Как уменьшить яркость светодиодной лампы?

Как регулировать яркость и цвет светодиодных ламп? 6 готовых решений

Содержание

Типы светодиодного освещения

Прежде чем говорить про регулировку работы светодиодов, нужно разобраться, какие они бывают и как подключаются к сети. Это важно как на этапе выбора осветительных приборов, например, если у вас новая квартира и вы только подбираете лампочки, так и при наличии готовой системы освещения. Вы поймете, какой вариант вам подходит и какие дополнения могут потребоваться.

Для справки: светодиоды могут изменять яркость свечения при изменении силы тока. Регулировать этот ток нужно при определенном значении напряжения.

Лампочки с рабочим напряжением 220 В

Это светодиодные лампочки, например, с цоколем Е14 и Е27, которые устанавливаются в светильники, бра, люстры, напрямую подключенные к сети 220 В. Но не все могут менять свечение – нужны диммируемые лампы, о которых мы расскажем во втором блоке статьи.

Светодиоды с напряжением 12 – 24 В

Такие источники света используются в потолочных светильниках, споттерах и других приборах с цоколем, например, G4, GX57, G5.3. Низковольтными считаются светодиодные LED-ленты, для их работы используется драйвер. Управление осуществляется через контроллер, о котором мы расскажем далее – в числе готовых решений.

Готовые решения

Мы собрали самые популярные товары на рынке осветительных устройств. С их помощью вы сможете управлять интенсивностью и цветовым оттенком ламп. У нас получился список из 6 пунктов.

1. Для плавного изменения яркости диммером

Диммируемые лампочки – это светоизлучающие устройства с плавно изменяемой интенсивностью светового потока. Для регулировки нужно дополнительное приспособление – диммер. Он может устанавливаться на место выключателя, если нужно регулировать освещение встроенных электроосветительных приборов. В светильниках и бра может быть предусмотрен регулятор с вращающимся колесиком – тот же диммер, но установленный непосредственно на проводе к осветительному прибору.

Современные диммеры могут иметь поворотный, нажимной или поворотно-прижимной регулятор. Есть модели, которыми можно управлять дистанционно – с пульта или звуковыми командами. При выборе стоит обратить внимание на максимально допустимую мощность подключаемых лампочек. Например, ее значение может составлять 300, 400 или 600 Вт.

2. Для шаговой регулировки яркости

В этом сегменте вы найдете диммируемые лампочки с маркировкой step dimmable. К примеру, такие есть у бренда Gauss. Интенсивность свечения у них меняется не плавно, а ступенчато. Диммер не нужен – достаточно серийного нажатия на обычный выключатель. С каждым щелчком яркость меняется.

Например, запрограммированный цикл может быть таким: яркость 100% (максимальная) – яркость 75% – яркость 50% – яркость 20% (минимальная) – яркость 100% (максимальная) – далее по кругу.

3. Для шаговой регулировки цветовой температуры

Такое решение необходимо для многофункциональных помещений, которые в разные часы могут быть местом отдыха, работы, семейных встреч. Эту задачу решают лампы с регулировкой цветовой температуры между нейтральным (белым) и теплым (желтым) свечением. Изменение этого параметра осуществляется пошагово – при каждом нажатии на выключатель.

4. Для шагового переключения между белым цветом и УФ-режимом

Существуют бактерицидные лампы, которые выполняют две функции – освещение и обеззараживание помещения. Регулировка осуществляется так же, как у предыдущих шаговых устройств: при нажатии на выключатель можно выбрать нужный режим – освещение или стерилизация. За счет ультрафиолетового излучения уничтожается до 99% известных бактерий. В зависимости от мощности одна лампа способна охватить помещение площадью до 10 – 20 кв. м. Использовать ее рекомендуется в светильниках с открытым плафоном.

5. Для шаговой регулировки цвета

• Лампы RGB – имеют стандартный цоколь, например, Е14 или Е27, а переключение по цветам осуществляется при каждом нажатии на выключатель. К примеру, такие модели есть в ассортименте бренда Volpe. Их используют в качестве декоративной подсветки, дизайнерских решений и элементов оформления.
• Светодиодные ленты RGB – встраиваются в конструкции подвесных потолков, ниш, кухонных гарнитуров. Эти источники света могут играть роль дополнительной и декоративной подсветки. Имеют низковольтное напряжение – 12 или 24 В, поэтому подключаются к сети через адаптер. Для смены режимов используется RGB-контроллер, управляемый с пульта. Как правило, наиболее удобным решением является покупка набора, в который входит все необходимое для подключения и работы такой системы.

