Диммеры для светодиодных ламп / блог компании lamptest / хабр

Принцип работы диммера

Для изменения уровня яркости в диммерах может применяться различный принцип изменения величины напряжения на выходе.

Наиболее часто встречаются такие варианты:

на
основе резистора;
на
основе трансформатора;
с
регулировочным симистором.

По способу управления диммирующие устройства бывают:

поворотными или клавишными – считаются классическими;
сенсорными – более современный вариант, в котором отсутствуют какие-либо подвижные элементы;
дистанционными – включаются от пульта, сегодня широко используются для питания светодиодных лент и люстр на их основе;
wi-fi – широко применяются за счет установки специальных приложений на современные гаджеты.

Резистивный светорегулятор формирует рабочий параметр реостатом или переменным резистором, который включается последовательно основной нагрузке. При максимальном сопротивлении резистор выдает минимальную величину тока, и яркость свечения получается тоже минимальной.

Пропорционально уменьшая подключенное в цепь сопротивление, будет нарастать рабочий ток, увеличивая свечение лампочки. Недостатком такого диммера является постоянная величина потребляемой мощности, поэтому сэкономить электроэнергию с ним у вас точно не получится.

Трансформаторные устройства меняют
интенсивность освещения помещения за счет уменьшения или увеличения числа
витков в обмотке трансформатора. Трансформаторный способ преобразования, как и
предыдущий, применялся для питания ламп накаливания, а позже и для галогенных
ламп. Но из-за ряда недостатков сегодня он утратил свою популярность.

Из-за того, что вам нужно добиться нормального взаимодействия диммируемой лампы и светового регулятора, вам важен конечный результат – чтобы они работали в симбиозе. Определяющим фактором является отсутствие миганий и прочих световых эффектов или тресков и других шумов во время работы.

Если диммер уже выбран и установлен, а мигающее осветительное устройство имеет несколько источников света, можно попробовать решить проблему установкой в один из плафонов люстры вместо диодной лампы лампочки накаливания. Оптимальным вариантом является совместное приобретение и диммера, и диммируемой светодиодной лампы, что обеспечит стопроцентную работоспособность.

Проблема использования

Внутри каждой светодиодной лампы, без функции диммирования, размещён драйвер, который будет некорректно реагировать на изменение входного напряжения. Во время вращения ручки светорегулятора поведение такой лампочки непредсказуемо:

будет мигать;
при достижении напряжения определённого уровня засветится на 100%;
не включится.

Работа большинства диммеров основана на изменении синусоидальной формы напряжения путём вырезания части полуволны. В результате между полуволнами образуются «мёртвые зоны», которые неадекватно воспринимаются драйвером. Таким образом, лампочка реагирует на отсутствие полноценного сетевого напряжения на входе.

Чтобы уйти от прожорливых ламп накаливания и остаться со светорегулятором, придётся приобрести диммируемые светодиодные лампы. Их драйвер поддерживает диммирование, изменяя ток нагрузки пропорционально входному напряжению. Как и с лампами накаливания, вращение ручки регулятора приведёт к изменению яркости светильника.

Однако из-за разнообразия электронных схем светорегуляторов и драйверов диммируемых светодиодных ламп не удалось избежать новых проблем. Дело в том, что каждое из устройств имеет своё минимальное напряжение срабатывания. Если в момент включения диммер выдаёт 60 В, то лампочка засветится примерно на треть от номинальной мощности, а диапазон регулирования составит 30-100%. В свою очередь, в некоторых видах диммируемых светодиодных ламп нижний предел яркости достигает 5%. Такая несогласованная работа двух электронных схем может стать причиной и других неприятностей:

при включении драйвер не запускается;
драйвер издаёт неприятный высокочастотный звук;
максимум выходного напряжения диммера ниже 210 В, что препятствует достижению наибольшей яркости;
сбои в работе диммера из-за влияния электронной схемы светодиодной лампочки;
секундная вспышка в момент включения.

Примечательно, что цветовая температура остаётся на одном уровне и не зависит от яркости свечения.

