Диммер своими руками – что это такое и как работает, плюсы, принцип действия, виды, варианты схем

Установил новый светодиодный светильник в спальню, и решил расширить его функционал – использовать и в качестве основного прибора освещения, и подсветки одновременно. Для этой цели изготовил для него подходящий по мощности диммер на базе симистора. В этом обзоре расскажу, как сделать простейший диммер своими руками, как он устроен и работает, для чего применяется и каких видов бывает, в чем преимущества его использования, какие плюсы есть у самодельных моделей, какие есть варианты схем и особенности подключения.



Простейшая схема регулятора яркости свечения для бытовой лампочки

Диммер – что это такое, принцип действия, назначение

Приспособление для контроля и регулировки яркости осветительного прибора, называется диммером. Он может входить в состав схемы в качестве элемента электроцепи светильника, либо быть в комплекте с ним, а также продаваться отдельно.

Регулятор мощности выполняет такой ряд функций:

• Снижает и при необходимости повышает мощность свечения лампочки.
• Экономит электроэнергию.
• Позволяет прибору освещения работать в оптимальном режиме, тем самым продлевает срок его службы.

Прежде чем начать разбирать принцип действия устройства, сразу отмечу, что есть 2 типа регуляторов – в зависимости от того, какая лампочка будет применяться – это:

• Изменение показателя напряжения. Метод годится для традиционных лампочек накаливания. Как правило, здесь применяются обычные реостаты.
• Широтно-импульсная модуляция. Технология подходит для современных лед-светильников, и позволяет задавать им мощность от 10 до 100 %.

 

Пример элементарного самодельного диммера для бытового светильника

Принцип действия устройств понять несложно. В первом случае напряжение просто плавно снижается, и светильник пропорционально теряет яркость. Кстати, к светодиодам такой прием не подойдет, так как работают они в строго заданном небольшом диапазоне параметров тока. Поэтому они не будет медленно затухать, а просто в какой-то момент полностью погаснут.

По этой причине для современных лед-светильников применяются ШИМ-диммеры. Суть их действия сводится к тому, что ток в них не изменяется, а подается импульсами с прерываниями. И чем дольше длится перерыв в подаче, тем ниже становится яркость лампочки.

Для примера, схема работы диммера на симисторе выглядит следующим образом:

• В самом начале симистор находится в закрытом положении.
• При этом по мере роста напряжения конденсатор заряжается через пару последовательно связанных резисторов.
• Наблюдается сдвиг по фазе (замедление роста напряжения), задаваемый суммой сопротивлений резисторов и величиной емкости – чем больше, тем сильнее сдвиг.
• Зарядка длится, пока не произойдет пробой динистора.
• Далее происходит открытие симистора, ток начинает поступать на нагрузку.

Схема регулятора мощности свечения лампочки на симисторе

• Открытое положение сохраняется до момента приближения полуволны напряжения к нулю.
• Регулировка мощности, а, следовательно, и силы свечения, производится переменным резистором. С его помощью устанавливается время отпирания динистора и симистора.

На заметку!

Диммер не только уменьшает яркость, но также позволяет работать лампе по определенному графику, плавно затемняться и включаться, мигать с заданной частотой и управляться дистанционно.

Виды

Прежде чем приступать к изготовлению регулятора светимости лампочки, советую узнать, какие они вообще бывают. По способу управления и особенностям конструкции промышленно выпускаемые диммеры бывают следующих видов:

• Механический с поворотной рукояткой. При ее вращении задействуется резистор, изменяющий сопротивление в цепи и ток светильника. Также он может оснащаться выключателем.
• Проводной. В отличие от предыдущего варианта предназначается для установки на кабель прибора освещения, а не на стенку. Работает по тому же принципу.
• Поворотный с надавливанием. Вращение колесика меняет яркость лампочки, а надавливание включает-выключает.

Чтобы изменить яркость лампочки, на поворотном диммере требуется повернуть колесико в нужную сторону

• Клавишный. Внешне похож на стандартные выключатели, однако, надавливание на клавиши приводит к снижению или повышению яркости светильника. Некоторые модели способны управляться через мобильные приложения.
• Сенсорные. Оснащены экраном управления наподобие смартфона.

По способу монтажа регуляторы светимости классифицируются на такие типы:

• Для стандартной установки в стену с декоративной панелью.
• В специальном корпусе для скрытого монтажа в нишу.
• Модульного типа, для крепления на DIN-рейку.
• Подвесной конструкции, для монтажа в кабель для торшеров и настольных ламп.
• Переносного вида, входящий в комплект вилки с розеткой.

По механизму и технологии управления диммеры бывают стационарными, инфракрасными и радиоуправляемыми. При этом в зависимости от типа регулятора и разновидности светильника существуют следующие варианты монтажа:

• Вместо выключателя. Выбирается при модернизации системы освещения – когда вместо лампочек накаливания ставится лед-элемент. Может оснащаться обычным пультом.
• В цепи перед драйвером светодиода. Управляется дистанционно в рамках помещения через пульт с инфракрасным наведением.

