Регулятор света для светодиодных ламп 220

Почти сразу, с появление обычной лампы накаливания, появилось устройство для управления светильниками – это диммер. Наиболее используемым он стал совместно со светодиодными лампами. Благодаря данной технологии можно регулировать силу светового потока в довольно широком диапазоне. С развитием диммеров, добавилась помимо регулировки силы света, добавилась возможность включения и выключения света по таймеру. Стало возможным управление светильниками дистанционно с помощью пульта.

Диммер – это высокотехнологичный электронный регулятор, способный увеличить комфортабельность использования светильников в вашем доме или квартире. Диммирование освещения в вашей квартире, поможет вам идти в ногу со временем.

Разновидности и их особенности

Не стоит смешивать обычный светодиод или ленту светодиодов со светодиодной лампочкой. Это абсолютно разные вещи. Обычный светодиод для эксплуатации нуждается в подходящих условиях, лампочка, в свою очередь, уже готовое устройство, имеющее свой запрограммированный драйвер. Она способна работать от любого источника света, может совмещаться с любым светильником, благодаря своему стандартному цоколю E27 и аналогичным.

Часто можно встретить светодиодные лампочки, с уже встроенной функцией диммирования. При покупке, вы должны уточнить у продавца, или внимательно изучить упаковку. Такое обозначение находиться рядом с показателем необходимого напряжения (например, возле показателя 12 Вольт).

Производители зачастую указывают возможность диммирования лампочки следующими маркировками:

• В характеристики вписывают пункт «возможность регулировки яркости».
• В название добавляют слово диммируемая.
• Если лампочка заграничного производства, то ищи надпись Dimmable.

Такие лампы настроены на работу с регуляторами освещения. Драйвер, контролирует силу подаваемого тока, и в зависимости от этого, изменяет уровень излучаемого светового потока. Регулируемые лампы, могут работать не только со специализированными диммерами, но и с обычными. Что позволяет сэкономить. Сама лампа, конечно, стоит немного больше чем простая светодиодная, но это компенсируется меньшей ценой диммера. Регуляторы могут работать с лампами любой мощности, 12, 220 вольт и прочими.

Диммеры классифицируются по нескольким показателям: по совместительству с лампами, типу установки, способу регулировки.

По совместительству с лампами бывают:

1. Для энергосберегающих (существует очень мало ламп, поддерживающих такую функцию).
2. Для галогенных ламп.
3. Совместимые с обычными лампами накаливания.
4. Используемые вместе со светодиодами.

Использование регулятора помогает существенно сэкономить электроэнергию и ваши средства на освещении помещений. При правильном выборе светодиодная лампа и диммер потребляют вообще незначительное количество энергии.

Есть ещё универсальные устройства, способные самостоятельно в автоматическом режиме побрать нужный тип диммирования, но они менее надёжные и их использование в большинстве случаев невыгодно.

За способом установки выделяют три типа:

• Щитовые – устанавливаются в распределительный щит. Ещё их называют модульными.
• Приборные – установка производится в коробку для монтажа.
• Настенные – устанавливают вместо стандартного выключателя. Такая разновидность является самой удобной, и наиболее распространённой. Они легко устанавливаются и заменяются, что повышает их популярность.

По типу управления:

1. Поворотный – регулируется поворотом рубильника.
2. Клавишные – управляются нажатием клавиш.
3. Сенсорные – один, из диммеров активной зоной которого является сенсор.

Критерии выбора

Конечно же, при выборе диммера для своих потребностей, следует учесть некоторые нюансы, чтобы он работал без всяких проблем. Первое и самое важное, это совместимость регулятора с вашими лампами. Так как для каждого типа ламп, необходимо специализированное и подходящее устройство.

Критерии выбора для различных видов ламп

Сегодня на рынке существует множество производителей выпускающих оборудование длядиммирования светодиодных ламп. Наиболее популярными среди них выделяют три фаворита Legrand,Schneider и Makel.

