Устройство и схема подключения проходного диммера

Что такое проходной диммер

В некоторых случаях возникает необходимость включать и выключать освещение из двух или более точек независимо. Схема для такого случая известна, для 2х мест она реализуется на двух проходных выключателях. Если надо больше – добавляется потребное количество перекрестных выключателей.

Схема управления освещением из трех точек.

При необходимости плавно регулировать уровень освещения такую схему несложно дополнить диммером – прибором для плавного регулирования уровня освещенности. Светорегулятор надо подключить в разрыв фазного провода, причем не имеет значения с какой стороны – до первого проходного выключателя или после второго.

Диммеры обычно оснащают выключателями питания, поэтому на них можно возложить функции главного управления. С пульта можно не только регулировать яркость, но также отключать напряжение сети освещения независимо от положения остальных выключателей (независимо включать, к сожалению, не получится). Недостаток такой схемы — необходимость установки дополнительного прибора, связанное с этим обустройство подрозетника, поиск для этого свободного места.

Поэтому часто выгоднее использовать совмещенный прибор – диммер+проходной выключатель.

Управление светом из двух точек с регулировкой яркости.

В нем скомбинированы функции двух приборов:

• позволяет регулировать яркость освещения;
• имеет перекидную контактную группу, позволяющую использовать аппарат в качестве проходного выключателя.

Поэтому при его применении достигается определенная экономия, но теряется функция управления с центрального пульта.

Предназначение

Слово «диммер» происходит от английского «dim», что в дословном переводе на русский язык означает «затемнять». Но сами русские диммер часто называют ещё светорегулятором, потому что он представляет собой электронное устройство, при помощи которого можно менять электрическую мощность (то есть регулировать в большую или меньшую сторону).

Чаще всего с помощью такого устройства управляют осветительной нагрузкой. Регулятор освещения предназначен для изменения яркости света, который излучают светодиодные лампы, а также лампы накаливания и галогенные.

Простейшим примером диммера является переменный резистор (или реостат). Ещё в 19 веке немецкий физик Иоганн Поггендорф изобрёл это устройство, чтобы с его помощью можно было регулировать напряжение и силу тока в электрической цепи путём увеличения или уменьшения сопротивления. Реостат представляет собой устройство с регулировкой сопротивления и проводящий элемент. Сопротивление может изменяться ступенчато и плавно. Для получения низкой яркости света необходимо уменьшить напряжение. Но сопротивление и сила тока при этом будут большими, что приведёт к сильному нагреву устройства. Так что такой регулятор совсем невыгоден, он будет работать с низким КПД.

В качестве диммера также можно использовать автотрансформаторы. Их применение обусловлено высоким КПД, во всём регулируемом диапазоне будет выдаваться практически неискажённое напряжение с необходимой частотой 50 Гц. Но автотрансформаторы довольно габаритны, много весят, для управления ими нужно прилагать немалые механические усилия. К тому же такое устройство дорого обойдётся.

Диммер электронный – этот вариант наиболее выгоден с экономической точки зрения. Он отличается компактностью и немного другим принципом действия. О нём поговорим более подробно.

Модели

На рынке большой ассортимент диммеров, который классифицируется по разным критериям:

• по принципу работы;
• по нюансам конструкции;
• совместимости с ламами;
• оборудованию для регулирования.

Термостатные

Освещение регулировалось за счет смены сопротивления. При повышении показателя, снижается сила тока, освещение затухает и наоборот.

Такое устройство характеризуется простотой конструкции, но у разных производителей свои составляющие и качество сборки. Такие показатели важны для стабильной работы и плавности хода. Принцип действия термостатных диммеров заключается в преобразовании световой энергии в тепловую. За счет этого сократить траты на электричество не получится.

Симисторные диммеры

Приборы на основе симистора относятся к более современным диммерам. Чтобы лампа зажглась через устройство должен пройти ток, между электродами создается напряжение. Конденсатор заряжается от потенциометра R, который меняет фазовый угол.

