Светорегулятор на резисторе
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.
Габариты и подключение
габариты диммера
Для примера приведу простую инструкцию по подключению диммера до 300 Вт. Они имеют двух контактное подключение.
- Отключите электрический ток;
- Подготовьте проводку (как для выключателя простого) и коробку для установки;
- Снимите ручку регулировки, отвинтив винты на её корпусе;
- Снимите верхнюю защитную панель;
- Концы проводов (0,76-2,5 мм) зачистите на 5-7 мм;
- Подсоедините провода по схеме на диммере, например
- Фазу подключите к клемме с буквой L.
- Нагрузку к другой клемме.
- Установите корпус диммера в монтажную коробку;
- Защелкните (поставьте) зашитую панель;
- Установите на место ручку регулировки;
- Подайте ток и проверьте работу прибора на нагрузке.
Применение
Что такое диммер более или менее понятно. На лампу подаётся напряжение, мы изменяем его уровень и таким образом регулируем яркость светильника. Теперь несколько слов о том, когда и где это устройство применяют.
Согласитесь, довольно часто возникают ситуации, когда требуется уменьшение яркости света:
- зачастую поток освещения необходимо снизить перед сном в спальной комнате;
- некоторые помещения по дизайнерскому исполнению требуют изменения световой картины;
- иногда освещение в помещениях переводят в так называемый дежурный режим для того, чтобы сократить расход энергии.
В производственных и бытовых помещениях настраивают светодиодные лампы на разные режимы потребления. При этом выбирается оптимальное освещение и за счёт этого достигается приличная экономия электроэнергии.
Что касается дизайнерских задумок, то сейчас стало модным в больших гостиных или зальных комнатах использовать второстепенное подсвечивание отдельных участков
Второстепенная подсветка продумывается до мелочей, а при помощи диммеров можно увеличить освещение и акцентировать внимание на каких-то деталях интерьера (картина на стене, установленная в нише красивая ваза и т. п.) Таким образом, при помощи подсветки нужная вещь выходит в комнате на первый план
Светодиодные лампы, регулируемые при помощи диммеров, позволяют получить красочный эффект во время каких-то концертных, рекламных или торжественных мероприятий.
Диммер очень удобен для домашних праздников. Когда гости сидят за столом, требуется яркое освещение, а во время танцев можно его и приглушить. Особенно комфортно и выгодно применение такого устройства во время романтического ужина или свидания, когда не обязательно, чтобы светильник горел на полную мощность.
И это только часть общих примеров. Наверняка, у каждого найдётся ещё свой вариант использования диммеров. Так что вещь это нужная, удобная и экономически выгодная, можно устанавливать у себя и советовать знакомым.
Конструкция
Тиристорный диммер
Простой современный диммер:D2…D5 — диодный мост.ZD — .D1 — диод.R — переменный резистор небольшой мощности.C — конденсатор.SCR — тиристор, мощность которого определяет мощность нагрузки
В первый момент времени тиристор SCR закрыт, а конденсатор C заряжается через резистор R. Напряжение входной полуволны нарастает, и в некоторый момент открывается динистор ZD, а за ним — и тиристор SCR. Между клеммами начинает проходить значительный ток. Ток течёт до тех пор, пока напряжение полуволны не снизится до закрытия динистора ZD. При этом конденсатор С разрядится через диод D1 и тиристор SCR. Тиристор закроется. На следующем цикле процесс повторится заново.
Нагрузка подключается (на рисунке клеммы расположены слева).
Принцип действия такого диммера состоит в том, что открывая тиристор в разные моменты времени относительно перехода напряжения через 0, можно «обрезать» синусоидальные волны регулируемого напряжения и тем самым изменять и ток в нагрузке.