6. Для плавной регулировки яркости и цвета по Wi-Fi

Такие решения используются в системе умного дома, которая позволяет управлять всеми процессами с мобильного телефона. К примеру, у производителя Gauss вышла серия для освещения – она называется «Умный свет» и включает в себя светодиодные лампы различной формы. Их можно объединять в группы через приложение и задавать настройки. Вы сами устанавливаете временной интервал диммирования – от 0 до 100 секунд. Для вашего комфорта предусмотрены световые режимы по расписанию, например, «Пробуждение» и «Перед сном». Можно задействовать режим «Отпуск» на время длительного отсутствия, чтобы создать иллюзию нахождения в доме людей.

У бренда Rubetek тоже есть лампочки, светом которых можно управлять по Wi-Fi. Например, у модели RL-3103 меняется интенсивность и цвет – предусмотрено более 16 млн оттенков. Для работы надо скачать на телефон приложение rubetek. Вы сможете настраивать разные режимы и задействовать функцию «Имитация присутствия владельцев». Умная лампа синхронизируется с помощниками Сири и Алиса.

Светодиодные лампы с Wi-Fi очень экономичны – они потребляют в 5 раз меньше энергии, чем лампы накаливания. А за счет снижения интенсивности яркости можно сэкономить еще больше электроэнергии.

Все ваши плюсы

Изменяемая яркость и цветность ламп – сравнительно новое решение на рынке освещения. И если лампочки, которые включаются по хлопку или датчику движения, есть даже в подъездах домов, то другие технологии остаются пока без внимания. А зря! Ведь управление освещением открывает массу возможностей.

• Экономия – уменьшив интенсивность светового потока, можно снизить энергопотребление.
• Функциональность – одну лампочку удается использовать для разных целей: работы, отдыха, чтения, дежурного освещения.
• Комфорт – настраивайте свет так, как вам удобно: для расслабления и медитации или наоборот, для сосредоточенной деятельности.
• Стиль – изменяемый оттенок или цвет может стать частью дизайнерского оформления жилых помещений, кафе, ресторанов, зон коворкинга, клубов и детских центров.
• Шаг вперед – светодиодные технологии освещения используются в системах умного дома и синхронизируются с голосовыми помощниками.

А какое решение для управления освещением выберете вы? Светодиодные технологии открывают массу возможностей! Выбирайте то, что нужно вам – в нашем каталоге.

Выключатель с регулятором яркости для светодиодной лампы

С момента появления электрического освещения инженеры пытались решить проблему регулирования яркости свечения ламп. На заре электротехники доступно было всего два способа – реостаты и регулируемые трансформаторы. Эти приборы громоздки и неудобны для применения в быту, они имеют и другие недостатки. Поэтому лишь с развитием твердотельной силовой электроники и разработкой мощных, но компактных электронных ключей были созданы современные приборы, называемые диммерами.

Что такое диммирование и принцип его работы

Диммированием называется регулирование яркости свечения ламп различной конструкции от максимального в сторону уменьшения. Термин происходит от английского глагола to dim – затемнять. Применяются регуляторы света для создания комфортной освещенности, а также для создания различных световых эффектов (для этого используются современные приборы, управляемые контроллерами).

Задача уменьшения яркости свечения на разных этапах развития электротехники решалась разными способами. Изначально для этой цели применялись шторки, которыми можно было частично перекрывать световой поток. Далее разработчиками был пройден многолетний путь от потенциометров и регулируемых трансформаторов до современных компактных приборов. Их основой служит силовой ключ, вырезающий часть синусоиды, подаваемой на осветительный прибор.

В определенный момент после прохождения синуса через ноль ключ открывается. Чем позже происходит открывание, тем меньшую часть времени нагрузка находится под напряжением, тем меньше средний ток. Следовательно, меньше и усредненная яркость свечения.

