Реостат для регулировки яркости света

Выключатель с регулятором яркости

Реостат для регулировки яркости света

Регулировка яркости светильников может понадобиться для снижения уровня освещенности, приглушения света. Современная электроника позволяет делать это, применив простейшие и малогабаритные устройства, которые называются диммеры. Диммерный выключатель, кроме обычной функции включения/ выключения ламп, регулирует величину подаваемого на них напряжения, изменяя, таким образом, яркость свечения.

Кроме уменьшения яркости, происходит значительное снижение энергопотребления и продление срока службы источника света. При включении в сеть лампы накаливания (обычной или галогенной) происходит бросок тока, поскольку холодная спираль имеет низкое омическое сопротивление, и, пока спираль не прогреется, через нее протекает большой ток. Хоть это время составляет доли секунды, подавляющее количество отказов ламп происходит в момент включения. Выключатель света с регулировкой позволяет снизить первоначальный импульс тока через лампу. Плавный разогрев нити накаливания приводит к увеличению срока службы ламп.

Принцип регулировки

Регулировка освещенности может осуществляться двумя методами:

Реостатный метод

Первое, что приходит на ум, когда идет речь об изменении напряжения или силы тока, – это включение в цепь последовательно с источником света токоограничивающего элемента, резистора. Переменный резистор для такого применения именуется реостатом, а сам принцип регулировки – реостатным. Достоинствами такого решения являются простота и абсолютное отсутствие помех, а также мерцания ламп.

Но на этом все достоинства заканчиваются. Поводом отказа от регулировки при помощи резисторов послужила крайне низкая эффективность регулирования напряжения. Ведь, если внимательно разобраться, то даже неискушенному потребителю становится ясно, что излишек напряжения остается на резисторе. Данное падение напряжения выделяется в виде тепла.

Это вынуждает делать реостаты с большой допустимой мощностью рассеивания и решать проблемы отвода излишков тепла.

Включение лампы через реостат

Обратите внимание! Реостатный метод не дает никакого выигрыша в энергопотреблении, напротив, при снижении напряжения на нагрузке общий КПД падает, поскольку большая часть электроэнергии преобразуется в тепловую.

Симисторный метод

Основная методика регулировки яркости осветительных приборов в настоящее время – использование симисторов. Симистор представляет собой полупроводниковый прибор, который имеет три вывода, два из которых подключаются в цепь нагрузки, а на третий – подается управляющее напряжение, которое позволяет осуществлять коммутацию цепи нагрузки.

Переменный ток, который используется для питания ламп, имеет форму синусоиды. При частоте 50 Гц, которая у нас является стандартной, за одну секунду ток изменяет свою величину от нулевого значения до максимального 100 раз (здесь учитывается тот факт, что как положительный, так и отрицательный участки синусоиды равнозначны).

Управляя работой симистора, можно прерывать подачу электрического тока на определенном участке синусоиды. Чем большая часть ее будет отсечена от нагрузки, тем меньше будет яркость свечения ламп.

Принцип симисторной регулировки

Обратите внимание! Некоторые источники говорят о тиристорных регуляторах. Это не принципиально. Тиристор отличается от симистора только тем, что работает с напряжением одной полярности. Для включения в цепь переменного тока нужен дополнительный диодный мост, а симистор в мосте не нуждается, но работают они абсолютно одинаково.

При симисторном регулировании есть недостаток: в момент коммутации симистора, особенно, если это приходится на участок синусоиды, близкий к максимальному, возникает всплеск мощных помех, способных нарушить нормальную работу различной аппаратуры. В частности, помехи очень хорошо слышны при работе радиоприемников. Для снижения уровня помех приходится устанавливать дополнительные фильтры, усложняющие конструкцию. При минимальной яркости может быть заметно мерцание ламп, поскольку увеличивается пауза между включенным и отключенным состояниями.

