Что такое диммер и как он работает
С некоторых пор среди понятий бытовой электротехники всё чаще на слуху появляется слово диммер. Что это за устройство? Для каких целей предназначено? Может быть очередная блажь? Или действительно необходимая в быту вещь? Вопросов очень много, постараемся на все дать подробные ответы.
Предназначение
Слово «диммер» происходит от английского «dim», что в дословном переводе на русский язык означает «затемнять». Но сами русские диммер часто называют ещё светорегулятором, потому что он представляет собой электронное устройство, при помощи которого можно менять электрическую мощность (то есть регулировать в большую или меньшую сторону).
Чаще всего с помощью такого устройства управляют осветительной нагрузкой. Регулятор освещения предназначен для изменения яркости света, который излучают светодиодные лампы, а также лампы накаливания и галогенные.
Простейшим примером диммера является переменный резистор (или реостат). Ещё в 19 веке немецкий физик Иоганн Поггендорф изобрёл это устройство, чтобы с его помощью можно было регулировать напряжение и силу тока в электрической цепи путём увеличения или уменьшения сопротивления. Реостат представляет собой устройство с регулировкой сопротивления и проводящий элемент. Сопротивление может изменяться ступенчато и плавно. Для получения низкой яркости света необходимо уменьшить напряжение. Но сопротивление и сила тока при этом будут большими, что приведёт к сильному нагреву устройства. Так что такой регулятор совсем невыгоден, он будет работать с низким КПД.
В качестве диммера также можно использовать автотрансформаторы. Их применение обусловлено высоким КПД, во всём регулируемом диапазоне будет выдаваться практически неискажённое напряжение с необходимой частотой 50 Гц. Но автотрансформаторы довольно габаритны, много весят, для управления ими нужно прилагать немалые механические усилия. К тому же такое устройство дорого обойдётся.
Диммер электронный – этот вариант наиболее выгоден с экономической точки зрения. Он отличается компактностью и немного другим принципом действия. О нём поговорим более подробно.
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:
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.
Устройство и принцип действия
А теперь, как говорится, рассмотрим диммер изнутри. Что это за устройство, и из каких элементов состоит? На чём основывается его принцип действия?
Все электронные современные диммеры в качестве основного элемента имеют в своём конструктивном исполнении ключ (он также может называться выключатель или переключатель), который управляется полупроводниковыми транзисторными, симисторными или тиристорными приборами. Большинство устройств не выдают на выходе синусоидальный сигнал, электронный ключ как бы отсекает участки синусоиды.
Чтобы вам было понятнее, в электрической сети протекает ток, который имеет синусоидальную форму. Для изменения яркости на лампу нужно подать обрезанную синусоиду. Двунаправленный тиристор отсекает у синусоидальной волны переменного тока передний либо задний фронт, за счёт чего уменьшается напряжение, питающее светильник.
В зависимости от того, какой фронт синусоидальной волны отсекается, различается регулируемый способ:
Оба эти способа применяются для управления разными лампами:
Оба этих способа подходят для ламп накаливания.
Конструктивное исполнение диммеров включает также защиту от короткого замыкания и от перегрева.
Так как диммеры способны генерировать электромагнитные помехи, для уменьшения их уровня в схему последовательно подключают дроссель либо индуктивно-ёмкостные фильтры.
Подробнее о типовой схеме диммера смотрите в этом видео:
Преимущества и недостатки
Первые диммеры управлялись механическим способом и имели одну-единственную функцию – изменить яркость светильника.
Современный регулятор обладает рядом других функций:
Как и любое техническое устройство диммер не может быть универсальным на сто процентов, у него имеются свои недостатки:
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:
Чаще всего в быту применяются моноблочные диммеры, которые различаются по способу управления:
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:
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.
Что такое диммер, устройство и принцип работы
Д иммер — устройство для регулирования мощности и изменения яркости света от ламп накаливания / светодиодов. Термин произошел от английского «dim», что в переводе на русский означает «затемнять».
По сути, это упрощенная версия автотрансформатора (реостата) с меньшими размерами и весом.