Диммеры Legrand выпускают разной мощности от 300 до 1000 Вт. Также они могут совмещаться с лампами, рассчитанными на 12 и на 220 Вольт. Ценовой показатель, также разный. Регуляторы рассчитанные на работу с лампами по 12 вольт, стоят от 1400 рублей. А стоимость более мощных доходит и до 3000. Конечно, цена диммеров Legrand зависит и от типа устройства, например, сенсорный обойдётся гораздо дороже клавишного.

Также при выборе диммира для своего дома, стоит учесть и его внешний вид, будет ли он гармонично вписываться в интерьер, удобно ли будет вам использовать клавишный или же стоит отдать предпочтение дистанционному управлению. Конечно, такое комфортное устройство обойдётся вам несколько дороже, да и установка его может быть сложнее обычных моделей.

При покупке оставляйте в фаворитах именно брендовые марки, такие как Legrand, так как они успели зарекомендовать себя в соотношении цена-качество. Legrand предоставляет широкий ассортимент, из которого вы легко выберите себе диммер для ламп на 220, 12 вольт и прочих. Рассчитать необходимую мощность регулятора очень просто. Допустим, у вас 12 лампочек по 12 Вт, общая мощность будет 144 Вт.

Таким образом, вам нужен диммер способный обеспечить 144 Вт мощности, для лампочек. К общей мощности нужно добавить около 20% запаса, что б он мог выдержать непредвиденные перегрузки.

Тот, кто уже попробовал и установил диммер у себя в доме, конечно же, скажет что это действительно и удобно. Он позволяет значительно сэкономить электроэнергию и добавит удобства в квартире. С его помощью можно спокойно настроить мягкое освещение для чтения или просмотра фильма, или же максимально осветить комнату во время застолья. Потратив деньги на устройство для диммирования, вы ничуть не пожалеете о потраченных средствах.

Подведём итог

Покупка диммера недешёвое занятие, но благодаря ему вы действительно улучшите свою квартиру и будете идти в ногу со временем. Брендовые производители Legrand помогут вам осуществить это.

Методика расчета при выборе

Разновидность их продуктов поможет подобрать регулятор как для лампочки на 12, так и на 220 Вольт. Более того, диммирование комнаты поможет добавить изюминку к вашему интерьеру, и сделать его особенным, благодаря игре освещением.

В последнее время среди элементов бытовой электрической сети быстрое и широкое распространение и популярность приобретает диммер для светодиодных ламп 220 В. И это вполне логично, ведь с помощью таких устройств расширяются функции светодиодных источников освещения.

Установленный диммер даёт возможность не только регулировать мощность и яркость света, но и по специальной программе задавать цветовые оттенки светодиодов и порядок включения-отключения светильников (по таймеру). Причём всё это можно делать даже дистанционно, осуществляя управление пультом из любой точки помещения, или вообще из других комнат при помощи Wi-Fi с телефона или планшета.

Область применения

У кого-то может возникнуть вопрос, для чего вообще нужна регулировка яркости освещения? Прежде всего, для комфортной световой среды в домашней обстановке. Вечером вы сидите в зальной или гостиной комнате, отдыхаете и в этот момент вам совсем не нужно яркое освещение. Диммер для ламп позволяет включить их на 10-30 % мощности от номинального значения. Когда вам понадобится много света, нужно лишь используя регулятор включить светильники на их полную мощность.

Применяются диммеры, как в жилых помещениях, так и в общественных местах. Особенно удобны эти устройства, когда есть необходимость дежурного освещения. В магазинах, аптеках, банках, офисных помещениях зачастую на ночь в холлах и фойе оставляют свет, чтобы лампочки работали не на полную мощность, применяют диммеры. Вдобавок ко всему это даёт хороший экономический эффект в плане расхода электроэнергии.

Сейчас всё большую популярность набирает система «умный дом», когда многие бытовые приборы (кондиционер, вентилятор, телевизор), а также электрическое отопление или освещение управляется при помощи сигналов. В этом случае без диммеров никак не обойтись, хотя по большому счёту система «умный дом», пока всё-таки роскошь, а не необходимость.

Преимущества

Светорегулятор, применяемый для светодиодных ламп, имеет несколько положительных сторон:

1. С его помощью можно экономить электроэнергию.
2. Управляя яркостью освещения, в комнатах можно подчёркивать наиболее выгодные участки и места (панно на стене, напольную композицию и т.д.), что улучшает дизайн всего интерьера.
3. Нагрузку можно изменять плавно.
4. Самое главное преимущество – это комфорт светового режима в любое время ночи и дня.
5. Всё чаще диммер для светодиодных светильников применяют, как сторожевое устройство. Можно задать специальную программу, при помощи которой светильники будут включаться и отключаться в разное время в отдельных комнатах. Это создаст иллюзию того, что кто-то присутствует дома. Очень удобно так защищать свои домовладения от незваных гостей, если надо уехать на несколько дней. Всё это возможно благодаря тому, что диммеры способны поддерживать режимы затемнения и мигания.
6. Такой регулятор послужит защитой от перенапряжений в сети.
7. Так как при помощи регулятора происходит экономия электрического ресурса лампы, это способствует продлению её срока службы.

Видите, сколько хороших и полезных функций выполняет такое устройство. Так что, несмотря на сложность схемы его подключения, высокую стоимость, необходимость перемонтажа уже существующих элементов проводки, на диммер всё-таки стоит потратиться.

Устройство и принцип работы

Диммер для светодиодных ламп по своему конструктивному исполнению и функциям очень похож на устройство, предназначенное для других источников света.

По сути диммер представляет собой выключатель, только обладающий множеством функций, главной из которых является управление интенсивностью светового потока. Раньше они были чисто механическими и использовались лишь для изменения яркости света. Сейчас уже в конструктивном исполнении диммера обязательно присутствуют микроконтроллёры (микросхемы), с помощью которых он и выполняет множество функций.

Устройство диммеров основано на принципе действия реостата. Путём изменения сопротивления, меняется подаваемое на лампочку напряжение. Также в регуляторе обязательно имеется набор резисторов (симисторов), за счёт которых и происходит изменение интенсивности освещения.

Выбор модели

По способу управления диммеры можно классифицировать на:

1. Сенсорный. Устройство имеет сенсорную панель, путём непосредственного контакта с нею и происходит управление диммером. Их главное отличие от других моделей – стильный дизайн, особенно подойдут тем, у кого интерьер выполнен в стиле хай-тек. Ещё одно неоспоримое преимущество сенсорных диммеров – простота управления.
2. Дистанционный. Управление происходит за счёт пульта или беспроводного канала. Особенно подходит тем, кто из своих рук в повседневной жизни не выпускает смартфон или планшет, при помощи этих гаджетов можно управлять домашним освещением на расстоянии.
3. Механический. Освещение регулируется путём воздействия на клавишу или поворотную ручку диммера. Отличается достаточной надёжностью в использовании и невысокой стоимостью.
4. Акустический. Регулировка осуществляется за счёт реакции на хлопок, звук, шум, голосовую команду. Эту модель многие называют пафосной. Стоит такой диммер дорого. Приобретают его в основном те, у кого хватает лишних денег и кому очень хочется удивить окружающих.

Конечно же, при выборе регулятора учитывайте свои финансовые возможности, но старайтесь избегать дешёвой китайской продукции. На рынке электротоваров отличным образом зарекомендовали себя диммеры таких фирм-производителей:

«Schne >Светодиодные лампы

Прежде чем поговорить о том, как светодиодные лампы совмещаются в своей работе с диммером, давайте хотя бы поверхностно разберёмся, в чём особенности такого источника света, за счёт чего он работает, можно ли использовать его в жилых помещениях?

