Выключатель с диммером: схема правильного монтажа выключателя с регулятором яркости света для светодиодных ламп своими руками
Диммер – это электронное устройство, позволяющее регулировать яркость осветительных ламп для создания наиболее комфортного освещения в жилых и общественных помещениях: театрах, конференц-залах, ресторанах и т.д.
Одновременно с уменьшением освещенности помещений сокращается расход электроэнергии и увеличивается срок службы осветительных приборов.
Лампы и светильники
Наиболее распространенные в быту осветительные лампы.
Накаливания
В недавнем прошлом самые распространенные электрические лампы. Источником света в них является раскаленная вольфрамовая нить, помещенная в колбу с откачанным воздухом. Спектр испускаемого нитью излучения наиболее близок к солнечному свету.
Недостаток — низкая светоотдача на единицу затраченной электроэнергии.
Галогенные
Имеют аналогичную конструкцию, но их колбы заполняются инертными газами – галогенами, за счет чего удается повысить допустимую температуру накальной нити и светоотдачу при том же расходе электричества.
Люминесцентные
Газоразрядные лампы с заполненными инертным газом и парами ртути колбами (обычно трубчатой формы). Стенки трубок покрыты специальным составом – люминофором.
К источнику питания подключаются через штырьковые контакты. Протекание тока через газ вызывает ультрафиолетовое излучение, под действием которого начинает светиться люминофор в диапазоне видимого спектра.
- Достоинства – светоотдача намного, в 3 – 4 раз больше, чем у ламп накаливания.
- Недостатки – излучаемый свет ближе к синему, кроме того, для ее работы требуется специальная пускорегулирующая аппаратура ПРА, обеспечивающая запуск и стабилизацию тока.
Тем не менее, эксплуатация таких приборов гораздо выгоднее, чем ламп накаливания.
Люминесцентные энергосберегающие
Эти лампы имеют не трубчатые колбы, а более компактные, свитые в спираль.
Они ввинчиваются в обычные бытовые патроны с помощью стандартных цоколей.
Электронная пускорегулирующая аппаратура ЭПРА выполняет те же функции, что и ПРА, но дополнительно содержит стабилизатор тока и высокочастотный преобразователь напряжения питания, благодаря чему у ламп этого типа нет «моргания» с частотой сети.
Светодиодные ленты
Светодиодные ленты широко используются в светодиодных светильниках. На лентах размещается множество светодиодов LED, соединенных в последовательно-параллельные схемы на различные напряжения.
Для их питания используются специальные блоки питания с защитой от коротких замыканий – драйверы. Драйверы предназначены для стабилизации тока светодиодов.
Светильники характеризуются высокой светоотдачей и большим сроком службы.
Светодиодные лампы
По сравнению с лампой накаливания при одной, и той же светоотдаче светодиодный источник потребляет примерно в 8 раз меньше электроэнергии.
Основные элементы конструкции:
- Стеклянная колба, изнутри покрытая люминофором;
- Плата со светодиодами;
- Блок питания. В зависимости от сложности и стоимости это может быть простой выпрямитель с балластным конденсатором, ограничивающим ток, или стабилизатор тока с широтно-импульсной модуляцией ШИМ;
- Цоколь.
Диммеры
Принцип действия рассмотренных осветительных приборов основан на различных физических процессах, поэтому способы регулирования яркости тоже могут различаться.
Существуют как универсальные регуляторы, подходящие ко всем видам ламп, так и специальные, с ограниченной областью применения.
Регулятор напряжения с фазоимпульсным управлением
Такие диммеры способны регулировать в широком диапазоне величину напряжения питания нагрузки.
Принцип их действия основан на том, они позволяют изменять фазу (угол) включения синусоидального напряжения питания от 0 до 90°. Этим достигается регулирование средней величины напряжения путем «вырезания» из него некоторой части полупериода.
Основные элементы диммеров такого типа:
- Фазосдвигающая цепь, задающая угол включения, представляет собой R – C цепочку. Время заряда конденсатора C регулируется переменным резистором R;
- Силовой ключ, подающий напряжение на нагрузку. Он может быть выполнен на тиристорах, симисторе, или силовом транзисторе.
- Пороговый элемент, в качестве него может быть динистор, однопереходной транзистор, или другой компаратор.
При зарядке емкости C до определенного уровня компаратор переключается и открывает силовой ключ.
Регуляторы такого типа хорошо работают в сочетании с лампами накаливания и галогенными. Нить накаливания обладает значительной тепловой инерцией, поэтому при даже максимальном уменьшении яркости не возникает ощущение мерцающего света.
Имеются также диммеры, работающие по заднему фронту – они вырезают участки синусоиды от 180 до 90°. Этот регуляторы немного сложнее, но имеют то преимущество, что напряжение на нагрузку подается не скачком, а с нуля. Это облегчает режим работы вольфрамовых нитей и продляет срок службы ламп накаливания.
Эти диммеры вполне удовлетворительно работают и с простыми светодиодными светильниками двух типов:
- Светильники с напряжением питания 12 или 24 В, в которых используется простейший нестабилизированный блок питания постоянного тока.
- Светильники с непосредственным питанием от сети 220 В. В них ограничение тока через светодиоды осуществляется балластным конденсатором.
Благодаря большому сопротивлению конденсатор стабилизирует в небольших пределах ток через светодиоды. Это обстоятельство существенно ограничивает возможность регулирования яркости изменением напряжения.
Но, тем не менее, регуляторы с фазоимпульсным управлением пригодны для работы со светильниками обоих видов.
Регуляторы для люминесцентных ламп
Работа диммеров с фазоимпульсным управлением с этим типом ламп возможна в очень ограниченных пределах и не дает хороших результатов.
Дело в том, что газоразрядные лампы имеют очень низкое динамическое сопротивление ионизированного газа, поэтому даже незначительное изменение напряжения вызывает очень большие изменения тока.
- Для глубокого регулирования яркости требуется использовать регулируемый источник тока, а не напряжения.
- Наилучшие результаты достигаются применением стабилизаторов тока с широтно-импульсной модуляцией, работающих на частоте в тысячи Герц.
- Яркость хорошо регулируется только у люминесцентных ламп, предназначенных для диммирования и имеющих специальную маркировку.
- В противном случае встроенный в ЭПРА стабилизатор будет стремиться поддерживать установленную величину тока и препятствовать регулировке.
- В диммируемых лампах стабилизатор распознает наличие внешнего регулятора и изменяет ток пропорционально напряжению.
- Например, лампа Tornado Dim с диммером RE EL5 002.
Нужно отметить, что стоимость этих комплектующих довольно высокая и экономия электроэнергии никогда не окупит затраты на их приобретение.
Регуляторы для светодиодных светильников и ламп
Для светильников, внутри которых размещены только светодиодные ленты, наилучшим применением будет ШИМ стабилизатор тока типа TUYA-202-VIX-WF-SUE.
- Диммирование светодиодных ламп можно производить только, если они содержат внутренний токовый стабилизатор, допускающий регулирование.
- Примером может служить универсальный регулятор яркости DIMAX 534 plus, который может обслуживать все типы ламп, имеющих маркировку «Dimmable».
Конструкция диммеров
Применяемые на практике регуляторы яркости реализуют различные способы управления и имеют разнообразные конструкции.
Способы монтажа и установки.
Самые распространенные – выключатели с диммером для внутреннего монтажа. Они встраиваются в корпус размером с обычный выключатель и имеют такое же крепление.
- Накладные регуляторы тоже имеют габариты стандартных выключателей, но крепятся непосредственно на стену. Сверление гнезда для их установки не требуется.
- Диммеры, монтируемые на DIN рейку, устанавливаются в распределительном щитке. Работают в комплекте с пультами дистанционного управления.
Органы управления
- Поворотного типа. Установка яркости осуществляется поворотом рукоятки регулирующего потенциометра.
- Поворотно – нажимные. Рукоятка выполняет функции обычного выключателя и регулятора. Для включения она утапливается, а затем поворачивается для установки требуемой освещенности. Выключение светильника производится вторичным нажатием.
- Клавишные – имеют две клавиши: одной производится включение и отключение, а другой — увеличение или уменьшение освещенности.
- Кнопочные. Управление осуществляется сенсорными кнопками. Выполняемые функции: включение и отключение, плавная или дискретная установка уровня яркости и т.д.
- С пультом дистанционного управления. Связь пульта с диммером может быть по инфракрасному или радиоканалу, или с помощью смартфона через Wi-Fi.
Дополнительные функции
- Программное управление. Программируется время включения и выключения, и уровень освещенности.
- Имитация присутствия – включение света в разных комнатах в течение заданного времени. Опция используется при длительном отсутствии хозяев.
- Работа в мерцающем режиме – используется при праздничном оформлении помещений.
- Возможность встраивания в систему «Умный дом».
- Голосовое управление.
- Работа двух или трех диммеров, расположенных в разных местах на один светильник.
- Автоматическое поддержание уровня яркости по датчику освещенности.
Общие рекомендации
Выбор диммеров задача относительно простая только для ламп накаливания и галогеновых.
Приобретаемые лампы и светильники обязательно должны иметь соответствующую маркировку «Dimmable».
Регуляторы для люминесцентных и светодиодных ламп и светильников обязательно должны соответствовать типу осветительных приборов.
Стоимость диммеров в зависимости от сложности колеблется от сотен до нескольких тысяч рублей.
При затруднениях необходимо проконсультироваться у специалистов.