Выключатель света с регулятором яркости: устройство, критерии выбора и обзор производителей

Что такое диммер?

Слово dimmer переводится с английского как «затемнитель», что полностью соответствует действительности.

Компактный электронный или электронно-механический прибор служит для включения/выключения и регулировки мощности осветительных приборов. В связи с этим он получил еще одно распространенное название – светорегулятор.

Освещение помещений – не единственная сфера, где применяют диммеры, однако именно благодаря ей они стали востребованы в быту.

Очень удобно привычно управлять осветительной нагрузкой с помощью прибора, по своему устройству и внешнему виду напоминающему выключатель.

Устройства, меняющие уровень освещенности в комнате, предназначены для разных видов ламп. Например, диммеры для светодиодов отличаются от аналогов для ламп накаливания

Прототипом современного прибора стал реостат, изобретенный в позапрошлом веке немцем И. Поггендорфом. Принцип работы сводился к регулировке напряжения в контуре уровнем сопротивления.

Основной минус экспериментальных установок в том, что для уменьшения яркости освещения приходилось снижать напряжение. Это увеличивало силу тока и сопротивления, в результате чего прибор сильно нагревался и имел сниженный КПД.

Коэффициент полезного действия удалось увеличить за счет использования автотрансформаторов со стабильными показателями напряжения и частоты. Но это громоздкие, неудобные для бытового применения установки. В итоге лучшими признаны электронные модели – эффективные, экономичные, небольшие по размеру.

Образец одноканального диммера с поворотным управлением. Прибор заключен в пластиковый корпус, уровень мощности светодиодных лент регулируется путем поворота ручки, сделанной из алюминия

Многие пользователи приборов считают, что светорегулятор позволяет резко снизить потребление электроэнергии и, соответственно, сократить траты на ее оплату.

На самом деле экономия составляет около 15-18%, а на первый план все же выходит комфорт.

Вот только некоторые примеры продуктивного использования диммера:

• снижение освещения, легкое затемнение в вечернее время для создания спокойной атмосферы в спальне, детской или гостиной;
• воплощение дизайнерской картины освещения;
• создание подсветки для навесных потолочных конструкций;
• работа осветительной системы в различных режимах.

Уменьшая или увеличивая мощность потолочных или настенных светильников, можно полностью изменить окружающий интерьер.

Полезную функцию активно используют в общественных и развлекательных заведениях (театрах, барах, ночных клубах) для получения неожиданного, яркого, красочного светового эффекта

С появлением электронных моделей возможности диммеров увеличились: можно задать режим мигания, пульсации, плавного или резкого затухания. Существуют программы, воссоздающие необычные световые картины только за счет изменения мощности осветительных приборов.

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

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.

Три основных схемы подключения

Светорегуляторы встраиваются в разрыв цепи питания, что позволяет этим приборам регулировать напряжение, подаваемое на осветительные устройства. При этом возможно несколько схем монтажа.

Типичным вариантом, который особо рекомендуется для подключения реостатных и сенсорных приспособлений, является прибор, управляемый с одного места.

В спальнях часто используется регулировка с двух мест. В этом случае один прибор монтируется у кровати, другой подключается у входа, что позволяет менять яркость освещения, лежа в постели.

На представленном рисунке можно увидеть два варианта подключения диммера: обычный и многокнопочный, позволяющий управлять устройством сразу с нескольких мест

Универсальная схема предполагает регулирование с одного места, а управление – с двух. При подобном варианте на входе устанавливается выключатель, тогда как приборы управления располагаются в двух различных зонах помещения.

В просторных помещениях (особенно вытянутой формы) рекомендуется применять схему, при которой регулировка также производится с одного места, а управление – с трех. В этом случае целесообразно использовать проходные регуляторы света, которые позволяют включать лампу в определенной зоне помещения, одновременно выключая осветительные приборы на других участках.

Рассмотрим ряд наиболее популярных вариантов подключения диммеров: напрямую к выключателю, встроенного типа и с выносной кнопкой.

Светорегулятор подключается к выключателю

Для выполнения монтажа требуется отключить электрический ток. Убедившись, что он не попадает на клеммы прибора, нужно снять выключатель. Прежде всего убирается крышка прибора (одно- или двухклавишная панель), закрывающая соединительные элементы.

Затем отверткой ослабляются винты крепления, после чего конструкция аккуратно достается из стены. При этом необходимо следить за целостностью изоляционного покрытия проводов. Если оно будет случайно нарушено, нужно тут же замотать повреждения лентой для изоляции. Завершающим этапом является отсоединение проводов от клемм.

