Диммеры для светодиодных ламп: что это такое, как выбрать и подключить

Классификация диммеров

Производители предлагают потребителям довольно большой выбор устройств для управления яркостью СДЛ и ламп. Светорегуляторы для светодиодных плат бывают разными и классифицируются по нескольким признакам:

по возможности преобразовывать сигнал, бывают аналоговые, то есть те, у которых за выходящее напряжение отвечает тиристор или аналогичные микросхемы, и цифровые, работающие на микроконтроллере;
по варианту управления делятся на кнопочные, у таких механические кнопки или сенсорные, размещены на самом диммере, дистанционные — имеют пультовое управление и совмещенные, такие позволяют работать с прибором обоими способами;
по форме и виду соединения устройства подразделяются на модульные, они выполнены блоками с клеймами, к которым подключают проводки; накладные, встраиваемые выглядят как обычные выключатели, крепящиеся к стене, также бывают миниатюрные — изготовлены в виде модуля с небольшими проводками и имеющие не более трех кнопок;
по назначению, делятся на одноканальные, предназначенные для монохромных полотна, и многоканальные, подходящие для таких лент, как RGB и RGBW;
по наличию функций, в диммере может быть встроено не только стандартное приглушение яркости, но и включение, выключение дополнительной функции мигания, цветомузыки, возможности управлять несколькими лентами, размещенными в разных местах м многими другими.

Классификация конструкции позволяет покупателю подобрать модель, наиболее подходящую под его требования и пожелания.

Особенности работы диммируемой led лампы и ее отличия от обычной

Вернемся к проблеме с регулировкой яркости обычной светодиодной лампы. Почему так происходит? Дело в том, что полупроводниковому прибору, коим и является светодиод, для работы требуется постоянное напряжение питания, а в осветительной сети – переменное. Кроме того, ток, проходящий через диод, должен быть строго заданной величины. В противном случае прибор выйдет из строя.

Диммер, встроенный в светодиодную лампочку или светильник, как раз решает эти задачи. Он преобразует переменное напряжение в постоянное и понижает до необходимой величины. Дополнительно он устанавливает необходимый ток через диод и поддерживает его на заданном уровне – стабилизирует.

Что происходит, когда ты пытаешься регулировать яркость такой лампочки диммером? Ты крутишь ручку, и действующее напряжение на нагрузке изменяется. Но в драйвер светодиодной лампы 220В заложены четкие инструкции – держать напряжение и ток на заданном уровне. Он выполняет свою работу, пока может. Ты крутишь – ничего не меняется. Но если входное напряжение слишком мало, устройство сдается: оно отключает диоды (фирменные изделия) или начинает вести себя непредсказуемо (бюджетный вариант). Именно поэтому обычная led лампа, включенная через диммер, ведет себя, мягко говоря, неадекватно: она просто не понимает, что происходит.

Конструкторы решили проблему диммирования светодиодных ламп, изменив схему драйвера. Теперь он следит за напряжением, подаваемым на лампочку. Если обнаруживается изменение, он автоматически изменяет ток через светодиод. Меньше напряжение – меньше ток. Больше напряжение – больше ток, но только если он не превышает максимально допустимый. В результате стала возможна регулировка яркости, но защита диодов от перегрузки сохранилась. Такие доработанные осветительные приборы назвали диммируемыми лампами.

Итак, светодиодные лампочки, в конструкции которых предусмотрен режим диммирования, могут использоваться с диммерами. Но с какими? Диммеры для переменного тока, работающие по принципу среза полуволны, бывают двух типов.

Срез переднего фронта.
Срез заднего фронта.

Что это означает? Первый тип подает на нагрузку только остаток полуволны переменного тока, срезая ее переднюю часть. Второй подает полуволну с самого начала, но в нужный момент отсекает остаток. Выглядит это примерно так:

Первые шире распространены из-за простоты схемотехнического решения и более низкой цены. Вторые чуть дороже, но создают меньше помех, которые могут мешать работе аудиоаппаратуры. С какими моделями светорегуляторов могут работать диммируемые лампочки? И с теми, и с другими, но второй вариант (срез заднего фронта) предпочтительней, поскольку напряжение на осветителе нарастает постепенно, а не скачком. Такой режим более “понятен” диммируемым драйверам лампочек.

