Ściemniacz do żarówek 220 V: charakterystyka, zasada działania i obwód ściemniacza

Komfort nie jest możliwy bez odpowiedniego oświetlenia. Dotyczy to zwłaszcza wieczornej pory dnia, kiedy jasne światło lampy może być nawet denerwujące. Dlatego urządzenie zostało specjalnie zaprojektowane, aby pomóc w łatwej zmianie stopnia oświetlenia. To urządzenie jest ściemniaczem do żarówek 220 V, co pozwala płynnie kontrolować ich żarzenie. Jednocześnie taki ściemniacz pomaga oszczędzać energię.

Urządzenie i typy

Dziś w sprzedaży można znaleźć dużą liczbę ściemniaczy do różnych opraw oświetleniowych. Jednym z najtańszych i najprostszych w zasadzie działania jest urządzenie kontrolujące jasność lamp żarowych. Chodzi o to, że lampa jest najprostszym urządzeniem oświetleniowym.

Lampa żarowa wykorzystuje właściwości określonego rodzaju materiału do emitowania światła po podgrzaniu. Aby to promieniowanie było widoczne, temperatura ciała musi przekraczać 570°C (widmo czerwone). Ogrzewanie substancji osiąga się przepuszczając przez nią prąd. Dlatego jako źródło promieniowania należy stosować przewodnik ogniotrwały, którego rezystancja na prąd pozwoli na zamianę energii elektrycznej na światło. Wszystkie te cechy posiada wolfram, który jest używany jako włókno.

Temperatura pracy wolframu sięga 2000-2800 °C, dlatego widmo emisyjne lampy jest przesunięte na kolor żółty. W takich temperaturach wolfram utlenia się, dlatego, aby uniknąć procesu utleniania, włókno umieszcza się w próżniowej kolbie, która jest wypełniona gazem obojętnym. Stosowanym gazem jest azot, argon lub krypton.

Zasada działania ściemniacza do żarówek polega na zmianie stopnia nagrzania żarnika wolframowego w żarówce. Osiąga się to poprzez regulację natężenia prądu przepływającego przez urządzenie świetlne. Te elementy sterujące nazywane są ściemniaczami. Różne ich rodzaje można znaleźć w wyspecjalizowanych punktach sprzedaży detalicznej sprzętu oświetleniowego, ale jeśli chcesz, możesz zrobić ściemniacz własnymi rękami. Jego nieskomplikowana konstrukcja pozwala na samodzielne złożenie i podłączenie urządzenia nawet dla osób, które nie mają specjalnej wiedzy technicznej.

Zasada działania

Ściemniacz zawdzięcza swoją nazwę angielskiemu słowu dim, co tłumaczy się jako „dim”. W swej istocie jest regulatorem mocy elektrycznej. Najprostszym typem jest reostat, ale nie służy do zmiany mocy świetlnej urządzeń ze względu na niską wydajność. Innym typem jest autotransformator. Jednak jego duże rozmiary i imponująca waga sprawiają, że korzystanie z autotransformatora jest niewygodne.

Rozwój urządzeń półprzewodnikowych umożliwił wykorzystanie nowych technologii do ściemniania, działających na zasadzie konwersji częstotliwości. Tak więc ściemniacze do lamp żarowych dzielą się na dwa typy:

• analog;
• cyfrowy.

Zasada działania urządzenia analogowego polega na pozyskiwaniu energii z urządzenia oświetleniowego poprzez zmianę rezystancji linii. Na przykład w przypadku zastosowania reostatu, który jest rezystorem zmiennym, następuje zmiana rezystancji w obwodzie z podłączoną żarówką. Aby to zrobić, rezystor zmienny jest podłączony szeregowo do obwodu żarnika. Zwiększenie jej rezystancji prowadzi do zmniejszenia prądu płynącego do lampy, co oznacza, że ​​żarnik mniej się nagrzewa, a żar słabnie. Ale dzięki takiemu podejściu zużycie energii nie spada, jego część jest uwalniana na reostat, co prowadzi do jego ogrzewania.

Wady stosowania regulatorów analogowych są prawie całkowicie rozwiązane w urządzeniach cyfrowych. Oparte są na zasadzie modulacji szerokości impulsu (PWM), która pozwala kontrolować zasilanie obciążenia. Osiąga się to poprzez zmianę czasu trwania impulsów przy określonej częstotliwości sygnału. W tym celu stosuje się elementy przełączające, które są montowane na tranzystorach działających w trybie klucza, a generator - sterownik PWM. Zadaniem tego ostatniego jest zarządzanie kluczami elektronicznymi.

