Самодельный регулятор света. Делаем диммер для домашнего освещения своими руками

Диммер - новомодное название прибора, чаще именуемого у нас светорегулятором и предназначенного для плавного регулирования мощности электроприборов, прежде всего светильников (в английском «dim» означает «затемнять»). Вещь в хозяйстве весьма полезная, но покупать её совсем не обязательно. В том смысле, что любой желающий, хоть раз державший в руках паяльник, может изготовить такой прибор своими руками. Далее мы расскажем, как это делается.

Самой простой разновидностью диммеров можно считать любой переменный резистор, например, известный всем ещё со школы реостат. Если включить его последовательно с лампой накаливания, то при изменении положения бегунка её яркость будет меняться. Однако применять такой диммер крайне невыгодно, поскольку он не уменьшает потребляемую мощность, а только «перетягивает» часть её на себя, превращая в тепло.

Общий вид диммера

Практичный вариант светорегулятора - автотрансформатор. Вторичная обмотка этого устройства имеет несколько пар выводов, на которых формируется различное выходное напряжение. При подключении нагрузки к той или иной паре она будет работать с различной мощностью.

Диммеры на основе автотрансформаторов имеют ряд преимуществ:

потребляют из питающей сети только ту мощность, которая в данный момент необходима;
независимо от соотношения входного и выходного напряжений дают на выходе синусоидальный ток практически без искажений;
не создают помех.

Но такие приборы имеют сравнительно большие размеры и вес, а для регулировки приходится применять механические переключатели, так что применяются они сегодня только в редких случаях.

К настоящему моменту популярными стали электронные диммеры, собираемые на полупроводниковых элементах. Это компактные, невесомые приборы.

Принцип работы электронного диммера

Регулировка мощности заключается не в преобразовании напряжения, как это происходит в случае с трансформатором: диммер пропускает ток только при определённом его (напряжения) значении. Напомним, что напряжение в сети переменного тока постоянно колеблется по синусоиде от -230 В до +230В.

Электронный диммер заводского производства

То есть электронный диммер представляет собой высокочастотный выключатель, который успевает включиться и отключиться в течение каждого полупериода переменного тока. Таким образом, нагрузка оказывается подключённой к сети не всё время, а только в течение некоторой доли полупериода, за счёт чего уменьшается среднее напряжение и мощность электротока.

Очевидно, что ток на выходе электронного диммера имеет уже далеко не синусоидальную характеристику: это скорее некая его переменно-пульсирующая разновидность. Если построить график, часть каждой волны синусоиды будет как бы отсечена.

Важно знать, что такое питание подходит не всем приборам. В тех из них, которым требуется ток с низким коэффициентом гармоник, может перегреваться обмотка, вследствие чего устройство выйдет из строя.

Из бытовых потребителей к данной категории в первую очередь относятся:

электродвигатели;
приборы с импульсным блоком питания;
устройства с трансформаторным питанием: телевизоры, радиоприёмники, люминесцентные светильники с электронным балластом;
индукционные трансформаторы галогенных светильников.

Но всё сказанное относится только к самым простым электронным диммерам с классической схемой. Более сложные светорегуляторы, которые к настоящему моменту не только разработаны, но и выпускаются серийно, являются «всеядными» - они могут подключаться к любой нагрузке. Главное - правильно выбрать модель.

Есть у электронных диммеров ещё один недостаток: в самом простом исполнении (такие модели стоят дешевле всего) они являются источником ощутимых электромагнитных помех как в радиочастотном диапазоне, так и в подключённых к ним проводах. В помещении, где установлен светорегулятор, может быть затруднено прослушивание радиоприёмника, возможны нарушения в работе измерительной аппаратуры, а также звукозаписывающей - в виде фона.

Способ устранения существует - нужно усовершенствовать схему, дополнив её фильтром. В этом качестве используются дроссели, они могут быть дополнены конденсаторами (индуктивно-ёмкостный фильтр). Диммеры с фильтрами стоят несколько дороже.

Лампа накаливания, на которую подаётся уменьшенное электронным диммером напряжение, издаёт свистящий звук, едва слышимый, однако хорошо заметный в полной тишине. Чем мощнее лампа, тем интенсивнее будет свист. Дело в том, что своеобразный ток, получаемый на выходе диммера, вызывает в нити накала механические колебания, которые и приводят к появлению такого звука.