Для подавления радиопомех мощные диммеры часто снабжаются дросселями
Дроссель
В большинстве диммеров используются ключевые схемы, при работе которых возбуждаются электромагнитные волны в широком диапазоне частот. Эти волны возбуждают ток в проводах, соединяющих диммер с источником питания и с регулируемой нагрузкой, создают помехи. Для устранения помех в конструкцию диммеров часто добавляют дроссели (индуктивности) (в качестве реактивного элемента), а также LC (индуктивно-ёмкостные) фильтры как со стороны питания, так и со стороны нагрузки. Чем больше частота переменного тока, тем меньшего размера требуется дроссель, а сочетание с хорошими фильтровыми конденсаторами с низким активным сопротивлением позволяет достичь приемлемого уровня помех. Современные диммеры уже не мешают работе радиоприёмников.
Установка регулятора яркости света Fibaro FGD211 с выключателем
Особенность этой модели в том, что она совместима с системой «умный дом» и управляется с компьютера. Есть устройства, управляющиеся с регулятором, установленным в удобном месте.
Диммеры, которые устанавливаются в монтажную коробку к выключателю тоже ставятся в разрыв фазного провода, но сам процесс их установки немного отличается. Все также снимается выключатель, находим фазу, провод маркируем. Далее берем диммер, соединяем перемычкой (отрезком медного провода в оболочке) клеммы 0 и N. К контактам S1 и Sx подсоединяем отрезки проводов длиной 7-10 см.
К диммеру подключили проводники и поставили перемычку
Следующий шаг — подключение регулятора к проводке. Фазный провод устанавливаем на разъем с буквой L, нулевой — на N. Подключенное устройство заправляем в монтажную коробку (провода подгибаем).
Подключаем регулятор к питанию
Далее провода, установленные ранее в гнезда S1 и Sx, соединяем с клеммами на выключателе (порядок любой).
Подключаем выключатель
Рамку выключателя прикручиваем на место, затем надеваем лицевую накладку и клавиши, программируем систему и проверяем работу.
Если потребуется подключить диммер с управлением от кнопки, в нем будут еще два контакта, к которым надо будет подключить выносную кнопку.
Устройство электронного светорегулятора
Мы уже знаем, что он быстро прекращает свет в цепи, чтобы сократить энергию, подаваемую в светильник. И все же, конкретно сам диммер — что это такое? Центральным элементом его схемы является полупроводниковый коммутатор переменного тока, или симистор.
Симистор — это небольшой полупроводниковый прибор, похожий на диод или транзистор. Как и они, симистор состоит из разных слоев полупроводникового материала. Среди них материалы n-типа, который имеет много свободных электронов, и материалы р-типа, имеющий много «дырок», через которые свободные электроны могут пройти.
Симистор способен пропускать ток при разной полярности приложенного к нему напряжения, т. е. в обоих полупериодах переменного напряжения сети, но только если к третьему электроду — затвору — приложено некоторое управляющее напряжение. Вот так, собственно, и работает диммер. Схема ниже показывает, как он включается.
Напряжение на затвор симистора, которое необходимо для его открытия, подается с накопительного конденсатора, а время его заряда от начала полупериода питающего напряжения регулирует переменный резистор. Так что же происходит в этой схеме? В двух словах:
- Симистор действует как переключатель напряжения питания.
- Напряжение на затворе управляет моментами его включения.
- Переменный резистор задает напряжение на затворе.
- Дроссель служит для сглаживания формы тока в цепи питания лампы (см. след. раздел).
- Помехоподавляющий конденсатор препятствует генерации схемой диммера радиопомех.
Схема диммера на симисторе
Схема симисторных регуляторов яркости в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких «выходных» напряжениях и для плавности регулирования. Также в схему вводятся детали для снижения уровня помех, выдаваемых димером в сеть.
Принцип действия схемы таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение (какое — смотри в даташите, можно скачать внизу статьи). Вот как оно появляется.
При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Умными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора (см. даташит на динистор), симистор открывается. Иначе говоря, его сопротивление становится очень мало, и лампочка горит до конца полуволны.