Если у тебя уже установлен диммер со срезом переднего фронта, но ты решил заменить лампочки накаливания диодными, то меняй смело. Все будет прекрасно работать, но при условии, что светодиодные лампы диммируемые и качественные.

Как отличить диммируемую лампочку от обычной?

Диммируемые лампы, которые выпускаются сегодня, по внешнему виду ничем не отличаются от обычных. Все отличия, как ты понимаешь, находятся внутри, в схеме драйвера питания. Чтобы узнать, какого типа прибор ты держишь в руках, необходимо внимательно изучить упаковку или сопроводительную документацию, если таковая имеется. На упаковке диммируемой лампочки обязательно стоит соответствующая надпись «диммируемая», «dimmable» или что-то подобное. Нередко вместо надписи используют значки, изображающие ручку поворотного диммера.

Регулируемые светодиодные светильники

Оставим на время лампочки и поговорим о светодиодных светильниках, которые не менее популярны. Как обстоят дела с возможностью регулирования яркости у них? Тут вариантов намного больше, чем у led лампочек. В зависимости от поставленной задачи ты можешь выбрать один из следующих:

Светильник со встроенным диммируемым драйвером.
Светильник с внешним диммируемым драйвером (обычно это приборы точечного освещения).
Светильник со встроенным в драйвер диммером – тут даже диммер отдельно докупать не нужно.
Диммируемый драйвер для светодиодных светильников.

Собираем диммер своими руками

Схема на симисторах:

В этой схеме задающий генератор построен на двух симисторах, триаке VS1 и диаке VS2. После включения схемы конденсаторы начинают заряжаться через резисторную цепочку. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения открытия симистора, через них начинает течь ток, а конденсатор разряжается

Чем меньше сопротивление резистора, тем быстрее заряжается конденсатор, тем меньше скважнось импульсов

Изменение сопротивления переменного резистора регулирует глубину стробирования в широком диапазоне. Такую схему можно использовать не только для светодиодов, но и для любой сетевой нагрузки.

Схема подключения к сети переменного тока:

Диммер на микросхеме N555

Микросхема N555 представляет собой аналогово-цифровой таймер. Важнейшее ее преимущество – способность работать в большом диапазоне питающего напряжения. Обыкновенные микросхемы с TTL логикой работают от 5В, а логическая единица у них – 2,4В. КМОП серии более высоковольтные.

Но схема генератора с возможностью изменения скважности получается достаточно громоздкая. Так же у микросхем со стандартной логикой повышение частоты уменьшает напряжение выходного сигнала, что не даёт возможность коммутировать мощные полевые транзисторы и подходит лишь для небольших по мощности нагрузок

Таймер на микросхеме N555 идеально подходит для шим-контроллеров, поскольку одновременно позволяет регулировать и частоту, и скважность импульсов

Напряжение на выходе составляет около 70% напряжения питания, за счёт чего ей можно управлять даже мосфетовскими полевыми транзисторами с током до 9А

Таймер на микросхеме N555 идеально подходит для шим-контроллеров, поскольку одновременно позволяет регулировать и частоту, и скважность импульсов. Напряжение на выходе составляет около 70% напряжения питания, за счёт чего ей можно управлять даже мосфетовскими полевыми транзисторами с током до 9А

При крайне низкой стоимости используемых деталей затраты на сборку составят 40-50 рублей

При крайне низкой стоимости используемых деталей затраты на сборку составят 40-50 рублей.

А эта схема позволит управлять нагрузкой на 220В с мощностью до 30 Вт:

Микросхему ICEA2A после небольшой доработки можно безболезненно заменить менее дефицитной N555. Затруднение может вызвать необходимость самостоятельной намотки трансформатора. Мотать обмотки можно на обычном Ш-образном каркасе от старого перегоревшего трансформатора на 50-100Вт. Первая обмотка — 100 витков эмалированного провода диаметр 0.224мм. Вторая обмотка — 34 витка проводом 0.75мм (площадь сечения допустимо уменьшить до 0.5мм), третья обмотка – 8 витков проводом 0.224 – 0.3мм.

Диммер на тиристорах и динисторах

Светодиодный диммер 220В с нагрузкой до 2А:

Это двухмостовая полуволновая схема состоит их двух зеркальных каскадов. Каждая полуволна напряжения проходит через свою цепочку тиристор-динистор

Глубина скважности регулируется переменным резистором и конденсатором

При достижении определённого заряда на конденсаторе он открывает динистор, через который течёт ток на управляющий тиристор. При смене полярности полуволны процесс повторяется во второй цепочке.