Диммер для бытовых светильников легко установить вместо обычного выключателя

• Установка радио-диммера в любом заданном месте дома. Оснащается пультом с возможностью включения-выключения с любой точки в рамках радиуса действия, в том числе с придомовой территории.
• Монтаж стандартно, скрытно, в кабель с механическим или сенсорным управлением. Может управляться через Wi-Fi-соединением посредством мобильника.

Справка!

Современные промышленно выпускаемые модели регуляторов яркости светильника рассчитаны на подключение к сети 220 В или 12 В.

Преимущества применения, плюсы самоделок

Промышленно изготавливаемые регуляторы яркости свечения, хотя и позволяют получить ощутимую экономию электроэнергии и повысить комфортность эксплуатации светильников, тем не менее, не всегда отвечают запросам пользователей. Стандартную схему диммера всегда можно улучшить по следующему ряду характеристик:

• Подогнать под нужный размер для установки в конкретном месте.
• Улучшить эстетические качества наружной панели.
• Усовершенствовать систему управления.
• Добавить возможность переключения цветов и проч.

Диммер-самоделка получается по размерам, системе управления и прочим параметрам таким, каким требуется мастеру

При желании и наличия опыта по сборке радиосхем изготовить регулятор не так уж сложно. Понадобятся только радиокомпоненты и паяльник.

Отмечу следующие плюсы применения диммера, которые удается получить при его внедрении в домашнюю систему освещения:

• Снижение энергопотребления, экономия средств на бытовые расходы.
• Совмещение функций сразу нескольких приборов в одном светильнике, одну и ту же лампочку можно использовать и как общее освещение, и как ночную подсветку и т. д.
• Создание световых эффектов, светомузыки, мерцания в заданном ритме.
• Работа в режиме «охранного присутствия» – когда никого нет дома, лампочки будут включаться и выключаться по расписанию.
• Управление отдельными светильниками и всей системы на расстоянии с помощью радио- и инфракрасных пультов.
• Включение и выключение осветительных приборов с нескольких мест.

Кроме того, регулятор мощности можно подключить к другим приборам в доме, и управлять ими на расстоянии.



С помощью диммера можно изменять цветовую схему освещения помещения

Варианты схем

Далее приведу самые распространенные в быту схемы сборки и установки регуляторов яркости для светильника. Это, прежде всего, такие варианты:

• для ламп накаливания;
• для светодиодных светильников.

Разберем детально их особенности.

Смотрите также:
Как сделать простой ШИМ контроллер для электродвигателя 12в своими руками Сергей Сафронов, блог Малоэтажная Страна

Для лампочек накаливания

В теории для регулировки яркости обычной лампочки достаточно в цепочку последовательно включить потенциометр или реостат. Однако, хотя добиться уменьшения светимости и можно таким путем, но сэкономить не получится. Так как энергия все равно будет затрачиваться и просто рассеиваться в окружающее пространство.

Поэтому чаще всего применяется симисторная схема на пульсирующем токе. Как я уже объяснял выше, электричество подается с перерывами, и чем короче в потоке периоды подачи тока, тем тусклее будет гореть свет. Именно такой вариант использует большая часть производителей диммеров.

Обратите внимание!

При изготовлении симисторной схемы подбирайте симистор, рассчитанный на напряжение не менее 400 В, а предел тока по нагрузке.



С помощью диммера из обычной лампы накаливания тоже можно сделать неплохой вариант приглушенного ночного света

Принцип действия схемы такой:

• В период начала полуволны начинается зарядка конденсатора С1.
• Быстрота увеличения напряжения на нем при этом задается потенциометром R1.
• По мере достижения уровня номинала динистора VS2, возникает короткий импульсный ток.
• Он в свою очередь открывает симистор VS1, и на лампочку начинает поступать питание.
• Далее, когда напряжение падает до нуля, симистор опять запирается, и алгоритм повторяется, когда образуется отрицательная полуволна.

Таким образом, повышая сопротивление потенциометра, мы увеличиваем время зарядки кондера и открывания симистора. То есть чем больше сопротивление, тем короче импульсы тока и тем тусклее будет горечь светильник, и наоборот.

Отмечу также, что при выборе компонентов схемы следует учитывать максимально возможное амплитудное напряжение. В стандартной бытовой сети на 220 вольт оно достигает порядка 310 В.

Монтируется такой регулятор яркости очень просто – внедряется в питающие провода светильника.



Современные модели диммеров позволяют задавать яркость свечения со смартфона

Для светодиодов

Предназначенные для вкручивания в обычный патрон в сети 220 вольт лед-лампочки оснащены драйверами. Задача этого элемента – стабилизировать ток. Это необходимо для нормальной и стабильной работы кристаллов.

