Сучасні освітлювальні прилади дозволяють не тільки дистанційно вмикати або вимикати світло, але регулювати світловий потік ламп для створення оптимального навантаження на очі та економії електрики.

Така можливість полегшує вирішення низки побутових питань, додатково надаючи власнику популярності в очах оточуючих. Однак треба розуміти, що це працює на основі складної електронної техніки, а її алгоритми треба точно враховувати.

У статті я пояснюю все про димер: що це таке і як працюють 17 схем для різних пристроїв освітлювальних приладів.

Принцип роботи димера змінного струму: докладне пояснення для новачків

Англійським словом Dimmer (гаситель) називають звичайний регулятор величини електричної потужності , здатний робити більш тьмяне освітлення.

Його можна зустріти у звичайному електричному інструменті, наприклад, дрилі або перфораторі, коли потрібно змінювати швидкість обертання ротора або освітлювальні прилади для приглушення яскравості їхнього випромінювання.

Принцип роботи димера змінного струму далі викладатиму послідовно для ламп різних систем освітлення.

Найпростішими і ідеальними (з точки зору якості напруги живлення) пристроями для регулювання світлового потоку є звичайний реостат або лабораторний автотрансформатор – ЛАТР.

Реостат – це потужний дротяний резистор з ніхрому, яким перекочують вугільне колесо. Його положенням змінюють ділянку опору, що обмежує струм через підключену лампу.

Автотрансформатор при обертанні ручки змінює величину вихідної напруги , яка подається далі у схему.

В обох випадках на вході та виході синусоїда напруги зберігає свою гармонійну форму та частоту. Змінюється лише її амплітуда.

Реостат та автотрансформатор дозволяють керувати амплітудою синусоїди напруги плавно і практично до нуля від максимальної величини сигналу, що надходить на їхній вхід.

З точки зору електрика це ідеальні пристрої для регулювання напруги, але вони мають великі габарити, споживають відчутну частину енергії. З цих причин їх використання не прийнятне для побутових умов.

Зрозуміти принцип роботи диммера допоможе ще одна схема, що показує, як відбувається включення звичайної лампочки Ілліча і створюється кидок струму через її нитку напруження.

Пояснюється це тим, що опір нитки у розігрітому стані значно зростає по відношенню до звичайного холодного.

Графік показує, що початковий момент миттєвої подачі напруги відбувається неконтрольований розігрів металу нитки (зона перехідних процесів) і кидок струму, що перевищує величину номінального режиму, а потім процес стабілізується.

Через це початковий пік струму лампи найчастіше перегорають при включенні, а також відключенні, коли нитка починає різко охолоджуватися . Різкі перепади напруги під час роботи теж виводять її з ладу.

Для запобігання цим явищам у мене років десять працювала схема плавного включення ламп розжарювання потужністю 60 ватів, встановлених у триріжковій люстрі.

Лампи HL1 включені послідовно зі схемою розпалювання нитки, що складається з моста, що випрямляє, тиристора, конденсатора і резистора.

При подачі напруги вимикачем S1 струм починає проходити через тиристор VS1, який спочатку знаходиться у закритому стані. Він плавно відкривається від наростаючого струму управління, що виникає в міру заряду ємності С1.

Швидкість наростання зарядного струму залежить від характеристик конденсатора та величини резистора R1. Час розігріву нитки від сотих часток до секунди можна регулювати підбором їх параметрів.

Якщо до схеми додати ланцюжок обмеження і стабілізації цього струму, то вийде повноцінний регулятор світла – Dimmer.

Обмежити яскравість світлового потоку можна шляхом послідовного підключення баластного опору. Але, воно споживатиме частину потужності та грітиметься. Як варіант для прохідних приміщень, де не потрібно яскравого освітлення, допустимо підключати послідовно дві лампи розжарювання.

Їх можна розмістити на відстані один від одного в різних кінцях коридору. Світло стане тьмяним, але достатнім для орієнтування в просторі, а лампи працюватимуть дуже довго: освітлення створюється ощадливим — вповнокала.