На заметку. Несомненным достоинством является электронная регулировка, благодаря чему можно сделать управление при помощи микроконтроллеров и ввести дополнительные функции.

В цепях постоянного тока диммирование производится при помощи широтно-импульсного модулирования. Вместо постоянного тока питание подается в виде импульсов высокой частоты. Изменяя соотношение длительности (ширины) импульсов и пауз между ними, регулируют средний уровень напряжения. Для того чтобы сделать незаметным мерцание, частоту следования импульсов делают большой.

Конструктивное исполнение

Сенсорный выключатель своими руками

По конструктивному исполнению и особенностям применения диммируемые выключатели света делятся на две группы:

  • Модульного исполнения;
  • Предназначенные для монтажа вместо обычных выключателей.
Читайте также  Установка сенсорного выключателя света

Модульные выключатели не предназначены для бытового использования и монтируются в силовых щитах. Обычно ими осуществляют диммирование подъездного освещения.

Наиболее распространенная конструкция модульных устройств имеет кнопочное регулирование яркости освещения. Однократное нажатие на кнопку включает либо выключает освещение, а продолжительное (более 5 секунд) позволяет войти в режим регулировки и установить желаемый уровень напряжения на выходе.

Некоторые модели имеют дополнительную регулировку максимального и минимального значений напряжения.

Бытовые регулируемые выключатели имеют большое разнообразие вариантов исполнения. В основной своей массе они предназначены для установки в стандартные монтажные коробки для обычных выключателей, поэтому нет необходимости прибегать к особым мерам по монтажу.

Разновидности комнатных светорегуляторов

Комнатные регуляторы освещения условно делятся на две группы:

Как установить многоклавишный выключатель с розеткой?

Наиболее простую конструкцию имеют механические регуляторы. На внешней поверхности имеется ручка регулировки, насаженная на вал переменного резистора.

Обратите внимание! То, что освещение регулируется при помощи переменного резистора, не говорит о том, что данное устройство работает по реостатному способу. Переменный резистор изменяет параметры управляющих импульсов, подаваемых на тиристор.

Несомненное достоинство таких регуляторов состоит в том, что в выключенном положении провода сети механически разомкнуты, а включение света происходит всегда только с минимального уровня напряжения.

В свою очередь, сенсорные устройства также насчитывают большое количество вариантов, в том числе:

  • Сенсорный включатель с механической регулировкой;
  • Сенсорный выключатель с регулятором яркости без механических приспособлений.

Первый тип полностью идентичен приведенному выше механическому регулятору, за исключением того, что включение и выключение света происходит путем прикосновения к чувствительному элементу. Освещение включается сразу на заранее выставленный уровень.

Сенсорно-механический регулятор

Полностью электронные устройства выполняют регулировку по заданному алгоритму путем прикосновения к соответствующим чувствительным элементам. Наличие встроенного микроконтроллера позволяет осуществлять программирование устройства по множеству алгоритмов работы. Можно выставить желаемый уровень освещения в определенное время суток. Регуляторы с микроконтроллером, де-факто могут использоваться с пультом дистанционного управления.

Все перечисленные варианты могут быть предназначены как для регулировки освещения одного осветительного прибора, так и для нескольких. Внешне они отличаются наличием нескольких клавиш, визуально отделенных друг от друга.

Типы используемых ламп

В быту используется несколько типов ламп освещения:

  • Обычные лампы накаливания;
  • Галогенные лампы;
  • Люминесцентные (экономки);
  • Светодиодные.

Каждый тип ламп требует своего подхода к регулировке. Для ламп накаливания и галогенных регуляторы не отличаются. Основной критерий выбора состоит в учете возможной коммутируемой мощности ламп и подключаемого регулятора.

Основная часть регуляторов предназначена для управления лампами накаливания, поскольку здесь наиболее просто манипулировать регулировкой. Обычно используется симисторный метод управления с отсечкой части синусоиды переменного тока.

