболее известная серия — Mira.

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.

Простые схемы можно выполнять навесным монтажом, а вот для сложных устройств понадобится изготовить печатную плату. При самостоятельной сборке прибора любой сложности следует быть внимательным и соблюдать аккуратность, так как работы связаны с опасным для жизни напряжением 220 вольт.

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	22-100 нФ, 300 В
C2	22-100 нФ, 300 В

Светорегулятор на микроконтроллере

Такого типа схемы используются в диммерах с возможностью дистанционного управления. Главным элементом устройства является микроконтроллер DD1. Через делитель напряжения R8-R10 сетевое напряжение поступает на вход контроллера. Переход синусоидального сигнала через ноль характеризуется падающим фронтом напряжения, что вызывает прерывание программы микросхемы.

Элементы VD3-VD4 образуют стабилизированный однополупериодный выпрямитель. Конденсатор С6 и резистор R6 нужны для защиты параметрического стабилизатора. Для сборки такого прибора своими руками понадобится изготовить печатную плату, а уровень знаний по радиоэлектронике должен быть средним.

Конденсаторы C1 и C2 играют роль фильтра и предназначены для сглаживания выпрямленного напряжения. Через диод VD1 в случае пропадания напряжения в сети 220 В происходит разряд C5. На транзисторе VT1 собран ключ, разряжающий C4 при взаимодействии пользователя с сенсорной пластиной. В качестве неё можно использовать даже самодельную металлическую пластину, приклеенную с обратной стороны клавиши любого выключателя.

Симистор должен быть рассчитан на максимальное рабочее напряжение не менее 600 вольт, а его ток обязан превышать требуемый нагрузкой в два раза. Если на четвёртом выводе микроконтроллера присутствует единица, тогда симистор закрыт. Для его открытия формируется импульс сигнала длительностью не менее 15 мкс.

Радиоэлемент устанавливается на радиатор. В качестве фотоприёмника используется любой фотоэлемент с несущей частотой инфракрасного сигнала 36 кГц.

Диммер для лампы накаливания своими руками. Схема и описание

Основной функцией предлагаемой схемы является регулировка яркости свечения ламп накаливания, питаемых от электросети 220В. Печатная плата разработана таким образом, чтобы она помещалась в распределительную коробку, заменив собой стандартный выключатель освещения.

Без дополнительного радиатора схема может управлять нагрузкой до 200 Вт, а в случае применения дополнительного охлаждения, мощность лампы зависит в основном только от допустимого тока используемого симистора.

Регулирование яркости свечения ламп накаливания не является единственным применением данного устройства. Его можно также использовать для плавной регулировки мощности других потребителей переменного тока, а также для регулировки мощности коллекторных двигателей (например, дрели, шлифовальной машины). Схема может способствовать получению значительной экономии в потреблении электроэнергии.

Характеристики диммера для лампы накаливания

• максимальная нагрузка 2,5 кВт
• низкий уровень создаваемых помех
• возможность работы в качестве регулятор оборотов или как диммер для традиционных ламп накаливания
• размеры печатной платы: 55 х 55 мм
• питание: 220 вольт

Регулировка мощности потребителей переменного тока не является легким делом. Самым простым, но и одновременно наименее эффективным способом является применение сопротивления, включенного последовательно с нагрузкой. Однако при этом плавная регулировка мощности в данном случае практически невозможна.

Раньше частным случаем такого способа регулирования было включение термистора последовательно с лампой накаливания малой мощности, например, ночника. В этом случае использовались термисторы большой мощности, применяемые в ламповых телевизорах для защиты нитей накаливания от повреждения в момент включения питания. Это было довольно привлекательным решением, но в настоящее время, подобные термисторы трудно найти.

Другой, пожалуй, лучший метод регулирования мощности нагрузки 220В является применение автотрансформатора (ЛАТР). Это решение практически лишено недостатков, за исключением двух: высокой стоимости автотрансформатора и его больших размеров. Зато огромным преимуществом применения так называемых автотрансформаторв, является получение на выходе неизмененного синусоидального сигнала и возможность повышения или понижения напряжения.

Автотрансформатор, схема которого можно видеть на рисунке ниже, является бесценным инструментом в мастерской радиолюбителя. Он позволяет тестировать устройства, питаемых от электрической сети и проверять их устойчивость от перепадов питающего напряжения.

Мы же рассмотрим дешевую и простую схему, работающую по принципу фазного регулирования. Как видно, схема очень простая и состоит всего из нескольких элементов. Самым интересным из них является динистор DB3 (Diac). Применение именно этого элемента позволило разработать простую схему.

Принцип действия динистора заключается в следующем: он не проводит ток пока напряжения на нем ниже определенного порогового значения, как правило 12…20В. Однако, если это напряжение будет превышено, динистор начинает проводить ток пока напряжение не упадет до значения близкого к нулю. Второй, очень важной особенностью диака является тот факт, что полярность напряжения для него совершенно не имеет значения, что позволяет применять этот элемент в цепях переменного тока.