После этого можно заняться установкой светорегулятора. К клеммам устройства подсоединяются провода, затем крепеж проверяется на прочность. Следует учесть, что участок провода, выступающего за клемму, должен быть оголен не более, чем на 0,3 см. Лишний конец можно отрезать либо заизолировать.

Не повреждая изоляцию проводов, следует разместить диммер на место, где находился выключатель. Прибор прижимается к стене и фиксируется винтами. Все остальные части конструкции также подсоединяются к светорегулятору.

После завершения работ нужно включить подачу электрического тока и попробовать процесс регулировки света, чтобы проверить корректность функционирования прибора.

Подключение выключателя со встроенным диммером

В продаже часто можно встретить выключатели, конструкция которых предполагает встроенный элемент, регулирующий яркость света. Их установка не отличается от монтажа обычного прибора.

В специально проделанное в стене отверстие вставляется выключатель, с которого предварительно снимается верхняя крышка. Конструкция подсоединяется к проводке и фиксируется болтами. Как и в предыдущем случае, необходимо проконтролировать качество работы: после включения электричества прибор должен позволять диммировать освещение.

Подключение устройства с выносной кнопкой

Для спальни очень удобно подключить светорегулятор одновременно с простым выключателем, при этом диммер устанавливается вблизи кровати, чтобы регулировать уровень освещения непосредственно со спального места.

В комплект подобного устройства входят дополнительные регулирующие кнопки, устанавливать которые можно на расстоянии до 50 метров от регулятора.

Несмотря на разнообразные схемы подключения светорегуляторов, всегда нужно соблюдать основное правило – установка проводится последовательно от источника электричества и кабеля фазы

Для монтажа устройства фазный провод подводится к клемме регулятора №1 и первым клеммам выносных кнопок. Со вторых клемм выносных кнопок провод перекидывается на клемму B регулятора. Нагрузка же подсоединяется к клемме №2 диммера и нулевому проводу N.

Какие бывают диммеры?

По способу осуществления регулировки бывает сенсорный диммер, механический, акустический и дистанционный.

Начнём с наиболее простых – механических. Если рассматривать тип исполнения, то можно выделить следующие виды диммеров:

1. Модульный. Им регулируют освещение в общественных местах (лестничные клетки, коридоры, подъезды). Этот тип устройств монтируют в распределительном щитке, непосредственную регулировку осуществляет кнопочный или одноклавишный выключатель.
2. Моноблочный. Устанавливается на разрыв фазы цепи, которая идёт к осветительной нагрузке, выполняет функции выключателя.
3. Блочный вариант, это когда диммер монтируется вместе с выключателем (как блок розетка-выключатель).

Чаще всего в быту применяются моноблочные диммеры, которые различаются по способу управления:

• Поворотный. У такого диммера есть ручка, она вращается. Если установить её в левое крайнее положение, то освещение отключено. Если постепенно поворачивать ручку вправо, то яркость лампы будет увеличиваться.
• Клавишный. Это устройство по внешнему виду очень похоже на обычный двухклавишный выключатель. В этом случае при помощи одной клавиши происходит включение или отключение светильника, а вторая используется для регулировки мощности освещения (посредством удержания клавиши).
• Поворотно-нажимной. Принцип действия такой же, как и у поворотного устройства, только чтобы включить освещение, ручка немного утапливается.

Очень популярен сейчас сенсорный регулятор освещения, он имеет красивый внешний вид, гармонично смотрится в любом интерьере (особенно в стиле хай-тек). Регулировка осуществляется за счёт прикосновения к сенсорным кнопкам.

Самыми удобными считаются диммеры с дистанционным управлением. Это вполне заслуженно, ведь при помощи пульта регулировать яркость осветительного прибора можно из любой точки комнаты.

Акустические диммеры чаще всего применяют при планировании «умного дома», где управлять освещением можно путём голосовых команд или хлопков в ладоши.

Диммеры можно разделить по типу регулируемых ими ламп:

1. Наиболее простые устройства используют для ламп накаливания и галогенных, которые работают от напряжения 220 V. Здесь всё просто – изменяется напряжение, и регулируется мощность свечения нити накала.
2. Схема для галогенных ламп, работающих от напряжения 12 V или 24 V, должна быть с понижающим трансформатором. Когда нет такой возможности, то выбирайте регулятор под тип используемого трансформатора (у них есть специальная маркировка – С для электронных, RL для обмоточных).
3. Светодиодные лампы требуют установки диммеров с импульсной модуляцией частоты тока.

Энергосберегающие и люминесцентные лампы регулировать сложно. Специалисты вообще не рекомендуют этого делать. Если уж очень надо управлять такими лампочками, то включите в схему диммера электронный пускатель.