Тільки необхідно підібрати їх так, щоб опір нитки напруження у кожної був однаковий. Інакше одна світитиме яскравіше, а інша — тьмяніша. Управляти їх світловим потоком за такого підключення не вдасться.

Сучасний димер виготовляють із електронних деталей у формі окремого малогабаритного модуля на друкованій платі. Виробники намагаються наділити його додатковими функціями обмеження від кидка струму та зручного регулювання величини світлового потоку.

На фото нижче показую один із варіантів такого виконання.

Які бувають димери: що приваблює людей у їхніх конструкціях

Виробники випускають сучасний Dimmer із різними технологіями регулювання яскравості. Він може бути забезпечений:

1. Простий поворотною рукояткою, одягненою на змінний резистор. Її обертання регулює електричний опір ланцюжка управління, яке змінює струм за законом Ома , отже — впливає світловий потік джерела. Подібний модуль часто в кінцевому положенні має перемикаючий контакт, що надає пристрою функції звичайного вимикача.

• Провідною конструкцією. Працює за таким самим принципом, але кріпиться не стандартним методом на стіні, а на кабелі живлення світильника.

• Поворотною рукояткою з функцією натискання. При натисканні на коліщатко механізм працює вимикачем світла, а при його обертанні регулюється світловий потік.

• Кнопками, що реагують на зусилля натискання. За його інтенсивністю відбувається керування світлом. Такі модулі зовні складно відрізнити від звичних вимикачів. Вони нещодавно з’явилися на ринку і починають займати своє місце під сонцем, мають функцію управління з мобільних гаджетів.

• Сенсорне управління, яке аналогічне звичним мобільним пристроям. Гарний корпус, відсутність кнопок, клавіш та коліщат подобається багатьом користувачам. Інтерфейс відразу зрозумілий під час експлуатації.

Переваги сучасних світлорегуляторів:

• простота керування освітленістю робочого місця;
• підвищення ресурсу роботи ламп за рахунок дбайливого режиму включення під навантаження;
• можливість економити електроенергію;
• створення ефекту присутності в будинку власника з мінімальним споживанням електрики як профілактичний захід від несанкціонованого злому вандалами;
• функція дистанційного керування з пульта чи смартфона;
• заміна звичайного вимикача;
• відпадає необхідність використання малопотужних джерел світла;
• оперативність зміни світлового потоку;
• організація освітлення за заздалегідь введеною програмою;
• сумісність із датчиками освітленості, що дозволяє керувати світлом в автоматичному режимі.

З недоліків, якими володіє Dimmer, можна виділити 2:

1. можливість мерехтіння світла, яке особливо помітне за низького освітлення;
2. підвищена чутливість до перегріву, здатна викликати пошкодження напівпровідникових елементів, що потребуватиме ремонту модуля кваліфікованими фахівцями.

Схема димера для ламп розжарювання на 220В: як працюють промислові модулі та саморобні конструкції

Принцип роботи димера змінного струму допоможе зрозуміти графік перетворення ним звичайної синусоїди напруги, представлений для трьох випадків підключення потужності: 85, 50 та 15% від величини початкового сигналу.

Пунктирною лінією синього кольору я показав форму нормальної синусоїди, яку розділив на ділянки:

1. Синього кольору, що означає паузи в подачі електричної енергії на підключене навантаження.
2. Червоний, що символізує час протікання змінного струму.

Представлений графік роботи диммера допомагає зрозуміти, що чим коротший час подачі напруги або довша пауза, тим менша вихідна потужність світлорегулятора. Це означає, що лампочка Ілліча вироблятиме знижений світловий потік не однаково.

Тут використовується той принцип, що нитка розжарювання в розігрітому стані має високу інерційність: її свічення від відключень, що чергуються, і включень робочих струмів нашим оком сприймається як рівномірне.

