Диммеры для светодиодных ламп

Каждой лампе — свой диммер

Разнообразие ламп в современных светильниках (лампы накаливания, низковольтные галогенные, люминесцентные, светодиодные) накладывает определённые условия на выбор диммеров. Неправильно подобранное устройство может просто не заработать с теми или иными светильниками. Именно поэтому на рынке представлены устройства для обычных ламп накаливания и низковольтных галогенных ламп (они часто используются в частных домах для подсветки территории), а также есть специальные приборы для светодиодных и компактных люминесцентных ламп.

Правда, существуют и универсальные решения: в частности, диммеры серии LivingLight итальянской компании BTicino управляют различными типами нагрузок. Устройство автоматически определяет тип подключенных источников света и корректирует свою работу в зависимости от них. Есть модели, где переключение осуществляется вручную. Это более сложный, но в то же время надёжный способ. Механический переход на разные лампы реализован, например, в серии Etika от Группы Legrand, мирового специалиста по электрическим и информационным системам зданий.

Что такое диммер и зачем он нужен?

Диммер – электронный прибор способный регулировать мощность, за счёт регулирования напряжения, поступающего к нагрузке. Определение весьма сухое и скучное, давайте более простым языком объясним принцип действия.

Мощность зависит от напряжения и тока в нагрузке. Это значит, что если уменьшить одну из составляющих уменьшиться и мощность. Напряжение и ток связаны законом Ома, а значит уменьшить мощность вашего прибора (яркость светильника) можно, увеличив общее сопротивление нагрузки. То есть использовать балластные резисторы, дроссели или конденсаторы.

Балластные гасители мощности – преобразуют лишнюю энергию в тепло и имеют низкий КПД. Чтобы регулировать мощность прибора, в нашем случае яркость лампочки, нужно другое устройство – диммер.

Можно ли подключать светодиодные лампы через диммер? Можно. Но не все будут стабильно регулироваться. Тут нужны специальные светодиодные лампы под диммер.

Светодиодные лампы, регулируемые диммером, подойдут для работы с любым регулятором. Но есть некоторые нюансы в отличии типа регулировки напряжения. Это определяется схемотехникой диммера, различия будут подробно описаны в следующих разделах статьи. От типа диммера зависит насколько хорошо будут регулироваться LED.

Какие светодиодные лампы можно использовать с диммером? В этом вопросе всё крайне индивидуально. Все зависит как от схемы самой лампочки, так и от схематики регулятора. В общем случае – отлично подходят так называемые диммируемые светодиодные лампы.

Какие бывают диммеры

Регуляторы мощности можно разделить на две больших группы:

• Для работы в цепях переменного напряжения (220В);
• для работы в цепях постоянного напряжения (для светодиодной ленты на 12В).

В дрелях тоже нужен регулятор, для корректировки оборотов, он располагается в кнопке.

Его можно использовать в различных целях, в этом списке они расположены по популярности:

1. Регулировка яркости света, диммирование светодиодных и ламп накаливания;
2. регулировка температуры тэна в различных нагревателях;
3. регулировка оборотов коллекторного двигателя.

Конструктивные особенности

Для коммутации электрических цепей применяют полупроводниковый ключ (динистор). Конденсатор устанавливают для накопления и возврата энергии, переменный резистор – для определения рабочего режима.

Простейший регулятор на симисторе можно собрать на универсальной макетной плате за 15 минут. Сложнее решить задачу, если надо подключить дистанционное управление или улучшить внешний вид устройства. В некоторых ситуациях дополнительные трудности сопряжены с выбором места его размещения.

Можно использовать поворотный, нажимной или комбинированный механический прибор. Клавишей включают (выключают) свет. Поворотным рычагом регулируют яркость.

Аналогичные алгоритмы применяют при установке сенсорной панели. В этом случае для подачи напряжения (разрыва цепи) пользуются слабым ударом по чувствительной области. Движением пальца по вертикальной (горизонтальной) линии изменяют уровень освещенности. Этот вариант оснащения подразумевает покупку более дорогих комплектующих деталей.

При выборе дистанционной схемы управления обращают внимание на следующие особенности:

1. Инфракрасный канал действует только по линии прямой видимости между пультом и приемным устройством.
2. Прохождению радиосигнала через стены мешают стальная арматура и другие экранирующие конструкции из металла.
3. В звуковом диапазоне ложные срабатывания могут провоцировать посторонние шумы.

Самые широкие функциональные возможности обеспечит схема управления с подключением смартфона, планшета или компьютера.

Для монтажа устройства можно использовать стандартную коробку под выключатель. В этом случае существенное значение имеет ее внешний вид. В скрытом положении диммер устанавливают за панелью подвесного потолка либо в иной полости внутри строительной конструкции. Материал декоративной обшивки выбирают с учетом отсутствия помех для управляющих сигналов.

Применение и экономия энергии

А еще диммеры здорово продлевают срок службы лампочек и светодиодов.

Вы наверняка замечали, что чаще всего лампочки перегорают в момент включения света. Если же их включать через регулятор, выставленный не на максимально возможную мощность, а чуть ниже, то вы забудете что такое замена ламп в светильниках.

Еще диммеры очень любят все дизайнеры, ведь с их помощью любой светильник превращается в элемент декора.

Здесь уже не столь важен яркий свет, а требуется только небольшое свечение самой спирали.

Правда сделать все это можно и гораздо проще, просто изменив схему подключения ламп.

При этом многие заблуждаются, думая что уменьшив яркость лампочек с помощью диммера на 50%, они тут же начнут экономить эл.энергию в два раза. Как бы не так.

Экономия в этом случае составит максимум 15%, а то и меньше. Это вам не последовательное подключение ламп, когда большая часть энергии превращается не в свет, а в тепло.

Благодаря чему можно самостоятельно смастерить экономный инфракрасный обогреватель.

Разновидности и отличия

Существует множество моделей диммеров для регулировки яркости светодиодного и другого освещения.

• механические

• электронные контактные

• электронные бесконтактные

Механический собран на основе потенциометра. Правда напрямую к нему нагрузка не подключена.

Сигнал идет через схему управления, а далее задействуется силовой элемент. Это может быть тиристор, либо дроссель.

Электронные диммеры подразделяются на два вида:

• контактный

• бесконтактный

В бесконтактных, связь осуществляется чаще всего при помощи ультразвуковой или инфракрасной технологии.

Кроме всего прочего, в одном приборе одновременно могут использоваться сразу несколько способов управления.

Еще все модели делятся на подвиды с управлением или отсечкой по переднему и заднему фронту.

1 of 2

У зарубежных производителей это называется Leading или Trailing edge phase control, что означает лидирующее и запаздывающее управление.

Подавляющее большинство — это модели с отсечкой по переднему фронту. Они более «грубые» и создают больше помех для драйвера лампы. С отсечкой по заднему фронту считаются более щадящими для светильников, но и стоят гораздо дороже.

Для различия всегда внимательно ознакамливайтесь с техдокументацией к изделиям, либо обращайте внимание на надписи.

Давайте подробнее рассмотрим наиболее распространенные из диммеров.

Принцип действия диммеров

Светорегуляторы – удобные приборы, позволяющие менять степень освещенности помещений, снижая мощность ламп. В основу таких устройств могут быть положены различные решения.

Наиболее простым приспособлением является обычный реостат, недостатком которого является значительный нагрев в процессе пользования.

Чтобы избежать этого, в цепь питания включают балластные бытовые трансформаторы, компенсирующие временные броски напряжения.

Даже простейший светорегулятор может выполнять важные функции (+)

Более современными и удобными устройствами считаются регуляторы света, конструкция которых базируется на полупроводниках – симисторах, тиристорах, динисторах.

Такие приспособления гарантируют легкое управление моментами отпирания/запирания, связанными с изменением направления тока в цепи.

Схема диммера на тиристорах. Наиболее простой вид светорегулирующего прибора, которую легко можно изготовить своими руками, имея элементарные технические навыки (+)

Аппараты, генерирующие автоколебания, изготовляются также на основе транзисторов: в этом случае главными узлами  являются полевые элементы большой мощности.

Схемы подключения

Монтаж выполняется в определенной последовательности. После отключения питания необходимо убедиться, что выключатель обесточен. Затем крышку устройства снимают с корпуса, ослабляют крепления и вынимают прибор из ниши в стене. В случае повреждения изоляционного слоя проводов открытые участки необходимо закрыть несколькими слоями изоленты. Провода подсоединяют к клеммам диммера, следя, чтобы их оголенные концы имели длину до 3 мм. Диммер с подключенными проводами размещается на месте выключателя и надежно фиксируется. Остается подключить питание и проверить исправную работу устройства.

Монтаж выключателя с диммером ничем не отличается от стандартной последовательности работ при установке обычной модели. Если необходимо подключить одновременно выключатель и диммер, последний лучше разместить ближе к обычному месту отдыха. Если в комплекте поставляют дополнительные выносные кнопки, их можно монтировать на расстоянии до 50 м от светорегулятора.

Фазный провод при этом подводится к соответствующей клемме регулятора света и первым клеммам каждой кнопки. Вторые клеммы кнопок соединяются с клеммой В на регуляторе. Нагрузку подключают на вторую клемму диммера и к нулевому проводу.

Рекомендации по выбору

Чтобы грамотно подобрать устройство, следует изучить варианты монтажа:

• Стандартный вариант подключения – управление светом с одной точки в помещении.
• В спальнях можно установить два устройства – на входе в помещение и возле кровати, что позволяет менять интенсивность освещения при отходе ко сну.
• Допустим вариант, когда регулирование света осуществляется с одного места, а управление – с двух. Это может быть выключатель на входе и два регулятора в разных зонах помещения.
• Вариант в соотношении «три точки управления и одна точка регулирования». Здесь можно применить проходные диммеры, когда включение ламп в одной зоне помещения автоматически отключает осветительные устройства в других.
  
  Два диммера и один выключател
  
  Управление из двух точек
  
  Управление из одной точки

Разнообразие способов подключения диммера позволяет подобрать оптимальный вариант для каждого помещения с учетом особенностей его эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Регулировка реостатом отличается:

• надежностью;
• отсутствием электромагнитных помех;
• простой сборкой.

Главный недостаток – бесполезное потребление энергии на обогрев окружающего пространства.

Изменение ширины синусоиды (прямоугольного импульса) помогает улучшить экономические показатели.

Однако при выборе этой схемы нужно учитывать следующие особенности и недостатки:

1. При уменьшении яркости лампы накаливания спектр излучения смещается в ИК-диапазон, ухудшается КПД.
2. Низкая частота сигнала провоцирует возникновение шума, созданного вибрирующей вольфрамовой спиралью.
3. Искаженная синусоида не подходит для электропитания телевизора или другого устройства с трансформатором на входе.

Работающий диммер может создать электромагнитные помехи в радиодиапазоне.

Типовой регулятор не подходит для подключения люминесцентной лампы. Соответствующую схему надо разработать с учетом особенностей пускового устройства.

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.

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:

• регулировка по переднему фронту;
• регулировка по заднему фронту.

Оба эти способа применяются для управления разными лампами:

1. Диммирование светодиодных и галогенных ламп осуществляют с помощью электронных трансформаторов, при этом применяется регулировка по заднему фронту.
2. Компактные люминесцентные и светодиодные лампы напряжением 220 V, а также лампы низкого напряжения, регулируются при помощи электромагнитных трансформаторов и с применением способа по переднему фронту.

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:

Как регулировать освещенность LED

Какие лампочки можно использовать с диммером? Когда для освещения использовались преимущественно лампы накаливания, всё было просто – обычный диммер легко справлялся с регулировкой яркости.

Лампы накаливания были заменены энергосберегающими люминесцентными экономками, их вообще нельзя было регулировать. Конечно, встречались ЭПРА для трубчатых люминесцентных лампочек с возможностью диммирования, но крайне редко и стоили они дорого.

Сейчас энергосберегающие лампы вытесняются светодиодными. Процесс излучения квантов света хоть и сложен, но с точки зрения регулирования, пожалуй, более прост, чем регулировка газоразрядных источников света.

Диммируемые светодиодные лампы – что это такое?

Что значит диммируемая светодиодная лампа? Это лампочка, которая поддаётся регулировке яркости с помощью любого диммера, который разработан под переменный или постоянный ток (в зависимости от типа).

В ее схему питания заложены функции изменения яркости, в зависимости от питающего напряжения.

Сетевой диммер регулирует подаваемое напряжение. Это значит, что при любых значениях напряжений, в определенном производителем диапазоне (он указан на коробке от лампочки), схема лампы будет стремиться поддерживать заданный ток. Яркость в свою очередь зависит от тока.

Обычные светодиодные лампы регулировать не получится, в лучшем случае она будет просто включаться и выключаться, в худшем — сгорит при низких значениях, установленных на диммере.

В самых дешевых светодиодных лампах стоит гасящий конденсатор. Они если и будут регулироваться, то только в очень узких пределах, значит они тоже не подходят.Диммируемые светодиодные лампы на 220 Вольт

Регулировка яркости светодиодных ламп на 220В затруднена, потому что там установлена схема стабилизации тока на специализированном драйвере. Его задача стабилизировать выходной ток, для обеспечения равномерного и долгого свечения светодиодов, не зависимо от значений напряжения питающей сети.

Обычные светодиодные лампы не очень сильно поддаются диммированию. Чтобы выбрать правильную Led лампу для диммера – нужно внимательно изучить описание и обозначения, указанные на коробке и корпусе лампочки.

Светодиодные лампы с диммированием можно распознать по надписи: «для диммера», «регулируемая» или что-то подобное, возможно будет просто нарисовано условное изображение диммера.

