Потребность в свете, интенсивность которого вы можете регулировать, существует не только в среде профессионального использования светотехники, но и в повседневной жизни, когда яркость источников можно контролировать, зависимо от уровня освещенности в помещении. Сегодня мы поговорим о том, как выбрать светорегулятор - устройство, которое не просто зажигает свет, но и позволяет управлять его яркостью - от слепящего сияния до интимного освещения.
Мало того, что в случае отсутствия возможности установки балласта на рабочем месте устройства с газоразрядной лампой нам не нужно сочетать их с длинными громоздкими кабелями - синусоидальный диммер идеально подходит для этой роли, при условии, однако, что мы учитываем его текущие возможности. Кроме того, холодные катодные и неоновые лампы могут питаться синусоидальными диммерами.
Конечно, есть недостатки, и в основном одно - синусоидальные диммеры намного дороже традиционных тиристоров и симисторов. Это связано с довольно сложной технологией их реализации, но и с тем, что она все еще «новая». Кажется, однако, что в любом случае будущее относится к устройствам такого типа, а тиристорные системы постепенно начнут идти в прошлое. И когда новое строительство станет немного более устойчивым, и все больше и больше производителей будут предлагать этот тип диммера, также цена начнет снижаться, если не будет похожа на существующие тиристорные и триачные рамки, по крайней мере, не в пределах досягаемости. самых богатых, но и «обычных смертных».
Устройство регулятора света
При обустройстве системы освещения в доме зачастую возникает необходимость не только включения и выключения источников освещения, но также изменения его яркости. И этой цели не достичь с помощью обычного выключателя. Нужно специальное устройство, которое позволяет контролировать уровень яркости в помещении.
Галоген, флуоресцентная лампа, диод или, может быть, обычная? Выбор лампочек для ванной комнаты непросто, тем более, что вам обычно приходится выбирать подходящие фитинги. Лампочки излучают теплый, прохладный и яркий свет, яркий и нежный. Они отличаются техническими решениями и эксплуатационными расходами.
Многие ученые позже работали над улучшением изобретения, а Томас Эдисон лидировал. Первые луковицы горели очень быстро - у них были волокна из хлопка и бамбукового волокна. Электрическое освещение было оборудовано несколькими домами. С тех пор бурное развитие электроэнергии было датировано, которое использовалось не только для освещения.
Наиболее распространенное название устройств, которые позволяют регулировать напряжение на нагрузке, - диммеры. А вот когда-то давно, больше 15 лет назад, такие приборы называли темнителями. Диммерный блок представляет собой комбинацию нескольких диммерных каналов, собранных в одном корпусе. Число каналов может составлять от 1 до 24, зависимо от мощности одного канала и области использования.
Лампы накаливания очень популярны сегодня, но в домах они заменяются люминесцентными лампами, галогенами и диодами. Мода также применяется в этой области. На волне минималистских интерьеров вернулись линейные люминесцентные лампы, излучающие прохладный, стерильный свет, популярный на кухнях в течение многих лет как основное освещение, но теперь они установлены в основном в шкафах.
Существует еще одна тенденция - в ванной комнате недостаточно или нескольких десятков точек света. Десятки галогенов, люминесцентных ламп и диодов обеспечивают свет для работы, украшают и создают настроение, потребляя меньше электроэнергии, чем их предшественники лет назад.
Диммерные блоки конструктивно могут быть выполнены в настенном исполнении (для стационарного применения), рэковом корпусе (для установки в рэковую стойку) и в подвесном корпусе (для расположения рядом с источниками освещения). Рэковый блок, как правило, состоит из 12 каналов при номинальной нагрузке на канал 2-5 кВт, блок настенного исполнения имеет 12-24 канала примерно по 1-3 кВт, подвесной блок содержит 4 канала, мощностью 1-3 кВт.
В интерьерах. благодаря исключительной долговечности, установлены диоды, в частности в труднодоступных местах, где замена лампочек затруднена, например, на потолках в очень высоких помещениях. Они могут излучать белый и цветной свет, в том числе красный, синий, желтый. Они сияют очень ярко, подобно галогенам, но ожидается, что в ближайшие 10 лет - благодаря техническому прогрессу - их производительность будет в несколько раз больше. Они более экономичны, чем люминесцентные лампы.
Несмотря на изобретение новых, более совершенных источников света, традиционные лампы накаливания все еще популярны. Они излучают теплый яркий свет, близкий к естественному. Они подходят, например, для центрального освещения, столовых площадок, столешниц. Только небольшая часть потребляемой электроэнергии преобразуется в свет. Долговечность - около 500 часов работы.
Стандарт управления диммером
Диммерные блоки по способу управления можно разделить на 3 типа: цифровые, аналоговые, и цифро-аналоговые. Управляющим сигналом в аналоговых диммерных блоках выступает постоянное напряжение, которое изменяется в пределах от 0 до +10 В. Зависимо от величины данного напряжения, будет регулироваться напряжение на нагрузке. Управляющий сигнал при этом поступает от пульта управления.
Конечно, это означает сокращение счетов за электроэнергию. В зависимости от типа они излучают прохладный или теплый свет. Они доступны в десятках форм. Вы можете заменить традиционные лампочки компактными люминесцентными лампами. Предназначен для декоративного и рабочего освещения.
У них есть формы и нитки, как традиционные луковицы; они могут быть привинчены к традиционным связям. Галогенный свет яркий, идеально отражающий цвета, вдохновляющий. Они работают как для освещения работы, так и для декоративного освещения. Диммеры могут также ускорять сжигание некоторых лампочек. Именно поэтому шоппинг лучше всего делать в специализированных магазинах освещения, где вы можете рассчитывать на советы экспертов о том, что выбрать.
Цифровые диммерные блоки представляют из себя более современные и профессиональные регуляторы света. Управляющим сигналом служит цифровая последовательность. Протокол управления DMX512 позволяет передавать данные о состоянии 512-ти каналов, каждый из них имеет порядка 256 градаций яркости. Основа цифрового диммерного блока - микропроцессор, который по определенному алгоритму преобразует цифровую информацию в сигнал управления симисторами.
В настоящее время для архитекторов интерьера очень важно включить систему освещения в проекты. Лампы больше не используются только для освещения помещений, но они совместно создают свое пространство - часто с многоточечным освещением. Кроме того, визуальный эффект и климат комнаты также влияют на способность регулировать мощность светового луча.
Какова работа диммера света. Световые диммеры чаще всего используются в помещениях, где нам не нужно сильное освещение. В связи с этим, при принятии решения о освещении в домашних комнатах, мы должны думать не только о распределении источников света, но и об их фокусе. Хорошо спроектированная система освещения влияет на эстетику интерьера. Благодаря этому у нас есть возможность показать декоративные и конструктивные элементы, а также иметь свет, подходящий для выполняемых мероприятий, таких как расслабление, чтение, просмотр телевизора, работа.
Цифро-аналоговые блоки являются по своей сущности комбинацией цифро-аналогового преобразователя и аналогового диммера. Подобный подход, несмотря на сложнейшую схемотехнику, позволяет силовой блок сделать универсальным, который зависимо от управляющего сигнала способен работать как аналоговый или цифровой диммер.
Функция световых диммеров должна соответствовать мощности света для индивидуальных ожиданий и потребностей. Они позволяют использовать любую легкую композицию, а разнообразие в корпусе позволяет совместить дизайн интерьера. Световые диммеры выпускаются в двух вариантах: электронном или толкательном. Первый оснащен функцией дистанционного управления и программирования. Благодаря этому мы можем быстро контролировать свет и не изменять настройки. Важная информация также заключается в том, что диммеры адаптированы к различным типам освещения: традиционным и галогенным.
В настоящее время цифровые диммеры с рынка вытесняют прочие приборы. Процессор позволяет совершать переключение аппарата в свитчерный режим, когда канал имеет только 2 состояния - включить/выключить, а порог срабатывания устанавливает сам пользователь, контроль температуры, подсчет времени наработки, стабилизация напряжения. Если есть хоть малейшая возможность, следует перейти на мировой стандарт DMX512.
В дополнение к возможности улучшить внешний вид комнат с помощью света, энергосбережение является неоспоримым преимуществом диммеров. При уменьшении освещения потребление энергии уменьшается. В связи с этим большее количество ламп и, следовательно, источников света, не обязательно означает большие счета. Кроме того, если мы используем эти типы решений, мы получаем так называемые мягкий старт освещения. В результате мы уменьшаем использование луковиц и продлеваем их жизнь. По оценкам, с помощью диммеров мы можем сократить счета за электроэнергию до 40%.
Диммеры для разных ламп
Светорегуляторы бывают универсальными, то есть предназначенными под любую лампу, и специальными - к примеру, для низковольных галогенных лампи лампочек накалывания, такие как светорегуляторы makel. Диммеры для различных ламп имеют разное внутреннее устройство. Диммеры для ламп накаливания рассчитаны на напряжение 220 Вольт. Нить лампочки разогревается, а потом светит ярче или слабее, зависимо от величины напряжения, подаваемого через регулятор к ней.
Помните, однако, что, используя диммеры, мы должны использовать лампу с большей мощностью, чем нам нужно. Причина - лампочка, подключенная к диммере, генерирует 85-90% мощности. Установка диммера не сложна, поэтому мы можем сделать это сами - начиная, конечно, с подробного ознакомления с инструкциями. Как и при всех других электрических работах, мы также должны отключить предохранители на приборной панели.
Предполагая устройство, не забудьте объединить положительные и отрицательные полюса с отрицательными полюсами. В противном случае мы повредим полупроводники при первом включении. Кроме того, диммеры должны быть установлены на кабель напряжения - не на нейтральном. Это важно для самого коммутатора, но прежде всего для всех источников света. Если мы используем энергосберегающие лампочки, может случиться так, что мы так сильно повредили бы их электронику, что они будут мигать, даже когда контакт выключен.
В продаже имеются диммеры ля галогенных низковольтных ламп, которые питаются посредством трансформаторов. Если в вашем жилье установлены лампы, которые рассчитаны на подачу напряжения в 12-24 Вольт, то вам также понадобится трансформатор, что способен выходное напряжение диммера преобразовывать до величины, которая находится в пределах 12-24 Вольт.
Тем не менее, традиционные и галогенные лампы не должны навредить этому. Справа - подсчитано, что потребление энергии в 8-9 раз меньше по сравнению с традиционной лампой. Вот некоторые важные сведения, которые могут пригодиться, когда вы планируете покупать этот тип источника света.
Что касается размера, проще всего измерить использованную ранее лампу и искать ту, которая имеет одинаковые размеры. Крепление также должно быть адаптировано к размеру крепежа. Вам не нужно уделять много внимания максимальной мощности лампы, используемой в светильнике.
Диммеры для светодиодных и люминесцентных ламп нужны специальные, не стандартные, такие как светорегуляторы ABB. Для функционирования светорегуляторов с люминисцентными лампочками в светильнике требуется электронный дроссель. Со своего выхода пуско-регулирующая аппаратура лампе с диммера передает напряжение в пределах 0 - 10 Вольт и регулирует подобным способом интенсивность газового разряда, другими словами — силу света.
Чем выше индикатор, тем эффективнее освещение. Помните, однако, что, хотя их основные преимущества зависят от экономии энергии, мы не должны руководствоваться ценой при покупке. Вы можете найти недорогое предложение на рынке, которое, однако, сложно рассматривать как полноценное предложение. Стоит выбрать продукт от известных и хороших производителей.
В матрице диоды мгновенно перегреваются, кроме того, имеется источник тепловыделения; в результате диоды быстро перестают работать из-за перегрева источника питания или теряют свою яркость. Ниже приводится краткое изложение наиболее важных. Плюсы: - малый размер, - небольшие потери при изменении электрического тока в свет, - свет в разных цветах, - узкий и сфокусированный световой луч, - при включении не потребляют больше электричества, - долгий срок службы, - устойчивость к механическим повреждениям, - нет содержат вещества, которые могут оказать негативное воздействие на окружающую среду, - низкое напряжение питания, - отсутствие нагревательного эффекта.
Подытожив, отметим, что при выборе диммера его нужно соотносить с типом и мощностью ламп, которые имеются в вашем доме. Если вы не хотите во все эти технические тонкости углубляться, лучше покупать универсальный светорегулятор.