Ниже рассмотрим, в чем особенности устройства, в каких сферах оно применяется, какими бывают электронные диммеры.
Отдельно разберем устройство и принцип работы, поговорим о видах, плюсах и минусах, а также особенностях эксплуатации.
Выделим несколько примеров и дадим подробные рекомендации по выбору.
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.
Применение
Благодаря простоте конструкции и функциональности, современные диммеры получили широкое распространение.
Светорегулятор оборудованы микроконтроллером и имеет широкий набор опций:
Электронные диммеры
Для тех, кто хочет углубится в тему.
Это небольшие по размеру и экономичные устройства, в основе работы которых лежит управляющий ключ: транзисторный или симисторный.
У большей части таких диммеров на выходе несинусоидальный сигнал, а секции синусоиды, «отрезаны» имеющимся ключом.
Такие диммеры не предназначены для подключения девайсов, питающихся от токов с низким коэффициентом гармоник.
К категории таких устройств относятся электрические двигатели, трансформаторы индукционного типа для галогенок и т. д. Это обусловлено риском поломки устройства из-за перегрева.
Кроме того, бюджетные электронные диммеры без специальных фильтров являются источниками сильных помех.
Устройство и принцип работы
Внешне диммеры напоминают обычные выключатели, но позволяют регулировать уровень яркости. Рассмотрим разные схемы исполнения и их особенности.
На тиристоре
В большинстве случае в качестве основного элемента применяется тиристор.
Общий алгоритм работы имеет следующий вид:
Благодаря открытию тиристора в определенный промежутки времени при переходе через «0», удается «обрезать» синусоиду и тем самым поменять параметр напряжения и нагрузочный ток.
С дросселем
Во многих диммерах применяются ключи, при добавлении которых в схему появляются электромагнитные (ЭМ) колебания в большом частотном диапазоне.
Такие волны приводят к появлению тока в проводах, объединяющих диммер, источник питания и нагрузку, тем самым создавая помехи.
Для борьбы с проблемой применяются дроссели индуктивности или LC-фильтры. Они устанавливаются около нагрузки или питающего источника.
Чем выше частота, тем компактней дроссель. При правильном выборе фильтра можно свести уровень помех к минимуму.
На резисторе
Диммеры на сопротивлении R применяются для изменения яркости ламп накаливания.
Конструктивно устройство состоит из реостата / переменного сопротивления, а работает на базе закона Ома.
При повышении сопротивления снижается ток в лампочке, что уменьшает активность нити накала.
Конструкция очень проста, но она имеет большой минус — неизменную потребляемую мощность вне зависимости от позиции регулировки.
Так, при повышении сопротивления снижается ток, но общая нагрузка остается неизменной. Лишняя энергия преобразуется в тепло и уходит в воздух.
Следовательно, сэкономить электричество с помощью таких устройств не получится.
Резисторные светорегуляторы редко, но применяются для изменения яркости ламп-полупроводников.
Речь идет об аналоговом способе управления, который почти не применяется из-за низкой экономичности и высокой чувствительности.
На симисторе
Такая схема немного сложней, чем резисторный вариант. Здесь применяется симистор, играющий роль ключа и меняющий параметры тока.
В процессе работы напряжение представляет собой куски отрицательных / положительных полуволн, а при уменьшении яркости лампочка питается «обрубками».
На ШИМ-генератор приходит 200-герцовый сигнал. При этом яркость меняется с учетом временного промежутка и длины импульса. Параметры тока / частоты при этом остаются неизменными.
Несмотря на большую сложность исполнения, схема на симисторах имеет ряд плюсов.
Виды устройств
В зависимости от сферы применения и задач, которые возлагаются на диммер, он может отличаться по внешнему виду, стоимости и функционалу.
Ниже рассмотрим основные типы диммеров, которые отличаются по монтажу, управлению и виду ламп.
По способу установки
По особенностям монтажа все диммеры можно разделить на несколько типов:
По управлению
Все диммеры отличаются по способу управления:
По типу передачи сигнала
В большинстве современных диммеров предусмотрена возможность дистанционного управления.