При достижении определенной величины, симистор открывается и по нему проходит ток. Сопротивление падает, и лампочка горит интенсивнее

Процесс действенный с любыми полуволнами – положительными и отрицательными, поэтому не важно, куда идет поток электродов. В отличие от реостатных моделей, такой вариант не защищен от мерцаний за счет своей конструкции

Преимущества и недостатки диммеров

К числу преимуществ выключателей различного типа с регуляторами можно отнести плавный запуск системы освещения, что позволяет существенно увеличить срок службы осветительных приборов (период эксплуатации у ламп накаливания в этом случае увеличивается до 40%).

Диммеры можно использовать не только для управления светом, но и для регулирования напряжения других приборов (чайников, утюгов, нагревателей)

При этом важно соблюдать соответствие между мощностью приспособления и оказываемой на него нагрузкой. Подобные приборы создают безграничные возможности для оформления интерьера

С их помощью легко осуществить точечную подсветку выбранной зоны, создать интересные световые картины. Ценным качеством диммеров является также способность управлять источниками света дистанционно или при помощи звуков

Подобные приборы создают безграничные возможности для оформления интерьера. С их помощью легко осуществить точечную подсветку выбранной зоны, создать интересные световые картины. Ценным качеством диммеров является также способность управлять источниками света дистанционно или при помощи звуков.

Однако такие приборы также имеют свои недостатки. Светорегуляторы можно применять лишь для управления источников света, мощность которых соответствует аналогичному показателю устройства. Из-за особенностей напряжения на выходе понижающие трансформаторы могут работать некорректно.

Устройства могут создавать электромагнитные помехи, что будет препятствовать работе радио и других приборов. Определенные типы ламп (особенно оснащенные дополнительными устройствами – ЭПРА, драйвером) в принципе не могут совмещаться с диммерами. КПД светорегуляторов при работе с лампами накаливания достаточно низок. Понижение яркости ламп мало влияет на расход электроэнергии, которая вместо света переходит в тепло.

Совместимость диммеров и ламп

Подбирайте диммеры под установленные лампы. Для галогенных моделей, работающих от стандартного напряжения, подходит практически любой прибор.

При снижении напряжения меняется цвет светового потока. Минимальные показатели приводят к красноватому оттенку, что вредно для глаз.

Если устройства галогенные с напряжением 12-24 В, стоит присмотреть вариант с понижающим трансформатором.

Устройства для регулировки низковольтных источников света чувствительны к скачкам напряжения, что приведет к сокращению срока службы.

Если трансформатор электронный, то выбирайте диммер с маркировкой С.

Для люминесцентных источников освещения предусмотрен специальный прибор, который создан для преобразования подающей частоты 20-59 кГц. Такой подход позволяет влиять на силу тока, а также на яркость лампочек.

Метод широтно-импульсивной модуляции используется для контроля светодиодных ламп. Мощность светового потока регулируется длительностью импульсов. Высокая частота предупреждает мерцание ламп.

Маркировка светорегулирующих приборов

Маркировка определяет предназначение устройств и их совместимость с лампами:

1. Прибор с маркировкой R подходит для контроля света в лампах накаливания с Омной или Резистивной нагрузкой.
2. Маркировка L предполагает работу устройства с трансформаторами, которые используются для снижения напряжения и индуктивной нагрузки.
3. С электронным трансформатором сочетается модель с обозначением С.

На лампочках также указываются детали совместимости.

Совместимость диммеров и ламп различных модификаций

Конструкция диммеров рассчитана на работу с конкретным типом ламп – от стандартных лампочек накаливания до популярных светодиодов. Поэтому выключатели с регулировкой яркости света имеют свои особенности.

Для совместного использования с галогенными лампами и лампочками накаливания можно применять практически все модели диммеров, если они рассчитаны на работу в сети напряжением 220В. Следует учесть, что при уменьшении подаваемого на лампу напряжения искусственный свет приобретает неприятный красный оттенок, особенно заметный при подаче минимального тока. Такой свет раздражающе действует на органы зрения, приводя к их быстрой утомляемости.

