Что такое диммер, как работает и где применяется это устройство? На этот вопрос готов ответить далеко не каждый человек, не обладающий знаниями основ электротехники, не смотря на то, что в повседневной деятельности с этим устройством приходится сталкиваться довольно часто. Диммер – это прибор, главное назначение которого производить регулировку яркости свечения электрических световых приборов. Подразделяются устройства на две основных группы, в зависимости от типа обслуживаемых ламп. На практике находят применение светорегуляторы, предназначенные для ламп накаливания или для светодиодных ламп. Одна группа объединяет регуляторы освещения, принцип действия которых основан на применении переменного резистора, работа другой обеспечивается за счет полупроводникового прибора, симистора. Далее мы подробнее рассмотрим устройство, принцип работы и назначение диммеров.
Применяется данный прибор, в большинстве случаев, в качестве регулятора освещения ламп накаливания. Рассмотрим, как устроен и из чего состоит этот диммер. В данном случае функцию главного рабочего органа регулятора освещения исполняет реостат или переменный резистор. Принцип действия такого устройства объясняется положениями закона Ома. Увеличение сопротивления резистора ведет к понижению величины тока в цепи осветительного прибора, что, в конечном счете, снижает интенсивность накала спирали лампы. Несмотря на простоту конструкции диммера на резисторе, данное устройство имеет существенный недостаток — потребляемая мощность остается неизменной в независимости от интенсивности освещения. Увеличение сопротивления резистора вызовет падение тока на нити накаливания ламы, но вместе с тем общая токовая нагрузка цепи не изменится в меньшую сторону, излишки затраченной энергии буду выделяться в виде тепла на реостате. Очень актуально в вопросах использования переносных светильников, оснащенных лампами накаливания. Уменьшение яркости свечения абсолютно не способствует экономии зарядки батареи фонаря.
Светорегуляторы, принцип работы которых заключается в использования резистора, не часто, но находят применение для регулировки свечения полупроводниковых лам. В электротехнике такой способ управления получил название аналоговый. Аналоговый способ управления не нашел широкого применения по причинам низкой экономичности, а также вследствие высокой чувствительности полупроводниковых приборов и устройств к изменениям токовых нагрузок.
Реалии современной жизни диктуют необходимость основательного перехода на рельсы энергосберегающих технологий, в свете этих веяний происходит активное внедрение полупроводниковых осветительных приборов. Для регулировки режимов работы светодиодных ламп особой популярностью пользуются диммеры, принцип действия которых основан на применении широтно-полюсной модуляции (ШИМ), генераторами которой являются устройства собранные на симисторе. В процессе работы с выхода ШИМ-генератора на светодиодный прибор подается электрический сигнал с частотой в пределах 200 Гц. Изменение яркости свечения лампы зависит от периода времени и длины положительного импульса напряжения. Что самое важное, значение тока и заданной частоты при этом остается неизменным. Графически это выглядит следующим образом:
Устройство диммеров на симисторах несколько сложнее, чем у регуляторов с применением переменных резисторов, но сложность конструкции сполна перекрывается неоспоримыми преимуществами, которыми наделен данный прибор:
О том, мы рассказывали в отдельной статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться.
Конструктивно диммеры исполнены, как комнатные выключатели, парк этих регуляторов очень разнообразен. Они могут быть предназначены, как для скрытой, так и для наружной проводки или же устанавливаться на din-рейку в распределительном щите. Благодаря современным разработкам доступны самые разнообразные способы управления:
В своем доме предельно просто, эти устройства широко представлены в специализированных торговых сетях. Благодаря своим конструктивным особенностям диммеры легко ставятся вместо традиционных выключателей, при этом имеют такую же схему подключения. Приобретая полупроводниковые лампы, следует обратить внимание на то, чтобы они были совместимы с диммерами, о чем должна говорить маркировка на упаковке «dimmable».
Диммер от английского слова dim , что означает затемнять. В русском варианте устройство называется светорегулятор или ступенчатый реостат или вариатор с французкого, что означает регулятор электрической мощности.
Вопросы экономии энергоресурсов в доме актуальны всегда. Использование диммеров, позволяющих регулировать уровень освещения, помогает снизить расход электроэнергии. Устройство дает возможность контролировать освещенность определенной зоны, интенсивность работы группы светильников либо отдельного источника света.
Изобретены эти приборы были еще в конце XIX века, но применять их стали, как ни странно, не так давно. Создание уютной атмосферы с приглушенным светом с их помощью – дело нескольких секунд. Но главной причиной, по которой многие люди используют диммеры, – это, несомненно, комфорт.
Диммер изготовлен по принципу реостата. Он состоит из набора резисторов, с помощью которых можно регулировать освещение. Всем нам хорошо знакомы уроки физики со школьной скамьи: двигая рычаг реостата влево или вправо, лампочка загоралась ярче или тускнела.
Любой проводник электрического тока оказывает ему определенное сопротивление, которое измеряется в омах. Чем больше сопротивление, тем меньше напряжение электрического тока. Теперь такой реостат в миниатюре доступен каждому. Устанавливается в домашних условиях вместо обычного выключателя — для регулирования освещения.
Каждому виду ламп соответствует определенный прибор, учитывающий их мощность и напряжение. Существуют нажимные, поворотные и сенсорные устройства.
По способу управления различают одинарные и групповые диммеры, регулирующие работу одного или сразу нескольких светильников. Каждая группа светильников нуждается в отдельном светорегуляторе. Объединяя приборы в осветительные зоны, можно плавно менять уровень их освещенности по необходимости, используя клейпад, – специальную панель для дистанционного управления.
Светорегуляторы позволяют претворять в жизнь практически любое дизайнерское решение, связанное с освещением помещения. Есть возможность сделать подсветку определенной зоны или предмета, чтобы добиться большего уюта или акцентировать внимание в нужном направлении.
Максимально яркий свет в комнате требуется не всегда. В темное время суток в спальне или детской достаточно мягкого спокойного освещения. Использование диммеров для регулирования уровня освещенности дает возможность существенно снизить затраты на электроэнергию. В 20-30 раз продлевается время жизни ламп накаливания и диодных светильников, которые, работая не в полную силу, в более мягком температурном режиме, испытывают меньшие нагрузки, реже перегорают.
Возможность управлять светом дистанционно – это плюс в копилку дополнительного комфорта в доме. Не надо зависеть от щелчка выключателя, вставать с дивана, достаточно нажать кнопку на пульт. Когда же освещение на основе диммеров подключено к системе «Умный дом», то все эти действия производятся в автоматическом режиме.
Использование светорегуляторов в быту выгодно не только с точки зрения повышения комфорта, но и в плане экономии. Чем проще управление, тем удобнее им пользоваться. При покупке диммеров нужно руководствоваться именно этим принципом. Монтаж подобных систем лучше доверить профессионалам.
Наиболее распространенные диммеры на 300 Вт, 500 Вт.
Преимущественно диммеры управляются с помощью поворотной рукоятки, по часовой стрелке — прибавить, против часовой — убавить. Бывают сенсорные светорегуляторы, но они менее распространены.
Потребность в освещении может меняться. Иногда хочется мягкого-приглушенного тона, в другом случае, когда у нас много гостей, приглушенный свет будет неуместным.
Во время приобретения покупки, обязательно уведомите продавца, какой диммер вам требуется.
При правильном подборе диммера (светорегулятора) и соблюдении всех правил, вы сможете создать по-настоящему комфортную атмосферу в вашем доме.
Год начала внедрения диммеров считается 1890. Именно тогда в одном американском театре была применена установка постепенного затухания освещения зала. Придумал эту систему не электрик и не инженер, а просто любитель театрал, который был по совместительству еще и самоучкой в области электрики. Звали его Гранвилл Вудс. Итак, давайте разберемся в вопросе: диммер – что это такое?
Сам по себе диммер выполняет две основные функции:
По своему внешнему виду – это небольшой прибор, который устанавливается на место механического выключателя. Поэтому заменить один другим очень просто. К тому же современные модели сегодня могут не только регулировать яркость лампы накаливания, но и оснащены другими полезными функциями. Какими?
Перед тем как начать выбирать димер, необходимо определиться с необходимыми именно для вас функциями из вышеобозначенного списка. Именно по ним и стоит делать выбор. Но есть и некоторые чисто конструктивные отличия моделей друг от друга.
Чисто по внешнему виду модульные образцы очень похожи на автоматы, которые устанавливаются в распределительных электрических щитах. Поэтому их монтаж производится чаще всего именно в этих щитах на DIN-линейки. Их можно устанавливать в осветительную сеть с лампами накаливания или с галогенными лампами на 12 вольт, в состав которых входят понижающие трансформаторы.
Эти модели чаще всего используются в составе освещения на лестничных клетках, в подвалах и коридорах. Управление этим прибором осуществляется обычным выключателем или выносной кнопкой.
Под монтажной коробкой подразумевается обычный подрозетник. То есть, сам диммер устанавливается вместо выключателя в его подрозетник. Управление прибором производится кнопкой, которая вынесена на лицевую панель.
Диммер данного типа обычно устанавливается в сеть с лампами накаливания, галогенными источниками света двух видов: с индуктивной нагрузкой, то есть, с понижающим трансформатором, и емкостной нагрузкой, то есть, через электронный трансформатор.
Само название говорит за себя. Эта модель исполняется, как единый блок, устанавливаемый в монтажную коробку, в состав которого входит и диммер, и розетка. Для этого в стене высверливается гнездо, куда прибор и устанавливается. Но у него есть одно преимущество – это толщина, равная 26 мм. То есть, установка выключателя диммера возможна даже в не очень толстых перегородках. Там, где обычный выключатель может и не поместиться.
Но и это не последнее отличие. В этом устройстве применяется двухпроводное подключение. Но, как и в случае с выключателем, диммер устанавливается в разрыв именно фазного контура. По внешнему виду (дизайну и цвету) моноблочный вариант настолько разнообразен, что подобрать его под дизайн интерьера помещения будет несложно.
Плюс ко всему у каждой моноблочных моделей есть определенные отличия в системе управления освещенностью комнаты. Их несколько видов:
Внимание! Не стоит устанавливать диммер для освещения, где присутствуют энергосберегающие или люминесцентные лампы. Все дело в том, что эти источники дневного света, если так можно выразиться, не диммируются.
Хотя надо сказать, что иногда, по непонятным причинам, даже эти виды ламп начинают изменять яркость света при управлении диммером. Скажем так, что ни к чему хорошему это все равно не приведет. Потому что срок эксплуатации и ламп, и регулирующего яркость прибора снижается в несколько раз. Так что от этой затеи стоит сразу отказаться.
Следующий минус связан с минимальной нагрузкой диммеров. Обычно она составляет 40 Вт. Поэтому если освещение комнаты ниже данного показателя по причине сгорания одной или нескольких ламп, плохого контакта и так далее, то в приборе появляется неприятный звук. К тому же светильник начинает мерцать с частотой 50 Гц. Оба явления неприятны для слуха и зрения.
Внимание! Если нагрузка в потребительное сети резко снизилась ниже 40 Вт, то диммер может выйти из строя, если не сработает автоматическое отключение.
Чтобы решить эту проблему, можно к прибору установить так называемый усилитель мощности. Он может поддерживать устройство до 1,8 кВт. Кстати, это касается и максимальной нагрузки, которая указана на корпусе регулятора яркости. Если усилитель не устанавливается, то надо будет придерживаться максимальной нагрузки, не превышая ее. Хотелось бы отметить, что простые модели более надежны в перегрузках.
Не последнее место будет занимать и температурный режим эксплуатации. Оптимальная температура – это +25С. Если защитный блок не среагировал вовремя, то при повышенной температуре диммер тут же перегорает.
И последнее. При небольших нагрузках коэффициент полезного действия устройства резко падает. Но радует то, что установить и подключить диммер своими руками не проблема. Так что вызывать и платить электрикам нет смысла. Экономия небольшая, но все же приятно. Единственное, когда помощь профессионала понадобится обязательно, это когда есть необходимость дополнительно установить проходной диммер. Это под силу не каждому новичку.
Чтобы сориентироваться правильно при выборе, необходимо обращать внимание на значки, которые наносятся на корпус прибора.
Итак, в этой статье мы постарались ответить на вопрос, что такое диммер? Разобрались в его видах и подвидах, определили, при каких условиях он может работать долго и эффективно. Но как видно из информации, этот прибор достаточно капризный. Так что перед тем как покупать его, стоит выяснить для себя, а нужен ли он вообще.
Похожие записи:
Потребность в свете, интенсивность которого вы можете регулировать, существует не только в среде профессионального использования светотехники, но и в повседневной жизни, когда яркость источников можно контролировать, зависимо от уровня освещенности в помещении. Сегодня мы поговорим о том, как выбрать светорегулятор - устройство, которое не просто зажигает свет, но и позволяет управлять его яркостью - от слепящего сияния до интимного освещения.
При обустройстве системы освещения в доме зачастую возникает необходимость не только включения и выключения источников освещения, но также изменения его яркости. И этой цели не достичь с помощью обычного выключателя. Нужно специальное устройство, которое позволяет контролировать уровень яркости в помещении.
Наиболее распространенное название устройств, которые позволяют регулировать напряжение на нагрузке, - диммеры. А вот когда-то давно, больше 15 лет назад, такие приборы называли темнителями. Диммерный блок представляет собой комбинацию нескольких диммерных каналов, собранных в одном корпусе. Число каналов может составлять от 1 до 24, зависимо от мощности одного канала и области использования.
Диммерные блоки конструктивно могут быть выполнены в настенном исполнении (для стационарного применения), рэковом корпусе (для установки в рэковую стойку) и в подвесном корпусе (для расположения рядом с источниками освещения). Рэковый блок, как правило, состоит из 12 каналов при номинальной нагрузке на канал 2-5 кВт, блок настенного исполнения имеет 12-24 канала примерно по 1-3 кВт, подвесной блок содержит 4 канала, мощностью 1-3 кВт.
Диммерные блоки по способу управления можно разделить на 3 типа: цифровые, аналоговые, и цифро-аналоговые. Управляющим сигналом в аналоговых диммерных блоках выступает постоянное напряжение, которое изменяется в пределах от 0 до +10 В. Зависимо от величины данного напряжения, будет регулироваться напряжение на нагрузке. Управляющий сигнал при этом поступает от пульта управления.
Цифровые диммерные блоки представляют из себя более современные и профессиональные регуляторы света. Управляющим сигналом служит цифровая последовательность. Протокол управления DMX512 позволяет передавать данные о состоянии 512-ти каналов, каждый из них имеет порядка 256 градаций яркости. Основа цифрового диммерного блока - микропроцессор, который по определенному алгоритму преобразует цифровую информацию в сигнал управления симисторами.
Цифро-аналоговые блоки являются по своей сущности комбинацией цифро-аналогового преобразователя и аналогового диммера. Подобный подход, несмотря на сложнейшую схемотехнику, позволяет силовой блок сделать универсальным, который зависимо от управляющего сигнала способен работать как аналоговый или цифровой диммер.
В настоящее время цифровые диммеры с рынка вытесняют прочие приборы. Процессор позволяет совершать переключение аппарата в свитчерный режим, когда канал имеет только 2 состояния - включить/выключить, а порог срабатывания устанавливает сам пользователь, контроль температуры, подсчет времени наработки, стабилизация напряжения. Если есть хоть малейшая возможность, следует перейти на мировой стандарт DMX512.
Светорегуляторы бывают универсальными, то есть предназначенными под любую лампу, и специальными - к примеру, для низковольных галогенных лампи лампочек накалывания, такие как светорегуляторы makel. Диммеры для различных ламп имеют разное внутреннее устройство. Диммеры для ламп накаливания рассчитаны на напряжение 220 Вольт. Нить лампочки разогревается, а потом светит ярче или слабее, зависимо от величины напряжения, подаваемого через регулятор к ней.
В продаже имеются диммеры ля галогенных низковольтных ламп, которые питаются посредством трансформаторов. Если в вашем жилье установлены лампы, которые рассчитаны на подачу напряжения в 12-24 Вольт, то вам также понадобится трансформатор, что способен выходное напряжение диммера преобразовывать до величины, которая находится в пределах 12-24 Вольт.
Диммеры для светодиодных и люминесцентных ламп нужны специальные, не стандартные, такие как светорегуляторы ABB. Для функционирования светорегуляторов с люминисцентными лампочками в светильнике требуется электронный дроссель. Со своего выхода пуско-регулирующая аппаратура лампе с диммера передает напряжение в пределах 0 - 10 Вольт и регулирует подобным способом интенсивность газового разряда, другими словами — силу света.
Подытожив, отметим, что при выборе диммера его нужно соотносить с типом и мощностью ламп, которые имеются в вашем доме. Если вы не хотите во все эти технические тонкости углубляться, лучше покупать универсальный светорегулятор.
Кнопочные диммеры разделяются на поворотные и нажимные. Поворотные светорегуляторы являются самой простой разновидностью диммеров. Освещение зажигается при повороте ручки-кнопки, и яркость света регулируется ее вращением, а отключение происходит в крайнем положении - когда послышится щелчок. Поворотные диммеры подходят для любого помещения, где не требуется один уровень освещенности при включении прибора. Примером такого диммера может служить светорегулятор ABB, предназначенный для люминесцентных ламп.