Это явление называется магнитострикцией. Она имеет место и при подключении напрямую, то есть без диммера, но в этом случае проявляет себя в гораздо меньшей степени, и слышимых человеком звуков не производит.

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:

Несколько слов стоит сказать о сборке диммера. Наиболее простым является так называемый навесной монтаж, когда все элементы соединяются в единую схему посредством проводов.

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).

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.

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.

Схема диммера на симисторе

Схема работает следующим образом:

Пользователь устанавливает сопротивление R1, от которого зависит напряжение в цепи R2 - C1. От этого напряжения, в свою очередь, зависит время зарядки конденсатора C1.
Когда напряжение на нём достигает определённого значения, оно заставляет открыться динистор DB3, который включен в эту же цепь между R2 и C1.
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:

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:

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:

Положительная полуволна через цепь R5 - R4 - R3 заряжает конденсатор С1.
Как только напряжение на С1 окажется достаточным для открывания динистора V3, он (динистор) пропустит управляющий импульс на электрод тиристора V
V1 откроется и пропустит ток в нагрузку.
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.

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:

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.

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.

Выбор готового диммера

Если вы решили приобрести светорегулятор заводского изготовления, обращайте внимание на следующее:

Технические характеристики

Их всего две:

напряжение сети;
допустимая мощность нагрузки.

К примеру, для люстры с тремя обычными лампами накаливания по 100 Вт подойдёт диммер с характеристиками 230 В / (25 – 400 Вт). Допустимая мощность всегда указывается в виде некоторого диапазона, верхнее значение которого следует принимать с некоторым запасом.

Обратите внимание! За некоторыми китайскими диммерами, например, от компании «Powerman», замечена интересная особенность: на этикетке указывается одно значение мощности, а на корпусе прибора - другое. Причём эти значения могут довольно сильно отличаться, к примеру, на этикетке пишут «600 Вт», а на корпусе - «25 – 400 Вт».

Поэтому при покупке дешёвого импортного диммера не ограничивайтесь изучением информации, приведённой на коробке - обязательно рассмотрите и сам прибор.

Тип нагрузки

Самые простые диммеры предназначены для управления мощностью ламп накаливания и галогенных ламп.

Диммер поворотный для ламп накаливания

Более совершенные модели могут работать ещё и с маломощными электродвигателями - обычно через них подключают вентиляторы. Примером может послужить диммер Kopp Dimmat (Германия).

Один из представителей линейки светорегуляторов Kopp Dimmat

Также выпускаются диммеры, через которые можно подключать люминесцентные лампы. Если любую из упомянутых нагрузок запитать через простой диммер, то она может выйти из строя.

Важно знать, что к диммеру, предназначенному для подключения, допустим, люминесцентных ламп, можно подключить далеко не каждую такую лампу. На ней должна стоять пометка «диммеруемая» или, что то же самое, «dimable».

Способ управления

По этому признаку светорегуляторы делятся на несколько разновидностей:

С механическим управлением

Это самые простые и дешёвые приборы. Имеют поворотную ручку, поэтому обычно так и называются - поворотные. В качестве примера можно привести отечественную модель «Бэлла С16–65». Поворотные диммеры обладают минимальной функциональностью. Чтобы погасить свет, ручку нужно до щелчка повернуть в крайнее положение, чтобы включить - повернуть в другую сторону на некоторый угол, от которого будет зависеть яркость освещения. Неудобство этого способа управления состоит в отсутствии функции запоминания настроек - яркость освещения при каждом включении приходится настраивать заново.

С электронным управлением

Эти светорегуляторы делятся на клавишные и сенсорные. Есть ещё псевдосенсорные, например, модель Simon 75305–39, клавиши которых нажимаются со столь малым усилием, что почти не отличаются от сенсорной панели.

Сенсорный диммер для светодиодных ламп

Обычно клавиши и сенсорные панели имеют двоякое действие: при кратковременном нажатии/прикосновении свет включается или выключается, при длительном удержании - меняется яркость освещения. При включении светильника яркость сразу окажется такой же, какая была установлена до выключения, то есть настраивать свет каждый раз заново уже не нужно.