Действие этого полезного радиокомпонента лучше всего иллюстрирует следующий рисунок.

Давайте теперь обсудим работу нашего диммера. Анализ его работы мы начнем в момент перехода сетевого напряжения через ноль, когда напряжение на конденсаторе C1 также близко к нулю. Напряжение в сети начинает нарастать, заряжая конденсатор C1 через резистор R1 и потенциометр P1.

Понятно, что скорость заряда зависит от величины последовательно соединенных сопротивлений R1 и P1, и, следовательно, с помощью потенциометра P1 можно изменять эту скорость в широких пределах.

В какой-то момент напряжение на конденсаторе C1 достигает значения пробоя динистора. Динистор разряжает конденсатор через управляющий вывод симистора Q1. Симистор открывается, включая нагрузку замыкает цепь заряда конденсатора С1 предотвращает его перезарядку.

При следующем переходе напряжения через ноль, симистор выключается, конденсатор C1 снова начинает заряжаться, и весь цикл повторяется сто раз в секунду. Понятно, что чем меньше зарядится конденсатор C1, тем меньше по времени будет открыт симистор и соответственно меньшая мощность поступит на нагрузку.

Таким простым способом мы получаем плавную регулировку мощности практически от 0 до 99%. Работу схемы лучше всего иллюстрирует следующий рисунок. Дополнительные два элемента, дроссель D1 и конденсатор С2, служат для устранения серьезного недостатка схемы: генерации радиопомех помех.

В схему добавлен резистор R2 (его значение необходимо подобрать). Назначение данного резистора — поддерживать нить накала лампы в «теплом» состоянии. Это хороший способ увеличить срок службы ламп накаливания, которые чаще всего перегорают в момент их включения, поскольку холодная нить имеет низкое сопротивление. При использовании резистора R2 протекающий через лампу ток, ничтожно мал.

Внимание. Диммер во время работы находится под опасным для жизни напряжением сети 220 вольт! Монтаж и настройку производить только при полном отключении от сети. Если вы не уверены в своих силах, то попросите помощь в сборке данного устройства более опытного специалиста.

Как сделать диммер для ламп накаливания своими руками?

Многие владельцы частных домов и квартир предпочитают всячески управлять освещением в своем помещении. Одним из многих вариантов является регулятор яркости для ламп накаливания. Для таких целей используют специальные устройства, называемые диммерами. Существует множество моделей данного девайса, но стоимость многих из них не по карману обычному покупателю. При необходимости возможно собрать диммер для ламп накаливания своими руками, имеется несколько вариантов его изготовления. Эти устройства могут быть 12- и 220-вольтовые.

Устройство

Чтобы сделать диммер своими руками, потребуется подробно изучить принцип его действия и внутреннее устройство. Простейшие из этих девайсов имеют ручку, поворачивая которую можно регулировать освещение, и выведенные клеммы для подключения проводов. Таким устройством управляют яркостью ламп двух видов — галогенных и накаливания. С развитием электроники стали появляться диммеры для регулирования мощности люминесцентных и светодиодных ламп.

Внутреннее устройство диммера

В более ранние времена для изменения этого параметра у ламп накаливания применяли резисторы. Мощность таких деталей рассчитывалась не меньше нагрузочной. Минусом таких приспособлений являлась потеря мощности при снижении яркости света.
Наиболее часто их применяли в больших общественных залах, театрах и т. д. Принцип работы прибора основан на использовании симистора и динистора, являющихся современными полупроводниковыми приборами.

По конструкционным особенностям диммеры можно классифицировать по следующим типам:

• поворотные, где управление выполняется при использовании ручки – электронные;
• кнопочные управляются при помощи специальных кнопок – групповые;
• дистанционные, которые работают при помощи дистанционного пульта.

Кнопочный диммер более многофункционален, чем поворотный. Это связано с тем, что если в цепь завязать нужное количество кнопок, управление можно осуществлять с разных мест. Длина проводов, используемых для подключения диммера, не должна превышать 10 метров. Это связано с возникновением помех.

Кнопочный диммер

Мало кто знает, что при помощи самодельных регуляторов мощности можно изменять температуру паяльника, контролировать обороты вытяжного вентилятора. Также он отлично подойдет для пылесоса или дрели, у которых можно регулировать их скорость вращения.

Подключение диммера

Схема диммера для ламп накаливания довольна простая. Он подключается вместо обычного выключателя в разрыв цепи в монтажную коробку. Необходимо соблюдать предписания изготовителя, согласно которым нельзя путать выводы для подключения фазы и нагрузки. Для сборки диммера своими руками не понадобится много дорогих деталей, подойдут симисторы, рассчитанные на определенную мощность. Существует два варианта подключения — одинарный и групповой. Первый вариант подразумевает подключение в цепь с одним или несколькими источниками света, которые объединены в группу. При групповом способе принципиальная схема будет насчитывать несколько диммеров, согласно количеству групп освещения.