В этой схеме ключом служит симистор, а потенциометром регулируется момент открывания. Такой прибор пригоден для регулирования свечения ламп накаливания и галогенных ламп. У светодиодных приборов имеется своя специфика.

Какие лампочки можно использовать с диммером

Хотя в основе свечения ламп накаливания и светодиодов лежат разные принципы, общее у них имеется – интенсивность свечения зависит от среднего тока, протекающего через элемент. Проблема диммирования большинства светодиодных светильников том, что они включаются в сеть не непосредственно, а через стабилизатор тока (драйвер). Его задача – поддерживать яркость свечения независимо от изменения параметров питающего напряжения. Иными словами, такой прибор призван противостоять процессам, сопутствующим диммированию. Поэтому регулировать интенсивность свечения обычными приборами невозможно.

Существуют специальные лампы, входные цепи драйверов которых дополнены специальной схемой. Она отслеживает среднее значение напряжения на входе и в соответствии с ним изменяет ток светодиодов, регулируя световой поток. Такие лампочки маркируются надписью Dimmable или соответствующей пиктограммой.

Стоят подобные осветительные приборы дороже, но возможности их использования шире.

Существуют недорогие LED-светильники, у которых драйвер в виде электронной схемы отсутствует, его роль выполняет гасящий резистор. Такие лампы нежелательно непосредственно включать в сеть переменного напряжения, даже если они проходят по параметрам. Они не рассчитаны на высокое обратное напряжение, прикладываемое во время отрицательного полупериода. Это может привести к их быстрому выходу из строя. Поэтому их надо включать в сеть любого переменного напряжения через выпрямитель (желательно, двухполупериодный) или использовать на постоянном напряжении. В первом случае они диммируются обычным способом, но включать их надо по схеме «диммер – выпрямитель – лампа». Во втором надо применять специальные диммеры, управляющие свечением методом широтно-импульсной модуляции. Такие аппараты обычно выполняются на базе контроллеров и возможности управления ограничены только фантазией разработчиков.

Для удобства оценки совместимости ламп и диммеров для светодиодов, данные сведены в таблицу.

Важно! Все светодиодные ленты относятся к классу диммируемых – недиммируемых LED-лент не бывает в принципе. Надписи Dimmable на таких приборах – чистой воды маркетинговая уловка.

Регулирование яркости LED при постоянном напряжении

Если светодиодный светильник работает на постоянном напряжении, его яркость также можно регулировать. Самый простой способ – включение последовательно со светодиодом переменного резистора. Изменением его сопротивления меняется ток в цепи.

Этот метод давно признан неудачным из-за энергетической неэффективности. На резисторе бесполезно рассеивается большая мощность. Гораздо более рационально распределять энергию во времени. При этом для снижения интенсивности свечения ключ периодически закрывается, а уровень освещенности усредняется посредством инерционности человеческого зрения.

На практике это делается методом ШИМ. Светодиод питается прямоугольными импульсами постоянной амплитуды и частоты, но разной длительности.

В зависимости от длины импульса меняется средний ток через светодиод, человеческим глазом это воспринимается как изменение яркости.

Модуляцию по ширине импульса удобно реализовывать с помощью процессорной техники. Поэтому на контроллерах делают различные приборы для создания световых эффектов.

Достоинства и недостатки

К плюсам возможности настройки уровня свечения относятся:

• получение комфортной освещенности помещения;
• экономия электроэнергии;
• возможность акцентирования на деталях (в случае декоративной подсветки);
• уменьшение выделения светильниками тепла;
• возможность дистанционного и автоматического управления;
• продление срока службы LED.

Еще одно достоинство светодиодных светильников – у них в процессе изменения яркости не меняется цветовая температура.

К минусам относится заметное мерцание LED-излучателей при низких уровнях яркости. Это приводит к повышенной утомляемости глаз, а также к возникновению вредного эффекта стробоскопа. Избавиться от мерцания при питании постоянным током проблематично, а при питании переменным – невозможно. Другая проблема – после установки светорегулятора определенного типа теряется возможность устанавливать лампы произвольного вида. Они должны быть совместимы с регулятором.