Здесь возможны следующие варианты:
По виду применяемых ламп
Для каждого типа ламп используется совместимая модель диммера. Если завод-изготовитель заявляет о поддержке нескольких видов источников света, внутри оборудования смонтирован «умный» регулятор, а это сказывается на стоимости.
Здесь выделяется два вида устройств:
Преимущества и недостатки
При рассмотрении диммеров необходимо понимать их слабые и сильные стороны.
Особенности установки
Установка диммера в доме или квартире не вызывает проблем. Благодаря простой конструкции, светорегулятор легко монтируется вместо обычных выключателей и подключается по аналогичной схеме.
При покупке полупроводниковых приборов обратите внимание на совместимость. При наличие таковой на коробке должна быть надпись «dimmable».
Также необходимо смотреть способ монтажа, ведь некоторые модели имеют накладную конструкцию или встраиваются в разрыв питающих проводов. Подробнее об этом мы говорили выше.
Особенности эксплуатации
При покупке и использовании диммеров важно учесть ряд особенностей их применения.
Выделим базовые нюансы:
Пример популярных моделей и их характеристики
Современный рынок радует покупателей огромным количеством диммеров, отличающихся конструктивными особенностями, способом крепления, производителем и другими параметрами.
Ниже выделим несколько наиболее востребованных вариантов.
Диммер сенсорный RF6-18, 12/24 В, 3*6А/18A, 216/432 Вт, IP20
Светорегулятор с сенсорным управлением, предназначенный для подсветки светодиодных ламп на 12 и 24 Вольта. Управление осуществляется с помощью пульта ДУ.
Возможности диммера позволяют включать / выключать ленту и менять яркость.
Диммер EKF Минск ERD06-101-10
Светорегулятор в рамке, предназначенный для вертикально / горизонтальной скрытой установки.
Работает с лампами накаливания и галогенками на напряжение до 230 В. Крепится в распор или с помощью шурупов. Поставляется в комплекте с рамкой.
Включение осуществляется путем поворота или посредством поворота с нажимом.
Диммер-мини WI-FI 12-24 В, 8A, 96/192 Вт, IP20
Небольшой светорегулятор, предназначенный для управления 12-ти или 24-вольтной светодиодной ленты с телефонов на Андроид или iOS. Работает по радиоканалу.
С его помощью можно включать / отключать устройство, поменять яркость. Диммер можно программировать.
Рекомендации по выбору
При покупке диммеров для светодиодных ламп, в том числе работающих в магнитоле / светильнике, нужно с умом подойти к выбору. При поиске подходящего варианта обратите внимание на следующие моменты.
Тип ламп
Светорегуляторы способны работать с определенными видами лампочек, ведь универсальных устройств не существует.
Диммеры могут поддерживать лампы накаливания, галогенки, светодиодные устройства, LED-модули и другие источники света.
Рассмотрим тонкости выбора для разных видов ламп:
Мощность
При выборе диммера по мощности необходимо подсчитать суммарную нагрузку. Если неправильно сделать вычисления, устройство может не заработать или выйдет из строя раньше срока.
Для расчета суммарной мощности лампочек сложите параметры, которые указаны на упаковке.
При выборе светорегулятора обязательно добавляйте 20-50% к расчетной мощности. К примеру, если полученный параметр 200 Вт, лучше брать диммер на 300 Вт.
Особенности исполнения
При выборе обратите внимание на тип диммера, ведь от этого зависит возможность его монтажа и сочетание с дизайном помещения.
Как отмечалось, на рынке можно найти клавишные, поворотно-нажимные, сенсорные и другие модели.
Дополнительные советы
При покупке диммера в магазине обязательно проверьте его на исправность и возможность применения с указанным типом лампы.
Убедитесь, что все функции (в том числе запоминания уровня освещения), работают.
Также при выборе обратите внимание на производителя, срок службы, цвет и особенности управления.
Проверьте комплектацию на факт наличия всех элементов для монтажа и инструкции на русском языке.
Диммеры — востребованные устройства, которые давно применяются для регулирования света в лампах накаливания и набирают популярности в других направлениях.