Диммер для светодиодной ленты

Схема диммера для светодиодной ленты на интегральном стабилизаторе серии КРЕН.

В классической схеме подключения стабилизатора напряжения, значение стабилизации задается резистором, подключённым к управляющему входу. Добавление в схему конденсатора С2 и переменного резистора превращает стабилизатор в некое подобие компаратора.

Преимущество схемы в том, что она совмещает сразу и драйвер питания и диммер, поэтому подключение не требует дополнительных цепей. Недостаток – при большом количестве светодиодов на стабилизаторе будет значительное тепловыделение, что требует установки мощного радиатора.

Как подключить диммер к светодиодной ленте зависит от задач диммирования. Подключение перед драйвером питания светодиодов позволит регулировать только общую освещённость, а если собрать несколько диммеров для светодиода своими руками и установить их на каждый участок светодиодной ленты уже после блока питания, появится возможность регулировать зональное освещение.

Устройство и виды

Диммеры делают на основе разной элементной базы. Все они имеют свои особенности и недостатки. И чтобы понять, что такое диммер и как он работает, надо разобраться из чего сделано конкретное устройство. Итак, могут быть варианты:

На основе реостата (в частности переменного резистора). Это самый простой, но и самый неэффективный способ регулирования яркости. Такое устройство очень сильно греется, так что необходима система охлаждения, имеет крайне низкий КПД. В настоящее время серийно не производится.
Электронные светорегуляторы на основе симисторов, тиристоров, транзисторов. Эти устройства нельзя использовать с техникой, требовательной к форме электропитания, так как на выходе — нечто похожее на синусоиду с обрезанными верхушками. Стоит также знать, что такие схемы могут выдавать помехи, мешающие работе радиоприемников или чувствительного к электропомехам оборудования. Несмотря на свои недостатки именно электронные диммеры используют чаще — из-за невысокой цены, малых габаритов и возможности реализации дополнительных функций.
Диммеры на основе автотрансформатора. Такие устройства выдают почти идеальную синусоиду, но имеют большие вес и размер, для регулировки требуется прилагать большие усилия. Еще один момент: более сложная схема ведет к удорожанию регулятора. Тем не менее, и они представлены на рынке, используются в местах где нельзя создавать радиопомехи или требуется нормальная форма питающего напряжения.

По виду исполнения диммеры бывают:

Модульные для установки в электрощитке на дин-рейку. Подключить диммер такого типа можно с лампами накаливания, галогенными светильниками с понижающим трансформатором. Для удобства использования они имеют выносную кнопку управления или клавишный выключатель. Такие устройства удобны, например, для регулирования освещенности двора и входных ворот из дома, лестничной площадки или входной двери.
Диммеры на шнуре. Это мини-устройства, позволяющие регулировать яркость свечения осветительных приборов, которые включаются в розетку — настольные лампы, бра, торшеры. Только стоит знать, что совместимы они в основном, с лампами накаливания.
Для установки в монтажную коробку. Ставятся в монтажную коробку под выключатель (в ту же коробку). Совместимы с лампами накаливания, светодиодными, галогенными понижающим и электронным трансформатором. Управляются кнопкой, которая ставится поверх устройства или подключаются к системе «умный дом».
Моноблочный. По внешнему виду очень напоминает обычный выключатель, ставится в такую же монтажную коробку, можно вместо выключателя. Включаются в разрыв фазной цепи (схемы ниже). Этот тип имеет большое видовое разнообразие. С какими лампами можно подключать такой диммер, должно быть указано на корпусе, но если это электронная схема, то работают они с лампами накаливания и некоторыми галогенными и светодиодными (на которых написано диммируемые или стоит сообвтевтующий знак). Управляться могут:
- При помощи поворотного диска (поворотные диммеры). Отключение света происходит поворотом диска в крайнее левое положение. Недостаток этой модели — невозможно зафиксировать последнее значение освещенности. При включении задается всегда минимальная яркость.
- Поворотно-нажимные. По внешнему виду похожи, но включение/выключение происходит при помощи нажатия на диск, а регулировка — его поворотом.
- Клавишные. По внешнему виду очень похожи на обычные выключатели. Включение/выключение света стандартное — перебросом клавиши, а регулировка начинается после удержания клавиши в нажатом состоянии более 3 секунд. есть модели в которых включение-отключение происходит одной клавишей, а регулировка другой.
- Сенсорные. Все управление происходит при помощи прикосновений к экрану. Эти модели самые надежные — никаких механических деталей, практически нечему ломаться.

