Схема диммера на симисторе


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.

схема диммераПринцип действия симисторного регулятора рассмотрим на примере наиболее распространённой схемы диммера на 220 вольт, представленной на рисунке.


новной 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. временная дмаграммаПри 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.

Источник: ledjournal.info

Схема подключения

Диммер подключается так же как и обычный выключатель света https://zen.yandex.ru/media/lampexpert/pochemu-vykliuchatel-staviat-v-fazu-a-ne-v-nol-5d8f1cad98fe7900ae82ecde , то есть в разрыв фазного провода. Если у вас установлен обычный выключатель – вы без труда можете заменить его на диммер, для этого следует просто демонтировать выключатель и к двум имеющимся проводам подключить диммер.

Схема подключения выключателя и диммера

Принципиальная схема и её принцип работы

Рассмотрим схему диммера на симисторе.


Кстати симистор еще называют симметричным тиристором. Это полууправляемый полупроводниковый ключ, а «полууправляемый» — значит, что такой ключ можно только открыть, подав импульс соответствующей полярности на управляющий электрод, а закроется он сам, когда через него перестанет протекать ток или на него подадут обратное напряжение. В сети переменного тока это происходит 100 раз в секунду.

Простая и самая распространенная схема диммера, в готовых изделиях может быть дополнена предохранителем и выключателем, который разрывает цепь при повороте рукояти потенциометра в нулевое положение и номиналы могут отличаться.

У симистора три вывода — два силовых электрода (T1 и T2 или A1, A2) и управляющий электрод (G). Симистор, в отличие от тиристора, не имеет выраженного анода и катода, так как симистор – это два тиристора соединенных параллельно. Здесь для примера приведен симистор серии BT136, но на практике устанавливается любой подходящий по току.


Эквивалентная схема симистора из двух тиристоров соединенных встречно-параллельно

Управляющая часть схемы состоит из времязадающей цепи, которая собрана на резисторах R1 и R3, потенциометре R2, конденсаторах C1 и C2, а также двунаправленного динистора DB3 с напряжением открытия 28-36 вольт (его также называют напряжением пробоя от англ. Ubo – break-over voltage). Потенциометр R2 служит для изменения скорости заряда конденсаторов.

Резистора R3 и конденсатора C3 может не быть в схеме. Они нужны для большей стабильности работы. Цепочка из конденсатора C1 и резистора R4 служит для защиты симистора от всплесков ЭДС-самоиндукции, возникающих при работе на индуктивную нагрузку, например, при регулировке оборотов электродвигателей, поэтому в дешевых светорегуляторах её также может не быть.

Принцип работы схемы заключается в следующем — при подключении напряжения питания начинают заряжаться конденсаторы C2 и C3 через резисторы R1, R2, R3. Когда напряжение на конденсаторах C2, C3 достигает 28-36 вольт динистор DB3 открывается и подаёт управляющий импульс на управляющий электрод симистора. От чего симистор открывается, пропуская ток в нагрузку.


Ток через симистор протекает до тех пор, пока ток не станет ниже тока удержания. Так как схема работает в цепи переменного тока, ток в ней принимает нулевое значение дважды за каждый период синусоиды. В этот момент симистор опять закрывается и всё повторяется, но уже для второй полуволны питающего напряжения.

Чем больше сопротивление потенциометра R2, тем дольше заряжаются конденсаторы, и как следствие, тем позже поступит управляющий импульс на силовой элемент.

Ток удержания – это параметр симистора, который характеризует минимальный ток между основными электродами, необходимый для поддержания симистора в открытом состоянии.

График напряжения на нагрузке при использовании диммера, на котором вы можете наблюдать, каким образом происходит срез фазы.

В нагрузку поступает ток только после открытия симистора, это называется срезом или отсечкой фазы, а период времени от перехода синусоиды через ноль до открытия нагрузки называют углом среза фазы.


Соответственно, этот метод диммирования называется «метод фазового управления», а конкретно рассмотренная схема Leading Edge Dimming или срез возрастающего (переднего) фронта фазы.