Типова схема простого димера на тиристорі SCR, діодному мосту VD1-4, диністорі ZD, діоді, змінному резисторі та конденсаторі показана нижче.

Ця схема за рахунок затримки часу, що формується струмом заряду конденсатора, відрізає передню частину фронту напівсинусоїди. Вона позначається leading edge – відсікання переднього фронту.

Dimmer, що використовує у своїй конструкції подібне просте керування на тиристорах, широко використовується для роботи з лампами розжарювання.

Його при промисловому виготовленні виконують у пластмасовому корпусі, який вбудовується у звичайну коробку підрозетника замість вимикача. Позаду модуля є клеми для підключення проводів живлення та схеми, що відходить.

Спереду виконано зручну рукоятку управління світловим потоком лампи розжарювання. Вибором її положення налаштовують потрібний рівень освітлення.

Dimmer для управління світлом ламп розжарювання легко виготовити своїми руками. Одну з доступних схем для повторення з маркуванням деталей показую нижче.

Усі деталі можна спаяти навісним монтажем або розмістити на платі. Місця вони багато не займають, але з метою безпеки зібрану конструкцію відразу поміщайте у міцний діелектричний корпус. На схемі є небезпечна для людини напруга 220 вольт.

При налагодженні схеми ізолюйте відкриті місця підручними засобами: пластик, папір, ізолятор.

Схеми підключення димера для комфорту користувачів

Найпоширеніший варіант, який підходить для всіх типів світлорегуляторів – це спосіб заміни ним штатного одиночного вимикача. Dimmer просто вбудовують у підрозетник на його місце.

Схеми підключення диммера з двох окремих модулів для керування одним центральним світильником дозволяють регулювати освітлення з різних місць протяжного приміщення, наприклад, вітальні, коридору.

Варіант підключення димера через вимикач дозволяє включати освітлення на вході до кабінету, а регулювати ступінь освітлення безпосередньо на робочому місці з урахуванням місцевих умов. Схема не складна, зручна для застосування у службових приміщеннях.

Звичайний вимикач можна замінити на два прохідні для довгих приміщень. Їх розміщують на протилежних кінцях (вхід і вихід), а димер розташовують безпосередньо на робочому місці.

Корисні поради для експлуатації

Для економії електроенергії при користуванні лапами розжарювання регулятор виставляють працювати з мінімальною потужністю. Тоді очікуваний ефект заощадження сягне 15%.

Напівпровідникові компоненти не люблять підвищення температури. Їм шкідливе нагрівання вище 30 градусів. Якщо немає можливості відведення тепла з них, то Dimmer краще відключити — вивести з роботи.

При ремонті електронного модуля в сервісному центрі погоджуйте на заміну штатного симістора потужнішою моделлю. В результаті отримаєте Dimmer підвищеної надійності.

Димування світлодіодних світильників: важливі поради щодо їх експлуатації

Свої значні переваги більшість LED ламп втрачають при спробах регулювати силу створюваної ними освітленості. Звичайний диммер, створений для роботи з нитками розжарення, викликає їх миготіння, брязкіт, а то й зовсім не запалює світло.

Пояснюється це тим, що напівпровідниковий перехід світлодіода працює нормально лише від проходження ним постійного струму, а не синусоїди.

У найдешевших світлодіодних ламп це питання займається простий драйвер ASD JCDR. Він створює стабілізований постійний струм для живлення напівпровідникового переходу з гармонійної напруги 220 вольт.

Коли вид синусоїди спотворюється диммером, звичайний драйвер не справляється з такою формою сигналу. Чим більше у вихідній напрузі світлорегулятора присутній безструмових пауз, тим гірші умови для стабілізації струму.

Крім того, у звичайний драйвер закладена дуже проста функція: стабілізувати вихідний струм при мінливому вхідному рівні напруги.

Саме так він і працює з диммером, коли ручкою світлорегулятора ми намагаємося налаштувати яскравість свічення, то електронний модуль опирається як тільки може: в одній ситуації він просто відключає світлодіоди, а в іншій діє не передбачувано.