То же самое происходит и с отрицательной полуволной, поскольку диак и триак — устройства симметричные, и им все равно, в какую сторону течет через них ток.
В итоге получается, что напряжение на активной нагрузке представляет собой «обрубки» отрицательных и положительных полуволн, которые следуют друг за другом с частотой 100 Гц. На низкой яркости, когда лампа питается совсем короткими «кусочками» напряжения, заметно мерцание. Чего совсем не скажешь про реостатные регуляторы и регуляторы с преобразованием частоты.
Вот так выглядит реальная схема регулятора освещения. Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется.
Симисторы в этой схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение — не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В. Динистор — DB3, в крайнем случае DB4. От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы.
При максимальном сопротивлении резистора R1 будет минимальное горение лампы, поскольку симистор будет открываться в конце полуволны, или вообще не откроется.
Когда покупка худший вариант
Заводские регуляторы яркости способны обеспечить ожидаемый экономический результат или повысить комфортность проживания во всех типичных ситуациях. Кроме того, их стоимость бывает различной, что позволит совершить покупку «по карману».
Но все же в ряде ситуаций можно не найти подходящего по размерам или мощности варианта, поэтому выходом может стать самоделка.
Встречаются нестандартные ситуации, когда промышленные изделия не удовлетворяют потребности человека. К примеру, так бывает, если необходим диммер небольшого размера, есть желание улучшить эстетические свойства его панели управления.
Или человек считает за необходимое повысить экономичность, сделать более удобным управление, добиться каких-либо цветовых эффектов, улучшить любую другую характеристику.
А также самостоятельно выполнить сборку можно, когда в наличии есть необходимые комплектующие, что позволит существенно удешевить процедуру.
Лампы накаливания
Лампа накаливания работает потому, что электрический ток проходит через ее нить накала, которая нагревается и начинает светиться. Эти лампочки, как и их ближайшие родственники — галогенные лампы (по сути, те же лампы накаливания, но с добавлением внутрь колбы галогенсодержащих соединений для предотвращения испарения материала нитей накала), являются наиболее утилитарным видом лампочки, потому что работают с любым диммером. Они плохо переносят слишком высокое напряжение, но достаточно хороши при соответствующем его уровне. По отзывам тех потребителей, которые хотели сохранить электроэнергию и увеличить срок службы лампочек за счет применения диммеров, это удается очень хорошо. Многие пользователи отмечают, что лампочки накаливания могут с недорогими диммерами работать так же хорошо, как и с продвинутыми моделями. Они тускнеют почти полностью, когда ручка диммера находится в положении чуть выше выключенного.
Недостатки светорегуляторов
Так как коэффициент полезного действия ламп накаливания значительно уменьшается с понижением напряжения, то иногда выгодней использовать светильник меньшей мощности, подсоединенный напрямую. Мощные источники света при снижении яркости диммером начинают издавать небольшой свист, который отчетливо слышно в тишине.
Связано это с колебаниями нити накала лампы, происходящими при переключении симистора, что в обычных условиях практически незаметно. Чтобы избежать влияния помех, не рекомендуется включать приборы, расположенные рядом с радиоприемниками или измерительными приборами высокой чувствительности.
Паяльник, управляемый устройством, может вызывать на экране осциллографа посторонние сигналы. В комнате с регулируемым светом приемник не будет работать в диапазоне длинных и средних волн. При применении диммеров в студиях звукозаписи это может привести к фоновым шумам.
Поэтому в таких помещениях лучше использовать обычное освещение или отключать светорегуляторы. К минусам можно отнести и высокую начальную стоимость приборов, которая быстро себя не оправдает. Если нет необходимости в плавной регулировке освещением, то использование диммеров по всей квартире нецелесообразно.
Варианты и схемы подключения
Существует несколько вариантов, как подключить диммер в цепь освещения. Рассмотрим самые применяемые из них.
