Что такое диммер и как он работает — устройство и принцип работы диммера

Представьте себе на минутку, как человек, используя кувалду, пытается расколоть орех? Применяя слишком большую силу там, где требуется лишь немного усилий — это заведомо пустая трата энергии. То же самое можно сказать о ежедневном потреблении электричества маленькими пользовательскими гаджетами и вещицами. Ведь все они используют далеко не одинаковое напряжение. Никогда не задумывались почему?

Предназначение

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

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.

Излишние затраты энергии

Вообще говоря, напряжение является эквивалентом полезной работы, совершаемой электрическим полем по перемещению заряда. Задаваемая мощность для электроприборов и гаджетов, часто гораздо превосходит, чем им на самом деле нужно. Думается, разница очевидная, если мы говорим о такой бытовой электротехнике, как:

• электрический двигатель пылесоса;
• микрочип в ноутбуке;
• маленькие лампы накаливания в светильнике.

Используя термин «электрического молотка» для взлома гайки, можно утверждать о бесполезной трате денег, а также энергии и, как следствие, значительном сокращении срока службы дорогостоящего оборудования. Ведь светодиодные лампочки – это весьма дорогое удовольствие.

Одним из решений является использование оборудования, оптимизирующее напряжение. Последнее постоянно регулирует подачу электроэнергии, таким образом, чтобы потребитель получал именно то напряжение, которое нужно. Давайте освежим свои знания об устройстве диммера и внимательно посмотрим на то, как он работает!

Применение

Что такое диммер более или менее понятно. На лампу подаётся напряжение, мы изменяем его уровень и таким образом регулируем яркость светильника. Теперь несколько слов о том, когда и где это устройство применяют.

Согласитесь, довольно часто возникают ситуации, когда требуется уменьшение яркости света:

• зачастую поток освещения необходимо снизить перед сном в спальной комнате;
• некоторые помещения по дизайнерскому исполнению требуют изменения световой картины;
• иногда освещение в помещениях переводят в так называемый дежурный режим для того, чтобы сократить расход энергии.

В производственных и бытовых помещениях настраивают светодиодные лампы на разные режимы потребления. При этом выбирается оптимальное освещение и за счёт этого достигается приличная экономия электроэнергии.

Что касается дизайнерских задумок, то сейчас стало модным в больших гостиных или зальных комнатах использовать второстепенное подсвечивание отдельных участков. Второстепенная подсветка продумывается до мелочей, а при помощи диммеров можно увеличить освещение и акцентировать внимание на каких-то деталях интерьера (картина на стене, установленная в нише красивая ваза и т. п.) Таким образом, при помощи подсветки нужная вещь выходит в комнате на первый план.

Светодиодные лампы, регулируемые при помощи диммеров, позволяют получить красочный эффект во время каких-то концертных, рекламных или торжественных мероприятий.

Диммер очень удобен для домашних праздников. Когда гости сидят за столом, требуется яркое освещение, а во время танцев можно его и приглушить. Особенно комфортно и выгодно применение такого устройства во время романтического ужина или свидания, когда не обязательно, чтобы светильник горел на полную мощность.

И это только часть общих примеров. Наверняка, у каждого найдётся ещё свой вариант использования диммеров. Так что вещь это нужная, удобная и экономически выгодная, можно устанавливать у себя и советовать знакомым.

Светодиодный диммер

Для регулировки интегрированных светодиодных ламп с успехом подойдет диммер Bypass FGB-001 или диммер Busch-Dimmer® LED. Диммеры этого типа подойдут к использованию и с галлогенными и с энергосберегающими лампами для которых обычные механические устройства не подойдут.

Сенсорный диммер позволяет регулировать мощность осветительных приборов в соответствии с собственными запросами и с запоминанием последнего подключения, управление осуществляется при помощи сенсорного устройства и посредством дистанционного управления через инфракрасный порт. В устройстве используется транзисторная технология.

