Диммер на симисторе


Простая схема диммера на 220В для сборки своими руками

Диммер – электронное устройство, позволяющее управлять напряжением в нагрузке, а значит, и мощностью. Реализовать регулировку можно несколькими способами. Но наиболее распространён фазовый способ, суть которого состоит в управлении во времени моментом отпирания силового ключа (транзистора, тиристора). В сетях переменного тока лучше всего зарекомендовали себя диммеры на основе симметричного тиристора (симистора) в виде простой и недорогой конструкции. Как сделать диммер своими руками из доступных деталей, описано в этой статье.

Схема и принцип её работы

Практически все современные симисторные диммеры бытового назначения имеют общую элементную базу. Все остальные детали схемы выполняют дополнительные функции: осуществляют индикацию, способствуют стабильной работе на пониженном напряжении, делают регулировку более плавной и так далее.

Принцип действия симисторного регулятора рассмотрим на примере наиболее распространённой схемы диммера на 220 вольт, представленной на рисунке. Основной элемент схемы – симистор VS1. Он пропускает ток в обоих направлениях при появлении на управляющем электроде отпирающего импульса. Силовые электроды VS1 подключаются последовательно с нагрузкой. Поэтому ток нагрузки равен току симистора. В цепи управления силовым ключом расположен динистор VS2, открытое и закрытое состояние которого зависит от величины напряжения на его электродах. Элементы R1, R2 и С1 участвуют в цепи заряда конденсатора С1. Диод VD1 и светодиод LED образуют цепь индикатора включенного состояния. При включении диммера симистор закрыт и ток нагрузки не протекает. В момент появления очередной положительной или отрицательной полуволны сетевого напряжения через резисторы R1 и R2 начинает протекать ток. Конденсатор С1 заряжается со скоростью, которая определяется сопротивлением указанных резисторов. Ввиду того что напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, образуется некоторый фазовый сдвиг между напряжением в сети и на С1. При достижении на конденсаторе напряжения равного напряжению срабатывания динистора (32В), последний открывается, что приводит к появлению импульса на управляющем электроде VS1 и его отпиранию. Через нагрузку протекает ток. Симистор находится в открытом состоянии до окончания полуволны (смены полярности) сетевого напряжения. Затем процесс повторяется.

За счёт изменения сопротивления R2 происходит увеличение (уменьшение) фазового сдвига. Чем больше сопротивление, тем дольше будет заряжаться конденсатор и тем меньше будет время открытого состояния симистора. Другими словами, вращение ручки регулятора приводит к изменению мощности в нагрузке.

Печатная плата и детали сборки

Для того чтобы собрать представленный диммер своими руками, потребуются следующие радиодетали:

  • С1 – неполярный металлоплёночный конденсатор ёмкостью 0,022-0,1 мкФ-400В;
  • R1 – резистор 4,7-27 кОм-0,25 Вт;
  • R2 – переменный резистор со встроенным выключателем 0,5-1 МОм-0,5 Вт;
  • VD1 – выпрямительный диод 1N4148, 1N4002 или аналогичные;
  • VS1 – симистор BT136-600D или BT136-600E;
  • VS2 – динистор DB3;
  • LED – светодиод индикаторный.

Диммер в приведенной комплектации рассчитан на подключение электроприбора мощностью не более 500 Вт. Если мощность нагрузки превышает 150 Вт, то симистор крепят на радиатор. Печатная плата 25 на 30 мм доступна для скачивания здесь.

Область применения

В повседневной жизни диммер чаще всего применяют для регулировки яркости ламп освещения. Подключая его в цепь питания галогенных ламп, получают готовое устройство плавного розжига света, которое в разы продлевает срок службы осветительного прибора. Часто радиолюбители собирают диммер своими руками для регулировки нагрева паяльника. Регулятор мощности с увеличенной нагрузочной способностью можно использовать для изменения скорости вращения электродрели.

Запрещено подключать диммер к электроприборам, которые содержат электронный блок обработки сигнала (например, блок питания). Исключение составляют светодиодные лампы с возможностью диммирования.

ledjournal.info

Как отремонтировать диммер своим руками - блог СамЭлектрик.ру

Поворотный диммер на симисторе. Его будем ремонтировать

В комментариях к статье, в которой я подробно рассказал про устройство и схему диммера, читатели часто задают вопросы по ремонту диммеров своими руками.

Поэтому я решил эту информацию дополнить и выделить в отдельную статью. Которую вы читаете сейчас.

Как всегда, будет много фотографий с пояснениями, ведь лучше один раз увидеть!

Будет показан пример, как я ремонтировал диммер своими руками. Будет и самокритика, и полезные советы.

Поехали!

Причины поломки диммеров

Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. Превышение нагрузки бывает, когда например, любители хорошего освещения вкрутят слишком мощные лампы в люстры. Либо через диммер подключают несколько светильников, в сумме потребляющих слишком большую мощность.

К слову, при выборе диммера следует мощность выбирать с запасом 30…50%. Как повысить мощность диммера, будет рассказано и показано в этой статье.

Короткое замыкание возможно не только из-за неисправной проводки. Бывает, когда лампочки перегорают, в них происходит короткое замыкание (КЗ), в природу которого углубляться не будем.

Кроме того, в момент включения лампы накаливания через неё течёт ток, в несколько раз превышающий рабочий. Подробнее – в статье про сопротивление лампы накаливания.

Неисправности диммеров на симисторе

В результате КЗ и перегрузки, как правило, выходит из строя симистор. Это основная неисправность, она встречается в 90% случаев поломки.

Симистор – это главный элемент. Его отличительные особенности – три вывода и к корпусу прикручен радиатор. Наиболее часто встречаются модели ВТ137, BT138, BT139.