Обзор диммера

Попался мне простейший китайский диммер неизвестного бренда, рассмотрим его подробнее. На лицевой панели мы видим орган управления – поворотную ручку. При повороте в нулевое положение раздаётся щелчок — это срабатывает выключатель, что обесточивает всю схему. Чтобы монтировать или демонтировать подобный диммер, нужно снять ручку и открутить гайку.

Внешний вид диммера и его разборка
Монтажная рамка и клеммники для подключения проводов

Если снять нижнюю пластиковую крышку, то мы увидим печатную плату с электронными компонентами. Кстати, обратите внимание на прекрасное качество пайки клеммников к плате. Это особая технология круговой пайки, которая обеспечит исключительно долгий срок службы изделия (нет).

Плата диммера

Здесь мы видим минимальный набор компонентов аналогичный рассмотренной выше схеме. Потенциометр используется не обычный, а с выключателем (щелчок о котором я писал выше издавал именно он), о чем говорят его отличающийся от обычных потенциометров внешний вид и габариты, а также количество выводов (два самых крупных вывода в центральной части печатной платы). Симистор прикручен небольшим болтиком к радиатору в виде металлической пластины. Она не магнитится, скорее всего, сделана из алюминия. Заявленная мощность этого диммера – 600 Вт, что косвенно подтверждают характеристики симистора (600 вольт и 8 ампер), его маркировка BTB08-600B.


Симистор

Заключение

Мы рассмотрели, как работает диммер и его схему, а также показали, что внутри типового китайского диммера. Однако, такая схема используется не только в дешевой продукции, но и от известных брендов. Тем не менее она может несколько отличаться как в плане схемотехнического решения, так и в качестве используемых компонентов. Также в дорогой продукции используются схемы с микроконтроллерами, отличающиеся большей стабильностью работы и надежностью.

Такие диммеры могут легко применяться не только для освещения, но и для решения многих задач связанных с регулировкой мощности, что позволило найти им ряд применений в хозяйстве.

Источник: zen.yandex.ru

Основная цель и суть диммера


Пару слов о том, что такое диммер и зачем он вообще нужен?

Это устройство электронное, предназначается для того, чтобы с его помощью изменять электрическую мощность. Чаще всего, таким образом меняют яркость осветительных приборов. Работает с лампами накаливания и светодиодами.

диммирование переменного тока

Электрическая сеть поставляет ток, который имеет синусоидальную форму. Чтобы в лампочке изменилась яркость, требуется подача на неё обрезанной синусоиды. Отсечь передний или задний фронт волны можно за счёт тиристоров, установленных в схеме диммеров. Это способствует уменьшению напряжения, подаваемого на светильник, что соответственно приводит к снижению мощности и яркости света.

Важно помнить! Такие регуляторы генерируют электромагнитные помехи. Чтобы их уменьшить, в схему диммеров включают индуктивно-ёмкостной фильтр либо дроссель.

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.Базовые детали диммера

    Тиристоры

  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.Базовые детали диммеров

    Симистор

  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).Базовые детали диммеров

    Динисторы

  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.

Способы сборки диммеров

Так выглядит диммер, собранный навесным способом

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).

Сборка диммера своими руками

Материалы для соединения проводов методом пайки

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.

Способы сборки диммеров

Сборка диммера на 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.

Схемы диммеров

Схема диммера на симисторе

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:

Диммеры

График регулирования интенсивности освещения

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:

Схемы диммеров

Схема диммера на тиристоре

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.

Схемы диммеров

Конденсаторный светорегулятор

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:

Диммеры

Таблица параметров емкость-напряжение

На микросхеме

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

Схемы диммеров

Схема диммера на микросхеме

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.

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.

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.

Тиристорный регулятор

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.

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.

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.

Схема с гасящим конденсатором

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.

Таблица выбора емкости конденсатора

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

Виды

 

Первоначально, все диммеры разделяются на 3 основные группы, зависящие от их технических особенностей:

  1. Устройства для работы с лампами накаливания под напряжением равным 220 В.
  2. Устройства для работы с галогенными лампами , их напряжение обычно не превышает 24 В и в большинстве случаев для успешного функционирования требуется дополнительный монтаж .
  3. Устройства для работы с и диодными источниками света , обязательно устанавливаются совместно с , устраняющим все помехи, для успешного функционирования системы.