Рис №5. Сенсорный диммер Busch-Dimmer® LED

Принцип работы

Работа диммера основывается на том, чтобы, во время полного цикла изменения волны, тиристор пропускал только часть сигнала к нагрузке (лампе). Достаточно взглянуть на следующие осциллограммы и принцип работы диммера становится понятным:

На чертежах показаны осциллограммы одного и того же диммера. Разница заключается в том, что слева зафиксирована волна сигнала в момент, когда лампа светит ярче, а справа соответственно – слабее.

Угол отпирания симистора обозначается греческой буквой α (альфа). Величина измеряется в градусах. Полный оборот составляет 360°, что эквивалентно (2*π). Из-за того, что за полный период волна напряжения переходит через ноль дважды, α может принимать значения от 0° до 1800 (0 — π). Когда α становится меньше, то яркость лампочки тускнеет. Когда α становится больше, то симистор открывается и лампочка светит ярче. Таким образом, работает диммер.

По такому принципу функционируют схемы диммера для обычных ламп накаливания.

Невольно возникает мысль о простом фонарике. Как только батарея начинает терять свой заряд, лампочка постепенно гаснет. Для многих типов ламп, существует такая линейная зависимость между напряжением питания и светом, который они излучают. Что на самом деле происходит? С понижением уровня напряжения уменьшается яркость света. Сокращая первое, вы уменьшаете световой поток лампы.

Какие бывают диммеры?

Существует несколько разновидностей типов диммеров по способу выполнения регулирования:

1. Механические.
2. Сенсорные.
3. Акустические.
4. Дистанционные.

По конструктивным особенностям:

1. Модульное устройство. Монтаж такого диммера осуществляется непосредственно в распределительный шкаф, работать устройство, может, с системами освещения использующим лампы накаливания, а также галогеновыми осветительными приборами, оборудованными трансформатором понижающего типа. Управление происходит за счет одноклавишного или кнопочного выключателя.
2. Диммер, устанавливаемый в монтажную коробку. Устанавливается одновременно с монтажом электропроводки, может использоваться с галогеновыми лампами с понижающим или электронными трансформаторами.
3. Моноблочное диммирующее устройство. Выполняет функцию выключателя, особенность монтажа в необходимости двухпроводного подключения, производиться в разрыв фазного провода цепи, идущей к нагрузке.
4. Поворотно-нажимной моноблочный диммер, включается при нажатии на клавишу, яркость регулируется вращением клавиши.
5. Поворотный диммер. Включение и управление яркостью происходит за счет вращения кнопки, включение всегда происходит с наименьшего уровня яркости.
6. Клавишные диммеры, отличаются регулировкой, она осуществляется посредством удержания клавиши.
7. Сенсорные устройства, регулировка происходит за счет прикосновения к сенсорам.

Одна из разновидностей диммирующих устройств о которой можно упомянуть отдельно — это накладной диммер. Может применяться в качестве эстетически-декоративной управляющей электро-фурнитуры на поверхности стены, например, для стен,облицованных, керамической плиткой, за счет многообразия материала изготовления: керамика, силикон, пластик и т. д.

Рис №1. Диммер накладной XZ-10, может использоваться для светодиодных светильников и светодиодных лент

Существует несколько хитростей, которые характерны для обустройства систем освещения. Одна из них это использование проходного диммера. Эта установка заключается в монтаже механического диммера для регулировки яркости освещения из противоположных углов комнаты, наиболее удобным принято решение использовать проходной диммер в количестве 2 штук подключенные в параллель при этом каждое из устройств будет регулировать относящийся к нему полупериод. При полном задействовании одного устройства второе в регулировании не участвует.

