Выключатель с регулятором яркости для светодиодной лампы

Экономят ли диммеры электроэнергию

Этот простой вопрос вызывает бурные дискуссии в Интернете. На самом деле, многое зависит от конструкции диммера. Светорегуляторы старых образцов, выполняемые в виде потенциометров или регулируемых трансформаторов, никакой экономии не давали. Вся сэкономленная мощность бесполезно рассеивалась на балласте. Сейчас таких приборов практически не выпускают.

Диммеры, построенные на электронных ключах, распределяют электроэнергию во времени. Для уменьшения яркости они закрывают регулирующий элемент полностью на заданный промежуток времени, ток через нагрузку и ключ практически не идет. Все происходит в течение одного полупериода синусоидального напряжения, поэтому человеческий глаз такого вмешательства не замечает. Снижение потребления при таком способе очевидно, но не все так просто:

1. Вклад освещения в общий расход электроэнергии в доме или офисе не так велик, гораздо больше потребляют мощные электроприборы. Поэтому небольшое снижение потребления энергии за счет диммирования будет заметно, но не существенно. В связи с глобальным переходом на светодиодное освещение, доля затрат на освещение снижается еще больше, и эффект от диммирования становится еще меньше.
2. Сам диммер для светодиодных ламп имеет КПД отличный от 100%. У хороших приборов этот показатель превышает 90%, но это все равно расход электроэнергии.
3. Стоимость приборов для регулировки яркости выше, чем у обычных выключателей. Даже при наличии экономии период окупаемости у них составляет не менее пары лет.
4. Многие производители в маркетинговых целях завышают экономический эффект, это приводит к несоответствию ожиданий от применения регуляторов освещения.

Следует учитывать, что уменьшение среднего тока увеличивает ресурс светодиодов. Это вносит положительный вклад в общую экономику эксплуатации освещения. В любом случае не стоит ожидать экономии больше, чем 10%.

Параметры выбора led-лампы для дома

Чтобы выбрать светодиодную лампу, необходимо знать основные характеристики устройств и электрической сети. Только корректно подобранные изделия будут работать долгий срок и действительно экономить электроэнергию.

Мощность и световой поток

Мощность светодиодной лампы показывает, какое количество электрической энергии расходует лампочка. Большинство потребителей при замене устройств Ильича в первую очередь ориентируются на данный показатель.

При покупке необходимо руководствоваться специально выработанными отношениями и таблицами. Значения мощности и других характеристик могут существенно отличаться при одинаковых внешних показателях.

Например, лампа накаливания на 100 Вт соответствует светодиодной лампочке на 12 Вт. Поэтому перед покупкой лучше несколько раз проверить показатели.

Цветовая температура

Значение выражается в Кельвинах и показывает оттенок свечения лампочки. Светодиодные устройства можно приобрести с теплым или холодным типом света. Чем выше цифровое обозначение, тем больше показатель приближен к дневному уровню. Ниже свет теплый, ближе к пламени свечи. Естественный белый свет обозначается на уровне 4200К (плюс/минус).

Тип цоколя

Назначение цоколей ламп

Цоколь – это часть, позволяющая коммутировать лампочку с электрической цепью и фиксировать ее в патроне. Существует большое количество размеров и диаметров, но для бытового использования подходят несколько:

1. Е14 – «свеча», «миньон»;
2. Е27 – стандартная лампочка, большая часть изделий изготавливается в данном варианте;
3. Е40 – увеличенный цоколь для уличных осветительных приборов.

Лампы с обозначением с буквы G являются аналоговыми, подходят для замены галогеновых, трубчатых и других типов лампочек.

Угол рассеивания

Показатель поможет сориентироваться в площади освещаемого лампочкой участка. Чем больше значение, тем больше захват территории. Лампы на 30° работают наподобие большого фонарика, редко подходит для дома (если только в узком коридоре или санузле). Лампочки на 90° используют в больших комнатах и на улице.