Обратите внимание! Наряду с обычными выпускаются диммеры, которые при включении светильника подают напряжение на него с плавным наращиванием. Считается, что такие светорегуляторы продлевают срок службы ламп.

В качестве примера диммера с сенсорным управлением можно привести модель SM180 марки Eunea Merlin Gerin (Испания). Помимо обычных светильников (лампы накаливания и галогенные на 230 В) через этот регулятор можно подключать низковольтные галогенные светильники с обычным (ферромагнитным) трансформатором.

С дистанционным управлением

Управляющие сигналы могут передаваться как посредством инфракрасного (ИК) излучения, так и при помощи радиочастотного. К примеру, ИК-приёмником оснащена модель Smart Dimmer Pro 21 французской компании Legrand.

Модель Smart Dimmer Pro 21

К ней можно подключать:

низковольтные галогенные лампы не только с обычными, но и с электронными трансформаторами;
люминесцентные светильники с электронными ПРА.

Способность работать с такими нагрузками обусловлена наличием переключателя отсечки фазы по переднему/заднему фронту.

Суммарная мощность - до 500 Вт.

ДУ-пульт может использоваться не только фирменный, но и любой другой с поддержкой кода RC5.

Со звуковым управлением

Эти устройства могут реагировать на хлопки или даже голосовые команды.

Самостоятельно подключить хлопковый выключатель поможет данный материал:

Опции

Многие из современных диммеров оснащаются дополнительной клеммой, к которой можно подключить обычные кнопочные выключатели. С их помощью управлять освещением в комнате можно из нескольких мест.

Есть модели, оснащённые таймером, например, упомянутый уже псевдосенсорный диммер Simon 75305–39.

Псевдосенсорный диммер Simon 75305–39

По прошествии времени, установленного пользователем, прибор автоматически погасит свет.

Самый широкий набор возможностей предоставляют программируемые диммеры, оснащённые микроконтроллером. Они могут иметь такие функции:

имитация присутствия жильцов (автоматическое включение и выключение света с целью ввести в заблуждение квартирных воров, наблюдающих за окнами);
управление яркостью в различных режимах, например, мигание с определённой частотой (Strobe);
управление несколькими группами светильников (зонами) и запоминание различных сцен освещения для них.

Показательным примером программируемого диммера является система Lutron Grafik EyE (США).

Диммер Lutron Grafik EyE

Вот как проявляется её многозонность: пользователь может подключить к системе несколько групп (до 6-ти), например, люстру, настенные светильники и декоративные фонари, а затем задать для них на разные случаи жизни какое-то значение яркости.

К примеру, когда семья собирается за праздничным столом, яркость люстры устанавливается на 70%, а яркость настенных и декоративных источников освещения - на 20%. Для просмотра телевизора настраивается другая сцена: яркость люстры уменьшается до 20%, яркость прочих светильников - увеличивается до 30%.

Настройки всех сцен освещения (их максимальное число - 16) хранятся в памяти системы, так что между ними можно легко переключаться - как быстро, так и плавно (процесс перехода от одной сцены к другой можно растянуть на час).

Системой Grafik EYE можно управлять с помощью пульта ДУ, работать она может только с лампами накаливания.

Максимальная суммарная мощность нагрузки - 2300 Вт, при этом оговаривается и максимум для каждой зоны - не более 800 Вт. Возможности системы можно расширить, подключив к ней усилитель мощности. Тогда предел для каждой зоны возрастёт до 1800 Вт.

Программируемые диммеры выпускаются и в странах СНГ. К примеру, модель «Сапфир 2503» беларусской компании «Ноотехника» поддерживает режим имитации присутствия и имеет таймер, отключающий освещение через 12 ч с момента последнего действия пользователя. Диммер имеет сенсорную панель и может управляться ДУ-пультом. Ток на нагрузку при включении подаётся по нарастающей (что продлевает срок службы ламп).

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 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.

Как подключить диммер

В общем случае диммер подключается подобно обычному выключателю, но есть условие: регулятор должен включаться только в разрыв фазы (выключатели можно устанавливать как в фазу, так и в «нуль»).

На практике диммеры часто устанавливают попарно или с выключателями.