Во втором случае при использовании нажимного диммера свет включают с помощью нажатия на кнопку, при её вращении изменяется интенсивность светового потока. При выключении света аппарат запоминает уровень яркости, что установлен перед этим, и стартуют при включении с этого уровня. Запоминать действия пользователей им позволяет вмонтированный микроконтроллер.
Однако не все кнопочные регуляторы обладают одной кнопкой. К примеру, светорегуляторы Legrand Valena оснащены двумя кнопками, одна из них предназначается для включения-выключения, а другая - для регулировки яркости. Нажимные светорегуляторы предназначены для помещений, которые не нуждаются в изменении уровня освещенности при каждом включении света. Пользователь один раз выставляет нужный уровень освещенности и затем использует только опцию включения-выключения, не регулируя яркость освещения.
Модным и удобным решением являются светодиодные и сенсорные диммеры. Ими управляют посредством легкого прикосновения к поверхности светильника или панели Touch Pad. Так получится включить или выключить освещение. Если же палец удерживать на сенсоре, свет будет возрастать плавно, а после достижения максимума станет уменьшаться. Внешняя эффектная панель такого светорегулятора с подсветкой создает оригинальность и респектабельность в интерьере.
Клавишные диммеры похожи на традиционные выключатели, но совершеннее кнопочных светорегуляторов. При нажатии на клавишу включается и выключается свет, а яркость его можно контролировать при удерживании клавиши в активном состоянии больше чем на 3 секунды.
Это самая известная характеристика диммера. Чтобы правильно выбрать прибор, следует знать суммарную нагрузку, что он способен выдержать. Например, цифра 300 W, которая обозначена на светорегуляторе, говорит о том, что при его помощи можно менять яркость освещения 5-рожковой люстры с лампочками, каждая по 60 Вт. Однако возьмите на всякий случай светорегулятор с запасом мощности.
Допустимая мощность, которая приходится на канал аппарата, зачастую оказывается реально меньше, чем написано в паспорте светорегулятора. Причем это не всегда связано с недобросовестными производителями. Здесь срабатывает такой показатель, как коэффициент загрузки. Скажем, светорегулятор на 4 канала, с 2,5 кВт на каждый из них, имеет коэффициент загрузки 75%. Таким образом, в любой момент времени могут работать на полную мощность только 3 канала, или все они могут быть включены на 75% мощности. Поэтому неплохо, если у вас получится повесить на канал примерно на 30-50% меньше нагрузки, чем указывается в паспорте.
Не менее важной характеристикой диммера выступает мощность минимальной нагрузки. Далеко не каждый светорегулятор сможет управлять лампочкой мощностью 40 Вт, хотя такие задачи предстоит решать достаточно часто. К слову сказать, уверенная работа на небольшие нагрузки считается подтверждением качества применяемого силового прибора и правильности схемотехнических решений.
Также при выборе диммера стоит убедиться, что он в состоянии неограниченно по времени регулировать заявленную мощность без перегрева. Иначе реальная нагрузка, которую вы безбоязненно к нему подключите, окажется меньше ожидаемой. Кроме того, чем выше будет коэффициент загрузки, тем конструкция диммера надежнее, и меньше риск выхода светорегулятора с пультом из строя.
Если вы планируете пользоваться диммером в жестком температурном режиме с большим коэффициентом загрузки, то вам следует поинтересоваться, есть ли у прибора активная вентиляция (другими словами - вентилятор). При других равных условиях система активной вентиляции облегчает работу диммера. Интенсивность работы вентилятора в самых продвинутых конструкциях диммеров зависит от уровня температуры, которая поддерживается внутри корпуса.
Диммер является очень энергонагруженным прибором. Каждый канал выдает мощность на нагрузку в несколько киловатт. Поэтому подобное устройство должно быть оборудовано соответствующими средствами защиты, главным элементом которой является автоматический выключатель (АВ). Когда возникает перегрузка, и существует опасность перегрева и плавления проводки, АВ своевременно отключает аварийную линию.
Теперь следует поговорить о качестве основных элементов диммера. Во время покупки вам вряд ли удастся заглянуть внутрь прибора, но при проверке работоспособности вы все-таки сможете сделать некоторые выводы. Обратите внимание на вид светорегулятора - чем аккуратней выглядит прибор, тем больше вы можете ему доверять. После этого осмотрите автоматы защиты каналов. Хорошо, если будут автоматы, разъемы, розетки к светорегулятору от Legrand.