Наличие радиатора

Радиатор светодиодной лампы

Радиатор – алюминиевая манжета между цоколем и колбой светодиодной лампочки. Он отвечает за отведение избыточного тепла, тем самым продлевая срок службы светотехники. Отсутствие этого элемента или замена его декоративной пластиковой насадкой – первый признак того, что перед вами подделка или просто безграмотно сконструированная лампочка, которая не продержится 3-5 лет.

Возможность диммирования

Диммеры – это небольшие приборы, позволяющие контролировать яркость свечения лампы. Устройство классической светодиодной лампы не включает дополнительные регуляторы и не может работать с ними – малое напряжение при минимальном освещении не запустит подачу электрического тока к светодиодам (препятствие – встроенные драйверы).

Решением стало создание специальных диммирующих светодиодных лампочек, работу которых обеспечивает модифицированный драйвер (плата внутри устройства). На упаковке должно стоять указание, что данная лампа может работать с регуляторами освещения.

Совместимость ламп с диммерами

Наверняка вам приходилось слышать о том, что нельзя устанавливать диммер в схему для светодиодных и энергосберегающих ламп 220 В. Раньше такое мнение было актуальным, действительно через регулятор можно было подключать только лампы накаливания. Но сейчас уже есть специальные диодные лампы LED DIM, которым не требуются какие-то отдельные светорегуляторы. Их можно запускать через обыкновенный диммер для ламп накаливания. Более того светодиодные лампы LED DIM можно установить в одну цепь с лампами накаливания.

Если у вас уже установлены светодиодные лампы, то прежде чем приобретать регулятор, разберитесь, насколько они могут быть совместимы в одной электрической схеме.

Светодиодные лампы могут быть:

• Нерегулируемые. Нельзя ставить их в одну цепь с диммером, иначе это приведёт к сбоям в работе лампы и в дальнейшем к её сгоранию.
• Регулируемые. Их можно совмещать с диммерами, работающими по принципу отсечения фронтов синусоидальной волны напряжения. Единственный нюанс в том, что основная работа регулятора освещения начинается с минимальной нагрузки от 20 до 45 Вт. Чтобы достичь такой нагрузки, лампы накаливания хватит и одной, а вот светодиодных потребуется 3-4 штуки. В случае, когда в осветительном приборе только одна лампа, можно применить регулятор низкого напряжения, имеющий магнитный трансформатор.
• Со специальным регулятором. Многие производители выпускают светодиодные лампы, которым нужен отдельный диммер.

В магазинах электротоваров у продавцов-консультантов имеются специальные таблицы, по которым можно узнать, насколько совместимы светодиодные лампы с определёнными типами регуляторов.

Когда будете приобретать такие лампы, обратите внимание на заводскую упаковку или проконсультируйтесь у продавца – подлежит ли она диммированию. Производители отображают такую возможность специальными надписями или круглыми значками на упаковке

На рынке электротоваров хорошо зарекомендовали себя диммируемые LED-лампы фирмы « Gauss», работающие от напряжения 220 В.

https://youtube.com/watch?v=K4PmWH6O_AM

Как видите, диммер, используемый в домашней электросети, очень удобен для комфорта человека и выгоден с экономической точки зрения. А совмещение его со светодиодными лампами 220 В усиливает эти эффекты в несколько раз. Можно сказать, что это именно тот случай, когда «овчинка выделки стоит».

Особенности работы диммируемой led лампы и ее отличия от обычной

Вернемся к проблеме с регулировкой яркости обычной светодиодной лампы. Почему так происходит? Дело в том, что полупроводниковому прибору, коим и является светодиод, для работы требуется постоянное напряжение питания, а в осветительной сети – переменное. Кроме того, ток, проходящий через диод, должен быть строго заданной величины. В противном случае прибор выйдет из строя.

Диммер, встроенный в светодиодную лампочку или светильник, как раз решает эти задачи. Он преобразует переменное напряжение в постоянное и понижает до необходимой величины. Дополнительно он устанавливает необходимый ток через диод и поддерживает его на заданном уровне – стабилизирует.