Конструкция регулятора света
Кнопочные диммеры разделяются на поворотные и нажимные. Поворотные светорегуляторы являются самой простой разновидностью диммеров. Освещение зажигается при повороте ручки-кнопки, и яркость света регулируется ее вращением, а отключение происходит в крайнем положении - когда послышится щелчок. Поворотные диммеры подходят для любого помещения, где не требуется один уровень освещенности при включении прибора. Примером такого диммера может служить светорегулятор ABB, предназначенный для люминесцентных ламп.
Нежное свечение или полная яркость - этот эффект дает нам регулируемый переключатель, называемый популярным диммером. Благодаря этому мы можем контролировать интенсивность света в помещении, даже если интерьер освещен только одной лампочкой. У этих типов устройств есть много преимуществ, и один из них - энергосбережение.
Альтернативой традиционному выключателю света является диммер. Это регулируемый трансформатор, который регулирует параметры тока, текущего в лампу. При этом одним движением руки вы можете регулировать интенсивность света в комнате в любом диапазоне от 0 до 100 процентов. Диммеры такого типа использовались в домах уже много лет, но в настоящее время на рынке есть устройства, которые имеют гораздо большие возможности.
Во втором случае при использовании нажимного диммера свет включают с помощью нажатия на кнопку, при её вращении изменяется интенсивность светового потока. При выключении света аппарат запоминает уровень яркости, что установлен перед этим, и стартуют при включении с этого уровня. Запоминать действия пользователей им позволяет вмонтированный микроконтроллер.
Диммеры - традиционные механические или современные электронные? В настоящее время наиболее популярны вращательные диммеры. Эти механические оснащены ручкой или слайдером, с помощью которого интенсивность света уменьшается или увеличивается, адаптируя их к текущим потребностям. В свою очередь, вращающийся электронный диммер может быть оснащен датчиком движения, сумерками или модулем памяти - после нажатия кнопки он воспроизводит сохраненную интенсивность света.
В продаже также есть сенсорные диммеры, которые активируются при касании и удерживании соответствующего поля на разъеме. С его помощью вы можете загорать или затемнить свет, испускаемый лампочкой. Сенсорные диммеры могут быть механическими или электронными. Последние - в стеклянной версии они выглядят впечатляюще, особенно в современных номерах. Их наиболее популярные функции включают в себя модуль памяти и плавный пуск - после включения лампы медленно осветляется или медленно гаснет. Некоторые из них дополнительно оснащены светящимся диодом, который облегчает поиск устройства на стене в темноте.
Однако не все кнопочные регуляторы обладают одной кнопкой. К примеру, светорегуляторы Legrand Valena оснащены двумя кнопками, одна из них предназначается для включения-выключения, а другая - для регулировки яркости. Нажимные светорегуляторы предназначены для помещений, которые не нуждаются в изменении уровня освещенности при каждом включении света. Пользователь один раз выставляет нужный уровень освещенности и затем использует только опцию включения-выключения, не регулируя яркость освещения.
Модным и удобным решением являются светодиодные и сенсорные диммеры. Ими управляют посредством легкого прикосновения к поверхности светильника или панели Touch Pad. Так получится включить или выключить освещение. Если же палец удерживать на сенсоре, свет будет возрастать плавно, а после достижения максимума станет уменьшаться. Внешняя эффектная панель такого светорегулятора с подсветкой создает оригинальность и респектабельность в интерьере.
Клавишные диммеры похожи на традиционные выключатели, но совершеннее кнопочных светорегуляторов. При нажатии на клавишу включается и выключается свет, а яркость его можно контролировать при удерживании клавиши в активном состоянии больше чем на 3 секунды.
Показатели мощности светорегулятора
Это самая известная характеристика диммера. Чтобы правильно выбрать прибор, следует знать суммарную нагрузку, что он способен выдержать. Например, цифра 300 W, которая обозначена на светорегуляторе, говорит о том, что при его помощи можно менять яркость освещения 5-рожковой люстры с лампочками, каждая по 60 Вт. Однако возьмите на всякий случай светорегулятор с запасом мощности.