Недостатком ламп накаливания является тот факт, что при снижении напряжения понижается температура спирали, и спектр излучения смещается в красную область.

Изменение яркости светодиодных источников света встречает ряд затруднений, в частности такие:

  • LED элементы имеют узкий диапазон допустимых значений токов и, соответственно, малые пределы регулировки. При их превышении светодиод выходит из строя, а при значительном снижении просто перестает излучать световую энергию, поскольку имеет некоторое пороговое значение открытия;
  • LED лампы выпускаются в трех вариантах питания:
  1. Непосредственно от сети переменного тока 220В;
  2. Через понижающий трансформатор;
  3. При помощи постоянного тока.

Светодиоды для включения в сеть 220В имеют собственный драйвер, поэтому использование обычного диммера невозможно. Трансформатор низковольтных ламп нельзя подключать к регулятору по той причине, что выходное напряжение отличается от синусоидального, на работу в котором рассчитан трансформатор.

Единственно возможный вариант управления – использование широтно-импульсной модуляции. Здесь регулируется не уровень напряжения, а длительность подаваемых импульсов. Это стало возможным благодаря тому, что светодиоды не имеют задержки на включение и могут работать при подаче импульсов сколь угодно малой длительности. Чтобы не было заметным мерцание, частота следования импульсов питания делается высокой. Диммеры, работающие по такому принципу, имеют специальную маркировку и требуют для управления LED лампы, которые могут использоваться в регулируемых системах освещения.

Важно! Специальные модели LED ламп имеют особые драйверы для питания от сети 220В при помощи классических диммеров. Данные драйверы сами выполняют широтно-импульсную модуляцию, в зависимости от уровня питающего напряжения.

Не существует регуляторов, предназначенных для регулировки яркости люминесцентных ламп. Это связано с особенностями их работы и включения:

  • Для поджига разряда требуется импульс высокого напряжения, который вырабатывается пускорегулирующей аппаратурой лампы;
  • Дуговой разряд работоспособен в узком диапазоне режима питания.
Читайте также  Плавное выключение света в квартире

Включение регуляторов

Как правило, регуляторы освещения имеют два вывода и устанавливаются вместо обычного выключателя. Есть тонкости при установке электронных регуляторов.

Их монтаж желательно выполнять последовательно с классическим выключателем, который позволяет коммутировать освещение, вне зависимости от положения регулятора.

Как и механические выключатели, диммеры выпускаются для использования в проходном режиме. Два регулятора, установленных в различных частях помещения, позволяют выполнять управление освещением при помощи любого из них. Такие устройства содержат в себе переключатель с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами и опознаются по наличию трех клемм для подключения. Схема включения приводится на тыльной стороне устройства.

Подключение проходного диммера

Меры предосторожности

Освещение с регуляторами с механическим выключением не требует принятия особых мер предосторожности, кроме общепринятых, поскольку при выключенном положении регулятора цепь разомкнута полностью механическим выключателем. В электронных устройствах цепь полностью коммутируется симистором, механическое отключение отсутствует, и есть гальваническая связь между выводами симистора. При наличии дефекта в управляющем элементе возможна ситуация, когда на клеммах лампового патрона присутствует некоторый потенциал. Работа в сетях с электронными регуляторами требует полного отключения питающего напряжения на распределительном щите.

Регулируемый источник освещения не только повышает комфорт, но и служит средством для снижения затрат на электроэнергию и замену ламп. В основном установка переключателей с регулировкой осуществима неподготовленным пользователем, но в ряде случаев требуется наличие опыта. Перед тем, как подключить регулятор освещения, требуется взвесить свои возможности, а лучше воспользоваться услугами профессионального электрика.

Источник: https://amperof.ru/osveshenie/vyklyuchatel-regulyatorom-yarkosti.html

Диммер в системе освещения

Реостат для регулировки яркости света

УСТРОЙСТВО
ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП
КАК ВЫБРАТЬ

Диммеры — это устройства, регулирующие интенсивность искусственного освещения. Первые конструкции диммеров представляли собой обыкновенные реостаты, то есть, мощные переменные сопротивления, гасящие часть напряжения.

