Bel-cable.ru

Блог инженера Электрика
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Диммирование и управление освещением

Диммирование и управление освещением

Диммирование — это управление светом, способ регулирования яркости ламп. Существует много вариантов диммирования, чтобы выбрать подходящий нужно учитывать определённые факторы. Например, некоторые виды ламп могут не работать с некоторыми диммерами. Есть методы управления освещением, которые хороши только для маленьких помещений (квартир или небольших офисов), а с помощью других можно регулировать свет в целых зданиях. Кроме того, есть варианты диммирования, которые требуют сложной дополнительной проводки и поэтому их можно использовать, только если это было предусмотрено на этапе строительства или ремонта.

Информация о том, можно ли диммировать лампу или светильник, а также для какого типа диммирования подходит прибор — обычно есть в технической документации. На многих устройствах также есть специальные маркировки.

Симисторное диммирование (TRIAC, Phase-Cut)

Есть два варианта симисторного диммирования: с отсечением по переднему фронту и с отсечением по заднему фронту.

  • На первом графике показан обычный переменный ток
  • Второй график: волна с отсечкой по переднему фронту
  • Третий график: волна с отсечкой по заднему фронту

Диммирование с отсечением по переднему фронту (Leading Edge Dimming)

Этот вид диммирования встречается чаще всего, он популярен для регулировки домашнего освещения. Устройства, которые нужны для этого способа управления светом, небольшие, относительно дешёвые и легко устанавливаются.

Этот вариант хорошо подходит для ламп накаливания и галогенных ламп, но для светодиодных и компактных люминесцентных ламп такие диммеры подходят не всегда. Если они подходят, то это будет указано в технической документации.

Диммирование с отсечением по заднему фронту (Trailing Edge Dimming)

Этот тип диммирования разработан для светодиодных ламп. У каждой светодиодной лампы есть драйвер — устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный. Именно драйвер будет взаимодействовать с диммером, поэтому, выбирая диммер, нужно уточнить, подходит ли он к драйверу. Если устройства не подходят друг к другу, то свет может начать мерцать, а светильник неприятно жужжать.

Диммирование с отсечением по заднему фронту относительно недорого, но дороже, чем вариант с отсечением по переднему фронту. При его использовании не возникает резких скачков напряжения и сила тока увеличивается плавно.

Принцип работы симисторного диммирования

Этот способ управления светом работает с переменным током. Переменный ток отличается от постоянного тем, что электроны текут сначала в одном направлении, потом в другом. На графике это выглядит как синусоида. Симисторное диммирование выключает ток на небольшой период времени, отсекая часть этой волны. Чем больше периоды, когда ток выключен, и чем меньше, когда он включён, тем темнее светит лампа.

Если посмотреть на это на примере лампы накаливания, то получается, что в моменты, когда ток не подаётся, спираль начинает остывать и лампочка темнеет.

Включается и выключается подача тока с помощью симистора (симметричного триодного тиристора). По-английски этот прибор называется TRIAC (triode for alternating current). Отсюда и название способа диммирования.

Диммирование с отсечением по переднему и по заднему фронту отличается тем, с какой стороны обрезается волна. Когда происходит отсечение по переднему фронту, то ток выключается сразу после того, как кривая пересечёт ноль, а потом включается с резким скачком напряжения. Это одна из причин, почему многие светодиодные источники света плохо работают с этим типом диммирования. Зато LED лампы хорошо приспособлены для диммирования с отсечением по заднему фронту, потому что напряжение нарастает плавно.

Читайте так же:
Выключатель abb impuls схема

Диммирование с помощью ШИМ — Широтно-Импульсной Модуляции (PWM — Pulse Width Modulation)

Диммирование с помощью ШИМ немного похоже на предыдущий метод. Оно тоже использует симистор (TRIAC), который подаёт импульс в виде электрического тока. Импульс может создаваться с разной частотой и может быть разной длины. Чем чаще и длиннее импульс — тем ярче свет. И, наоборот, чем реже и короче — тем темнее. Частота в любом случае достаточно высокая, чтобы человеческий глаз не мог видеть мерцание лампы.

В отличие от диммирования с отсечкой по фазе, диммированием с помощью PWM можно управлять цифровым методом и регулировать подачу сигнала по беспроводной сети. Поэтому, несмотря на то, что этот метод дороже предыдущего, его часто используют для умных домов.

Диммирование 1-10V и 0-10V

Диммирование 0-10V с регулировкой на корпусе светильника.