Неисправность симистора можно выявить мультиметром. Если прозвонить в режиме омметра сопротивление между выводами А1 и А2 (или Т1 и Т2, первый и второй вывод), будет от нуля до несколько ом. Вывод – симистор однозначно сгорел.

Бывает другой случай – симистор звонится нормально (бесконечное сопротивление), а диммер однако не работает (лампа не горит во всех положениях регулятора). Тут поможет только проверка, т.е. включение в реальную схему.

О замене симистора будет подробно сказано ниже.

Креме неисправного симистора, встречаются другие неисправности диммера:

  1. Выгорают силовые дорожки печатной платы. Это – следствие основной неисправности. Дорожки придётся восстанавливать перемычками.
  2. Нарушается механическая целостность регулятора (потенциометра, или переменного резистора). От частого и интенсивного использования, тут пояснений не надо.
  3. В диммерах, в которых есть предохранитель, перед ремонтом надо в первую очередь проверить его. Часто производитель прикладывает запасной, который хранится там же, в диммере, где и рабочий. Разумное решение. Был бы он в отдельном кулечке – обязательно бы потерялся.
  4. Механическое нарушение контактов и пайки печатной платы. В первую очередь – пайка контактов, куда прикручиваются провода. Так же бывает, что электронные элементы просто плохо пропаяны производителем.
  5. Неисправности отдельных элементов. В первую очередь – динистор, затем резисторы и конденсаторы.

Схема диммера

Прежде, чем ремонтировать, посмотрим на схему диммера. По сравнению с предыдущей статьёй про диммер, схему я немного переработал и уточнил. В прошлой статье схему оставил прежней. А в новой нумерацию деталей менять не стал, чтобы не вносить путаницу.

Схема диммера для ламп накаливания на симисторе

Диммер, который будем ремонтировать, имеет именно такую схему.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Теперь приведу пример, как заменить симистор своими руками, применяя дрель, паяльник, и обычную зубочистку.

Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Но радиатор сейчас приклёпывают. Заклёпка гораздо технологичнее и дешевле в массовом производстве.

Поэтому берём в руки дрель со сверлом диаметром 3,5…5,5 мм.

1 Высверливаем заклепку радиатора

Стрелкой показано направление сверла.

2 Снимаем радиатор с симистора

Радиатор снят, теперь надо аккуратно выпаять плохой симистор, минимально повредив плату. Рекомендуемая мощность паяльника – 25 или 40 Вт.

3 Выпаиваем симистор из платы. Обозначены выводы симистора – Т1, Т2, Gate.

Плюс к паяльнику, нужен опыт и сноровка.

Паяльником мощностью 60 Ватт и более можно запросто повредить плату.

Далее – подготавливаем место для нового симистора, используем для этого деревянную зубочистку:

4 Подготавливаем отверстия для нового симистора

5 Плата подготовлена

6 Место под новый симистор

Площадки слиплись, но это пока не важно.

А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:

7 Новые симисторы и динистор DB3

Симисторы (BT139, BT138, BT137) на фото все на напряжение 800 Вольт, максимальный рабочий ток соответственно  16, 12, и 8 Ампер.

Даташит можно будет скачать в конце статьи.

Теперь в эти сквозные отверстия вставляем новую деталь:

8 Симистор запаян

9 Обрезаем ноги (выводы))

Перемычка неудачная, надо было использовать проводок потоньше…

Внимательно проверяем пайку, чтобы не было замыкания между контактными площадками.

Дальше – монтируем радиатор. В домашних условиях дешевле и технологичнее использовать Винт, шайбу и гайку М3.

10 Осталось прикрутить радиатор

Теперь остаётся проверить работу в реальной схеме включения. Напоминаю, диммер включается точно так же, как обычный выключатель:

Включение лампочки через регулятор яркости.

Для схемы проверки использую лампочку любой мощности в патроне, провод со штепселем, и клеммник Ваго 222.

Ещё два диммера. Внешний вид печатных плат.

Бонусом – ещё фото:

11 Выгорела дорожка на плате

12 Плата диммера

13 Плата диммера, вид на симистор

Резисторы обозначены цветовой маркировкой. Выучили, как я рекомендовал?

14 маркировка на радиаторе

Поломанный диммер, симистор нужно менять

Поломанный диммер, симистор нужно менять

Обновление статьи от 12 апреля 2017

Читатель Сергей (см коммент от 12 апреля) отремонтировал диммер своими руками, но обратил внимание, что схема немного не стандартная. Схему публикую.

Схема диммера. Нестандартная?

Скачать справочную информацию по симисторам для диммеров:

• Динистор DB3 / Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан:8779 раз./

• Симисторы для диммеров BT136-BT139 / Даташиты, pdf, 150.55 kB, скачан:11645 раз./

Если будете покупать симистор, то на АлиЭкспресс в Китае такие стоят копейки, в данном случае по 10 руб/шт.

Ещё нужно учесть преимущество симисторов BTA перед BT – у BTA фланец (радиатор) изолирован от токоведущих частей, а это повышает безопасность!

Сходство диммеров и блоков защиты ламп

Блоки защиты ламп, которые плавно включают яркость ламп, я подробно описал в своих статьях про устройство и подключение  и схему таких блоков.

Отличие диммеров и БЗ – только в способе управления. В блоках защиты симистором управляет контроллер по программе. А программа может быть любой, вплоть до волнообразного изменения яркости. Может быть управление любым аналоговым или цифровым сигналом. Был бы спрос.

Если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Статья понравилась?Добавьте её в свою соц.сеть и дайте оценку!

