Димером называется устройство для регулирования яркости свечения ламп (от английского to dim – затемнять). Такой прибор можно купить, а можно сделать своими руками.
Схемы диммера на 220в для ламп накаливания
Яркость горения лампы накаливания зависит от тока, протекающего через нее. Самый простой способ регулирования – поставить последовательно с лампочкой реостат или потенциометр. Этот способ не используется по нескольким причинам, одна из которых – низкая энергетическая эффективность. Мощность, не дошедшая до нити лампочки, бесполезно рассеивается на потенциометре, и никакой экономии энергии не происходит. Поэтому для регулировки яркости используют другие принципы.
Например, питание импульсами тока, которые усредняются тепловой инерцией нити лампочки накаливания и инерцией человеческого зрения. Чем короче импульсы, тем меньше средний ток, тем более тусклый свет излучается лампой. По этому принципу работает регулятор уровня яркости, принципиальная схема которого приведена на рисунке. По такой схеме с небольшими вариациями строятся промышленные диммеры для ламп накаливания у разных производителей.
Одним из достоинств этой схемы диммера на симисторе служит простое подключение. Регулятор включается в разрыв провода питания, как обычный выключатель.
В начале положительной полуволны конденсатор С1 начинает заряжаться. Скорость нарастания напряжения на нем устанавливается потенциометром R1. Как только напряжение достигнет уровня открывания динистора VS2, он сформирует импульс, открывающий симистор VS1. Ключевой элемент откроется, через него пойдет ток и лампа начнет гореть. При переходе напряжения через ноль симистор закроется, а во время отрицательной полуволны процесс повторится.
Конденсатор С2 совместно с резистором К2 образуют цепочку для защиты симистора от перенапряжений.
Время открытого состояния определяется временем заряжания конденсатора. Если сопротивление потенциометра R1 увеличить, конденсатор будет заряжаться медленее, симистор откроется позже относительно перехода напряжения через ноль. Увеличивая сопротивление, можно добиться укорочения импульсов тока через лампу вполоть до ее полного затухания. Уменьшая сопротивление, добиваются увеличения времени открытого состояния симистора и яркости свечения нити.
Если собирать диммер самостоятельно, то эта схема, пожалуй, оптимальна. Симистор в ней должен быть рассчитан на напряжение не менее, чем 400 вольт, а его рабочий ток определяется током нагрузки. Остальные компоненты должны выдерживать амплитудное напряжение сети (310 вольт в нормальном режиме) и иметь номиналы, указанные на схеме. Других требований к ним нет.
Схемы регуляторов мощности для светодиодных ламп
Регулирование яркости светодиодных ламп имеет свои особенности. LED-лампы, которые можно включать в сеть 220 вольт непосредственно, вместо ламп накаливания, оснащаются дополнительными устройствами – драйверами. Их назначение – стабилизировать ток, протекающий через светодиоды, вне зависимости от колебаний напряжения в сети. Сам принцип такого регулирования противоположен задачам диммирования – если пытаться менять ток через лампу, изменяя среднее напряжение с помощью тиристоров или симисторов, драйвер будет пытаться компенсировать данное воздействие, стараясь удержать ток в заданных пределах. Лампы, оснащенные такими драйверами, относят к классу недиммируемых.
Существуют и драйверы, позволяющие производить диммирование обычным способом. Их входные цепи отслеживают среднее напряжение на входе и, соответственно, регулируют ток через светодиоды. Такие лампы стоят несколько дороже и менее распространены. Отличить диммируемый светильник от недиммируемого можно по специальному значку.
В отдельную группу надо выделить светодиодные светильники, вместо полноценного драйвера у которых установлен токоограничивающий резистор. Такое исполнение имеют все светодиодные ленты (и некоторые другие светильники). Их особенности:
- все они поддаются диммированию;
- их нельзя включать в цепи переменного тока.
Некоторые производители ставят на LED-ленты маркировку Dimmed. Это всего лишь маркетиногвый ход – недиммируемых светодиодных лент не бывает.
Вторая особенность обусловлена тем, что светодиоды крайне чувствительны к обратному напряжению, и во время отрицательной полуволны переменного напряжения легко выходят из строя. Поэтому приборы для регулировки их яркости в сети переменного тока строят по принципу «диммер-выпрямитель».
Такая схема сложнее в подключении. Включить ее в разрыв одного провода не получится.
Другой вариант – запитывать светильники от источника постоянного тока (этот метод часто используется для низковольтных ламп). В этом случае средний ток регулируется методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Светильник запитывается не постоянным напряжением, а импульсами равной амплитуды и частоты, но с регулируемой длительностью. От длительности зависит средний ток через светодиоды. Такие устройства обычно делают на специализированных микросхемах, а зачастую – на микроконтроллерах. Последний вариант позволяет получить неограниченные возможности регулировки и получения световых эффектов. Но несложный регулятор можно создать и на базе дешевой и распространенной микросхемы NE555 (КР1006ВИ1).
Частота импульсов в данной схеме задается элементами R1, R2, C1. Ее надо выбрать в пределах от 200 Гц до нескольких килогерц, чтобы не было заметно мерцания светодиодов. Транзистор выбирается в зависимости от мощности потребителя. При применении IRF7413 диммер может управлять током нагрузки до 13 А, но потребуется теплоотвод. Напряжение используемой светодиодной ленты (или другого LED-светильника) ограничено напряжением питания NE555 и составляет 5..18 вольт.
Специальность: Проектирование и монтаж изделий электротехники.
Для наглядности видео: Сборка и тест диммер-контроллера FL5150MX
Схема включения вместо выключателя
Если диммер выполнен по схеме двухполюсника, то он включается в разрыв цепи как обычный выключатель. И установить его также можно взамен выключателя освещения – штатный коммутационный прибор демонтируется, а на его место устанавливается регулятор яркости.
Статья по теме: Схемы подключения диммеров с выключателем и вместо него
Принцип сборки и альтернативы с Аliexpress
Чтобы собрать регулятор свечения, надо подобрать электронные компоненты, разработать и изготовить несложную плату. При сборке шток потенциометра надо оснастить рукояткой из изоляционного материала.
Эта ручка будет выполнять эстетические функции, а заодно обеспечивать безопасность в аварийных ситуациях (при электрическом пробое компонентов).
В наладке правильно собранная схема не нуждается. Эту работу несложно выполнить электронщику-любителю средней руки и даже начинающему. Если подобный путь по какой-либо причине неприемлем или недоступен, на Алиэкспресс или другой подобной интернет-площадке можно приобрести готовый набор для сборки диммера. В него входят:
- набор компонентов, включая мощный симистор;
- печатная плата заводского изготовления;
- схема электрическая принципиальная.
В комплекте есть и рукоятка диммера, достаточно эстетичная.
Из подобного китайского набора буквально за несколько минут можно собрать устройство, позволяющее регулировать не только яркость свечения ламп, но и управлять мощностью любого другого бытового потребителя – паяльника, нагревателя и т.п. Главное, чтобы его мощность не превышала допустимую для регулирующего элемента (симистора).
Приобрести готовый регулятор свечения ламп или мощности потребителей в настоящее время не составляет труда. Большого практического смысла в изготовлении самодельных устройств, наверное, нет. Но сборка даже таких несложных схем позволяет сделать первые шаги в электронике, развить свои навыки или просто приятно провести время.
