Принцип работы диммера для светодиодной ленты и схема подключения своими руками

Принцип работы диммера для светодиодной ленты и схема подключения своими руками

Управляющий диммер для светодиодной ленты служит дополнительным устройством, необходимым для плавного изменения яркости освещения (монохромные ленты) и смены цвета (для мультиколор лент). Контроллеры классифицируют на 2 большие группы с напряжением питания на 12 и 220 вольт. Диммер позволяет значительно расширить возможности LED подсветки. К примеру, использовать различные эффекты, регулировать яркость вручную или по заданной заранее программе. Сегодня производителями предлагаются разные варианты контроллеров:

• стационарные диммеры, имеющие пульт ДУ,
• диммеры с ДУ пультом, управление осуществляется за счет установленных ИК-передатчиков.

При монтаже таких лент важно учесть тип контроллера, характеристики осветительных приборов, требования к спецэффектам. Схема монтажа, доступная для понимания даже начинающему мастеру, особого опыта в электротехнических работах иметь не требуется.

При установке всегда требуется дополнительно приобретать управляющее оборудование и преобразователи напряжения. Димер выполняет роль удобного и высококачественного контроллера, минимизирующего потери мощности на протяжении всего участка, при этом эффективность остается на требуемом уровне. В отличие от других типов управляющих устройств у осветительных систем мини-диммер работает при помощи активных, а не пассивных регулирующих схем.

Падения уровня напряжения чрезвычайно малы, т. е. потери мощности на протяжении определенного участка минимальны. Они действуют на полупроводниках, отличаются надежностью, долговечностью и точностью работы.

Мини-диммер при всех своих преимуществах имеет и ряд минусов, о которых нельзя забывать, планируя монтаж:

1. Во время работы изменяется рабочее значение тока в светодиоде в границах 20-100 мА, т. е. меняется и рассеиваемая мощность, а это отрицательно сказывается на температуре приборов.
2. При нагревании происходят изменения характеристик, цветовой температуры, а это ухудшает спектральный состав светового излучения.
3. При длительном и сильном нагреве долговечность лент снижается, это становится причиной отказов световых приборов.

Эти минусы не касаются импульсного оборудования ШИМ, т. е. широтно-импульсных модуляторов. Такое оборудование самое эффективное, так как инерционность светодиодов низкая, максимальное напряжение, подаваемое на диоды при широте до 100%, остается стабильным. Спектральные характеристики остаются неизменными, а потери мощности настолько малы, что ими можно смело пренебрегать. Именно такой диммер лучше всего подходит для лент с компьютерным или цифровым вариантом управления яркостью.

Схема подключения

Схема предусматривает использование излучателей 2-х различных типов:

1. Трехцветные RGB, которые во время смещения дают яркий чистый белый цвет, обычно именно они применяются при создании цветовых эффектов.
2. Люминофорные, использующие вторичное излучение при помощи люминофора, т. е. слоя желтого цвета, который освещается светодиодом синего оттенка.

Чтобы выполнить подключение своими руками, необходимо предусмотреть питание с драйверами соответствующей конструкции, их комплектация определяется набором эффектов и поставленными задачами для LED-ленты. К примеру, для монокристальных лент необходимо применять одноканальные диммеры, которые включаются сразу после блока питания.

Для RGB приобретают трехканальные диммеры-контроллеры, которые обладают раздельным управлением для каждого канала.

Схема подключения диммера

Все используемые для светодиодных лент контроллеры можно разделить по методу регулировки яркости и других характеристик:

1. При помощи современного потенциометра, который встраивается в настенную коробку стандартного типа во время установки выключателя (монтировать можно в любом удобном месте).
2. Пульты для светодиодных светильников с радиочастотными и инфракрасными пультами ДУ (удобный переносной вариант, который можно использовать из любой части даже очень большого помещения).
3. Подключение для управления по проводному интерфейсу типа Ethernet или беспроводному протоколу Bluetooth и Wi‑Fi (применяется при управлении через компьютерные сети или оборудование, обычно используется для больших систем, монтируемых своими руками).

Плюсы и минусы устройств

При решении вопроса, как самостоятельно подключить диммер, необходимо сразу учесть преимущества и недостатки такого типа управления. Дешевые контроллеры становятся причиной мерцания оборудования и ленты даже при низком уровне яркости, а глаз к подобным колебаниям чувствителен: постоянно мерцающее освещение будет оказывать раздражающее влияние. Человек будет уставать, появятся сильные головные боли, острота зрения снизится, а внимание будет ухудшаться.

При выборе диммера для установки своими руками рекомендуется обращать внимание на более дорогие, но и надежные системы, предназначенные для регулировки с 2-х импульсных и аналоговых режимов. Это обеспечивает простоту управления, отсутствие резких перепадов мощности и напряжения, исключение мерцания при включении светодиодного освещения. Необходимо отметить, что качественный контроллер обязательно должен учитывать нелинейные характеристики зрения человека и нелинейные для полупроводниковых светодиодов, используемых для приборов освещения. Даже при малом уровне яркости световой поток должен оставаться ровным, ярким, без мерцания.

Преимущества светодиодных лент и ламп очевидны: они не только более экономны, но и обладают большим сроком службы, удобны в использовании, обеспечивают яркий и ровный свет. Их качество оправдывает все затраты сполна.

Диммер для светодиодной ленты

Светодиодные ленты достаточно быстро перешли из категории просто удобных светильников в способ реализации дизайнерских идей. Это незаменимая деталь для фонового освещения интерьера или декоративных элементов, дополняющих общий интерьер дома. Кроме того, изделие позволяет создать уникальный стиль экстерьера зданий с разнообразными световыми эффектами, при этом удобно и эффективно зонировать отдельные помещения.

Для подключения устройства необходимо применять специальный прибор — диммер для светодиодной ленты. При помощи такого элемента можно создать креативное интерьерное освещение, наиболее подходящее под дизайнерское решение той или иной комнаты.

Как управлять светодиодными лентами?

Полупроводниковый диод – универсальный светоприбор, которому характерна снижающаяся BAX характеристика. Входящий в систему ток имеет предельное значение, постепенно достигающее повышенного показателя. Если в момент функционирования прибора пренебречь данным фактором, в результате можно получить полное перегорание кристаллов в момент резкого падения мощности. Именно поэтому светодиодные ленты запрещается подключать напрямую к источнику электротока.

Специфика работы устройства заставляет прибегать к применению специального оборудования, при помощи которого производится управление светом и стабилизация напряжения – диммер.

Мини диммер светодиодной ленты

При создании простой системы освещения можно воспользоваться классическим резистором. Он способен обеспечить стабильность функционирования светодиодной ленты, но при этом уровень его сопротивления должен быть высоким. Также следует учитывать электродвижущую силу поступающей электроэнергии, соответствующую повышенной степени.

Однако в данной системе имеются свои недостатки, на ограничительном приборе будет происходить бесполезная потеря электрической мощности, имеющей большее значение, чем необходимо для диодов.

Для максимальной компенсации данного минуса, к светодиодной полосе нужно подключать напитывающее низковольтное устройство, которое обеспечивает сбалансированный выходной электроток. В лампочках подпитывающий элемент предусматривается комплектацией цокольного элемента. Однако для диодного ленточного прибора данная деталь изготавливается только в виде отдельного составляющего. Модуль на выходе дает напряжение 120 и 20В со строгим ограничением электротока.

ВИДЕО: Подключение светодиодной ленты к миниатюрному диммеру

Регуляция входного напряжения

Присоединяемая к нему диодная полоса должна обладать соответствующей входной мощностью, для которой в сам светоприбор встроен ограничительный резистор. Он обеспечивает оптимальный режим для функционирования светодиода. Входное напряжение подключенного диммера и устройства регуляции должны соответствовать числу диодных кристаллов размещенных на ленте.

Кроме того, светодиодная полоса должна иметь соответствующую длину, не превышающую стандартизированного параметра равного 5м. При необходимости применения изделия меньшего размера, полосу можно обрезать. Однако данный процесс нужно осуществлять в местах, где есть линия разреза. В случае потребности удлинения изделия используется дополнительная лента, но тогда последующий отрезок требуется подключать напрямую к преобразователю.

Разновидности стабилизаторов

На сегодняшний день для замены ненадежный пассивных резисторов были разработаны новые полупроводниковые агрегаты.

Диммер для управления лентой с пульта

Регуляторы источника тока

Данный вид диммера дает возможность на момент падения мощности поддерживать стабильный уровень выходного электротока в нужном диапазоне. Оборудование помимо преимуществ имеет ряд минусов:

• При нестабильном напряжении, проходящем через светодиод, которое варьируется в пределах 20-100мА, достаточно широко изменяется уровень рассеиваемой мощности и температурного режима.
• На момент сильного перегрева светодиодной ленты, ее технические особенности терпят значительные изменения. Это касается и температуры света.
• Долгосрочное функционирование при повышенном нагреве может понизить эксплуатационный срок всей светодиодной системы.

Импульсные устройства

Данная разновидность регуляторов яркости светодиодной ленты не имеет большинство из вышеперечисленных минусов. Наибольшей популярностью пользуются PWM диммеры – широтно-импульсные модуляционные системы. Даже при низкой инертности диодов, модификация способна наиболее эффективно функционировать.

Процесс работы мини диммера заключается в перемене продолжительности работающей доли периода импульсного тока прямоугольных форм, передающегося на оборудование. Данный промежуток имеет название – широта, она периодически изменяется в пределах 0-100%. Тем самым широтная доля вызывает перемену действующих параметров в диммере.

При всех изменениях особенностей работы, электроток на выходе имеет стабильный уровень, равный заданному значению. Импульсные устройства считаются оптимальным вариантом для компьютерного или цифрового управления осветительной системой.

Схема подключения регулятора

Подключение диммера требуется при использовании одного из перечисленных светоприборов:

• RGB – излучатель цветного освещения, который при смещении одного из трех цветов выдает белый свет. Если отдельно включать каждый элемент можно создать неповторимые световые эффекты.
• Люминофорные – применяют вторичное лучеиспускание определенного слоя-люминофора с желтым оттенком, освещаемого мощным синим диодом.

Чтобы запитать приборы током, следует купить соответствующую диммерную конструкцию.

Для подключения многокристальных полос белого цвета применяются диммеры, относящиеся к одноканальной категории. Они подключаются после преобразователя.

Схема подключения диммера для светодиодной ленты

RGB ленты требуют применение трехканальных систем контроля, которые для каждого существующего канала предполагают использование отдельного устройства управления.

Схема подключения RGB светодиодной ленты

При подборе реостата обратите внимание на способ настройки, который может производиться при помощи:

1. Потенциометра, который встраивается в конструкцию несущего корпуса включателя
2. Пульта ДУ
3. Проводного интернета, Bluetooth, беспроводной сети Wi-Fi.

Недостатки реостатов

Главным минусом бюджетных приборов ШИМ считается интенсивное мерцание даже при низкой степени яркости, когда зрение особенно чувствительно относится к перемене освещения.

Помимо неприятных ощущений, при длительном нахождении в помещении с подобным освещением можно получить значительное психофизиологическое воздействие. Данное влияние может выражаться на резком ухудшении настроения, концентрации внимания, возникновении головной боли, усталости, сонливости.

Во избежание подобной ситуации, систему управления следует дополнить микроконтроллером. К примеру, можно установить микросхему марки LM3409. Она одновременно производит регулирование в 2-х импульсивных и аналоговых режимах.

Качественный диммер должен быть приспособлен к нелинейности полупроводниковой системы светодиодного освещения. Также учитывать зрительное восприятие света и максимально оптимизировать излучение исходя из потребностей пользователя.

Диммирование освещения с Умного Дома

Коснёмся актуального вопроса диммирования светильников с системы Умный Дом, особенно светодиодных. Я постоянно сталкиваюсь с тем, что вопрос о том, какие будут светильники, и как именно они будут диммироваться, всегда оставляется на самый последний момент, что приводит к неопределённости при проектировании. Как правило, в дизайн-проекте обозначены диммируемые группы света, остаётся продумать способ диммирования и подобрать подходящие лампы.

С точки зрения возможности диммирования у нас есть четыре категории светильников:

• Резистивные. Это лампы накаливания и галогеновые лампы с напряжением питания 230 вольт.
• Светодиодные светильники. Имеют отдельный драйвер, обеспечивающий для светильника либо определённое напряжение, либо определённый ток. Лампы накаливания на 12 вольт с диммируемым блоком питания тоже относятся к этому типу. Драйвер поставляется со светильником, лежит за потолком около него. Может быть один драйвер на несколько светильников, если рассчитан на большую мощность.
• Светодиодные лампы. Это изделие «всё в одном», отдельный драйвер не нужен, вставляются в стандартный цоколь Е14, Е27, GU10, GU5.3 и прочее.
• Светодиодные ленты с напряжением питания 5, 12, 24, 36 или 48 вольт. Обычно 12 или 24.

Плохо, когда из дизайн-проекта не понять, к какой категории относится светильник. Потолочный спот может быть как светильником с драйвером, лежащим за потолком, так и лампой в цоколе GU5.3. Люстра тоже может быть и со стандартными лампами, и с собственными лампами и драйвером, спрятанным в корпусе, и с лампами накаливания. Даже светодиодные ленты могут оказаться на деле не лентами, а длинными люминесцентными светильниками. В более продуманном проекте уже указаны модели ламп и их мощности.

В интернете (специально поискал) какая-то каша информации по поводу способов диммирования, сейчас попробую максимально конкретно классифицировать способы диммирования со стороны управляющего элемента (Умного Дома, то есть).

TRIAС диммирование (симисторное)

Диммированием управляет симистор (который представляет собой два тиристора, но не забивайте этим голову), он же ключ. Включение ключа происходит по сигналу с управляющего блока, выключение в нуле. Вот такая картинка на входе и на выходе:

Это обрезание начала синусоиды, по-английски, leading edge. Это старый тип диммирования, подходит для ламп накаливания. Лампам накаливания, на самом деле, всё равно, какую часть синусоиды обрезать, начало или конец, им важно просто уменьшение подаваемой на них мощности. Все диммеры систем автоматики и настенные крутилки для управления светом, выпущенные 5-7 и более лет назад — этого типа.

Слышал теории о том, что диммеры ламп накаливания меняют амплитуду синусоиды, то есть, снижают напряжение переменного тока, но это уже ЛАТР (трансформатор), они слишком крупные для диммера, симисторные практичнее и дешевле. Такой способ в быту не используется.

Транзисторные диммеры

Более современные диммеры, они могут резать как начало синусоиды (leading edge), так и конец синусоиды (trailing edge). Иногда на них даже есть переключатель режима диммирования. Настенные крутилки для диммирования светодиодных ламп как раз транзисторные, обрезают конец синусоиды.

Вот диммер Finder с переключателем режима leading edge или trailing edge:

Диммер Finder

Управление сигналом 0-10 вольт от контроллера. Переключатель режима наверху, под надписью finder, ниже регулировка минимального уровня светодиодной лампы.

Лампы накаливания диммируются на всём диапазоне регулирования, если на лампу подать 5% мощности, она и будет на 5% светить. Светодиодная лампа имеет диапазон диммирования гораздо уже, хорошо если от 40 до 80%. Меньше минимума она будет мерцать или погаснет, выше максимума уже не будет регулироваться.

Вот диммер Fibaro, работающий по протоколу Z-Wave, он также диммирует светильники любого типа.

ШИМ диммирование

Это способ диммирования светодиодных лент и галогеновых ламп постоянного напряжения. Смысл в том, что мы то подаём постоянное напряжение, то убираем.

ШИМ диммирование

Подробнее о том, что такое ШИМ — в этой статье.

Если ключ открыт всё время, то лента светит на 100%. Если каждые 20 миллисекунд закрываем ключ, а потом открываем снова, то лента светит на 50%. Если 10мс ключ открыт, затем 90мс закрыт, то лента светит на 10% и видно её мерцание.

Для управления лентой мы используем ШИМ диммер, который может управляться сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Вот удобный ШИМ диммер Razumdom, он управляет четырьмя каналами диммирования, для каждого у него отдельный вход 0-10 вольт, либо можно всем управлять по ModBus. Совместим с контроллером EasyHomePLC и Beckhoff.

Диммер ШИМ Razumdom с Modbus

Надо при выборе диммера всегда в характеристиках смотреть максимально допустимый ток, который коммутирует ключ. Обычно это от 3 до 8 ампер. Если лента мощнее — то надо брать усилитель.

Собственное диммирование

Это самый удобный способ диммирования, его выполняет диммируемый драйвер светильника. Удобен он тем, что диммирование конкретного светильника обеспечивает драйвер именно для этого светильника, причём способ управления можно выбирать при выборе модификации светильника, это может быть как TRIAС, так и 0-10 вольт или даже DALI.

Протокол DALI удобен для большого количества светильников, если контроллер этот протокол поддерживает (Beckhoff поддерживает, но нужен специальный модуль DALI, один на 64 светильника). Самый лучший вариант 0-10 вольт. Нужен только модуль аналогового вывода 0-10 вольт, он есть и у Beckhoff, и у ОВЕН, и у EasyHomePLC, и у всех прочих контроллеров.
Вот светильник Arlight (у него в комплекте недиммируемый драйвер) и варианты драйверов на замену:

Что мы видим. Светильнику нужно 18-22V 1200mA или 27-42V 600mA. Под эти параметры подбираем к нему драйвер на замену комплектному недиммируемому. За 1770 рублей мы можем взять драйвер с управлением TRIAC от настенной крутилки, за те же деньги можем взять драйвер с управлением 0-10 вольт. Даже при необходимости безо всякого умного дома управлять с настенной панельки, удобнее взять с управлением 0-10 вольт, такой регулятор будет гораздо дешевле. Вдвое дороже стоит драйвер для управления по протоколу DALI.

Подбор диммера

Подбираем диммер под светильники.

• Лампы накаливания — симисторный диммер TRIAC. Управление с контроллера сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Лампы любые.
• Светодиодные лампы — транзисторный диммер. Он же диммер trailing edge. Он же диммер MOSFET. Управление сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Лампы обязательно должны быть с пометкой диммируемая. Это написано на лампе, на упаковке и на ценнике, такие лампы дороже обычных примерно вдвое. Может быть написано DIM или Dimmable.
• Светодиодные светильники — в зависимости от способа диммируемости драйвера. Может быть TRIAC, либо 0-10 вольт, либо DALI. Чаще встречается TRIAC, потому что он работает с классическими настенными крутилками-диммерами. Нам все варианты одинаково удобны.
• Светодиодные ленты — ШИМ диммер. Управление с контроллера сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Нужно учитывать ток ленты и ток диммера, чтобы диммер не сгорел. При необходимости берём усилитель. Либо, если у нас диммируемый блок питания светодиодной ленты, то либо 0-10 вольт, либо DALI, в зависимости от способа диммирования блока.

Примечание 1. Для управления по ModBus надо, чтобы контроллер Умного Дома и диммер, работающий по протоколу ModBus, были совместимы. То есть, в контроллере был драйвер для работы с этим диммером. ModBus — не универсальный язык общения всей автоматики. Вот DALI — универсальный протокол, если контроллер и драйвер работают по DALI, то они работают вместе. А если они работают по ModBus — значит, они теоретически могут работать вместе, надо только написать драйвер разработчикам. Например, EasyHomePLC работает с диммерами RazumDom. И с модулями ОВЕН МУ и МВ. Но не работает с модулями WirenBoard.

Примечание 2. Важно учитывать мощность диммера. Если на диммере написано, что он диммирует 400 ватт резистивной нагрузки (как диммер Finder на картинке выше), то для ёмкостной нагрузки (это светодиодные лампы) надо учитывать 100 ватт. На диммерах RazumDom написано, что их мощность до 1000 ватт, но это опять-таки лампы накаливания, для светодиодных ламп это 250-300 ватт, не больше. Если мы говорим о диммируемых драйверах для светильников, то там проблем нет, сколько на нём написано, такой светильник можно вешать, он же для светодиодного светильника и сделан.

Примечание 3. Поясню, что драйвер, блок питания и источник питания — немного разные вещи.

Блок питания (он же адаптер) понижает напряжения и стабилизирует его. А драйвер стабилизирует ток, через него подключаются светильники и ленты, которым нужно не стабильное напряжение, а стабильный ток.

Но часто эти понятия путают и называют драйвером, адаптером или блоком питания любой модуль, который из 230 вольт делает питание для светильника или ленты.

Примечание 4. Бывает 0-10 вольт, а бывает 1-10 вольт. Это одно и то же в плане управления. Но драйвер с управлением 1-10 вольт может при отсутствии напряжения на управляющем входе посчитать, что от него отвалился кабель управления и, в зависимости от своих настроек, либо не включаться вообще, либо включаться всегда на 100%. 1 вольт — это контроль линии.

Кабели для диммируемых ламп

Если со светильником и типом диммирования определились, то надо предусмотреть правильный кабель.

Для ламп накаливания и светодиодных ламп — силовой кабель от щита. Толщина кабеля выбирается согласно мощности светильников. Универсальный вариант — это кабель 3х1.5. Но 1.5мм2 сечения соответствует больше двух киловатт мощности, так что вполне можно использовать кабель сечением не больше 0.75мм2. Количество жил может быть две или три. Три жилы — для люстр и светильников в металлическим корпусом, у которых есть контакт заземления. Две жилы — для светильников без заземления. Ещё третью жилу можно использовать как резерв на случай необходимости разделить группу света на две.

Для светильников с управлением TRIAC — также один силовой кабель от щита до драйвера.

Для светильников с управлением 0-10 вольт — силовой кабель и 2-жильный слаботочный кабель (FTP либо ES-04S, лучше всегда иметь запасные жилы и экран) от щита до драйвера.

Для светильников с управлением DALI — один силовой кабель 5х0.75 от щита до драйвера. Либо 3х0.75 и любой тонкий 2-жильный кабель для шины DALI.

Для светодиодных лент — кабель соответствующий току ленты. Вот статья про Выбор кабеля светодиодных лент (там же есть калькулятор расчёта сечения). Если блок питания находится у начала ленты, то ведём туда питания 230 вольт и управляющий кабель ES-04 или UTP. Количество жил кабеля питания 2 или 3, в зависимости от необходимости заземления корпуса светильника.

Часто хотят отнести драйвер светодиодного светильника подальше от светильника, например, в щит. Не всегда это допустимо. Скорее, почти всегда это недопустимо, расстояние должно быть не больше 2-3 метров. Блок питания светодиодной ленты можно отнести от ленты, но надо считать падение напряжения в кабеле.

Универсальный вариант, когда не знаете, какой будет светильник, и как им управлять — силовой кабель 3х0.75 (или 3х1.5) и слаботочный экранированный кабель (витая пара FTP либо сигнальный ES-04S) для управления 0-10 вольт либо DALI.

Схема для регулировки яркости светодиодных ламп

Светодиоды больше и больше входят в нашу повседневную жизнь. Мы меняем лампы накаливания в квартире или доме, галогенные в машине на светодиодные. Для того чтобы регулировать яркость лампочки Эддисона обычно применяют диммер — эта такая штука с помощью которой можно ограничивать переменный ток, тем самым меняя яркость свечения на нужную вам, зачем же платить больше, да еще и чувствовать дискомфорт из-за чрезмерно яркого света? Регулятор мощности вообще может использоваться для многих потребителей (паяльник, болгарка, пылесос, дрель. ) от переменного напряжения сети, построены они, как правило, на основе симистора.

Светодиоды питаются от постоянного и стабилизированного тока, так что тут применить стандартный диммер не удастся. Если просто изменять напряжение, подаваемое на него то яркость будет изменяться очень резко, для них важен ток, но вместо регулятора тока мы сделаем нечто другое, а именно ШИМ (Широко Импульсный Модулятор), он будет на некоторое определенное время отключать источник питания от светодиода, яркость уменьшится, но мигание замечать мы не будем, так как частота такая, что глаз человека этого не заметит. Тут не используетсямикроконтроллеры, ведь их наличие может стать препятствием к сборке устройства, нужно иметь программатор, определенное программное обеспечение. Поэтому в этой простой схеме используется только простые и общедоступные радиокомпоненты.

Вот такую штуку возможно использовать для любых инерционных нагрузок, то есть тех, которые могут запасать энергию, ведь, если, к примеру, отключить DC моторчик от источника питания то вращаться он перестанет никак не моментально.

Схему, как я считаю, условно можно разделить на две части, а именно это генератор, выполненный на мега-популярном таймере NE555 (аналог — КР1006ВИ1) и мощный открывающийся/закрывающийся транзистор, с помощью которого подается питание для нагрузки (здесь 555 работает в режиме астабильного мультивибратора). У нас используется мощный биполярный транзистор NPNструктуры (я взял TIP122), но возможно заменить его полевым (MOSFET)транзистором. Частота импульсного генератора, период, длительность импульса при этом выставляется двумя резисторами (R3,R2) и конденсаторами (C1, C2), а изменять ее мы сможем резистором с регулировкой сопротивления.

Компоненты-схемы

Существует куча программ для расчета аналогового таймера 555, можете поэкспериментировать с номиналами компонентов, которые и влияют на частоту генератора — это все легко просчитается с помощью многих программ, таких как эта. Номиналы можно немного менять, все будет работать и так. Импульсные диоды 4148 без проблем заменяются отечественными КД222. Конденсаторы 0,1 мкФ и 0,01 мкФ дисковые керамические. Переменным резистором устанавливаем частоту, для хорошей и плавной регулировки его максимальное сопротивление 50 кОм.

Все собрано на дискретных элементах, плата имеет размеры 50-25 мм.

Как работает схема?

Устройство работает как переключатель между двумя режимами: ток подается на нагрузку и ток не подается на нагрузку. Переключение происходит настолько быстро что наши глаза не видят этого мигания. Так вот, это устройство регулирует мощность путем изменения интервала между временем, когда питание подается и когда оно отключено. Думаю, вы поняли суть ШИМа. Вот так вот это выглядит на экране осциллографа.

Первая картинка отображает слабое свечение, потому что во время периода T длинна импульса t₁ занимает только 20% (это так называемый коэффициент заполнения), а все остальные 80% у нас наблюдается логический 0 (отсутствует напряжение).

Вторая картинка показывает нам сигнал, который называется меандр, тогда у нас t₁=0.5*T, то бишь скважность и Коэф. заполнения равны 50%.

В третьем случае мы имеем D=90%. Светодиод светит почти на полную яркость.

Представим что T=1 секунде, тогда в первом случае

1. в течении 0,2с будет идти ток на светодиод, а 0,8с нет
2. 0,5с подается ток 0,5с нет
3. 0,9с есть ток, 0,1 нету

Кстати, сделав три платки ШИМ регуляторов по схеме и подключив их к одной RGB ленте появляется возможность выставлять нужную гамму свечения. Каждая из плат управляет своими светодиодами (красными, зелеными и синими) и смешивая их в определенной последовательности вы добиваетесь нужного свечения.

Какие же потери энергии у этого устройства?

Во-первых, это жалкие несколько миллиампер, которые потребляют импульсный генератор на микросхеме, а далее идет силовой транзистор, на котором рассеивается мощность равная примерно P=0.6V*I_{потребления нагрузки}. Базовым резистором можно пренебречь. В целом потере на ШИМе минимальны ведь система регулирования по ширине импульса очень эффективна, так как в пустую тратится очень мало энергии (и, следовательно, выделяется мало тепла).

В итоге мы получили прекрасный и простой ШИМ. Им оказалось очень удобно настраивать для себя приятную силу свечения. Такое устройство всегда пригодится в быту.

Подключение диммера. Схемы регулятора (диммера)

Диммер представляет собой один из элементов электросети, с помощью которого можно регулировать яркость ламп в доме или квартире. Благодаря ему удается в разы уменьшить расходы электроэнергии, что позволяет сэкономить семейный бюджет.

Для того чтобы все сделать правильно, важно разобраться в схеме подключения прибора к бытовой сети. Работа самых простых устройств основана на использовании переменных резисторов (реостатов).

Данный метод регулировки освещения отличается низким КПД, вследствие чего его в настоящее время используют лишь радиолюбители. На рынке большинство моделей являются электронными. Они работают посредством тиристоров, транзисторов и симисторов.

Такие приспособления тоже отличаются определенными недостатками, среди которых следует обратить внимание на невозможность их использования с приборами, требующими синусоидальной формы подачи электроэнергии.

Несмотря на это, диммеры, в основе которых используются перечисленных устройства, характеризуются низкой стоимостью, небольшими габаритными размерами и обширной функциональностью.

По своему исполнению, они бывают модульными, закрепленными на шнуре и моноблочными. Управление ими осуществляется посредством сенсорных панелей, поворотных механизмов, клавиш или же поворотно-нажимных блоков. На основе всех этих особенностей и следует осуществлять выбор наиболее оптимального устройства для регулировки уровня освещения ламп в доме.

Подключение диммера к светодиодной лампе (люстре)

В процессе подключения к светодиодной лампе первоначально необходимо следовать стандартной схеме его подсоединения. Она подразумевает обеспечение того, чтобы фаза шла на устройство. После этого следует направить провод с выходного контакта регулятора к осветительному прибору.

Отдельно стоит обратить внимание на такие особенности подключения диммера:

1. К одному светорегулятору нельзя подсоединять приборы разных типов (светодиодные лампы вместе с люминесцентными).
2. Все контакты должны быть подсоединены правильно. В противном случае лампы могут перегореть.
3. Запрещается подсоединять слишком большого количества ламп к одному устройству. Их должно быть не более десяти.
4. Все лампы, присоединяемые к устройству, должны быть одного типа и одной мощности. Универсальные приборы обладают возможность как ручного, так и автоматического выбора формы выходного сигнала. Это нужно для более корректной работы с нагрузкой. Кроме этого, в таких случаях появляется возможность ограничения нижнего предела напряжения.

Как подключить к светодиодной ленте

В светодиодных лентах могут использовать два типа осветительных приборов, такие как:

1. Трехцветные RGB лампы, которые при смешивании позволяют получить белый цвет. При отдельном включении с их помощью создают разнообразные цветовые эффекты.

2. Люминофорные лампы, которые подразумевают использование вторичного излучения желтого слоя-люминофора. Он при этом освещается при помощи мощного синего светодиода.

В зависимости от схемы ленты светодиодов, способ подсоединения к ней может быть разным. Стоит обратить в таком случае на два распространенных варианта:

• подсоединение одноканальных диммеров после блока питания в белых монокристаллических лентах;

• подсоединение трехканальных устройств с отдельным управлением каналов для RGB-лент.

Внимание! Выбор схемы подключения регулятора напрямую зависит от того, какой тип диодной ленты.

Подключение диммера с выключателем

Прежде чем приступить к процессу подключения диммера, необходимо обратить внимание на то, что существует несколько эффективных схем разводки проводов. На сегодняшний день можно осуществить монтаж устройства, как с выключателем, так и без него.

В стандартных условиях регулятора необходимо присоединять вместе выключателя. Фазу подвести на разрыв. Заземление и ноль при этом должны идти непосредственно к светильнику. Ниже представлена схема, подразумевающая использование данного способа монтажа.

Более удобный способ установки подразумевает применение выключателя. С его помощью можно будет включать свет. Чаще всего такой метод используют в спальнях. При этом светорегулятор размещают возле кровати. Это позволяет настраивать яркость, не вставая с нее.

Проходной диммер — схема подключения

Есть пару основных способов установки проходного диммера. Схемы могут включать в себя, в том числе, и светорегуляторы вместе с простыми коммутаторами. Вследствие того, что их присоединение довольно простое, оно не требует помощи специалистов.

Стандартное подключение. Вместо выключателя нужно установить устройство. Заземление и ноль должны идти на осветительный прибор, тогда как фаза – через регулирующий аппарат.

Последовательное соединение. Она применяется когда надо установить два устройства для настройки одного и того же осветительного прибора. Обязательно следует обеспечить, чтобы из распределительной коробки в разные стороны поступало три проводника.

Друг с другом оба устройства должны быть соединены 1 и 2 контактом с использованием перемычки. Третий контакт от первого светорегулятора должен поступать на фазу L, а второе устройство – соединяться с осветительным прибором.

Параллельное соединение. В таком случае два устройства являются полностью связанными друг с другом. Вследствие этого они выполняют роль выключателей, а не переключателей.

Каждый диммер в данной ситуации будет отвечать только лишь за свой участок полупериода. Если один из них будет установлен на максимум, другой не сможет никак влиять на яркость света.

Диммер (регулятор скорости) для канального вентилятора

Диммеры можно применять для регулирования скорости канальных вентиляторов. Процесс их подключения при этом осуществляется следующим образом:

1. На первый контакт, на котором изображена стрелка, нужно подсоединить фазу от электропроводки.
2. На второй контакт, на котором изображена стрелка в обратном направлении, при необходимости нужно подсоединить прямой вывод фазы без регулировки. Он может использоваться для включения освещения, если такая функция у вентилятора предусмотрена.
3. На пятый контакт, на котором изображена наклонная стрелка с синусоидой, нужно подсоединить фазу, отходящую на вентилятор.

Описанная схема подразумевает использование распределительной коробки. С нее ноль и заземление должны выходить напрямую на вентилятор, минуя при этом регулятор скорости.

Установку диммера возможно выполнить в домашних условиях самостоятельно без помощи профессионалов. Данное устройство подключается практически таким же образом, как и обычный выключатель. Некоторые нюансы в процессе подсоединения нужно учитывать только в нестандартных случаях – при использовании светодиодных ламп, большого количества осветительных приборов и так далее.