Допустимая мощность, которая приходится на канал аппарата, зачастую оказывается реально меньше, чем написано в паспорте светорегулятора. Причем это не всегда связано с недобросовестными производителями. Здесь срабатывает такой показатель, как коэффициент загрузки. Скажем, светорегулятор на 4 канала, с 2,5 кВт на каждый из них, имеет коэффициент загрузки 75%. Таким образом, в любой момент времени могут работать на полную мощность только 3 канала, или все они могут быть включены на 75% мощности. Поэтому неплохо, если у вас получится повесить на канал примерно на 30-50% меньше нагрузки, чем указывается в паспорте.
Не менее важной характеристикой диммера выступает мощность минимальной нагрузки. Далеко не каждый светорегулятор сможет управлять лампочкой мощностью 40 Вт, хотя такие задачи предстоит решать достаточно часто. К слову сказать, уверенная работа на небольшие нагрузки считается подтверждением качества применяемого силового прибора и правильности схемотехнических решений.
Также при выборе диммера стоит убедиться, что он в состоянии неограниченно по времени регулировать заявленную мощность без перегрева. Иначе реальная нагрузка, которую вы безбоязненно к нему подключите, окажется меньше ожидаемой. Кроме того, чем выше будет коэффициент загрузки, тем конструкция диммера надежнее, и меньше риск выхода светорегулятора с пультом из строя.
Если вы планируете пользоваться диммером в жестком температурном режиме с большим коэффициентом загрузки, то вам следует поинтересоваться, есть ли у прибора активная вентиляция (другими словами - вентилятор). При других равных условиях система активной вентиляции облегчает работу диммера. Интенсивность работы вентилятора в самых продвинутых конструкциях диммеров зависит от уровня температуры, которая поддерживается внутри корпуса.
Диммер является очень энергонагруженным прибором. Каждый канал выдает мощность на нагрузку в несколько киловатт. Поэтому подобное устройство должно быть оборудовано соответствующими средствами защиты, главным элементом которой является автоматический выключатель (АВ). Когда возникает перегрузка, и существует опасность перегрева и плавления проводки, АВ своевременно отключает аварийную линию.
Комплектующие регулятора света
Теперь следует поговорить о качестве основных элементов диммера. Во время покупки вам вряд ли удастся заглянуть внутрь прибора, но при проверке работоспособности вы все-таки сможете сделать некоторые выводы. Обратите внимание на вид светорегулятора - чем аккуратней выглядит прибор, тем больше вы можете ему доверять. После этого осмотрите автоматы защиты каналов. Хорошо, если будут автоматы, разъемы, розетки к светорегулятору от Legrand.
Послушайте, как работает светорегулятор во время колебания напряжения на нагрузке. Если вы отметили изменяющееся гудение блока диммера при изменении уровня яркости, то в аппарате есть дросселя, и это хорошо. Если вы смогли заглянуть внутрь, то помните, что силовые провода не должны быть меньше 1,5 кв. Вводные - не меньше 6 кв. Иначе может при полной загрузке потечь изоляция, и светорегулятор станет неработоспособным.
Если провода увязаны в жгуты, это свидетельствует об общей аккуратности. Платы должны иметь синий или зеленый цвет. Это значит, что использована крепкая краска, что способна дополнительно защищать элементы и плату от влаги и механических воздействий. Если вы видите двухстороннюю плату, значит, защита должна быть с двух сторон.
Вентилятор должен иметь подшипники, так как подобный вентилятор через полгода не начнет скрипеть. Радиатор не должен быть менее 100 кв\см на 1 силовой элемент, в противном случае диммер будет при нагрузке 2 кВт похож на печку.
Неплохо, если в светорегуляторе Агат имеется возможность стабилизации напряжения. Коэффициент стабилизации определяют как изменение выходного напряжения светорегулятора при изменении напряжения в электросети. Наличие стабилизатора нужно, если в сети постоянно «скачет» напряжение, а выбросы в наших линиях нередко достигают 240 или 250 В. Стабилизатор в этом случае не позволит подавать больше 220 вольт на нагрузку.
С другой стороны стабилизация не позволяет свету моргать (блекнуть) при провалах напряжения в электросети, которые вызваны тонким проводящим кабелем, неравномерностью загрузки фаз и прочими проблемами, что связаны с качеством силового ввода светорегулятора.