На светодиодные лампы принято сейчас говорить, что это новое поколение источника света. Они являются полноценной заменой компактным люминесцентным лампам и традиционным лампам накаливания в светильниках. Такая лампочка имеет неоспоримое преимущество, она многократно экономит расход электроэнергии и денежные средства. Посудите сами, мощность светодиодной лампы в 7 Вт равносильна мощности лампы накаливания в 60 Вт. К тому же во многих светодиодных лампах при помощи диммера может регулироваться интенсивность освещения (другими словами эти лампы называют диммируемыми).

Основным светообразующим элементом в таких лампах являются светодиоды. Их может быть разное количество, в зависимости от этого меняется суммарная мощность лампочки. Они скрыты под непрозрачным корпусом, этим светодиодные лампы принципиально отличаются от прозрачных ламп накаливания.

Всё конструктивное устройство светодиодной лампы включает в себя следующие элементы:

• Цоколь. Делается из латуни, покрывается никелем, обеспечивает надёжный контакт лампы с патроном осветительного прибора.
• Цоколь имеет полимерное основание, которое выполняет функцию защиты корпуса от пробивания электрическим током.
• На полимерном основании крепится драйвер, который обеспечивает стабильную работу лампы при перепадах напряжения.
• Далее идёт радиатор, с помощью которого обеспечивается эффективный отвод тепла от элементов лампы.
• На радиаторе надёжно крепится печатная плата со светодиодами.
• И последний элемент – это рассеиватель света в виде полусферы.

Совместимость ламп с диммерами

Наверняка вам приходилось слышать о том, что нельзя устанавливать диммер в схему для светодиодных и энергосберегающих ламп 220 В. Раньше такое мнение было актуальным, действительно через регулятор можно было подключать только лампы накаливания. Но сейчас уже есть специальные диодные лампы LED DIM, которым не требуются какие-то отдельные светорегуляторы. Их можно запускать через обыкновенный диммер для ламп накаливания. Более того светодиодные лампы LED DIM можно установить в одну цепь с лампами накаливания.

Если у вас уже установлены светодиодные лампы, то прежде чем приобретать регулятор, разберитесь, насколько они могут быть совместимы в одной электрической схеме.

Светодиодные лампы могут быть:

• Нерегулируемые. Нельзя ставить их в одну цепь с диммером, иначе это приведёт к сбоям в работе лампы и в дальнейшем к её сгоранию.
• Регулируемые. Их можно совмещать с диммерами, работающими по принципу отсечения фронтов синусоидальной волны напряжения. Единственный нюанс в том, что основная работа регулятора освещения начинается с минимальной нагрузки от 20 до 45 Вт. Чтобы достичь такой нагрузки, лампы накаливания хватит и одной, а вот светодиодных потребуется 3-4 штуки. В случае, когда в осветительном приборе только одна лампа, можно применить регулятор низкого напряжения, имеющий магнитный трансформатор.
• Со специальным регулятором. Многие производители выпускают светодиодные лампы, которым нужен отдельный диммер.

В магазинах электротоваров у продавцов-консультантов имеются специальные таблицы, по которым можно узнать, насколько совместимы светодиодные лампы с определёнными типами регуляторов.

Когда будете приобретать такие лампы, обратите внимание на заводскую упаковку или проконсультируйтесь у продавца – подлежит ли она диммированию. Производители отображают такую возможность специальными надписями или круглыми значками на упаковке.

На рынке электротоваров хорошо зарекомендовали себя диммируемые LED-лампы фирмы « Gauss», работающие от напряжения 220 В.

Как видите, диммер, используемый в домашней электросети, очень удобен для комфорта человека и выгоден с экономической точки зрения. А совмещение его со светодиодными лампами 220 В усиливает эти эффекты в несколько раз. Можно сказать, что это именно тот случай, когда «овчинка выделки стоит».

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.