Регулируем яркость светильника. Выбор качественного диммера для светодиодных ламп. Требования при монтаже светорегклятора

Простейшая схема регулятора яркости светодиодов, представленная в этой статье, с успехом может быть применена в тюнинге автомобилей, ну и просто для повышения комфорта в машине в ночное время, например для освещения панели приборов, бардачков и так далее. Чтобы собрать это изделие, не нужно технических знаний, достаточно быть просто внимательным и аккуратным.
Напряжение 12 вольт считается полностью безопасным для людей. Если в работе использовать светодиодную ленту, то можно считать, что и от пожара вы не пострадаете, так как лента практически не греется и не может загореться от перегрева. Но аккуратность в работе нужна, что бы ни допустить короткого замыкания в смонтированном устройстве и как следствие пожара, а значит сохранить своё имущество.
Транзистор Т1, в зависимости от марки, может регулировать яркость светодиодов общей мощностью до 100 ватт, при условии, что он будет установлен на радиатор охлаждения соответствующей площади.
Работу транзистора Т1 можно сравнить с работой обыкновенного краника для воды, а потенциометра R1 – с его рукояткой. Чем больше откручиваешь – тем больше течёт воды. Так и здесь. Чем больше откручиваешь потенциометр – тем больше течёт ток. Закручиваешь – меньше течёт и меньше светят светодиоды.

Схема регулятора

Выключатель с регулятором яркости (другое название - диммер) представляет собой прибор, предназначенный для регулировки параметров освещения. Устройство позволяет изменять показатели яркости света в пределах от 0 до 100% номинального значения.

Диммеры могут использоваться в качестве замены обычному выключателю, при этом обладая значительно большими функциональными возможностями.

Назначение диммера

Задача диммера - обеспечивать изменение яркости свечения осветительных устройств. Регулируемые выключатели света позволяют добиваться любой интенсивности освещения: от приглушенного света до чрезвычайно яркого. Применение диммеров делает ненужными двойные или тройные выключатели, нет необходимости покупать дорогие осветительные приборы с контроллерами напряжения.

Обратите внимание! Для управления интенсивностью света энергосберегающих лампочек понадобится специальное устройство - электронный пускатель.

К достоинствам диммеров относятся следующие характеристики:

• контроль яркости света;
• настройка времени изменения яркости;
• управление с пульта ДУ;
• длительный срок эксплуатации;
• запрограммированное художественное мерцание, создание картин с подсветкой;
• экономность расходования электроэнергии (некоторые модели).

Недостатки диммеров:

• чрезмерный расход электричества в некоторых случаях;
• создание радиопомех, мешающих работать электробытовой технике;
• небольшие нагрузки становятся причиной неисправности диммеров;
• работа диммеров часто приводит к нежелательному мерцанию света.

Принцип действия

У всех моделей диммеров схожие схемы контроля яркости освещения. Отличия кроются в наличии дополнительных элементов для придания плавности свечению и устойчивости нижних пределов.

На рисунке внизу показано предназначение клеммных колонок в диммере.

Конденсатор заряжается через переменный резистор. Как только зарядка становится достаточной, открывается симистор и загорается лампочка. После этого симистор закрывается. На отрицательной полуволне наблюдается аналогичный процесс.

На рисунке внизу показана схема действия выключателя с регулировкой интенсивности освещения.

За счет подбора величин резисторов и конденсаторов осуществляет замена начальных и конечных периодов зажигания лампы, а также стабильность ее свечения.

Классификация диммеров

Существуют две разновидности диммеров - моноблочные и модульные. Моноблочные системы выполняются единым блоком и предназначены для установки в коробку в качестве выключателя. Моноблочные диммеры благодаря своим небольшим размерам популярны при установке в тонкие перегородки. Основная сфера применения моноблочных систем - квартиры в многоэтажных домах.