Вариант №1
Самый простой способ, это установка светорегулятора вместо выключателя. Перед демонтажем клавишного выключателя цепь необходимо обесточить. После этого нужно снять крышку клавиши: крепежные винты находятся под ней. Если в гнезде нет установленной пластиковой коробки, то демонтировав размыкатель, ее необходимо установить. Можно взять обычную коробку, которая используется под розетку.
Моноблочный диммер подключается таким же способом: в разрыв ставится фазный провод. Его подключают в клемму со стрелочкой вверх и литерой L. Второй провод подключается к другой клемме, обозначающейся наклонной стрелкой и волнистой линией.
Еще раз отметим, что это самый простой способ установить диммер, поэтому он применяется чаще всего домашними мастерами, поскольку не требует особых навыков. Он практически ничем не отличается от технологии замены выключателя или розетки.
Вариант №2
Более сложная, но в то же время более удобная схема применяется в спальнях. Ее суть заключается в том, что выключатель и регулятор подключаются последовательно, на один фазный провод, идущий на светильник
При этом важно, чтобы на линии сначала монтировался именно размыкатель, а потом диммер. Наиболее распространенным вариантом является установка выключателя возле двери, а светорегулятора – возле кровати
Преимущество этого метода заключается в том, что можно регулировать яркость и выключать освещение, не вставая с кровати. Если выходя из комнаты, вы выключите свет выключателем, то при повторном включении он будет гореть с тем же уровнем яркости, что был установлен ранее.
Установка проходного размыкателя
Пожалуй, самым сложным вариантом является вариант, если нужно установить проходной выключатель. Несмотря на свою сложность монтажа, такая схема очень удобна и часто используется в длинных коридорах, межэтажных лестницах, сквозных комнатах, а также других подобных местах. Суть этого способа управления освещением заключается в том, что включив светильник в одном месте, его можно выключить в другом.
Для того чтобы реализовать возможность установить проходной выключатель, нужно проложить трехжильный кабель до двух выключателей.
Обратите внимание! Если схема подразумевает наличие трех и более выключателей, то к ним нужно прокладывать четырех жильный кабель. Особенностью проходных выключателей заключается в том, что они являются скорей переключателями
Фактически они переключаются с одной линии на другую, поэтому могут быть включены в любом положении клавиши. Это очень похоже на железнодорожные стрелки. Ниже представлена принципиальная схема, где установлен проходной выключатель
Особенностью проходных выключателей заключается в том, что они являются скорей переключателями. Фактически они переключаются с одной линии на другую, поэтому могут быть включены в любом положении клавиши. Это очень похоже на железнодорожные стрелки. Ниже представлена принципиальная схема, где установлен проходной выключатель.
Как видим, фаза приходит на первый размыкатель, а на светильник уходит с другого. Сами выключатели нужно объединить между собой при помощи двухжильного провода.
Совет! Напрямую соединение проходных размыкателей не производят. Делают это через распределительную коробку, где провода соединяются попарно.
Теперь рассмотрим, как работает диммер в такой цепи. Подключается он после последнего проходного выключателя и позволяет без проблем регулировать яркость освещения при любом положении размыкателей. Но если поставить его в положение «выключено», то лампочка погаснет и реагировать на проходные выключатели не будет, поскольку цепь будет разомкнутой.
Вариант исполнения
Ну и последнее, о чем хотелось бы рассказать — как выбрать модель светорегулятора. На сегодняшний день существуют не только классические поворотные диммеры, но и клавишные, поворотно-нажимные и даже сенсорные. Помимо этого регуляторы освещения могут быть модульные (для установки в распределительном щитке), моноблочные (стандартный) или же для установки в в монтажную коробку скрытым способом. Вкратце рассмотрим особенности каждого варианта исполнения.
Поворотно-нажимной регулятор света способен запоминать настройки (выставленный уровень освещения), т.к. включение и выключение осуществляется за счет нажатия на поворотную ручку, за счет которой и настраивается нужная яркость ламп.
