Регулировка освещения в комнате

Как подключить выключатель с диммером – регулятором света

Все технические приборы со временем проходят модернизацию. Не стали исключениям и системы освещения. Регулятор света вошел в обиход не так давно, однако сразу повысил степень комфорта эксплуатации осветительных приборов.

Диммеры – второе название устройств этого вида, они не просто меняют яркость освещения, но и позволяют создать уютную атмосферу, попутно экономя затраты на электроэнергию.

Совмещенные с выключателями регуляторы мало чем отличаются от стандартных моделей. Изготовить такое устройство можно и самостоятельно. Главное, разобраться в особенностях его конструкции и понять принцип его работы.

Область применения

Основной задачей регулятора является изменение степени яркости свечения лампы. Выключатели этого типа позволяют добиться разной интенсивности света. С помощью диммера можно выставить самое яркое торжественное освещение или уменьшить его до приглушенной интимной подсветки.

Использование регулятора делает неактуальным применение выключателей двойного и тройного типа. Исчезает и необходимость приобретения дорогостоящих приборов с встроенными контроллерами напряжения.

Регулировка света необходима в нескольких случаях:

• уменьшение яркости освещения перед сном;
• создание дизайнерского интерьера, требующего различной степени освещенности;
• экономия электроэнергии в бытовых помещениях и подсобках;
• различные световые сценарии (просмотр фильма, чтение книги, отход ко сну детей).

Этот современный вид реостатов все чаще используются в процессе дизайна, так как они позволяют расставить акценты, «высветить» произведения искусства и необычные предметы интерьера.

В сфере производства регуляторы света нередко используются при монтаже наружной рекламы, привлекающих внимание инсталляций. Они активно применяются на концертных площадках, в клубах, на торжественных мероприятиях, в промо-акциях.

Особенности конструкции

Несложная конструкция регуляторов света выгодно контрастирует с оказываемым ими визуальным и экономическим эффектом. Поэтому нередки случаи, когда люди, знакомые с основами электромонтажа, самостоятельно изготавливают и устанавливают диммеры в домах и помещениях бытового назначения.

Все современны модели светорегуляторов включают в себя:

• динисторы (ДИАК);
• симисторы (ТРИАК);
• узлы формирования импульса;
• предохранители (запасной и рабочий);
• прибор фильтрации импульсных помех (дроссель);
• дополнительные элементы в виде конденсаторов, резисторов постоянного и переменного тока.

Интересно! Симисторы – полупроводники, являющиеся разновидностью тиристоров, на схемах нередко обозначаются аббревиатурой «TRIAC». Они могут пропускать к лампе ток в любом объеме, но при введении в работу определенных алгоритмов, возвращают излишки обратно. По своей сути, ТРИАК являются электронным ключом, способным отсечь участки синусоидальных волн.

За выполнение этой функции отвечают катод и анод, которые могут меняться местами в зависимости от корректировки направления электрического тока. Проводниковая конструкция, предусматривающая наличие нескольких слоев, гарантирует максимальную точность при выполнении данной задачи.

Динистор или двунаправленный диод берет на себя функции переключения направления синусоидальной волны.

Корпус прибора сделан, как правило, из пластика неподверженного горению.

Принцип работы

Регулятор освещения может работать с разным типом ламп. Основные принципы его функционирования при этом не изменятся.

Переменный резистор обеспечивает зарядку конденсатора. После ее окончания вступает в работу тиристор (ТРИАК). Изменение яркости освещения происходит за счет подачи в источник света обрезанной синусоиды. Проще говоря, ток, протекающий по электросети, представляет собой синусоидальные волны. ТРИАК отсекает передний или задний фронт волн, уменьшая, таким образом, напряжение, что сразу же проявляется внешне в виде снижения мощности светопотока.

Данный процесс называется регулировкой по заднему либо переднему фронту. В первом случае диммирование происходит за счет электронных трансформаторов (по заднему фронту) и применяется для светодиодов и галогенных ламп.

Во втором – регулировка по переднему фронту проходит с участием электромагнитных трансформаторов и используется в работе светодиодов и люминесцентных приборов.

За уменьшение электромагнитных помех отвечает индуктивно-емкостный фильтр или дроссель. Оба способа регулировки могут применяться при использовании в системе освещения ламп накаливания.

Важно! При использовании энергосберегающих люминесцентных ламп нужно помнить о необходимости применения электронного пускорегулирующего устройства (ЭПРА).

Классификация диммеров

Существует несколько видов классификаций регуляторов. Так, выделяют моноблочные и модульные устройства.

Моноблочные светорегуляторы изготавливаются в виде единого блока и монтируются в корпус обычного подразетника как выключатели. Чаще всего их используют при оборудовании квартир с тонкими перегородками.