Групповое подключение светорегулятора

При подключении светорегулятора вместо двухклавишного выключателя работа светильника немного изменится. Теперь будет другим подсоединение проводов и лампы накаливания, их не получится включать групповым способом. Фазу необходимо подсоединить на фазный вывод диммера, а остальные два присоединяются на соседнюю клемму. Для осуществления прежнего освещения потребуется групповой светорегулятор.

Изготовление

Как указывалось ранее, существует множество схем, с помощью которых умельцы изготавливают устройства, способные регулировать значение напряжения для осветительных приборов. Можно выделить несколько наиболее популярных элементов, используемых для сборки данных устройств:

• симистор;
• тиристор;
• конденсатор;
• применение готовых микросхем.

Принцип работы диммера на симисторе

Данный светорегулятор работает от сети 220 В. В основу его действия заложено открытие силового ключа за счет смещения фазы. Главным элементом схемы является RC-цепочка, которая у каждого устройства разного номинала. Силовым ключом выступает симистор. Работа схемы заключается в пропускании симистором через себя тока. Для этого необходимо возникновение напряжения между его электродами. Чтобы регулировать смещение фазы, и тем самым угол открывания, в цепочку впаивается переменный реостат, который предназначен для регулировки быстроты заряда конденсатора. В цепь с управляющим электродом ставится динистор. Время, за которое конденсатор наберет пороговое напряжение, влияет на быстроту открытия симистора, а значение нагрузок будет прямо пропорционально зависеть от величины этого напряжения.

Принцип работы диммера на симисторе

При наличии принципиальной схемы такой диммер на симисторе можно собрать менее чем за час.

Как работает диммер на тиристоре?

Данный светорегулятор могут собрать умельцы, у которых есть различные радиодетали, из которых можно выбрать тиристоры с необходимыми параметрами. Этот самодельный диммер будет немного отличаться схемой и является более трудным в сборке. В нем для каждого ключа устанавливается отдельный динистор и тиристоры для полуволн.

Для работы данной схемы применяются две параллельные цепочки резисторов. Через одну цепь резисторов проходит заряд конденсатора, где в свою очередь происходит нарастание порога открывания ключа, при открытии которого на электрод управления подается ток и проходит положительная полуволна. Отрицательная фаза пропускает волну таким же образом через другой ключ.

Важно знать, что использовать диммер на тиристоре не получится для приборов освещения, в которых устанавливаются светодиодные, люминесцентные и экономные лампы.

Конденсаторный диммер и принцип его действия

Помимо регуляторов, рассчитанных на плавность управления освещением, также распространены устройства, работающие за счет конденсатора. В этом случае на передачу тока влияет емкостная величина. Соответственно, с увеличением емкости конденсатора через его полюсы пройдет ток большего значения. Данный диммер-регулятор является достаточно компактным.

В основном схемы для таких устройств сочетают в себе три различных положения:

• Без ограничения мощности.
• Через конденсатор гашения.
• Перекрытое положение (режим «выключено»).

В схеме такого диммера обычно используют неполярные конденсаторы. Найти их можно в электротехнике старого образца. Используя схему, можно своими руками собрать светорегулятор и управлять значением напряжения на лампочке в светильнике.

Использование микросхем для пониженного напряжения

В цепях с постоянным напряжением, рассчитанным на 12 вольт, регулировка мощности часто выполняется при помощи интегральных стабилизаторов, называемых КРЕНами. Использование таких устройств позволяет регулировать электрические двигатели малой мощности и светодиодное освещение. Чтобы обеспечить удобство монтажа деталей, используют микросхему. Готовый диммер будет не только выполнять функции регулировки, но и обеспечивать защиту электрооборудования.

Микросхема для сборки светорегулятора

Использование микросхемы КРЕН обеспечивает управление значением напряжения от 1,5 В до 30 В, а тока до 7,5 А. Во время сборки устройства нужно обратить внимание на следующие нюансы:

• Для охлаждения микросхемы необходим радиатор, что обусловлено ее нагреванием при выделении тепла. Это является существенным недостатком, так как занимается лишнее место на плате.
• Установленные диоды должны быть рассчитаны на ток не более 12 А и напряжение от 50 В.
• Силовой трансформатор устанавливается мощностью не менее 0,25 кВт.

Принцип действия схемы прост. На электроде управления за счет переменного резистора образовывается основное напряжение. С помощью стабилизатора можно регулировать этот параметр от максимальных 12 вольт до десятых его долей.

Вариант с цифровой микросхемой

Для выполнения регулировки осветительных приборов со светодиодными лампами обычные светорегуляторы не подходят, потому что для их включения необходимо 9 В. Такой диммер можно собрать, используя микросхему NE555. При возникновении потребности в плавной регулировке освещения в данную схему можно подключить и лампы на 12 В. Мощность здесь усиливает полевой транзистор. Это связано с тем, что у микросхемы выходной ток составляет 0,2 А.

Диммер цифрового типа

При увеличении нагрузки свыше 1 А потребуется установка транзистора на радиатор, который можно выполнить из любого подходящего материала. Для защиты этой детали от статических помех потребуется перемотать выходящие ножки фольгой из алюминия или медной проволокой.