Этот вариант подойдёт для люминесцентных и светодиодных ламп. Устройства для диммирования 0-10V (1-10V) не чувствительны к нагрузке. Протокол 0-10V может работать со многими автоматизированными системами для умных домов, например, с KNX.

Диммирование 0-10V (1-10V) лучше использовать в небольших помещениях, потому что оно неудобно для управления большим количеством приборов. К каждому устройству должен идти отдельный провод. На длинных линиях падает напряжение и затухает сигнал, из-за этого может быть сложно точно отрегулировать яркость светильника.

Некоторые производители выпускают светильники с устройствами для 0-10V (1-10V) диммирования, которые расположены прямо на корпусе прибора.

Принцип работы диммирования 0-10V (1-10V)

Устройство для диммирования 0-10V передаёт сигнал светильнику, чтобы изменить его яркость. Сигналом является изменение напряжения от 0 до 10 Вольт. При напряжении 10 Вольт лампа будет светить на максимуме мощности, при 0 Вольт — погаснет.

Шаг в 1 Вольт приведёт к изменению яркости на 10%. Если, например, повысить напряжение с 0 до 1 Вольт, то светильник будет светить на 10% от максимальной яркости и, наоборот, если снизить с 10 до 9 Вольт — получится 90% яркости.

Диммирование 1-10V отличается от 0-10V тем, что здесь нет сигнала в 0В и соответственно, нельзя сделать так, чтобы свет не горел. Минимальная яркость будет составлять 10% от полной.

PUSH Dim (Switch Dim, Touch-Dim)

Используя этот способ диммирования, можно управлять несколькими светильниками сразу. Можно сделать несколько кнопок-переключателей яркости к одному светильнику и установить их в разных местах. При этом такой метод управления светом относительно дёшев и не требует сложной проводки.

PUSH Dim можно интегрировать в систему DALI, для которой этот вариант диммирования когда-то и разрабатывался.

В одной цепи нельзя смешивать разные драйверы PUSH Dim.

Принцип работы PUSH Dim

При диммировании Push DIM яркость света регулируют нажатием кнопки. Чтобы включить или выключить, нужно просто один раз коротко нажать кнопку. Долгим нажатием можно увеличить или уменьшить яркость светильника. Если дважды коротко нажать на кнопку, то система «запомнит» яркость, и при следующем включении она установится автоматически.

Если нажать и не отпускать кнопку больше 30 секунд, то все светильники синхронизируются на яркости 50%. Это может быть нужно тогда, когда светильники отключали от сети и после этого они потеряли синхронизацию.

Читайте так же:
Как подключить маленький выключатель с тремя контактами

По сравнению с другими способами управления светом, систему Push DIM легко установить и её не требуется предварительно настраивать. Не нужен центральный блок управления.

Используя этот способ диммирования, можно регулировать яркость света из нескольких мест в помещении, можно использовать датчики присутствия и даже подключить систему Push DIM к «умному» дому. Можно управлять несколькими светильниками, но к каждому должны идти отдельные провода. Можно «запомнить» яркость, чтобы при следующем включении она сразу была настроена. Для этого нужно сделать двукратное короткое нажатие.

У метода есть и недостатки: например, не получится заранее задать уровень яркости для сценария освещения.

Диммирование по протоколу DALI

Такой способ регулировки освещения удобен для больших пространств, например, для целого здания. В одну сеть DALI можно объединить до 64 светильников, разбить их на 16 групп, чтобы управлять сразу несколькими лампами, и задать до 16 сценариев освещения, которые можно настраивать заранее (например, сделать вечером свет в комнате темнее).

Чтобы преодолеть ограничения по количеству светильников, групп и сцен, в больших зданиях часто делают сразу несколько сетей, объединённых между собой.

Протокол DALI позволяет очень точно настроить освещение, например, уровней яркости не 10, как при диммировании 0-10V, а 254.

DALI — довольно дорогой способ управления светом. Сигналы от контроллера к светильникам и назад передаются по двухпроводной шине, поэтому для диммирования по DALI нужна проводка, хотя и относительно простая: не нужны механические реле и многочисленные провода.

Принцип работы диммирования по протоколу DALI

Контроллер подключён к сети, в которой у каждого драйвера и источника света есть уникальный адрес. Поэтому внутри этой сети можно взаимодействовать с каждым конкретным устройством. Когда вы отдаёте команду, контроллер посылает сигнал на нужный адрес, сообщая светильнику, что должно произойти.

В отличие от способов диммирования, которые описаны выше, диммирование по DALI работает в обе стороны. Это значит, что контроллер не только посылает сигналы светильникам, но и принимает информацию от них. Например, если у одного из светильников произошёл сбой, вам придёт уведомление.