Подключение диммеров выполняется подобно выключателям. Оба этих элемента монтируются последовательно с нагрузкой. Диммер можно смело ставить на место обычного выключателя. Для этого надо отключить сетевое питание, отсоединить провода от клемм старого выключателя, а на его место установить светорегулятор. Эта операция упрощается еще и тем, что установочные размеры диммеров соответствуют габаритам простых выключателей.

Принципиальная схема подключения диммера

Подключая диммер в электросети, помните: он должен включаться в разрыв фазового (L), а не нулевого (N) провода.

Схема с выключателем

Такие схемы чрезвычайно удобны: они позволяют управлять интенсивностью освещения из любого места квартиры. В спальне. Например, диммер целесообразно устанавливать рядом с кроватью - в таком случае пользователю не придется покидать теплую постель, чтобы уменьшить или увеличить силу света.

Схема подключения диммера с выключателем

Такую схему уместно применять в системах «умный дом». Эффективное управление светом позволяет выделять отдельные зоны помещения или детали интерьера. Простой выключатель устанавливают возле межкомнатной двери. Им пользуются при входе и выходе из комнаты - когда нужно включить или выключить свет.

Схема установки с двумя светорегуляторами

При необходимости можно обеспечить регулировку силы света с двух точек. в таком случае устанавливают два светорегулятора, а их первые и вторые клеммы соединяют между собой. К третьей клемме любого из диммеров подводят фазовый провод.

Схема подключения с двумя диммерами

Провод на нагрузку идет от третьей клеммы оставшегося светорегулятора. В результате таких манипуляций из распределительной коробки каждого из диммеров должно выходить по три провода.

Включение диммера с двумя проходными выключателями

Принцип действия данной схемы заключается в следующем: один выключатель устанавливается на входе в помещение, второй - на другом конце лестницы или коридора. В этом случае светорегулятор монтируется между выключателем и нагрузкой в фазовый провод.

Схема подключения диммера с двумя проходными выключателями

Между проходными выключателями диммер устанавливать нельзя.

Обратите внимание: если диммер в этой схеме выключен, ни один из проходных выключателей работать не будет.

Подключение диммера к светодиодным лентам и лампам

Если к светодиодной ленте подключить светорегулятор, появится возможность изменять яркость ее свечения. Выбирают диммер по суммарной мощности светодиодных лент.

При реализации данной схемы с одноцветными лентами с диммером соединяют блок питания. Выводы светорегулятора подключают к самой нагрузке, соблюдая при этом полярность тока.

В случае применения светодиодных лент, имеющих каналы RGB, диммер тоже подключают к блоку питания, а его выводы - к контроллеру сигналов.

Мощность светорегулятора в любом из вышеописанных случаев должна на 20–30% превышать расчетную мощность потребления лент.

Обратите внимание: для работы со светодиодными лампами и лентами выпускаются специальные диммеры.

Видео: как заменить выключатель на диммер

Диммеры пользуются большой популярностью, и это побуждает производителей активно развивать эту отрасль приборостроения. К настоящему моменту научились делать регуляторы для любых видов нагрузки, в том числе и для имеющей трансформаторные блоки питания. Но если говорить об обычных лампах накаливания или галогенных на 220 В, то диммер для них представляет собой чрезвычайно простое устройство и его, как мог убедиться читатель, достаточно легко сделать своими руками.

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.

Принцип действия симисторного регулятора рассмотрим на примере наиболее распространённой схемы диммера на 220 вольт, представленной на рисунке. Основной 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. При 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 .

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.

Читайте так же

Без сомнения такое устройство, как диммер, может оказаться полезным в любом доме. Если раньше оно представляло собой просто световой регулятор для ламп накаливания, отсюда и такое название (от англ. глагола затухать), то современные устройства выполняют не только эту функцию. Они позволяют экономить электроэнергию и продлевать срок службы ламп накаливания или галогенных светильников. Имея минимум электротехнических навыков и паяльник, несложно сделать диммер своими руками.

Основным элементов в современных диммерах является симистор, который еще называется триак (английская версия названия). Симистор является полупроводниковым прибором и представляет разновидность тиристора. Основное его назначение - коммутация цепей переменного тока. На этих устройствах можно создавать диммеры для регулирования напряжения в цепи освещения. Обычно это 220 вольт для обычных ламп накаливания или 12 вольт для низковольтных галогеновых ламп. Хотя, в принципе, с помощью этих устройств можно создавать регуляторы для любых величин напряжения.