Что нужно учитывать

Очень важный нюанс, который Вы должны знать – далеко не все светорегуляторы подходят к диодным лампочкам. Перед покупкой Вам необходимо обязательно проконсультироваться на соответствие обеих изделий. О том, как выбрать диммер, мы рассказывали в отдельной статье.

Также следует отметить, что при покупке ламп необходимо отдавать предпочтение только качественным продуктам. Лучше всего использовать диммируемые светодиодные лампы таких производителей, как Gauss, Osram, Philips, X-Flash и Uniel. Цены у таких фирм значительно выше, но и прослужат лампочки значительно дольше.

К тому же низкая стоимость изделий может стать одной из причин того, что светодиодная лампа светится в темноте либо мерцает. В этом случае придется все равно переплатить на покупке нового устройства.

Не стоит переживать о том, подойдет ли цоколь выбранной Вами лампочки под установленную в доме хрустальную люстру, точечные светильники либо споты. На сегодняшний день все наиболее популярные типы цоколей ламп используются для изготовления диммируемых устройств. Обычно для светильников подходят цоколи с маркировкой e14, e27, GU 5.3, G9 и mr16.

Ну и последний, не менее важный совет для Вас – правильно выбирайте мощность диммера. У каждого устройства свои технические характеристики, которые должны выбираться на основании суммарной мощности диммируемых светодиодных ламп. К примеру, если Вы купите светорегулятор на 100 Вт, а общая мощность источников освещения будет меньше, ничего хорошего из этого не выйдет.

Подключение различных источников света к регулятору

Достоинства и недостатки диммеров

Преимущества устройств для регулировки напряжения:

Обеспечение помещения комфортным освещением независимо от времени суток.
Возможность экономии электроэнергии благодаря снижению энергетических затрат.
Увеличение ресурса службы источников освещения.
Диммеры можно оптимально вписать в любой интерьер.
Простота установки. Выполнить монтаж самостоятельно сможет даже неопытный пользователь, если следовать инструкциям.
При необходимости диммер можно синхронизировать с работой систем Умных домов.
Диммеры позволят потребителю правильно зонировать помещение.
Смена параметра освещенности позволит создать уникальный визуальный эффект.

Минусы, характерные для этих устройств:

Недешевая стоимость, в частности, для моделей, которые обладают функцией программирования и дистанционного управления.
Диммеры нельзя использовать с люминесцентными или галогенными источниками освещения. Это связано с тем, что лампы обладают системой компенсации.
Если регулятор будет подобран неверно, это может привести к появлению неисправностей. Возможно разрушение осветительного устройства.
Более бюджетные варианты во время работы могут способствовать образованию электромагнитных помех. Это может привести к тому, что электронные и радиоприборы в доме будут работать некорректно.
Диммеры достаточно чувствительны по отношению к повышенным температурам. Это может привести к перегреву регулятора и его порче.
Если уровень минимальной нагрузки будет снижен, то источники освещения могут издавать посторонние шумы. Сам регулятор впоследствии выйдет из строя.
При организации ночного режима коэффициент полезного действия диммера будет низким.
Чтобы повысить параметр максимальной нагрузки, в схему придется добавить устройство для усиления мощности.

Канал LedoSmotr представил обзор популярного диммера и рассказал о недостатках таких устройств.

Пульсации светильников, оснащенных диммером

Диодная лампа с качественным ШИМ драйвером производит пульсацию максимум 10-20%. Если же оснащение на порядок ниже по стоимости, то такие приборы могут выдавать куда большее процентное соотношение пульсации (т.е. миганий). Это происходит при снижении яркости освещения и негативно влияет на здоровье человека.

Самому определить качество установленных драйверов невозможно, обычно такие характеристики проверяются с помощью специальных приборов – люксметр пульсиметр. Иногда превышение этого показателя можно наблюдать и у хорошо прорекламированного продукта, поэтому не стоит доверять интенсивно за рекламированному продукту. Советуем ориентироваться по показателях измерительного прибора, а не на цену прибора или же марку.