Если рассматривать более детально первый вариант диммеров, который предназначен для совместной работы с лампами накаливания, то вторичная классификация выглядит следующим образом:

  1. Поворотный вариатор . Одно из наиболее простейших по своей конструкции устройств, это оказало влияние на низкую цену, что обусловило популярность и распространенность данной разновидности диммеров. Обладают специальным механизмом в виде поворотного колесика, изменение положения которого позволяет уменьшать или увеличивать мощность освещения комнаты, а также фиксировать выбранное значение. В подавляющем большинстве случаев, являются по совместительству и выключателями, то есть минимальное значение, заданное диммером, отключает свет в помещении.
  2. Поворотно-нажимный вариатор . Этот вид значительно менее распространен, поскольку по своей сути является более современной модификацией классического варианта. Фактически, имеет такое же устройство, как и поворотный регулятор. В его основе лежит то же колесико, но для включения или выключения света в помещении на него необходимо нажать, как на кнопку, а перемещение из стороны в сторону дает возможность корректировки яркости освещения.
  3. Клавишный вариатор . Является одной из последних разработок в данной сфере, на рынке появился относительно недавно, поэтому еще не успел обрести популярность среди покупателей. По своей конструкции они очень близки к стандартным классическим выключателям, так как в основе лежит обычная кнопка, которая позволяет включать и выключать свет. Разная интенсивность нажатия на нее выполняет различные функции, в том числе и изменение яркости света.
  4. Сенсорный вариатор . Также одна из инновационных разработок, которая после внедрения на рынок начала набирать популярность, поскольку является весьма удобной и обладает рядом преимуществ. Отличается привлекательным и интересным современным дизайном, который исключает наличие кнопок, колесиков или иных механизмов управления. Все задачи выполняются благодаря контакту с сенсорной панелью, как на современных смартфонах.

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.

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.

Регулятор на КРЕН

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.

ШИМ регулятор

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.

 

Сборка схемы

Теперь мы подошли к тому, чтобы собрать наш диммер. Имейте в виду, что схема может быть навесной, то есть с применением соединительных проводов. Но будет лучше использовать печатную плату. Для этой цели вы можете взять фольгированный текстолит (достаточно будет размера 35х25 мм). Диммер, собранный на симисторе с применением печатной платы, позволяет свести к минимуму размеры блока, он будет иметь малые габариты, а это даёт возможность устанавливать его на место обычного выключателя.

печатная плата для диммера

Перед началом работ запаситесь канифолью, припоем, паяльником, кусачками и соединительными проводами.

Далее схема регулятора собирается по следующему алгоритму:

  1. На плату нанесите схемы соединения. Для выводов подсоединяемых элементов просверлите отверстия. При помощи нитрокраски прорисуйте на схеме дорожки, а также определите место монтажных площадок для пайки.
  2. Далее плату необходимо протравить. Приготовьте раствор хлорного железа. Посуду возьмите такую, чтобы плата не ложилась плотно на дно, а своими уголками как бы упиралась о её стенки. Во время травления переворачивайте плату периодически и помешивайте раствор. В случае, когда это надо сделать быстро, согрейте раствор до температуры 50-60 градусов.
  3. Следующий этап – лужение платы и промывка её спиртом (ацетон использовать нежелательно).
  4. В проделанные отверстия установите элементы, лишние концы отрежьте и при помощи паяльника пропаяйте все контакты.
  5. Припаяйте при помощи соединительных проводов потенциометр.
  6. А теперь собранная схема диммера тестируется для ламп накаливания.
  7. Подключите лампочку, включите схему в электрическую сеть и вращайте ручку потенциометра. Если всё собрано верно, то яркость свечения лампы должна изменяться.