Тому для регулювання освітленості виробники створюють світлодіодні лампи зі спеціальними драйверами, які добре пристосовані до роботи в складних умовах.

Вони мають складнішу конструкцію, ніж для ниток розжарювання і створюють принципово іншу відсічку напівхвилі струму по задньому фронту: falling edge.

Пристрій такого модуля складніший за рахунок використання потужних польових транзисторів. Такий Dimmer дорожчий за вартістю, але його вихідний сигнал із принципом відсічення заднього фронту краще підходить для світлодіодів.

Особливості конструкцій димованих LED світильників

У них трохи змінена структурна схема: до неї додано функцію стеження величини вхідної напруги та управління за його рівнем вихідним струмом.

Діє це все в строго заданих межах регулювання, а коли створюється перенапруга, спрацьовує вбудований захист. Вона вимикає світлодіоди.

Led лампу, в яку вбудований такий dimmer, називають димованою. Вона має спеціальне маркування, що позначається на заводській упаковці та в технічній документації (dimmeble). Може з’являтися знаком ручки поворотного димера.

Однак у ході практичних експериментів було створено 4 типи конструкції модуля електронного драйвера:

• вбудованого всередину світильника;

• зовнішнього виготовлення окремим модулем;

• вбудованого всередину корпусу світильника з єдиним диммером блоком;

• спеціального димованого драйвера.

На що звертати увагу

До переваг димованих світлодіодних світильників відносять:

1. Простий спосіб керування освітленістю робочого місця.
2. Плавне регулювання вихідного сигналу.

• Стабільна підтримка колірної температури за будь-якої яскравості.

Їх недоліки:

1. Підвищена ціна.
2. Погана сумісність обладнання різних виробників.
3. Великий рівень нижнього рівня регулювання: 9-25% початкової потужності.

Висока вартість світлодіодної лампи, що димується, виправдовується зручністю її експлуатації та універсальними можливостями.

Рекомендації щодо вибору led світильника

Пропоную вашій увазі коротку інструкцію із п’яти пунктів.

Крок №1 : оцінка світлового потоку.

Оскільки ми звикли до ламп розжарювання, то виробники спеціально вказують світловий потік своєї продукції стосовно них прямо на упаковці.

Вони підкреслюють, що 1 ват led джерела дає стільки ж світла, як 10 від нитки розжарювання.

Крок №2 : перевірка типу цоколя.

Усі конструкції світлодіодних ламп створюються до роботи з різними патронами. Вони стандартизовані. Вибирайте ті, до яких вам не потрібно придбати додаткові патрони або перехідники.

Інакше дизайн вашої світлодіодної люстри можна легко зіпсувати.

Крок №3 : аналіз здібностей димування.

Перевіряйте на упаковці наявність напису dimmeble або позначення ручки поворотного димера. Пам’ятайте, що не пристосована led лампа не стане реагувати світловим потоком на напругу, що змінюється, а навіть здатна пошкодитися.

Крок №4 : оцінка форми та розмірів.

Цей пункт важливий тому, що світильник з великими габаритами може не поміститися в малогабаритному плафоні або не підійде по дизайну.

Крок №5 : вибір бренду відомого виробника та продавця.

Сподіваюся, що тут особливі коментарі вам не потрібні.

Діммер для енергозберігаючої лампи: типові помилки та помилки – на що звертати увагу

Ідея реалізувати керування освітленням люмінесцентними та енергозберігаючими світильниками дуже часто закінчується поломками світлорегулятора або пошкодженням лампочки через нестикування їх конструкцій.

Однак, димер для енергозберігаючої лампи вже створений і працює, але про це трохи нижче, а поки загострю вашу увагу на помилках і помилках. Не хочу щоб ви їх повторювали.