Диммер: что это за устройство и принцип его работы

Диммер – многофункциональный выключатель, предназначенный для управления интенсивностью светового потока ламп накаливания, люминесцентных источников света и светодиодных светильников. Изначально такие устройства управлялись механически, и в их функции входило лишь изменение яркости различных источников света. Современные диммеры наделены микросхемами (микроконтроллерами), предназначенными для выполнения целого ряда функций:

изменение уровня свечения;
плавное отключение и включение источника света;
эффект присутствия в доме (такая функция позволяет поддерживать сценарий имитации присутствия в жилище хозяев, периодически включая и выключая свет);

Пример устройства светорегулятора поворотного типа

автоматическое отключение от сети;
поддержка серии режимов мигания и затемнения;
возможность электронного, дистанционного и акустического управления.

Диммеры могут устанавливаться по отдельности или группой, управляя работой одного или нескольких светильников соответственно. Если для освещения какой-то зоной объединены несколько источников света, их можно подключить к одному светорегулятору. С его помощью можно будет изменять яркость свечения, используя специальную панель дистанционного управления.

В основе устройства диммера лежит принцип реостата. Меняя сопротивление цепи, можно изменить значение напряжения или тока. Чем выше показатель сопротивления, тем ниже напряжение электротока. В устройстве светорегулятора есть набор резисторов, посредством которых и регулируется интенсивность свечения

Используя диммер, можно настроить комфортный уровень освещения, беря во внимание то, что в разное время требования к освещенности помещений могут быть различными

Принцип подключения светорегулятора для светодиодных ламп

Таким образом, применение таких устройств позволяет реализовать не только разнообразные дизайнерские решения, но и значительно снизить расходы на энергопотребление.

Как изготовить диммер самостоятельно?

Чтобы сделать самодельный диммер, потребуется схема.

Что понадобится?

Чтобы собрать устройство, потребуются следующие компоненты:

две резисторных элемента, один из них должен быть переменным, а другой постоянным;
неполярное конденсаторное устройство;
симистор;
медный проводник;
динистор;
паяльник с расходными материалами;
текстолитовая плита, будет использоваться для установки платы.

Общая схема сборки диммера

Пошаговая инструкция

Руководство по сборке диммера:

Все электронные элементы устанавливаются на плате. Посредством использования проводников выполняется их соединение в соответствии со схемой, представленной выше. Для подключения используется пайка.
На текстолитовой плите необходимо разметить отверстия, которые будут использоваться для выводов.
В намеченных местах выполняется сверление. Принцип действия схемы состоит в том, что на неполярное конденсаторное устройство будет поступать переменный ток резисторного элемента. Конденсаторный компонент будет заряжаться и подавать напряжение на источник света.
Когда сборка завершена, выполняется тестирование диммера. Для этого потребуется ламповый патрон с источником света. Сам регулятор подключается к патрону, для соединения применяются электроцепи. Затем собранный механизм подключается к бытовой сети. Поскольку электросеть характеризуется наличием повышенного напряжения, то все соединительные места рекомендуется надежно заизолировать. Не допускается прикосновение руками к оголенным частям на плате, где расположены проводниковые элементы. Если сборка выполнена верно, то диммер будет рабочим.

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.

АСУНО «Гелиос». Диммирование светодиодных светильников

04.07.2013 16:34

Последнее время довольно актуальна, стала тема диммирования уличных светильников, т.е. снижение мощности наружного освещения в неинтенсивное время. В этой статье более подробно рассмотрим такое решение как диммирование светодиодных светильников, предлагаемое компанией ИВТБелГУ.

Применение светодиодов в наружном освещении, стало одним из самых модных направлений на современном рынке светотехники. Но кроме модного направления, светодиодные светильники имеют массу значительных преимуществ.

В первую очередь срок службы таких светильников существенно отличается от уже действующих аналогичных ламп. Светодиодный светильник может работать около 100 000 реальных часов, а это 25 лет успешной эксплуатации оборудования. Причем, в процессе работы такого светильника мощность светового потока остается неизменной в течение всего срока эксплуатации.