(18 оценок, среднее: 4,89 из 5) Загрузка...

samelectric.ru

Схема диммера на симисторе

Изменение величины сетевого напряжения дает возможность управлять бытовыми электроприборами. Например, увеличивать или уменьшать яркость свечения ламп, что в ряде случаев используется для экономии электроэнергии, но чаще для создания особых световых эффектов. Такие устройства называются диммерами (затемнителями). Сегодня мы вам расскажем о том, как сделать диммер своими руками.

Способы управления величиной напряжения

Регуляторы яркости света работают на одном из двух принципов:

  1. Рассеивания.
  2. Отсекания части подаваемой электрической энергии.

Рассеивание

Заключается в использовании резистивных свойств проводника. Это довольно простые элементы, их называют реостатами. Они состоят из одного проводника, обычно скрученного в спираль, и подвижного контакта, напряжение на котором зависит от того, на каком витке спирали он расположен. Та часть энергии, которая не используется, рассеивается в виде тепла, что и является главным недостатком устройства – при напряжениях свыше 100 вольт нагрев столь значительный, что может вызвать пожар.

Этот способ универсальный, может применяться как к постоянному, так и переменному току. Он редко используется напрямую, но на его основе строятся все схемы регулирования.

Отсекание

Применяется только к переменному току, у которого можно «отрезать» часть синусоиды, получив последовательность разнополярных импульсов, частота следования и амплитуда которых зависит от момента (фазы) и длительности периода отсекания. Способ связан с меньшим рассеиванием энергии, но приводит к значительному искажению формы синусоиды, что плохо действует на потребителей с преимущественно индуктивной или емкостной нагрузкой. Например, использование диммеров для управления частотой вращения электромоторов вызывает их перегрев. Эпюры отсекаемых частей синусоиды показаны на рисунке ниже.

Способ чаще всего используется для изменения яркости свечения ламп накаливания и им подобных светотехнических устройств – галогенных и металлогалогенных ламп. Его категорически нельзя применять для управления компактными люминесцентными лампами и ограниченно – для светодиодных. В основном для тех, схемы питания которых (драйверы) поддерживают диммирование, о чем обычно пишется на их упаковке.

Реализуются с помощью так называемых ключевых схем, построенных на тиристорах, динисторах и симисторах.

  • Тиристор – диод, пропускающий ток только в одном направлении в тот момент, когда на его управляющем электроде появляется отпирающее напряжение.
  • Симистор – фактически двойной тиристор, пропускающий ток в обоих направлениях. Применяется для упрощения монтажной схемы.
  • Динистор – диод, пропускающий электрический ток при достижении порогового значения напряжения. Используется для построения времязадающих цепочек.

Тиристорная схема

Тиристорная схема диммера на 220 вольт приведена на рисунке ниже.

Тиристоры обозначены литерами V1 и V2. Обратите внимание, что они включены встречно, поскольку каждый пропускает часть полуволны синусоиды одного знака. Напряжения отпирания динисторов V3 и V4 регулируется рассеивающим энергию реостатом R5. Схема имеет две времязадающие цепочки: V3–C1 и V3–C2. В зависимости от уровня отпирающего напряжения на переменном резисторе R5 изменяется время зарядки конденсаторов, при разряде которых открываются ключи V1 и V2. Этим и определяется фаза пропускания синусоиды. Тиристоры можно найти в силовых схемах старых бытовых приборов – телевизоров или пылесосов.

Симисторная схема

Ключевая схема на симисторе приведении на рисунке ниже.

Ее преимущество в компактности. У нее один управляющий элемент – VS1 и одна времязадающая цепочка, состоящая из VS2 и С1. Рассеивающий регулятор напряжения – переменный резистор R1. Остальные элементы обеспечивают стабильность работы схемы.

Диммеры на постоянном токе

Только светодиодные лампы с цоколем типа Е (винтовой, аналогичный лампе накаливания) имеют собственный блок питания, преобразующий переменный ток в постоянный. Остальные светодиодные источники света, среди которых и светодиодные ленты, должны снабжаться отдельным блоком питания. Диммер для светодиодной ленты также должен работать от источника постоянного тока.

Оптимальным решением будет объединение блока питания ленты и диммера. Для этого используется схема с использованием микросхемы КР 142ЕН 12А, представленная на рисунке ниже.

Сама микросхема является регулируемым стабилизатором компенсационного типа. Её вывод 1 является точкой, на которую подается опорное напряжение, определяющее его величину на выходе диммера. Регулировка производится с помощью резистора R2, который является классическим рассеивателем энергии.

Зная принцип построения схем управляющих яркостью свечения ламп, вы можете не только сделать такое устройство самостоятельно, но и произвести ремонт диммера, купленного в магазине.

electriktop.ru

Виды диммеров

Самой простой разновидностью диммеров можно считать любой переменный резистор, например, известный всем ещё со школы реостат. Если включить его последовательно с лампой накаливания, то при изменении положения бегунка её яркость будет меняться. Однако применять такой диммер крайне невыгодно, поскольку он не уменьшает потребляемую мощность, а только «перетягивает» часть её на себя, превращая в тепло.

Практичный вариант светорегулятора — автотрансформатор. Вторичная обмотка этого устройства имеет несколько пар выводов, на которых формируется различное выходное напряжение. При подключении нагрузки к той или иной паре она будет работать с различной мощностью.

Диммеры на основе автотрансформаторов имеют ряд преимуществ:

  • потребляют из питающей сети только ту мощность, которая в данный момент необходима;
  • независимо от соотношения входного и выходного напряжений дают на выходе синусоидальный ток практически без искажений;
  • не создают помех.

Но такие приборы имеют сравнительно большие размеры и вес, а для регулировки приходится применять механические переключатели, так что применяются они сегодня только в редких случаях.

К настоящему моменту популярными стали электронные диммеры, собираемые на полупроводниковых элементах. Это компактные, невесомые приборы.

