Выключатель с диммером что это такое
Что такое диммер и как он работает
С некоторых пор среди понятий бытовой электротехники всё чаще на слуху появляется слово диммер. Что это за устройство? Для каких целей предназначено? Может быть очередная блажь? Или действительно необходимая в быту вещь? Вопросов очень много, постараемся на все дать подробные ответы.
Предназначение
Слово «диммер» происходит от английского «dim», что в дословном переводе на русский язык означает «затемнять». Но сами русские диммер часто называют ещё светорегулятором, потому что он представляет собой электронное устройство, при помощи которого можно менять электрическую мощность (то есть регулировать в большую или меньшую сторону).
Чаще всего с помощью такого устройства управляют осветительной нагрузкой. Регулятор освещения предназначен для изменения яркости света, который излучают светодиодные лампы, а также лампы накаливания и галогенные.
Простейшим примером диммера является переменный резистор (или реостат). Ещё в 19 веке немецкий физик Иоганн Поггендорф изобрёл это устройство, чтобы с его помощью можно было регулировать напряжение и силу тока в электрической цепи путём увеличения или уменьшения сопротивления. Реостат представляет собой устройство с регулировкой сопротивления и проводящий элемент. Сопротивление может изменяться ступенчато и плавно. Для получения низкой яркости света необходимо уменьшить напряжение. Но сопротивление и сила тока при этом будут большими, что приведёт к сильному нагреву устройства. Так что такой регулятор совсем невыгоден, он будет работать с низким КПД.
В качестве диммера также можно использовать автотрансформаторы. Их применение обусловлено высоким КПД, во всём регулируемом диапазоне будет выдаваться практически неискажённое напряжение с необходимой частотой 50 Гц. Но автотрансформаторы довольно габаритны, много весят, для управления ими нужно прилагать немалые механические усилия. К тому же такое устройство дорого обойдётся.
Диммер электронный – этот вариант наиболее выгоден с экономической точки зрения. Он отличается компактностью и немного другим принципом действия. О нём поговорим более подробно.
Применение
Что такое диммер более или менее понятно. На лампу подаётся напряжение, мы изменяем его уровень и таким образом регулируем яркость светильника. Теперь несколько слов о том, когда и где это устройство применяют.
Согласитесь, довольно часто возникают ситуации, когда требуется уменьшение яркости света:
В производственных и бытовых помещениях настраивают светодиодные лампы на разные режимы потребления. При этом выбирается оптимальное освещение и за счёт этого достигается приличная экономия электроэнергии.
Что касается дизайнерских задумок, то сейчас стало модным в больших гостиных или зальных комнатах использовать второстепенное подсвечивание отдельных участков. Второстепенная подсветка продумывается до мелочей, а при помощи диммеров можно увеличить освещение и акцентировать внимание на каких-то деталях интерьера (картина на стене, установленная в нише красивая ваза и т. п.) Таким образом, при помощи подсветки нужная вещь выходит в комнате на первый план.
Светодиодные лампы, регулируемые при помощи диммеров, позволяют получить красочный эффект во время каких-то концертных, рекламных или торжественных мероприятий.
Диммер очень удобен для домашних праздников. Когда гости сидят за столом, требуется яркое освещение, а во время танцев можно его и приглушить. Особенно комфортно и выгодно применение такого устройства во время романтического ужина или свидания, когда не обязательно, чтобы светильник горел на полную мощность.
И это только часть общих примеров. Наверняка, у каждого найдётся ещё свой вариант использования диммеров. Так что вещь это нужная, удобная и экономически выгодная, можно устанавливать у себя и советовать знакомым.
Устройство и принцип действия
А теперь, как говорится, рассмотрим диммер изнутри. Что это за устройство, и из каких элементов состоит? На чём основывается его принцип действия?
Все электронные современные диммеры в качестве основного элемента имеют в своём конструктивном исполнении ключ (он также может называться выключатель или переключатель), который управляется полупроводниковыми транзисторными, симисторными или тиристорными приборами. Большинство устройств не выдают на выходе синусоидальный сигнал, электронный ключ как бы отсекает участки синусоиды.
Чтобы вам было понятнее, в электрической сети протекает ток, который имеет синусоидальную форму. Для изменения яркости на лампу нужно подать обрезанную синусоиду. Двунаправленный тиристор отсекает у синусоидальной волны переменного тока передний либо задний фронт, за счёт чего уменьшается напряжение, питающее светильник.