К светорегуляторам для галогенных ламп низковольтного типа предъявляется важное требование – наличие понижающего трансформатора, рассчитанного на низкую энергоемкость нагрузки. Стоит учесть, что из-за частой смены напряжения срок службы ламп может резко сократиться. Выключатель, регулирующий яркость света, для люминесцентных ламп не выпускается, поскольку они не поддаются регулированию с помощью обычного стартера

Специально для таких осветительных устройств выпускается электронная пускорегулирующая аппаратура, подающая на лампы питание частотой в диапазоне 20-50кГц. Варьируя уровень частоты, можно одновременно менять силу тока, тем самым уменьшая или увеличивая мощность светового потока

Выключатель, регулирующий яркость света, для люминесцентных ламп не выпускается, поскольку они не поддаются регулированию с помощью обычного стартера. Специально для таких осветительных устройств выпускается электронная пускорегулирующая аппаратура, подающая на лампы питание частотой в диапазоне 20-50кГц. Варьируя уровень частоты, можно одновременно менять силу тока, тем самым уменьшая или увеличивая мощность светового потока.

Принцип работы

Современные светорегуляторы не являются потребителями электрической мощности. В этом заключается их принципиальное отличие от более ранних аналогов, работавших по схеме активного или емкостного делителя напряжения.

Предыдущие поколения регуляторов напряжения представляли собой или реостаты, подключаемые последовательно с нагрузкой или автотрансформаторы. И в том и в другом случае изготовление и применение таких устройств оказывалось чрезвычайно затратным. Использование реостата, помимо значительных финансовых затрат, приводило к существенному увеличению массы регулятора света. Кроме того, при протекании тока через реостат он сильно нагревается, что приводит к существенным потерям мощности и вынуждает учитывать необходимость охлаждения этого устройства.

В отличие от реостата, автотрансформатор не является потребителем энергии, однако он имеет чрезвычайно большую массу и габариты.

Избежать потерь мощности в диммере удается за счет электрической схемы, которая позволяет подавать питание на потребители, «обрезая» переднюю или заднюю часть полуволны питающего напряжения. Этот принцип работы получил название регулирования фазы с отсеканием переднего или заднего фронта.

Принцип работы диммера, отсекающего передний фронт полуволны синусоиды напряжения:

На рисунке показана форма питающего напряжения в цепи, схема которой содержит управляемый тиристор, автоматически включаемый при достижении напряжением нулевого значения.

В зависимости от режима работы, который определяется временем срабатывания (от 0 до 9 мс), удается достичь плавного изменения мощности, потребляемой осветительным устройством.

Как разобрать регулятор с ручкой

Прежде всего к электрической коробке где было решено установить регулятор света, необходимо ввести и разделить фазные проводники и нейтральный «нулевой» провод. Гораздо проще сделать это с помощью современных силовых кабелей — они имеют четкую систему цветовой маркировки: нулевой провод с синей изоляцией, фазный проводник — коричневый или черный, защитный провод заземления всегда имеет зелено-желтый цвет. Но если в монтажной коробке старые советские провода, определить какой из них фаза и ноль можно измерителем напряжения, например, с помощью индикатора — отвертки с неоновой лампой. Это и будет фаза. Если не загорается — это нейтральный проводник.

Разборка контроллера ламп

Контроллер освещения собирается поэтапно: сначала электронная панель с соединительными клеммами к которым подключены провода, затем верхняя крышка, заканчивающаяся регулирующей ручкой. Приобретенный регулятор должен быть предварительно разобран: отвинтите ручку, гайки и винты, фиксирующие крышку с панелью.

Разновидность диммеров

Диммеры можно разделить на:

• Модульные. Устанавливают такие диммеры, как правило, в распределительные щитки. С их помощью происходит управление освещением на лестничных клетках и в коридорах. Управление происходит клавишным выключателем или специальной кнопкой. Нажимая на эту кнопку, человек включает и выключает лампы, если же кнопку удерживать дольше пяти секунд, то появляется возможность регулирования уровня яркости ламп.
• Диммеры, которые устанавливаются в монтажную коробку. Данные регуляторы используются с галогенными лампами и лампами накаливания, управляются они специальной выносной кнопкой.
• Моноблочные светорегуляторы. Устанавливаются такие диммеры в обычный подрозетник и подключают их как обычные выключатели. Рекомендуется, однако, соблюдать при подключении полярность.