Сегодня с их помощью можно регулировать яркость света в магнитоле, в светильнике или лампочках разного типа на 12, 24 или 220 В.
Для чего нужен диммер, что это такое, схема подключения диммера и принцип его работы
С момента изобретения электрического освещения встал вопрос о регулировании яркости. Сначала для этого применялись механические приспособления, перекрывающие часть луча (шторки и т.п.). Это было громоздко и неудобно. Потом для этого стали применяться потенциометры и регулируемые трансформаторы. Это было ненадежно и не экономично. По мере развития твердотельной силовой электроники стало возможным создавать компактные устройства для изменения яркости без излишних затрат энергии.
Диммер как прибор для регулирования интенсивности свечения
Название таких устройств происходит от английского to dim – затемнять. При работе устройства можно выставить необходимый уровень освещения или создать цветовые эффекты, в том числе динамические, а также добиться определенной экономии электроэнергии.
С точки зрения пользователя изменение интенсивности свечения происходит путем манипулирования органами управления прибора – поворотной рукоятью, кнопками «больше-меньше», пультом дистанционного управления и т.д.
С точки зрения разработчика системы освещения (пусть даже небольшой домашней) необходимо глубже понимать процессы, ведущие к изменению яркости осветительного прибора.
Принцип регулировки яркости
У ламп, работающих в цепях переменного тока, регулирование яркости производится способом уменьшения тока за счет «вырезания» части синусоиды.
Чем большая часть напряжения вырезана, тем меньше ток через лампу. Яркость усредняется за счёт инерционности нити лампы и человеческого зрения.
Классические диммеры выполняются по приведенной схеме (возможны небольшие вариации). Ключом служит симистор – он открывается и закрывается в заданный момент времени после перехода напряжения через ноль. Чем позже симистор открылся, тем меньшая часть синусоиды идёт к потребителю. Этот момент регулируется потенциометром.
Какие лампы могут работать совместно с диммером
Диммер, выполненный по классической схеме, регулирует средний ток через осветительный прибор, поэтому он идеально подходит для изменения уровня свечения ламп накаливания и галогенных ламп. Люминесцентные лампы устроены по другому принципу, поэтому они совместно с регуляторами яркости не работают, за исключением специальных осветительных приборов, имеющих особую конструкцию и маркировку «Dimmable».
Регулировка яркости светодиодных ламп имеет свои особенности. Многие LED-светильники оснащены стабилизатором тока (драйвером). Он удерживает ток через светодиоды стабильным, несмотря на изменения напряжения на входе. То есть, выполняет функции, противоположные диммеру. Поэтому регулировка яркости в этом случае невозможна. Исключение – светильники, входные цепи драйверов которых дополнены специальной схемой. Такие лампы имеют маркировку Dimmable.
Другой вариант – ток в светильнике ограничивается резистором (такое решение применяется в светодиодных лентах и т.п.). Здесь также есть проблема – включать светодиоды в цепи переменного тока крайне нежелательно.
Слабое место LED – низкая стойкость к обратному напряжению. При включении такого светильника в бытовую сеть он быстро выйдет из строя несмотря на то, что рассчитан на напряжение 220 вольт. Включать такие светильники надо в цепи постоянного тока, а яркость регулируется методом ШИМ, где применяется напряжение положительной полярности.
Световой поток LED усредняется благодаря инерции человеческого зрения. Для светодиодных лент (и других подобных осветительных приборов) нужен специальный диммер, работающий по принципу ШИМ.
Важно! Все LED-ленты, являются диммируемыми. Маркировка Dimmable, подразумевающая существование недиммируемых лент, является маркетинговым ходом.
Виды диммеров и схема их подключения
Диммеры с механическим ручным управлением выполнены по классической схеме и включаются подобно выключателям освещения в разрыв фазного провода (обычно светорегуляторы имеют встроенный выключатель). Они даже выпускаются в форм-факторе бытовых коммутаторов освещения для упрощения установки и монтажа.