Монтаж диммера можно произвести на текстолите с оболочкой из фольги. Такой материал применяется для изготовления печатных плат. Материал корпуса выбирается на усмотрение исполнителя работы.

Большинство современных диммеров – китайского производства. Не все светорегуляторы добротного качества. Иногда лучше изготовить диммер своими руками, чем переплатить деньги за быстро вышедшее из строя устройство.

Плавное включение ламп накаливания 220в: схема, подключение

Вольфрамовая нить лампы накаливания быстро изнашивается, истончается от частых включений и выключений, не каждый может себе позволить часто менять лампы. Решается эта проблема двумя способами. Можно просто реже выключать светильник (наибольший износ происходит при повторном включении лампы накаливания), а можно купить или собрать самостоятельно устройство плавного включения по схеме. О таком самодельном аппарате и пойдёт речь в этой статье.

Принцип действия

Внешне такой регулятор (его ещё называют диммер) выглядит очень просто, пользоваться им легко – вы крутите регулятор в одну сторону – напряжение повышается, лампа накаливания потихоньку разгорается; крутите в другую сторону – регулятор пропускает больше вольт, свет становится ещё ярче.

Главные детали в такой мини-конструкции чаще всего – это так называемые полупроводники, тиристор или симистор.

Рассмотрим несложную схему:

Резисторы R1 и R2. Между ними подключен динистор DB3. Когда напряжение на конденсаторе C1 доходит до предела открытия динистора, на симистор VS1 поступает импульс, и через него идёт ток на лампу.

Вторая схема регулятора напряжения для лампы накаливания. Схема сложней, менее популярна среди радиолюбителей и выглядит, например, так:

Питание из сети 220в по одному проводу поступает на предохранитель (на схеме FU1 5А), по второму на тиристоры VS1 и VS2. Резистор переменного напряжения и тока R2 регулирует выходной сигнал. Через диоды VD1 и VD2 сигнал поступает на электрод одного тиристора, и он становится открытым.

В первой схеме используется симистор, во второй два тиристора.

Такой регулятор включения не подойдёт для люминесцентных и светодиодных ламп; у них внутри есть собственные регулирующие аппараты, автоматически понижающие напряжение, и они будут препятствовать сторонним преобразователям. Для люминесцентных и светодиодных систем изготовляются другие аппараты.

Делаем своими руками устройство плавного включения

Ничего сложного в сборке нет. Даже человек, далёкий от работы с электричеством, сможет собрать регулятор самостоятельно. Главное строго следовать инструкциям и не торопиться.

Подготовительные работы

Для того, чтобы сделать плавное включение ламп накаливания на напряжение 220в, нужно, во-первых, держать перед глазами схему регулятора. Во-вторых, приготовить необходимые детали, которые можно поискать в ненужной аппаратуре, выпаять из схем. Тиристоры и симисторы встречаются в такой технике, как:

• Старые телевизоры.
• Дрели и перфораторы.
• Платы новогодней гирлянды.
• Бытовые и производственные фены.
• Зарядные автомобильные устройства.

Тиристоры и симисторы могут пропускать токи как высокой, так и низкой частоты. Потому их можно использовать, например, для трансформатора сварочного аппарата.

Сборка регулятора

Наиболее популярны регуляторы с использованием симистора.

Он имеет пять так называемых p-n переходов и может пропускать ток в обоих направлениях. Когда он открывается, то пропускает через себя часть номинальной мощности. Это своего рода электронный ключ, при большем открытии которого потребитель получает больше мощности.

Итак, начнём по порядку. Нам дополнительно понадобятся:

• Резистор мощностью на 10 кОм.
• Динистор.
• Постоянный резистор на 100 кОм.

Сам симистор нужно выбирать под нагрузку, на которую будет подключено устройство для плавного включения ламп накаливания. Кроме этого, советуем предусмотреть в схеме радиатор, чтобы симистор не перегревался (а греться он может в самом деле сильно).

Делаем в таком порядке:

• Один провод питающей сети присоединяется к лампочке накаливания, другой – к выводу симистора.
• От этого же вывода сим-ра – к выводу переменного рез-ра.
• Второй вывод переменного рез-ра через динистор и потом рез-р (на 10 кОм) идёт на второй вывод сим-ра.
• Третий контакт сим-ра идёт на второй контакт лампочки.
• Третий контакт постоянного рез-ра (100 кОм) тоже на второй контакт лампочки.

Меняя положение регулятора, стоящего на переменном резисторе, мы меняем выходное напряжение, и лампочка накаливания разгорается пропорционально этой регулировке.

Таким простым способом мы собрали регулятор яркости лампы накаливания.

Перечисленные пункты можно использовать как краткую инструкцию. Но сначала рекомендуем ознакомиться с видео, из него мы и подготовили для вас выдержки, которые можно выписать, как напоминалку.

Советуем посмотреть видео:

Можно придать регулятору более фирменный вид, заводской, сделать его полноценным.