Подробнее о диммировании различных типов ламп смотрите в этом видео:

Ну вот, сделали попытку познакомиться с таким регулятором света, как диммер. Надеемся, что теперь вам более или менее понятно, что это такое и каков принцип действия. По поводу схем подключения – диммеры устанавливаются в цепь либо вместо выключателя, либо последовательно с ним. Кстати, если вы с первого класса хорошо дружите с электроникой, то сделать диммер своими руками вам не составит особого труда.

Типы используемых ламп

Как разобрать выключатель света

В быту используется несколько типов ламп освещения:

• Обычные лампы накаливания;
• Галогенные лампы;
• Люминесцентные (экономки);
• Светодиодные.

Каждый тип ламп требует своего подхода к регулировке. Для ламп накаливания и галогенных регуляторы не отличаются. Основной критерий выбора состоит в учете возможной коммутируемой мощности ламп и подключаемого регулятора.

Основная часть регуляторов предназначена для управления лампами накаливания, поскольку здесь наиболее просто манипулировать регулировкой. Обычно используется симисторный метод управления с отсечкой части синусоиды переменного тока.

Недостатком ламп накаливания является тот факт, что при снижении напряжения понижается температура спирали, и спектр излучения смещается в красную область.

Изменение яркости светодиодных источников света встречает ряд затруднений, в частности такие:

• LED элементы имеют узкий диапазон допустимых значений токов и, соответственно, малые пределы регулировки. При их превышении светодиод выходит из строя, а при значительном снижении просто перестает излучать световую энергию, поскольку имеет некоторое пороговое значение открытия;
• LED лампы выпускаются в трех вариантах питания:

1. Непосредственно от сети переменного тока 220В;
2. Через понижающий трансформатор;
3. При помощи постоянного тока.

Светодиоды для включения в сеть 220В имеют собственный драйвер, поэтому использование обычного диммера невозможно. Трансформатор низковольтных ламп нельзя подключать к регулятору по той причине, что выходное напряжение отличается от синусоидального, на работу в котором рассчитан трансформатор.

Единственно возможный вариант управления – использование широтно-импульсной модуляции. Здесь регулируется не уровень напряжения, а длительность подаваемых импульсов. Это стало возможным благодаря тому, что светодиоды не имеют задержки на включение и могут работать при подаче импульсов сколь угодно малой длительности. Чтобы не было заметным мерцание, частота следования импульсов питания делается высокой. Диммеры, работающие по такому принципу, имеют специальную маркировку и требуют для управления LED лампы, которые могут использоваться в регулируемых системах освещения.

LED диммер

Важно! Специальные модели LED ламп имеют особые драйверы для питания от сети 220В при помощи классических диммеров. Данные драйверы сами выполняют широтно-импульсную модуляцию, в зависимости от уровня питающего напряжения

Не существует регуляторов, предназначенных для регулировки яркости люминесцентных ламп. Это связано с особенностями их работы и включения:

• Для поджига разряда требуется импульс высокого напряжения, который вырабатывается пускорегулирующей аппаратурой лампы;
• Дуговой разряд работоспособен в узком диапазоне режима питания.

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

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.

Разновидности лампочек

В светорегуляторах используют самые разные типы источников света: лампы накаливания, галогенные (обычные и низковольтные), люминесцентные, светодиодные лампочки. Варианты подключения диммера с выключателем отличаются в зависимости от типа используемых ламп.

Лампочки накаливания и галогенные лампы

Эти источники света рассчитаны на 220 вольт. Чтобы изменить интенсивность освещения, применяются диммеры любых моделей, так как нагрузка все активная в силу отсутствия емкости и индуктивности. Недостаток систем такого типа — сдвиг цветового спектра в сторону красного цвета. Происходит это в случае уменьшения напряжения. Мощность диммеров находится в промежутке между 60 и 600 ваттами.

Низковольтные галогенные лампочки

Для работы с низковольтными лампами понадобится понижающий трансформатор с регулятором для индуктивной нагрузки. Отличительная особенность регулятора — маркировка аббревиатурой RL. Рекомендуется приобретать трансформатор не отдельно от диммера, а как встроенное устройство. Для электронного трансформатора устанавливают емкостные показатели. Для галогенных источников света важную роль играет плавность колебаний напряжения, иначе срок жизни лампочек резко сократится.

Люминесцентные лампы

Стандартный диммер придется менять на ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), если запуск осуществляется выключателем, стартовым тлеющим зарядом или электромагнитным дросселем. Простейшая схема системы с люминесцентными лампами показана на рисунке ниже.