Принцип работы электронного диммера

Регулировка мощности заключается не в преобразовании напряжения, как это происходит в случае с трансформатором: диммер пропускает ток только при определённом его (напряжения) значении. Напомним, что напряжение в сети переменного тока постоянно колеблется по синусоиде от -230 В до +230В.

То есть электронный диммер представляет собой высокочастотный выключатель, который успевает включиться и отключиться в течение каждого полупериода переменного тока. Таким образом, нагрузка оказывается подключённой к сети не всё время, а только в течение некоторой доли полупериода, за счёт чего уменьшается среднее напряжение и мощность электротока.

Очевидно, что ток на выходе электронного диммера имеет уже далеко не синусоидальную характеристику: это скорее некая его переменно-пульсирующая разновидность. Если построить график, часть каждой волны синусоиды будет как бы отсечена.

Важно знать, что такое питание подходит не всем приборам. В тех из них, которым требуется ток с низким коэффициентом гармоник, может перегреваться обмотка, вследствие чего устройство выйдет из строя.

Из бытовых потребителей к данной категории в первую очередь относятся:

  • электродвигатели;
  • приборы с импульсным блоком питания;
  • устройства с трансформаторным питанием: телевизоры, радиоприёмники, люминесцентные светильники с электронным балластом;
  • индукционные трансформаторы галогенных светильников.

Но всё сказанное относится только к самым простым электронным диммерам с классической схемой. Более сложные светорегуляторы, которые к настоящему моменту не только разработаны, но и выпускаются серийно, являются «всеядными» — они могут подключаться к любой нагрузке. Главное — правильно выбрать модель.

Есть у электронных диммеров ещё один недостаток: в самом простом исполнении (такие модели стоят дешевле всего) они являются источником ощутимых электромагнитных помех как в радиочастотном диапазоне, так и в подключённых к ним проводах. В помещении, где установлен светорегулятор, может быть затруднено прослушивание радиоприёмника, возможны нарушения в работе измерительной аппаратуры, а также звукозаписывающей — в виде фона.

Способ устранения существует — нужно усовершенствовать схему, дополнив её фильтром. В этом качестве используются дроссели, они могут быть дополнены конденсаторами (индуктивно-ёмкостный фильтр). Диммеры с фильтрами стоят несколько дороже.

Лампа накаливания, на которую подаётся уменьшенное электронным диммером напряжение, издаёт свистящий звук, едва слышимый, однако хорошо заметный в полной тишине. Чем мощнее лампа, тем интенсивнее будет свист. Дело в том, что своеобразный ток, получаемый на выходе диммера, вызывает в нити накала механические колебания, которые и приводят к появлению такого звука.

Это явление называется магнитострикцией. Она имеет место и при подключении напрямую, то есть без диммера, но в этом случае проявляет себя в гораздо меньшей степени, и слышимых человеком звуков не производит.

Как сделать устройство своими руками

Обычный диммер прост и дёшев в изготовлении, так как для этого требуется небольшое количество вполне доступных радиодеталей. Вот главные из них:

  1. Тиристор: это полупроводниковый элемент, в котором имеется три или больше pn-перехода. К внешним полупроводниковым слоям подключены два управляющих электрода — анод и катод. Подавая на эти электроды управляющий сигнал, можно переводить тиристор в одно из двух состояний — «открыто» (проводимость становится высокой) или «закрыто» (проводимость становится низкой), то есть он работает как электронный выключатель.
  2. Симистор: полное название этого полупроводникового прибора — симметричный триодный тиристор, то есть он является разновидностью только что описанной группы элементов. Каждый из управляющих электродов симистора одновременно является и анодом, и катодом. Будучи в открытом состоянии, пропускает ток в обоих направлениях (тиристор — только в одном направлении). Для удержания в открытом состоянии не требует постоянной подачи управляющего сигнала. Как и тиристор, симистор играет роль управляемого электронного выключателя (такой элемент часто ещё называют ключом). На основе этих приборов собирается силовая часть схемы диммера.
  3. Динистор: ещё один элемент из полупроводниковых материалов, полное название — двунаправленный диод. По структуре похож на тиристор, только не имеет управляющих электродов. По принципу действия похож на предохранительный клапан: как только напряжение на контактах достигнет порогового значения — открывается. В диммерах такие элементы используются в цепях управления (участвуют в формировании управляющего сигнала).
  4. Прочие детали — резисторы, диоды, конденсаторы, функции которых всем известны.

Несколько слов стоит сказать о сборке диммера. Наиболее простым является так называемый навесной монтаж, когда все элементы соединяются в единую схему посредством проводов.

Перед пайкой зачищенные жилы отрезка провода, обрезанного до нужной длины, а также «ножки» радиодеталей нужно при помощи паяльника подвергнуть лужению (используется припой и специальный флюс либо канифоль).

После пайки все соединения следует обмотать изолентой. Если этого не сделать, при неосторожном контакте или попадании влаги может случиться короткое замыкание.

Более сложный вариант — сборка диммера на самодельной печатной плате.

Её изготовление требует некоторого навыка, но зато прибор получится миниатюрным и более надёжным. Дорожки на плате, как и жилы проводов при навесном монтаже, необходимо лудить. Процесс пайки также ничем не отличается.

Теперь рассмотрим несколько схем электронных диммеров.

На симисторе

Данный прибор предназначен для подключения к сети с напряжением 220 В. Как видно, кроме симистора и динистора здесь присутствует RC-цепочка. В ней имеется делитель напряжения, состоящий из переменного резистора R1 и постоянного R2.