На рынке есть несколько типов моноблочных устройств:

1. С механической регулировкой. Контроль выполняется с помощью поворотного диска. Такие диммеры обладают простой конструкцией и невысокой стоимостью. Вместо поворотного способа управления иногда применяется нажимной вариант.
2. С кнопочным регулятором. Это более технически сложные и функциональные механизмы. Многофункциональность достигается за счет группирования регуляторов, управляемых с пульта дистанционного управления.
3. Сенсорные модели. Представляют собой наиболее продвинутые устройства и самые дорогостоящие. Такие системы хорошо вписываются в окружающий интерьер, особенно оформленный в современном стиле. Команды передаются с помощью инфракрасного сигнала или по радиочастотам.

Модульные системы схожи с автоматическими выключателями. Их ставят в распредкоробках на DIN-рейках. Модульные устройства применяют для освещения лестничных площадок и коридоров. Также модульные системы популярны в частных домах, где нужно освещать прилегающие территории. Управляются модульные светорегуляторы выносной кнопкой или клавишным выключателем.

Мощность диммера - ключевой параметр при его выборе. Совокупная мощность подключенных устройств не должна превышать этот показатель у светорегулятора. В продаже имеются системы, мощность которых находится между 40 ваттами и 1 киловаттом.

По конструктивным особенностям выделяют одинарные, двойные и тройные модификации. В большей части случаев потребители выбирают одинарные диммеры.

Дополнительные функции

Старые диммеры выполнялись как электромеханические устройства. С их помощью нельзя было сделать ничего, кроме настройки яркости ламп накаливания.

Современные модели обладают значительно расширенным функционалом:

1. Работа по таймеру.
2. Возможность встраивания диммера в более крупномасштабную систему - «умный дом».
3. Диммер при необходимости позволяет создать эффект присутствия хозяев в доме. Свет будет включаться и выключаться в разных помещениях по определенному алгоритму.
4. Функция художественного мерцания. Схожим образом мигают огни на елочной гирлянде.
5. Возможность голосового управления системой.
6. Стандартно команды отдаются с пульта дистанционного управления.

Разновидности лампочек

В светорегуляторах используют самые разные типы источников света: лампы накаливания, галогенные (обычные и низковольтные), люминесцентные, светодиодные лампочки. Варианты подключения диммера с выключателем отличаются в зависимости от типа используемых ламп.

Лампочки накаливания и галогенные лампы

Эти источники света рассчитаны на 220 вольт. Чтобы изменить интенсивность освещения, применяются диммеры любых моделей, так как нагрузка все активная в силу отсутствия емкости и индуктивности. Недостаток систем такого типа - сдвиг цветового спектра в сторону красного цвета. Происходит это в случае уменьшения напряжения. Мощность диммеров находится в промежутке между 60 и 600 ваттами.

Низковольтные галогенные лампочки

Для работы с низковольтными лампами понадобится понижающий трансформатор с регулятором для индуктивной нагрузки. Отличительная особенность регулятора - маркировка аббревиатурой RL. Рекомендуется приобретать трансформатор не отдельно от диммера, а как встроенное устройство. Для электронного трансформатора устанавливают емкостные показатели. Для галогенных источников света важную роль играет плавность колебаний напряжения, иначе срок жизни лампочек резко сократится.

Люминесцентные лампы

Стандартный диммер придется менять на ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), если запуск осуществляется выключателем, стартовым тлеющим зарядом или электромагнитным дросселем. Простейшая схема системы с люминесцентными лампами показана на рисунке ниже.

Напряжение на лампочку направляется с генератора частоты 20–50 кГц. Свечение образуется за счет вхождения в резонанс контура, создаваемого дросселем и емкостью. Для изменения силы тока (что меняет яркость света) нужна смена частоты. Процесс диммирования начинается сразу после достижения полной мощности.

Электронная пускорегулирующая аппаратура производится на основе контроллера IRS2530D, оснащенного восемью выводами. Данное устройство выступает в качестве полумостового 600-вольтного драйвера, обладающего функционалом для запуска, диммирования и предотвращения выхода из строя. Интегральная схема рассчитана на реализацию всех возможных способов контроля, благодаря наличию множества выходов. На рисунке внизу изображена схема управления люминесцентными источниками света.

Светодиодные лампочки

Хотя светодиоды экономичны, нередко появляется необходимость уменьшения яркости их свечения.

Особенности светодиодных источников света:

• стандартные цоколи E, G, MR;
• возможность функционирования с сетью без дополнительных устройств (для 12-вольтовых ламп).