Использовались такие приборы в кинотеатрах для плавного выключения освещения зрительного зала. При включении реостата последовательно с лампочкой накаливания, согласно закону Ома для участка цепи, питающее напряжение падает на нити накала лампочки и реостате пропорционально их электрическому сопротивлению.

Таким образом, увеличение сопротивления реостата приводит к уменьшению напряжения на нити накала лампочки, а следовательно, к уменьшению интенсивности её свечения. Изменяя сопротивление реостата можно добиться изменения яркости свечения лампы от полного накала до отключения.

Применение реостатов для диммирования освещения сопряжено с целым рядом неудобств:

  • реостатные диммеры достаточно громоздки;
  • активное сопротивление реостата выделяет большое количество теплоты;
  • при уменьшении яркости свечения осветительных приборов не происходит экономии электроэнергии.

Ещё один вид устройств, иногда применяемый для диммирования освещения, представляет собой автотрансформатор с подвижным контактом ползункового или роликового типа, перемещающийся по обмотке, благодаря чему плавно изменяется коэффициент трансформации.

Таким образом, при неизменном напряжении питания возможно изменение вторичного напряжения на осветительной нагрузке в широких пределах, что приводит к изменению интенсивности свечения.

И хотя приборы данного типа не рассеивают электрическую мощность на сопротивлении, бесполезно превращая её в тепло, они ещё более громоздки, чем реостаты. Это обстоятельство сильно ограничивает сферу применения таких устройств.

Устройство электронных регуляторов освещенности

Получившие распространение в настоящее время регуляторы освещения построены на основе электронной схемы. Принцип работы таких устройств заключается в том, что на источник света подаётся не полный период переменного напряжения, а только часть, длительность которой регулируется.

Это достигается путём применения электронных ключей (обычно тиристоров), которые, закрываясь в нужные моменты времени «отрезают» часть синусоиды питающего напряжения. Фаза выключения тиристора регулируется, благодаря чему изменяется длительность питания лампы в течение каждого периода.

В результате применения таких регуляторов, на световой прибор поступают «обрывки» синусоиды, при этом яркость свечения пропорциональна среднему значению величины напряжения за период.

Электронные диммеры позволяют экономить электрическую энергию, так как не гасят избыточное напряжение, а отключают его.

Кроме этого, применение регуляторов освещения может существенно продлить срок службы лампочек накаливания. Объясняется это тем, что электролампы перегорают, как правило, в момент включения, когда сопротивление холодной нити накала минимально, а подача толчком рабочего напряжения вызывает резкий бросок тока.

Большинство диммеров же устроено таким образом, что в момент включения на устройство освещения подаётся не более 10% рабочего напряжения, а дальнейшее его увеличение происходит плавно. Следует заметить, что эти приборы можно использовать только с активными инерционными нагрузками,

Читайте также  Не работает выключатель света что делать?

Например, с их помощью кроме регулирования яркости свечения лампочек накаливания, можно регулировать количество теплоты, выделяемой электрическими нагревателями, то есть применять их в системах управления отоплением.

Совершенно недопустимо применение диммирования электрических двигателей.

Диммируемые светодиодные лампы

С появлением светодиодных источников освещения также появилась потребность в диммировании светодиодных ламп, однако применительно к ним этот процесс имеет ряд особенностей.

Главной особенностью светодиодного прибора освещения является то обстоятельство, что сам источник света в них, то есть, светодиод, или светодиодный модуль, имеет очень малое напряжение питания.

Поэтому, для использования светодиодов для привычного для нас освещения на 220 вольт, необходимо применение специального переходного устройства, которое обычно называют драйвером. Таким образом, любая светодиодная лампочка, предназначенная для включения в сеть 220 вольт, кроме собственно светодиодов, содержит также драйвер той или иной конструкции.