W stanie zamkniętym prąd płynący przez przełącznik jest bardzo mały, co oznacza, że ​​moc rozpraszania jest znikoma. W stanie otwartym mimo dużego prądu rezystancja jest również niewielka, a straty ciepła znikome. Największa ilość ciepła jest generowana w momencie przekręcenia kluczyka. Zmiana jasności oświetlacza zależy od okresu czasu i wypełnienia impulsu sygnałowego, natomiast wartość prądu pozostaje stała.

Funkcje i możliwości

Stosowanie ściemniaczy ma kilka zalet w porównaniu z prostym włączaniem i wyłączaniem światła. Po pierwsze to dodatkowy komfort, a po drugie oszczędność energii. Nowoczesne urządzenia pozwalają na zmianę oświetlenia nawet bez dotykania włączników światła dzięki możliwości użycia pilota. Można wyróżnić następujące główne zalety:

• poprawa efektywności energetycznej oświetlenia;
• płynne włączanie i wyłączanie światła;
• wydłużenie żywotności opraw oświetleniowych;
• praca lamp zgodnie z zaprogramowanym algorytmem.

Obecnie producenci oferują urządzenia różniące się rodzajem, kosztem i zestawem dodatkowych funkcji. Ale jednocześnie odnotowuje się również wady. Przede wszystkim jest to wrażliwość na przegrzanie, dlatego nie zaleca się instalowania ich w pomieszczeniach o wysokich temperaturach. Ponadto, ze względu na specyfikę działania urządzenia, pojawiają się impulsy radiowe, które mogą stać się źródłem zakłóceń.

Należy mieć świadomość, że żarówki nie mają indukcyjności i pojemności. Są to urządzenia inercyjne. Oznacza to, że wraz ze spadkiem poboru mocy zmienia się temperatura barwowa światła. Z widma żółtego przesuwa się w kierunku promieniowania czerwonego. Oświetlenie o małej mocy może być frustrujące, ponieważ niektórzy producenci wbudowali w swoje urządzenia próg odcięcia. Po osiągnięciu określonej wartości lampa natychmiast się wyłącza. Główne cechy urządzenia to:

1. Moc. Ten parametr pokazuje, ile mocy oświetlacz można podłączyć do ściemniacza. Kupując, musisz wybrać urządzenie ze wskaźnikiem 15-20% większym niż planowana moc obciążenia do podłączenia. Zapobiegnie to przegrzaniu i nieprawidłowemu działaniu urządzenia.
2. Stopień ochrony. Urządzenie elektryczne musi mieć klasę ochrony. Minimalna klasa musi wynosić IP20.
3. Materiał grupy kontaktowej. Najlepsze są styki miedziane, ale często stosuje się stop.
4. Typ kontroli. Może być obrotowy, przyciskowy, dotykowy lub zdalny.
5. Typ instalacji. Takie urządzenia mogą być wbudowane lub zdalne. Pierwszy typ urządzenia jest przeznaczony do umieszczenia zamiast włącznika światła. Urządzenia drugiego typu są podłączone do gniazdka o napięciu 220 woltów i mają własne gniazdko, do którego lampa jest już bezpośrednio podłączona.

Producenci instrumentów

Kupując urządzenie, należy również zwrócić uwagę na jego producenta. Zakup produktu niskiej jakości może doprowadzić do pożaru, dlatego lepiej jest preferować znanych producentów. Zwykle posiadają rozbudowaną sieć serwisów, dzięki czemu naprawy gwarancyjne przeprowadzane są w jak najkrótszym czasie, jednak najczęściej produkt jest po prostu wymieniany na nowy. Do wiodących firm produkujących ściemniacze do żarówek należą:

1. Legrand. Francuska firma specjalizująca się w produktach elektrycznych. Zajmuje jedną z wiodących pozycji na rynku i jest uważany za niezawodny i bezpieczny. Jej seriale Valena i Celiane cieszą się dużym zainteresowaniem.
2. Schneider Electric. Ich produkty są łatwe w montażu i bezpieczne podczas eksploatacji. Popularne serie: Merten, Prima, Sedna.
3. Agat Nootechnika. Rosyjski producent akcesoriów elektrycznych. Produkty spełniają wysokie europejskie standardy jakości. Najczęściej przy zakupie zwracają uwagę na zdalny ściemniacz Agat-D-1000.
4. WĄTEK. Ściemniacze szwedzko-szwajcarskiego producenta wykonane są w oryginalnym wzornictwie i prezentowane są na rynku w szerokim asortymencie. Ich produkty Busch Duro są uważane za klasykę urządzeń sterujących oświetleniem.
5. Makel. Producent z Turcji ugruntował swoją pozycję jako wysokiej jakości i niezawodny producent, produkujący głównie produkty klasy budżetowej. Serie Defne i Lilium Natural Kare zadowolą każdego klienta.
6. LN-MINI. Firma z siedzibą w Hongkongu słynie z miniaturowych ściemniaczy zaprojektowanych tak, aby pasowały do ​​lamp stołowych.
7. Lezardzie. Spółka zależna tureckiej firmy DERNEK GRUP. Z roku na rok jej produkty cieszą się coraz większą popularnością. Najbardziej znaną serią jest Mira.