Со стандартными диммерами светодиодные лампочки несовместимы. Они просто выходят из строя. Поэтому для работы со светодиодами применяют специальные выключатели с регуляторами яркости для светодиодных ламп.

Подходящие для светодиодов регуляторы выпускают в двух исполнениях: с контролем напряжения и с управлением посредством широтно-импульсной модуляции. Первый тип устройств очень дорог и габаритен (в него входит реостат или потенциометр). Светорегуляторы с изменением напряжения - не лучший выбор для низковольтных лампочек и способны работать только при 9 и 18 вольтах.

Для этого типа источников света характерно изменение спектра как реакция на регулировку напряжения. По этой причине регулировка световых диодов осуществляется путем контроля за продолжительностью передаваемых импульсов. Так удается избежать мерцания, поскольку частота следования импульсов доходит до 300 кГц.

Чтобы лампа работала корректно, в ней имеется драйвер. Возможность диммирования указывается в паспорте изделия. Если же диммирование невозможно, рекомендуется покупать специальные устройства с широтно-импульсным регулированием.

Существуют такие регуляторы с ШИМ:

1. Модульные. Управление осуществляется выносными регуляторами, пультами ДУ или с помощью специальных шин.
2. Установленные в монтажной коробке. Применяются в виде выключателей с поворотным или кнопочным управлением.
3. Выносные системы, устанавливаемые в конструкциях потолка (для лент светодиодов и точечных светильников).

Для широтно-импульсного регулирования необходимы дорогие микроконтроллеры. Причем ремонту они не подлежат. Возможно самостоятельное изготовление устройства на базе микросхемы. Внизу показана схема диммера для светодиодных лампочек.

Нормальная периодичность колебаний достигается за счет использование генератора, в составе которого имеется конденсатор и резистор. Интервалы подключения и отключения нагрузки на выходе микросхемы задаются размером переменного резистора. В качестве усилителя мощности служит полевой транзистор. Если ток выше 1 ампера, понадобится радиатор охлаждения.

Подключение светорегулятора

Существует несколько схем подключения диммера.

Схема светорегулятора с выключателем

В описываемом случае светорегулятор устанавливают перед диммером в фазовый разрыв. Выключатель управляет подачей тока. Схема подключения показана на рисунке внизу.

От выключателя ток направляется на диммер, а оттуда - на лампочку накаливания. В результате регулятор определяет нужный уровень яркости, а за включение и выключение цепочки ответственен выключатель.

Схема хорошо подходит для спален. Выключатель ставят около двери, а диммер - у кровати. Так достигается возможность управления светом прямо из кровати. При выходе человека из комнаты освещение гаснет, а при возвращении в комнату свет загорается с теми характеристиками, которые были заданы диммером.

Схема подключения с двумя диммерами

В этой схеме присутствуют два плавных выключателя света. Они вмонтированы в двух местах одного помещения и по своей сути являются проходными выключателями, управляющими отдельно взятыми осветительными приборами.

Схема сопряжена с подводкой трех проводников к распредкоробке от каждой точки. Для подключения диммеров выполняют соединение перемычками первых и вторых контактов в диммерах. Затем к третьему контакту первого светорегулятора подводится фаза, уходящая к осветительному прибору через третий контакт второго диммера.

Схема с двумя проходными выключателями

Эта схема применяется довольно редко. Она востребована для организации контроля за освещением в проходных комнатах и протяженных коридорах. Схема позволяет выполнять включение и выключение света, а также его регулировки с разных концов помещения.

Проходные выключатели ставят в фазовый разрыв. Контакты соединяют проводниками. Диммер входит в цепочку последовательным образом, после одного из выключателей. К первому контакту подходит фаза, идущая затем к лампе накаливания.

Контроль яркости осуществляется диммером. Однако следует иметь в виду, что при выключенном регуляторе проходные выключатели не способны коммутировать лампочки.

