Для чего нужен диммер, что это такое, схема подключения диммера и принцип его работы

С момента изобретения электрического освещения встал вопрос о регулировании яркости. Сначала для этого применялись механические приспособления, перекрывающие часть луча (шторки и т.п.). Это было громоздко и неудобно. Потом для этого стали применяться потенциометры и регулируемые трансформаторы. Это было ненадежно и не экономично. По мере развития твердотельной силовой электроники стало возможным создавать компактные устройства для изменения яркости без излишних затрат энергии.

Диммер как прибор для регулирования интенсивности свечения

Название таких устройств происходит от английского to dim – затемнять. При работе устройства можно выставить необходимый уровень освещения или создать цветовые эффекты, в том числе динамические, а также добиться определенной экономии электроэнергии.

С точки зрения пользователя изменение интенсивности свечения происходит путем манипулирования органами управления прибора – поворотной рукоятью, кнопками «больше-меньше», пультом дистанционного управления и т.д.

С точки зрения разработчика системы освещения (пусть даже небольшой домашней) необходимо глубже понимать процессы, ведущие к изменению яркости осветительного прибора.

Принцип регулировки яркости

У ламп, работающих в цепях переменного тока, регулирование яркости производится способом уменьшения тока за счет «вырезания» части синусоиды.

Чем большая часть напряжения вырезана, тем меньше ток через лампу. Яркость усредняется за счёт инерционности нити лампы и человеческого зрения.

Классические диммеры выполняются по приведенной схеме (возможны небольшие вариации). Ключом служит симистор – он открывается и закрывается в заданный момент времени после перехода напряжения через ноль. Чем позже симистор открылся, тем меньшая часть синусоиды идёт к потребителю. Этот момент регулируется потенциометром.

Какие лампы могут работать совместно с диммером

Диммер, выполненный по классической схеме, регулирует средний ток через осветительный прибор, поэтому он идеально подходит для изменения уровня свечения ламп накаливания и галогенных ламп. Люминесцентные лампы устроены по другому принципу, поэтому они совместно с регуляторами яркости не работают, за исключением специальных осветительных приборов, имеющих особую конструкцию и маркировку «Dimmable».

Регулировка яркости светодиодных ламп имеет свои особенности. Многие LED-светильники оснащены стабилизатором тока (драйвером). Он удерживает ток через светодиоды стабильным, несмотря на изменения напряжения на входе. То есть, выполняет функции, противоположные диммеру. Поэтому регулировка яркости в этом случае невозможна. Исключение – светильники, входные цепи драйверов которых дополнены специальной схемой. Такие лампы имеют маркировку Dimmable.

Другой вариант – ток в светильнике ограничивается резистором (такое решение применяется в светодиодных лентах и т.п.). Здесь также есть проблема – включать светодиоды в цепи переменного тока крайне нежелательно.

Слабое место LED – низкая стойкость к обратному напряжению. При включении такого светильника в бытовую сеть он быстро выйдет из строя несмотря на то, что рассчитан на напряжение 220 вольт. Включать такие светильники надо в цепи постоянного тока, а яркость регулируется методом ШИМ, где применяется напряжение положительной полярности.

Световой поток LED усредняется благодаря инерции человеческого зрения. Для светодиодных лент (и других подобных осветительных приборов) нужен специальный диммер, работающий по принципу ШИМ.

Важно! Все LED-ленты, являются диммируемыми. Маркировка Dimmable, подразумевающая существование недиммируемых лент, является маркетинговым ходом.

Виды диммеров и схема их подключения

Диммеры с механическим ручным управлением выполнены по классической схеме и включаются подобно выключателям освещения в разрыв фазного провода (обычно светорегуляторы имеют встроенный выключатель). Они даже выпускаются в форм-факторе бытовых коммутаторов освещения для упрощения установки и монтажа.

Самые простые диммеры отключают освещение при повороте рукоятки из положения минимального освещения до крайней позиции (до щелчка). Недостаток такой системы – после включения каждый раз необходимо заново выставлять нужный уровень освещения. Более продвинутые устройства регулируют уровень освещения поворотом рукоятки, а выключают и включают свет нажатием на нее. При этом уровень яркости не изменяются.