Если сравнивать светодиодный светильник с такими лампами, как ДРЛ и ДНАТ, то необходимо уточнить, что использование первого позволит снизить энергопотребление на 70%. Кроме того, экологический состав такого светильника способствует бережному отношению к окружающей среде. Светодиодный светильник не нуждается в специальных условиях утилизации, по сравнению с лампами, в составе которых содержится ртуть, а утилизация ртутных ламп требует определенных денежных затрат.

Помимо этого, у светильника со светодиодами спектр излучения по качеству близок к естественному солнечному свету. Они обладают цветовой температурой белого света: от холодных к тёплым оттенкам

А стабильная работа и мгновенное зажигание светодиодного светильника при любой температуре, упрощает задачу содержания наружного освещения даже на крайнем севере, для России – это важное преимущество

Возможности АСУНО «Гелиос» позволяют диммировать светодиоды

Диммирование светодиодов осуществляется за счет встроенного ЭПРА с модулем управления освещением «Гелиос». По необходимости можно осуществлять диммирование каждым светильником в отдельности, т.к. каждому светильнику присвоен индивидуальный номер. Также их можно группировать, тем самым разбивая на группы освещение города или любого другого объекта.

Основные преимущества АСУНО «Гелиос» диммирования светодиодных светильников:

Диммирование светодиодных светильников осуществляется дистанционно с помощью программного обеспечения АСУНО «Гелиос»;
Нет необходимости в строительстве дополнительных линий связи;
Возможность использовать существующие светильники;
Наглядное представление информации о мощности освещения каждого светодиодного светильника;
Комбинация возможностей управления наружным освещением посредством диммирования светодиодных светильников позволяет существенно экономить электроэнергию;
Продление срока эксплуатация осветительного оборудования;
Улучшения качества освещения и условия жизни населения;
Защита окружающей среды.

Описываемая энергосберегающая технология пока не применяется в широком масштабе, но имеет большие перспективы на светотехническом рынке. В отличие от начинающих компаний, компания ИВТБелГУ уже имеет успешный опыт внедрения технологий диммирования светодиодных светильников в промышленную эксплуатацию на территории трех субъектов Российской Федерации – Белгородской области, Кемеровской области и Нижегородской области.

Подключение диммера к светодиодной ленте.

Как соединить все устройства. Сначала подключают, но не подают напряжение, сетевые провода 220 вольт. Закрепляя их к обозначенным клеммам (линия и нейтрал) блока питания. Дальше присоединяют «плюс» и «минус» к диммеру. С которым связывают два входа 5 метровой световой ленты, соблюдая указанную на корпусе полярность. Теперь для удлинения устройства подсветки концы второй ленты подключают к диммеру. Но перед этим необходимо задействовать второй блок питания, имеющий выход «+» и «-». Его подсоединяют к усилителю на обозначенные V — и V +. Дальше на клеммы SIGNAL IN (входящий контакт) замыкают провода от диммера. Теперь осталось соединить ленту с усилителем. На клеммах, где помечено OUTPUT, LED — и LED + закрепляем провода второй кассеты светодиодов.

подключение диммера к светодиодной ленте.

Итак, схема собрана (Рис 2). Имеем два блока питания, которые вошли в узкую нишу. К одному из них подключён усилитель, а к другому — диммер. К первому, согласно рисунка, — одна бобина, вторая к диммеру. Используя пульт управления проверим результат работы. Включаем БП. Перед началом работ все узлы должны быть обязательно отключены от сети. Обе ленты работают синхронно. Изменяем яркость свечения, поворачивая регулятор от минимального значения и далее увеличивая до 50,75, и 100%.

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.
Светодиодные светильники — в зависимости от способа диммируемости драйвера. Может быть TRIAC либо 0-10 вольт либо DALI либо ещё что-то типа DMX. Нам удобнее всего 0-10 вольт, дешевле и надёжнее. Чаще встречается TRIAC, но лучше этого избегать.
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. Чтобы не путаться в понятиях, поясню, что драйвер, блок питания и источник питания — одно и то же. Мне самому привычнее называть источники напряжения блоками питания, а источники тока для светильников драйверами, но это только моя привычка.