Требования при установке светорегулятора

При установке светорегулирующего устройства следует обращать внимание на несколько важных обстоятельств:

1. Люминесцентные и энергосберегающие лампы не диммируются стандартным способом. Оба типа лампочек способны работать с диммером, но их эксплуатационные сроки резко уменьшаются. Порой срок жизни лампочки сокращается до 100–150 часов. К тому же, увеличивается риск поломки и самого светорегулятора.
2. Светорегуляторы нуждаются в определенном минимуме нагрузки. Чаще всего ее величина равна 40 ваттам. Уменьшение нагрузки происходит из-за перегорания одной из лампочек, ухудшения контактов, появления мерцаний с частотой в 50 герц. Когда нагрузка упадет ниже минимально допустимой, срабатывает защитная система или прибор приходит в неисправное состояние.
3. Диммеры чувствительны к температурному режиму окружающей среды. При температурах выше 25 градусов возможен перегрев, что чревато поломкой светорегулятора.
4. Не следует превышать максимально разрешенную нагрузку на устройство. При необходимости рекомендуется добавить усилители мощности, с помощью которых возможна коммутация устройств до 1,8 киловатт.
5. Нельзя одновременно подключать емкостные и индуктивные нагрузки. Это чревато поломкой прибора.

Что касается места для установки, специалисты рекомендуют исходить из следующей информации:

1. Не следует устанавливать светорегуляторы в помещениях, где обычно бывает много людей. В многолюдных местах оборудование будет работать с помехами.
2. Необходимо избегать монтажа диммеров в помещениях, где нет постоянного места для установки осветительного оборудования.

Монтаж выключателей

По габаритам светорегулирующий выключатель напоминает стандартное устройство для включения и выключения света. Установка диммера осуществляется с применением специальных лапок в разрыв осветительной цепочки. Основное требование к установщику - соблюдать полярность.

На рисунке ниже изображена схема подключения диммера.

О том, как подключить два диммера можно узнать из следующей схемы.

Если предстоит установка диммера вместо выключателя, понадобится вначале демонтировать модель старого образца. Но еще до этого следует обесточить электросеть и проверить отсутствие напряжения с помощью индикатора. Чтобы снять старый выключатель, берем отвертку и отвинчиваем винты монтажных лапок. После этого удаляем панель устройства. Затем ослабляем винты на клеммах и отсоединяем выключатель от проводов.

Следующий этап - установка диммера. Монтаж осуществляется в порядке, обратном описанному выше при демонтаже. После установки диммера в подрозетник фиксируем его винтами и ставим декоративную рамку. При необходимости регулировки освещения в нескольких местах понадобятся дополнительные диммеры и монтаж подрозетников с прокладкой к ним кабеля.

Возможность изменять яркость освещения и создавать различные световые сценарии становится для современного дома такой же необходимостью, как подключение к электросети или интернету. Поэтому регуляторы светового потока или диммеры для светодиодов рекомендуют устанавливать при каждом обновлении проводке в квартире.

Функции диммеров

Функциональность диммеров зависит от сложности устройства. Самые простые, которые можно сделать своими руками, используются только для ступенчатого либо плавного изменения интенсивности свечения лампы. Более современные модели, оснащённые микроконтроллерами, могут выполнять и другие задачи:

• Тонкая настройка освещения. Диммер помогает настроить комфортную яркость осветительных приборов в зависимости от интенсивности естественного освещения на протяжении дня, ориентации комнаты по сторонам света, оформления оконного проёма, привычек и предпочтений хозяев. Это гораздо удобнее, чем подбирать для каждой группы светильников лампы нужной мощности.
• Автоматическое выключение в заданное время. Эта функция избавляет хозяина от необходимости проверять каждую комнату перед сном/выходом и помогает уменьшить счета за электричество.
• Экономия средств на лампы. Работая в режиме сниженной яркости, светодиодные лампы и лампы накаливания способны выполнять свои функции в 3–5 раза дольше запланированного срока.
• Симуляция присутствия хозяев. Прибор включает и выключает, а также изменяет яркость подключённых к нему светильников, имитируя действия живущих в доме людей. Программа разработана специально для тех, кто регулярно покидает своё жильё и опасается проникновения грабителей.
• Дистанционное управление светом: через пульт, голосовые команды, приложение на смартфоне. Это удобно не только в больших помещениях, но и спальнях, когда не хочется вечером вставать с кровати.