Что происходит, когда ты пытаешься регулировать яркость такой лампочки диммером? Ты крутишь ручку, и действующее напряжение на нагрузке изменяется. Но в драйвер светодиодной лампы 220В заложены четкие инструкции – держать напряжение и ток на заданном уровне. Он выполняет свою работу, пока может. Ты крутишь – ничего не меняется. Но если входное напряжение слишком мало, устройство сдается: оно отключает диоды (фирменные изделия) или начинает вести себя непредсказуемо (бюджетный вариант). Именно поэтому обычная led лампа, включенная через диммер, ведет себя, мягко говоря, неадекватно: она просто не понимает, что происходит.

Конструкторы решили проблему диммирования светодиодных ламп, изменив схему драйвера. Теперь он следит за напряжением, подаваемым на лампочку. Если обнаруживается изменение, он автоматически изменяет ток через светодиод. Меньше напряжение – меньше ток. Больше напряжение – больше ток, но только если он не превышает максимально допустимый. В результате стала возможна регулировка яркости, но защита диодов от перегрузки сохранилась. Такие доработанные осветительные приборы назвали диммируемыми лампами.

Итак, светодиодные лампочки, в конструкции которых предусмотрен режим диммирования, могут использоваться с диммерами. Но с какими? Диммеры для переменного тока, работающие по принципу среза полуволны, бывают двух типов.

1. Срез переднего фронта.
2. Срез заднего фронта.

Что это означает? Первый тип подает на нагрузку только остаток полуволны переменного тока, срезая ее переднюю часть. Второй подает полуволну с самого начала, но в нужный момент отсекает остаток. Выглядит это примерно так:

Первые шире распространены из-за простоты схемотехнического решения и более низкой цены. Вторые чуть дороже, но создают меньше помех, которые могут мешать работе аудиоаппаратуры. С какими моделями светорегуляторов могут работать диммируемые лампочки? И с теми, и с другими, но второй вариант (срез заднего фронта) предпочтительней, поскольку напряжение на осветителе нарастает постепенно, а не скачком. Такой режим более “понятен” диммируемым драйверам лампочек.

Как отличить диммируемую лампочку от обычной?

Диммируемые лампы, которые выпускаются сегодня, по внешнему виду ничем не отличаются от обычных. Все отличия, как ты понимаешь, находятся внутри, в схеме драйвера питания. Чтобы узнать, какого типа прибор ты держишь в руках, необходимо внимательно изучить упаковку или сопроводительную документацию, если таковая имеется. На упаковке диммируемой лампочки обязательно стоит соответствующая надпись «диммируемая», «dimmable» или что-то подобное. Нередко вместо надписи используют значки, изображающие ручку поворотного диммера.

Регулируемые светодиодные светильники

Оставим на время лампочки и поговорим о светодиодных светильниках, которые не менее популярны. Как обстоят дела с возможностью регулирования яркости у них? Тут вариантов намного больше, чем у led лампочек. В зависимости от поставленной задачи ты можешь выбрать один из следующих:

1. Светильник со встроенным диммируемым драйвером.
2. Светильник с внешним диммируемым драйвером (обычно это приборы точечного освещения).
3. Светильник со встроенным в драйвер диммером – тут даже диммер отдельно докупать не нужно.
4. Диммируемый драйвер для светодиодных светильников.

Последний вариант особенно удобен в случае, если ты решил организовать освещение комнаты множеством осветителей, к примеру, точечных. Гораздо удобнее и дешевле взять один мощный драйвер, который будет питать множество светильников без собственных блоков питания, чем пачку диммируемых точечных светильников.

Экономят ли диммеры электроэнергию

При использовании качественных LED-ламп и LED-регуляторов – да. Правда, не сразу. Но в долгосрочной перспективе экономия возможна на следующих пунктах:

1. Снижение расхода электроэнергии примерно на 20-30%. Это достигается путем снижения мощности лампочек  в  моменты, не требующие полной яркости света. Например, во время просмотра телевизора, работы за компьютером, когда дети спят и др.
2. Работа в режиме пониженной яркости заметно увеличивает срок службы светодиодных ламп. LED-лампы в принципе обладают самым большой работоспособностью (15000-50000 часов). Вопрос замены источников света не встанет перед вами много  лет. А значит, долго не придется тратить на лампочки деньги.

