Диммер своими руками — устройство, принцип работы как сделать диммер самому

Устройство и виды

Диммеры делают на основе разной элементной базы. Все они имеют свои особенности и недостатки. И чтобы понять, что такое диммер и как он работает, надо разобраться из чего сделано конкретное устройство. Итак, могут быть варианты:

• На основе реостата (в частности переменного резистора). Это самый простой, но и самый неэффективный способ регулирования яркости. Такое устройство очень сильно греется, так что необходима система охлаждения, имеет крайне низкий КПД. В настоящее время серийно не производится.

• Электронные светорегуляторы на основе симисторов, тиристоров, транзисторов. Эти устройства нельзя использовать с техникой, требовательной к форме электропитания, так как на выходе — нечто похожее на синусоиду с обрезанными верхушками. Стоит также знать, что такие схемы могут выдавать помехи, мешающие работе радиоприемников или чувствительного к электропомехам оборудования. Несмотря на свои недостатки именно электронные диммеры используют чаще — из-за невысокой цены, малых габаритов и возможности реализации дополнительных функций.

• Диммеры на основе автотрансформатора. Такие устройства выдают почти идеальную синусоиду, но имеют большие вес и размер, для регулировки требуется прилагать большие усилия. Еще один момент: более сложная схема ведет к удорожанию регулятора. Тем не менее, и они представлены на рынке, используются в местах где нельзя создавать радиопомехи или требуется нормальная форма питающего напряжения.

По виду исполнения диммеры бывают:

• Модульные для установки в электрощитке на дин-рейку. Подключить диммер такого типа можно с лампами накаливания, галогенными светильниками с понижающим трансформатором. Для удобства использования они имеют выносную кнопку управления или клавишный выключатель. Такие устройства удобны, например, для регулирования освещенности двора и входных ворот из дома, лестничной площадки или входной двери.

• Диммеры на шнуре. Это мини-устройства, позволяющие регулировать яркость свечения осветительных приборов, которые включаются в розетку — настольные лампы, бра, торшеры. Только стоит знать, что совместимы они в основном, с лампами накаливания.

• Для установки в монтажную коробку. Ставятся в монтажную коробку под выключатель (в ту же коробку). Совместимы с лампами накаливания, светодиодными, галогенными понижающим и электронным трансформатором. Управляются кнопкой, которая ставится поверх устройства или подключаются к системе «умный дом».

• Моноблочный. По внешнему виду очень напоминает обычный выключатель, ставится в такую же монтажную коробку, можно вместо выключателя. Включаются в разрыв фазной цепи (схемы ниже). Этот тип имеет большое видовое разнообразие. С какими лампами можно подключать такой диммер, должно быть указано на корпусе, но если это электронная схема, то работают они с лампами накаливания и некоторыми галогенными и светодиодными (на которых написано диммируемые или стоит сообвтевтующий знак). Управляться могут:

  • При помощи поворотного диска (поворотные диммеры). Отключение света происходит поворотом диска в крайнее левое положение. Недостаток этой модели — невозможно зафиксировать последнее значение освещенности. При включении задается всегда минимальная яркость.

  • Поворотно-нажимные. По внешнему виду похожи, но включение/выключение происходит при помощи нажатия на диск, а регулировка — его поворотом.

  • Клавишные. По внешнему виду очень похожи на обычные выключатели. Включение/выключение света стандартное — перебросом клавиши, а регулировка начинается после удержания клавиши в нажатом состоянии более 3 секунд. есть модели в которых включение-отключение происходит одной клавишей, а регулировка другой.

  • Сенсорные. Все управление происходит при помощи прикосновений к экрану. Эти модели самые надежные — никаких механических деталей, практически нечему ломаться.

В частных домах и квартирах ставят чаще всего моноблочные диммеры. В доме еще может пригодиться модульное исполнение — для изменения яркости освещения придомовой территории с возможностью контроля его из дома. Для таких случаев есть модели, которые позволяют управлять освещенностью с двух мест — проходные диммеры (работают по принципу проходного выключателя).