Моноблочные светорегуляторы по управлению делятся на:

1. Нажимные и поворотные. Когда происходит нажатие на ручку лампы, а также лампа включаются или выключаются, а если произвести вращение ручки, то произойдёт регулировка свечения и яркости ламп.
2. Диммеры поворотные. Управление таких регуляторов происходит за счёт вращения ручки, которая регулирует яркость света.
3. Диммеры клавишные. По виду, такие диммеры схожи с обычными выключателями. Одной клавишей включаются и выключаются лампы, а второй регулируется уровень яркости этих ламп.
4. Диммеры сенсорные. Одна из самых продвинутых разновидностей светорегуляторов. Такие диммеры не имеют деталей, которые двигаются, это делает прибор наиболее надёжным. Один сенсор отвечает за выключение и включение ламп, остальными регулируется яркость. Несмотря на плавное переключение, оно все же является ступенчатым — это означает, что уровней яркости несколько.
5. Регуляторы яркости с пультом управления. Вариант комфортный и очень удобный. При помощи пульта можно регулировать освещение не вставая с места. В таких регуляторах часто присутствует возможность ручной регулировки яркости.

Помимо вышеперечисленных градаций светорегуляторов, они ещё подразделяются на разновидности ламп, с которыми они работают:

• Диммеры для ламп галогенных 220В и накаливания. С лампами галогенными и лампами накаливания работают практически все регуляторы света. При условии, что работают они от 220В. У ламп есть инертность, а индуктивности и ёмкости нет. Следует помнить, что если уменьшается напряжение, то происходит изменение цветовой температуры света. Она будет уменьшаться, и излучение начнёт приобретать красный оттенок. Цвет может стать неприятным при маленьких напряжениях на лампу.
• Диммеры для галогенных низковольтных ламп. Если будут регулироваться лампы галогенные 12–24В, в этом случае необходим понижающий трансформатор. Маркировка у такого трансформатора RL. Для электронного трансформатора нужны светорегуляторы с маркировкой С. Данная маркировка показывает, что возможно работать нагрузкой ёмкостной. Диммеры должны обладать возможностью плавного включения и отключения ламп. Срок службы таких ламп существенно снижается из-за резких перепадов напряжения.
• Регуляторы яркости для ламп люминесцентных. Регулирование таких ламп самое проблематичное. Данный вид ламп не поддаются регулированию стандартным стартером. В этом случае нужно другое пусковое устройство. Называется такое устройство ЭПРА, то есть электронная пускорегулирующая аппаратура. С данной аппаратурой на лампу питание подаётся с частотой 20–50 кГц. Меняя частоту, можно изменять и силу тока, которая протекает через лампу, таким образом, изменяя уровень свечения.
• Регуляторы для светодиодов. Для регулирования светодиодов применяется широтно-импульсная модуляция. Другими словами, на импульсы тока подаются на светодиод, при этом амплитуда оптимальная, а длительность импульса регулируется, таким образом, меняется яркость. Мерцаний нет, потому что присутствует высокая частота импульсов, она может достигать 300кГц.

Схема диммера для ламп накаливания на 220В: как работают промышленные модули и самодельные конструкции

Принцип работы диммера переменного тока поможет понять график преобразования им обычной синусоиды напряжения, представленный для трех случаев подключения мощности: 85, 50 и 15% от величины начального сигнала.

Пунктирной линией синего цвета я показал форму нормальной синусоиды, которую разделил на участки:

1. Синего цвета, обозначающую паузы в подаче электрической энергии на подключенную нагрузку.
2. Красные, символизирующие время протекания переменного тока.

Представленный график работы диммера помогает понять, что чем короче время подачи напряжения или длиннее пауза, тем меньше выходная мощность светорегулятора. Это значит, что лампочка Ильича будет вырабатывать пониженный световой поток не одинаково.

Здесь используется тот принцип, что нить накаливания в разогретом состоянии обладает высокой инерционностью: ее свечение от чередующихся отключений и включений рабочих токов нашим глазом воспринимается как равномерное.

Типичная схема простого диммера на тиристоре SCR , диодном мосту VD1-4, динисторе ZD, диоде, переменном резисторе и конденсаторе показана ниже.

Эта схема за счет задержки времени, формируемой током заряда конденсатора, отрезает переднюю часть фронта полусинусоиды. Она обозначается leading edge — отсечка переднего фронта.

Dimmer, использующий в своей конструкции подобное простое управление на тиристорах, широко используется для работы с лампами накаливания.

Его при промышленном изготовлении выполняют в пластмассовом корпусе, который встраивается в обычную коробку подрозетника вместо выключателя. Сзади модуля имеются клеммы для подключения проводов питания и отходящей схемы.