Схема работает следующим образом:

  1. Пользователь устанавливает сопротивление R1, от которого зависит напряжение в цепи R2 — C1. От этого напряжения, в свою очередь, зависит время зарядки конденсатора C1.
  2. Когда напряжение на нём достигает определённого значения, оно заставляет открыться динистор DB3, который включен в эту же цепь между R2 и C1.
  3. При этом через DB3 подаётся импульс на симистор VS1, тот открывается и пропускает ток в нагрузку. Чем быстрее заряжается C1, тем раньше откроется VS1 и, соответственно, тем более продолжительной будет та часть полупериода, в течение которой ток пропускается к нагрузке. Следовательно, и электрическая мощность будет больше.

Процесс регулирования интенсивности освещения таким диммером отображён на графике:

Время, за которое заряд в С1 достигает порога открывания DB3, обозначено через t*.

На тиристорах

Тиристоры хороши тем, что их можно извлечь из старых электроприборов, например, телевизоров. Таким образом, диммер получится практически бесплатным. Вот его схема:

Тиристоры, в отличие от симисторов, пропускают ток только в одном направлении, поэтому для данного диммера их потребуется два — по одному на каждую полуволну переменного тока. Соответственно, понадобится и два динистора, посредством которых, как и в первой схеме, формируется управляющий импульс.

По принципу действия схема очень похожа на предыдущую:

  1. Положительная полуволна через цепь R5 — R4 — R3 заряжает конденсатор С1.
  2. Как только напряжение на С1 окажется достаточным для открывания динистора V3, он (динистор) пропустит управляющий импульс на электрод тиристора V
  3. V1 откроется и пропустит ток в нагрузку.
  4. При отрицательной полуволне аналогичным образом сработает тиристор V2, в то время как V1 будет закрыт. Заряд конденсатора в этом случае осуществляется через цепь R1 — R2 — R

Конденсаторный светорегулятор

В отличие от первых двух, этот вариант диммера позволяет уменьшить мощность лишь на определённую фиксированную величину, то есть появляется промежуточная ступень яркости светильника. Зато он является очень компактным.

Принцип действия предельно прост. Как известно, по цепи, в которую включён конденсатор, может протекать переменный ток, но его мощность будет зависеть от ёмкости конденсатора. Чем быстрее он зарядится (малая ёмкость), тем меньшая доля полуволны успеет пройти по цепи. И наоборот — при большой ёмкости даже вся полуволна сможет выполнить полезную работу.

Следовательно, нужно подобрать конденсатор с нужной ёмкостью и подключить его в цепь так, чтобы можно было направлять ток либо через него (уменьшенная мощность), либо в обход (100-процентная мощность).

Можно включить в цепь ещё один конденсатор с возможностью переключения между ним и первым конденсатором (понадобится 4-позиционный переключатель). Тогда появится дополнительная ступень регулировки мощности.

Конденсаторы можно использовать бумажные, неполярные, в изобилии имеющиеся в старых электроприборах. Ёмкость их подбирается по следующей таблице:

На микросхеме

Теперь рассмотрим диммер для постоянного тока напряжением 12 В. Такой регулятор удобнее всего собирать на микросхеме КРЕН — интегральном стабилизаторе.

За счёт применения микросхемы конструкция прибора предельно упрощается, соответственно, объём работ по сборке становится минимальным. К тому же такие диммеры обладают функцией защиты.

Для регулировки мощности, как и в первых двух схемах, используется переменный резистор (на схеме — R2). От его сопротивления зависит величина опорного напряжения на управляющем электроде КРЕН, от которого, в свою очередь, зависит выходное напряжение. Диапазон регулировки весьма широк — от 12 В (100%) до нескольких десятых.

Следует учесть, что микросхема КРЕН довольно сильно греется, из-за чего её приходится оснащать сравнительно большим радиатором. В гораздо меньшей степени этот недостаток проявляется в диммерах, собранных на базе интегрального таймера 555 и управляемого им транзистора КТ819Г (играет роль электронного выключателя подобно тиристору и симистору).

Управляющим сигналом служат короткие ШИМ-импульсы, переключающие транзистор либо в полностью открытое, либо в полностью закрытое положение, так что падение напряжения на нём является наименьшим из возможных. Соответственно, схема получается более экономичной, чем на базе КРЕН, а за счёт применения радиатора меньших размеров — ещё и более компактной.

Выбор готового диммера

Если вы решили приобрести светорегулятор заводского изготовления, обращайте внимание на следующее:

Технические характеристики

Их всего две:

  • напряжение сети;
  • допустимая мощность нагрузки.

К примеру, для люстры с тремя обычными лампами накаливания по 100 Вт подойдёт диммер с характеристиками 230 В / (25 – 400 Вт). Допустимая мощность всегда указывается в виде некоторого диапазона, верхнее значение которого следует принимать с некоторым запасом.

Обратите внимание! За некоторыми китайскими диммерами, например, от компании «Powerman», замечена интересная особенность: на этикетке указывается одно значение мощности, а на корпусе прибора — другое. Причём эти значения могут довольно сильно отличаться, к примеру, на этикетке пишут «600 Вт», а на корпусе — «25 – 400 Вт».

Поэтому при покупке дешёвого импортного диммера не ограничивайтесь изучением информации, приведённой на коробке — обязательно рассмотрите и сам прибор.

Тип нагрузки

Самые простые диммеры предназначены для управления мощностью ламп накаливания и галогенных ламп.

Более совершенные модели могут работать ещё и с маломощными электродвигателями — обычно через них подключают вентиляторы. Примером может послужить диммер Kopp Dimmat (Германия).

Также выпускаются диммеры, через которые можно подключать люминесцентные лампы. Если любую из упомянутых нагрузок запитать через простой диммер, то она может выйти из строя.

