Устройство и схема подключения проходного диммера

Принцип действия и устройство регулятора

Диммеры бывают различной конструкции, а самый популярный — поворотный. Но в схеме управления с двумя проходными выключателями такой диммер непригоден – он переключается только в положении минимальной яркости. Поэтому для организации подобной схемы управления применяют другие типы привода регуляторов света:

• поворотно-нажимной (переключается в любом положении яркости);
• управляемый дистанционно (с помощью пульта);
• кнопочный (с кнопками «больше-меньше» и отдельной клавишей на переключение);
• сенсорный, а также другие типы диммеров.

Основной принцип у них один – регулировка яркости и управление контактами у них производятся независимо.

Внутренняя блок-схема диммера выглядит так:

Структурная схема диммера с перекидной контактной группой.

Схема регулирования строится обычно на тринисторе или симисторе. Изменение среднего тока производится за счет отсекания части полупериода переменного напряжения.

Распространенная схема регулятора яркости.

Если регулятор света построен по подобной схеме, не имеет значения, с какой стороны ставить диммер – с питающей или со стороны нагрузки. На работу схемы это не влияет. Для других схем этот момент надо изучать индивидуально.

Но устанавливать регуляторы сразу с двух сторон смысла не имеет: они будут пытаться «нарезать» синусоиду самостоятельно, яркость будет регулироваться непредсказуемо. При такой схеме один из приборов можно применять лишь для переключения, навсегда установив его в положение максимальной яркости. Но с экономической точки зрения это неверно – дешевле купить переключатель с перекидными контактами.

Тыльная часть диммера с маркировкой перекидных контактов.

Выводы прибора соединены с внешними клеммами, имеющими маркировку назначения.

В продаже практически невозможно найти перекрестный диммер. Если кто-то выпускает такие приборы, то схема получится громоздкой, ненадежной. Ведь яркость надо регулировать синхронно сразу по двум каналам. Поэтому оптимальной будет схема, в которой используется один проходной диммер, один проходной включатель и потребное количество перекрестных переключателей.

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.

Схема подключения диммера

Следует помнить, что не все регуляторы одинаково соответствуют любым типам ламп — лампы с различными техническими характеристиками могут не всегда функционировать должным образом с выбранными регуляторами (особенно LED). Регуляторы различаются для ламп 12В и 220В.

Схема подключения диммера на 220В

Для большинства люминесцентных и светодиодных ламп обычные регуляторы не подходят. Именно поэтому они изготавливаются в различных типах — для «своего типа» ламп. На их корпусе обозначена возможность регулирования ламп накаливания.

Схема подключения диммера на 12В (светодиодные ленты)

Решающим фактором является количество электроэнергии, потребляемой лампочкой, то есть номинальная мощность. Каждый регулятор освещения имеет свои собственные пределы мощности, отмеченные на нем. Например, если контроллер обозначен 300 Вт, это означает что он подходит для люстры с лампами накаливания мощностью 60 Вт. Но на всякий случай лучше покупать контроллер с большей мощностью. Этот предел должен быть уменьшен примерно на 20%, если устройство установлено вблизи источника света или тепла.

Различные модели контроллеров освещения отличаются своим дизайном. Круглая ручка ​​наиболее широко распространена. Другой тип — сенсорный контроллер с экраном, показывающим процент мощности на лампе. Более длительное касание экрана пальцами увеличивает яркость освещения. Есть также элементы управления освещением с помощью кнопки, которая коротким или длинным нажатием задает интенсивность освещения. И конечно есть регуляторы, которые можно дистанционно установить с помощью пульта дистанционного управления или по Wi-Fi через смартфон (интернет).

Независимо от того какой формы и модели контроллер освещения вы приобрели, методы их сборки и подключения к электрической сети 220V одинаковы (и похожи на обычный клавишный выключатель).

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.

Схемы подключения

Подключается диммер с перекидной группой контактов так же, как и обычный проходной выключатель, вне зависимости от типа воздействия на контактную группу. Возможны два варианта выполнения.

С использованием соединительной коробки

Можно монтировать проходной диммер классическим методом – с использованием распредкоробки. Такой монтаж выглядит более профессионально, в коробке, при необходимости, несложно сделать переключения или частичную диагностику проводки путем прозвонки отдельных проводников.

Подключение двух переключателей с перекидными контактами с помощью распредкоробки.

Но в данном случае в одной коробке надо собирать большое количество соединений, это усложняет монтаж, увеличивает вероятность ошибок. Эти недостатки лишь усугубляются при усложнении схемы – добавлении перекрестных переключателей или применении двухклавишных проходных приборов.

Подключение двух двойных проходных аппаратов с помощью распредкоробки – схема усложнена и требует повышенного расхода кабельной продукции

Шлейфом

Из предыдущих чертежей очевидно, что проводники, соединяющие проходные и перекрестные коммутационные аппараты, не обязательно заводить в коробку. Их можно проложить по кратчайшему расстоянию. Подобная схема подключения проходного диммера позволяет монтировать систему освещения без распаечной коробки. Подсоединение элементов выполняется последовательно – шлейфом.

Прокладка кабелей шлейфом.