Клавишные модели работают немного иначе — регулировка света осуществляется путем удержания самой клавиши определенное время (как правило, 3 секунды). Не менее удобный вариант для управления светом.
Ну и современные сенсорные модели регулируют яркость лампочек за счет прикосновения пальцем к сенсору. Очень удобно, однако за сенсорный светорегулятор придется заплатить значительно больше, поэтому решать вам, выбрать такой вариант или лучше отдать предпочтение классической модели.
Если говорить о способе установки, модульные диммеры применяются для управления лампами накаливания или же галогенными источниками света при условии использования понижающих трансформаторов. Такую модель можно выбрать для включения света на лестницах и в длинных коридорах. Аналогичная область применения и у светорегуляторов, устанавливаемых в монтажную коробку. Все же классический вариант исполнения наиболее удобный, его мы и рекомендуем выбрать для управления светом в комнатах.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео обзоры, в которых также предоставлены советы по выбору регулятора освещения для дома и квартиры:
Теперь вы знаете, как выбрать диммер по мощности, типу лампочек и конструкции, а также какие виды светорегуляторов существуют. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Рекомендуем также прочитать:
- Какие бывают выключатели света
- Как подключить диммер своими руками
- Как выбрать розетки и выключатели
Резисторные светорегуляторы
Поначалу для регулировки уровня света применялось довольно простое решение — переменный резистор, включенный как диммер. Что это давало? Обычный проволочный резистор представляет собой тонкий проводник, создающий определенное (в соответствии с номиналом) сопротивление движению электрических зарядов. В конструкцию переменного резистора, кроме резистивного материала и двух неподвижных контактов, добавился еще и подвижный контакт со своим выводом. К электроцепи такой элемент подключается подвижным и одним из неподвижных контактов.
В этой конструкции варьируется общее сопротивление резистора путем регулирования расстояния, которое заряд должен пройти через резистивный материал, а попросту говоря — длины проволоки от неподвижного до подвижного контакта. Если подвижный контакт находится вблизи неподвижного (подключенного к цепи), то сопротивление резистора минимально. Если он смещен до второго неподвижного контакта, заряд должен пройти через весь резистивный материал.
Когда заряд перемещается под действием электрических сил через резистор, его энергия теряется в виде тепла. Если вы ставите резистор в последовательной цепи, то потери энергии в нем вызывают соответствующее падение напряжения на резисторе, уменьшая энергию, доступную для других нагрузок (лампочки, например). Снижение напряжения на лампочке понижает ее светоотдачу.
Проблемой в этом решении является то, что вы в конечном итоге тратите много энергии на нагревание резистора, который не осветит вам комнату, но обойдется в копеечку. Кроме энергетической неэффективности, резисторные светорегуляторы, как правило, громоздки и потенциально пожароопасны, так как переменный резистор выделяет значительное количество тепла. Современные устройства используют более эффективный подход.
Применение
Диммеры применяются:
- для регулирования яркости ламп накаливания;
- для регулировки температуры различных электронагревателей резисторного типа (например, паяльников и утюгов);
- как автоматические «устройства плавного пуска» для ламп накаливания.
Диммеры могут применяться с осторожностью (так как существует риск повредить двигатель) для регулировки частоты вращения маломощных электродвигателей.
Диммеры не следует применять для радиоприёмников, телевизоров и других устройств с трансформаторным питанием или импульсным блоком питания (в том числе, для люминесцентных ламп с электронным балластом).
Особенности
- Применение диммеров с лампами накаливания (для их включения «с нуля») позволяет избежать броска тока через лампу. Бросок тока часто приводит к преждевременному перегоранию лампы. Но на практике лампы всё равно перегорают в момент включения (и даже выключения), хотя возможно и реже. Кроме того, величина начального напряжения сильно зависит от самого диммера — некоторые выдают минимальное напряжение, при котором нить накала едва тлеет, а другие выдают довольно большой минимум, едва ли не в треть накала, именно при включении.