Альтернативное использование диммера

То, что диммер может только регулировать яркость ламп накаливания – узколобость маркетологов, у него гораздо больше применений. Диммер – это не только регулятор освещения, его можно использовать как регулятор напряжения вообще, подключая через него любую активную нагрузку – лампу накаливания, паяльник, чайник, утюг. Но главное – максимальная мощность диммера (другими словами – максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.

Не факт, что нагрузка при этом будет вести себя адекватно, и не будет подвергаться опасности выйти из строя. Например, попробуйте диммировать свой телевизор) Нет, лучше не надо! Кроме того, можно например регулировать температуру теплых полов. При этом отпадает необходимость в покупке температурного регулятора, который стоит в 3-5 раз дороже.

Минус – нет обратной связи и защиты от перегрева, но это во многих случаях терпимо. Ведь от люстры тоже нет обратной связи – только через глаза. А от теплого пола – через ноги, не так ли? Ставил диммеры на теплые полы, работают прекрасно много лет.

Изготовление простого диммера своими руками

Из куска фольгированного текстолита вырезаем небольшой прямоугольник.

Зачищаем медное покрытие металлической губкой для удаления окислов и лучшей пайки. При помощи ножовки, надфиля или напильника разрезаем фольгу на квадраты. Обратите внимание, что два из них соединены между собой.

Сверлим 6 отверстий под симистор и потенциометр.

Устанавливаем элементы и запаиваем.

С боку припаиваем конденсатор.

Припаиваем резистор.

Обрезаем вывода резистора. Припаиваем динистор.

Диммер почти готов. Осталось припаять провода для подключения в разрыв нагрузок.

Получилась совсем маленькое, но очень полезное и мощное устройство.

Особенности эксплуатации

При покупке и использовании диммеров важно учесть ряд особенностей их применения.

Выделим базовые нюансы:

1. Применение светорегуляторов рядом с радиоприемниками и другими приборами высокой чувствительности не рекомендуется. Это связано с появлением помех при работе таких устройств. К примеру, при включении паяльника с регулятором осциллограф покажет посторонние сигналы, а послушать приемник на длинных / средних волнах не получится.
2. Подключение диммера с лампой накаливания позволяет избежать скачка по току и, соответственно, защитить ее от перегорания раньше положенного срока. В реальности такая защита работает не всегда, и в момент включения лампы все равно горят (хотя, вероятность появления такой ситуации ниже). К слову, стартовое напряжение при минимальном уровне регулятора зависит от типа диммера.
3. КПД лампочки накаливания заметно снижается вместе с уменьшением разницы потенциалов на входе. Следовательно, вместо снижения яркости лучше подключить лампу меньшей мощности и без диммера.
4. Светорегулятор может стать источником помех при записи аудио с помощью звукоснимателя или микрофона. Эту особенность нужно учитывать в специальных помещениях, где ведется запись звука или радиоузлах. В таких местах лампы накаливания стоит подключать напрямую или использовать специальные схемы.
5. При регулировании мощности лампы с помощью диммера меняется не только яркость, но и цветовая температура. В частности, при снижении яркости свет становится более красным.
6. Мощная лампа накаливания при регулировании яркости с помощью диммера может быть источником ВЧ шума, который можно услышать в полной тишине. Это происходит из-за механических колебаний нити накаливания, которая горит при участии токов с ВЧ гармониками (появляются в момент переключения симистора). Если запитать лампочку напрямую, подобного эффекта не будет.

Полезные советы и рекомендации

Для внешнего управления подходят «диммируемые» светодиодные приборы. Соответствующие возможности указаны в сопроводительной документации производителя. Специальными символами обозначают совместимость на корпусе и упаковке.

Чтобы исключить перегрев полупроводникового прибора, надо изучить инструкции производителя. Кроме соответствия по мощности потребления нагрузки, имеет значение и температура в помещении.

«Триак BTA24-600», например, можно применять без специального охлаждения при подключении лампы накаливания до 75 Вт. Если мощность потребления составляет 1000 Вт, полупроводниковый прибор устанавливают на радиаторе с эффективной площадью рассеивания 180 кв.см. В сложных температурных условиях устанавливают кулер.

Дополнительные советы

При покупке диммера в магазине обязательно проверьте его на исправность и возможность применения с указанным типом лампы.

Убедитесь, что все функции (в том числе запоминания уровня освещения), работают.

Также при выборе обратите внимание на производителя, срок службы, цвет и особенности управления.

Проверьте комплектацию на факт наличия всех элементов для монтажа и инструкции на русском языке.

Диммеры — востребованные устройства, которые давно применяются для регулирования света в лампах накаливания и набирают популярности в других направлениях.

Сегодня с их помощью можно регулировать яркость света в магнитоле, в светильнике или лампочках разного типа на 12, 24 или 220 В.