сборка диммера

Плюсы и минусы использования

Схема диммера на симистореК основным преимуществам данных устройств можно отнести следующие их особенности:

  1. Многофункциональность , которая достигается путем совмещения возможности выполнения 2 основных задач: включение и отключение света, а также регулировка его яркости. Возможность установить такое устройство вместо стандартного выключателя заставляет многих людей остановить свой выбор именно на нем.
  2. Основным преимуществом является экономия потребляемой электроэнергии , если в слишком ярком свете в определенный момент времени нет острой необходимости.
  3. Параметры установленной яркости освещения носят временный характер, в любой момент времени их можно без особого труда подвергнуть корректировке.
  4. Современные модели предлагают ряд необычных решений , например, управление диммером на расстоянии, которое может осуществляться при помощи передачи определенного звукового сигнала, нажатием кнопок на пульте или иными способами.
  5. Контроль и регуляция степени нагрузки , определяемая требованиями в конкретный момент времени, позволяет увеличить эксплуатационный срок ламп накаливания, их замена будет требоваться гораздо реже, чем раньше.
  6. Большинство современных моделей обладают стильным дизайном , который может превосходно гармонировать с интерьером комнаты.
  7. Монтаж диммера в ряде случаев позволяет отказаться от установки дополнительных источников света, обладающих меньшей мощностью, чем основное освещение.

Список положительных сторон регуляторов света действительно весьма обширен, но при этом у данных устройств имеются и определенные недостатки, среди которых необходимо выделить следующие:

  1. Несовместимость с определенными разновидностями ламп . Например, при светодиодном освещении или использовании люминесцентных видов, потребуется установка специального диммера, технология монтажа которого довольно сложна и, вероятнее всего, потребуется помощь со стороны квалифицированного специалиста. Если говорить конкретно о диммерах для ламп накаливания, то многие модели несовместимы с . Освещение будет функционировать исправно, но вариатор не сможет выполнять основную функцию, заключающуюся в регуляции яркости, это негативно скажется на эксплуатационном сроке ламп.
  2. Диммеры должны в ходе эксплуатации подвергаться определенным нагрузкам . В ситуациях, когда их показатель систематически превышает или, наоборот, не достигает рекомендуемых значений, возникает серьезный риск поломки механизма.
  3. Чувствительность данных устройств к сильным перепадам температуры, особенно к перегревам. Если светорегулятор выходит из строя именно по этой причине, то в большинстве случаев он уже не подлежит ремонту и требуется полная замена всего механизма.

Назначение

Основным назначением диммеров является изменение уровня освещения в помещении.

Ниже приводятся основные предназначения данной возможности:

  1. Формирование наиболее уютных и комфортных условий для проживания или осуществления какой-либо деятельности в жилой квартире. Например, увеличить мощность света может понадобиться во время чтения или иных занятий, которые требуют максимальной концентрации зрения. При этом, во время дневного отдыха или иных действий, не требующих значительной освещенности, этот показатель можно снизить.
  2. Отдельные модели современных образцов позволяют добавить эффективность в дизайн помещения. Это достигается благодаря высокому качеству освещения, которое обеспечивают вариаторы, а также их стильному внешнему виду, позволяющему вписаться фактически в любые разновидности интерьеров.
  3. Снижение потребляемой электроэнергии . Наличие регулятора света дает жильцам квартиры по своему усмотрению уменьшать освещение, следовательно, и потребление энергии, если они считают, что в конкретной ситуации это уместно.
  4. Выполнение функций выключателя , то есть включение и отключение света внутри помещения, где установлен регулятор.

Правильный выбор диммера

Существуют различные модели светорегуляторов, а также типы нагрузки, которые влияют на правильный выбор устройства. Диммер выбирается в соответствии с нагрузкой осветительных приборов. Эту информацию можно найти на упаковке производителя и на лампе. На рынке есть много различных регулируемых осветительных устройств:

  1. Высоковольтный мощный галоген, 220 вольта (гнездо G9 или GU10).
  2. Лампы низкого напряжения 12 В постоянного тока с электронным трансформатором, гнездо G4, GU5, 3, GY6, 35.
  3. Светильник напряжением 12 В с обычным соединением G4, GU5, 3, GY6, 35.
  4. Светодиодные лампы, различные типы гнёзд.
  5. Энергосберегающие лампы, все виды цоколя.