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

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

Для ламп накаливания — силовой кабель 3х1.5 от щита. Или тоньше, согласно мощности светильников.

Для светодиодных ламп — также силовой кабель 3х1.5 от щита. Или тоньше, согласно мощности светильников.

Для светильников с управлением TRIAC — один силовой кабель 3х1.5 от щита до драйвера.

Для светильников с управлением 0-10 вольт — силовой кабель 3х1.5 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 5х1.5 от щита до драйвера. Либо 3х1.5 и любой тонкий 2-жильный кабель.

Для светодиодных лент — кабель соответствующий току ленты. Вот статья про Выбор кабеля светодиодных лент. Если блок питания находится у начала ленты, то ведём туда питания 230 вольт и управляющий кабель: 3х1.5 и 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 3х1.5 и слаботочный экранированный кабель (витая пара FTP либо сигнальный ES-04S) для управления 0-10 вольт либо DALI.

15,334 просмотров всего, 29 просмотров сегодня

Конструктивные особенности диммера для светодиодов

Если рассматривать внешнюю конструкцию LED диммеров, то следует отметить, что они мало чем отличаются от стандартных регулирующих устройств. То есть также оснащены корпусом (обычно из пластика) и регулировочным узлом (в качестве которого может использоваться колесико, кнопки или тачпад). Тогда как электронная часть данных приборов имеет весьма существенные отличия, связанные с тем, что диммеры для LED источников должны изменять не силу тока в цепи питания ламп, а ширину его импульсов.

На широтно-полюсной модуляции (ШИМ) следует остановиться более подробно, ведь именно благодаря ей, становится возможным регулирование светового потока LED ламп. Если говорить более точно, то именно ШИМ генератор формирует ток с частотой до 200 Гц. Тогда как регулирование светового потока LED ламп напрямую зависит от ширины и продолжительности генерируемого импульса. А значение тока и частоты остаются неизменными.

Для наглядности принцип работы ШИМ представлен на изображении ниже

Вдобавок, учитывая низкое энергопотребление светодиодных ламп в электрической схеме диммера должен обязательно присутствовать дроссель, а сами диммеры иметь пониженную мощность.

О том почему мерцают светодиодные лампы читайте здесь.

Принимая во внимание все перечисленные особенности становится ясно, что применение диммеров должно соответствовать типу лампы (диммер и источники света должны быть совместимы), тогда как игнорирование указанного условия может стать причиной выхода из строя используемого электрооборудования.

Предназначение и возможности диммера

Многие еще не знают, что такое диммер и диммируемые лампы.

Диммер – устройство позволяющее регулировать мощность светового потока лампы. Также используется термины «регулятор яркости, светорегулятор».

Диммируемые лампы – светоизлучающие устройства с изменяемым световым потоком.

Возможностью регулирования яркости ламп обладают реостаты, но они имеют значительный вес и на них рассеивается и теряется много тепловой энергии.

В число функций диммеров входит: плавное включение и выключение лампы, таймер, ручное либо автоматическое включение режима мерцания (мигания), дистанционное управление интенсивностью освещения посредством беспроводных домашних сетей Wi-Fi, пульта ДУ, голосом либо другими акустическими сигналами, а также, устройством, управляемым фотоэлементом, реагирующим на уровень естественного освещения помещения.

Использование диммирования позволяет сократить расход электроэнергии, продлить срок службы осветительных приборов, приглушив свет, полноценно отдохнуть после напряженного рабочего дня.

Выводы и предложения

Учитывая перечисленные выше характеристики следует точно определить такие параметры будущего проекта:

Нужная мощность и напряжение питания.
Какой вид управления источниками света вам необходим (местного или же дистанционного).
Места размещения источников света: светильники и блоков электроники.

Остерегайтесь чрезмерной нагрузки диммера. Приобретайте такие источники света как светильники только в специализированых магазинах. Освещение в помещении должно гармонично сочетаться с его непосредственным предназначением

Особое внимание уделяйте мощности ламп. У квалифицированных консультантов можно получить информацию о подборе идеального освещения в помещении

Список источников