Самые простые диммеры отключают освещение при повороте рукоятки из положения минимального освещения до крайней позиции (до щелчка). Недостаток такой системы – после включения каждый раз необходимо заново выставлять нужный уровень освещения. Более продвинутые устройства регулируют уровень освещения поворотом рукоятки, а выключают и включают свет нажатием на нее. При этом уровень яркости не изменяются.
Светорегуляторы с более высоким уровнем комфорта (сенсорные, с дистанционным управлением, с регулированием посредством аудио сигнала и т.п.) подключаются и в разрыв фазного провода, и к нулевому проводнику. Это связано с необходимостью питать внутреннюю схему управления. Если диммер управляется от компьютера (в основном для создания световых эффектов на LED-лентах), то для него предусматривается отдельный источник питания от сети.
Отдельно надо рассмотреть схему подключения проходного диммера. Это светорегулятор, способный работать в системе с проходным выключателем. Такие коммутационные аппараты располагают, например, в двух концах длинного коридора. При входе в коридор освещение можно включить, а при выходе – выключить, независимо от положения другого выключателя.
Если эту систему дополнить диммером, то можно изменять уровень освещения. Светорегулятор устанавливается только с одной стороны – если установить с двух, то результат двойного нарезания одной синусоиды будет непредсказуем.
Если оснастить светорегулятор собственной группой перекидных контактов, получится проходной диммер. Он позволяет отключать и выключать освещение независимо от положения другого аппарата и регулировать яркость.
Следует упомянуть и переносные диммеры. Они используются для торшеров, настольных ламп и т.п. Такой светорегулятор включается в розетку, а уже в его разъем можно подключить светильник и регулировать его уровень свечения.
Для освещения помещений без постоянного пребывания людей (подъездов, складов и т.п.) разработаны и применяются модульные диммеры.
У них блок регулятора и орган включения-выключения разнесены в пространстве. Основной модуль располагают, как правило, в электрическом распределительном щите и включен в общую систему энергоснабжения. Выносной выключатель монтируется в любом доступном месте – на входе в помещение, на щите управления и т.д.
Настроечный орган установки уровня освещенности располагается на корпусе основного блока. Требуемая яркость свечения ламп устанавливается во время настройки. Такой регулятор может включаться вручную или автоматически – в этом случае он дополняется датчиком движения, емкостным реле и т.п.
Подобные светорегуляторы (кроме моделей класса Эконом) имеют дополнительные функции, такие как плавное нарастание и спад уровня освещенности и т.п.
Существуют модульные регуляторы для создания систем Master-Slave. Уровень и алгоритм работы устанавливаются на ведущем устройстве, остальные повторяют настройки, которые передаются по линиям связи.
Типичные ошибки при подключении
Если диммер подключен к светильнику, а яркость не поддается регулировке или лампа вообще не светится, в первую очередь надо проверить совместимость (а лучше ее проверять до начала монтажа при покупке). Если светильник может быть недиммируемым или диммируемым, надо искать на нём маркировку Dimmable. При выборе диммера надо определить, для какой нагрузки он предназначен – это также можно определить по маркировке.
| Литерная маркировка | Символ | Вид нагрузки | Совместимые лампы |
|---|---|---|---|
| R | Активный (омический) | Накаливания | |
| C |  | Реактивный емкостного характера | С электронной пускорегулирующей арматурой (электронный трансформатор) |
| L |  | Реактивный индуктивного характера | Низковольтные галогенные лампы с обычным трансформатором |
Кроме того, система освещения может не работать из-за обычных ошибок в монтаже – включение прибора вместо разрыва фазного провода в разрыв нейтрального и т.п. Чтобы этого избежать, нужна обычная внимательность при установке.
Также ошибки выбора могут быть связаны с мощностью нагрузки – каждый светорегулятор имеет свой предел. Надо покупать приборы с запасом в 15…20 % по мощности светильника. При соблюдении этого простого правила димммер будет работать долго и надежно.
Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения
Как правильно расположить точечные светильники на натяжном потолке
Что измеряется в люменах и какие нормы освещенности на 1 квадратный метр?
Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома
Что такое симистор и как с его помощью управлять нагрузкой
Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением
