Схема регулятора освещения настольного

Как сделать диммер на 12 и 220 В своими руками?

Для регулировки интенсивности освещения можно использовать специальные выключатели – диммеры. Они позволяют менять силу светового потока от максимуму до полного выключения. Тем не менее, заводские диммеры обладают рядом недостатков, среди которых и довольно высокая стоимость. Чтобы решить проблему, вы можете изготовить диммер своими руками на 12 и 220 Вольт, в зависимости от типа цепей, для которых вы собираетесь его использовать.

Что понадобится для работы?

Диммер представляет собой регулятор яркости, который позволяет поворотом ручки или нажатием клавиши изменить интенсивность света в комнате.

По типу регулировки мощности свечения они бывают:

• резистивные;
• трансформаторные;
• полупроводниковые.

Первый вариант наиболее простой, но экономным его назвать нельзя, поскольку снижение яркости свечения не изменяет мощность нагрузки. Другие два куда более эффективны, но имеют и более сложную конструкцию. В зависимости от принципа действия и будет зависеть то, какие детали включает в себя диммер. Чтобы не отвлекаться от работы всем необходимым лучше запастись заранее.

Для рассматриваемых далее примеров вам пригодятся такие электронные элементы:

• Симистор – представляет собой ключ в схеме, используется для открытия или запирания участка цепи от протекания электротока. Применяется в цепях с питающим напряжением в 220В, имеет три вывода – два силовых и один управляющий.
• Тиристор – также устанавливается в качестве ключа и переводится в устойчивое состояние, необходимое для работы схемы.
• Микросхема – более сложный элемент электронной схемы со своей логикой и особенностью управления.
• Динистор – также является полупроводниковым элементом, пропускающим электрический ток в двух направлениях.
• Диод – однонаправленный полупроводник, который открывается от прямого протекания электротока и запирается от обратного.
• Конденсатор – емкостной элемент, основная задача которого накопление нужной величины заряда на пластинах. Для изготовления самодельных диммеров лучше использовать неполярную модель.
• Резисторы – представляют собой активное сопротивление, для диммеров используются в делителях напряжения и токозадающих цепях. В схемах пригодятся как постоянные, так и переменные резисторы.
• Светодиоды – пригодятся для обеспечения световой индикации в диммере.

В зависимости от конкретной схемы и устройства диммера, будет зависеть и набор необходимых деталей, все из вышеперечисленного приобретать не нужно. Заметьте, что некоторые из них можно выпаять их старых телевизоров радиоприемников и прочих бытовых приборов, которые вами больше не используются. Далее рассмотрим примеры конкретных схем.

На симисторе

Такой диммер будет работать от напряжения сети 220В напрямую, схема отличается относительной простотой, поэтому собрать ее под силу даже начинающему радиолюбителю. Принцип регулирования напряжения в этом диммере заключается в отсекании определенного полупериода синусоиды, благодаря чему снижение электрического параметра приводит к реальной экономии электроэнергии.

Посмотрите на схему подключения, симистор – это электронный ключ, который управляется сигналами с динистора, включенного во времязадающую R — C цепочку.

Работа схемы заключается в следующем: после подключения фазы 220В к диммеру, на времязадающую цепочку C1 – R1 – R2 будет подано напряжение, так как динистор VS1 закрыт, ток протекает только через конденсатор и резисторы.

В зависимости от установленного поворотным резистором омического сопротивления будет зависеть и величина тока. От величины тока зависит и скорость заряда конденсатора C1, при достижении нужной величины потенциала на котором произойдет открытие динистора.

Через цепь открывшегося динистора на симистор VS2 подается сигнал открытия, срабатывает ключ, пропускающий определенную часть полупериода к нагрузке. Ток удержания в симисторе не возникает, поэтому с разрядом конденсатора вся цепь переходит в исходное состояние вплоть до следующего полупериода, который откроет ключ и подаст на нагрузку потенциал.

Как
видите, такая схема диммера осуществляет регулировку яркости
«обрезая» форму синусоиды до определенного импульса, уменьшая и
величину напряжения, и его действующее значение. В виду нестабильного колебания
кривой такую модель светорегулятора однозначно можно подключать к лампам накаливания,
поскольку они не восприимчивы к форме напряжения. Что касается светодиодных и
люминесцентных моделей, их нужно тестировать на уже готовом диммере.

Чтобы изготовить такой диммер для практического использования, лучше взять печатную плату. Так как при стационарной установке при регулировании напряжения вам понадобится жесткое крепление к конструкции. Ее можно как заказать, так и изготовить самостоятельно.

Процесс сборки состоит из следующих этапов:

• Перенесите эскиз на фольгированную плату,
  в местах монтажа соответствующих деталей сделайте разметку. Дорожки наведите
  нитрокраской и протравите плату диммера в хлорном железе.

Если
вы разметили монтажные площадки, придерживайтесь данной разметки.

• Разогрейте паяльник и нанесите слой олова с обратной стороны
  платы диммера.