В зависимости от того, какой фронт синусоидальной волны отсекается, различается регулируемый способ:
Оба эти способа применяются для управления разными лампами:
Оба этих способа подходят для ламп накаливания.
Конструктивное исполнение диммеров включает также защиту от короткого замыкания и от перегрева.
Так как диммеры способны генерировать электромагнитные помехи, для уменьшения их уровня в схему последовательно подключают дроссель либо индуктивно-ёмкостные фильтры.
Подробнее о типовой схеме диммера смотрите в этом видео:
Преимущества и недостатки
Первые диммеры управлялись механическим способом и имели одну-единственную функцию – изменить яркость светильника.
Современный регулятор обладает рядом других функций:
Как и любое техническое устройство диммер не может быть универсальным на сто процентов, у него имеются свои недостатки:
Какие бывают диммеры?
По способу осуществления регулировки бывает сенсорный диммер, механический, акустический и дистанционный.
Начнём с наиболее простых – механических. Если рассматривать тип исполнения, то можно выделить следующие виды диммеров:
Чаще всего в быту применяются моноблочные диммеры, которые различаются по способу управления:
Очень популярен сейчас сенсорный регулятор освещения, он имеет красивый внешний вид, гармонично смотрится в любом интерьере (особенно в стиле хай-тек). Регулировка осуществляется за счёт прикосновения к сенсорным кнопкам.
Самыми удобными считаются диммеры с дистанционным управлением. Это вполне заслуженно, ведь при помощи пульта регулировать яркость осветительного прибора можно из любой точки комнаты.
Акустические диммеры чаще всего применяют при планировании «умного дома», где управлять освещением можно путём голосовых команд или хлопков в ладоши.
Диммеры можно разделить по типу регулируемых ими ламп:
Энергосберегающие и люминесцентные лампы регулировать сложно. Специалисты вообще не рекомендуют этого делать. Если уж очень надо управлять такими лампочками, то включите в схему диммера электронный пускатель.
Подробнее о диммировании различных типов ламп смотрите в этом видео:
Ну вот, сделали попытку познакомиться с таким регулятором света, как диммер. Надеемся, что теперь вам более или менее понятно, что это такое и каков принцип действия. По поводу схем подключения – диммеры устанавливаются в цепь либо вместо выключателя, либо последовательно с ним. Кстати, если вы с первого класса хорошо дружите с электроникой, то сделать диммер своими руками вам не составит особого труда.
Диммер: что это такое — 17 схем с фото разных модулей
Современные осветительные приборы позволяют не только дистанционно включать или отключать свет, но регулировать световой поток ламп для создания оптимальной нагрузки на глаза и экономии электричества.
Такая возможность облегчает решение ряда бытовых вопросов, дополнительно придавая владельцу популярность в глазах окружающих. Однако надо понимать, что все это работает на основе сложной электронной техники, а ее алгоритмы надо точно учитывать.
В статье я объясняю все про диммер: что это такое и как работают 17 схем для разных устройств осветительных приборов.
Принцип работы диммера переменного тока: подробное объяснение для новичков
Английским словом Dimmer (гаситель) называют обыкновенный регулятор величины электрической мощности, способный делать более тусклое освещение.
Его можно встретить в обычном электрическом инструменте, например, дрели или перфораторе, когда требуется менять скорость вращения ротора или осветительных приборах для приглушения яркости их излучения.
Принцип работы диммера переменного тока дальше буду излагать последовательно для ламп разных систем освещения.
Самыми простыми и идеальными (с точки зрения качества питающего напряжения) устройствами для регулирования светового потока являются обыкновенный реостат или лабораторный автотрансформатор — ЛАТР.
Реостат — это мощный проволочный резистор из нихрома, по которому перекатывают угольное колесико. Его положением изменяют участок сопротивления, ограничивающий ток через подключенную лампу.
Автотрансформатор при вращении ручки изменяет величину выходного напряжения, которое подается дальше в схему.
В обоих случаях на входе и выходе синусоида напряжения сохраняет свою гармоничную форму и частоту. Меняется только ее амплитуда.
С точки зрения электрика это идеальные устройства для регулирования напряжения, но они обладают большими габаритами, потребляют ощутимую часть энергии. По этим причинам их использование не приемлемо для бытовых условий.
Понять принцип работы диммера поможет еще одна схема, показывающая, как происходит включение обыкновенной лампочки Ильича и создается бросок тока через ее нить накала.