Экономят ли диммеры электроэнергию

Этот простой вопрос вызывает бурные дискуссии в Интернете. На самом деле, многое зависит от конструкции диммера. Светорегуляторы старых образцов, выполняемые в виде потенциометров или регулируемых трансформаторов, никакой экономии не давали. Вся сэкономленная мощность бесполезно рассеивалась на балласте. Сейчас таких приборов практически не выпускают.

Диммеры, построенные на электронных ключах, распределяют электроэнергию во времени. Для уменьшения яркости они закрывают регулирующий элемент полностью на заданный промежуток времени, ток через нагрузку и ключ практически не идет. Все происходит в течение одного полупериода синусоидального напряжения, поэтому человеческий глаз такого вмешательства не замечает. Снижение потребления при таком способе очевидно, но не все так просто:

1. Вклад освещения в общий расход электроэнергии в доме или офисе не так велик, гораздо больше потребляют мощные электроприборы. Поэтому небольшое снижение потребления энергии за счет диммирования будет заметно, но не существенно. В связи с глобальным переходом на светодиодное освещение, доля затрат на освещение снижается еще больше, и эффект от диммирования становится еще меньше.
2. Сам диммер для светодиодных ламп имеет КПД отличный от 100%. У хороших приборов этот показатель превышает 90%, но это все равно расход электроэнергии.
3. Стоимость приборов для регулировки яркости выше, чем у обычных выключателей. Даже при наличии экономии период окупаемости у них составляет не менее пары лет.
4. Многие производители в маркетинговых целях завышают экономический эффект, это приводит к несоответствию ожиданий от применения регуляторов освещения.

Следует учитывать, что уменьшение среднего тока увеличивает ресурс светодиодов. Это вносит положительный вклад в общую экономику эксплуатации освещения. В любом случае не стоит ожидать экономии больше, чем 10%.

Влияние диммирования на срок службы светильников

Известно, что подача уменьшенного тока в момент включения увеличивает срок службы ламп накаливания. Светодиоды не склонны к выходу из строя в момент включения, но регулирование свечения также благотворно влияет на продление ресурса работы LED. Дело в том, что срок службы излучателей зависит от средней рабочей температуры, которая, в свою очередь, определяется током. Чем выше нагрев, тем быстрее происходит деградация светоизлучающих диодов, тем больше вероятность полного выхода из строя.

При применении диммеров для светодиодов средний ток становится заметно меньше максимального, поэтому ресурс LED значительно увеличивается.

К графикам и цифрам в этом плане надо относиться с долей скептицизма – вряд ли производители устраивали полноценные ресурсные испытания. Да и смысла в них нет – к окончанию тестов технологии обновятся, и придется начинать испытания заново. Поэтому заявленные цифры получают расчетным путем, и в них присутствует изрядная рекламная составляющая.

Виды современных диммеров

В продаже доступно огромное количество регуляторов интенсивности свечения LED-излучателей. Помимо рассмотренных различий, их классифицируют и по другим параметрам, определяющим область применения аппаратов.

По типу монтажа

По типу монтажа приборы могут быть:

• настенными – монтируются подобно обычному выключателю освещения;
• модульными – устанавливаются в электрический щит на DIN-рейку;
• подвесными – встраиваются в конструктивные элементы подвесных светильников ;
• переносными – такой прибор можно включать в любую розетку, затем к нему подключается торшер или настольная лампа;
• встраиваемыми – их прячут за элементами интерьера.

Последняя категория приборов схожа с настенными, но имеет менее эстетично оформленный корпус.

По исполнению

Приборы могут иметь разные контактные группы:

• обычными на размыкание-замыкание;
• перекидными.

Во втором случае диммер называется проходным и служит для организации двойной схемы управления светом – из двух точек независимо.

По способу регулировки

По этому критерию приборы могут быть:

• поворотными – яркость регулируется поворотом колеса, полностью свет выключается доворотом до упора;
• поворотно-нажимными – свечение настраивается поворотным колесом, выключение производится нажатием на колесо в любом положении;
• кнопочными – регулировка производится нажатием на кнопки + или -.
• сенсорными – принцип аналогичен кнопочными, но вместо нажатия достаточно дотронуться в чувствительной зоне;
• управляемыми дистанционно – свет регулируется пультом дистанционного управления;
• управляемыми по WiFi – можно регулировать освещение с мобильного устрйоства;
• акустические – управляются звуковым сигналом.