Рекомендуем посмотреть данное видео:

Применение устройства плавного включения

Встречается во многих сферах энергетики и электротехники.

Применяется:

• На вентиляторном оборудовании.
• На конвейерах.
• В центрифугах.
• Поршневых компрессорах.
• И в другой технике.

Схема плавного включения чаще всего применяются для работы освещения или двигателей. Как правило, двигателей асинхронных, переменного тока, с короткозамкнутым ротором.

В заключение

Каждая часть электрического аппарата должна, на наш взгляд, использоваться по максимуму. Ведь лампы могут служить дольше, старые схемы из сломанной аппаратуры могут применяться как запчасти.  Отработавшую технику принимают также в специальные пункты приёма электроники и электроаппаратуры.

Ждём ваших комментариев! Делитесь статьёй в социальных сетях, чтобы больше людей заинтересовались повторным использованием электроники и не только электроники!

Диммер для ламп накаливания — устройство и принцип работы

Сила света в помещении не только связана с каким-то занятием или работой, которая выполняется, но и влияет на настроение. Можно включить одну, две, три или большее число лампочек. Но имея возможность плавной регулировки силы света, можно получить намного больше вариантов освещения. Для этого и был придуман диммер. Он появился как регулятор света лампы накаливания. С галогенными лампочками он также будет нормально работать. Но при этом диммеры могут выполнять функцию сохранения ламп и на несколько лет продлевать срок их службы.

Об этом, а также о других нюансах, связанных с диммерами, расскажем в статье далее.

Конструктивные особенности

Перед тем как подключить диммер к тем или иным устройствам, не будет лишним получить общее представление о том, как он работает. Для этого надо вспомнить о параметрах напряжения в сети 220 В. Они следующие:

• напряжение переменное;
• форма синусоидальная;
• частота 50 Гц;
• действующее значение напряжения равно 220 В;
• амплитудное значение напряжения 311 В.

Отображение сетевого напряжения 220 В на экране осциллографа

На изображении показана только часть синусоиды. Реально эта синусоида распространяется вправо в течение всего времени существования напряжения. Если применить специальный переключатель, который также будет иметь период срабатывания, соответствующий синусоиде, он сможет отключать нагрузку в определенный момент. Таким коммутатором и является диммер.

Осциллограммы напряжений

Как диммер влияет на амплитуду напряжения

На изображении-осциллограмме зеленым цветом показана та часть синусоиды, которая пропускается к нагрузке. Она выбрана для примера. Горизонтальная желтая линия соответствует включенному состоянию диммера. Вертикальная желтая линия иллюстрирует процесс выключения его электронного ключа. Именно появление полупроводниковых приборов, работающих в ключевом режиме, и обеспечило возможность создания этих светорегуляторов.

Горизонтальная желтая линия может быть любой длины в пределах полуволны синусоидального напряжения. На изображении она примерно равна половине от своей максимальной длины. Это значит, что электронный ключ пропускает только половину синусоидального напряжения. Поэтому на нагрузке действующее напряжение будет примерно равно 110 В. Если желтая линия будет короче, чем на изображении, значит, действующее значение напряжения будет в пределах от 0 и до 110 В в зависимости от ее длины. Если она будет длиннее, значит, это напряжение находится в пределах от 110 до 220 В.

Если напряжение, пропускаемое электронным ключом, изменяется до его срабатывания, значит, этот ключ срабатывает на отключение. Такими электронными ключами являются запираемые тиристоры и транзисторы. Если наоборот, после срабатывания ключа, значит, это обычный тиристор. Транзистор и запираемый тиристор являются универсальными ключами и могут выполнять функции любого типа ключей.

• Диммеры вносят большие искажения в напряжение на нагрузке. По этой причине они должны применяться только в тех случаях, когда не появляются существенные потери из-за искажения синусоидальной формы напряжения. Поэтому применение такого регулятора оправдано только для коллекторного двигателя.

Популярные бренды и рекомендации при подключении

Поскольку рынок полупроводниковых приборов наполнен огромным разнообразием изделий, на их основе существует также огромное разнообразие диммеров. Однако по мере их использования выявляются модели, которые более надежны и долговечны, и по этой причине они становятся более востребованными. Ведь кроме функций регулирования необходимо еще и стабильно поддерживать выбранный режим питания нагрузки. Это особенно важно, если подобная функция задействована в дизайне интерьера. Примером может быть нить лампы, горящая вполнакала весь рабочий день где-то в витрине или в ресторане над столиком.

Из недорогих, так называемых бюджетных марок хорошо зарекомендовали себя регуляторы фирмы MAKEL. Во многих моделях встроены плавкие предохранители. Причем их применено два, и один из них запасной. Подключение диммера к нагрузке через предохранитель защищает его от короткого замыкания. Однако по опыту многих пользователей эта мера безопасности обычно остается невостребованной, так как запасной предохранитель не находит применения. Его не устанавливают вместо сгоревшего предохранителя. Короткие замыкания в домашних осветительных системах встречаются редко.