Симистор включается последовательно в одну цель с регулируемой нагрузкой. При отсутствии управляющего сигнала на симисторе, он заперт и нагрузка отключена. При поступлении отпирающего сигнала устройство открывается, и нагрузка включается. Характерной особенностью симистора является то, что в открытом состоянии он пропускает ток в обоих направлениях. Другая его особенность заключается в том, что для поддержания его в открытом состоянии нет нужды постоянно подавать на него управляющий сигнал.

Часто помимо симисторов схемы диммеров содержат также динисторы, которые являются разновидностью полупроводниковых диодов и служат в качестве управляющих элементов.

Благодаря этим особенностям симистора и динистора принципиальные электрические схемы диммеров достаточно просты и содержат буквально несколько простых компонентов. Это позволяет без особого труда сделать диммер собственноручно.

Схема прибора

Существуют разнообразные схемы диммеров, которые позволяют регулировать не только яркость света, но и управлять различными электрическими инструментами, например, паяльником или болгаркой.

Если вы собираетесь делать ремонт в квартире или в доме, будет полезным заменить обычные выключатели света на диммеры.

Схема простого диммера обычно содержит всего несколько элементов: симистор, динистор, переменное сопротивление (потенциометр), пару неполярных конденсаторов, пару резисторов.

Схем диммеров существует достаточно много. В этих схемах используется самая разнообразная элементная база. Наиболее подходящую для ваших целей схему можно легко найти в интернете.

Само изготовление устройства не представляет сложности для человека, умеющего держать в руках паяльник. Проще всего сделать навесной монтаж, соединив все элементы между собой с помощью подходящего провода.

Для этого контакты всех электронных элементов тщательно лудятся паяльником с помощью припоя и канифоли (или специального флюса). Нарезаются нужной длины проводники для соединения элементов между собой. Зачищаются с обоих концов жилы на этих проводниках и также лудятся вышеописанным способом с помощью паяльника. Затем производится монтаж в соответствии с принципиальной электрической схемой. Напоследок, все контакты необходимо изолировать для избежания короткого замыкания. Проще всего это сделать с помощью изоленты.

Для тех, кто знаком с технологией изготовления печатных плат, можно рекомендовать этот вариант сборки. Тогда устройство будет компактнее и надежнее. Технология пайки элементов аналогична вышеописанному способу. Дорожки печатной платы лудятся паяльником. Затем на место устанавливаются электронные компоненты и окончательно запаиваются.

Кстати, для удобства работы с паяльником также можно сделать диммер, что позволит регулировать температуру жала. Если у вас уже имеется промышленный диммер, но он поломался, возможно, его ремонт тоже не составит большого труда. Чаще всего из строя выходят симисторы и динисторы, например, при перегорании лампочки и короткого замыкания в ней.

Для ремонта необходимо разобрать имеющееся устройство и выпаять из него эти элементы. Затем посмотреть маркировку, чтобы установить марку элемента, и приобрести такое же или аналогичное. Окончательный шаг в ремонте – пайка новых элементов и сборка.

Видео “Делаем диммер дома”

Подключение

Подключение диммера не должно вызвать затруднения. Устройство имеет обычно два входных контакта и два выходных, подключаемых к нагрузке. Однако, есть небольшой нюанс. Чтобы устройство работало правильно, необходимо согласно указанной маркировке на корпусе диммера (промышленного образца) или принципиальной схеме (для собранного своими руками) подключить фазовый и нулевой провода.

Выбор готового прибора

Главным критерием при выборе готового прибора является соответствие мощности нагрузки той мощности, которую может обеспечить устройство. Например, если вы подключаете люстру с тремя лампами по 100 Вт, что соответствует суммарной мощности в 300 Вт, то и устройство должно обеспечивать эту мощность с небольшим запасом, например 400-500 Вт.

Вторым критерием может быть тип управления устройством. Можно выделить такие типы управления:

c поворотной ручкой (с использованием потенциометра). Относится к самым простым и доступным по цене устройствам;
c клавишным управлением. Предусматривает электронную схему управления;
c сенсорным управлением. Имеются сенсорные клавиши;
c дистанционным управлением ИК-пультом;
c голосовым управлением.