Реостат как простейший диммер

Простыми словами, диммер — это реостат переменного тока, но с более сложной конструкцией. Впервые переменный резистор был изобретен Й. Поггендорфом в XIX веке для изменения напряжения (U, В) и тока (I, А) путем увеличения / уменьшения сопротивления (R, Ом).

В зависимости от типа реостата величина R меняется плавно или ступенчато.

Для снижения яркости источника света нужно уменьшить напряжение с помощью реостата, а для этого добавляется сопротивление.

Из-за увеличения R и I устройство сильно нагревается и отдает тепло в окружающий воздух. В результате такой регулятор имеет низкий КПД и, как следствие, не используется.

Регулируем пониженное напряжение

Есть схемы для регулирования ламп накаливания напряжением 12 вольт. Хотя здесь можно регулировать и другие устройства: светодиоды, 12-вольтовые электродвигатели. Самый простой вариант – регулируемая микросхема КРЕН типа 1083–1084. По сути – это регулируемый стабилизатор, но нам главное – результат.

Данная микросхема КРЕН позволяет регулировать напряжение в диапазоне 1,5–30 В, ток – до 7,5 А. При сборке учитываем такие моменты:

1. Микросхема устанавливается на радиатор,
2. Диоды D1 – D4 напряжением не ниже 50 В и ток более 12 А,
3. Силовой трансформатор – не менее 250 Вт.

Радиатор можно сделать из любого подходящего материала.

Способы регулировки яркости светодиодных ламп

Иногда яркость светодиодных ламп оказывается избыточной, и ею приходится каким-то образом управлять. Для регулировки яркости используются диммеры, которые представлены двумя разновидностями: одни изменяют напряжение и, соответственно, ток через нагрузку, а другие модели за счёт широтно- импульсной модуляции (ШИМ) регулируют интервалы включения и отключения нагрузки, то есть светодиода. Длительность периода следования импульсов остаётся при этом постоянной (рис. 1).

Диммеры, функционирующие по принципу изменения напряжения на нагрузке, — устройства довольно громоздкие и дорогие. Кроме того, они малопригодны для низковольтных светодиодных ламп или лент, рассчитанных на напряжение 12-24 В, поскольку в зависимости от конструкции такие лампы (ленты) включаются при напряжении 9 и 18 В соответственно.

Диммеры на основе ШИМ очень компактны и эффективны. Их легко реализовать на микроконтроллерах, снабдив устройство дополнительными функциями. К сожалению, при отказе микроконтроллерного устройства отремонтировать его практически невозможно: простая замена ; микроконтроллера ничего не исправит, поскольку он содержит управляющую программу, разработанную производителем устройства и представляющую коммерческую тайну.

Вместе с тем при отказе микроконтроллерного диммера его довольно легко заменить самодельным, поскольку широтно-импульсное управление несложно реализовать на цифровых микросхемах малой степени интеграции. Эти микросхемы совсем недорогие, а собранные на них конструкции доступны для повторения даже новичкам, только начавшим освоение электроники.

Ссылка по теме: Светодиодная лампа (led) своими руками вместо энергосберегающей

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.

Принцип работы диммера

Наиболее эффективным является способ управления яркостью с помощью широтно-импульсной модуляции. Так как он наиболее подходит для современных энергосберегающих ламп.

Принцип работы в этом случае представляет собой подачу тока короткими импульсами, между которыми выдерживается продолжительная пауза. Причем чем большее ее продолжительность, тем меньше яркость свечения.

Подключение регуляторов является важным этапом сборки, так как от него зависит функциональность и комфортность, собственно ради чего люди и выполняют такую работу

В то же время простейшие устройства способны менять характеристики света обычным уменьшением/увеличением подающегося напряжения. Но такой вариант принесет пользу только при использовании ламп накаливания, их светодиодные аналоги в этом случае не проявят своих лучших качеств.

Подключение диммера: как правильно?

До подсоединения светорегулятора к сети подбирают схему разводки проводов. Всё-таки диммер можно подключить как самостоятельный элемент управления или устройство вместе с выключателем либо без него. Кроме этого, разрешается монтировать сразу несколько однотипных устройств или использовать комбинацию с проходным выключателем.