В частных домах и квартирах ставят чаще всего моноблочные диммеры. В доме еще может пригодиться модульное исполнение — для изменения яркости освещения придомовой территории с возможностью контроля его из дома. Для таких случаев есть модели, которые позволяют управлять освещенностью с двух мест — проходные диммеры (работают по принципу проходного выключателя).

Как изготовить диммер своими руками

Чтобы диммировать свой светильник с учетом особых личных требований, можно самому создать блок управления. Сравнительно простые схемы предлагают на симисторах. Но они обрезают часть переднего фронта, что создает проблемы при наличии индуктивного характера нагрузки. Лучший результат можно получить с применением специализированных микросхем и широтно-импульсной модуляции.

На этом рисунке изображена принципиальная схема с приемником сигналов дистанционного управления в инфракрасном диапазоне частот (TSOP 1736). Здесь использована недорогая элементная база, поэтому общая стоимость всех частей невелика.

Но надо учитывать общие затраты, чтобы понять целесообразность такого проекта. В расходы надо добавить:

изучение навыков пайки;
создание электромонтажной платы, корпуса;
приобретение расходных материалов, инструментов, средств измерения.

В итоге изделие, изготовленное своими руками, иногда получается дороже фабричного.

Дистанционные модели

Регулирование и управление при подключении такого типа прибора осуществляется при помощи специального дистанционного пульта, который входит в комплект с самим переключателем. Контроль над лентой осуществляется при помощи радиосигнала или инфракрасного излучения. Но те модели, которые поддерживают управление радиосигналом стоят намного дороже, пульт позволяет регулировать освещение даже тогда, когда пользователь находится за пределами помещения.

Ecola 48Вт/12В, 96Вт/24В ИК

Модель данного регулятора является инфракрасной и дает возможность владельцам самостоятельно выбирать степень яркости и выбирать режим свечения монохромных плат, для удобства управления прилагается пульт. Сигнал поступает за счет инфракрасных лучей, которые исходят из пульта к приемнику. Максимальная нагрузка данной модели регулятора равна 4Ф на один канал, LED — лента подсоединяется к световому регулятору через специально предназначенный для этого штекерный разъем. Прибор подойдет как для монохромных, так и одноцветных лент.

~~Ecola 48Вт/12В, 96Вт/24В ИК~~
Достоинства:

дистанционное управление;
функциональность;
цена очень низкая;
легко монтируется.

Недостатки:

так как устройство работает от пульта с инфракрасным излучением, радиус действия у него небольшой.

APEYRON 300/600 ВТ 12/24В IP20 с пультом

Данная модель подходит для одноцветных плат, регулирование осуществляется при помощи радиочастот, исходящих от дистанционного пульта. Среди ряда функции можно выделить такие как включение, выключение, регулировка яркости, поддерживается ночной режим и режим задержки включения.

~~APEYRON 300/600 ВТ 12/24В IP20 с пультом~~
Достоинства:

наличие различных функций;
качество самой конструкции;
небольшой вес.

Недостатки:

подойдет только для лент, имеющих один цвет;
высокая цена.

Arlight LN-RF6B-Sens Black (12-24V, 3x8A) 023375

Прекрасная модель регулятора с пультом радиоуправления, имеющим 6 кнопок и сенсорное кольцо для управления. Переключатель прекрасно подойдет для многоцветных лент RGB светодиодами и позволит создать множество различных световых оттенков. Диммер имеет 10 разных программ, которые могут быть установлены со следующей друг за другом сменой цветов. Одним их преимуществ прибора являет то, что его корпус выполнен из металла улучшающего тепловой обмен и не позволяющего перегреваться механизму, а также выступает в качестве хорошей защиты внутренних частей от повреждений. При помощи пульта возможно настроить скорость смены оттенков.

~~Arlight LN-RF6B-Sens Black (12-24V, 3x8A) 023375~~
Достоинства:

металлический корпус
все действия осуществляются при помощи пульта с сенсорным кольцом
функциональность.

Недостатки:

цена.

LN-RF8B (5-24V, 80-384W, ПДУ сенсор 2.4G)

Одна из популярных среди потребителей моделей диммера, имеет высокие показатели мощности(16А). Справляется со всеми системами освещения, оснащена дополнительными усиленными клеймами в комплект также входит сенсорный пульт управления. Конструкция монтируется накладным способом. Возможно управлять сразу четырьмя зонами.

~~LN-RF8B (5-24V, 80-384W, ПДУ сенсор 2.4G)~~
Достоинства:

дистанционное управление сенсорное;
высокие показатели мощности;
позволяет контролировать сразу четыре зоны.

Недостатки:

размеры довольно большие;
цена.

Особенности диммированной светодиодной продукции

Светодиодные ленты представляют собой полосы из синтетического материала, на которых термическим способом закреплены электрические провода и микроскопические источники света — диоды, меняющие свои параметры при изменении поступающего на них сигнала.

По способу исполнения ЛЕД полосы бывают таких типов:

Монохромные. Состоят из последовательно или параллельно соединенных ламп. Наиболее распространенными товарами являются ленты, составленные из диодов, выдающих белое (молочное) или нейтральное (солнечное) свечение. Реже в оформлении объектов используются полосы с красными, синими или зелеными источниками.
Многоцветные. Подразделяются на несколько категорий в зависимости от сочетания палитры. Первый вариант (RGB) наиболее распространен, так как при минимальных затратах дает оптимальный декоративный эффект. В изделиях сочетаются красные, зеленые и синие точки. Следующим по популярности идут конструкции RGB+W, в которых присутствуют красные, зеленые, синие и белые источники. В более сложных устройствах добавлены кристаллы всех цветов радуги.

№1. Как работает светодиодная лента?

Наверняка, в интернете или у кого-то из знакомых вы встречали эффектную подсветку плинтуса, потолка или рабочей зоны на кухне, выполненную из сплошного ряда лампочек. Это и есть светодиодная (LED) лента. Её основой является полоса диэлектрика толщиной всего 0,2 мм. На нее наносят токопроводящие дорожки, а на них, в свою очередь, располагаются контактные площадки, на которые осуществляется монтаж светодиодов. Также на ленте есть резисторы, которые ограничивают потребляемый ток.

Светодиоды на ленте расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, благодаря чему достигается равномерное свечение. Чем крупнее светодиоды и чем выше их плотность, тем ярче будет свечение.

Ленты выпускают в бобинах длиной по 5 м и шириной от 8 до 40 мм. Каждая лента – это множество отдельных модулей длиной 2,5-10 см, на каждом модуле установлено определенное количество светодиодов и резисторов. Между модулями есть места для разреза. Это значит, что вы сможете отрезать фрагмент необходимой длины и/или соединить несколько отрезков в одну цепь. Обратная сторона ленты часто бывает самоклеящейся, что значительно упрощает ее монтаж.

Для подключения светодиодной ленты понадобится блок питания, который будет подавать на светодиоды ток 12 В (реже 24 В или 36 В), понижая исходные 220 В. Для многоцветных лент также потребуется контроллер. Для регулировки яркости могут использоваться диммеры.

Все данные о напряжении, цветах свечения, размере диодов, их количестве на метр и прочие сведения указываются в маркировке. Пример: LED 12V RGBW SMD 5050 120 IP65. Расшифровка в таблице ниже.

Плюсы светодиодных лент:

минимальное потребление энергии при достаточно высокой яркости свечения;
возможность монтажа в самых труднодоступных местах, лента практически не отнимает полезное пространство;
относительная простота монтажа;
долговечность. Если вы выбрали качественную ленту и обеспечили ей требуемые условия температуры и влажности, то она честно просветит обещанные 20-50 тысяч часов. Некачественные ленты неизвестных производителей могут выйти из строя в первый же год эксплуатации;
если перегорит один из светодиодов, перестанут светить только 3 диода, а не все. Это связано с особенностями строения ленты;
светодиоды не боятся ударов и низких температур;
возможность реализовать интересные идеи в плане освещения, например, эффект парящего потолка. Выпускаются ленты с свечением разных цветов, а в некоторых предусмотрена возможность менять цвет и яркость свечения.

Минусы:

необходимость использования блока питания;
через 20-50 тысяч часов яркость светодиодов уменьшается.