Цена регулятора света
Рассчитать относительную стоимость диммера несложно. Стоимость блока следует поделить на число каналов и на мощность 1 канала. Выбирать рекомендуется оптимальный вариант. Сложно другое: почти невозможно изготовить качественный и дешевый светорегулятор. К примеру, если вам предлагают новый 12-канальный диммер DMX512 по 5 кВт на канал за 10 тысяч рублей, нужно задуматься, почему он стоит так дешево.
Запомните, что в подобном диммере точно не будет дросселей, радиатор будет слабым, симисторы будут функционировать на пределе, и уж можете не мечтать об удобном интерфейсе. Диммеры на качественных комплектующих будут дорогими. К примеру, разница между светорегулятором Легранд и PLASTEX для одного канала составляет близко 300 рублей. Представьте, если у диммера имеется 12 каналов, то разница в цене будет внушительной.
С дросселями разница в стоимости будет еще больше, качественный дроссель сложно сделать дешевле чем за 350 рублей, если ставить фирменные комплектующие, то его цена будет начинаться от 25 долларов. Разница на симисторах зачастую может составлять 200 рублей. В итоге и получается, что качественный 12-канальный светорегулятор может стоить от 10 до 30 тысяч рублей и больше.
Таким образом, вы уяснили, что выбор регулятора света - отнюдь не простая задача. Вы должны обратить внимание на внешний вид и аккуратность сборки светорегулятора viko или legrand, узнать как можно больше об комплектующих и их качестве. С особой тщательностью отнеситесь к анализу показателей мощности диммера, так как от данных коэффициентов зависит время работы аппарата.
Не все светодиодные ленты могут управляться диммерами. Казалось бы, вольт-амперная характеристика и график эффективности прямо намекают на такую возможность, но дело обстоит гораздо тоньше. Сегодня мы поговорим о том, как подключить диммер вместо выключателя.
Как работают диммеры
Мы предварительно ознакомим читателей с принципом действия диммера. За счёт чего изменяется напряжение, и зачем это нужно пользователю.
Первые устройства регулирования напряжения питания для электрической нагрузки
По нашему скромному мнению прежде, чем начинать монтаж диммера, нужно представлять, что из этого получится в итоге. А для этого нужно быть в курсе принципа действия прибора. Только так можно предсказать последствия. Первые попытки влиять на электрическую нагрузку путём изменения напряжения питания были предприняты в 1896 году, когда Гранвилл Вудс менял выходные параметры генераторов тока. К патенту было приложено изображение, как это можно использовать на практике для управления светимостью лампочек накала и скоростью вращения вала двигателя.
Мы бы не сказали, что текст, выданный изобретателем, отличался большой понятностью, но полагаем, что в то время это выглядело несколько иначе. Например, если сегодня известно, что все генераторы синхронные и должны возбуждаться переменным током наравне с постоянным для получения нужных параметров, то в те годы, судя по объяснениям Гранвилла, для стабилизации использовали простой источник энергии (например, турбину или двигатель, сжигающий топливо). В результате изобретатель полагает, что на выходе генератора образуется напряжение постоянного потенциала. Мы бы назвали это переменным напряжением фиксированного вольтажа и частоты.
В результате хитроумных манипуляций с реостатами, каким-то образом велось воздействие на двигатель. И вот здесь самое непонятное: какого типа мотор. Уж простите наше невежество, но не можем с точностью сказать, что за электрические двигатели применялись в США на стыке 19 и 20 столетия. Есть все основания полагать, что управление в конечном итоге основано на изменении амплитуды напряжения, а не его частоты. Одновременно это позволяет контролировать светимость ламп по закону Джоуля-Ленца, который утверждает, что мощность, выделяемая на активном сопротивлении, зависит от квадрата разницы потенциалов на его выводах.
Говоря проще, сегодня так много способов контроля напряжения, что мы даже не можем сказать, который из них применил Гранвилл. Судя по чертежу, на схеме есть и сопротивления, что вызывает предположение о создании реостата, с другой стороны вроде бы говорится о регуляции магнитного поля, что наталкивает уже на мысль об изменении параметров обмоток, что уводит нас в область автотрансформаторов (точнее говоря, обмоток с переменным количеством задействованных витков) и катушек переменной индуктивности. В итоге мы не знаем, к какому именно роду диммеров отнести изобретение Гранвилла Вудса, но это был, несомненно, самый первый образчик подобного рода устройств.