По виду управления их можно дополнительно разделить на:

• нажимные с поворотом ручки;
• поворотные;
• клавишные, как вариант, кнопочные;
• сенсорные;
• с пультом ДУ.

Первый вид – самые простые и бюджетные. Включение светильника происходит за счет нажима, а поворотом ручки регулируется яркость. Во втором случае и включение, и регулировка происходит за счет вращения.

Клавишный реостат очень похож на стандартный выключатель. Состоит он, как правило, из 2-ух пластин, первая из которых включает свет, а вторая определяет его интенсивность.

Сенсорные светорегуляторы – одни из самых современных и востребованных. Они отличаются высокой надежностью и плавным переключением, включающим несколько ступенчатых уровней.

Регулировка с помощью пульта ДУ считается самой комфортной. Для ее осуществления нет необходимости вставать с места.

Модульные типы диммеров монтируются на DIN-рейке распредблоков. Они отвечают за поддерживание освещения в районе коридоров и лестничных проемов. Также данный вид диммеров используют для обеспечения безопасности вокруг дома и на придомовой территории.

Управление модульным типом происходит за счет нажатия клавиши или кнопки. Пятисекундное удержание позволит выставить необходимый уровень освещенности площадки.

Подбор диммеров может происходить и по типу используемых ламп. Так, с лампами накаливания и галогенными устройствами в 220 В работают практически все регуляторы света.

Низковольтные галогенные источники света функционируют только в условиях подключения диммеров, имеющих специальную маркировку «С».

Люминесцентные лампы требуют оборудования пускорегулирующей аппаратурой (ПРА), которая может изменять частоту, а значит, и силу тока. В результате варьируется и интенсивность освещения.

При работе со светодиодами применяется способ широтно-амплитудной модуляции, при котором оптимальная амплитуда комбинируется с изменяемой длительностью импульса.

Классификация по типу конструкции выделяет одинарную, двойную и тройную модификацию.

Важно! Мощность – один из ключевых технических моментов, на которые стоит обращать внимание, приобретая регулятор света. Данный показатель у современных систем освещения может варьироваться от 50 Вт до 1 кВт.

Как подключить выключатель с регулятором яркости

Первое, что необходимо сделать при подключении диммера к выключателю – это отключить электричество на щитке. Дальше алгоритм будет следующим:

1. Снять корпус выключателя с панелью, клавишами и крышкой, закрывающей все соединительные элементы.
2. Ослабить с помощью отвертки крепление и вытянуть конструкцию из стены.
3. Убедиться в целостности изоляционного слоя контактов, отсоединить их от клемм.
4. Взять светорегулятор и подсоединить его провода к освободившимся клеммам, проверить надежность креплений.
5. Поставить диммер на место выключателя, закрепить его в стене.
6. Восстановить подачу электрического тока.
7. Проверить работу диммера.

В процессе подсоединения контактов нельзя оставлять оголенные участки длиной более 3 мм. Из необходимо обрезать или дополнительно изолировать.

Преимущества и недостатки регуляторов света

Регуляторы света активно используются при монтаже систем освещения ввиду своих явных преимуществ:

• долгий срок службы;
• контроль степени освещения;
• плавный запуск;
• возможность дистанционного управления;
• настройка таймера;
• экономия электроэнергии.

Светорегуляторы нередко используются в светодизайне, для подсветки картин и предметов искусства, для управления не только центральным освещением, но и дополнительным в виде бра и торшеров.

Современные модели встраиваются в модули освещения системы «Умный дом», переводятся на голосовое управление и могут претворять в жизнь различные световые сценарии, включающие регулирование степени освещенности.

К недостаткам следует отнести необходимость четкого соотношения мощностей регуляторов и источников света. Особенности напряжения также могут спровоцировать некорректное функционирование реостатов.

Ряд ламп, в особенности оборудованные ЭПРА, плохо совместимы с диммерами. Данные комбинации используются крайне редко из-за создаваемых друг другу помех.

Основные выводы

Диммер – устройство регулирующее яркость, весьма востребовано на рынке, так как имеет множество областей применения.

1. Широкий модельный ряд включает в себя приборы с клавишным, поворотным, сенсорным и дистанционным управлением.
2. Регуляторы света работают почти со всеми типами ламп.
3. Подключить данное устройство может даже любитель ,владеющий основами электромонтажа.
4. Диммеры отличаются большим количеством преимуществ, а также возможностью встраивания в систему «Умный дом».

Регулировка мощности светового потока – основная задача данного типа приборов. Однако помимо нее диммер выполняет множество второстепенных функций, которые значительно повышают уровень комфорта современной жизни.

