Dimmer für 220-V-Glühlampen: Eigenschaften, Funktionsprinzip und Dimmerschaltung

Komfort ist ohne die richtige Beleuchtung nicht möglich. Dies gilt insbesondere für die abendliche Tageszeit, wenn das helle Licht der Lampe sogar störend sein kann. Daher wurde speziell ein Gerät entwickelt, das Ihnen hilft, den Beleuchtungsgrad einfach zu ändern. Dieses Gerät ist ein Dimmer für 220-V-Glühlampen, mit dem Sie deren Glühen stufenlos steuern können. Gleichzeitig hilft ein solcher Dimmer, Energie zu sparen.

Gerät und Typen

Heute im Angebot finden Sie eine große Anzahl von Dimmern für verschiedene Beleuchtungskörper. Eines der kostengünstigsten und einfachsten Funktionsprinzipien ist ein Gerät, das die Helligkeit von Glühlampen steuert. Die Sache ist, dass die Lampe das einfachste Beleuchtungsgerät ist.

Eine Glühlampe nutzt die Eigenschaften eines bestimmten Materials, um beim Erhitzen Licht zu emittieren. Damit diese Strahlung gesehen werden kann, muss die Körpertemperatur 570 °C überschreiten (rotes Spektrum). Das Erhitzen eines Stoffes wird erreicht, indem ein Strom durch ihn geleitet wird. Daher sollte als Strahlungsquelle ein feuerfester Leiter verwendet werden, dessen Widerstand gegen den Strom die Umwandlung von elektrischer Energie in Licht ermöglicht. All diese Eigenschaften besitzt Wolfram, das als Glühfaden verwendet wird.

Die Arbeitstemperatur von Wolfram erreicht 2000-2800 ° C, weshalb das Emissionsspektrum der Lampe nach Gelb verschoben wird. Bei solchen Temperaturen oxidiert Wolfram daher, um den Oxidationsprozess zu vermeiden, wird der Glühfaden in einen evakuierten Kolben gegeben, der mit einem Inertgas gefüllt ist. Als Gas wird Stickstoff, Argon oder Krypton verwendet.

Das Funktionsprinzip des Dimmers für Glühlampen basiert auf der Änderung des Erwärmungsgrades der Wolframwendel in der Glühlampe. Dies wird erreicht, indem die Stärke des durch das Lichtgerät fließenden Stroms reguliert wird. Diese Bedienelemente werden Dimmer genannt. Verschiedene Arten von ihnen sind in spezialisierten Einzelhandelsgeschäften erhältlich, die Beleuchtungsgeräte verkaufen, aber wenn Sie möchten, können Sie einen Dimmer mit Ihren eigenen Händen herstellen. Durch das unkomplizierte Design können Sie das Gerät selbst zusammenbauen und anschließen auch an Personen ohne spezielle Fachkenntnisse.

Funktionsprinzip

Der Dimmer verdankt seinen Namen dem englischen Wort dim, was übersetzt "dim" bedeutet. Im Kern ist es ein elektrischer Leistungsregler. Sein einfachster Typ ist ein Rheostat, der jedoch aufgrund seiner geringen Effizienz nicht zur Änderung der Lichtleistung von Geräten verwendet wird. Ein anderer Typ ist der Spartransformator. Seine Größe und sein beeindruckendes Gewicht machen die Verwendung eines Spartransformators jedoch unpraktisch.

Die Entwicklung von Halbleiterbauelementen ermöglichte den Einsatz neuer Technologien zum Dimmen, die nach dem Prinzip der Frequenzumwandlung arbeiten. Daher werden Dimmer für Glühlampen in zwei Typen unterteilt:

• analog;
• Digital.

Das Prinzip eines analogen Gerätes beruht auf der Energiegewinnung aus einem Leuchtmittel durch Veränderung des Leitungswiderstandes. Bei Verwendung eines Rheostaten, der ein variabler Widerstand ist, kommt es beispielsweise zu einer Widerstandsänderung im Stromkreis mit einer angeschlossenen Glühbirne. Dazu wird ein variabler Widerstand in Reihe zum Heizkreis geschaltet. Eine Erhöhung des Widerstands führt zu einer Verringerung des zur Lampe fließenden Stroms, wodurch sich die Wendel weniger erwärmt und das Glühen schwächer wird. Aber bei diesem Ansatz sinkt der Stromverbrauch nicht, ein Teil davon wird am Rheostat freigesetzt, was zu seiner Erwärmung führt.

Die Nachteile der Verwendung analoger Regler sind bei digitalen Geräten fast vollständig behoben. Sie basieren auf dem Prinzip der Pulsweitenmodulation (PWM), mit dem Sie die Stromversorgung der Last steuern können. Dies wird erreicht, indem die Dauer der Impulse bei einer bestimmten Frequenz des Signals geändert wird. Dazu werden Schaltelemente verwendet, die auf Transistoren montiert sind, die im Tastenmodus arbeiten, und ein Generator - ein PWM-Controller. Letztere hat die Aufgabe, elektronische Schlüssel zu verwalten.