Модель диммера со встроенными предохранителями

Рассматриваемая модель является хорошим примером, который показывает, как правильно подключить диммер. Ее клеммы изображены далее с пояснением их обозначения.

Особенность этого регулятора фирмы MAKEL такая же, как и у многих других моделей, которые подключаются одним проводом к фазе, а другим проводом к нагрузке. Если провода перепутать, возможна поломка. Однако не все модели чувствительны к положению фазного провода в клеммах. Далее будет показана модель марки Legrand, к которой можно подключать провода, не задумываясь об их соответствии клеммам.

Клемма для присоединения фазного провода обозначена перечеркнутым кругом

• Используя диммер, схемы включения надо выбирать в соответствии с его инструкцией по эксплуатации.
• При подключении диммера надо обязательно убедиться в соответствии его паспортных данных по мощности с параметрами нагрузки. Обычно мощность указана на самом изделии, на корпусе.
• Планируя систему освещения, рекомендуется получить больше информации о наиболее популярных моделях. Существуют бренды, в изделиях которых есть так называемая фишка. Например, фирма Legrand под торговой маркой VALENA в свои диммеры встраивает выключатель специальной конструкции. Он совмещен с поворотным регулятором. Нажатием на него нагрузка отключается или снова подключается к сети. Получается диммер вместо выключателя. При этом этот прибор снабжен надежной схемой, которая не ломается при замыканиях в нагрузке.

Примером регулятора фирмы Legrand, который не чувствителен к фазному проводу, может быть модель, показанная далее. На его корпусе приведена схема подключения диммера, которая наглядно показывает универсальность положения фазного и нулевого проводов относительно клемм.

• Неправильное присоединение фазного провода – это наиболее частая причина поломки прибора. Перед его подключением надо обязательно разобраться с его конструктивными особенностями. Если фазовый провод надо присоединять только к одной из двух клемм, перед этим необходимо проверить выключатель и только после этого подключить регулятор. Выключатель должен располагаться между фазовым проводом и светильником. Схема подключения диммера всегда указывается либо на самом изделии, либо в его технической документации. Индикаторная отвертка светится только от прикосновения к фазному проводу.
• Выполняя подключение диммера с выключателем, также рекомендуется уточнять детали присоединения к фазному проводу и при необходимости выявлять этот провод индикаторной отверткой. И обычный, и проходной выключатель с диммером рекомендуется монтировать между фазовым проводом и лампочкой.

Модель с универсальным подключением нулевого и фазного проводов

Фирмой Legrand наряду с другими производителями выпускаются модели с отдельной дополнительной клавишей. Ее можно применить, присоединив либо вместе с регулятором, либо к отдельному светильнику. Это дополнительное удобство, которое позволяет включать регулируемый светильник с такой же яркостью, какая была при его выключении.

При этом в одном корпусе совмещаются два самостоятельных устройства. Такую модель удобно применить как проходной диммер. Но во всех моделях предусмотрен разрыв электрической цепи с нагрузкой при повороте регулировки в крайнее левое положение. Однако при этом настройка яркости света при повторном включении делается заново.

О продлении срока службы ламп накаливания

Теперь комментарий о важнейшей сберегающей функции диммера. Дело в том, что обычный срок службы лампочки накаливания около 1 000 часов. Но в это время она используется для стопроцентной мощности. Если ее уменьшить на 25%, продолжительность работы возрастает многократно. Опыт таких наблюдений есть.

Лампочки накаливания – это самый приемлемый источник света для освещения лестничных площадок и подъездов. Для этого достаточно 75-ваттной лампы накаливания. Но можно использовать и 100-ваттную лампу с диммером, ограничив ее мощность. При этом ее свет по силе будет таким же, как и у 75-ваттной.

• По наблюдениям сотрудников коммунальных служб, которые внедрили у себя такое освещение, лампочка, которая светит с ограничением мощности, может прослужить около десяти лет. Поэтому установка диммера, который ограничивает мощность всех лампочек, начиная от входа в подъезд и выше по этажам, дает ощутимый экономический эффект. Если заменить эти лампы накаливания энергосберегающими или светодиодными, высока вероятность их хищения.

Сделать монтаж диммера в распределительном щите жилого дома не сложно. На рынке есть много разных вариантов исполнения этих приборов для различных инсталляций. В том числе и для монтажа на DIN-рейку. Одна из таких моделей показана далее на изображении.

Диммер модульной конструкции для монтажа на DIN-рейку

Перед тем как установить диммер в жилых и офисных помещениях, можно разобрать выключатель, вмонтированный в стену. Своими основными размерами большинство моделей настенных светорегуляторов повторяют выключатели. Напоминаем, что перед присоединением регулятора в разобранном посадочном месте надо найти при помощи индикаторной отвертки фазовый проводник и присоединить его соответственно используемой модели.

Аналогичную проверку надо сделать, если есть намерение использовать диммер на проводе взамен проводного выключателя, подключенного к торшеру, бра или настольной лампе. После этого регулятор станет не только выключателем, но и важным элементом для оформления интерьера. Теперь светильник может служить ночником. Но если при сочетании диммера с любыми лампами накаливания у пользователя никаких проблем не возникает, с энергосберегающими и светодиодными лампами могут быть сложности.