Принципиальная схема подключения

Простой вариант монтажа диммера — это его подключение к электрической проводке вместо выключателя, который потребуется просто вытащить из канавки в стене. Этот способ подключения светорегулятора подразумевает ведение фазы на разрыв, а заземление и ноль — напрямую к прибору освещения.

С монтажом по этой схеме можно справиться без труда

Схема светорегулятора с выключателем

Диммер, сопряжённый с выключателем, обычно устанавливают в спальне. Это объясняется возможностью гасить и включать свет стандартным выключателем, а яркость освещения регулировать, не вставая с кровати. Для этого сам диммер монтируют рядом со спальным местом.

Этот вариант используется в исключительных случаях

Схема с двумя диммерами

К установке двух светорегуляторов прибегают те, кому нужно контролировать интенсивность света из нескольких точек в комнате. Друг с другом электронные устройства соединяют при помощи перемычки.

Такая схема позволяет осуществлять двойной контроль за светом

С двумя проходными выключателями

Управлять светильником из нескольких участков комнаты позволяют и проходные выключатели.

Один выключатель можно установить на входе, а другой — рядом с кроватью

Подключение к прибору освещения

Устройство устанавливают так же, как выключатель

Если в стене уже проделан канал под провода, идущие от распределительной коробки и лампы, то для подключения диммера остаётся сделать следующее:

• обесточить квартиру, опустив необходимые рычажки в щитке;
• поставить монтажную коробку в проделанную штробу;
• вставить жилы в клеммы корпуса;
• спрятать корпус в канале стены;
• открутить винтики устройства, чтобы прижимные лапки закрепились в монтажной коробке;
• прикрепить рамку, служащую декоративным элементом, закрутить гайку и повернуть колёсико;
• подключить квартиру к электричеству и оценить функционирование диммера.

Несовместимость диммера

Нередко случается так, что выбранный вид ламп не является совместимым со светорегулятором. В большинстве случаев это вызвано разницей принципов регулирования по заднему или переднему фронту. Некоторые лампы не предназначены для подключения к светорегулятору.

Кроме того, нередко несовместимость светорегулятора с лампой может проявляться отсутствием зажигания лампы при перемещении рычага регулятора до минимального значения. Только при повороте рычага до некоторого уровня лампа загорается. Некоторые лампы начинают трещать при попытке регулировать их яркость диммером. Это также указывает на несовместимость диммера и лампы.

Монтаж поворотного диммера

Рассмотрим на примере, как правильно подключить диммер поворотный:

1. Начните с разбора. Потяните слегка на себя поворотную ручку и снимите её.
2. Под ней вы увидите кнопку, зафиксированную при помощи прижимной гайки. Открутите эту гайку и снимите лицевую панель.
3. Под панелью находится рабочая часть, выполните подсоединение проводов к контактным выходам согласно рассмотренной выше схеме. Теперь вставьте рабочую часть в подрозетник и закрепите в нём при помощи винтов.
4. Наложите лицевую панель, зафиксируйте гайкой и закрепите сверху поворотный диск. Установленный диммер готов к работе, осталось убедиться в правильности схемы.
5. Поверните против часовой стрелки диск, вы услышите характерный щелчок, который означает, что диммер отключен. Подайте напряжение на комнату, включив питающий автомат. Лампы в светильнике не горят, значит, всё верно, ведь наш регулятор отключен. Теперь начинайте поворачивать диск по часовой стрелке, вы снова услышите щелчок, означающий его включение. После этого напряжение на лампах начнёт плавно увеличиваться, соответственно будет нарастать и яркость освещения.

Диммер к светодиодным лампам подключается точно также, на разрыв фазы. Есть только одно небольшое отличие, провод с его выходного контакта идёт не напрямую к лампам, а сначала на контролёр led лампы.

Как производится монтаж и подключение диммера показано в этом видео:

Как видите, особенных сложностей подключение регуляторов не представляет. Если вы умеете ставить и собирать схему для выключателей, то справитесь и с диммерами.