Рис №2. Схема параллельного подключения двух механических диммеров, используемых в качестве проходного устройства

Рис №3. Схемы установки диммирующего устройства: а. с регулировкой из одного места, б. с двух мест сначала и конца комнаты, диммер используется в качестве проходного регулятора

Лучшее решение для этого вопроса может быть в использовании сенсорного диммера при использовании двух таких электронных устройств может легко произойти синхронизация. Неплохое решение для устройства проходного диммера можно найти использовав микромодуль Fibaro модели FGD211или FGB-001.

Рис №4. Микромодуль Fibaro FGD-211

Светорегулятор на резисторе

Применяется данный прибор, в большинстве случаев, в качестве регулятора освещения ламп накаливания. Рассмотрим, как устроен и из чего состоит этот диммер. В данном случае функцию главного рабочего органа регулятора освещения исполняет реостат или переменный резистор. Принцип действия такого устройства объясняется положениями закона Ома. Увеличение сопротивления резистора ведет к понижению величины тока в цепи осветительного прибора, что, в конечном счете, снижает интенсивность накала спирали лампы. Несмотря на простоту конструкции диммера на резисторе, данное устройство имеет существенный недостаток — потребляемая мощность остается неизменной в независимости от интенсивности освещения. Увеличение сопротивления резистора вызовет падение тока на нити накаливания ламы, но вместе с тем общая токовая нагрузка цепи не изменится в меньшую сторону, излишки затраченной энергии буду выделяться в виде тепла на реостате. Очень актуально в вопросах использования переносных светильников, оснащенных лампами накаливания. Уменьшение яркости свечения абсолютно не способствует экономии зарядки батареи фонаря.

Светорегуляторы, принцип работы которых заключается в использования резистора, не часто, но находят применение для регулировки свечения полупроводниковых лам. В электротехнике такой способ управления получил название аналоговый. Аналоговый способ управления не нашел широкого применения по причинам низкой экономичности, а также вследствие высокой чувствительности полупроводниковых приборов и устройств к изменениям токовых нагрузок.

Как выбрать диммер?

Однако на рынке можно найти светасберегающие лампы которые могут хорошо работать с диммерами, это должно отражаться в инструкциях. Если люминесценция лампа собрана на электронном пускорегулирующем устройстве, то скорее всего она будет работать с диммером.

Схема подключения диммера для лампы накаливания и галогенной лампы

В случае галогенных ламп учитывается тип трансформатора. Для электронного трансформатора светорегулятор выбирают с обозначением — С, а для обычного трансформатора диммер должен быть с маркировкой — RL. В последнее время появились универсальные регуляторы света для любых типов ламп.

Для светодиодных лент также существуют регуляторы яркости и программируемые контроллеры с разными спецэффектами. Перед тем как выбрать диммер, обратите внимание на мощности его нагрузки, она должна превышать на 15 — 20% вашу нагрузку.

Стандартная схема подключения диммера

Диммер будет заменой выключателю, фазу ведем на разрыв, а ноль и заземление к светильнику напрямую

Двойной контроль

Очень удобен для длинных комнат и спален. Один светорегулятор устанавливается при входе, второй – на другом конце комнаты.

Диммер и переключатели

В этом случае устанавливаются два переключателя и диммер: регулировать яркость можно будет только в одном месте, а вот включать или выключать – в 2-х или 3-х местах. Хороший вариант для длинных коридоров, лестниц и так далее.

Установка диммера ничем не отличается от монтажа обычного выключателя. Рассмотрим это на примере замены выключателя светорегулятором. Демонтируем старый агрегат, проверяем при помощи индикатора вазы отсутствие напряжения на клеммах, отсоединяем кабель. Проверьте изоляцию и состояние проводов, после чего подсоедините их к клеммам светорегулятора. Аккуратно вставьте диммер на место, зажмите корпус винтами и распорными лепестками, установите защитные и декоративные элементы. Клемма L – для питающего провода, помните об этом. Теперь можно подать напряжение и устанавливать желаемый уровень освещения.

• Светорегулятор или диммер – это переключатель мощности и регулятор интенсивности освещения.
• Электрооборудование детской комнаты.