Промышленная маркировка для диммеров: буквы R, L или C. Их можно увидеть на корпусах ламп. Для правильного выбора dim они должны совпадать. Перед покупкой ламп нужно обратить на это требование особое внимание, иначе они работать не будут.

Типы ламп совместимых с регуляторами:

  1. Диммируемые энергосберегающие лампы (ESL).
  2. Светодиодные лампы с напряжением 230 В и высоковольтные светодиодные лампы, помеченные как диммируемые.
  3. 12 В переменного и 12 В постоянного тока. Светодиодные лампы также должны быть отмечены как регулируемые.
  4. Светодиодные полосы и одиночные светодиоды (DC) с дополнительным светодиодным балластом интегрированных в диммер PWM.
  5. Диммируемые светодиодные драйверы также доступны для различных типов управления.
  6. Люминесцентные лампы со специальными балластами ЭКГ с интерфейсом 0−10 В.

Диодная схема в зарядном устройстве

Хороший регулятор мощности паяльникаИспользование диммера в зарядном устройстве ноутбуках стало применяться одновременно с их выпуском. Производители всегда озабочены экономией заряда аккумуляторных батарей ноутбуков, поэтому dim монитора демонстрирует обратное поведение. Когда он подключён и аккумулятор заряжается, экран становится темнее. Когда аккумулятор включён, экран светится ярче. Значок батареи, устроенный на экране (вилка при подключении).

Подробная информация о зарядке в измерителе мощности показывает правильную работу регулятора. Этот процесс может быть отрегулирован пользователем в разделе электропитание ноутбука, в правой нижней части рабочего стола. Он устанавливается по желанию владельца в трёх режимах: сбалансированный, энергосберегающий, с высокой производительностью. При использовании последней схемы питание ноутбука потребляет много тока и батарея быстро разряжается.

Изготовление регулятора яркости

Схема диммера

Многие люди не могут уснуть как в ярко освещённой комнате, так и в полной темноте. Тусклый источник света, такой как ночник, лучшее устройство для комфортного сна, для чего нужен диммер. Кроме того, экономный ночник очень мало потребляет электроэнергии и сбережёт домашний бюджет. Сделать ночник своими руками несложно. Принцип работы ночника прост — свет автоматически погаснет и выключится через определённый промежуток времени, который задаётся пользователем.

Необходимые материалы

Необходимые для сборки материалы и инструменты:

  1. Провода перемычки.
  2. Печатная плата.
  3. IC1: 741 OP AMP.
  4. IC2: 741.
  5. Клеммы OP AMP разъёмы.
  6. R1: 1M.
  7. R2: переменная 5 кОм.
  8. R3: 2. 2k.
  9. R4: 3. 3M.
  10. C1: 10V.
  11. C2: 10V.
  12. D1: 1N4001.
  13. D2: D3: D4: Светодиод 3. 5V.
  14. S1: переключатель фиксации SPST.
  15. S2: мгновенный переключатель.
  16. Пластиковый блок проекта.
  17. T1: источник питания постоянного тока 6 В 400 мА.
  18. Дрель.
  19. Паяльник.
  20. Кусачки.
  21. Плоскогубцы.
  22. Отвёртка.

Конструкция и сборка устройства

Для питания этого проекта используется источник постоянного тока 6 В 400 мА. Его напряжение разомкнутой цепи (без нагрузки), измеренное вольтметром, составляет приблизительно 10 В. При нагрузке рабочее напряжение составляет около 9,5 В. Схема может быть разбита на две основные части: цепь таймера и затемнения.

Таймер выполнен из 741 OP AMP, подключённого в качестве компаратора. Он сравнивает напряжение на конденсаторе с опорным напряжением, которое задаётся R2 и R3. Когда S2 включена, C1 заряжается до напряжения питания. C1 затем постепенно разряжается через R1. До тех пор, пока напряжение на С1 больше, чем опорное напряжение, выход операционного усилителя является высоким (около 8. 7V). Это удерживает C2. Когда напряжение на C1 падает ниже эталонного значения, выход OP AMP становится низким (около 1, 9 В). Когда это происходит, C2 начинает медленно разряжаться через R4. Это начинает цикл затемнения.