На тиристорах

Такая модель диммера на тиристорах по принципу действия идентична предыдущему варианту, но вместо симистора в роли ключа выступают тиристоры. Из-за особенностей работы тиристора целесообразнее устанавливать такое электронное устройство для каждой полуволны синусоиды напряжения.

Пример схемы такого диммера приведен на рисунке ниже:

Начнем разбор работы схемы с положительного полупериода кривой напряжения – конденсатор C1 заряжается по цепи из токоограничивающих резисторов R3 — R4 — R5. Когда величина заряда достигнет порогового значения для динистора V3, он открывается и подает управляющий импульс на тиристор V1. В режиме ключа V1 начинает пропускать напряжение к нагрузке, выдавая определенный участок кривой напряжения.

При отрицательном полупериоде синусоиды V1 запирается, ток через него протекать не будет, а на конденсатор C2 через токозадающую цепь R1 – R2 — R5 будет поступать заряд, который со временем откроет динистор V4. Через него будет протекать ток на управляющий электрод тиристора V2, после открытия транзистора на нагрузку пойдет такая же часть полупериода синусоиды, но с противоположным знаком.

Такой регулятор мощности светового потока может использоваться не только для изменения яркости освещения ламп, но и для управления температурой нагрева паяльника и других устройств.

С использованием конденсаторов

Такой
диммер работает только в качестве переключателя, который изменяет путь
протекания тока, питающего нагрузку. Но и схема кнопочного диммера довольно проста
и не потребует никаких специфических элементов.

Принцип его работы заключается в переведении переключателя SA1 в одно из трех возможных положений:

• выключено – цепь полностью разорвана,
  лампа не горит или проходной выключатель выдает логический ноль в цепи;
• закорочено на лампу – в цепи подключения
  диммера отсутствуют какие-либо элементы кроме электрической лампы (прибор
  освещения горит на полную мощность);
• подключено через R – C цепь – выдает только определенный процент яркости
  освещения.

В зависимости от параметров резистора и емкостного элемента будут зависеть напряжение и яркость свечения. Этот диммер используется для регулировки освещения путем рассеивания части мощности в R – C цепи, поэтому никакой экономии от снижения вы не получите.

На микросхеме

В
диммере, собранном на микросхеме, изменение величины напряжения происходит для
потребителей на 12В – светодиодных лент, люминесцентных лам и прочего
оборудования. Один из вариантов схемы приведен на рисунке ниже.

Как видите, управление может осуществляться и за счет датчика, подключенного к выводу 2, и посредством регулируемого резистора VR1.

Микросхема с вывода 3 выдает управляющий сигнал через сопротивление R2 на базу транзистора VT1. Изменяя величину напряжения переменным резистором VR1, на выходе 3 микросхемы изменяется уровень потенциала, который увеличивает или уменьшает пропускную способность транзистора. При этом меняется и яркость светодиодов, если управление происходит светодиодными светильниками.

Источник



Устройство и схема диммера

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 яркость лампы. 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 галогенных ламп. 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: Как устроен и работает симмистор. 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 (Как заменить выключатель освещения). 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.

Существует также дистанционные диммеры, управляемые по радио- или инфракрасному каналу. Смотрите: Дистанционное управление освещением.

Цена у диммеров с регулятором и с кнопками отличается на порядок, ведь кнопочный диммер (например, диммер Legrand) как правило собран с применением микроконтроллера. 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.

Упрощенная схема диммера

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.

Схема поворотного диммера

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 сделать диммер своими руками.

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, паяльник, чайник, утюг. Но главное — мощность диммера (другими словами — максимальный ток симистора) должна соответствовать нагрузке.

Источник

Электрические схемы настольных светильников. Диагностика — электрических соединений

Каждый из нас отдает свое предпочтение в выборе той или иной модели настольной лампы. Необходимо так же задумываться: Каким образом мы в последствии будем заниматься ремонтом настольной лампы? Отдавать в ремонт при ее неисправности либо заниматься ремонтом самому?

Настольная лампа Mantra 1314

Чтобы проводить ремонт самому, — непременно необходимы определенные знания в физике и электротехнике с дополнительными знаниями основ электроники .

Тема на первый взгляд может показаться простой, — но не совсем. Почему именно? — Потому что имеется в настоящее время разнообразие таких электрических схем для различных моделей настольных ламп.

Электрические схемы настольных ламп

Наиболее простая электрическая схема \рис.1\ как для настольных ламп так и для различных моделей светильников бра, — имеет сравнение с данной электрической схемой:

Данная электрическая схема больше подходит к электрической схеме светильников бра, но так же имеет место и для электрической схемы настольных ламп.

Возьмем к примеру электрическую схему справа, — такая схема вполне подходит как к настольной лампе так и к светильнику бра, состоящей из:

• двух ламп;
• ключа \выключателя\.

Соединения настольной лампы

Рассмотрим контактные соединения для настольных ламп:

Каких либо полных объяснений \рис.2\ схематическое изображение \устройство\ настольной лампы, — не требует. На рисунке наглядно показаны контактные соединения:

• лампочки с электрическим патроном;
• выключателя;
• штепсельной вилки с сетевым кабелем.