Не стоит ждать, что затраты окупаются моментально. По подсчетам специалистов требуется минимум два года, чтобы начать извлекать выгоду после установки системы диммирования.

Также стоит учесть, что большую часть электроэнергии в доме обычно расходуют бытовые электроприборы. Их мощность уменьшить не получится.

Схемы диммеров

Диммер для напряжения 220В, с отсечкой по переднему фронту, работает по принципу фазоимпульсного управления напряжением. В процессе работы, элементы такого диммера подают напряжение на нагрузку в определенные моменты, отрезая часть синусоиды. Подробно и более наглядно это изображено на графиках.

Площадь синусоиды, заштрихованная серым цветом – это площадь напряжения или его действующая величина, которая подаётся в нагрузку (светильник или любое другое описанное выше устройство).

Красной пунктирной линией изображена форма напряжения на входе диммера для led ламп. В таком виде она подается через обычный выключатель без регулировок.

Как подключить светодиоды через диммер?

Номиналы компонентов и все сведения указаны на схеме диммера.

Устройство устанавливается в разрыв провода идущего к источнику света, двигателю, тэну или любому другому устройству.

Логика работы схемы следующая: конденсатор С1 заряжается через цепочку R1 и потенциометр R2. В зависимости от положения потенциометра, конденсатор заряжается до напряжения открытия динистора VD1.

В схеме использовался динистор DB3, это примерно 30В. Через открытый динистор подаётся управляющий импульс открытия симистора (двунаправленный тиристор), на его управляющий электрод.

Чем больше сопротивление, выставленное ручкой потенциометра – тем дольше заряжается конденсатор, соответственно тем позже откроется цепь динистор-симистор, а напряжение будет ниже, так как срежется большая часть синусоиды. И наоборот – меньше сопротивление – больше напряжение на выходе регулятора.

В интернете есть много вариантов схем со всевозможными доработками, все они хорошие. Здесь приведена простейшая схема, на рисунке изображен монтаж этого варианта схемы.

В чем различия диммеров?

Диммеры различаются по следующим критериям:

• По типу монтажа;
• по исполнению и способу управления;
• по способу регулирования.

По типу монтажа

Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.

Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.

Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.

По исполнению

По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:

• Поворотным;
• поворотно-нажимного типа;
• кнопочным;
• сенсорным;

Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.

Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.

Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.

Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.

По способу регулировки

Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.

Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.

По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.

Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».

Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).

Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.

Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.

Принцип действия и основные разновидности диммеров

Перед установкой димера вы должны разобраться с тем, как он вообще работает. Что касается принципа действия, то он в данном случае достаточно прост. Диммер заранее регулирует подачу напряжения на осветительный прибор в помещении. Если должным образом с этим разобраться, то прибор сможет изменять подачу напряжения к светильнику от 0 до 100 процентов.

Чем меньшее напряжение будет подаваться, тем, соответственно, меньшей будет яркость освещения в комнате. Помимо того, данное устройство имеет различные вариации конструкции. Есть сразу несколько параметров, по которым классифицируются современные диммеры. Ознакомимся с каждым из них более детально.

Классификация диммера по типу исполнения

С этой точки зрения все диммеры делятся на три большие группы, рассмотрим их.

1. Модельные. Такие приборы предназначаются для установки в распределительный щиток. С их помощью можно регулировать, а также включать освещения в местах, которые можно отнести к разряду общественных (это может быть коридор или, к примеру, лестница, подъезд).
2. Моноблочные. Представители этой категории монтируются вместо обычного выключателя. Именно поэтому проблем с установкой таких диммеров своими руками зачастую не возникает вовсе. Приборы достаточно популярны, поэтому в последнее время обзавелись некоторыми подвидами, различающимися способом управления.
3. С выключателем. А такие устройства устанавливаются в специальную коробочку, куда зачастую монтируются розетки. Что же касается органа управления, то в качестве такового в данном случае выступает кнопка (не всегда, но в большинстве случаев).