Простой диммер - регулятор мощностиВторой 741 OP AMP подключён как усилитель с единичным коэффициентом усиления. На выходе отражается напряжение через C2. Когда напряжение на C2 падает также уменьшается выходное напряжение и светодиоды. Для того чтобы светодиоды переходили от полной яркости к полной темноте, требуется около 45 минут. Нажатие кнопки в любой точке приведёт к сбросу всего цикла. Скользящий переключатель SPST включает и выключает питание.

Длительность времени, в течение которого свет горит при полной яркости, и время, когда они могут быть изменены, можно изменить, задав значения R1, C1, R4 и C2. Изменять отношения резисторов и конденсаторов стоит по мере того, как быстро разряжаются последние.

Светодиодный светПосле сборки схемы подбирается подходящий корпус. В нём просверливаются отверстия для светодиодов, переключателей, циферблата и шнура питания. Печатную плату обрезают так, чтобы она разместилась в корпусе. По желанию в конструкцию можно добавить рассеиватель и поместить устройство, например, в декоративный фонарь.

Диммеры позволяют создавать настроение в доме. Независимо от того, планируется ли семейный вечер, кино или романтический ужин, правильное освещение на месте является главным. Кроме того, если нужно включить освещение больше или меньше только в одной части дома, можно сделать это одним прикосновением к пульту.

Яркое освещение в комнате бывает не только раздражительным, но и финансово обременительным, поэтому применение dim является правильным решением.

Как выбрать?

В случае принятия решения об установке светорегулятора вместо классического выключателя, перед совершением покупки необходимо ознакомиться с основными критериями выбора устройства:

  1. Убедиться , что выбранная модель совместима с разновидностью ламп, которые используются в помещении. В противном случае, возникает риск их частого перегорания или выхода механизма из строя.
  2. Поскольку современный рынок предлагает широкий ассортимент моделей от различных производителей, это позволяет выбрать именно ту разновидность, которая будет нравиться хозяевам помещения внешне, а также гармонично впишется в уже существующий дизайн.
  3. Цена , которая зависит от целого спектра факторов. В первую очередь, к ним относится бренд и разновидность выбранного диммера.

Источник: kachestvolife.club

Схема подключения

Диммер подключается так же как и обычный выключатель света https://zen.yandex.ru/media/lampexpert/pochemu-vykliuchatel-staviat-v-fazu-a-ne-v-nol-5d8f1cad98fe7900ae82ecde , то есть в разрыв фазного провода. Если у вас установлен обычный выключатель – вы без труда можете заменить его на диммер, для этого следует просто демонтировать выключатель и к двум имеющимся проводам подключить диммер.

Схема подключения выключателя и диммера

Принципиальная схема и её принцип работы

Рассмотрим схему диммера на симисторе.

Кстати симистор еще называют симметричным тиристором. Это полууправляемый полупроводниковый ключ, а «полууправляемый» — значит, что такой ключ можно только открыть, подав импульс соответствующей полярности на управляющий электрод, а закроется он сам, когда через него перестанет протекать ток или на него подадут обратное напряжение. В сети переменного тока это происходит 100 раз в секунду.

Простая и самая распространенная схема диммера, в готовых изделиях может быть дополнена предохранителем и выключателем, который разрывает цепь при повороте рукояти потенциометра в нулевое положение и номиналы могут отличаться.

У симистора три вывода — два силовых электрода (T1 и T2 или A1, A2) и управляющий электрод (G). Симистор, в отличие от тиристора, не имеет выраженного анода и катода, так как симистор – это два тиристора соединенных параллельно. Здесь для примера приведен симистор серии BT136, но на практике устанавливается любой подходящий по току.