Диммеры можно устанавливать как для отдельной лампы/люстры, так и для группы светильников. Чаще для каждой группы осветительных приборов каждой функциональной зоны предусматривается отдельный диммер.

Помимо жилых комнат приборами этого типа снабжаются концертные площадки, театральные залы, цирковые арены и другие помещения, где плавная регулировка освещения необходима для визуального эффекта.

Как работает диммер для светодиодов

Принцип действия прибора основан на изменении напряжения тока таким образом, чтобы отсечь передний («регулировка по переднему фронту») либо задний («регулировка по заднему фронту») фронт синусоиды переменного тока («принцип фазовой отсечки»). Таким образом, при диммировании на 50% лампа использует только половину возможной мощности.

Диммирование по переднему фронту используется с лампами низкого напряжения, люминесцентными и светодиодными светильниками на 230В в комплекте с трансформаторами электромагнитного типа. Диммирование по заднему фронту применяется для тех же ламп в тандеме с электронными трансформаторами.

Задача выполняется с помощью реостата либо комплекса электронных элементов. Диммеры реостатного типа отличаются низким КПД (коэффициентом полезного действия) и при понижении освещения не снижают энергозатраты, поэтому постепенно выходят из употребления. Электронные диммеры работают за счёт применения двунаправленного тиристора и системы ШИМ (широтно-импульсной модуляции), которые задерживают сигнал активации нагрузки. При работе на полной мощности отсрочка отсутствует, при 10-процентной светимости она составляет 9 миллисекунд. Таким образом диммированная лампа постоянно выключается и включается с небольшой отсрочкой.

Для нормальной работы прибор снабжается защитой от перегрева и короткого замыкания.

Диммер способен предохранить порчу лампы при регулярных перепадах напряжения.

Сравниваем достоинства и недостатки

Если вы решили использовать димер в своём доме или офисе, старайтесь не экономить на приборах и воспользуйтесь советами продавца-консультанта, чтобы подобрать оптимально подходящие друг другу диммеры и лампы. Тогда вы гарантированно избежите появления неприятных эффектов.

Разновидности и характеристики диммеров для светодиодных ламп

Покупая регулятор освещения, имейте в виду, что устройства для ламп накаливания, энергосберегающих светильников и светодиодов различаются между собой. Поэтому нужно брать либо специализированный прибор, либо под стандартный подбирать светодиодные лампы с маркировкой «DIMMABLE»/круговым значком.

Такой значок на коробке значит, что светодиодная лампа будет работать с универсальным диммером. Минимальный уровень светимости может отличаться или не указываться

Демонстрация работы с разными типами ламп

Классификация регуляторов

В зависимости от принципа управления приборов, диммеры для светодиодных ламп бывают:

• Поворотно-нажимные . Самый распространённый тип димеров, такие приборы удобны в управлении, отличаются низкой ценой и простой конструкцией. Управление интуитивно понятное: яркость изменяется поворотом ручки, включение/выключение выполняется нажатием. Пользователи ценят возможность включать и выключать свет, не изменяя выбранного параметра яркости.
• Клавишные . Приборы напоминают обычные выключатели, что позволяет подобрать максимально подходящие по дизайну диммеры, выключатели и розетки. Нужная степень яркости устанавливается клавишей +/-, включение и выключение - кнопкой I/O (либо клавишей без надписи).
• Сенсорные . Приборы управляются с помощью тактильно чувствительного экрана, на который может выводиться вспомогательная информация. Диммеры этого типа отличаются актуальным, иногда даже футуристическим дизайном, поэтому часто устанавливаются в современных интерьерах.
• Дистанционные . Подобные приборы не устанавливаются в зоне прямого доступа пользователя, монтируются поблизости от лампы или в электрощите квартиры. Управление происходит с помощью ДУ-пульта либо с любого гаджета через WiFi (понадобится скачать и установить соответствующее приложение).

Выбор подходящего типа диммеров зависит от вашего удобства, дизайна комнаты и выделенного на приборы бюджета.