По мере сложности устройства возрастает его цена. Поэтому, исходя из своих финансовых возможностей вы сможете выбрать наиболее подходящее решение.

Многие владельцы частных домов и квартир предпочитают всячески управлять освещением в своем помещении. Одним из многих вариантов является регулятор яркости для ламп накаливания. Для таких целей используют специальные устройства, называемые диммерами. Существует множество моделей данного девайса, но стоимость многих из них не по карману обычному покупателю. При необходимости возможно собрать диммер для ламп накаливания своими руками, имеется несколько вариантов его изготовления. Эти устройства могут быть 12- и 220-вольтовые.

Устройство

Чтобы сделать диммер своими руками, потребуется подробно изучить принцип его действия и внутреннее устройство. Простейшие из этих девайсов имеют ручку, поворачивая которую можно регулировать освещение, и выведенные клеммы для подключения проводов. Таким устройством управляют яркостью ламп двух видов - галогенных и накаливания. С развитием электроники стали появляться диммеры для регулирования мощности люминесцентных и светодиодных ламп.

В более ранние времена для изменения этого параметра у ламп накаливания применяли резисторы. Мощность таких деталей рассчитывалась не меньше нагрузочной. Минусом таких приспособлений являлась потеря мощности при снижении яркости света.
Наиболее часто их применяли в больших общественных залах, театрах и т. д. Принцип работы прибора основан на использовании симистора и динистора, являющихся современными полупроводниковыми приборами.

По конструкционным особенностям диммеры можно классифицировать по следующим типам:

поворотные, где управление выполняется при использовании ручки – электронные;
кнопочные управляются при помощи специальных кнопок – групповые;
дистанционные, которые работают при помощи дистанционного пульта.

Кнопочный диммер более многофункционален, чем поворотный. Это связано с тем, что если в цепь завязать нужное количество кнопок, управление можно осуществлять с разных мест. Длина проводов, используемых для , не должна превышать 10 метров. Это связано с возникновением помех.

Мало кто знает, что при помощи самодельных регуляторов мощности можно изменять температуру паяльника, контролировать обороты вытяжного вентилятора. Также он отлично подойдет для пылесоса или дрели, у которых можно регулировать их скорость вращения.

Подключение диммера

Схема диммера для ламп накаливания довольна простая. Он подключается вместо обычного выключателя в разрыв цепи в монтажную коробку. Необходимо соблюдать предписания изготовителя, согласно которым нельзя путать выводы для подключения фазы и нагрузки. Для сборки диммера своими руками не понадобится много дорогих деталей, подойдут симисторы, рассчитанные на определенную мощность. Существует два варианта подключения - одинарный и групповой. Первый вариант подразумевает подключение в цепь с одним или несколькими источниками света, которые объединены в группу. При групповом способе принципиальная схема будет насчитывать несколько диммеров, согласно количеству групп освещения.

При подключении светорегулятора вместо двухклавишного выключателя работа светильника немного изменится. Теперь будет другим подсоединение проводов и лампы накаливания, их не получится включать групповым способом. Фазу необходимо подсоединить на фазный вывод диммера, а остальные два присоединяются на соседнюю клемму. Для осуществления прежнего освещения потребуется групповой светорегулятор.

Изготовление

Как указывалось ранее, существует множество схем, с помощью которых умельцы изготавливают устройства, способные регулировать значение напряжения для осветительных приборов. Можно выделить несколько наиболее популярных элементов, используемых для сборки данных устройств:

симистор;
тиристор;
конденсатор;
применение готовых микросхем.

Данный светорегулятор работает от сети 220 В. В основу его действия заложено открытие силового ключа за счет смещения фазы. Главным элементом схемы является RC-цепочка, которая у каждого устройства разного номинала. Силовым ключом выступает симистор. Работа схемы заключается в пропускании симистором через себя тока. Для этого необходимо возникновение напряжения между его электродами. Чтобы регулировать смещение фазы, и тем самым угол открывания, в цепочку впаивается переменный реостат, который предназначен для регулировки быстроты заряда конденсатора. В цепь с управляющим электродом ставится динистор. Время, за которое конденсатор наберет пороговое напряжение, влияет на быстроту открытия симистора, а значение нагрузок будет прямо пропорционально зависеть от величины этого напряжения.