Эквивалентная схема симистора из двух тиристоров соединенных встречно-параллельно

Управляющая часть схемы состоит из времязадающей цепи, которая собрана на резисторах R1 и R3, потенциометре R2, конденсаторах C1 и C2, а также двунаправленного динистора DB3 с напряжением открытия 28-36 вольт (его также называют напряжением пробоя от англ. Ubo – break-over voltage). Потенциометр R2 служит для изменения скорости заряда конденсаторов.

Резистора R3 и конденсатора C3 может не быть в схеме. Они нужны для большей стабильности работы. Цепочка из конденсатора C1 и резистора R4 служит для защиты симистора от всплесков ЭДС-самоиндукции, возникающих при работе на индуктивную нагрузку, например, при регулировке оборотов электродвигателей, поэтому в дешевых светорегуляторах её также может не быть.

Принцип работы схемы заключается в следующем — при подключении напряжения питания начинают заряжаться конденсаторы C2 и C3 через резисторы R1, R2, R3. Когда напряжение на конденсаторах C2, C3 достигает 28-36 вольт динистор DB3 открывается и подаёт управляющий импульс на управляющий электрод симистора. От чего симистор открывается, пропуская ток в нагрузку.

Ток через симистор протекает до тех пор, пока ток не станет ниже тока удержания. Так как схема работает в цепи переменного тока, ток в ней принимает нулевое значение дважды за каждый период синусоиды. В этот момент симистор опять закрывается и всё повторяется, но уже для второй полуволны питающего напряжения.

Чем больше сопротивление потенциометра R2, тем дольше заряжаются конденсаторы, и как следствие, тем позже поступит управляющий импульс на силовой элемент.

Ток удержания – это параметр симистора, который характеризует минимальный ток между основными электродами, необходимый для поддержания симистора в открытом состоянии.

График напряжения на нагрузке при использовании диммера, на котором вы можете наблюдать, каким образом происходит срез фазы.

В нагрузку поступает ток только после открытия симистора, это называется срезом или отсечкой фазы, а период времени от перехода синусоиды через ноль до открытия нагрузки называют углом среза фазы.

Соответственно, этот метод диммирования называется «метод фазового управления», а конкретно рассмотренная схема Leading Edge Dimming или срез возрастающего (переднего) фронта фазы.

Обзор диммера

Попался мне простейший китайский диммер неизвестного бренда, рассмотрим его подробнее. На лицевой панели мы видим орган управления – поворотную ручку. При повороте в нулевое положение раздаётся щелчок — это срабатывает выключатель, что обесточивает всю схему. Чтобы монтировать или демонтировать подобный диммер, нужно снять ручку и открутить гайку.

Внешний вид диммера и его разборка
Монтажная рамка и клеммники для подключения проводов

Если снять нижнюю пластиковую крышку, то мы увидим печатную плату с электронными компонентами. Кстати, обратите внимание на прекрасное качество пайки клеммников к плате. Это особая технология круговой пайки, которая обеспечит исключительно долгий срок службы изделия (нет).

Плата диммера

Здесь мы видим минимальный набор компонентов аналогичный рассмотренной выше схеме. Потенциометр используется не обычный, а с выключателем (щелчок о котором я писал выше издавал именно он), о чем говорят его отличающийся от обычных потенциометров внешний вид и габариты, а также количество выводов (два самых крупных вывода в центральной части печатной платы). Симистор прикручен небольшим болтиком к радиатору в виде металлической пластины. Она не магнитится, скорее всего, сделана из алюминия. Заявленная мощность этого диммера – 600 Вт, что косвенно подтверждают характеристики симистора (600 вольт и 8 ампер), его маркировка BTB08-600B.

Симистор

Заключение

Мы рассмотрели, как работает диммер и его схему, а также показали, что внутри типового китайского диммера. Однако, такая схема используется не только в дешевой продукции, но и от известных брендов. Тем не менее она может несколько отличаться как в плане схемотехнического решения, так и в качестве используемых компонентов. Также в дорогой продукции используются схемы с микроконтроллерами, отличающиеся большей стабильностью работы и надежностью.

Такие диммеры могут легко применяться не только для освещения, но и для решения многих задач связанных с регулировкой мощности, что позволило найти им ряд применений в хозяйстве.

Источник: zen.yandex.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.