Прочие способы диммирования

DSI — предшественник системы DALI, поэтому сейчас его используют не очень часто. В отличие от DALI, в DSI нет уникальных адресов, поэтому нельзя управлять каждым отдельным светильником, а только всей цепью сразу.

Как выбрать диммер по типу ламп?

Диммеры могут быть универсальными – для любой лампы, и узконаправленными – например, для галогенных низковольтных ламп. Устройство диммеров тоже отличается: регуляторы для ламп накаливания выдерживают напряжение 220 Вольт, нить лампы разогревается, а яркость света зависит от величины подаваемого напряжения. Для люминесцентных и диодных источников освещения приобретают агрегаты с электронным дросселем – он регулирует интенсивность газового разряда. Для галогенных ламп в комплект к диммеру идет трансформатор, который преобразует исходное напряжение до 12-24 Вольт.

Классификация по типу управления:

  • Аналоговые. Сигнал управления – это постоянное напряжение, поступает сигнал от пульта управления;
  • Цифровые. Регуляторы управляются цифровой последовательностью, в основе диммера лежит микропроцессор, который преобразовывает цифровой код в сигнал.
  • Цифро-аналоговые. Такой блок считается универсальным и поддерживает оба типа сигналов.
Читайте так же:
Выключатель уличной установки ip65

Преимущества диммирования светодиодов

Регулировка яркости светодиодов позволяет в полной мере раскрыть весь их потенциал. Особенности работы LED делают этот осветительный элемент идеальным кандидатом на диммирование.

  • Яркость светодиода можно менять в очень широком диапазоне, в отличие от люминесцентных ламп.
  • Изменение яркости никак не сказывается на цветовой температуре и цветопередаче, в отличие от ламп накаливания.
  • Снижение яркости ведёт к увеличению срока службы, а не наоборот, как в случае с галогенными лампами.
  • Регулировка яркости светодиодных светильников происходит без задержек, что позволяет использовать их даже в самых динамичных осветительных сценариях.

Где используют

Диммирование освещения позволяет создать в комнате многоуровневую систему света. Использование разных режимов в одном помещении не только снижает затраты на электричество, но и помогает менять атмосферу. Для праздников подойдет максимальная яркость, в обычное время – нейтральная средняя. Для интимной обстановки используют приглушенные сценарии.

Подвесные или переносные светорегуляторы применяют для зонирования. Понимая, как работает такой диммер, легко расставить акценты в нужных местах. Дизайнеры рекомендуют использовать устройства для подсветки произведений искусства (картин, скульптур) или коллекций. Разная интенсивность освещения позволит привлечь внимание или скрыть экспонаты от посторонних глаз.

Плавная регулировка яркости света создает иллюзию присутствия человека. Если установить в комнатах устройства с автоматическим срабатыванием, то с улицы кажется, что в доме есть люди. Функция очень удобна для людей, которые часто в разъездах.

Диммеры часто используют для животных или птиц. Переносные аппараты подключают к лампам, изменяя интенсивность света капризных рептилий, улиток или насекомых в определенное время. Подвесные модели применяют для обогрева птенцов в первые дни после рождения. Увеличение или уменьшение параметров подстраивают под состояние питомцев.

Вещи, которые следует учитывать при покупке диммера:

Какие лампы подходят для диммера?

Существуют разные модели диммеров, а также типы нагрузки, что делает необходимым выбор подходящего устройства. Диммер выбирается в зависимости от типа нагрузки. Это означает: какие лампы применяются, используются ли они через трансформатор или светильник работает нормально от источника питания 220 В? Эту информацию можно найти на упаковке производителя, а также на самом светильнике. Если сомневаетесь как работает диммер с той или иной лампой, спросите у электрика или продавца. На рынке существует множество различных диммируемых источников света, которые требуют специальных затемняющих устройств. Но в целом, они могут быть классифицированы в соответствии с их технологией.

Ниже перечислены самые популярные и распространенные лампы для диммера:

  • Высоковольтный галоген 220В (розетка G9 или GU10)
  • Низкое напряжение 12В с электронным трансформатором (розетка G4, GU5,3, GY6,35)
  • Низкое напряжение 12В с обычным трансформатором (розетка G4, GU5,3, GY6,35)
  • Светодиодные (возможно много типов розеток)
  • Энергосберегающие (возможно много типов розеток), затемнение возможно только в ограниченной степени. Проверьте данные производителя!