При наличии принципиальной схемы такой можно собрать менее чем за час.

Как работает диммер на тиристоре?

Данный светорегулятор могут собрать умельцы, у которых есть различные радиодетали, из которых можно выбрать тиристоры с необходимыми параметрами. Этот самодельный диммер будет немного отличаться схемой и является более трудным в сборке. В нем для каждого ключа устанавливается отдельный динистор и тиристоры для полуволн.

Для работы данной схемы применяются две параллельные цепочки резисторов. Через одну цепь резисторов проходит заряд конденсатора, где в свою очередь происходит нарастание порога открывания ключа, при открытии которого на электрод управления подается ток и проходит положительная полуволна. Отрицательная фаза пропускает волну таким же образом через другой ключ.

Важно знать, что использовать диммер на тиристоре не получится для приборов освещения, в которых устанавливаются светодиодные, люминесцентные и экономные лампы.

Конденсаторный диммер и принцип его действия

Помимо регуляторов, рассчитанных на плавность управления освещением, также распространены устройства, работающие за счет конденсатора. В этом случае на передачу тока влияет емкостная величина. Соответственно, с увеличением емкости конденсатора через его полюсы пройдет ток большего значения. Данный диммер-регулятор является достаточно компактным.

В основном схемы для таких устройств сочетают в себе три различных положения:

Без ограничения мощности.
Через конденсатор гашения.
Перекрытое положение (режим «выключено»).

В схеме такого диммера обычно используют неполярные конденсаторы. Найти их можно в электротехнике старого образца. Используя схему, можно своими руками собрать светорегулятор и управлять значением напряжения на лампочке в светильнике.

Использование микросхем для пониженного напряжения

В цепях с постоянным напряжением, рассчитанным на 12 вольт, регулировка мощности часто выполняется при помощи интегральных стабилизаторов, называемых КРЕНами. Использование таких устройств позволяет регулировать электрические двигатели малой мощности и светодиодное освещение. Чтобы обеспечить удобство монтажа деталей, используют микросхему. Готовый диммер будет не только выполнять функции регулировки, но и обеспечивать защиту электрооборудования.

Использование микросхемы КРЕН обеспечивает управление значением напряжения от 1,5 В до 30 В, а тока до 7,5 А. Во время сборки устройства нужно обратить внимание на следующие нюансы:

Для охлаждения микросхемы необходим радиатор, что обусловлено ее нагреванием при выделении тепла. Это является существенным недостатком, так как занимается лишнее место на плате.
Установленные диоды должны быть рассчитаны на ток не более 12 А и напряжение от 50 В.
Силовой трансформатор устанавливается мощностью не менее 0,25 кВт.

Принцип действия схемы прост. На электроде управления за счет переменного резистора образовывается основное напряжение. С помощью стабилизатора можно регулировать этот параметр от максимальных 12 вольт до десятых его долей.

Вариант с цифровой микросхемой

Для выполнения регулировки осветительных приборов со светодиодными лампами обычные светорегуляторы не подходят, потому что для их включения необходимо 9 В. Такой диммер можно собрать, используя микросхему NE555. При возникновении потребности в плавной регулировке освещения в данную схему можно подключить и лампы на 12 В. Мощность здесь усиливает полевой транзистор. Это связано с тем, что у микросхемы выходной ток составляет 0,2 А.

При увеличении нагрузки свыше 1 А потребуется установка транзистора на радиатор, который можно выполнить из любого подходящего материала. Для защиты этой детали от статических помех потребуется перемотать выходящие ножки фольгой из алюминия или медной проволокой.

Монтаж диммера можно произвести на текстолите с оболочкой из фольги. Такой материал применяется для изготовления печатных плат. Материал корпуса выбирается на усмотрение исполнителя работы.

Большинство современных диммеров – китайского производства. Не все светорегуляторы добротного качества. Иногда лучше изготовить диммер своими руками, чем переплатить деньги за быстро вышедшее из строя устройство.

Изменение величины сетевого напряжения дает возможность управлять бытовыми электроприборами. Например, увеличивать или уменьшать яркость свечения ламп, что в ряде случаев используется для экономии электроэнергии, но чаще для создания особых световых эффектов. Такие устройства называются диммерами (затемнителями). Сегодня мы вам расскажем о том, как сделать диммер своими руками.

