Без сомнения такое устройство, как диммер, может оказаться полезным в любом доме. Если раньше оно представляло собой просто световой регулятор для ламп накаливания, отсюда и такое название (от англ. глагола затухать), то современные устройства выполняют не только эту функцию. Они позволяют экономить электроэнергию и продлевать срок службы ламп накаливания или галогенных светильников. Имея минимум электротехнических навыков и паяльник, несложно сделать диммер своими руками.
Основным элементов в современных диммерах является симистор, который еще называется триак (английская версия названия). Симистор является полупроводниковым прибором и представляет разновидность тиристора. Основное его назначение - коммутация цепей переменного тока. На этих устройствах можно создавать диммеры для регулирования напряжения в цепи освещения. Обычно это 220 вольт для обычных ламп накаливания или 12 вольт для низковольтных галогеновых ламп. Хотя, в принципе, с помощью этих устройств можно создавать регуляторы для любых величин напряжения.
Симистор включается последовательно в одну цель с регулируемой нагрузкой. При отсутствии управляющего сигнала на симисторе, он заперт и нагрузка отключена. При поступлении отпирающего сигнала устройство открывается, и нагрузка включается. Характерной особенностью симистора является то, что в открытом состоянии он пропускает ток в обоих направлениях. Другая его особенность заключается в том, что для поддержания его в открытом состоянии нет нужды постоянно подавать на него управляющий сигнал.
Часто помимо симисторов схемы диммеров содержат также динисторы, которые являются разновидностью полупроводниковых диодов и служат в качестве управляющих элементов.
Благодаря этим особенностям симистора и динистора принципиальные электрические схемы диммеров достаточно просты и содержат буквально несколько простых компонентов. Это позволяет без особого труда сделать диммер собственноручно.
Существуют разнообразные схемы диммеров, которые позволяют регулировать не только яркость света, но и управлять различными электрическими инструментами, например, паяльником или болгаркой.
Если вы собираетесь делать ремонт в квартире или в доме, будет полезным заменить обычные выключатели света на диммеры.
Схема простого диммера обычно содержит всего несколько элементов: симистор, динистор, переменное сопротивление (потенциометр), пару неполярных конденсаторов, пару резисторов.
Схем диммеров существует достаточно много. В этих схемах используется самая разнообразная элементная база. Наиболее подходящую для ваших целей схему можно легко найти в интернете.
Само изготовление устройства не представляет сложности для человека, умеющего держать в руках паяльник. Проще всего сделать навесной монтаж, соединив все элементы между собой с помощью подходящего провода.
Для этого контакты всех электронных элементов тщательно лудятся паяльником с помощью припоя и канифоли (или специального флюса). Нарезаются нужной длины проводники для соединения элементов между собой. Зачищаются с обоих концов жилы на этих проводниках и также лудятся вышеописанным способом с помощью паяльника. Затем производится монтаж в соответствии с принципиальной электрической схемой. Напоследок, все контакты необходимо изолировать для избежания короткого замыкания. Проще всего это сделать с помощью изоленты.
Для тех, кто знаком с технологией изготовления печатных плат, можно рекомендовать этот вариант сборки. Тогда устройство будет компактнее и надежнее. Технология пайки элементов аналогична вышеописанному способу. Дорожки печатной платы лудятся паяльником. Затем на место устанавливаются электронные компоненты и окончательно запаиваются.
Кстати, для удобства работы с паяльником также можно сделать диммер, что позволит регулировать температуру жала. Если у вас уже имеется промышленный диммер, но он поломался, возможно, его ремонт тоже не составит большого труда. Чаще всего из строя выходят симисторы и динисторы, например, при перегорании лампочки и короткого замыкания в ней.
Для ремонта необходимо разобрать имеющееся устройство и выпаять из него эти элементы. Затем посмотреть маркировку, чтобы установить марку элемента, и приобрести такое же или аналогичное. Окончательный шаг в ремонте – пайка новых элементов и сборка.
Подключение диммера не должно вызвать затруднения. Устройство имеет обычно два входных контакта и два выходных, подключаемых к нагрузке. Однако, есть небольшой нюанс. Чтобы устройство работало правильно, необходимо согласно указанной маркировке на корпусе диммера (промышленного образца) или принципиальной схеме (для собранного своими руками) подключить фазовый и нулевой провода.
Главным критерием при выборе готового прибора является соответствие мощности нагрузки той мощности, которую может обеспечить устройство. Например, если вы подключаете люстру с тремя лампами по 100 Вт, что соответствует суммарной мощности в 300 Вт, то и устройство должно обеспечивать эту мощность с небольшим запасом, например 400-500 Вт.