Послушайте, как работает светорегулятор во время колебания напряжения на нагрузке. Если вы отметили изменяющееся гудение блока диммера при изменении уровня яркости, то в аппарате есть дросселя, и это хорошо. Если вы смогли заглянуть внутрь, то помните, что силовые провода не должны быть меньше 1,5 кв. Вводные - не меньше 6 кв. Иначе может при полной загрузке потечь изоляция, и светорегулятор станет неработоспособным.
Если провода увязаны в жгуты, это свидетельствует об общей аккуратности. Платы должны иметь синий или зеленый цвет. Это значит, что использована крепкая краска, что способна дополнительно защищать элементы и плату от влаги и механических воздействий. Если вы видите двухстороннюю плату, значит, защита должна быть с двух сторон.
Вентилятор должен иметь подшипники, так как подобный вентилятор через полгода не начнет скрипеть. Радиатор не должен быть менее 100 кв\см на 1 силовой элемент, в противном случае диммер будет при нагрузке 2 кВт похож на печку.
Неплохо, если в светорегуляторе Агат имеется возможность стабилизации напряжения. Коэффициент стабилизации определяют как изменение выходного напряжения светорегулятора при изменении напряжения в электросети. Наличие стабилизатора нужно, если в сети постоянно «скачет» напряжение, а выбросы в наших линиях нередко достигают 240 или 250 В. Стабилизатор в этом случае не позволит подавать больше 220 вольт на нагрузку.
С другой стороны стабилизация не позволяет свету моргать (блекнуть) при провалах напряжения в электросети, которые вызваны тонким проводящим кабелем, неравномерностью загрузки фаз и прочими проблемами, что связаны с качеством силового ввода светорегулятора.
Рассчитать относительную стоимость диммера несложно. Стоимость блока следует поделить на число каналов и на мощность 1 канала. Выбирать рекомендуется оптимальный вариант. Сложно другое: почти невозможно изготовить качественный и дешевый светорегулятор. К примеру, если вам предлагают новый 12-канальный диммер DMX512 по 5 кВт на канал за 10 тысяч рублей, нужно задуматься, почему он стоит так дешево.
Запомните, что в подобном диммере точно не будет дросселей, радиатор будет слабым, симисторы будут функционировать на пределе, и уж можете не мечтать об удобном интерфейсе. Диммеры на качественных комплектующих будут дорогими. К примеру, разница между светорегулятором Легранд и PLASTEX для одного канала составляет близко 300 рублей. Представьте, если у диммера имеется 12 каналов, то разница в цене будет внушительной.
С дросселями разница в стоимости будет еще больше, качественный дроссель сложно сделать дешевле чем за 350 рублей, если ставить фирменные комплектующие, то его цена будет начинаться от 25 долларов. Разница на симисторах зачастую может составлять 200 рублей. В итоге и получается, что качественный 12-канальный светорегулятор может стоить от 10 до 30 тысяч рублей и больше.
Таким образом, вы уяснили, что выбор регулятора света - отнюдь не простая задача. Вы должны обратить внимание на внешний вид и аккуратность сборки светорегулятора viko или legrand, узнать как можно больше об комплектующих и их качестве. С особой тщательностью отнеситесь к анализу показателей мощности диммера, так как от данных коэффициентов зависит время работы аппарата.
Не все светодиодные ленты могут управляться диммерами. Казалось бы, вольт-амперная характеристика и график эффективности прямо намекают на такую возможность, но дело обстоит гораздо тоньше. Сегодня мы поговорим о том, как подключить диммер вместо выключателя.
Мы предварительно ознакомим читателей с принципом действия диммера. За счёт чего изменяется напряжение, и зачем это нужно пользователю.
По нашему скромному мнению прежде, чем начинать монтаж диммера, нужно представлять, что из этого получится в итоге. А для этого нужно быть в курсе принципа действия прибора. Только так можно предсказать последствия. Первые попытки влиять на электрическую нагрузку путём изменения напряжения питания были предприняты в 1896 году, когда Гранвилл Вудс менял выходные параметры генераторов тока. К патенту было приложено изображение, как это можно использовать на практике для управления светимостью лампочек накала и скоростью вращения вала двигателя.
Мы бы не сказали, что текст, выданный изобретателем, отличался большой понятностью, но полагаем, что в то время это выглядело несколько иначе. Например, если сегодня известно, что все генераторы синхронные и должны возбуждаться переменным током наравне с постоянным для получения нужных параметров, то в те годы, судя по объяснениям Гранвилла, для стабилизации использовали простой источник энергии (например, турбину или двигатель, сжигающий топливо). В результате изобретатель полагает, что на выходе генератора образуется напряжение постоянного потенциала. Мы бы назвали это переменным напряжением фиксированного вольтажа и частоты.
В результате хитроумных манипуляций с реостатами, каким-то образом велось воздействие на двигатель. И вот здесь самое непонятное: какого типа мотор. Уж простите наше невежество, но не можем с точностью сказать, что за электрические двигатели применялись в США на стыке 19 и 20 столетия. Есть все основания полагать, что управление в конечном итоге основано на изменении амплитуды напряжения, а не его частоты. Одновременно это позволяет контролировать светимость ламп по закону Джоуля-Ленца, который утверждает, что мощность, выделяемая на активном сопротивлении, зависит от квадрата разницы потенциалов на его выводах.
Говоря проще, сегодня так много способов контроля напряжения, что мы даже не можем сказать, который из них применил Гранвилл. Судя по чертежу, на схеме есть и сопротивления, что вызывает предположение о создании реостата, с другой стороны вроде бы говорится о регуляции магнитного поля, что наталкивает уже на мысль об изменении параметров обмоток, что уводит нас в область автотрансформаторов (точнее говоря, обмоток с переменным количеством задействованных витков) и катушек переменной индуктивности. В итоге мы не знаем, к какому именно роду диммеров отнести изобретение Гранвилла Вудса, но это был, несомненно, самый первый образчик подобного рода устройств.
В 20-е годы 20-го века широко применялись регуляторы напряжения на основе трансформаторов с вращающимися обмотками. Суть в том, что при изменении угла наклона плоскостей двух катушек управляется поток индукции. За счёт этого варьируется ЭДС, наведённая во вторичной обмотке. Применением трансформатора обеспечивается гальваническая развязка по току, а потери здесь несравненно ниже, нежели в реостатах.
Коммерческие версии для домашнего применения начали появляться гораздо позже. Первой из них следует считать автотрансформатор Джоэля Спира, применённый в 1961 году в качестве составной части стандартного распределительного щитка. Достоинством такого решения является относительная экономичность. Ранее использовались диммеры на основе реостатов. Для того, чтобы понять, как они действовали, нужно немного иметь представление о резистивных делителях. Суть в том, что нагрузка последовательно включается с этим реостатом, в результате чего напряжение прикладывается пропорционально. Увеличивая сопротивление путём бегунка (каждый видел на уроках физики в средней школе), мы забираем часть мощность у нагрузки.
Но в результате на реостате выделяется большое количество тепла. Можно сокращать его, увеличивая сопротивление нагрузки, потому что мощность здесь пропорциональна квадрату тока (закон Джоуля-Ленца: P = I x I x R). В своё время применялись даже жидкостные реостаты на основе солёной воды. В этом случае сопротивлением служил электролит, а величину его меняли, варьируя расстояние между контактами. Реостаты требуют интенсивного отвода тепла для корректной работы. Это обусловливает применение таких сложных систем, как принудительное воздушное охлаждение.
В общем и целом, автотрансформаторы были громоздкими, но здесь уже мощность теряется намного меньше, потому активное сопротивление медной обмотки очень мало. Автотрансформатор работает весьма любопытным образом. Его обмотка за счёт высокой индуктивности для переменного тока представляет большое сопротивление, но чисто мнимое. То есть часть периода автотрансформатор без нагрузки забирает энергию сети, а дальше отдаёт. Это называется реактивной мощностью. Она не тратится непосредственно, и в целом считается этот эффект вредным.
Но лишь только стоит к выходу присоединить, что-нибудь, как ситуация в корне меняется. Автотрансформатор устроен так, как показано на нашем рисунке. У него всего лишь одна обмотка, где напряжение генерируется за счёт чисто мнимого сопротивления и наведенной ЭДС. Чем больше витков задействовано во вторичной цепи, тем выше напряжение, передаваемое дальше. А оставшаяся реактивная мощность уходит назад, в цепь питания. Обратите внимание, что в этом случае вторичной обмотки нет вовсе, поэтому гальваническая развязка (по току) отсутствует. Некоторые считают это недостатком.
Такой индуктивный делитель будет работать только на переменном токе. Потому что для постоянного представляет столь низкое сопротивление, что немедленно сгорит или выведет из строя блок питания. Недостатком автотрансформаторов считается относительно большой размер. Но они, как и реостатные, не изменяют формы напряжения: на выходе получается такая же синусоида с малым уровнем искажений. Фактически автотрансформатор является аналогом резистивного делителя.