Проводной диммер

Не все модели этих источников света поддаются регулированию. Только лампы с надписью «Dimmable» могут использоваться со светорегулятором. Эту особенность источников света следует учитывать при покупке.

Плавное включение ламп накаливания 220в: схема подключения и устройство

Содержание статьи:

Светодиодные лампы становятся всё более популярными, но невзирая на этот факт лампами накаливания до сих пор пользуются миллионы людей, во многом благодаря малой розничной стоимости. В данную категорию входит не только лампочка накаливания традиционной формы, но и галогенные источники освещения с цоколем типа GU4 или GU5,3.

Причины преждевременного перегорания

Диммер для лампы накаливания

В подавляющем большинстве случаев лампы накаливания перегорают при включении, когда у спирали наименьшее электрическое сопротивление. Холодная нить накала обладает в 10 раз меньшим сопротивлением, нежели разогретая. В итоге при зажигании лампы показатель тока достигает отметки 8 А, что может оказаться критическим для холодной спирали.

Продлить эксплуатационный срок источника освещения поможет УПВЛ – плавное включение ламп накаливания 220 В, схема которого несложна. Задача такого прибора – постепенное повышение напряжения на нагрузке, резкие рывки тока в первые секунды после зажигания исключаются. Плавный прогрев спирали даёт возможность увеличить ресурс лампы в 2-3 раза, вместо заявленных 1000 часов.

Принцип работы

Строение диммера и принцип работы

Для размеренного повышения подаваемого напряжения достаточно, чтобы фазовый угол нарастал всего за 2-3 секунды. Рывок тока сглаживается, что способствует плавному разогреву спирали.

При зажигании лампочки полуволна отрицательного типа подаётся сквозь диод, показатель питания при этом равняется лишь половине напряжения. Заряд конденсатора происходит в положительный полупериод. Когда показатель напряжения на нём повысится до показателя открывания тиристора, на источник освещения подаётся полное сетевое напряжение и он светится в полный накал.

Готовые решения

Существует масса УПВЛ от российских и зарубежных брендов, которые дают возможность реализовать плавное включение света. Стоимость таких устройств напрямую зависит от их функциональности. Одни модели взаимодействуют исключительно с лампами накаливания, другие дополнительно взаимодействуют с галогенными лампочками. Даже бюджетные модели способны долгое время переносить нагрузку до 300 Вт.

Постепенное включение лампочки можно реализовать также посредством фазового регулятора. Его конструкция схожа с УПВЛ, но система управления сложнее и регулятор способен выдерживать большую нагрузку. Размеры устройства устанавливаются габаритами радиатора, который отводит тепло от силового компонента схемы.

Каждое устройство, которое гарантирует постепенное зажигание ламп накаливания, подсоединяется к электрической цепи последовательно, в разрыв нулевого провода или фазного. Напряжение в нагрузке нарастает определённый промежуток времени, который является фиксированным и не регулируется. Это время задаётся производителем и может составлять до 3-х секунд.

Схемы подключения

Чтобы плавное зажигание лампочки было эффективным, необходима специальная электросхема. С ее помощью можно понять, как функционирует УПВЛ и каково его внутреннее строение.

Обычно при подсоединении такого прибора используют самые простые схемы на тиристорах. Несколько реже применяется специальная схема с интегрированным симистором. Кроме данных блоков можно использовать полевые транзисторы, которые функционируют аналогично устройствам постепенного включения.

Плавное включение ламп 220 В: схема на тиристоре

Тиристорная схема

Тиристорная схема проста и её нетрудно сделать самостоятельно.

Цепь выпрямительного моста использует лампу в качестве нагрузки и токоограничителя. На плечи выпрямителя устанавливают цепь сдвигающегося типа и тиристор. Установка диодного моста обуславливается спецификацией функционирования тиристора.

После подачи напряжения на схему ток начинает проходить сквозь нить накала и приходит на мост, а электролит тем временем заряжается при помощи резистора. Он начинает открываться при достижении предела напряжения тиристора, после чего сквозь него проходит ток от лампы. В итоге нить из вольфрама разогревается плавно. Время её разогрева напрямую зависит от ёмкости конденсатора и встроенного в схему резистора.

Плавное включение ламп 220 В: схема на симисторе

Прибор на симисторе

В данной схеме меньше компонентов, благодаря применению симистора в качестве силового ключа.

Дроссель, предназначающийся для ликвидации разнообразных помех при открытии силового ключа, из общей сети можно убрать. Поступающий на главный электрод ток ограничивается посредством резистора. Задающая время цепь реализована на ёмкости и резисторе, которые питаются с помощью диода.

Функционирует представленная схема аналогично предыдущей. Конденсатор открывается когда заряжается до величины напряжения открытия симистора, а после сквозь него ток поступает на лампу.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1

Для создания регулятора плавного зажигания ламп можно использовать специальную микросхему маркировки кр1182пм1.