Диммеры на основе трансформаторов с вращающимися катушками
В 20-е годы 20-го века широко применялись регуляторы напряжения на основе трансформаторов с вращающимися обмотками. Суть в том, что при изменении угла наклона плоскостей двух катушек управляется поток индукции. За счёт этого варьируется ЭДС, наведённая во вторичной обмотке. Применением трансформатора обеспечивается гальваническая развязка по току, а потери здесь несравненно ниже, нежели в реостатах.
Автотрансформаторы в качестве диммеров
Коммерческие версии для домашнего применения начали появляться гораздо позже. Первой из них следует считать автотрансформатор Джоэля Спира, применённый в 1961 году в качестве составной части стандартного распределительного щитка. Достоинством такого решения является относительная экономичность. Ранее использовались диммеры на основе реостатов. Для того, чтобы понять, как они действовали, нужно немного иметь представление о резистивных делителях. Суть в том, что нагрузка последовательно включается с этим реостатом, в результате чего напряжение прикладывается пропорционально. Увеличивая сопротивление путём бегунка (каждый видел на уроках физики в средней школе), мы забираем часть мощность у нагрузки.
Но в результате на реостате выделяется большое количество тепла. Можно сокращать его, увеличивая сопротивление нагрузки, потому что мощность здесь пропорциональна квадрату тока (закон Джоуля-Ленца: P = I x I x R). В своё время применялись даже жидкостные реостаты на основе солёной воды. В этом случае сопротивлением служил электролит, а величину его меняли, варьируя расстояние между контактами. Реостаты требуют интенсивного отвода тепла для корректной работы. Это обусловливает применение таких сложных систем, как принудительное воздушное охлаждение.
В общем и целом, автотрансформаторы были громоздкими, но здесь уже мощность теряется намного меньше, потому активное сопротивление медной обмотки очень мало. Автотрансформатор работает весьма любопытным образом. Его обмотка за счёт высокой индуктивности для переменного тока представляет большое сопротивление, но чисто мнимое. То есть часть периода автотрансформатор без нагрузки забирает энергию сети, а дальше отдаёт. Это называется реактивной мощностью. Она не тратится непосредственно, и в целом считается этот эффект вредным.
Но лишь только стоит к выходу присоединить, что-нибудь, как ситуация в корне меняется. Автотрансформатор устроен так, как показано на нашем рисунке. У него всего лишь одна обмотка, где напряжение генерируется за счёт чисто мнимого сопротивления и наведенной ЭДС. Чем больше витков задействовано во вторичной цепи, тем выше напряжение, передаваемое дальше. А оставшаяся реактивная мощность уходит назад, в цепь питания. Обратите внимание, что в этом случае вторичной обмотки нет вовсе, поэтому гальваническая развязка (по току) отсутствует. Некоторые считают это недостатком.
Такой индуктивный делитель будет работать только на переменном токе. Потому что для постоянного представляет столь низкое сопротивление, что немедленно сгорит или выведет из строя блок питания. Недостатком автотрансформаторов считается относительно большой размер. Но они, как и реостатные, не изменяют формы напряжения: на выходе получается такая же синусоида с малым уровнем искажений. Фактически автотрансформатор является аналогом резистивного делителя.
Электронные диммеры
Электронные диммеры работают принципиально по-другому. В этом случае регулируется не амплитуда, как это было ранее, а среднее значение напряжения. Для чего часть периода синусоиды отсекается тиристорным ключом. Одна из схем, представленная в англоязычном домене Википедии, запечатлена и на нашем рисунке:
- Тиристорная схема заведена в выходную линию выпрямителя. Здесь напряжение имеет вид бугров, тесно расположенных рядом (см. рисунок).
- В начальный момент времени тиристор закрыт. Поэтому напряжение на лампочку не проходит.
- Конденсатор С1 заряжается через резистор R1, постоянная времени зависит от произведения их номиналов (тау = RC).
- В какой-то момент времени срабатывает стабилитрон и тиристор открывается.