Объясняется это тем, что сопротивление нити в разогретом состоянии значительно возрастает по отношению к обычному холодному.
График показывает, что в начальный момент мгновенной подачи напряжения происходит неконтролируемый разогрев металла нити (зона переходных процессов) и бросок тока, превышающий величину номинального режима, а затем процесс стабилизируется.
Для предотвращения этих явлений у меня лет десять работала схема плавного включения ламп накаливания мощностью 60 ватт, установленных в трехрожковой люстре.
Лампы HL1 включены последовательно со схемой розжига нити, состоящей из выпрямительного моста, тиристора, конденсатора и резистора.
При подаче напряжения выключателем S1 ток начинает проходить через тиристор VS1, который первоначально находится в закрытом состоянии. Он плавно открывается от нарастающего тока управления, возникающего по мере заряда емкости С1.
Скорость нарастания зарядного тока зависит от характеристик конденсатора и величины резистора R1. Время разогрева нити от сотых долей до секунды можно регулировать подбором их параметров.
Если в схему добавить цепочку ограничения и стабилизации этого тока, то получится полноценный регулятор света — Dimmer.
Ограничить яркость светового потока можно методом последовательного подключения балластного сопротивления. Но, оно будет потреблять часть мощности и греться. Как вариант, для проходных помещений, где не требуется яркого освещения, допустимо подключать последовательно две лампы накаливания.
Их можно разместить на удалении друг от друга в разных концах коридора. Свет станет тусклым, но достаточным для ориентирования в пространстве, а лампы будут работать очень долго: освещение создается экономным — вполнакала.
Только необходимо подобрать их так, чтобы сопротивление нити накала у каждой было одинаковым. Иначе одна будет светить ярче, а другая — тусклее. Управлять их световым потоком при таком подключении не получится.
Современный диммер изготавливают из электронных деталей в форме отдельного малогабаритного модуля на печатной плате. Производители стараются наделить его дополнительными функциями ограничения от броска тока и удобной регулировки величины светового потока.
На фоте ниже показываю один из вариантов такого исполнения.
Какие бывают диммеры: что привлекает людей в их конструкциях
Производители выпускают современный Dimmer с разными технологиями регулировки яркости. Он может быть снабжен:
Преимущества современных светорегуляторов:
Из недостатков, которыми обладает Dimmer, можно выделить 2:
Схема диммера для ламп накаливания на 220В: как работают промышленные модули и самодельные конструкции
Принцип работы диммера переменного тока поможет понять график преобразования им обычной синусоиды напряжения, представленный для трех случаев подключения мощности: 85, 50 и 15% от величины начального сигнала.
Пунктирной линией синего цвета я показал форму нормальной синусоиды, которую разделил на участки:
Представленный график работы диммера помогает понять, что чем короче время подачи напряжения или длиннее пауза, тем меньше выходная мощность светорегулятора. Это значит, что лампочка Ильича будет вырабатывать пониженный световой поток не одинаково.
Эта схема за счет задержки времени, формируемой током заряда конденсатора, отрезает переднюю часть фронта полусинусоиды. Она обозначается leading edge — отсечка переднего фронта.
Dimmer, использующий в своей конструкции подобное простое управление на тиристорах, широко используется для работы с лампами накаливания.
Его при промышленном изготовлении выполняют в пластмассовом корпусе, который встраивается в обычную коробку подрозетника вместо выключателя. Сзади модуля имеются клеммы для подключения проводов питания и отходящей схемы.
Спереди выполнена удобная рукоятка управления световым потоком лампы накаливания. Выбором ее положения настраивают требуемый уровень освещения.
Dimmer для управления светом ламп накаливания не сложно изготовить своими руками. Одну из доступных схем для повторения с маркировкой деталей показываю ниже.
Все детали можно спаять навесным монтажом или разместить на плате. Места они много не занимают, но в целях безопасности собранную конструкцию сразу помещайте в прочный диэлектрический корпус. На схеме присутствует опасное для человека напряжение 220 вольт.
При наладке схемы изолируйте открытые места подручными средствами: пластик, бумага, изолента.
Схемы подключения диммера для комфорта пользователей
Самый распространенный вариант, подходящий для всех типов светорегуляторов — это способ замены им штатного одиночного выключателя. Dimmer просто встраивают в подрозетник на его место.
Схемы подключения диммера из двух отдельных модулей для управления одним центральным светильником позволяют регулировать освещение из разных мест протяженного помещения, например, гостиной, коридора.