Последний тип приборов мало распространен из-за низкой устойчивости к акустическим помехам.

Как подключить LED-осветитель через диммер

Led диммер подключается в осветительную сеть подобно обычному выключателю (часто он несет и эту функцию) – в разрыв фазного провода. Поэтому зачастую можно снять штатный выключатель и выполнить подключение диммера по той же схеме. Не следует забывать о максимальной мощности нагрузки, которую можно подключать к регулятору. Он должен выдерживать ее с запасом в 15-20%. При соблюдении этого правила диммер будет выполнять свою работу долго.

Видео: Подключение и настройка диммера с Алиэкспресс.

Как уменьшить яркость светодиодной лампы?

Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.

Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.

Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.

С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.

Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».

В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.

Теория

Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.

Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод. Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.

Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.

Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.

Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.

Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.

Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.

Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.

Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.

Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы

Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.

Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:

R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.

Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.

Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.

Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.

Расчёт выходного тока достаточно прост:

Получается достаточно компактное решение:

Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:

Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.

Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка

ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.

При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).

Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.

Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:

А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.

Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В

Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.

Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.

Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В

Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.

Различают такие диммеры по фронту работы:

1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:

2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.

Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.

Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.

Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В

Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.

Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.

Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».

Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.

Вот пример использования такого решения:

Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.

Заключение

Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

Принцип регулировки яркости светодиодов

Если упустить подробности и объяснения, то схема регулировки яркости светодиодов предстанет в самом простом виде. Такое управление отлично от метода ШИМ, который мы рассмотрим чуть позже.
Итак, элементарный регулятор будет включать в себя всего четыре элемента:

• блок питания;
• стабилизатор;
• переменный резистор;
• непосредственно лампочка.

И резистор, и стабилизатор можно купить в любом радиомагазине. Подключаются они точно так, как показано на схеме. Отличия могут заключаться в индивидуальных параметрах каждого элемента и в способе соединения стабилизатора и резистора (проводами или пайкой напрямую).

Собрав своими руками такую схему за несколько минут, вы сможете убедиться, что меняя сопротивление, то есть, вращая ручку резистора, вы будете осуществлять регулировку яркости лампы.

В показательном примере аккумулятор берут на 12 Вольт, резистор на 1 кОм, а стабилизатор используют на самой распространенной микросхеме Lm317. Схема хороша тем, что помогает нам сделать первые шаги в радиоэлектронике. Это аналоговый способ управления яркость. Однако он не подойдет для приборов, требующих более тонкой регулировки.

Необходимость в регуляторах яркости

Теперь разберем вопрос немного подробнее, узнаем, зачем нужна регулировка яркости, и как можно по-другому управлять яркостью светодиодов.

• Самый известный случай, когда необходим регулятор яркости для нескольких светодиодов, связан с освещением жилого помещения. Мы привыкли управлять яркостью света: делать его мягче в вечернее время, включать на всю мощность во время работы, подсвечивать отдельные предметы и участки комнаты.
• Регулировать яркость необходимо и в более сложных приборах, таких как мониторы телевизоров и ноутбуков. Без нее не обходятся автомобильные фары и карманные фонарики.
• Регулировка яркости позволяет экономить нам электроэнергию, если речь идет о мощных потребителях.
• Зная правила регулировки, можно создать автоматическое или дистанционное управление светом, что очень удобно.

В некоторых приборах просто уменьшать значение тока, увеличивая сопротивление, нельзя, поскольку это может привести к изменению белого цвета на зеленоватый. К тому же увеличение сопротивления приводит к нежелательному повышенному выделению тепла.

ШИМ управление

Выходом из, казалось бы, сложной ситуации стало ШИМ управление (широтно-импульсная модуляция). Ток на светодиод подается импульсами. Причем значение его либо ноль, либо номинальное – самое оптимальное для свечения. Получается, что светодиод периодически то загорается, то гаснет. Чем больше время свечении, тем ярче, как нам кажется, светит лампа. Чем меньше время свечения, тем лампочка светит тусклее. В этом и состоит принцип ШИМ.