Классификация диммеров по способу управления

Итак, моноблочные бытовые модели могут иметь, как мы только что отметили, несколько вариантов управления.

1. Поворотные модели. У них имеется специальная вращающаяся ручка. Если перевести ее в крайнее левое положение, это выключит освещение, а если поворачивать ее вправо, то будет повышаться яркость светильников.
2. Клавишные модели. Внешне являются точной копией двухклавишного размыкателя. Предназначение первой клавиши – регулировка яркости света, а второй – его отключение/включение.
3. Поворотно-нажимные модели. Действуют практически по тому же принципу, что и поворотные, однако отличаются тем, что для того, чтобы включить освещение, нужно немного утопить ручку.

Самыми удобными по праву считают диммеры с функцией дистанционного управления. Благодаря пульту д/у, вы получите возможность регулировки яркости света с любой точки помещения. Кроме того, отдельные модели выполняют еще и функцию выключателя. У каждой имеется своя схема подключения диммера, но об этом несколько позже.

Классификация по виду ламп

Не можем не согласиться с тем, что использование разных регуляторов для каждой конкретной разновидности ламп – это как минимум странно. Но дело в том, что современные лампы очень разнообразны и имеют самые разные конструктивные особенности.

Что касается ламп накаливания, то для них применяются простейшие светорегуляторы, которые функционируют по предельно простому принципу: яркость освещения нитей регулируется посредством изменения напряжения. Помимо того, такие диммеры могут использоваться и для галогенных ламп, питающихся от стандартного 220-вольтного напряжения. Наконец, сама конструкция данных устройство принципиальной сложностью не отличается.

Видео – Правила подключения ламп к диммеру

А вот для галогенных лампочек, функционирующих от 12-24 вольт, применяются более сложные светорегуляторы. В идеале в схеме подключения должен присутствовать понижающий трансформатор, но, если этой по той или иной причине невозможно, можете подобрать диммер по типу уже наличествующего трансформатора. Если последний электронный, то потребуется модель с маркировкой С, а если обмоточный – с отметкой RL.

Наконец, со светодиодными дампами должен использоваться особый диммер, импульсно модулирующий частоту тока.

Видео – Несколько слов о диммере для светодиодов

Самыми сложными с точки зрения регулировки интенсивности освещения считаются люминесцентные лампы (либо, как их еще называют, энергосберегающие). Многие даже уверены, что такие осветительные сети вообще не следует диммировать. Но если вы не согласны с этими людьми, то в обязательном порядке в ключайте в схему электронный пускатель (или сокращенно ЭПРА).

Как сделать простейший диммер самому

Простой светорегулятор самим

Если вы разбираетесь в электротехнике, любите и умеете паять, то можете попробовать изготовить несложный светорегулятор своими руками.

Для самостоятельных работ с электроприборами необходимо иметь минимальные знания об электротехнике. Не лишним будет получить первую или вторую и группу по электробезопасности. От этого зависит ваша безопасность.

Для этого потребуется:

• два резистора: постоянный с сопротивлением 10 кОм и переменный  470-500 кОм;
• конденсатор емкостью 0,1-0,22 мкф;
• симистор ВТА 17600;
• динистор

Электрическая схема простейшего диммера:TRIAC – симистор, DIAC – динистор, С1 – конденсатор, R1 – постоянный резистор, VR1 – переменный резистор.

Основной рабочий элемент в схеме — симистор. От него зависит мощность полученного диммера. Для ВТА 17600 мощность светорегулятора составит до  1 кВт. К нему необходимо подключить простой механический регулятор, который и будет управлять яркостью лампочки.

Монтировать элементы на печатную плату можно навесным способом или паяльником.

//www.youtube.com/embed/7DXMjbQkhXw

28.10.2020

Чередниченко Ирина / автор статьи

Имеет высшее педагогическое и психологическое образование.
Квалификация – практический психолог, учитель истории, организатор дошкольных учебных заведений. Хобби познавать красоту во всем мире и делится познаниями с читателями.

Написано статей

3