Im geschlossenen Zustand ist der Strom durch den Schalter sehr klein, wodurch die Verlustleistung vernachlässigbar ist. Im geöffneten Zustand ist trotz des hohen Stroms auch der Widerstand klein und die Wärmeverluste vernachlässigbar. Im Moment des Umschaltens des Schlüssels wird die größte Wärmemenge erzeugt. Die Änderung der Leuchtkraft des Strahlers hängt von der Zeitdauer und dem Tastverhältnis des Signalimpulses ab, während der Stromwert konstant bleibt.

Funktionen und Fähigkeiten

Die Verwendung von Dimmern hat mehrere Vorteile gegenüber dem einfachen Ein- und Ausschalten des Lichts. Das ist erstens ein zusätzlicher Komfort und zweitens eine Energieeinsparung. Moderne Geräte ermöglichen durch die Möglichkeit, die Fernbedienung zu verwenden, die Beleuchtung zu ändern, ohne die Lichtschalter zu berühren. Folgende Hauptvorteile lassen sich hervorheben:

• Verbesserung der Energieeffizienz der Beleuchtung;
• sanftes Ein- und Ausschalten des Lichts;
• Verlängerung der Lebensdauer von Beleuchtungskörpern;
• Arbeit der Lampen nach dem programmierten Algorithmus.

Hersteller bieten heute Geräte an, die sich in Art, Kosten und Zusatzfunktionen unterscheiden. Gleichzeitig werden aber auch Nachteile festgestellt. Zuallererst ist es Überhitzungsempfindlichkeit, daher wird nicht empfohlen, sie in Räumen mit hohen Temperaturen zu installieren. Darüber hinaus treten aufgrund der Besonderheiten der Gerätebedienung Funkimpulse auf, die zu einer Störquelle werden können.

Sie sollten sich bewusst sein, dass Glühlampen keine Induktivität und Kapazität haben. Sie sind Trägheitsgeräte. Das bedeutet, dass sich mit abnehmendem Stromverbrauch die Farbtemperatur des Lichts ändert. Vom gelben Spektrum verschiebt es sich in Richtung der roten Strahlung. Beleuchtung mit geringer Leistung kann frustrierend sein, da einige Hersteller eine Abschaltschwelle in ihre Geräte eingebaut haben. Bei Erreichen eines bestimmten Wertes erlischt die Lampe sofort. Zu den Hauptmerkmalen des Geräts gehören:

1. Leistung. Dieser Parameter zeigt an, wie viel Leistung der Illuminator an den Dimmer angeschlossen werden kann. Beim Kauf müssen Sie ein Gerät mit einem Indikator von 15-20% mehr als die geplante Ladeleistung auswählen. Dies verhindert eine Überhitzung und Fehlfunktion des Geräts.
2. Stärke des Schutzes. Das elektrische Gerät muss eine Schutzklasse haben. Die Mindestklasse muss IP20 sein.
3. Gruppenmaterial kontaktieren. Kupferkontakte sind am besten, aber häufig werden Legierungen verwendet.
4. Steuerungstyp. Es kann Dreh-, Druck-, Touch- oder Fernbedienung sein.
5. Installationstyp. Solche Geräte können eingebaut oder ferngesteuert sein. Der erste Gerätetyp ist so konzipiert, dass er sich anstelle eines Lichtschalters befindet. Geräte des zweiten Typs werden an eine Steckdose mit einer Spannung von 220 Volt angeschlossen und verfügen über eine eigene Steckdose, an die die Lampe bereits direkt angeschlossen ist.

Instrumentenhersteller

Beim Kauf eines Gerätes ist nicht zuletzt auf den Hersteller zu achten. Der Kauf eines minderwertigen Produkts kann zu einem Brand führen, daher ist es besser, bekannten Herstellern den Vorzug zu geben. In der Regel verfügen sie über ein umfangreiches Netz von Servicezentren, wodurch Garantiereparaturen in kürzester Zeit durchgeführt werden, aber meistens wird das Produkt einfach gegen ein neues ausgetauscht. Zu den führenden Unternehmen, die Dimmer für Glühlampen herstellen, gehören:

1. Legrand. Französisches Unternehmen, spezialisiert auf elektrische Produkte. Es nimmt eine der führenden Positionen am Markt ein und gilt als zuverlässig und sicher. Ihre Serien Valena und Celiane sind heiß begehrt.
2. Schneider Electric. Ihre Produkte sind einfach zu installieren und sicher im Betrieb. Beliebte Serien: Merten, Prima, Sedna.
3. Nootechnika-Achat. Russischer Hersteller von Elektrozubehör. Die Produkte erfüllen hohe europäische Qualitätsstandards. Am häufigsten achten sie beim Kauf auf den Funkdimmer Agat-D-1000.
4. ABB. Die Dimmer des schwedisch-schweizerischen Herstellers sind im Originaldesign gefertigt und werden in einer breiten Palette auf dem Markt präsentiert. Ihre Busch Duro Produkte gelten als Klassiker unter den Lichtsteuergeräten.
5. Makel. Der Hersteller aus der Türkei hat sich als hochwertiger und zuverlässiger Hersteller etabliert und produziert hauptsächlich Produkte der Budgetklasse. Die Serien Defne und Lilium Natural Kare werden jeden Kunden zufriedenstellen.
6. LN-MINI. Das in Hongkong ansässige Unternehmen ist bekannt für seine Miniaturdimmer, die in Tischlampen passen.
7. Echse. Tochtergesellschaft des türkischen Unternehmens DERNEK GRUP. Jedes Jahr werden seine Produkte immer beliebter. Die bekannteste Serie ist Mira.