Управлять яркими светодиодами и светодиодными лентами можно непосредственно с помощью мощных МОП-транзисторов или, как их еще называют, MOSFET. Если же требуется управлять одной-двумя маломощными светодиодными лампочками, то в роли ключей используют обычные биполярные транзисторы или подсоединяют светодиоды напрямую к выходам микросхемы.

Вращая ручку реостата R2, мы будет регулировать яркость свечения светодиодов. Здесь представлены светодиодные ленты (3 шт.), которые присоединили к одному источнику питания.

Зная теорию, можно собрать схему ШИМ устройства самостоятельно, не прибегая к готовым стабилизаторам и диммерам. Например, такую, как предлагается на просторах интернета.

NE555 – это и есть генератор импульсов, в котором все временные характеристики стабильны. IRFZ44N – тот самый мощный транзистор, способный управлять нагрузкой высокой мощности. Конденсаторы задают частоту импульсов, а к клеммам «выход» подсоединятся нагрузка.

Поскольку светодиод обладает малой инертностью, то есть, очень быстро загорается и гаснет, то метод ШИМ регулирования является оптимальным для него.

Готовые к использованию регуляторы яркости

Регулятор, который продается в готовом виде для светодиодных ламп, называются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтобы мы не чувствовали мерцания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться максимальной яркости свечения или угасания лампы.

Встраивая такой диммер в стену, можно пользоваться им, как обычным выключателем. Для исключительно удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.

Способность ламп, созданных на основе светодиодов, менять свою яркость открывает большие возможности для проведения световых шоу, создания красивой уличной подсветки. Да и обычным карманным фонариком становится значительно удобнее пользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.

Уменьшение яркости светодиодных светильников.

Доброго времени суток.
Помогите в следующей проблеме. Курил 6 светодиодных светильников » > мощностью 20w. Установили в натяжной потолок и окозалось очень все ярко, как в операционной. Площадь помещения 22м2. Вопрос — как с помощью диммера уменьшить яркость светильников. Какой применить диммер? Есть ли возможность поставить один диммер на всю группу светильноков. Диммер желателен с памятью. Один раз отрегулировал и забыл.
Заранее огромное спасибо.

Интересно посмотреть фото в интерьере.

Leonsio написал :
Интересно посмотреть фото в интерьере.

Буду на той квартире сфоткаю и вылажу.

luha , поищите что нибудь типа этого

jaja написал :
luha , поищите что нибудь типа этого

А если можно поподробней! Этот диммер ставится перед драйвером? На каждый светильник отдельно?

» >
ставится один в подрозетник за механизм кнопочного выключателя, либо, в крайнем случае, в распредрокоробку.

А подскажите эти сетильники вообще диммируемы? А то купишь диммер, а все за зря!

jaja , Угу,ставится,если сама лампа на уровне обвязки поддерживает диммирование.

luha написал :
А подскажите эти сетильники вообще диммируемы? А то купишь диммер, а все за зря!

Судя по Вашей ссылке — нет.

Leonsio , ну, я лично испытал работоспособность на некоторых отбросах полупроводниковой промышленности, все норм ) но 100 процентов, что у тс заработает, конечно же, не даю

luha написал :
Курил 6 светодиодных светильников

Потолок увы снимать. Покупать другие светильники, нормальные по световой отдаче.
После этого заказывать новый потолок.
Эти диммироваться не будут.

web-rr написал :
Потолок увы снимать. Покупать другие светильники, нормальные по световой отдаче.
После этого заказывать новый потолок.
Эти диммироваться не будут.

Может, можно выковырять?

В качестве мозгового штурма.
Когда-то занимался перепайкой светодиодов в автомобильных щитках приборов. Зачастую новые белые светодиоды были чрезмерно яркими, и уменьшить их яркость электронным способом не получалось из-за высокой плотности монтажа. Выручала автомобильная тонировочная пленка, наклеенная в один-два слоя.

web-rr , Нормально по светоотдаче,сколько это на 22 м.кв.

Leonsio , он только по части чужими потолками раскидываться

Вопрос актуален по светоотдаче, я себе ставлю( собираюсь) 9 светодиодных светильников но с отдачей в 10W каждый,комната по размерам аналогичная.

Leonsio написал :
web-rr , Нормально по светоотдаче,сколько это на 22 м.кв.