Приборы также классифицируются по способу монтажа:

• Модульные предназначены для установки в распределительный щиток на DIN-рейку (рядом с защитными автоматами). Такие приборы можно смонтировать или заменить в любой момент, нужно только при ремонте предусмотреть для него отдельный провод.
• Настенные устанавливаются так же, как розетки и выключатели непосредственно в комнате, где будет регулироваться световой поток. Монтаж выполняется по окончании ремонта одновременно с указанными приборами. Добавить такой диммер после ремонта очень сложно, так как потребуется штробление стены и разрушение финишного покрытия.
• Выносные выглядят как миниатюрные (длиной 2–3 см) блоки с тремя управляющими сенсорами. Поскольку они способны управляться удалённо, то устанавливаются под навесным/натяжным потолком рядом с люстрой либо внутри корпуса осветительного прибора. Диммеры этого типа можно монтировать одновременно со светильником (стены штробить не нужно, поэтому ремонтные работы не требуются).

Если вы планируете обустроить систему умного дома, вам подойдут модульные модели; планируете ремонт без умного дома - предпочтите настенные; если же ремонт уже сделан, без риска для отделки можно установить только выносные.

Популярные производители диммеров

• Legrand (Легранд). Французская фирма предлагает продукцию европейского качества, сертифицированную по ГОСТ. Преимущества диммеров Легранд: простота монтажа, надёжная работа, привлекательный дизайн (цвета: слоновая кость, белый, алюминий). Производитель предлагает модели поворотного, кнопочного и сенсорного типов.

• Schneider Electric (Шнайдер Электрик). Немецкий производитель известен качеством и высокой надёжностью выпускаемых диммеров. Разработано несколько серий приборов с разным дизайном и семью вариациями цветов. Устройства оснащены монтажными лапками и направляющими, которые облегчают процедуру монтажа.

• Makel (Макел). Турецкий бренд отличается более лояльной ценовой политикой, чем европейские производители. Мастера рекомендуют использовать приборы этого бренда в зонах с низкой нагрузкой, где они демонстрируют достаточную надёжность.

Каждый производитель прилагает к своим диммерам информацию об их совместимости с приборами освещения различных типов. Она обычно предоставляется представителями брендов или консультантами в точках продажи.

Как выбрать устройство

При подборе светорегуляторанеобходимо учитывать такие параметры:

1. Планируемая нагрузка (суммарная мощность подключённых ламп). В документации на диммер указана нагрузочная мощность прибора, она должна быть на треть больше, чем сумма мощностей светильников, которыми он управляет. Делать запас мощности больше не стоит, так как это приведёт к порче диммера.
2. Напряжение в электросети. Светодиодные светильники предназначаются для схем на 220В или 12В (работают через трансформатор). Диммеры для них выпускаются разные, поэтому следите, чтобы на коробке была маркировка 220В.
3. Совместимость с осветительным прибором. В инструкции к прибору должно быть написано, что он работает именно со светодиодными лампами (не диодами или лентами), а не с лампами накаливания.

О выборе диммера по типу монтажа и бренду написано выше. Для максимальной совместимости приборов рекомендуем покупать комплект из диммеров и ламп одновременно и проверить их совместную работу ещё в магазине.

Подключение своими руками

Установка светорегулятора не составляет труда для обычного электрика и даже человека, только немного знакомого с такой работой. Для подключения выносного диммера достаточно соединить провода, подключив одну сторону к проводке, а противоположную - к светильнику (чтобы «фаза» и «ноль» не перепутались, все провода маркируются). Модульные, как уже упоминалось, монтируются на DIN-планку в электрощите. Эту работу лучше поручить профессионалу, чтобы случайно не нарушить работу соседних элементов.

Процедура монтажа настенного регулятора аналогична работе с обычной розеткой. Опишем подробнее правила работы и требования техники безопасности:

• определите фазовый провод индикаторной отвёрткой;
• отключите подачу электроэнергии в комнату/квартиру (в зависимости от возможностей щитка);
• соедините фазовый проводник и проводу диммера с маркером «L», а нулевой подключите к проводу с обозначением «N». Это можно сделать методом скручивания (обеспечивает большую площадь контакта проводников) или специальными зажимами (удобнее и быстрее, особенно для новичков).
• поместите прибор в подрозетник и отрегулируйте его положение с помощью регулировочных болтов;
• установите декоративную крышечку;
• подключите питание и проведите эксперимент.