Вторым критерием может быть тип управления устройством. Можно выделить такие типы управления:
По мере сложности устройства возрастает его цена. Поэтому, исходя из своих финансовых возможностей вы сможете выбрать наиболее подходящее решение.
Основной функцией предлагаемой схемы является регулировка яркости свечения ламп накаливания, питаемых от электросети 220В. Печатная плата разработана таким образом, чтобы она помещалась в распределительную коробку, заменив собой стандартный выключатель освещения.
Без дополнительного радиатора схема может управлять нагрузкой до 200 Вт, а в случае применения дополнительного охлаждения, мощность лампы зависит в основном только от допустимого тока используемого симистора.
Регулирование яркости свечения ламп накаливания не является единственным применением данного устройства. Его можно также использовать для плавной регулировки мощности других потребителей переменного тока, а также для регулировки мощности коллекторных двигателей (например, дрели, шлифовальной машины). Схема может способствовать получению значительной экономии в потреблении электроэнергии.
Регулировка мощности потребителей переменного тока не является легким делом. Самым простым, но и одновременно наименее эффективным способом является применение сопротивления, включенного последовательно с нагрузкой. Однако при этом плавная регулировка мощности в данном случае практически невозможна.
Раньше частным случаем такого способа регулирования было включение термистора последовательно с лампой накаливания малой мощности, например, ночника. В этом случае использовались термисторы большой мощности, применяемые в ламповых телевизорах для защиты нитей накаливания от повреждения в момент включения питания. Это было довольно привлекательным решением, но в настоящее время, подобные термисторы трудно найти.
Другой, пожалуй, лучший метод регулирования мощности нагрузки 220В является применение автотрансформатора (ЛАТР). Это решение практически лишено недостатков, за исключением двух: высокой стоимости автотрансформатора и его больших размеров. Зато огромным преимуществом применения так называемых автотрансформаторв, является получение на выходе неизмененного синусоидального сигнала и возможность повышения или понижения напряжения.
Автотрансформатор, схема которого можно видеть на рисунке ниже, является бесценным инструментом в мастерской радиолюбителя. Он позволяет тестировать устройства, питаемых от электрической сети и проверять их устойчивость от перепадов питающего напряжения.
Мы же рассмотрим дешевую и простую схему, работающую по принципу фазного регулирования. Как видно, схема очень простая и состоит всего из нескольких элементов. Самым интересным из них является (Diac). Применение именно этого элемента позволило разработать простую схему.
Принцип действия динистора заключается в следующем: он не проводит ток пока напряжения на нем ниже определенного порогового значения, как правило 12…20В. Однако, если это напряжение будет превышено, динистор начинает проводить ток пока напряжение не упадет до значения близкого к нулю. Второй, очень важной особенностью диака является тот факт, что полярность напряжения для него совершенно не имеет значения, что позволяет применять этот элемент в цепях переменного тока.
Действие этого полезного радиокомпонента лучше всего иллюстрирует следующий рисунок.
Давайте теперь обсудим работу нашего диммера. Анализ его работы мы начнем в момент перехода сетевого напряжения через ноль, когда напряжение на конденсаторе C1 также близко к нулю. Напряжение в сети начинает нарастать, заряжая конденсатор C1 через резистор R1 и P1.
Понятно, что скорость заряда зависит от величины последовательно соединенных сопротивлений R1 и P1, и, следовательно, с помощью потенциометра P1 можно изменять эту скорость в широких пределах.
В какой-то момент напряжение на конденсаторе C1 достигает значения пробоя динистора. Динистор разряжает конденсатор через управляющий вывод симистора Q1. Симистор открывается, включая нагрузку замыкает цепь заряда конденсатора С1 предотвращает его перезарядку.
При следующем переходе напряжения через ноль, симистор выключается, конденсатор C1 снова начинает заряжаться, и весь цикл повторяется сто раз в секунду. Понятно, что чем меньше зарядится конденсатор C1, тем меньше по времени будет открыт симистор и соответственно меньшая мощность поступит на нагрузку.
Таким простым способом мы получаем плавную регулировку мощности практически от 0 до 99%. Работу схемы лучше всего иллюстрирует следующий рисунок. Дополнительные два элемента, дроссель D1 и конденсатор С2, служат для устранения серьезного недостатка схемы: генерации радиопомех помех.