Всё индивидуально. Влияющих факторов много: высота помещения, цвет всего (напольного покрытия, потолка, стен), личные ощущения.
Кому-то на 6 квадратных метров ванной комнаты самый раз 15 семиватнных светодиодных ламп, кому-то на те же самые метры этажом выше самый раз кажутся три десятиваттных.

Leonsio написал :
Вопрос актуален по светоотдаче, я себе ставлю( собираюсь) 9 светодиодных светильников но с отдачей в 10W каждый,комната по размерам аналогичная.

ИМХО, нужно делить на группы, например с помощью двойного выключателя.

cooler.od написал :
ИМХО, нужно делить на группы, например с помощью двойного выключателя.

Видимо придется упереться в димирование, лампы такие » > если будет ярко,буду думать.

Leonsio , это идеальный вариант. Но пока дорогой.

В этих светильниках райвера не димируемые. Но поскольку как такового димирования не требуется, а нужно просто снизить яркость советую попробовать включать два светильника на один драйвер (светильники включать паралельно). В этом случае ток драйвера (240 мА) будет протекать по двум цепочкам светодиодов и каждая будет работать в пол силы. На драйвере это совсем не отразится, а световой поток упадет в два раза (с учетом логарифмической чувствительности глаза — визуально процентов на 30).

1. Все переделки можно осуществить абсолютно бесплатно
2. Появится 3 запасных драйвера
3. Увеличится срок службы светильников.

Сам делал подобную модернизацию и встречал подобное в современных китайских светильниках (двухцветных).

А если драйвера поменять — они же внешние? на те которые например с тач-димом? Или не подобрать такие по параметрам?

Может, проще вытащить/отключить пару светильников из шести?

Вадим М , А как же эстетическое восприятие?)))))

Leonsio написал :
Вадим М , А как же эстетическое восприятие?)))))

можно так

Вадим М написал :
Может, проще вытащить/отключить пару светильников из шести?

Я так и сделал, отключил парочку. А потом задумался, а есть ли контроллер который отключает свет по зонам. Полез к китайцам и вот нарыл
» >
» >
Подскажите мне такая приспасоба подойдет к моим светильникам? ) Конечно потолок все равно придется снимать, но хоть какой-то выход!

luha написал :
Я так и сделал, отключил парочку. А потом задумался, а есть ли контроллер который отключает свет по зонам.

есть реле ABB e255-230 с алгоритмом работы «выключателя со шнурком» на две нагрузки

Посмотрел у себя на даче: комната прямоугольная мансарда 2 панорамных окна практически в пол, высота 2,50. Стоят 6 светильников екола по 11ватт правда люминесцентные, так вот освещение не напрягает.

Leonsio написал :
Посмотрел у себя на даче: комната прямоугольная мансарда 2 панорамных окна практически в пол, высота 2,50. Стоят 6 светильников екола по 11ватт правда люминесцентные, так вот освещение не напрягает.

Во-первых у Вас люминесцентные, а во-вторых по 11W. Поверьте шесть светодиодных по 20w это уж чересчур.

luha , Верю, жду фото. У меня сейчас тоже проблема выбора для квартиры, мое сочетание 9 на 10W для комнаты с панорамным остеклением(22м.кв)

luha написал :
Подскажите мне такая приспасоба подойдет к моим светильникам? ) Конечно потолок все равно придется снимать, но хоть какой-то выход!

Подключить-то ее можно (поплясав с бубном), но оставить китайчатину необслуживаемой за потолком — не самая хорошая идея.
Вы так и не пояснили: светильники вынимаются из потолка?
Если там стоят стабилизаторы тока, может, просто зашунтировать их мощными сопротивлениями?

cooler.od написал :
Вы так и не пояснили: светильники вынимаются из потолка?

Светильники вынимаются теоретически ))) На практике у меня что-то не получилось, уж очень тугие пружины да и цепляются там за что-то, нужно прикладывать большее усилие. Я два отключил, немного их отогнув и подцепив соеденительный штекер.

cooler.od написал :
Если там стоят стабилизаторы тока, может, просто зашунтировать их мощными сопротивлениями?