Напряжение на лампочку направляется с генератора частоты 20–50 кГц. Свечение образуется за счет вхождения в резонанс контура, создаваемого дросселем и емкостью. Для изменения силы тока (что меняет яркость света) нужна смена частоты. Процесс диммирования начинается сразу после достижения полной мощности.

Электронная пускорегулирующая аппаратура производится на основе контроллера IRS2530D, оснащенного восемью выводами. Данное устройство выступает в качестве полумостового 600-вольтного драйвера, обладающего функционалом для запуска, диммирования и предотвращения выхода из строя. Интегральная схема рассчитана на реализацию всех возможных способов контроля, благодаря наличию множества выходов. На рисунке внизу изображена схема управления люминесцентными источниками света.

Светодиодные лампочки

Хотя светодиоды экономичны, нередко появляется необходимость уменьшения яркости их свечения.

Особенности светодиодных источников света:

• стандартные цоколи E, G, MR;
• возможность функционирования с сетью без дополнительных устройств (для 12-вольтовых ламп).

Со стандартными диммерами светодиодные лампочки несовместимы. Они просто выходят из строя. Поэтому для работы со светодиодами применяют специальные выключатели с регуляторами яркости для светодиодных ламп.

Подходящие для светодиодов регуляторы выпускают в двух исполнениях: с контролем напряжения и с управлением посредством широтно-импульсной модуляции. Первый тип устройств очень дорог и габаритен (в него входит реостат или потенциометр). Светорегуляторы с изменением напряжения — не лучший выбор для низковольтных лампочек и способны работать только при 9 и 18 вольтах.

Для этого типа источников света характерно изменение спектра как реакция на регулировку напряжения. По этой причине регулировка световых диодов осуществляется путем контроля за продолжительностью передаваемых импульсов. Так удается избежать мерцания, поскольку частота следования импульсов доходит до 300 кГц.

Существуют такие регуляторы с ШИМ:

1. Модульные. Управление осуществляется выносными регуляторами, пультами ДУ или с помощью специальных шин.
2. Установленные в монтажной коробке. Применяются в виде выключателей с поворотным или кнопочным управлением.
3. Выносные системы, устанавливаемые в конструкциях потолка (для лент светодиодов и точечных светильников).

Для широтно-импульсного регулирования необходимы дорогие микроконтроллеры. Причем ремонту они не подлежат. Возможно самостоятельное изготовление устройства на базе микросхемы. Внизу показана схема диммера для светодиодных лампочек.

Нормальная периодичность колебаний достигается за счет использование генератора, в составе которого имеется конденсатор и резистор. Интервалы подключения и отключения нагрузки на выходе микросхемы задаются размером переменного резистора. В качестве усилителя мощности служит полевой транзистор. Если ток выше 1 ампера, понадобится радиатор охлаждения.

Материалы и инструменты для установки

Если проводка и места установки коммутационных приборов уже выполнены, то потребуется минимальный перечень инструментов:

• монтерский нож (с его помощью можно снимать изоляцию);
• набор отверток (для частичной разборки, сборки и крепления приборов);
• кусачки (для укорачивания проводников);
• отвертка-индикатор и (или) мультиметр (для контроля отсутствия напряжения и проверки правильности монтажа).

Если проводка выполняется медным кабелем (рекомендуется делать именно так) и предстоит монтаж в распредкоробке скруткой, то места соединений надо пропаять. Для этого понадобится паяльник 40-60 ватт с комплектом расходников. Для изоляции скруток понадобится изолента или колпачки. Если выбран монтаж клеммами (винтовыми и пружинными), значит, надо приобрести комплект клемм.

Комплект клемм зажимного типа.

Комплект клемм винтового типа.

Если проводка отсутствует, для ее обустройства понадобятся дополнительные инструменты. Их набор зависит от намеченного способа прокладки. Для открытой проводки будут нужны лотки, скобы или стойки и дрель (перфоратор) для монтажа. Для закрытой – инструмент для выполнения штробов (штроборез, перфоратор, в крайнем случае, зубило с молотком) и дрель с коронкой для выполнения выемок.

Светорегулятор на тиристорах

При наличии кучи старых телевизоров и прочих вещей пылящихся в закромах очумельцев, можно не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.

Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод V1. Ключ открывается пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2, заряжаясь через цепочку R1, R2, R5.

Фазные регуляторы — димеры можно использовать не только для регулировки яркостью ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятором вытяжки, сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала. Также с помощью диммера своими руками можно регулировать обороты дрели или пылесоса и много других применений.

Важно!

Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами.