Ściemniacze lub ściemniacze są dziś, jeśli nie obowiązkowe, bardzo popularnym atrybutem każdego obiektu. Zmiana oświetlenia jest nie tylko estetyczna i wygodna, ale także dość ekonomiczna pod względem zużycia energii elektrycznej. Mając szeroką funkcjonalność i stosunkowo niski koszt, nowoczesne regulatory są łatwe w instalacji, a najprostsze ściemniacze do lamp żarowych można montować nawet własnymi rękami.

Czym są i jak działają

Prawie wszystkie obecne ściemniacze są elektroniczne i działają na tej samej zasadzie - impuls fazowy. Aby zrozumieć tę zasadę, należy pamiętać, co to jest prąd przemienny. Zależność napięcia w czasie od konwencjonalnego gniazdka będzie wyglądać następująco:

Przebieg napięcia prądu przemiennego w gniazdku domowym

Wykres wyraźnie pokazuje, że napięcie stale zmienia się od 0 do 220 V. Prędkość tej zmiany jest stała, aw naszym kraju 50 razy na sekundę (50 Hz.). Dzięki tym impulsom lampa żarowa jest zasilana. Co się stanie, jeśli żarówka nie będzie przez cały czas podłączona do sieci, a tylko na czas oznaczony kolorem zielonym na następnym wykresie?

Obciążenie jest podłączone do sieci tylko przez połowę każdego półcyklu napięcia sieciowego

Jest oczywiste, że średnia energia przepływająca przez spiralę będzie o połowę mniejsza, co oznacza, że ​​jasność lampy spadnie. Tak więc, zmieniając czas i „miejsce” podłączenia żarówki do sinusoidy napięcia przemiennego, możesz zmienić moc rozpraszaną na niej w niemal nieograniczonych granicach - od 0 do 100%:

Ogranicz moc lampy do 75%, 50% i 25% metodą impulsu fazowego

To właśnie robi ściemniacz - oblicza początek każdego półcyklu napięcia sieci, czeka przez pewien czas i podłącza lampę do końca bieżącego półcyklu. Czas, w którym urządzenie „czeka”, oczywiście może być regulowany przez użytkownika. Zgodnie z metodą regulacji ściemniacze dzielą się na 2 typy:

  1. Mechaniczne.
  2. Elektroniczny.

Oba te typy mają oczywiście „elektroniczne” wypełnienie, ponieważ żadna mechanika nie może połączyć obciążenia z prędkością milisekund.

Ale tutaj sterowanie jednostką elektroniczną dla urządzeń pierwszego typu jest mechaniczne - za pomocą konwencjonalnego pokrętła. W pełni elektroniczne urządzenia są często wyposażone w mikrokontrolery i umożliwiają regulację oświetlenia poprzez sterowanie sygnałami elektrycznymi. Jest to nie tylko wygodniejsze i bardziej niezawodne (zwykły przycisk jest znacznie trwalszy niż reostat obrotowy), ale pozwala także na wdrożenie wielu dodatkowych funkcji, z których główne to:

  • zdalne sterowanie, w tym bezprzewodowe;
  • niezależna regulacja z kilku miejsc;
  • pracować nad z góry określonym programem ;
  • automatyczna zmiana mocy w zależności od czynników zewnętrznych, na przykład oświetlenia w obiekcie.

Ściemniacze mechaniczne, elektroniczne i bezprzewodowe

Jak podłączyć ściemniacz

W rzeczywistości prawie każdy ściemniacz jest dwubiegunowy, a jego instalacja nie jest trudniejsza niż instalacja konwencjonalnego przełącznika. Ponadto większość regulatorów, nawet wymiary montażowe i elementy złączne, są takie same. Tak więc możliwe jest zastąpienie zarówno przełączników wewnętrznych, jak i przełączników napowietrznych ściemniaczem za pomocą konwencjonalnego śrubokręta, po zdemontowaniu pierwszego i zainstalowaniu na jego miejscu drugiego odpowiedniego typu.

Możesz zainstalować ściemniacz zamiast konwencjonalnego przełącznika za pomocą konwencjonalnego śrubokręta

Połączenie elektryczne ściemniacza z lampą jest również proste i nawet nie wymaga zmiany okablowania - nie musisz niczego wykopywać, ciąć ani układać. Wystarczy odłączyć przewody od przełącznika i podłączyć do ściemniacza. W takim przypadku urządzenie nie dba o to, po której stronie iw fazie lub zerowej przerwie zostanie zainstalowane. Na poniższym schemacie regulator jest zainstalowany ze względu na bezpieczeństwo elektryczne w szczelinie przewodu fazowego (lampę można naprawić, wyłączając światło).