Простой вариант монтажа регулятора мощности своими руками

Существуют различные варианты сборки диммеров. Отличия – в полупроводниках (тиристорах и симмисторах), регулирующих интенсивность подачи силы тока.

• Тиристор – позволяет течь току однонаправленно. При реверсе или отсутствии подачи напряжения он просто закрывается, работает как простой микровыключатель, точнее – пускатель. Только в отличие от последнего, не искрит и имеет более стабильные характеристики.
• Симистор – одна из его разновидностей. Проводит ток в любом направлении. Это 2 тиристора, спаянных вместе в одном корпусе.

Наиболее популярная схема, которую часто можно увидеть на фотографиях – сборка регулятора мощности для паяльника своими руками.

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.

Плюсы и минусы применения

Перед тем как приобрести диммер, необходимо правильно оценить ситуацию и решить, действительно ли в нем появилась необходимость.

Порой установка светорегулятора в доме действительно оказывается полезной, так как прибор обладает примечательными достоинствами.

Однако и недостатки имеются. Главные из них связаны с монтажными работами. Возможно, для установки придется поменять проводку, а после этого сделать косметический ремонт. Некоторые устройства способны нарушить работу чутких приборов, так как вызывают электромагнитные помехи.

Большая часть диммеров не универсальны, то есть функционируют только с одним видом ламп, например, с традиционными лампами накаливания на 40 Вт или 60 Вт.

Если вы хотите, чтобы КПД устройства достигал максимума, то как раз применения лам накаливания необходимо избегать. Большая отдача ожидает от осветительных приборов на светодиодных источниках.

Диммер с выключателем

Также популярностью пользуется схема немного посложнее, но, безусловно, очень удобная, особенно для применения в спальных комнатах – на разрыв фазы перед диммером устанавливается выключатель. Светорегулятор монтируется около кровати, а переключатель света, как и положено, при входе в комнату. Теперь лёжа в постели есть возможность регулировки светильников, а выходя из комнаты свет можно полностью отключить. Когда вернётесь в спальню и нажмёте на входе выключатель, лампочки загорятся с той же яркостью, с которой горели в момент отключения.

Аналогично проходным выключателям подсоединяются и проходные диммеры, что даёт возможность управления освещением из двух точек. От каждого места установки диммеров в распределительную коробку должно подходить по три провода. На входной контакт первого диммера подаётся фаза из питающей сети. Выходной контакт второго диммера подключается к осветительной нагрузке. А две пары оставшихся проводов соединяются между собой перемычками.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик позволит быстрее разобраться с процедурой изготовления:

Следующий видеоматериал позволит ознакомиться с принципом работы современных диммеров:

Любой пользователь, даже не обладающий специальными навыками, сможет разобраться с тем, как правильно сделать несложный диммер своими руками. Это совсем недорогое и несложное решение. Главное  — подобрать элементы нужной мощности и качественно соединить их между собой.

В то же время необходимо будет придать изделию достойный внешний вид, что осложняет задачу. Но для этой цели можно использовать корпуса промышленных регуляторов, причем даже бывших в употреблении.

Хотите рассказать о том, как собирали прибор для регулировки интенсивности освещения собственноручно? Есть желание поделиться технологическими тонкостями или задать вопрос? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь полезными сведениями, впечатлениями и фото по теме статьи.

Выводы и полезное видео по теме

Регуляторы света – не новинка на российском рынке, поэтому еще больше информации об устройстве, функционировании и подключении приборов можно почерпнуть из видео, размещенного в сети специалистами и любителями.

О диммерах и преимуществах их использования:

Полезные рекомендации опытного пользователя по выбору прибора:

Как работает светорегулятор, наглядно и понятно в видеообзоре:

Для выбора или подключения диммера не нужно изучать электронику, чтобы досконально вникнуть в принцип работы. Обычно необходимые характеристики становятся известными даже при поверхностном знакомстве с моделью. Главное – выбрать подходящий по параметрам сети прибор, внимательно изучить схему и произвести монтаж строго по инструкции.

Если вы можете дополнить материал интересными сведениями, которые касаются выбора или подключения диммеров, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же вы можете задать вопросы или поучаствовать в дискуссии по теме статьи.