Если ваш диммер позволяет включать/выключать свет, он ставится вместо стандартного выключателя; если модель поддерживает только режим изменения степени освещённости, она монтируется последовательно с выключателем (перед ним).

Подробная инструкция по подключению диммера (видео)

Обладая этими знаниями, вы без труда сможете найти подходящий светорегулятор и самостоятельно сделать свой дом более комфортным и технически продвинутым.

С микросхемой NE555 (аналог КР1006) знаком каждый радиолюбитель. Её универсальность позволяет конструировать самые разнообразные самоделки: от простого одновибратора импульсов с двумя элементами в обвязке до многокомпонентного модулятора. В данной статье будет рассмотрена схема включения таймера в режиме генератора прямоугольных импульсов с широтно-импульсной регулировкой.

Схема и принцип её работы

С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышла на арену в роли регулятора яркости (диммера), напомнив о своих неоспоримых преимуществах. Устройства на её основе не требуют глубоких знаний электроники, собираются быстро и работают надёжно.

Известно, что управлять яркостью светодиода можно двумя способами: аналоговым и импульсным. Первый способ предполагает изменение амплитудного значения постоянного тока через светодиод. Такой способ имеет один существенный недостаток - низкий КПД. Второй способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На таких частотах мерцание светодиодов незаметно для человеческого глаза. Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором показана на рисунке. Она способна работать от 4,5 до 18 В, что свидетельствует о возможности управления яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной лентой. Диапазон регулировки яркости колеблется от 5 до 95%. Устройство представляет собой доработанную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от ёмкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц

Принцип действия электронного регулятора яркости заключается в следующем. В момент подачи напряжения питания начинает заряжаться конденсатор по цепи: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -U пит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3U пит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -U пит. Достигнув отметки 1/3U пит транзистор таймера закроется и C1 вновь начнет набирать ёмкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.

Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) времени импульса на выходе таймера (вывод 3), и как следствие, уменьшается (увеличивается) среднее значение выходного сигнала. Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.

В данном случае установлен мощный MOSFET транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет управлять свечением светодиодной ленты длиной в несколько метров. Но при этом транзистору может потребоваться теплоотвод.

Блокирующий конденсатор C2 исключает влияние помех, которые могут возникать по цепи питания в моменты переключения таймера. Величина его ёмкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.

Плата и детали сборки регулятора яркости

Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.

После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются SMD элементы.

• DA1 – ИМС NE555;
• VT1 – полевой транзистор IRF7413;
• VD1,VD2 – 1N4007;
• R1 – 50 кОм, подстроечный;
• R2, R3 – 1 кОм;
• C1 – 0,1 мкФ;
• C2 – 0,01 мкФ.

Транзистор VT1 должен подбираться в зависимости от мощности нагрузки. Например, для изменения яркости одноваттного светодиода достаточно будет биполярного транзистора с максимально допустимым током коллектора 500 мА.

Управление яркостью светодиодной ленты должно осуществляться от источника напряжения +12 В и совпадать с её напряжением питания. В идеале регулятор должен питаться от стабилизированного блока питания, специально предназначенного для ленты.

Нагрузка в виде отдельных мощных светодиодов запитывается иначе. В этом случае источником питания диммера служит стабилизатор тока (его еще называют драйвер для светодиода). Его номинальный выходной ток должен соответствовать току последовательно включенных светодиодов.

Читайте так же

Все большую популярность приобретают выключатели с регулятором яркости освещения. Эти устройства предназначены для регулирования напряжения потребителя в диапазоне ОТ 0 до 100 процентов от номинального значения. Сейчас они все чаще используются вместо классических выключателей для плавного изменения яркости светового потока.

Область применения

Чаще всего данные устройства используются с целью регулирования яркости свечения галогеновых лампочек и классических ламп накаливания. Причем в первом случае есть один нюанс применения выключателя диммер - он должен подключаться к источнику света исключительно через понижающий трансформатор. Это устройство можно приобрести отдельно либо использовать готовое решение.