В схему добавлен резистор R2 (его значение необходимо подобрать). Назначение данного резистора — поддерживать нить накала лампы в «теплом» состоянии. Это хороший способ увеличить срок службы ламп накаливания, которые чаще всего перегорают в момент их включения, поскольку холодная нить имеет низкое сопротивление. При использовании резистора R2 протекающий через лампу ток, ничтожно мал.
Внимание. Диммер во время работы находится под опасным для жизни напряжением сети 220 вольт! Монтаж и настройку производить только при полном отключении от сети. Если вы не уверены в своих силах, то попросите помощь в сборке данного устройства более опытного специалиста.
Читатели часто задают вопросы по ремонту диммеров своими руками.
Поэтому я решил эту информацию дополнить и выделить в отдельную статью. Которую вы читаете сейчас.
Как всегда, будет много фотографий с пояснениями, ведь лучше один раз увидеть!
Будет показан пример, как я ремонтировал диммер своими руками. Будет и самокритика, и полезные советы.
Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. Превышение нагрузки бывает, когда например, любители хорошего освещения вкрутят слишком мощные лампы в люстры. Либо через диммер подключают несколько светильников, в сумме потребляющих слишком большую мощность.
К слову, при выборе диммера следует мощность выбирать с запасом 30…50%. Как повысить мощность диммера, будет рассказано и показано в этой статье.
Короткое замыкание возможно не только из-за неисправной проводки. Бывает, когда лампочки перегорают, в них происходит короткое замыкание (КЗ), в природу которого углубляться не будем.
В результате КЗ и перегрузки, как правило, выходит из строя симистор . Это основная неисправность, она встречается в 90% случаев поломки.
Симистор – это главный элемент. Его отличительные особенности – три вывода и к корпусу прикручен радиатор. Наиболее часто встречаются модели ВТ137, BT138, BT139.
Неисправность симистора можно выявить мультиметром. Если прозвонить в режиме омметра сопротивление между выводами А1 и А2 (или Т1 и Т2, первый и второй вывод), будет от нуля до несколько ом. Вывод – симистор однозначно сгорел.
Бывает другой случай – симистор звонится нормально (бесконечное сопротивление), а диммер однако не работает (лампа не горит во всех положениях регулятора). Тут поможет только проверка, т.е. включение в реальную схему.
О замене симистора будет подробно сказано ниже.
Креме неисправного симистора, встречаются другие неисправности диммера:
Прежде, чем ремонтировать, посмотрим на схему диммера. По сравнению с про диммер, схему я немного переработал и уточнил. В прошлой статье схему оставил прежней. А в новой нумерацию деталей менять не стал, чтобы не вносить путаницу.
Диммер, который будем ремонтировать, имеет именно такую схему.
Теперь приведу пример, как заменить симистор своими руками, применяя дрель, паяльник, и обычную зубочистку.
Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Но радиатор сейчас приклёпывают. Заклёпка гораздо технологичнее и дешевле в массовом производстве.
Поэтому берём в руки дрель со сверлом диаметром 3,5…5,5 мм.
Стрелкой показано направление сверла.
2 Снимаем радиатор с симистора
Радиатор снят, теперь надо аккуратно выпаять плохой симистор, минимально повредив плату. Рекомендуемая мощность паяльника – 25 или 40 Вт.
3 Выпаиваем симистор из платы. Обозначены выводы симистора – Т1, Т2, Gate.
Плюс к паяльнику, нужен опыт и сноровка.
Паяльником мощностью 60 Ватт и более можно запросто повредить плату.
Площадки слиплись, но это пока не важно.
А вот и друзья-симисторы, рядом динистор DB3:
Симисторы (BT139, BT138, BT137) на фото все на напряжение 800 Вольт, максимальный рабочий ток соответственно 16, 12, и 8 Ампер.
Даташит можно будет скачать в конце статьи.
Теперь в эти сквозные отверстия вставляем новую деталь:
9 Обрезаем ноги (выводы))
Перемычка неудачная, надо было использовать проводок потоньше…
Внимательно проверяем пайку, чтобы не было замыкания между контактными площадками.
Теперь остаётся проверить работу в реальной схеме включения. Напоминаю, диммер включается точно так же, как обычный выключатель:
Для схемы проверки использую лампочку любой мощности в патроне, провод со штепселем, и клеммник .
Бонусом – ещё фото:
Резисторы обозначены цветовой маркировкой. Выучили, как ?
Схема диммера. Нестандартная?
/ Даташит, pdf, 183.12 kB, скачан:8909 раз./
/ Даташиты, pdf, 150.55 kB, скачан:11792 раз./
Если будете покупать симистор, то на АлиЭкспресс в Китае такие стоят копейки, в данном случае по 10 руб/шт.
Ещё нужно учесть преимущество симисторов BTA перед BT – у BTA фланец (радиатор) изолирован от токоведущих частей, а это повышает безопасность!
Блоки защиты ламп, которые плавно включают яркость ламп, я подробно описал в своих статьях про и таких блоков.
Отличие диммеров и БЗ – только в способе управления. В блоках защиты симистором управляет контроллер по программе. А программа может быть любой, вплоть до волнообразного изменения яркости. Может быть управление любым аналоговым или цифровым сигналом. Был бы спрос.
Если Вам интересно , подписывайтесь на
Согласитесь, иногда возникает потребность в регулировании яркости лампы. Ну, действительно, не всегда требуется, чтобы она светила на полную мощность. Если в вечернее время вы собрались семьёй в зальной комнате за беседой, достаточно приглушённого освещения. Зачем же включать люстру на полную мощность, гнать лишние киловатт-часы и переплачивать за расход электроэнергии. В таком случае выручает регулятор освещения, по-другому это устройство называется диммером. С его помощью можно изменять электрическую мощность лампы и тем самым регулировать яркость света. Многие мужчины, знатоки электротехники и любители радиоэлектроники, собирают диммер своими руками.
Но тут возникает вполне логичный вопрос, зачем нужен самодельный диммер, если можно пойти в магазин электротехнических товаров и купить заводское устройство? Во-первых, цена на заводской регулятор прямо скажем не маленькая. Но это ещё полбеды. Возникают иногда потребности установки диммера, например, для настольной лампы. И если вы отправитесь в магазин, то не факт, что найдёте устройство подходящих вам размеров, чтобы можно было впихнуть его в такой осветительный прибор. Так что проблема, собрать диммер в домашних условиях своими руками, всё-таки актуальна и поэтому посвятим ей данную статью.
Пару слов о том, что такое диммер и зачем он вообще нужен?
Это устройство электронное, предназначается для того, чтобы с его помощью изменять электрическую мощность. Чаще всего, таким образом меняют яркость осветительных приборов. Работает с лампами накаливания и светодиодами.
Электрическая сеть поставляет ток, который имеет синусоидальную форму. Чтобы в лампочке изменилась яркость, требуется подача на неё обрезанной синусоиды. Отсечь передний или задний фронт волны можно за счёт тиристоров, установленных в схеме диммеров. Это способствует уменьшению напряжения, подаваемого на светильник, что соответственно приводит к снижению мощности и яркости света.
Важно помнить! Такие регуляторы генерируют электромагнитные помехи. Чтобы их уменьшить, в схему диммеров включают индуктивно-ёмкостной фильтр либо дроссель.
Начнём с того, что определимся, какие элементы нам потребуются для схемы регулятора яркости освещения.
На самом деле схемы довольно простые и не потребует каких-то дефицитных деталей, с ними сможет разобраться даже не слишком опытный радиолюбитель.
Схема диммера на симисторе использует фазовый способ регулировки. При этом основным регулирующим элементом является симистор, от его параметров зависит мощность нагрузки, которую можно подключить к данной схеме. К примеру, если использовать симистор ВТ 12-600, то можно регулировать мощность нагрузки до 1 кВт. Если вы захотите сделать свой диммер на более мощную нагрузку, то соответственно выбирайте и симистор с большими параметрами.
Перед тем, как сделать диммер своими руками, давайте разберёмся, в чём заключается суть его работы.
Подробнее принцип работы и последующая сборка устройства описаны в этом видео:
Теперь мы подошли к тому, чтобы собрать наш диммер. Имейте в виду, что схема может быть навесной, то есть с применением соединительных проводов. Но будет лучше использовать печатную плату. Для этой цели вы можете взять фольгированный текстолит (достаточно будет размера 35х25 мм). Диммер, собранный на симисторе с применением печатной платы, позволяет свести к минимуму размеры блока, он будет иметь малые габариты, а это даёт возможность устанавливать его на место обычного выключателя.
Перед началом работ запаситесь канифолью, припоем, паяльником, кусачками и соединительными проводами.
Как правило, диммеры устанавливают на место выключателей. То есть он монтируется на разрыв фазы последовательно с нагрузкой. Это, кстати, очень важно, как и при подключении выключателя. Ни в коем случае не перепутайте фазу и ноль, если вы установите диммер на разрыв нуля, выйдет из строя электронная схема. Чтобы не допустить ошибки, перед установкой при помощи индикаторной отвёртки точно убедитесь – где у вас фаза, а где ноль.