Вариант подключения диммера через выключатель позволяет включать освещение на входе в кабинет, а регулировать степень освещения непосредственно на рабочем месте с учетом местных условий. Схема не сложная, удобна для применения в служебных помещениях.
Обыкновенный выключатель можно заменить на два проходных для длинных помещений. Их размещают на противоположных концах (вход и выход), а диммер располагают непосредственно на рабочем месте.
Полезные советы для эксплуатации
Для экономии электроэнергии при пользовании лапами накаливания регулятор выставляют на работу с минимальной мощностью. Тогда ожидаемый эффект сбережения достигнет 15%.
Полупроводниковые компоненты не любят повышения температуры. Им вреден нагрев выше 30 градусов. Если отсутствует возможность отвода тепла с них, то Dimmer лучше отключить — вывести из работы.
Диммирование светодиодных светильников: важные советы по их эксплуатации
Свои значительные преимущества большинство Led ламп теряют при попытках регулировать силу создаваемой ими освещенности. Обыкновенный диммер, созданный для работы с нитями накала, вызывает их мигание, дребезг, а то и вовсе не зажигает свет.
Объясняется это тем, что полупроводниковый переход светодиода работает нормально только от прохождения по нему постоянного тока, а не синусоиды.
У самых дешевых светодиодных ламп этим вопросом занимается простой драйвер ASD JCDR. Он создает стабилизированный постоянный ток для питания полупроводникового перехода из гармоничного напряжения 220 вольт.
Когда вид синусоиды искажается диммером, то обычный драйвер не справляется с такой формой сигнала. Чем больше в выходном напряжении светорегулятора присутствует бестоковых пауз, тем хуже условия для стабилизации тока.
Кроме того, в обычный драйвер заложена очень простая функция: стабилизировать выходной ток при меняющемся входном уровне напряжения.
Именно так он и работает с диммером, когда ручкой светорегулятора мы пытаемся настроить яркость свечения, то электронный модуль сопротивляется как только может: в одной ситуации он просто отключает светодиоды, а в другой действует не предсказуемо.
Поэтому для регулирования освещенности производители создают светодиодные лампы со специальными драйверами, хорошо приспособленными к работе в сложных условиях.
Они имеют более сложную конструкцию, чем для нитей накаливания и создают принципиально другую отсечку полуволны тока по заднему фронту: falling edge.
Устройство такого модуля сложнее за счет использования мощных полевых транзисторов. Такой Dimmer дороже по стоимости, но его выходной сигнал с принципом отсечки заднего фронта лучше подходит для светодиодов.
Особенности конструкций диммируемых led светильников
У них немного изменена структурная схема: в нее добавлена функция слежения величины входного напряжения и управления по его уровню выходным током.
Действует это все в строго заданных пределах регулирования, а когда создается перенапряжение, то срабатывает встроенная защита. Она отключает светодиоды.
Led лампу, в которую встроен такой dimmer, называют диммируемой. Она имеет специальную маркировку, обозначаемую на заводской упаковке и в технической документации (dimmeble). Может показываться знаком ручки поворотного диммера.
Однако в ходе практических экспериментов было создано 4 типа конструкции модуля электронного драйвера:
На что обращать
внимание
К преимуществам диммируемых светодиодных светильников относят:
Рекомендации по выбору led светильника
Предлагаю вашему вниманию краткую инструкцию из пяти пунктов.
Шаг №1: оценка светового потока.
Поскольку мы привыкли к лампам накаливания, то производители специально указывают световой поток своей продукции применительно к ним прямо на упаковке.
Они подчеркивают, что 1 ватт led источника дает столько же света, как 10 от нити накаливания.
Шаг №2: проверка типа цоколя.
Все конструкции светодиодных ламп создаются для работы с разными патронами. Они стандартизированы. Выбирайте те, к которым вам не потребуется приобретать дополнительные патроны или переходники.
Шаг №3: анализ способностей диммирования.
Проверяйте на упаковке наличие надписи dimmeble или обозначение ручки поворотного диммера. Помните, что не приспособленная led лампа не станет реагировать световым потоком на изменяющееся напряжение, а даже способна повредиться.
Шаг №4: оценка формы и размеров.
Этот пункт важен потому, что светильник с большими габаритами может банально не поместиться в малогабаритном плафоне или не подойдет по дизайну.
Шаг №5: выбор бренда известного производителя и продавца.
Надеюсь, что здесь особые комментарии вам не нужны.
Диммер для энергосберегающей лампы: типовые ошибки и заблуждения — на что обращать внимание
Идея реализовать управление освещением люминесцентными и энергосберегающими светильниками очень часто заканчивается поломками светорегулятора или повреждением лампочки из-за нестыковки их конструкций.
Однако, диммер для энергосберегающей лампы уже создан и работает, но об этом чуть ниже, а пока заострю ваше внимание на ошибках и заблуждениях. Не хочу, чтобы вы их повторяли.
Какие неясности нельзя умалчивать
Обычно люди попадают в неприятную ситуацию, когда старые лампы накаливания в люстре меняют энергосберегающими, а вместо выключателя для них установлен dimmer. При включении их под напряжение сразу или постепенно происходят поломки.
Избежать этих неприятностей помогает знание принципа работы люминесцентной лампы: у нее светится не нить наливания или полупроводниковый переход, а газ, через который проходит разряд электрического тока.
Внутри стеклянного баллона, покрытого люминофором, находятся ртутные пары, а по его торцам вмонтированы нити накаливания катода и анода.
Энергосберегающая лампочка устроена точно так же. Просто у нее имеются конструктивные отличия:
У обеих конструкций технология запуска основана на том, что:
Теперь зададимся вопросом: что произойдет, если вместо четкой синусоиды на вход схемы станут поступать сигналы обрезанной гармоники? Даже не важно: спереди или сзади, как мы уточняли выше.
В аналоговой конструкции с электромагнитным балластом дроссель и конденсатор станут работать с искажением электромагнитных процессов: регулирования света не получится.
Электронный механизм ЭПРА вообще не рассчитан на такие нагрузки, а поэтому выйдет из строя или повредит светорегулятор: где меньше заложена надежность конструкции, там и произойдет поломка.
В интернете можно найти массу информации, что у какого-то автора обыкновенный диммер регулирует световой поток энергосберегающей лампы. Однако стоит ее проверить и оценить 3 вопроса:
Диммирование люминесцентных ламп с ЭПРА
Сложности регулирования освещения путем изменения величины тока через газовую среду обусловлены ее высокой инерционностью: прямой зависимости здесь нет.
Диммированию подвергаются только КЛЛ с ЭПРА, в корпус которых подключается вынесенный регулировочный потенциометр. Вся эта конструкция помещается в цоколе светильника.
Такая лампа настраивается на запуск при пониженном напряжении (холодный пуск), имеет относительно не глубокий диапазона диммирования по мощности.
На красивой упаковке указывается, что она внутри имеет спираль для диммера, а световой поток изменяется от 15% до 100. Однако многие покупатели наблюдают совсем другую картину. Поищите сами их отзывы на такую продукцию.
Важно учитывать, что сам dimmer выступает в роли дополнительной мощности и потребляет определенную часть электроэнергии. При холодном запуске он увеличивает нагрузку на электроды: их нити могут преждевременно перегореть до выработки ресурса.
Однако выход из этой ситуации все же есть.
Универсальный диммер для КЛЛ
В продаже уже имеется специальный, универсальный диммер для энергосберегающей лампы. Причем он выпускается не одной конструкцией, а несколькими. Приведу пример продукции немецкой компании Theben.
Она производит dimmer Dimax 544 plus, который способен работать в одном из двух выбранных режимов для:
Модули компании Theben имеют возможность дистанционного управления освещением со смартфона.
Другая ее разработка: Theben Dimax 534 plus.
Этот dimmer приспособлен к работе с лампами, работающими от разных источников освещения: галогенных, накаливания, светодиодных и люминесцентных диммируемых с разными схемами запуска на обычных трансформаторах или электронных компонентах.
Для управления яркостью на корпусе модуля выполнены удобные
переключатели. Внутри него имеется:
Модуль обладает встроенной памятью и хранит в ней заданные настройки даже при пропадании электропитания.
Подробный обзор функции этой модели вы можете посмотреть в видеоролике владельца Cs-Cs Net Lab “Dimmer Theben Dimax 534 plus”. Там же
хорошо рассмотрены вопросы наладки и подключения.
На этом ролике я заканчиваю свой краткий обзор про диммер: что это такое за зверь, и какие схемы подключения используются для разных модулей и типов светильников.
Напоминаю, что вы можете задать любой вопрос по теме или поделиться своими знаниями в этой области с другими читателями. Воспользуйтесь разделом комментариев.