Obwody urządzeń

Istnieje wiele rozwiązań technicznych do produkcji urządzeń ściemniających. Ale ich kluczowe bloki są tego samego typu - są to kontrolki i moduł sterujący. Najprostsza wersja obwodu ściemniacza dla żarówki zawiera nie więcej niż pięć elementów radiowych i jest łatwa do powtórzenia nawet początkujący radioamator, podczas gdy złożone urządzenia wielofunkcyjne zawierają mikroukłady i oprogramowanie kod.

Proste obwody można wykonać przez montaż powierzchniowy, ale w przypadku skomplikowanych urządzeń konieczne będzie wykonanie płytki drukowanej. Podczas samodzielnego montażu urządzenia o dowolnej złożoności należy zachować ostrożność i przestrzegać dokładności, ponieważ praca wiąże się z zagrażającym życiu napięciem 220 woltów.

Ściemniacz obrotowy

Taki obwód nie zawiera skąpych elementów radiowych, a jego kluczowym elementem jest triak. Istotą obwodu jest to, że prąd pojawi się na lampie tylko wtedy, gdy na elektrodzie sterującej triaka pojawi się sygnał odblokowujący. Kiedy się otworzy, ładunek się połączy.

Generator w obwodzie jest zaimplementowany na dwóch triakach VS1 i VS2. Po podłączeniu do sieci 220 V kondensatory C1 i C2 zaczynają ładować się przez rezystory R1 i R2. Gdy tylko poziom napięcia osiągnie wartość umożliwiającą otwarcie VS1, pojawia się prąd i kondensator C1 jest rozładowywany. Im większa rezystancja łańcucha R1-R2, tym wolniej następuje ładowanie, co oznacza, że ​​zwiększa się współczynnik wypełnienia impulsów. Gdy zmienia się rezystancja R2, czas trwania impulsu jest regulowany.

Tabela pierwiastków radiowych:

Przeznaczenie	Nazwa
VS1	BT137 600E
VS2	DB3
R1	1 MΩ
R2	27 kΩ
C1	22-100nF, 300V
C2	22-100nF, 300V

Ściemniacz na mikrokontrolerze

Ten typ obwodu stosowany jest w ściemniaczach ze zdalnym sterowaniem. Głównym elementem urządzenia jest mikrokontroler DD1. Napięcie sieciowe podawane jest na wejście sterownika poprzez dzielnik napięcia R8-R10. Przejście sygnału sinusoidalnego przez zero charakteryzuje się opadającym frontem napięcia, co powoduje przerwanie programu mikroukładu.

Elementy VD3-VD4 tworzą stabilizowany prostownik półfalowy. Kondensator C6 i rezystor R6 są potrzebne do ochrony stabilizatora parametrycznego. Aby złożyć takie urządzenie własnymi rękami, będziesz musiał wykonać płytkę drukowaną, a poziom wiedzy z zakresu elektroniki powinien być średni.

Kondensatory C1 i C2 działają jak filtr i mają na celu wygładzenie wyprostowanego napięcia. Poprzez diodę VD1 w przypadku zaniku napięcia w sieci 220 V następuje wyładowanie C5. Na tranzystorze VT1 montowany jest klucz, który rozładowuje C4, gdy użytkownik wchodzi w interakcję z płytką czujnika. Możesz nawet użyć domowej roboty metalowej płytki przyklejonej z tyłu klucza dowolnego przełącznika.

Triak musi być zaprojektowany na maksymalne napięcie robocze co najmniej 600 woltów, a jego prąd musi być dwukrotnie większy niż wymagany przez obciążenie. Jeśli na czwartym pinie mikrokontrolera znajduje się jednostka, triak jest zamknięty. Aby go otworzyć, generowany jest impuls sygnałowy o czasie trwania co najmniej 15 μs.

Element radiowy jest zainstalowany na grzejniku. Jako fotodetektor wykorzystywana jest dowolna fotokomórka o częstotliwości nośnej sygnału podczerwieni 36 kHz.