Выключатель с регулятором яркости: свет, который можно контролировать

Время чтения: 8 минут Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

Б уквально несколько лет назад люди жаловались на высокий уровень электропотребления реостатом, который регулировал освещенность в загородных домах. Даже наименее мощные лампочки тратили много энергии, так как большая ее часть уходила на нагрев реостата. Но появилась такая вещь, как выключатель с регулятором яркости, или, говоря языком специалистов, диммер. Что же это за штука и в чем заключается принцип ее действия? Чтобы ответить на этот вопрос, надо рассмотреть диммеры подробнее.

Выключатель с регулятором яркости — диммер

Видео: рекомендации по выбору диммера

Что такое регулируемый выключатель

Диммер является установкой, которая сделана наподобие реостата для плавного изменения напряжения в рамках от 0 до 220 Вт. Данный выключатель также стал замыкающим звеном цепи.

Регулировка яркости происходит за счет изменения напряжения

Конструкция диммера включает в себя размеренную регулировку сопротивления выключателя, в действие которую приводит поворотный кулачок, электронное устройство в виде пульта ДУ или датчика движения или сенсорный механизм.

Конструкция и компоненты диммера

На самом деле, диммер считается выключателем, регулирующим освещение благодаря отбросу «лишнего электричества». Он очень похож на реостат, только более комфортен в использовании.

Использовать, однако, подобные изделия можно не для всех типов лампочек. Энергосберегающие и галогеновые лампы в принципе не подходят для них, так как такие лампы, чаще всего, требуют именно 220 вольт. А вот выключатели с регулятором яркости для светодиодных ламп – вполне распространенная вещь.

Регулировка яркости светодиодной лампы

Принцип работы

Схемы регулировки яркости света лампочек у большей части диммеров идентичны. Единственное различие – наличие каких-либо дополнительных деталей для создания плавности и устойчивости нижних пределов.

Предназначение клеммных колодок на диммере

Происходит зарядка конденсатора через переменный резистор, а когда она достигает определенной отметки, открывается симистор, и начинает гореть лампа. Симистор закрывается. Такой же процесс идет и на отрицательной полуволне.

Электрическая схема работы регулятора освещения

Вариации диммеров

Все регулируемые устройства подразделяются на типы в зависимости от конструкции и сферы применения.

Модульные

Чаще всего ставятся в распределительных щитках и управляются при помощи клавиши или кнопки. Применяют такие экземпляры для освещения коридоров и лестничных клеток.

Моноблочные

Такой тип устанавливается в простом подрозетнике и подключается как ординарные выключатели. Они в свою очередь делятся на:

• Нажимные;

• Поворотные;

Устройство с поворотным регулятором

• Клавишные;

Клавишный регулятор яркости

• Сенсорные;

• С пультом управления.

Диммер с пультом ДУ

Диммеры для установки в монтажную коробку, чаще всего, созданы для галогеновых ламп и ламп накаливания. Управлять ими можно при помощи специализированной выносной кнопки.

Управление уровнем освещения

Существует разделение выключателей и по разновидностям ламп, для регулировки света которых они используется:

• Для галогенных ламп и ламп накаливания;
• Для галогенных низковольтных ламп;
• Для люминесцентных лампочек;
• Для светодиодов.

Управление светодиодной лентой при помощи диммера

Статья по теме:

Светильник светодиодные для внутреннего освещения. Что это за устройства и почему набирают такую популярность?Подробнее в специальной публикации.

Плюсы и минусы

Среди плюсов диммеров можно отметить такие аспекты, как:

• Возможность регулировки яркости ламп;
• Можно настроить таймер, при помощи которого яркость будет меняться автоматически;
• Управление дистанционным способом;
• Более долгий срок службы ламп;
• Применение в роли обычного выключателя;
• Можно создать мигание и картины с красивой подсветкой;
• Экономия энергии.

С помощью регулятора можно настроить таймер и задать нужную яркость в разное время суток

Однако есть здесь и свои минусы. Например:

• Не все разновидности диммеров могут экономить электричество;
• Создаются помехи для приборов, которые принимают радиосигналы;
• Малые нагрузки приводят к поломке диммеров;
• Работе регуляторов могут мешать разнообразные помехи;
• При работе диммеров могут наблюдаться мерцания и мигания ламп.

Из-за неправильного монтажа или помех могут мигать лампы

Статья по теме:

Почему мигает лампочка при выключенном выключателе? В отдельной публикации вы можете узнать о причинах возникновения этого явления и способах устранения проблемы.

Монтаж регулируемых выключателей

Как подключить выключатель с регулятором яркости в загородном доме? Очень легко. Размеры диммера не отличаются от размеров ординарного выключателя, следовательно, он также монтируется с помощью специализированных лапок в разрыв осветительной цепи. Главное здесь, это следить за полярностью.

Общая схема подключения диммера

Вместо просто выключателя диммер устанавливается после демонтажа старого. Для того, чтобы это сделать, надлежит отключить напряжение сети и желательно удостовериться в его отключении индикатором. Потом необходимо снять рамку выключателя, отвинтить винты монтажных лапок. Ослабив винты и на клеммах, можно будет открепить выключатель от проводов.

Различные виды зажимов для проводов

Далее следует произвести установку диммера, совершив все вышеописанные действия, начиная с конца, то есть, с присоединения регулятора к проводам.

Соединяем провода с регулятором согласно схеме

Устанавливаем диммер в подрозетник и крепим его винтами.

Монтаж устройства в подрозетник

Монтируем все декоративные элементы устройства.

Установка декоративной рамки

Иногда возникают случаи, когда необходимо регулировать яркость в нескольких местах. В этом случае вам понадобятся два и более диммеров и установка дополнительных подрозетников с прокладкой кабеля.

Схема подключения двух диммеров

Прокладка кабеля в стене

Видео: установка диммера

Рекомендации по выбору места установки

Хотя регулируемые выключатели крайне удобны для применения в обыденной жизни, все же лучше не использовать их в следующих типах помещений:

• Там, где всегда много людей. Большое количество человек в принципе не даст возможности регулировать яркость света.
• Там, где нет определенности в местах установки светильников.

Заключение

Таким образом, диммер – крайне полезная вещь для освещения и экономии электроэнергии. Но устанавливать его у себя в загородном доме или нет, зависит только от вас, так как его преимущества и недостатки воспринимаются всеми по-разному.

Видео: подключение диммера своими руками

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Настраиваем адаптивное освещение в умном доме

Адаптивное освещение — это автоматическая подстройка температуры света в вашем доме в течение дня. Исследователи утверждают, что такой подход плодотворно сказывается на циркадных ритмах тела.

В недавнем обновлении iOS 14 такая функция появилась в платформе HomeKit от Apple. Пока она поддерживается только парой производителей умного света.

В статье расскажу, как использовать адаптивное освещение с любым умным светом на примере платформы Home Assistant.

Вступление

Кому интересна именно настройка, сразу переходите к следующему разделу.

Эта история началась с появления в свободной продаже первых умных выключателей без нуля в круглый подрозетник. Они были на прошивке eWeLink и Tuya.

В то же время для платформы eWeLink вышла новая прошивка, добавляющая поддержку локального протокола. И эти выключатели выпускались уже с новой прошивкой.

В то время в сообществе умного дома было принято сразу же после покупки нового устройства подпаивать к нему UART и заливать в него одну из opensource-прошивок, например ESPHome или Tasmota. Это служило дополнительной преградой для прихода в сообщество «негиковской» аудитории.

Внимательно изучив вопрос, я понял, что паять совсем не обязательно, написал и выпустил компонент SonoffLAN. Он позволяет управлять практически любыми устройствами платформы eWeLink. Если устройство на третьей прошивке, оно будет управляться локально и резервно через облако. Если устройство на старой прошивке, оно будет управляться только через облако.

Всё работало отлично. Я заменил все выключатели у себя дома и раздал эти выключатели родственникам, ведь даже без Home Assistant их можно подключить напрямую к Яндекс.Алисе через облако.

Многие выключатели включались от датчиков движения, так что сам выключатель использовался для более быстрого выключения света (чтоб не ждать окончания таймера «без движения») и в качестве резервного канала на случай отказа умного дома.

Резервный канал — очень важный момент. Я никогда не ставлю свет, которым нельзя управлять физическими кнопками при выключенном сервере умного дома.

Через некоторое время я понял, что во многих помещениях мне не хватает управления яркостью, и начал искать диммер мечты.

Выбор диммеров без нуля очень маленький, я так и не решился что-нибудь заказать. А для диммеров с нулём нужно придумывать грамотное управление без зависимости от сервера умного дома.

Пока я возился с поиском диммера, на рынок вышел Xiaomi Gateway 3. Без локального API, но с полным доступом к системе без необходимости пайки (на тот момент). К нему я тоже написал отдельный компонент для Home Assistant.

Помимо Zigbee и BLE устройств этот гейт поддерживает лампы Bluetooth Mesh. Они не очень популярны в сообществе умного дома, потому что никто не умеет ими управлять из альтернативных систем. Но Gateway 3 всё изменил.

Самым важным для меня оказалось, что новые Mesh-лампы поддерживают функцию Flex Switch. Фирма Yeelight называет её SLISAON: Smart Light IS Always ON, или «умный свет всегда включен».

Эта функция позволяет управлять умной лампочкой с помощью обычного глупого настенного выключателя без электроники. Без необходимости переделывать проводку или вести к выключателю ноль.

Идея в том, что при кратковременном обрыве питания умная лампочка меняет своё состояние. Включается, если была выключена, или выключается, если была включена. Таким образом умная лампочка остаётся всегда под напряжением и ей можно управлять как из умного дома, так и выключателем на стене.

Конечно, выключатели лучше переделать в возвратные. Yeelight даже начала продавать свои фирменные глупые возвратные выключатели.

Но! Когда у вас уже стоят умные выключатели, как у меня, их можно переделать в возвратные через автоматизацию умного дома. Нужно лишь настроить, чтоб выключатель сразу же включался после выключения. В этом случае умная лампочка будет всегда под напряжением, ей можно будет управлять с физического выключателя, плюс выключатели необязательно сразу переделывать на новые.

Ещё важный момент: Mesh-лампы поддерживают группы, благодаря чему могут включаться одновременно. Кстати, в приложении Mi Home при включении Mesh-групп вы теряете возможность управлять лампами индивидуально. В компоненте Home Assistant этой проблемы нет.

В моих тестовых моделях ламп была настройка питания после пропадания электричества. Тоже важно, чтоб среди ночи не получить пару ласковых от домашних (бывали случаи).

А ещё цены на некоторые модели были в два-три раза дешевле Zigbee-ламп, а сами лампы были в два раза «умнее» Zigbee-моделей. Такой умный дом меня устраивал.

В отличие от умных диммеров, умные лампы позволяют менять не только яркость света, но и температуру. Я заказал много ламп с такими характеристиками: Xiaomi Mesh E27 (MJDP09YL) / Mesh 5.0 / 5W 2700K-6500K 500lm — и стал изучать, как можно грамотно использовать возможность настройки цветовой температуры.

Важный момент. При ремонте с нуля я бы принимал совсем другие решения. Возможно, отказался бы полностью от проводных выключателей (но это не точно). Но ремонт уже был, люстры менять не хотелось, долбить квадратные подрозетники или тянуть к ним ноль — тоже.

Настройка адаптивного освещения

В Home Assistant есть много компонентов для адаптивного управления светом. Есть стандартный Flux, есть кастом Circadian Lighting, на его основе недавно сделан другой кастом — Adaptive Lighting.

Я включил несколько лампочек-пустышек через компонент Demo, подключил к ним все 3 компонента и построил графики изменения цветовой температуры и яркости в течении суток.

Компоненты самостоятельно подкручивают настройки именно включенных ламп. Включаете и выключаете лампы вы, а их температуру и яркость регулируют компоненты. Дополнительной автоматизации для этого не требуется: всё происходит само.

Стандартный компонент Flux показал себя хуже всех. От заката до восхода он держит минимальную температуру и странное значение яркости. На восходе он резко включает максимальную температуру и яркость и плавно снижает их до заката.

Логика работы компонентов Circadian и Adaptive не отличается. От заката до восхода они держат минимальную температуру и плавно понижают яркость до минимальной к середине ночи, а затем плавно повышают её до максимальной к восходу. От восхода до заката они держат максимальную яркость и плавно увеличивают температуру до середины дня, а затем плавно её понижают к закату до минимальной.

Время восхода и заката компоненты вычисляют, основываясь на указанных в конфиге координатах Home Assistant. У меня это время совпадает с данными на Яндексе.

Допустим, восход у вас в 6 часов, а закат в 16 (зима). Яркость вы настроили от 50 до 100 %, а температуру от 3000К до 5500К. Тогда алгоритм будет работать так:

Время	Яркость	Температура
06:00 восход	100 %	3000К
11:00 середина дня	100 %	5500К
16:00 закат	100 %	3000К
23:00 середина ночи	50 %	3000К

Все эти компоненты предлагают ужасные настройки по умолчанию. Обязательно их меняйте.

Apple в своём HomeKit меняет температуру как раз от 3000К до 5500К. Яркость они пока не пытаются трогать, очень индивидуальный вопрос.

Хотя стандартом теплого цвета является 2700К, многие умные лампочки без настройки температуры выпускаются именно такими (например, ИКЕА и Philips Hue), для себя я выбрал минимум именно 3000К.

Минимальную яркость также выбирайте удобную вам. Это может быть и 30, и 50, и 80 процентов. Или вообще без настройки яркости, как и у Apple.

Из разных компонентов я выбрал Adaptive Lighting. Он позволяет индивидуально настраивать не только яркость для разных ламп, но и температуру. Как оказалось, у разных моделей ламп с температурой есть проблемы.

• У умной ленты Yeelight Lightstrip Plus (YLDD04YL) ужасно неправильная настройка температуры. Ей я поставил минимум в 3800К, и это примерно соответствует реальным 3000К.
• У умных ночников Yeelight Bedside Lamp 2 (MJCTD02YL) температура изменяется большими ступеньками. Температура 3000К у них в реальности будет 3200К, а температура 2990К в реальности примерно такой и будет.
• Лампочки Xiaomi Philips Wi-Fi (работают по протоколу miio) умеют от 3000К до 5700K. Если на них «подать» другую температуру, команду они не выполнят. Так что если в качестве общей минимальной температуры вы выбрали таки 2700К, для этих лампочек сделайте свою индивидуальную настройку с минимумом в 3000К.

Реальную температуру цвета своих ламп можете измерить на телефоне Android в приложении Light Meter. Вы в курсе, что датчики освещенности на современных смартфонах могут поддерживать RGB? На моём старом телефоне Samsung был датчик как раз с такой поддержкой. На новом телефоне этой поддержки уже не было. Рекомендую взять лампочки 2700К без регулировки температуры и откалибровать свой датчик по ним. Приложение это умеет. Не обязательно добиваться ровных цифр, стандарт подразумевает отклонения в разумных пределах.

В интерфейсе Home Assistant температура лампочек отображается в миредах. Странное решение. Для вычисления мидредов необходимо миллион поделить на значение в кельвинах.

Дополнительные плюсы компонента Adaptive Lighting:

• настройка полностью через GUI;
• возможность перехватить ручное управление лампой, если вы сами изменили настройки температуры или яркости, пока лампа включена, — компонент больше не будет трогать эту лампу;
• возможность включить ночной режим с индивидуальными фиксированными настройкам яркости и температуры.

Компонет сейчас очень активно разрабатывает Quantum Simulation Engineer at Microsoft Bas Nijholt. Думаю, в течение нескольких месяцев в нём может многое поменяться, но общая идея останется прежней.

Компонент ставится через custom-репозиторий HACS — в стандартных репозиториях его нет. Похоже, автор планирует добавить его в стандартную сборку Home Assistant, но пока этого не сделал. Добавляется через Настройки > Интеграции. Сложностей возникнуть не должно.

В итоге у меня получилось три разных настройки этого компонента: для ленты Yeelight, для прикроватных светильников Yeelight и для всего остального. Пока я настроил адаптивное освещение для всех ламп, что у меня были, и жду посылку с новыми Mesh-лампами. Очень уж хочется, чтоб свет по пути в туалет по вечерам не выжигал глаза.

За развитием моих компонентов и другими находками по теме умного дома можете следить на моём канале в Telegram.

Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория

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.

Содержание статьи

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.

Подробнее про широтно-импульсную модуляцию:

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.

Устройство диммируемых светодиодных ламп:

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.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Подключение диммера вместо выключателя — схема монтажа

Диммер несомненно является экономически выгодным элементом бытовой электрической сети. С его помощью появляется возможность регулировать яркость ламп, а соответственно уменьшать их мощность и расход электроэнергии, который, если посчитать за год, выливается в ощутимую сумму. Согласитесь, что не всегда в комнатах требуется работа светильников на полную мощность, и лучше эту проблему решить при помощи диммера, чем переделывать проводку и разбивать элементы освещения на группы от разных выключателей света. В этой статье предлагаем повести разговор о том, как выполнить подключение диммера.

Чтобы нам легче было разбираться, как установить диммер своими руками, для начала немного расскажем о том, что представляет собою это устройство и каков принцип его работы.

Область применения

Своё название диммер получил от английского глагола «to dim», что в дословном переводе на русский означает «затемнить», «меркнуть» или «тускнеть». По-другому это устройство часто ещё называют светорегулятором. Однако с его помощью можно регулировать не только яркость осветительных приборов, но и температуру нагрева некоторых электроприборов (например, утюга, электрической плиты или паяльника).

Самой эффективной считается его работа с лампочками накаливания, потому что диммер способствует продлению их срока службы. Мы знаем, что зачастую стартовые броски тока являются причиной перегорания лампочек. В случае если в схеме с лампой будет присутствовать диммер, во время включения ток на неё подастся минимальный.

К приборам, для работы которых требуется импульсный либо трансформаторный источник питания (типа, радиоприёмника, телевизоров), диммер подключать нельзя. Это обуславливается характерными особенностями работы регулятора. Сигнал, который присутствует на выходе диммера, имеет не синусоидальную форму, за счёт ключей верхушки этой кривой срезаны. Такой сигнал приведёт к поломке указанной аппаратуры.

С лампами люминесцентными также не рекомендуется подключать обыкновенный диммер. Такая схема либо вообще не будет работать, либо приведёт к миганию ламп. Для регулировки этих источников света существуют специальные устройства, имеющие немного другую схему. То же самое касается галогенных и энергосберегающих ламп. Если выполнить подключение диммера к этим источникам света, то первые совсем не будут регулироваться, а вторые будут мигать. Для них также существуют специальные регуляторы, правда, цена у них намного выше, чем у обычных.

Самый простой диммер работает на основе переменных резисторов (реостатов). Такой способ регулировки освещения считается неэффективным, обладает низким КПД, за счёт перегрева и необходимости охлаждения. Сейчас уже такие устройства производители серийно не выпускают, чаще всего их делают самостоятельно радиолюбители.

Регулятор, в основе которого лежит работа автотрансформатора, выдаёт на выходе практически идеальную синусоидальную кривую. Но такое устройство обладает большими габаритами и весом, для регулировки нужно будет прилагать немалые усилия.

Самыми популярными на данный момент являются диммеры электронные, в основе которых используется работа тиристоров, транзисторов и симисторов. Вот именно их как раз и нельзя использовать с техникой, которая требует синусоидальную форму подачи питания. Такие регуляторы имеют ещё один недостаток, во время работы они создают помехи, которые мешают нормальному функционированию радиоприёмников и других чувствительных приборов. Однако, несмотря на перечисленные недостатки, электронными диммерами пользуются чаще остальных, ввиду их небольшой цены, маленьких размеров и имеющихся дополнительных функций.

В плане исполнения регулятор бывает:

• Модульный. Их устанавливают в электрощиток. Схема подключения диммера такого исполнения работает с лампами накаливания и галогенными через понижающие трансформаторы. Чтобы их удобнее было использовать, диммер имеет выносную кнопку либо клавишный переключатель. Как правило, модульный тип диммера служит для регулирования яркости ламп у входных ворот, пролётов на лестницах либо дворового освещения.
• На шнуре. Можно назвать его мини-устройством, осуществляющим регулировку освещения светильников, которые не подключены сразу в общую электросеть, а включены через розетку и вилку (настольные лампы, бра, торшеры). Этот регулятор работает лишь с лампами накаливания.
• Моноблочный. Внешне он очень похож на обычный выключатель. Работает с разными видами ламп, как правило, это указывается на корпусе. В электрическую цепь устройство устанавливается на разрыв фазы, монтируется данный диммер вместо выключателя.

Зачастую в квартирах находят применение моноблочные варианты. В частных жилах домостроениях удобно устанавливать модульные устройства, когда нужно управлять светом на прилегающей территории.

Стоит отметить, что ещё существуют проходные модели диммеров, они работают по тому же принципу, что и проходные выключатели, то есть регулировку света можно осуществлять в двух мест.

Способы управления диммерами

Моноблочные диммеры в свою очередь имеют несколько видов в зависимости от способа управления:

1. Сенсорные. Эти модели считаются наиболее надёжными, в них нет никаких механических элементов, поэтому тут нечему ломаться. Управление осуществляется за счёт прикосновения к экрану диммера.
2. Поворотные. Управление таким диммером происходит за счёт поворотного диска, чтобы отключить освещение, нужно повернуть его в левое крайне положение. Такая модель очень удобна в применении и широко распространена, имеет лишь маленький недостаток – последнюю величину освещённости не получается зафиксировать, включение всегда происходит на минимальную яркость.
3. Клавишные. Такую модель вообще легко спутать с выключателем. Чтобы включить или отключить свет нужно перещелкнуть клавишу, а для регулировки необходимо удерживать её в нажатом положении более 3 секунд. В некоторых моделях имеется две клавиши – одна включает и отключает освещение, вторая его регулирует.

Дополнительные функции

Самые первые диммеры имели электромеханическое устройство, и с их помощью можно было осуществлять только регулировку ламп накаливания.

Современные устройства предоставляют потребителю ещё несколько дополнительных функций:

1. Они могут включать и отключать освещение по установленному таймеру.
2. Их можно ставить при обустройстве системы «умный дом», сейчас это очень модно.
3. За счёт того, что можно задать определённое время включения и отключения освещения, диммер позволяет создавать так называемый эффект присутствия. Это очень удобно, если предстоит длительная поездка, и вы оставляете свой дом без присмотра.
4. С помощью диммера можно задавать различные режимы в работе ламп, например, заставить их мигать.
5. С помощью современных светорегуляторов можно управлять освещением акустически, то есть при помощи голосовой команды или хлопка в ладоши.
6. Устройство даёт возможность управлять яркостью света дистанционно.

Простейшая схема

Рассмотрим, как подключить диммер моноблочного типа. Это модель самая распространённая, её чаще других подключают самостоятельно и монтируют вместо выключателя.

Установка диммера в сеть производится точно так же как и выключателя, на разрыв фазы, последовательно с нагрузкой. Особенный момент – нельзя перепутать фазу и ноль. Если вы подключите регулятор неправильно и установите его на разрыв нуля, произойдёт повреждение электронной схемы и выход её из строя.

Поэтому, прежде всего, необходимо определить фазный провод. Алгоритм этих действий будет следующий:

1. Отключите автомат, которым подаётся напряжение на рабочее место. То есть, это может быть вводной автомат на всю квартиру, либо на эту комнату.
2. Проверьте отсутствие напряжения, и демонтируйте выключатель. Снимите клавишу, защитную панель, отсоедините провода от входной и выходной клеммы и вытащите рабочий механизм из подрозетника.
3. У нас освободились два провода, необходимо узнать, где из них фазный, приходящий из распределительной коробки. Включите снова питающий автомат и аккуратно при помощи индикаторной отвёртки прикоснитесь к обоим проводам. Та жила, при соприкосновении с которой загорелось окошко на индикаторе, и есть нужная фаза. Прикоснитесь ко второй жиле, окошко не светится, значит, это – провод, идущий уже от выключателя на осветительный прибор. Осторожно маркером или кусочком изоляционной ленты наметьте нужный фазный провод.
4. Снова отключите питающий автомат для подсоединения диммера. Схема очень простая, на входной контакт диммера подсоедините обнаруженную фазу. К выходному контакту подключите провод, который идёт к нагрузке (светильнику) через распределительную коробку.

Бывают модели диммеров, в которых промаркированы контакты входа и выхода, производите тогда подсоединения согласно разметке:

• «L-in» – так обозначается фаза-вход;
• «L-out» – так обозначается фаза-выход.

Если в вашей модели ничего не подписано, выполняйте подключение произвольно.

Диммер с выключателем

Также популярностью пользуется схема немного посложнее, но, безусловно, очень удобная, особенно для применения в спальных комнатах – на разрыв фазы перед диммером устанавливается выключатель. Светорегулятор монтируется около кровати, а переключатель света, как и положено, при входе в комнату. Теперь лёжа в постели есть возможность регулировки светильников, а выходя из комнаты свет можно полностью отключить. Когда вернётесь в спальню и нажмёте на входе выключатель, лампочки загорятся с той же яркостью, с которой горели в момент отключения.

Аналогично проходным выключателям подсоединяются и проходные диммеры, что даёт возможность управления освещением из двух точек. От каждого места установки диммеров в распределительную коробку должно подходить по три провода. На входной контакт первого диммера подаётся фаза из питающей сети. Выходной контакт второго диммера подключается к осветительной нагрузке. А две пары оставшихся проводов соединяются между собой перемычками.

Монтаж поворотного диммера

Рассмотрим на примере, как правильно подключить диммер поворотный:

1. Начните с разбора. Потяните слегка на себя поворотную ручку и снимите её.
2. Под ней вы увидите кнопку, зафиксированную при помощи прижимной гайки. Открутите эту гайку и снимите лицевую панель.
3. Под панелью находится рабочая часть, выполните подсоединение проводов к контактным выходам согласно рассмотренной выше схеме. Теперь вставьте рабочую часть в подрозетник и закрепите в нём при помощи винтов.
4. Наложите лицевую панель, зафиксируйте гайкой и закрепите сверху поворотный диск. Установленный диммер готов к работе, осталось убедиться в правильности схемы.
5. Поверните против часовой стрелки диск, вы услышите характерный щелчок, который означает, что диммер отключен. Подайте напряжение на комнату, включив питающий автомат. Лампы в светильнике не горят, значит, всё верно, ведь наш регулятор отключен. Теперь начинайте поворачивать диск по часовой стрелке, вы снова услышите щелчок, означающий его включение. После этого напряжение на лампах начнёт плавно увеличиваться, соответственно будет нарастать и яркость освещения.

Диммер к светодиодным лампам подключается точно также, на разрыв фазы. Есть только одно небольшое отличие, провод с его выходного контакта идёт не напрямую к лампам, а сначала на контролёр led лампы.

Как производится монтаж и подключение диммера показано в этом видео:

Как видите, особенных сложностей подключение регуляторов не представляет. Если вы умеете ставить и собирать схему для выключателей, то справитесь и с диммерами.