Schemat okablowania ściemniacza do okablowania domowego

Pomimo prostoty instalacji ściemniacza, podczas pracy z okablowaniem należy przestrzegać technik bezpieczeństwa elektrycznego.

Zanim zaangażujesz się w modernizację oświetlenia domu, zdecydowanie powinieneś wyłączyć maszynę przy wejściu do mieszkania i powiesić odpowiedni znak ostrzegawczy .

Sterowanie lampą z dwóch miejsc

Często przy ulepszaniu obiektu powstaje chęć sterowania oświetleniem z dwóch miejsc. Dwa przełączniki przelotowe rozwiązują zadanie włączania / wyłączania, ale co z płynną kontrolą jasności? Aby wdrożyć ten pomysł, istnieją tak zwane ściemniacze przelotowe. Schemat ich włączenia jest nieco bardziej skomplikowany niż zwykle, ale można go łatwo wdrożyć bez udziału specjalistów:

Obwód kontrolny lampy z dwóch miejsc ze ściemniaczami przejściowymi

Być może pojawi się sytuacja, gdy będą dostępne ściemniacze przelotowe, ale potrzebujesz zwykłego. W takim przypadku nie trzeba biegać do sklepu i wydawać pieniędzy na nowy zakup:

Schemat używania przechodzącego ściemniacza jako normalnego

Zakres ściemniaczy

Oprócz głównego celu - regulacji jasności żarówek, w tym halogenowych - urządzenia mogą pełnić rolę regulatorów mocy, którymi są w istocie. Ale ze względu na specyfikę zasady regulacji zastosowanie ściemniaczy jako regulatorów jest dość ograniczone. Jaki typ obciążenia może przełączyć klasyczny ściemniacz, a który nie?

Świetlówki

Ze względu na inną zasadę działania kontrolowanie jasności lamp wyładowczych jest znacznie trudniejsze. Ale projektanci nowoczesnych lamp energooszczędnych częściowo obejrzeli ten problem, tworząc specjalny ściemnialny statecznik. Zazwyczaj zakres regulacji jasności lamp fluorescencyjnych wynosi 20-100%, ale to wystarczy. Jak odróżnić lampę ściemnialną od zwykłej - wystarczy spojrzeć na opakowanie. Wszystkie lampy, których jasność można regulować, są oznaczone specjalną ikoną lub napisem DIMMABLE (ściemnialnym):

Jasność tej świetlówki można zmienić za pomocą konwencjonalnego ściemniacza

Niestety trudno jest znaleźć „energooszczędną” ściemnialną wyładowcę gazową, ale są one w sprzedaży.

Downlighty LED

Tutaj obraz jest taki sam, jak w przypadku lamp fluorescencyjnych. Jeśli sterownik zasilania diod LED wbudowanych w lampę lub lampę przewiduje użycie regulatora, jasność można zmienić. W przeciwnym razie nie.

W przeciwieństwie do lamp wyładowczych, ściemnialne lampy LED są szeroko rozpowszechnione i można je kupić bez żadnych problemów. To prawda, że koszt takiej lampy jest nieco wyższy niż zwykle .

Ściemnialna lampa ledowa

Grzejniki

Ponieważ wszystkie grzejniki są urządzeniami bezwładnościowymi i są obciążeniem czynnym, można użyć ściemniaczy, aby dostosować ich moc bez ograniczeń. Za pomocą ściemniacza można bez obaw regulować temperaturę końcówki lutownicy, kominka elektrycznego, kuchenki, ciepłej podłogi. Jedynym warunkiem jest to, aby moc urządzenia nie przekraczała maksymalnej mocy regulatora, którą można odczytać na urządzeniu.

Ten regulator może przełączać urządzenia elektryczne o mocy do 450 W.

Urządzenia zasilane transformatorem

Teoretycznie można regulować napięcie na sprzęcie transformatora, ale jednocześnie zmniejsza się wydajność transformatora, co może nie wytrzymać prądu obciążenia i wypalić się. Ponadto w napięciu wyjściowym zasilacza transformatora pojawia się duża liczba szumów pulsacyjnych i szumów o wysokiej częstotliwości, które w znacznym stopniu wpływają na działanie elektroniki i mogą spowodować jej całkowitą niesprawność. Biorąc zatem pod uwagę wszystkie ryzyka i niedogodności, zasilanie transformatorów za pomocą regulatorów impulsów fazowych można uznać za nieuzasadnione, a nawet niebezpieczne, chociaż w konstrukcjach laboratoryjnych i produktach domowych jest często stosowane bardzo skutecznie i wbrew zaleceniom profesjonalistów.

Jednostki impulsowe

Obecnie zdecydowana większość elektroniki użytkowej ma tak zwane zasilacze impulsowe (UPS). Czy możliwe jest zasilanie takich urządzeń za pomocą ściemniaczy? Na pierwszy rzut oka - możesz. W każdym razie napięcie przemienne w „impulsie” najpierw zamienia się w „stałą”, a następnie jest przekształcane.

W praktyce okazuje się, że jest to niemożliwe i kategorycznie. W procesie regulacji ściemniacz wytwarza ogromną ilość impulsów i różne zakłócenia częstotliwości. Standardowe filtry UPS nie są w stanie sobie z nimi poradzić, a całe to „piękno” jest bezpiecznie wysyłane do przetwornika wysokiego napięcia, który po prostu wypala się z wysadzonego szczęścia. Ponadto żaden pojedynczy regulator impulsów fazowych nie jest przeznaczony do działania na obciążeniu pojemnościowym, jakim jest UPS. W rezultacie najdroższa część regulatora, triak, natychmiast i jednoznacznie wypala się.

Silniki elektryczne

Tutaj rzeczy są znacznie lepsze niż w przypadku elektroniki. Podłączając ściemniacz do silnika kolektora, możesz bardzo skutecznie zmienić jego prędkość bez żadnych konsekwencji. Nawiasem mówiąc, regulator prędkości zwykłej wiertarki elektrycznej, wykonany w postaci przycisku, zgodnie z obwodami i zasadą działania, jest niczym innym jak prawdziwym ściemniaczem z kontrolą impulsu fazowego.

Przycisk regulacji prędkości wiercenia, ustawiony w taki sam sposób jak ściemniacz

Ściemniacz DIY

Złożenie prostego ściemniacza jest łatwe własnymi rękami. Będzie to wymagało tylko kilku elementów radiowych, minimum znajomości technologii radiowej i zdolności do trzymania lutownicy.

Prosty ściemniacz do żyrandola

Pomimo swojej prostoty ta konstrukcja jest dość niezawodna i pozwoli dostosować jasność lamp lub urządzeń grzewczych od 0 do 100%. W takim przypadku moc obciążenia może osiągnąć 500 watów.

Obwód ściemniacza do lamp żarowych, gdzie:

  • R1 - 500 k;
  • R1 - 4, 7 k;
  • C1 - 0, 1 μF x 400 V;
  • VD1 - DB3;
  • VS1 - BT136-600E.

Głównym kluczowym elementem obwodu jest triak BT136-600D, który jest kontrolowany przez impulsy z łańcucha R1, R2, C1. Schemat działa w następujący sposób. Po podłączeniu do sieci i pojawieniu się w niej półfali napięcia przemiennego kondensator C1 rozpoczyna ładowanie. Jego prędkość ładowania zależy od położenia rezystora zmiennego R1 silnika.

Gdy tylko napięcie na kondensatorze osiągnie napięcie przebicia dynistora VD1, otwiera się. W tym samym czasie triak otworzy się i pozostanie w tej pozycji do końca półfali. Na początku następnej półfali proces zostanie powtórzony. Zatem przy każdej fali napięcia sieciowego triak nie otworzy się natychmiast, ale z opóźnieniem, które będzie zależeć od prędkości ładowania C1. Im wolniej ładuje się kondensator, tym później klucz się otwiera i odpowiednio mniejsza część fali przechodzi do obciążenia.

Zamiast symetrycznego dinistora DB3 (stosowanego w „oszczędzających energię” wyładowaniach gazowych) można użyć dowolnego innego do napięcia przebicia 20-40 V. Do wymiany nadają się np. HT-32, BAT54, STB80NF10T4. Kondensator C1 musi być niepolarny dla napięcia roboczego - nie mniej niż 400 V. Jeśli moc obciążenia nie przekracza 150 W, triaka nie wolno instalować na grzejniku.

Regulator mikroczipu

Dzięki zastosowaniu domowego układu scalonego GRN-1-220 ten regulator okazał się tak prosty, że prawie każdy z minimalną wiedzą na temat elektryki może go złożyć. Do tego projektu potrzebne będą tylko dwa elementy - sam mikroukład i zmienny opornik, za pomocą którego regulują jasność lampy.

Schemat ściemniacza na chipie GRN-1-220

Jeśli lampa ma moc ponad 400 watów, możesz dodać potężny triak do obwodu, na przykład KU208G. W takim przypadku całkowita moc lamp może osiągnąć 1, 5 kW. Ważne jest, aby nie zapomnieć o umieszczeniu samego triaka na małym grzejniku.

Schemat potężnej ściemniacza 220 V.

Ten sam obwód można również wykorzystać jako regulator prędkości silnika kolektora. Dlatego sam montaż ściemniacza jest dość realistyczny, najważniejsze jest, aby zrobić wszystko poprawnie, aby uniknąć niepożądanych konsekwencji.

Kategoria:

Technologia