Важно знать, что к диммеру, предназначенному для подключения, допустим, люминесцентных ламп, можно подключить далеко не каждую такую лампу. На ней должна стоять пометка «диммеруемая» или, что то же самое, «dimable».

Способ управления

По этому признаку светорегуляторы делятся на несколько разновидностей:

С механическим управлением

Это самые простые и дешёвые приборы. Имеют поворотную ручку, поэтому обычно так и называются — поворотные. В качестве примера можно привести отечественную модель «Бэлла С16–65». Поворотные диммеры обладают минимальной функциональностью. Чтобы погасить свет, ручку нужно до щелчка повернуть в крайнее положение, чтобы включить — повернуть в другую сторону на некоторый угол, от которого будет зависеть яркость освещения. Неудобство этого способа управления состоит в отсутствии функции запоминания настроек — яркость освещения при каждом включении приходится настраивать заново.

С электронным управлением

Эти светорегуляторы делятся на клавишные и сенсорные. Есть ещё псевдосенсорные, например, модель Simon 75305–39, клавиши которых нажимаются со столь малым усилием, что почти не отличаются от сенсорной панели.

Обычно клавиши и сенсорные панели имеют двоякое действие: при кратковременном нажатии/прикосновении свет включается или выключается, при длительном удержании — меняется яркость освещения. При включении светильника яркость сразу окажется такой же, какая была установлена до выключения, то есть настраивать свет каждый раз заново уже не нужно.

Обратите внимание! Наряду с обычными выпускаются диммеры, которые при включении светильника подают напряжение на него с плавным наращиванием. Считается, что такие светорегуляторы продлевают срок службы ламп.

В качестве примера диммера с сенсорным управлением можно привести модель SM180 марки Eunea Merlin Gerin (Испания). Помимо обычных светильников (лампы накаливания и галогенные на 230 В) через этот регулятор можно подключать низковольтные галогенные светильники с обычным (ферромагнитным) трансформатором.

С дистанционным управлением

Управляющие сигналы могут передаваться как посредством инфракрасного (ИК) излучения, так и при помощи радиочастотного. К примеру, ИК-приёмником оснащена модель Smart Dimmer Pro 21 французской компании Legrand.

К ней можно подключать:

  • низковольтные галогенные лампы не только с обычными, но и с электронными трансформаторами;
  • люминесцентные светильники с электронными ПРА.

Способность работать с такими нагрузками обусловлена наличием переключателя отсечки фазы по переднему/заднему фронту.

Суммарная мощность — до 500 Вт.

ДУ-пульт может использоваться не только фирменный, но и любой другой с поддержкой кода RC5.

Со звуковым управлением

Эти устройства могут реагировать на хлопки или даже голосовые команды.

Опции

Многие из современных диммеров оснащаются дополнительной клеммой, к которой можно подключить обычные кнопочные выключатели. С их помощью управлять освещением в комнате можно из нескольких мест.

Есть модели, оснащённые таймером, например, упомянутый уже псевдосенсорный диммер Simon 75305–39.

По прошествии времени, установленного пользователем, прибор автоматически погасит свет.

Самый широкий набор возможностей предоставляют программируемые диммеры, оснащённые микроконтроллером. Они могут иметь такие функции:

  • имитация присутствия жильцов (автоматическое включение и выключение света с целью ввести в заблуждение квартирных воров, наблюдающих за окнами);
  • управление яркостью в различных режимах, например, мигание с определённой частотой (Strobe);
  • управление несколькими группами светильников (зонами) и запоминание различных сцен освещения для них.

Показательным примером программируемого диммера является система Lutron Grafik EyE (США).

Вот как проявляется её многозонность: пользователь может подключить к системе несколько групп (до 6-ти), например, люстру, настенные светильники и декоративные фонари, а затем задать для них на разные случаи жизни какое-то значение яркости.

К примеру, когда семья собирается за праздничным столом, яркость люстры устанавливается на 70%, а яркость настенных и декоративных источников освещения — на 20%. Для просмотра телевизора настраивается другая сцена: яркость люстры уменьшается до 20%, яркость прочих светильников — увеличивается до 30%.

Настройки всех сцен освещения (их максимальное число — 16) хранятся в памяти системы, так что между ними можно легко переключаться — как быстро, так и плавно (процесс перехода от одной сцены к другой можно растянуть на час).

Системой Grafik EYE можно управлять с помощью пульта ДУ, работать она может только с лампами накаливания.

Максимальная суммарная мощность нагрузки — 2300 Вт, при этом оговаривается и максимум для каждой зоны — не более 800 Вт. Возможности системы можно расширить, подключив к ней усилитель мощности. Тогда предел для каждой зоны возрастёт до 1800 Вт.

Программируемые диммеры выпускаются и в странах СНГ. К примеру, модель «Сапфир 2503» беларусской компании «Ноотехника» поддерживает режим имитации присутствия и имеет таймер, отключающий освещение через 12 ч с момента последнего действия пользователя. Диммер имеет сенсорную панель и может управляться ДУ-пультом. Ток на нагрузку при включении подаётся по нарастающей (что продлевает срок службы ламп).

Полезные советы

Внимательно изучайте паспорт изделия. Некоторые диммеры ощутимо греются, поэтому производители предписывают использовать их с ограничениями. Так, например, светорегулятор Dimmat немецкой компании Kopp не рекомендуется включать с нагрузкой более 300 Вт, если температура в помещении превышает +25С: а ведь максимально допустимая мощность, заявленная в его характеристиках, составляет 400 Вт.

К таким требованиям следует отнестись с особым вниманием, если стена, на которой предполагается закрепить прибор, выполнена из материалов с низкой теплопроводностью, например, дерева или гипсокартона.