Светорегуляторы с более высоким уровнем комфорта (сенсорные, с дистанционным управлением, с регулированием посредством аудио сигнала и т.п.) подключаются и в разрыв фазного провода, и к нулевому проводнику. Это связано с необходимостью питать внутреннюю схему управления. Если диммер управляется от компьютера (в основном для создания световых эффектов на LED-лентах), то для него предусматривается отдельный источник питания от сети.

Отдельно надо рассмотреть схему подключения проходного диммера. Это светорегулятор, способный работать в системе с проходным выключателем. Такие коммутационные аппараты располагают, например, в двух концах длинного коридора. При входе в коридор освещение можно включить, а при выходе – выключить, независимо от положения другого выключателя.

Если эту систему дополнить диммером, то можно изменять уровень освещения. Светорегулятор устанавливается только с одной стороны – если установить с двух, то результат двойного нарезания одной синусоиды будет непредсказуем.

Если оснастить светорегулятор собственной группой перекидных контактов, получится проходной диммер. Он позволяет отключать и выключать освещение независимо от положения другого аппарата и регулировать яркость.

Следует упомянуть и переносные диммеры. Они используются для торшеров, настольных ламп и т.п. Такой светорегулятор включается в розетку, а уже в его разъем можно подключить светильник и регулировать его уровень свечения.

Для освещения помещений без постоянного пребывания людей (подъездов, складов и т.п.) разработаны и применяются модульные диммеры.

У них блок регулятора и орган включения-выключения разнесены в пространстве. Основной модуль располагают, как правило, в электрическом распределительном щите и включен в общую систему энергоснабжения. Выносной выключатель монтируется в любом доступном месте – на входе в помещение, на щите управления и т.д.

Настроечный орган установки уровня освещенности располагается на корпусе основного блока. Требуемая яркость свечения ламп устанавливается во время настройки. Такой регулятор может включаться вручную или автоматически – в этом случае он дополняется датчиком движения, емкостным реле и т.п.

Подобные светорегуляторы (кроме моделей класса Эконом) имеют дополнительные функции, такие как плавное нарастание и спад уровня освещенности и т.п.

Существуют модульные регуляторы для создания систем Master-Slave. Уровень и алгоритм работы устанавливаются на ведущем устройстве, остальные повторяют настройки, которые передаются по линиям связи.

Типичные ошибки при подключении

Если диммер подключен к светильнику, а яркость не поддается регулировке или лампа вообще не светится, в первую очередь надо проверить совместимость (а лучше ее проверять до начала монтажа при покупке). Если светильник может быть недиммируемым или диммируемым, надо искать на нём маркировку Dimmable. При выборе диммера надо определить, для какой нагрузки он предназначен – это также можно определить по маркировке.

Литерная маркировка	Символ	Вид нагрузки	Совместимые лампы
R		Активный (омический)	Накаливания
C		Реактивный емкостного характера	С электронной пускорегулирующей арматурой (электронный трансформатор)
L		Реактивный индуктивного характера	Низковольтные галогенные лампы с обычным трансформатором

Кроме того, система освещения может не работать из-за обычных ошибок в монтаже – включение прибора вместо разрыва фазного провода в разрыв нейтрального и т.п. Чтобы этого избежать, нужна обычная внимательность при установке.

Также ошибки выбора могут быть связаны с мощностью нагрузки – каждый светорегулятор имеет свой предел. Надо покупать приборы с запасом в 15…20 % по мощности светильника. При соблюдении этого простого правила димммер будет работать долго и надежно.

Что такое люминесцентная лампа и как она работает?

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Как правильно расположить точечные светильники на натяжном потолке

Сравнение основных параметров светодиодных ламп и ламп накаливания, таблица соответствия мощности и светового потока

Как выбрать светодиодную ленту для подсветки, типы светодиодных лент, расшифровка маркировки

Датчики уровня: типы, характеристики, рекомендации по выбору