Необходимые электроинструменты которые могут понадобиться, — следующие:

• пассатижи;
• две отвертки \крестовая и плоская\;
• прибор «Мультиметр»;
• кембрик;
• паяльник;
• паяльное олово;
• паяльная кислота.

Лампа настольная с регулировкой яркости

Рассмотрим следующую электрическую схему для настольных ламп. Схема ступенчатого регулятора яркости освещения \рис.3\ состоит из:

• ключа \выключателя\ — S1;
• предохранителя — F1 0,5 А;
• двух конденсаторов — С1 и С2;
• ступенчатого регулятора яркости освещения — S2, S3, S4;
• двух резисторов — R1, R2 \сопротивление 510 кОм, мощность 0,12 Вт \;
• двух конденсаторов — С1, С2;
• электрической лампочки — HL1 мощность 60 Вт.

Соединение в электрической цепи для:

• предохранителя;
• двух конденсаторов;
• двух резисторов;
• ключей \S1, S2, S3, S4\,

— последовательное. Соединение с контактами электрического патрона лампочки — параллельное. Электрическая цепь замыкается на спирали лампочки HL1.

Принцип работы ступенчатого регулятора яркости освещения будем прослеживать при подключении данного прибора \электрической схемы\ к внешнему источнику переменного напряжения.

При замыкании контактов ключа S2, для участка электрической цепи: F1-C1-R1, — яркость освещения лампочки будет средней.

При замыкании контактов ключей S2 и S4, для двух участков электрической цепи:

1. F1 — C1 — R1;
2. F1 — C2 — R2,

— яркость освещения лампочки будет самой низкой.

При замыкании контактов одного ключа S4, — напряжение подаваемое на лампочку будет соответствовать напряжению внешнего источника переменного напряжения, то есть яркость освещения будет наибольшей.

Электрическая схема настольной лампы может состоять из следующих схем. Данные две схемы \рис.4\ настольного светильника имеют как одну так и две люминесцентные лампы.

Соответственно, схема для подобных настольных светильников будет выглядеть следующим образом:

Схемы в своем исполнении простые. Подобные схемы могут включать в свое содержание конденсатор, соединенный в электрической цепи — параллельно.

Участок электрической цепи для одного потенциала имеет последовательное соединение для:

• двух люминесцентных ламп;
• двух стартеров;
• одного дросселя,

• одной люминесцентной лампы;
• одного стартера;
• одного дросселя.

Дроссель, представляющий из себя катушку, — проверяется на наличие сопротивления прибором Омметр либо прибором Мультиметр — предварительно выставленным в позицию измерения сопротивления.

Диагностику для линейной люминесцентной лампы можно провести пробником, — для двух штырьков с одной и с другой стороны лампы \лампа имеет спираль с одной и с другой стороны\.

Стартер на наличие сопротивления — проверить невозможно, так как стартер состоит из двух электродов между которыми имеется разрыв. Целесообразней его просто заменить.

Конденсатор предназначен в электрической цепи как сглаживающий фильтр \сглаживание пульсаций переменного или синусоидального напряжения\. Настольная лампа к этим схемам может работать \светиться\ и без конденсатора.

Выбор освещения и типы ламп для настольных светильников показаны на рисунке 5

Типы ламп для настольного светильника

Типы ламп для контакта с электрическим патроном имеют следующие названия:

• лампа светодиодная — LED;
• энергосберегающая полуспиральная лампа — CFL;
• обыкновенная лампа \со спиралью\ — GLS.

Данный рисунок также указывает, что замену лампы следует проводить при разъединении штепсельной вилки от электрической розетки.

светодиодная лампа LED

энергосберегающая лампа CFL

лампа накаливания GLS

Рассмотрим электрические схемы регуляторов яркости \мощности\ для настольных ламп.

Электрическая схема \рис.6\ регулятора яркости, состоит из следующих элементов электроники:

• потенциометра;
• пяти резисторов;
• двух транзисторов;
• диодного моста;
• конденсатора;
• одностороннего стабилитрона;
• тиристора триодного \запираемого в обратном направлении с управлением по катоду\.

Транзистор VT1 имеет p-n-p переход, транзистор VT2 — n-p-n переход. Одна диагональ диодного моста соединена с электрической схемой регулятора мощности, другая диагональ диодного моста соединена с нагрузкой \лампой\.

Электрическая схема \рис. 7\ регулятора яркости в общем то состоит из таких же элементов электроники, что и в электрической схеме рисунка 6. В дополнение, здесь имеет параллельное соединение — триодный симметричный симистор. Регулировка яркостью лампы осуществляется поворотом ручки потенциометра.

настольная светодиодная лампа с регулятором яркости

Для остальных незначительных причин неисправности данных настольных ламп могут быть такие причины как:

• разрыв провода сетевого кабеля в месте соединения со штепсельной вилкой;
• разрыв провода сетевого кабеля по его длине;
• перегорание лампы.

Подробное описание проведения диагностики для всех типов светильников, — Вы сможете найти в этом блоге.

Источник