В такой конструкции сама микросхема выполняет регулировку напряжения на лампе с нитью накала мощностью до 150Вт. Для управления более высокой нагрузкой, большей численностью осветительных приборов синхронно в цепочку управления нужно включить вспомогательный силовой симистор.

Данные устройства способны плавно включать не только лампочки накаливания, но и галогеновые на 220 В. Фазовые регуляторы также устанавливают в электрический инструмент, они плавно запускают якорь мотора, в разы продлевая эксплуатационный срок приборов.

Регулятор освещения для лампы накаливания категорически запрещено устанавливать совместно с люминесцентными и светодиодными светильниками. Их принцип функционирования и схемотехника совершенно разные. Каждая из таких ламп обладает собственным устройством постепенного разогрева.

Подключение с использованием блока защиты

Схематическое подсоединение к сети блока защиты не вызовет труда при монтаже устройства. Подключается прибор двумя различными методами, что напрямую зависит от напряжения применяемых лампочек.

Если в осветительных приборах используются лампы на 220 В, блок защиты подсоединяется в цепь последовательным образом. Полярность проводки значения не имеет, главное – блок должен быть подключён в разрыв провода с фазой, то есть последовательно с выключателем.

Если применяемые лампы обладают меньшим напряжением (6 -24 В) и подсоединены к сети посредством понижающего трансформатора, блок защиты нужно подсоединять со стороны прихода 220 В.

Как изготовить блок защиты самостоятельно

Создать блок защиты можно по такой схеме:

Принцип функционирования блока:

1. На старте полевой транзистор пребывает в закрытом состоянии. К нему поступает стабилизационное напряжение. Лампочка при этом не горит.
2. Резистор (R1) и диод (VD1) передают напряжение на конденсатор (C1), вследствие чего он начинает заряжаться до 9,1 В. Это предельный показатель, ограниченный характеристиками стабилитрона.
3. При достижении установленного напряжения транзистор начинает открываться, а сила тока повышаться. В токовом состоянии напряжение уменьшится, а спираль лампочки начнёт постепенно разогреваться.
4. Уровень разрядки конденсатора контролируется вторым резистором. За счёт этого конденсатор продолжает разрядку после отсоединения питания.

Применение блока защиты даёт возможность выполнить постепенный пуск ламп с нитью накала. Он предохраняет их от негативного мерцания во время функционирования.

Регулятор напряжения для лампы накаливания. Схема и описание

Чтобы  сделать регулятор напряжения для лампы накаливания торшера  или  бра  с лампой накаливания, нужно  совсем  мало  радиодеталей.

Первый вариант регулятора яркости

Взгляните  на  электросхему  на  рис.  1.44.

Тиристор  VS1  находится  под  управлением  динистора  VD1.  При  каждой  полуволне  сетевого  напряж.  емкость  Сl  подвергается  зарядке  сквозь  величину  Rl.  Когда  напряжение  на  емкости  Cl  увеличится  до  напряж.  включения  динистора  VD1  —  он  окажется  в  открытое  положении.

Тиристор  VS1  отпирается,  а  емкость  Сl  разряжается  сквозь  динистор  и  контролирующий  ввод  тиристора.  Изменяя  величину  сопротивления  Rl,  меняем  момент  заряда  емкости,  а,  значит,  и  момент  включения  тиристора.  Таким  образом,  есть  возможность  регулировать  яркости ламп накаливания от  нуля  до  Uc/2  —  UBK  (Uc  —  сетевое  напряжение,  UBK  —  напряжение  включения  динистора).

Поскольку  тиристор  отпирается  только  при  положительной  полуволне  напряжения,  то  и  регулировка  яркости ламп накаливания  производится  до  половины  сетевого  напряжения.  Для  включения  максимальной  яркости ламп накаливания может  служить  штатный  выключатель  светильника,  показанный  на  рисунке  пунктиром.

Второй вариант регулятора яркости лампы накаливания

Регулятором,  показанным  на  рис.  1.45,  возможно  менять  напряжение  от  ноля  до  100  %  за  вычетом  напряж.  включения  динистора.

При  выключенном  переключателе  SA1  электросхема  работает  аналогично  описанной  выше.  После  включения  переключателя  SA1  одна  полуволна  напряж.  проходит  на  лампу  Н1.1  сквозь  диод  VD1,  а  подача  другой  полуволны  напряж.  регулируется.  сопротивлением  Rl.

Регулятор  яркости ламп накаливания по  этой  электросхеме  возможно  использовать  для  изменения  температуры  жала  паяльника.  В  этом  случае  переключатель  SA1  может  выполнять  роль  включателя  дежурного  режима.  При  максимальном  сопротивлении  Rl  и  выключенном  переключателе  SA1  электросхема  ток  не  потребляет,  в  связи  с  этим  надобность  в  дополнительном  выключателе  отпадает.

Динистор  возможно  выбрать  с  любой  буквой,  но  нужно  выбрать  необходимый  номинал  Rl,  поскольку  напряжение  включения  у  динисторов  разное.