Диммер, который вы собрали своими руками, можно использовать не только, как регулятор мощности на симисторе для освещения. С его помощью вы можете изменять скорость вращения вытяжного вентилятора или регулировать температуру жала паяльника. Так что если вы дружите с радиоэлектроникой, вам вполне по силам сделать симисторный регулятор. Быть может, он не сильно облегчит вашу жизнь, но сам факт того, что вы сотворили это сами, уже хорошо.
В этой статье рассмотрим устройство, которое продается в магазинах электротоваров, как регулятор яркости ламп накаливания. Речь идет о диммере. Название "диммер" произошло от английского глагола "to dim" - темнеть, становиться тусклым. Иначе говоря, диммером можно регулировать . При этом замечательно то, что и потребляемая мощность уменьшается пропорционально.
Простейшие диммеры имеют одну поворотную ручку для регулировки, и два вывода для подключения, и используются для регулировки яркости ламп накаливания и . В последнее время появились диммеры и для регулировки яркости люминесцентных ламп.
Ранее для регулировки яркости ламп накаливания использовались реостаты, мощность которых была не меньше мощности нагрузки. При чем при понижении яркости оставшаяся мощность никак не экономилась, а рассеивалась бесполезно в виде тепла на реостате. При этом никто не говорил о экономии, её просто не было. А использовались такие устройства там, где действительно было нужно только регулировать яркость - например, в театрах.
Так было до появления замечательных полупроводниковых приборов - динистора и симистора (симметричного тиристора). Смотрите: . В англоязычной практике приняты другие названия - диак и триак. На основе этих деталей и работают современные диммеры .
Подключение диммера
Схема включения диммера до невозможности простая - проще не придумаешь. Он включается так же, как и обычный выключатель - в разрыв цепи питания нагрузки, то есть лампы. По установочным габаритам и креплению диммер идентичен выключателю. Поэтому установить его можно так же, как выключатель - в монтажную коробку, и установка диммера не отличается от установки обычного выключателя (). Единственное условие, которое предъявляет производитель - соблюдать подключение выводов к фазе и к нагрузке.
Все диммеры, которые сейчас есть в продаже, можно разделить на 2 группы - поворотные, или роторные (с регулятором - потенциометром) и электронные, или кнопочные, с управлением с помощью кнопок.
При регулировании (диммировании) ручкой потенциометра яркость зависит от угла поворота. Кнопочный диммер в смысле гибкости управления более гибок. Можно подключить несколько кнопок в параллель, и управлять диммером из любого количества мест. Конечно, это теоретически, на практике количество мест управления ограничивается 3-4, а максимальная длина проводов - около 10 метров, причем схема может быть критична к помехам и наводкам. Поэтому надо строго следовать рекомендациям производителя по монтажу.
Цена у диммеров с регулятором и с кнопками отличается на порядок, ведь кнопочный диммер (например, диммер Legrand) как правило собран с . Поэтому гораздо более распространены поворотные диммеры, которые мы и рассмотрим ниже.
Устройство и схема поворотного диммера
Устройство поворотного диммера весьма простое, но может отличаться у разных производителей. При этом основная разница - в качестве сборки и комплектующих.
Схема симисторных регуляторов в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких "выходных" напряжениях и для плавности регулирования.
Принцип действия схемы диммера таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение. Вот как оно появляется.
При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Иными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора, 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 яркости (диммера) . Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется. Симисторы в практической схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение - не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В.
От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы. При минимальном сопротивлении поворотного резистора R1 будет минимальное горение лампы.
При большом желании диммер можно попробовать сделать самостоятельно. Существует большое количество различных схем самодельных диммеров разного уровня сложности. Более подробно со схемами самодельных диммеров можно познакомится в цикле статей Бориса Аладышкина про самодельные светорегуляторы - .
Как отремонтировать диммер
В заключении - несколько слов про ремонт диммеров. Чаще всего причиной поломки может быть превышение максимально допустимой нагрузки либо короткое замыкание в нагрузке. В результате, как правило, выходит из строя симистор. Симистор можно заменить, открутив радиатор и выпаяв симистор из платы. Лучше сразу ставить мощный, на более высокий ток и напряжение, чем сгоревший. Также бывает выходит из строя регулятор, либо нарушается монтаж.
Диммер можно использовать как регулятор напряжения, подключая через него любую активную нагрузку - лампу накаливания, чайник, утюг. Но главное - мощность диммера (другими словами - максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.