Электронные диммеры работают принципиально по-другому. В этом случае регулируется не амплитуда, как это было ранее, а среднее значение напряжения. Для чего часть периода синусоиды отсекается тиристорным ключом. Одна из схем, представленная в англоязычном домене Википедии, запечатлена и на нашем рисунке:
Чем быстрее зарядится конденсатор С1, тем скорее откроется тиристорный ключ, и напряжение пройдет на лампочку. Этим изменяется так называемый угол отсечки, от которого зависит средний уровень напряжения, влияющий в свою очередь на яркость. Напряжение теряет свою синусоидальную форму (см. рисунок). Изменяя рукояткой сопротивление резистора, мы влияем непосредственно на постоянную времени заряда RC цепочки. В результате угол отсечки возрастаем или уменьшает, регулируя яркость свечения лампочки в нужную сторону.
В целом принцип действия данного оборудования может быть самым разным, но суть обычно сводится к изменению угла отсечки. В этом случае в спектре сигнала возрастает уровень искажений. Что может вызвать различные негативные эффекты.
Из сказанного выше можно понять, что производится простая установка димммера вместо выключателя. Если в люстре вкручена лампочка накала, то ничего особенного не происходит. Спектр свечения чуть сдвигается в сторону тёплых оттенков, а интенсивность уменьшается. Что объясняется снижением температуры спирали. Пик спектра уходит согласно закону Вина в сторону низких частот. При некотором напряжении питания излучение целиком становится инфракрасного диапазона (от лампочки идёт только тепло). Этот эффект используется для продления жизни нитей накала:
Иные диммеры очень плавно в течение 30 минут и более поднимают интенсивность до максимальной границы. Понятно, что такие уловки требуют наличия сложных микросхем. Вот почему диммеры, щадящие жизнь лампочки, стоят дороже. До сих пор мы говорили только о нитях накала. А что же другие типы лампочек?
Разрядные работают от стартера. Он реализован на основе дросселя, который за счёт явления самоиндукции продуцирует ЭДС большой величины, на срезе импульса, когда балласт размыкает биметаллическое реле от нагрева. Понятно, что лампы дневного света от диммеров напрямую работать не будут. В этом случае стартер недобирает ЭДС для разжигания дуги. Но и те устройства, что продаются в магазине и оснащены электронным балластом, не всегда готовы работать от напряжения с переменной величиной.
Вот почему подключение диммера часто сопровождается необходимостью пересмотреть свою иллюминацию. Лампочка, работающая в режиме регуляции яркости, стоит дороже обычной. Разница в цене достигает 20%. Понятно, что не каждый готов выложить такую сумму. Прочие же лампы на патрон Е27 (например) внутри цоколя содержат драйвер, преобразующий входное напряжения в нужный номинал. То есть яркость меняться не будет, просто люстра потухнет в какой-то момент.
Мы бы не сказали, что диммер прямо-таки повредит драйверу лампочки, но электронный способен это сделать во всяком случае. Потому что в спектре входного напряжения появляются в обилии гармоники, на работу с которыми устройство не рассчитано.
Мало выбрать диммер, нужно ещё оценить его практические стороны. Это устройство, как было написано выше, теперь чаще всего строится по электронной схеме с углом отсечки напряжения. А самая простая из реализаций диммера привносит угол отсечки в синусоиду. Причём меняется напрямую форма тока питающей сети. В результате местное напряжение обретает гармоники, которых в нем не должно быть. Диммер является настоящей грозой для чуткой электронной техники. В результате неплохо бы включать такие устройства через сетевой фильтр напряжения.
Проблема в том, что стоит такой (под DIN-рейку) более двух тысяч рублей. Это не та цена, которую можно заплатить, не подумав, учитывая тот факт, что расходуется место в распределительном щитке. К тому же, мы говорили выше, что светодиодная лампа, предназначенная для работы в паре с диммером, стоит дороже обычной.
Но если бы этим все ограничилось – но нет же! Правильный выбор диммера не избавляет нас от самого главного – помех в эфире. Не будучи помещённым в экран, устройство начинает активно излучать в широком спектре. Это вредно для здоровья. На слух это можно проверить при помощи лампочки накала: если поставить диммер на минимум, то спираль начнёт едва слышно свистеть. Это означает появление в сети гармоник напряжения спектра ультразвука. Диммер колеблет таким своеобразным методом нить, и раздаётся посвистывание.