А если вспомнить, на чем основан принцип диммирования, то станет понятно, что регулировать привычным способом такую лампочку не получится. Драйвер просто будет компенсировать все изменения электрической сети и светодиод не изменит яркости.

Видео-пример изготовления диммера на симисторе:

Эта проблема давно известна, поэтому производители выпускают 2 типа светодиодных лампочек – диммируемые и недиммируемые. Рассмотренный выше вариант относится ко 2-му типу. Однако, светильники 1-го вида не очень распространены и, кроме того, отличаются более высокой стоимостью. На них стоит специальный драйвер, позволяющий снижать и повышать входной ток.

Также есть лед-светильники 3-го типа – оснащаемые токоограничительным резистором. К ним относятся все светодиодные ленты. Отличаются они следующими особенностями:

• Поддаются регулировке мощности свечения.
• Не имеют возможности подключения к сети переменного тока.

Как вариант, лед-светильник можно запитываться сразу от источника постоянного тока. Тогда для регулировки потребуется простейшая ШИМ-схема.

Видео-инструкция по сборке регулятора мощности: https://youtu.be/LDoONVWoYEs

Однако чаще всего светодиодные лампы и ленты подключаются от сети 220 В, и потому, чтобы изготовить диммер своими руками, понадобится специальная микросхема типа NE555 (КР1006ВИ1). Ток из такого регулятора подается заданной частоты и амплитуды, но при этом с изменяемой продолжительностью периодов.

При подборе компонентов следует учесть такие особенности:

• За частоту импульсов в схеме отвечают резисторы и конденсатор – R1, R2, C1.
• Чтобы лед-лампочки не мерцали, частота должна быть от 0,2 кГц до нескольких кГц.
• Транзистор должен соответствовать мощности потребителя.
• При наличии в цепи IRF7413 регулятор справится с нагрузкой до 13 А. Однако, для отвода тепла потребуется установить радиатор.
• Напряжение лед-светильника не будет выше рабочего номинала схемы. Для NE555 – это в пределах 5-18 вольт.

Отмечу, что подключить диммер к лед-ленте можно 2-мя способами. Если установить его перед драйвером питания, удастся регулировать только общую яркость. Если монтировать по регулятору на каждый отрезок ленты, но после источника, то появится возможность управления светом по зонам.

Видео о том, как сделать своими руками диммер: https://youtu.be/5wvkDbkmfQs

Особенности подключения вместо выключателя

Подключить изготовленный диммер вместо выключателя можно 2-мя способами:

• По типу классического выключателя.

Регулятор ставится на место выключателя света. При этом заземляющая жила и нейтраль идут на прибор освещения, а фаза подключается через разрыв в устройство.

Способ годится, когда требуется установить регулировку светильника или группы светильников с одного места.

• В качестве 2-х проходных переключателей.

Когда требуется подключить пару проходных регуляторов, то коммутирующей коробки отводится по 3 проводника на каждый из них. Первые 2 клеммы предназначаются для соединения самих регуляторов.

Далее один из незанятых контактов подсоединяется к фазе, другой к прибору освещения. После этого устройства проверяются на исправность.

Рекомендация!

Все работы по соединению контактов проводите только после отключения электрической сети. Отсутствие электричества проверяйте индикаторной отверткой или щупом.

Видео-обзор сборки простейшего диммера: https://youtu.be/rBLteoOXPQo

Коротко о главном

Диммер позволяет изменять яркость бытового прибора освещения. При этом он снижает расход электроэнергии и продлевает срок службы лампочки. Работает устройство по 2-м механизмам – изменения напряжения и широтно-импульсной модуляции.

В 1-ом случае при падении напряжения светильник пропорционально затухает, во 2-ом – изменение яркости происходит благодаря увеличению продолжительности периода между импульсами тока. 1-ый годится только для лампы накала, 2-ой подходит для любого светильника, в том числе светодиодного.

Чаще всего регуляторы изготавливают на симисторе. Его принцип действия основан на медленной зарядке конденсатора, его пробое и закрытии на определенное время. Классифицируются диммеры по ряду признаков – конструкции и особенностям управления, способу монтажа, механизму и технологии управления и особенностям установки.

Самодельные варианты отличаются от заводских более подходящими размерами и функционалом для конкретного применения и рядом других плюсов. Использование диммера в системе освещения позволяет экономить электроэнергию, создавать световые эффекты, управлять на расстоянии, выполнять охранную функцию.

Чаще всего применяются 2 схемы диммеров:

• для лампочек накала;
• для светодиодных светильников.

В каждом варианте есть свои плюсы, минусы и особенности подключения.

Вопрос

Напишите в комментариях, применяли ли когда-нибудь диммер в системе освещения, и какой модели?

Источник: sam.mirtesen.ru

уникальные шаблоны и модули для dle