Чем быстрее зарядится конденсатор С1, тем скорее откроется тиристорный ключ, и напряжение пройдет на лампочку. Этим изменяется так называемый угол отсечки, от которого зависит средний уровень напряжения, влияющий в свою очередь на яркость. Напряжение теряет свою синусоидальную форму (см. рисунок). Изменяя рукояткой сопротивление резистора, мы влияем непосредственно на постоянную времени заряда RC цепочки. В результате угол отсечки возрастаем или уменьшает, регулируя яркость свечения лампочки в нужную сторону.
В целом принцип действия данного оборудования может быть самым разным, но суть обычно сводится к изменению угла отсечки. В этом случае в спектре сигнала возрастает уровень искажений. Что может вызвать различные негативные эффекты.
Какой диммер нужно выбирать
Из сказанного выше можно понять, что производится простая установка димммера вместо выключателя. Если в люстре вкручена лампочка накала, то ничего особенного не происходит. Спектр свечения чуть сдвигается в сторону тёплых оттенков, а интенсивность уменьшается. Что объясняется снижением температуры спирали. Пик спектра уходит согласно закону Вина в сторону низких частот. При некотором напряжении питания излучение целиком становится инфракрасного диапазона (от лампочки идёт только тепло). Этот эффект используется для продления жизни нитей накала:
- Если резко зажечь лампочку, то резкие температурные изменения вызывают деформацию нити накала, что приводит к её быстрому выходу из строя.
- Продвинутые диммеры производят предварительный подогрев спирали. За счёт чего изменения получаются не столь резкими.
- На предварительный подогрев уходит до 10% номинального тока.
Иные диммеры очень плавно в течение 30 минут и более поднимают интенсивность до максимальной границы. Понятно, что такие уловки требуют наличия сложных микросхем. Вот почему диммеры, щадящие жизнь лампочки, стоят дороже. До сих пор мы говорили только о нитях накала. А что же другие типы лампочек?
Разрядные работают от стартера. Он реализован на основе дросселя, который за счёт явления самоиндукции продуцирует ЭДС большой величины, на срезе импульса, когда балласт размыкает биметаллическое реле от нагрева. Понятно, что лампы дневного света от диммеров напрямую работать не будут. В этом случае стартер недобирает ЭДС для разжигания дуги. Но и те устройства, что продаются в магазине и оснащены электронным балластом, не всегда готовы работать от напряжения с переменной величиной.
Вот почему подключение диммера часто сопровождается необходимостью пересмотреть свою иллюминацию. Лампочка, работающая в режиме регуляции яркости, стоит дороже обычной. Разница в цене достигает 20%. Понятно, что не каждый готов выложить такую сумму. Прочие же лампы на патрон Е27 (например) внутри цоколя содержат драйвер, преобразующий входное напряжения в нужный номинал. То есть яркость меняться не будет, просто люстра потухнет в какой-то момент.
Мы бы не сказали, что диммер прямо-таки повредит драйверу лампочки, но электронный способен это сделать во всяком случае. Потому что в спектре входного напряжения появляются в обилии гармоники, на работу с которыми устройство не рассчитано.
Нужно ли ставить диммер
Мало выбрать диммер, нужно ещё оценить его практические стороны. Это устройство, как было написано выше, теперь чаще всего строится по электронной схеме с углом отсечки напряжения. А самая простая из реализаций диммера привносит угол отсечки в синусоиду. Причём меняется напрямую форма тока питающей сети. В результате местное напряжение обретает гармоники, которых в нем не должно быть. Диммер является настоящей грозой для чуткой электронной техники. В результате неплохо бы включать такие устройства через сетевой фильтр напряжения.
Проблема в том, что стоит такой (под DIN-рейку) более двух тысяч рублей. Это не та цена, которую можно заплатить, не подумав, учитывая тот факт, что расходуется место в распределительном щитке. К тому же, мы говорили выше, что светодиодная лампа, предназначенная для работы в паре с диммером, стоит дороже обычной.
Но если бы этим все ограничилось – но нет же! Правильный выбор диммера не избавляет нас от самого главного – помех в эфире. Не будучи помещённым в экран, устройство начинает активно излучать в широком спектре. Это вредно для здоровья. На слух это можно проверить при помощи лампочки накала: если поставить диммер на минимум, то спираль начнёт едва слышно свистеть. Это означает появление в сети гармоник напряжения спектра ультразвука. Диммер колеблет таким своеобразным методом нить, и раздаётся посвистывание.