Проводники N и PE можно пускать прямо на лампу, а можно прокладывать транзитом вместе с фазным. Фазный проводник в любом варианте заводится на первый проходной аппарат, соединяется шлейфом со вторым, далее питающая жила идет на осветительный прибор.

Другой вариант прокладки кабелей шлейфом.

При такой прокладке отсутствуют проблемы, присущие монтажу с использованием распредкоробки

Другое важное преимущество – при прокладке проходной схемы шлейфом получается заметная экономия на кабельной продукции

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.

Схема диммера на симисторе

Схема симисторных регуляторов яркости в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких “выходных” напряжениях и для плавности регулирования. Также в схему вводятся детали для снижения уровня помех, выдаваемых димером в сеть.

Схема димера простейшая

Принцип действия схемы таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение (какое – смотри в даташите, можно скачать внизу статьи). Вот как оно появляется.

При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Умными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора (см. даташит на динистор), симистор открывается. Иначе говоря, его сопротивление становится очень мало, и лампочка горит до конца полуволны.

То же самое происходит и с отрицательной полуволной, поскольку диак и триак – устройства симметричные, и им все равно, в какую сторону течет через них ток.

В итоге получается, что напряжение на активной нагрузке представляет собой “обрубки” отрицательных и положительных полуволн, которые следуют друг за другом с частотой 100 Гц. На низкой яркости, когда лампа питается совсем короткими “кусочками” напряжения, заметно мерцание. Чего совсем не скажешь про реостатные регуляторы и регуляторы с преобразованием частоты.

Вот так выглядит реальная схема регулятора освещения. Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется.

Практическая схема роторного диммера

Подробнее про работу диммера – на видео:

Симисторы в этой схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение  – не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В. Динистор – DB3, в крайнем случае DB4. От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы.

При максимальном сопротивлении резистора R1 будет минимальное горение лампы, поскольку симистор будет открываться в конце полуволны, или вообще не откроется.

Альтернативное использование диммера

То, что диммер может только регулировать яркость ламп накаливания – узколобость маркетологов, у него гораздо больше применений.

Диммер – это не только регулятор освещения, его можно использовать как регулятор напряжения вообще, подключая через него любую активную нагрузку – лампу накаливания, паяльник, чайник, утюг. Но главное – максимальная мощность диммера (другими словами – максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.

Не факт, что нагрузка при этом будет вести себя адекватно, и не будет подвергаться опасности выйти из строя. Например, попробуйте диммировать свой телевизор) Нет, лучше не надо!

Кроме того, можно например регулировать температуру теплых полов. При этом отпадает необходимость в покупке температурного регулятора, который стоит в 3-5 раз дороже.

Минус – нет обратной связи и защиты от перегрева, но это во многих случаях терпимо. Ведь от люстры тоже нет обратной связи – только через глаза. А от теплого пола – через ноги, не так ли? Ставил диммеры на теплые полы, работают прекрасно много лет.

Симисторы для диммеров. Мануалы

Подобрать симистор для ремонта или увеличения мощности диммера можно по этим даташитам:

• Динистор DB3 / Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан: 10186 раз./• Симисторы для диммеров BT136-BT139 / Даташиты, pdf, , скачан: 13545 раз./

Монтаж и подключение

Для установки диммера не нужны специальные знания электротехники или быть профессиональным электриком. Благодаря схожести с обычным выключателем, устройство с регулятором устанавливается и подключается в несколько приемов.

Крепление диммера в монтажную коробку осуществляется благодаря специальным усикам. К электросети регулятор подключается аналогично стандартным устройствам, обязательно соблюдая полярность.

Ввиду большого разнообразия светорегуляторов, есть несколько моментов, которые полезно учитывать:

• приспособление подключается к цепи последовательно к нагрузке,
• можно сочетать регулируемое устройство с обычным выключателем – достаточно просто подключить их последовательно. Сам регулятор можно установить в любой части помещения,
• диммеры, предназначенные для ламп на светодиодах, позволяют управлять освещением отдельно для разных частей помещения. Для этих целей используют специальные выносные кнопки, которые устанавливают в нужных точках.

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.

Как разобрать регулятор с ручкой

Прежде всего к электрической коробке где было решено установить регулятор света, необходимо ввести и разделить фазные проводники и нейтральный «нулевой» провод. Гораздо проще сделать это с помощью современных силовых кабелей — они имеют четкую систему цветовой маркировки: нулевой провод с синей изоляцией, фазный проводник — коричневый или черный, защитный провод заземления всегда имеет зелено-желтый цвет. Но если в монтажной коробке старые советские провода, определить какой из них фаза и ноль можно измерителем напряжения, например, с помощью индикатора — отвертки с неоновой лампой. Это и будет фаза. Если не загорается — это нейтральный проводник.

Разборка контроллера ламп

Контроллер освещения собирается поэтапно: сначала электронная панель с соединительными клеммами к которым подключены провода, затем верхняя крышка, заканчивающаяся регулирующей ручкой. Приобретенный регулятор должен быть предварительно разобран: отвинтите ручку, гайки и винты, фиксирующие крышку с панелью.