Які неясності не можна замовчувати

Зазвичай люди потрапляють у неприємну ситуацію, коли старі лампи розжарювання у люстрі змінюють енергозберігаючими, а замість вимикача для них встановлено dimmer. При включенні під напругу відразу чи поступово відбуваються поломки.

Уникнути цих проблем допомагає знання принципу роботи люмінесцентної лампи: у неї світиться не нитка наливання або напівпровідниковий перехід, а газ, через який проходить розряд електричного струму.

Усередині скляного балона, покритого люмінофором, знаходяться ртутні пари, а по його торцях вмонтовані нитки розжарювання катода та анода.

Енергозберігаюча лампочка влаштована так само. Просто у неї є конструктивні відмінності:

• скляна трубка для зменшення довжини згорнута спіраллю;
• а аналогова схема запуску, що складається з дроселя, конденсатора та стартера, замінена електронною схемою – ЕПРА (електронною пускорегулюючою апаратурою).

У обох конструкцій технологія запуску заснована на тому, що:

• спочатку розігріваються електроди катода та анода, навколо них створюється термоелектронна емісія (гарячий запуск);
• потім до них контактом стартера або ЕПРА короткочасно прикладається висока напруга, що викликає дуговий розряд;
• за рахунок його протікання відбувається свічення ртутних парів.

Таким чином: до схеми живлення КЛЛ прикладається змінна синусоїдальна напруга, а горіння дугового розряду відбувається за рахунок руху заряджених частинок ланцюга постійного струму.

Тепер запитаємо себе: що станеться, якщо замість чіткої синусоїди на вхід схеми надходитимуть сигнали обрізаної гармоніки? Навіть не важливо: спереду чи ззаду, як ми уточнювали вище.

В аналоговій конструкції з електромагнітним баластом дросель і конденсатор працюватимуть зі спотворенням електромагнітних процесів: регулювання світла не вийде.

Електронний механізм ЕПРА взагалі не розрахований на такі навантаження, а тому вийде з ладу або пошкодить світлорегулятор: де менше закладено надійність конструкції, там і станеться поломка.

В інтернеті можна знайти масу інформації, що у якогось автора звичайний димер регулює світловий потік енергозберігаючої лампи. Проте варто її перевірити та оцінити 3 питання:

1. Який термін зберігається працездатність цієї системи?
2. До якого рівня знижується світловий потік?
3. На скільки відсотків досягається економія електроенергії?

Підключення звичайного димера до енергозберігаючої лампи не забезпечують належного регулювання рівня світла. Такі схеми економічно недоцільні.

Димування люмінесцентних ламп з ЕПРА

Складнощі регулювання освітлення шляхом зміни величини струму через газове середовище зумовлені її високою інерційністю: прямої залежності тут немає.

Димування піддаються тільки КЛЛ з ЕПРА, в корпус яких підключається винесений регулювальний потенціометр. Вся ця конструкція міститься в цоколі світильника.

Така лампа налаштовується на запуск при зниженій напрузі (холодний пуск), має відносно не глибокий діапазон димування за потужністю.

На красивій упаковці вказується, що вона всередині має спіраль для диммера, а світловий потік змінюється від 15% до 100. Однак багато покупців спостерігають зовсім іншу картину. Пошукайте їх відгуки на таку продукцію.

Важливо враховувати, що сам dimmer виступає в ролі додаткової потужності та споживає певну частину електроенергії. При холодному запуску він збільшує навантаження на електроди: їх нитки можуть передчасно перегоріти до вироблення ресурсу.

Однак вихід із цієї ситуації все ж таки є.

Універсальний димер для КЛЛ

У продажу вже є спеціальний, універсальний димер для енергозберігаючої лампи. Причому він випускається не однією конструкцією, а кількома. Наведу приклад німецької компанії Theben.

Вона виробляє dimmer Dimax 544 plus, який здатний працювати в одному із двох вибраних режимів для:

1. світлодіодних;
2. або енергозберігаючих люмінесцентних ламп.

Модулі компанії Theben мають можливість дистанційного керування освітленням зі смартфона.