Перед каждым светильником стоит драйвер вот такой » > Как их просто зашунтировать мощным сопротивлением?

cooler.od написал :
Подключить-то ее можно (поплясав с бубном)

И почему подключение » > будет с бубном. На схеме вроде все понятно, даже такому делитанты в электрике как я ))))

приклейте на светильники матовые или молочные пленки , чтобы уменьшить световой поток.

luha написал :
И почему подключение » > будет с бубном. На схеме вроде все понятно, даже такому делитанты в электрике как я ))))

Мы ж не видим расположение светильников, длину линий между ними, удобство прокладки дополнительных проводов. Не знаем, можно ли туда впихнуть и закрепить дополнительное устройство. Поэтому предупреждаем, что возможны трудности.

luha написал :
Перед каждым светильником стоит драйвер вот такой » > Как их просто зашунтировать мощным сопротивлением?

Скажу честно, я не работал с такими светильниками. Поэтому возможно, моя писанина — полный бред ). Но коллеги поправят ,если что.
Судя по надписям на драйвере, для того чтобы подать на светильник мощность 20 Вт, при токе 240 мА выходное напряжение должно быть около 80 Вольт.
Если параллельно светильнику подключить резистор сопротивлением порядка 700 Ом, половина тока пойдет через резистор, и светильник будет гореть в два раза тусклее. Резистор будет сильно греться , и должен быть рассчитан на мощность на менее 10 Вт.
Повторюсь, я так не делал , и мне самому интересно мнение коллег по данному поводу.

cooler.od написал :
Резистор будет сильно греться, и должен быть рассчитан на мощность на менее 10 Вт.
Повторюсь, я так не делал, и мне самому интересно мнение коллег по данному поводу.

Низкий КПД. Зачем тогда вообще нужны светодиоды?
Проще тогда уже лампочки Ильича поставить и диммировать их как угодно.

rip87 написал :
Низкий КПД. Зачем тогда вообще нужны светодиоды?
Проще тогда уже лампочки Ильича поставить и диммировать их как угодно.

Думаю, в данном конкретном случае, ТС согласился бы уменьшить яркость при той же потребляемой мощности.

cooler.od написал :
Судя по надписям на драйвере, для того чтобы подать на светильник мощность 20 Вт, при токе 240 мА выходное напряжение должно быть около 80 Вольт.
Если параллельно светильнику подключить резистор сопротивлением порядка 700 Ом, половина тока пойдет через резистор, и светильник будет гореть в два раза тусклее. Резистор будет сильно греться, и должен быть рассчитан на мощность на менее 10 Вт.

Все совершенно верно, только вместо шунтирующего резистора подключить другой светильник.
И с кпд все в порядке и высвободившийся драйвер в запас

А почему тут оценивают светоотдачу в ваттах? Это же не лампы накаливания. Судя по табличке приведенной ТС (luha) светильник на 20W имеет светоотдачу 1600Lm и это при светоотдаче в 1250Lm обычной лампы накаливания на 100 ватт. Соответственно посчитайте сколько бы вы повесили обычных лампочек до нужной яркости и соответственно столько надо подбирать иных светильников в Люменах (Lm).

Вы еще про коэффициент пульсации вспомните » >

Тут такое дело я не спец в димерах но много сталкивался со светодиодами, ну есно и с драйверами. Значит на любой драйвер, что мне попадались конечно, если понизить напряжение просто автотрансформатором светодиоды светят не так ярко. Драйвер это просто токовый стабилизатор и когда напряжение падает до такого предела по вольтам что драйвер не может дать нужное напряжение и тем удержать нужный ток он просто дает то что может на светодиод. Мне не разу не попадался драйвер чтобы он отрубил напряжение на светодиод при недостатке того напряжения. Не ну есть такие фонарики но там это делает контролер чтобы литий не посадить ниже положенного. При этом некоторые драйверы работают очень хреново или вообще не работают если на входе поставить импульсный преобразователь типа DC/DC, может это и к димерам относится не знаю. Потому автору вопроса простой совет включите для пробы свои светодиоды последовательно с лампочкой накаливания мощностью 200Вт. Делов там на пять минут по деньгам тьфу, только лампочку такую нужно найти конечно.Ну не получится счастья что вы потеряете?