Также необходимо помнить, что выпускаются специальные выключатели, регулирующие яркость света светодиодных и люминесцентных ламп. Дело в том, что в их конструкции присутствует один важный элемент - электронный пускатель. Благодаря применению регуляторов освещения вместо обычных выключателей, можно плавно менять интенсивность светового потока от минимальных значений до максимальных.

Это не только удобно, но также позволяет отказаться от использования многокнопочных выключателей для управления люстрами с несколькими лампочками. Аналогичным образом обстоят дела и со сложными осветительными устройствами , оснащенными собственными регуляторами - значительно дешевле приобрести диммер и подключить к нему люстру.

Классификация диммеров

Сегодня в продаже можно найти три основных типа моноблочных регулируемых выключателей света:

• Устройства, оснащенные механическим регулятором, изготовленным в форме диска - их конструкция является весьма простой, что положительно отражается и на стоимости. Они могут иметь нажимной либо поворотный механизм включения.
• Диммеры с кнопочной регулировкой - имеют более сложную конструкцию, но при этом расширяется функционал, например, управление может осуществляться посредством пульта ДУ.
• Сенсорные устройства - наиболее дорогие диммеры с максимально широкими функциональными возможностями.

В продаже можно найти не только моноблочные выключатели с регулятором яркости, но и устройства, имеющие модульную конструкцию. Управление такими светорегуляторами осуществляется с помощью клавишного выключателя либо выносной кнопки. Они практически не используются в жилых помещениях. Выбирая диммер , необходимо обратить внимание на мощность устройства. Этот показатель должен превышать суммарную мощность всех потребителей, подключенных к выключателю.

Несколько слов следует сказать о дополнительном функционале диммеров:

• Возможность создания эффекта присутствия.
• Несколько режимов затемнения, в том числе и мигание света.
• Автоматическое включение и отключение.
• Дистанционное или голосовое управление.

Особенности конструкции

Это достаточно сложное устройство, если сравнивать с классическими выключателями. Основным элементом конструкции является электрическая схема, задача которой заключается в снижении напряжения до необходимого показателя для питания диммера. Чтобы обеспечить надежную и бесперебойную работу данной схемы, производители используют несколько типов защиты, например, от перепадов напряжения в сети и перегрева.

Основной элемент схемы - двунаправленный триодный тиристор. Это электронный переключатель, управляющий коротким импульсом. Для подачи сигнала на открытие-закрытие тиристора используется конденсатор с определенной емкостью. Во время прохождения первой волны напряжения питания он накапливает заряд, после чего отдает его тиристору.

Принцип работы

Все современные регуляторы света не являются потребителями электрической энергии - в этом заключается их основное отличие от первых моделей. Более ранние аналоги работали в соответствии со схемой емкостного либо активного делителя напряжения. По сути, они представляли собой автотрансформаторы или реостаты, подключенные последовательно с основным потребителем энергии.

В каждой из рассмотренных ситуаций, производство и использование регуляторов света было весьма затратным. Например, если применялся реостат, то это увеличивало массу всего устройства, а также приводило к сильному нагреву. В результате производителям приходилось искать способы эффективного теплоотвода, а это сказывалось на стоимости диммера. Автотрансформатор, хотя и не является активным потребителем энергии, обладает большими габаритами.

В современных регуляторах мощности светового потока используется специальная электронная схема, позволяющая подать питание на осветительное устройство, «срезая» заднюю и переднюю части полуволны напряжения. Этот принцип работы диммеров получил название «регулирование фазы с отсеканием заднего и переднего фронтов». В соответствии с режимом работы, определяемого временем срабатывания (этот показатель составляет 0−9 мс), удается добиться плавной регулировки потребляемой мощности.

Преимущества и недостатки регуляторов света

Среди положительных свойств всех устройств этого типа стоит отметить:

Однако у светорегуляторов есть и несколько недостатков:

Если речь идет о подключении одинарного светорегулятора, то проблем возникнуть не должно. Во время монтажа такого устройства нет необходимости вносить изменения в схему электропроводки квартиры. Если человек хотя бы раз менял выключатель , то сможет легко подключить и регулятор света, ведь маркировка всех выводов не отличается.