Спереди выполнена удобная рукоятка управления световым потоком лампы накаливания. Выбором ее положения настраивают требуемый уровень освещения.

Dimmer для управления светом ламп накаливания не сложно изготовить своими руками. Одну из доступных схем для повторения с маркировкой деталей показываю ниже.

Все детали можно спаять навесным монтажом или разместить на плате. Места они много не занимают, но в целях безопасности собранную конструкцию сразу помещайте в прочный диэлектрический корпус. На схеме присутствует опасное для человека напряжение 220 вольт.

При наладке схемы изолируйте открытые места подручными средствами: пластик, бумага, изолента.

Схемы подключения диммера для комфорта пользователей

Самый распространенный вариант, подходящий для всех типов светорегуляторов — это способ замены им штатного одиночного выключателя. Dimmer просто встраивают в подрозетник на его место.

Схемы подключения диммера из двух отдельных модулей для управления одним центральным светильником позволяют регулировать освещение из разных мест протяженного помещения, например, гостиной, коридора.

Вариант подключения диммера через выключатель позволяет включать освещение на входе в кабинет, а регулировать степень освещения непосредственно на рабочем месте с учетом местных условий. Схема не сложная, удобна для применения в служебных помещениях.

Обыкновенный выключатель можно заменить на два проходных для длинных помещений. Их размещают на противоположных концах (вход и выход), а диммер располагают непосредственно на рабочем месте.

Полезные советы для эксплуатации

Для экономии электроэнергии при пользовании лапами накаливания регулятор выставляют на работу с минимальной мощностью. Тогда ожидаемый эффект сбережения достигнет 15%.

Полупроводниковые компоненты не любят повышения температуры. Им вреден нагрев выше 30 градусов. Если отсутствует возможность отвода тепла с них, то Dimmer лучше отключить — вывести из работы.

При ремонте электронного модуля в сервисном центре соглашайтесь на замену штатного симистора более мощной моделью. В результате получите Dimmer повышенной надежности.

В чем различия диммеров?

Если вы собрались использовать выключатель с регулировкой яркости, сперва нужно узнать какие они бывают. И вообще все ли светодиодные лампы можно диммировать?

Диммеры различаются по следующим критериям:

• По типу монтажа;
• по исполнению и способу управления;
• по способу регулирования.

Давайте разберемся по подробнее с каждым из них.

По типу монтажа

Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.

Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.

Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.

По исполнению

По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:

• Поворотным;
• поворотно-нажимного типа;
• кнопочным;
• сенсорным;

Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.

Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.

Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.

Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.

По способу регулировки

Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.

Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.

По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.

Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».

Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).

Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.

Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.

Поворотный

Правильный подбор и установка регулятора значительно увеличат срок его службы. Поворотный вариант исполнения имеет вращающуюся ручку, которая при установке в крайнее левое положение отключает освещение. Постепенный поворот ручки вправо увеличивает яркость лампы.

Клавишный

Основные компоненты вариатора: триак, узел формирования импульса, диак (динистор). Клавишный вариант исполнения внешним видом очень напоминает обычные двухклавишные выключатели. Посредством клавиш осуществляется включение и отключение осветительного прибора, а также регулируется мощность освещения.

Поворотно-нажимной

Дополнительные части вариатора: резисторы и конденсаторы. Поворотно — нажимной вариант исполнения имеет принцип действия, аналогичный поворотному устройству, но для включения системы освещения требуется немного «утапливать» ручку.

Если устройство не заработало

Многие модели диммеров имеют свой предохранитель. Если не заработало найдите и проверьте его. Если что предохранитель можно легко заменить новым. Предохранители делятся на основе рабочей скорости (F — быстрого действия, M — нормальный, T — инерционный).

Чтобы сменить предохранитель, необходимо отключить электричество в квартире. После снятия ручки отвинтите винт и снимите верхнюю крышку. С помощью отвертки удаляется кронштейн предохранителя. После его замены кронштейн с ним вставляем на место.

После снятия крышки регулятора замените предохранитель

Крышка регулятора и ручка также возвращаются на своим места. Автоматический выключатель на щитке включает электричество в квартире.

Требования при установке светорегулятора

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

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

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

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