Следует знать, что КПД лампочки, «прикрученной» при помощи диммера, сильно снижается. Поэтому в том случае, если вам приходится большую часть времени эксплуатировать лампу в режиме уменьшенной яркости, целесообразнее заменить её на менее мощную и использовать последнюю без диммера.

Самыми «живучими» являются отечественные поворотные диммеры. Так, например, упомянутая уже модель «Бэлла С16–65» способна работать при скачках напряжения от 60 до 285 В.

Во всех современных диммерах установлен плавкий предохранитель, так что есть смысл заранее приобрести хотя бы один запасной.

Обратите внимание! Когда при помощи диммера уменьшается мощность малоинерционного источника света, например, светодиодной ленты или газоразрядной лампы, имеет место стробоскопический эффект. В таком освещении движущиеся или вращающиеся механизмы и инструмент могут показаться неподвижными, что весьма травмоопасно. Поэтому в мастерских и производственных помещениях диммеры следует применять с осторожностью.

Как подключить диммер

В общем случае диммер подключается подобно обычному выключателю, но есть условие: регулятор должен включаться только в разрыв фазы (выключатели можно устанавливать как в фазу, так и в «нуль»).

На практике диммеры часто устанавливают попарно или с выключателями.

Принципиальная схема подключения диммера

Подключение диммеров выполняется подобно выключателям. Оба этих элемента монтируются последовательно с нагрузкой. Диммер можно смело ставить на место обычного выключателя. Для этого надо отключить сетевое питание, отсоединить провода от клемм старого выключателя, а на его место установить светорегулятор. Эта операция упрощается еще и тем, что установочные размеры диммеров соответствуют габаритам простых выключателей.

Подключая диммер в электросети, помните: он должен включаться в разрыв фазового (L), а не нулевого (N) провода.

Схема с выключателем

Такие схемы чрезвычайно удобны: они позволяют управлять интенсивностью освещения из любого места квартиры. В спальне. Например, диммер целесообразно устанавливать рядом с кроватью — в таком случае пользователю не придется покидать теплую постель, чтобы уменьшить или увеличить силу света.

Такую схему уместно применять в системах «умный дом». Эффективное управление светом позволяет выделять отдельные зоны помещения или детали интерьера. Простой выключатель устанавливают возле межкомнатной двери. Им пользуются при входе и выходе из комнаты — когда нужно включить или выключить свет.

Схема установки с двумя светорегуляторами

При необходимости можно обеспечить регулировку силы света с двух точек. в таком случае устанавливают два светорегулятора, а их первые и вторые клеммы соединяют между собой. К третьей клемме любого из диммеров подводят фазовый провод.

Провод на нагрузку идет от третьей клеммы оставшегося светорегулятора. В результате таких манипуляций из распределительной коробки каждого из диммеров должно выходить по три провода.

Включение диммера с двумя проходными выключателями

Принцип действия данной схемы заключается в следующем: один выключатель устанавливается на входе в помещение, второй — на другом конце лестницы или коридора. В этом случае светорегулятор монтируется между выключателем и нагрузкой в фазовый провод.

Между проходными выключателями диммер устанавливать нельзя.

Обратите внимание: если диммер в этой схеме выключен, ни один из проходных выключателей работать не будет.

Подключение диммера к светодиодным лентам и лампам

Если к светодиодной ленте подключить светорегулятор, появится возможность изменять яркость ее свечения. Выбирают диммер по суммарной мощности светодиодных лент.

При реализации данной схемы с одноцветными лентами с диммером соединяют блок питания. Выводы светорегулятора подключают к самой нагрузке, соблюдая при этом полярность тока.

В случае применения светодиодных лент, имеющих каналы RGB, диммер тоже подключают к блоку питания, а его выводы — к контроллеру сигналов.

Мощность светорегулятора в любом из вышеописанных случаев должна на 20–30% превышать расчетную мощность потребления лент.

Обратите внимание: для работы со светодиодными лампами и лентами выпускаются специальные диммеры.

aqua-rmnt.com

В этой статье рассмотрим устройство, которое продается в магазинах электротоваров, как регулятор яркости ламп накаливания. Речь идет о диммере. Название «диммер» произошло от английского глагола «to dim» — темнеть, становиться тусклым. Иначе говоря, диммером можно регулировать яркость лампы. При этом замечательно то, что и потребляемая мощность уменьшается пропорционально.

Простейшие диммеры имеют одну поворотную ручку для регулировки, и два вывода для подключения, и используются для регулировки яркости ламп накаливания и галогенных ламп. В последнее время появились диммеры и для регулировки яркости люминесцентных ламп.

Ранее для регулировки яркости ламп накаливания использовались реостаты, мощность которых была не меньше мощности нагрузки. При чем при понижении яркости оставшаяся мощность никак не экономилась, а рассеивалась бесполезно в виде тепла на реостате. При этом никто не говорил о экономии, её просто не было. А использовались такие устройства там, где действительно было нужно только регулировать яркость — например, в театрах.

Так было до появления замечательных полупроводниковых приборов — динистора и симистора (симметричного тиристора). Смотрите: Как устроен и работает симмистор. В англоязычной практике приняты другие названия — диак и триак. На основе этих деталей и работают современные диммеры.

Подключение диммера

Схема включения диммера до невозможности простая — проще не придумаешь. Он включается так же, как и обычный выключатель — в разрыв цепи питания нагрузки, то есть лампы. По установочным габаритам и креплению диммер идентичен выключателю. Поэтому установить его можно так же, как выключатель — в монтажную коробку, и установка диммера не отличается от установки обычного выключателя (Как заменить выключатель освещения). Единственное условие, которое предъявляет производитель — соблюдать подключение выводов к фазе и к нагрузке.