- При регулировке мощности лампы накаливания изменяется не только яркость света, но и его цветовая температура — чем меньше яркость, тем свет краснее.
- Необходимо учитывать, что КПД лампы накаливания сильно падает с уменьшением напряжения, поэтому вместо постоянного уменьшения яркости мощной лампы гораздо экономичнее использовать лампу подходящей (меньшей) мощности, подключенную напрямую.
- Лампа накаливания, особенно мощная, при уменьшении яркости диммером начинает издавать высокочастотный шум (свист), негромкий, но отчётливо слышимый в тишине. Это происходит из-за механических колебаний (магнитострикции) спиральной нити накала, питаемой током, содержащим высокочастотные гармоники, возникающие в цепи при переключении симистора. При питании лампы напрямую от сети (без диммера) магнитострикция практически незаметна.
- Не рекомендуется, во избежание влияния помех, включать устройства с диммерами рядом с радиоприёмниками и чувствительными измерительными приборами. Так, если включен паяльник с диммером, то на экране осциллографа рядом могут появиться посторонние сигналы, а прослушивание ДВ/СВ радиоприёмника в комнате с регулируемым освещением может вообще оказаться невозможным.
- При записи и трансляции звука от источника с малым уровнем сигнала (микрофон, звукосниматель) диммер может явиться неочевидной причиной фона (может вызывать помехи). Об этом эффекте нельзя забывать при планировании освещения в студиях звукозаписи и радиоузлах. Лампы накаливания для студийного освещения следует подключать напрямую либо предусматривать схемы, исключающие диммер при начале трансляции (записи).
Подготовка к анализу
- Кровь на D-димер предпочтительно сдавать утром натощак, (последний прием пищи — накануне за 8-10часов), перед анализом можно пить воду без газа.
- Также допустимо сдать кровь днем, но не ранее, чем через 4 часа после легкого приема пищи.
- За сутки до взятия крови необходимо исключить повышенные психоэмоциональные и физические нагрузки, прием алкоголя.
- Не курить за 30 минут до исследования, в т.ч. электронные сигареты.
- Данные независимой лаборатории Инвитро и Хеликс
- Jeffrey I. Weitz; James C. Fredenburgh; John W. Eikelboom «A Test in Context: D-dimer» Journal of the American College of Cardiology 2017;70(19):2411-2420.
Подробнее о показателях свертываемости крови
- Коагулограмма: основные показатели
- Фибриноген в крови
- АЧТВ
- Протромбин
- Тромбиновое время
- D-димер
- Волчаночный антикоагулянт
- Антитромбин III
- Плазминоген
- Протеин С
- Протеин S свободный
- Коагулограмма при беременности
Плюсы и минусы применения
Единственная функция, заложенная в работу первых диммеров, состояла в механической регулировке степени яркости светового прибора.
Современные регуляторы пошли гораздо дальше и способны дать пользователю следующие преимущества:
- Автоматический способ включения и отключения осветительных приборов.
- Возможность дистанционного управления посредством радиоканала, шумового эффекта, голосовой команды.
- Сохранность ламп, которые зачастую сгорают из-за резкого броска тока. Современные диммеры позволяют этого избежать.
- Имитация присутствия человека в доме. Такая функция позволяет отпугнуть воров от покушения на ценности дома при отсутствии хозяев. Специально запрограммированное устройство способно по очереди включать осветительные приборы в разных частях дома, создавая иллюзию нахождения людей внутри жилища.
Как и всякая другая техническая новинка диммер не может похвастаться стопроцентной универсальностью, имея некоторые существенные недостатки:
- устройство способно вызывать помехи электромагнитного характера;
- не может обеспечить работу люминесцентных ламп и приборов освещения, включающихся благодаря пусковой регулирующей аппаратуры;
- устройство не дает высокий КПД при подключении ламп накаливания.