Інша її розробка: Theben Dimax 534 plus.

Цей dimmer пристосований до роботи з лампами, що працюють від різних джерел освітлення: галогенних, розжарювання, світлодіодних та люмінесцентних димованих з різними схемами запуску на звичайних трансформаторах або електронних компонентах.

Для керування яскравістю на корпусі модуля виконані зручні перемикачі. Усередині нього є:

• захист від КЗ;
• щадний режим плавного увімкнення/відключення навантаження;
• автоматика розпізнавання типу навантаження: світлодіодні, галогенні, з нитками розжарювання, але не енергозберігаючі. Для роботи з останніми світильниками передбачені перші три положення верхнього перемикача;
• вбудовані функції трьох режимів:
• сну;
• пробудження;
• диммерного включення.

Модуль має вбудовану пам’ять і зберігає в ній задані налаштування навіть при зникненні електроживлення.

Поширені запитання

Що таке діммер і чому він важливий у сучасному освітленні?

Діммер – це електронний пристрій, який дозволяє регулювати яскравість освітлення без необхідності змінювати саму лампу. Його використання дає змогу створювати комфортні умови в приміщенні, знижувати навантаження на очі та заощаджувати електроенергію. Він дозволяє варіювати освітлення від майже повної темряви до максимальної яскравості, що особливо зручно у вечірній час або при перегляді телевізора. З практичного боку, діммер також збільшує строк служби ламп, адже зменшує кількість вмикань у повному навантаженні. Сьогодні його часто поєднують із люстрами з пультом керування, що дозволяє ще зручніше керувати світлом прямо з дивана.

Чим діммери відрізняються між собою і які типи бувають?

Сучасні димери поділяються за способом керування та способом монтажу. Найпоширеніші – це поворотні, кнопкові, сенсорні та дистанційні моделі. Поворотний діммер найчастіше встановлюють замість звичайного вимикача: його обертання змінює яскравість світла. Кнопкові можуть регулювати освітлення за тривалості натиску. Сенсорні – це новітнє рішення, що дозволяє управляти світлом легким дотиком. Дистанційні моделі стають популярними завдяки своїй сумісності зі смартфонами та системами “розумного дому”. Встановлення залежить від конструкції – вони можуть бути настінними або вбудованими. Якщо ви шукаєте варіант для спальні або вітальні, рекомендовано поєднувати його з електриком на виклик, який проконсультує та допоможе з монтажем.

Як працює діммер на технічному рівні та чим відрізняється від звичайного вимикача?

Діммер керує подачею електроенергії до джерела світла шляхом зміни напруги або імпульсного регулювання. У простих моделях використовується змінний резистор або тиристорна схема, яка змінює амплітуду струму. Завдяки цьому лампа світиться менш яскраво, але продовжує функціонувати. У відмінність від звичайного вимикача, який просто замикає чи розмикає ланцюг, діммер дає змогу регулювати інтенсивність світла без відключення. У сучасних квартирах це зручно не лише для атмосфери, але й для збереження енергії. Особливо ефективно димери працюють із світлодіодними світильниками, що дозволяють максимально точно налаштувати освітлення відповідно до потреб.

Які переваги та недоліки має встановлення діммера в будинку?

До переваг діммера можна віднести гнучкість у керуванні освітленням, зниження витрат на електроенергію, покращення атмосфери в приміщенні та збільшення ресурсу ламп. Він дозволяє адаптувати світло під настрій, тип активності або добову пору. Також діммер може бути естетичним елементом інтер’єру, особливо якщо обрати сенсорну модель або дизайнерське виконання. Однак є і мінуси: деякі лампи можуть мерехтіти при низькій напрузі, а також димери чутливі до перегріву й мають складну схему, яка у випадку поломки потребує заміни. Установка теж вимагає знань, тому краще довірити це фахівцю, оформивши аварійний виклик електрика, щоб уникнути проблем і забезпечити правильне підключення.