Регуляторы яркости света работают на одном из двух принципов:

Рассеивания.
Отсекания части подаваемой электрической энергии.

Рассеивание

Заключается в использовании резистивных свойств проводника. Это довольно простые элементы, их называют реостатами. Они состоят из одного проводника, обычно скрученного в спираль, и подвижного контакта, напряжение на котором зависит от того, на каком витке спирали он расположен. Та часть энергии, которая не используется, рассеивается в виде тепла, что и является главным недостатком устройства – при напряжениях свыше 100 вольт нагрев столь значительный, что может вызвать пожар.

Этот способ универсальный, может применяться как к постоянному, так и переменному току. Он редко используется напрямую, но на его основе строятся все схемы регулирования.

Отсекание

Применяется только к переменному току, у которого можно «отрезать» часть синусоиды, получив последовательность разнополярных импульсов, частота следования и амплитуда которых зависит от момента (фазы) и длительности периода отсекания. Способ связан с меньшим рассеиванием энергии, но приводит к значительному искажению формы синусоиды, что плохо действует на потребителей с преимущественно индуктивной или емкостной нагрузкой. Например, использование диммеров для управления частотой вращения электромоторов вызывает их перегрев. Эпюры отсекаемых частей синусоиды показаны на рисунке ниже.

Способ чаще всего используется для изменения яркости свечения ламп накаливания и им подобных светотехнических устройств – галогенных и металлогалогенных ламп. Его категорически нельзя применять для управления компактными люминесцентными лампами и ограниченно – для светодиодных. В основном для тех, схемы питания которых (драйверы) поддерживают диммирование, о чем обычно пишется на их упаковке.

Реализуются с помощью так называемых ключевых схем, построенных на тиристорах, динисторах и симисторах.

Тиристор – диод, пропускающий ток только в одном направлении в тот момент, когда на его управляющем электроде появляется отпирающее напряжение.
Симистор – фактически двойной тиристор, пропускающий ток в обоих направлениях. Применяется для упрощения монтажной схемы.
Динистор – диод, пропускающий электрический ток при достижении порогового значения напряжения. Используется для построения времязадающих цепочек.

Тиристорная схема диммера на 220 вольт приведена на рисунке ниже.

Тиристоры обозначены литерами V1 и V2. Обратите внимание, что они включены встречно, поскольку каждый пропускает часть полуволны синусоиды одного знака. Напряжения отпирания динисторов V3 и V4 регулируется рассеивающим энергию реостатом R5. Схема имеет две времязадающие цепочки: V3–C1 и V3–C2. В зависимости от уровня отпирающего напряжения на переменном резисторе R5 изменяется время зарядки конденсаторов, при разряде которых открываются ключи V1 и V2. Этим и определяется фаза пропускания синусоиды. Тиристоры можно найти в силовых схемах старых бытовых приборов – телевизоров или пылесосов.

Ключевая схема на симисторе приведении на рисунке ниже.

Ее преимущество в компактности. У нее один управляющий элемент – VS1 и одна времязадающая цепочка, состоящая из VS2 и С1. Рассеивающий регулятор напряжения – переменный резистор R1. Остальные элементы обеспечивают стабильность работы схемы.

Диммеры на постоянном токе

Только светодиодные лампы с цоколем типа Е (винтовой, аналогичный лампе накаливания) имеют собственный блок питания, преобразующий переменный ток в постоянный. Остальные светодиодные источники света, среди которых и светодиодные ленты, должны снабжаться отдельным блоком питания. Диммер для светодиодной ленты также должен работать от источника постоянного тока.

Оптимальным решением будет объединение блока питания ленты и диммера. Для этого используется схема с использованием микросхемы КР 142ЕН 12А, представленная на рисунке ниже.

Сама микросхема является регулируемым стабилизатором компенсационного типа. Её вывод 1 является точкой, на которую подается опорное напряжение, определяющее его величину на выходе диммера. Регулировка производится с помощью резистора R2, который является классическим рассеивателем энергии.

Зная принцип построения схем управляющих яркостью свечения ламп, вы можете не только сделать такое устройство самостоятельно, но и произвести ремонт диммера, купленного в магазине.