Возможность применения светорегулятора для светодиодных ламп определяется типом драйвера, применённого в данной лампе. Регулирование яркости свечения самого светодиода может быть осуществлено путём изменения питающего тока, с учётом того, что напряжение питания светодиода постоянно, и имеет величину порядка 1 – 2 вольта.

Некоторые конструкции драйверов представляют собой обычные выпрямительные схемы с гашением избыточного напряжения. При изменении входного напряжения таких драйверов происходит пропорциональное изменение тока, поступающего на светодиоды. Лампы, оснащённые драйверами такого типа, могут подключаться к диммерам.

Такие лампы называют диммируемыми светодиодными лампами. На упаковке и/или цоколе таких лампочек присутствует специальное обозначение, говорящее о том, что данная лампа может работать с диммером.

Задача регулирования яркости свечения светодиодных источников света чаще всего решается с помощью широтно – импульсной модуляции. Данный способ позволяет осуществлять управление посредством цифровых схем.

Суть метода заключается в том, что на светодиодный источник света подаётся последовательность прямоугольных импульсов высокой частоты. Амплитуда импульсов равна напряжению, при котором происходит уверенное зажигание светодиода.

Регулирование заключается в изменении скважности импульсов, то есть, соотношения продолжительности импульсов и интервалов между ними. Чем импульсы длиннее, а интервалы между ними короче, тем ярче свечение светодиода, и наоборот. В схемах широтно – импульсного регулирования применяются специализированные микросхемы ШИМ – генераторов.

Существуют типы диммированных светодиодных ламп, драйвер которых содержит регулятор яркости свечения. Управление такими регуляторами может осуществляться дистанционно, с помощью пульта. Некоторые схемы драйверов содержат ШИМ – генератор, питающий светодиодные источники света высокочастотными импульсами постоянной скважности. Такие драйверы не могут быть подключены к диммеру.

Таким образом, решая вопрос регулирования интенсивности искусственного светодиодного освещения, в первую очередь следует выбрать специальные светодиодные лампы под диммер.

Следует добавить, что применение диммирования светодиодных источников в системах освещения позволяет не только повысить комфорт за счёт выбора требуемого уровня освещённости, но и продлить срок службы светодиодов, так же, как и в случае с лампочками накаливания.

Современные диммеры чаще всего выпускаются в габаритах обычных клавишных выключателей, и могут быть легко установлены вместо них.

Бренды и производители – как выбрать

Заслуживает внимания продукция фирмы Makel, серии изделий lillium care и lillium natural care которой предлагают поворотные диммеры, а также устройства с дистанционным управлением, имеющие различное цветовое оформление, благодаря которому изделия впишутся в интерьер, выполненный в любом стиле.

В составе продуктовой линейки серии регуляторы света для светодиодных ламп и традиционных ламп накаливания мощностью 600 Ватт и 1000 Ватт. Для защиты электронной схемы диммера от воздействия высокочастотных помех, устройства оснащены сетевыми фильтрами высокой частоты. Дистанционный регулятор яркости для светодиодных ламп, выпускаемый компанией Makel, имеет мощность 400 Ватт.

Серия установочных изделий Mimoza включает в себя диммеры, специально созданные для регулировки светодиодных ламп. Среди них – регулятор с дистанционным инфракрасным управлением освещением. Товары фирмы Makel сравнительно недороги и обладают довольно высоким соотношением цены и качества.

Именитая компания Schneider Electric предлагает приборы серии Unica, в составе которой как обычные поворотные диммеры, так и радиоуправляемые приборы для системы «умный дом». Большинство приборов также выполнено в габаритах классических выключателей с использованием декоративных рамок, выполненных в различных стилях.

В начало

  *  *  *

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник: https://video-praktik.ru/osveschenie_dimmer.html