Schaltung der Geräte

Für die Herstellung von Dimmgeräten gibt es eine ganze Reihe technischer Lösungen. Ihre Tastenblöcke sind jedoch vom gleichen Typ - dies sind Bedienelemente und ein Steuermodul. Die einfachste Version der Dimmerschaltung für eine Glühlampe enthält nicht mehr als fünf Funkelemente und ist einfach zu wiederholen sogar für einen unerfahrenen Funkamateur, während komplexe Multifunktionsgeräte Mikroschaltungen und Software enthalten Code.

Einfache Schaltungen können durch Oberflächenmontage ausgeführt werden, für komplexe Geräte müssen Sie jedoch eine Leiterplatte herstellen. Wenn Sie ein Gerät beliebiger Komplexität selbst zusammenbauen, sollten Sie vorsichtig sein und auf Genauigkeit achten, da die Arbeit mit einer lebensgefährlichen Spannung von 220 Volt verbunden ist.

Drehdimmer

Eine solche Schaltung enthält keine knappen Funkkomponenten und ihr Schlüsselelement ist ein Triac. Das Wesen der Schaltung besteht darin, dass der Strom nur an der Lampe erscheint, wenn ein Entriegelungssignal an der Steuerelektrode des Triacs auftritt. Beim Öffnen wird die Last verbunden.

Der Generator in der Schaltung ist auf zwei Triacs VS1 und VS2 implementiert. Bei Anschluss an ein 220-Volt-Netz beginnen sich die Kondensatoren C1 und C2 über die Widerstände R1 und R2 aufzuladen. Sobald der Spannungspegel einen Wert erreicht, der das Öffnen von VS1 ermöglicht, tritt ein Strom auf und der Kondensator C1 wird entladen. Je größer der Widerstand der R1-R2-Kette ist, desto langsamer erfolgt die Ladung, was bedeutet, dass das Tastverhältnis der Impulse zunimmt. Wenn sich der Widerstand R2 ändert, wird die Pulsdauer angepasst.

Radioelemente-Tabelle:

Bezeichnung	Name
VS1	BT137 600E
VS2	DB3
R1	1 MOhm
R2	27 kΩ
C1	22-100 nF, 300 V
C2	22-100 nF, 300 V

Dimmer auf einem Mikrocontroller

Diese Schaltungsart wird bei Dimmern mit Fernbedienung verwendet. Das Hauptelement des Geräts ist der DD1-Mikrocontroller. Die Netzspannung wird dem Reglereingang über den Spannungsteiler R8-R10 zugeführt. Der Übergang eines Sinussignals durch Null ist durch eine abfallende Spannungsfront gekennzeichnet, die eine Unterbrechung des Mikroschaltungsprogramms bewirkt.

VD3-VD4-Elemente bilden einen stabilisierten Einweggleichrichter. Kondensator C6 und Widerstand R6 werden benötigt, um den parametrischen Stabilisator zu schützen. Um ein solches Gerät mit eigenen Händen zusammenzubauen, müssen Sie eine Leiterplatte herstellen, und der Kenntnisstand in der Elektronik sollte durchschnittlich sein.

Die Kondensatoren C1 und C2 wirken als Filter und sollen die gleichgerichtete Spannung glätten. Bei Spannungsausfall im 220-V-Netz erfolgt die C5-Entladung über die VD1-Diode. Auf dem VT1-Transistor ist ein Schlüssel montiert, der C4 entlädt, wenn der Benutzer mit der Sensorplatte interagiert. Sie können sogar eine selbstgemachte Metallplatte verwenden, die auf die Rückseite des Schlüssels eines beliebigen Schalters geklebt wird.

Der Triac muss für eine maximale Betriebsspannung von mindestens 600 Volt ausgelegt sein und sein Strom muss doppelt so hoch sein wie der von der Last benötigte. Liegt am vierten Pin des Mikrocontrollers eine Einheit an, dann ist der Triac geschlossen. Zum Öffnen wird ein Signalimpuls mit einer Dauer von mindestens 15 µs erzeugt.

Das Funkelement wird am Heizkörper montiert. Als Fotodetektor wird jede Fotozelle mit einer Trägerfrequenz eines Infrarotsignals von 36 kHz verwendet.