Все диммеры, которые сейчас есть в продаже, можно разделить на 2 группы — поворотные, или роторные (с регулятором — потенциометром) и электронные, или кнопочные, с управлением с помощью кнопок.

Поворотный диммер

При регулировании (диммировании) ручкой потенциометра яркость зависит от угла поворота. Кнопочный диммер в смысле гибкости управления более гибок. Можно подключить несколько кнопок в параллель, и управлять диммером из любого количества мест. Конечно, это теоретически, на практике количество мест управления ограничивается 3-4, а максимальная длина проводов — около 10 метров, причем схема может быть критична к помехам и наводкам. Поэтому надо строго следовать рекомендациям производителя по монтажу.

Существует также дистанционные диммеры, управляемые по радио- или инфракрасному каналу. Смотрите: Дистанционное управление освещением.

Цена у диммеров с регулятором и с кнопками отличается на порядок, ведь кнопочный диммер (например, диммер Legrand) как правило собран с применением микроконтроллера. Поэтому гораздо более распространены поворотные диммеры, которые мы и рассмотрим ниже.

Устройство и схема поворотного диммера

Устройство поворотного диммера весьма простое, но может отличаться у разных производителей. При этом основная разница — в качестве сборки и комплектующих.

Схема симисторных регуляторов в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких «выходных» напряжениях и для плавности регулирования.

Упрощенная схема диммера

Принцип действия схемы диммера таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение. Вот как оно появляется.

При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Иными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора, симистор открывается.

Иначе говоря, его сопротивление становится очень мало, и лампочка горит до конца полуволны. То же самое происходит и с отрицательной полуволной, поскольку диак и триак — устройства симметричные, и им все равно, в какую сторону течет через них ток.

В итоге получается, что напряжение на активной нагрузке представляет собой «обрубки» отрицательных и положительных полуволн, которые следуют друг за другом с частотой 100 Гц. На низкой яркости, когда лампа питается совсем короткими «кусочками» напряжения, заметно мерцание. Чего совсем не скажешь про реостатные регуляторы и регуляторы с преобразованием частоты.

Схема поворотного диммера

Вот так выглядит реальная схема регулятора яркости (диммера). Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется. Симисторы в практической схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение — не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В.

От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы. При минимальном сопротивлении поворотного резистора R1 будет минимальное горение лампы.

При большом желании диммер можно попробовать сделать самостоятельно. Существует большое количество различных схем самодельных диммеров разного уровня сложности. Более подробно со схемами самодельных диммеров можно познакомится в цикле статей Бориса Аладышкина про самодельные светорегуляторы — Как сделать диммер своими руками.

Как отремонтировать диммер

В заключении — несколько слов про ремонт диммеров. Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. В результате, как правило, выходит из строя симистор. Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Лучше сразу ставить мощный, на более высокий ток и напряжение, чем сгоревший. Также бывает выходит из строя регулятор, либо нарушается монтаж.

Диммер можно использовать как регулятор напряжения, подключая через него любую активную нагрузку — лампу накаливания, паяльник, чайник, утюг. Но главное — мощность диммера (другими словами — максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.

electrik.info

remontkvartiri.me

5 схем сборки самодельного светорегулятора

Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, как правило, от 20 до 100% яркости. Меньше 20 % не имеет смысла делать, поскольку светового потока лампа не даст, а произойдет только слабое свечение, которое может пригодится разве что для декоративных целей. Можно пойти в магазин и купить готовое изделие, но сейчас ценны на данные устройства мягко говоря неадекватные. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы собственноручно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 и 220 В своими руками.

На симисторе

Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка определенного номинала. Узел формирования управляющего импульса, симметричный динистор. И собственно сам силовой ключ, симистор.

Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым включает сеть. От положения регулятора зависит в какой момент волны фазы откроется силовой ключ. Это может быть и 30 Вольт в конце волны, и 230 Вольт в пике. Тем самым подводя часть напряжения в нагрузку. На графике ниже изображен процесс регулирования освещения диммером на симисторе.

На данных графиках значение (t*), это время за которое конденсатор заряжается до порога открывания, и чем быстрее он набирает напряжение, тем раньше включается ключ, и больше напряжение оказывается на нагрузке. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:

Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт

На тиристорах

При наличии кучи старых телевизоров и прочих вещей пылящихся в закромах очумельцев, можно не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.

Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод V1. Ключ открывается пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2, заряжаясь через цепочку R1, R2, R5.

Фазные регуляторы — димеры можно использовать не только для регулировки яркостью ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятором вытяжки, сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала. Также с помощью самодельного диммера можно регулировать обороты дрели или пылесоса и много других применений.

Видео инструкция по сборке:

Сборка тиристорного диммера

Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами.

Конденсаторный светорегулятор

На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные устройства. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больше ток он пропускает через свои полюса. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, и зависит от требуемых параметров, емкости конденсаторов.

Как видно из схемы, есть три положения 100% мощности, через гасящий конденсатор и выключено. В устройстве используется неполярные бумажные конденсаторы, которые можно раздобыть в старой технике. О том, как правильно выпаивать радиодетали из плат мы рассказали в соответствующей статье!

Ниже приведена таблица с параметрами емкость-напряжение на лампе.

На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник, с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника. 

На микросхеме

Для регулирования мощностью на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы — КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает функциями защиты.

С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в необходимости установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла.

Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и возможностью регулировки яркости светодиодов от ноля до максимума. Для не очень ленивых мастеров можно предложить сделать диммер дома на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами.

В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны и позволяют использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще один мастер-класс, в котором показано, как можно сделать регулятор освещения для светодиодов:

Изготовление регулятора света на 12 Вольт

Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.

Будет интересно прочитать:

samelectrik.ru


Смотрите также