Таблица форм и цоколей ламп

Таблица форм и цоколей ламп

лампа GY6,35

Запишите общее количество ватт и посмотрите, можно ли найти принцип диммирования на лампочке или лампах. Каждый диммер имеет минимальную и максимальную мощность подключения (от-до… Вт). Таким образом, только лампочки или группы ламп с общей мощностью между этим диапазоном диммера могут быть подключены без проблем.

Существуют различные маркировки лампочек (см. Ниже). Для правильного выбора диммера, маркировка на источнике света и будущем устройстве диммирования должны совпадать

Читайте так же:
Где находится инерционный выключатель бензонасоса рено флюенс

значек диммирования значек диммирования значек диммированиязначек диммирования

Замечание:

1) Энергосберегающие светильники с регулируемой яркостью ( ESL )
Только когда энергосберегающие светильники имеют регулировку яркости, они могут быть затемнены с помощью обычных диммеров (поворотные или скользящие регуляторы) или устройств с электронным управлением, указано на лампе (управление фазой / реверс, фазовый контроль). Тем не менее, это должно быть упомянуто в описании устройства затемнения. В принципе, затемняющие устройства, предназначенные для ламп накаливания / галогенных светильников, не считаются подходящими для энергосберегающих моделей. Даже если комбинация работает, она может привести к сильным радиопомехам из-за увеличения помех на сетевом кабеле.

2) а. Светодиодные источники света
Как работает диммер со светодиодным источником света? Светодиодные светильники 220 В и высоковольтные светодиодные светильники должны иметь маркировку с регулируемой яркостью. Если светодиодная лампа помечена как диммируемая, проверьте, должен ли использоваться регулятор фазы или затемняющее устройство с обратной фазой. Обычно эта информация наносится на упаковку производителя.

Светодиодные лампы 12 В переменного и 12 В переменного / постоянного тока также должны иметь маркировку с регулируемой яркостью. Также необходимо позаботиться о том, чтобы используемый трансформатор был диммированным. Какое затемняющее устройство можно использовать, показано в руководстве к соответствующему трансформатору. Многие низковольтные трансформаторы, также требуют базовой (минимальной) нагрузки, которая должна быть нагружена светодиодными лампами, иначе они не запустятся.

2) б. Светодиодные полосы и одиночные светодиоды (DC)
Светодиодные диммеры с ШИМ (ШИМ = широтно-импульсная модуляция) используются для светодиодных источников света, которые не работают напрямую с 220 В (обычно 12 В или 24 В постоянного тока). Для них либо требуется дополнительный светодиодный балласт(драйвер), либо он уже встроен в диммер ШИМ. Светодиодные драйверы с регулируемой яркостью также доступны для различных типов управления.

3) Люминесцентные светильники
Люминесцентные светильники могут быть затемнены только специальными электронными балластами (0 — 10 В), предназначенными для этой цели и диммерами.

Какой диммер выбрать

Универсальный диммер
Универсальный диммер — это самый простой вариант для установки диммера. Он может диммировать почти все типы нагрузки и, таким образом, значительно облегчает выбор подходящей лампы. Преимущество: даже если вы позже приобретете новую лампу с другим типом нагрузки, новый диммер не потребуется (за исключением светодиодных диммеров).

универсальный диммер

Светодиодный диммер LEDOTRON — стандарт
Эти диммеры имеют несколько важных моментов, которые следует учитывать. При уменьшении яркости светодиодных лампочек используйте только фирменные лампы от производителя! Многие производители выключателей вступили в сотрудничество с крупными производителями брендов и разработали стандарты, обеспечивающие легкое затемнение предлагаемых светодиодных лампочек. Этот стандарт назывался ЛЕДОТРОН.

Светодиодный диммер LEDOTRON

Диммер для электронных трансформаторов (диммер с обратной фазой)
Диммеры с обратной фазой подходят для диммирования электронных трансформаторов, например, с низковольтными галогенными лампами. Эти трансформаторы часто умело интегрированы в корпус лампочки, так что вы можете узнать только из руководства по эксплуатации, какой тип трансформатора установлен.

диммер с обратной фазой

Диммер для обычных трансформаторов (диммер с фазовым управлением)
Индуктивные нагрузки можно затемнить с помощью диммеров с фазовым управлением.

диммер с фазовым управлением

Какие типы диммеров

Наиболее распространенные диммеры следующие:

  • Поворотный диммер: классика с поворотной ручкой

поворотный диммер

  • Нажимной диммер: простое управление нажатием пальца

нажимной диммер

  • Сенсорный диммер: прямой выбор уровня яркости
Читайте так же:
Выключатель по давлению тойота

сенсорный диммер

Схема проекта

Схема регулятора силы света (диммера) на Arduino и симисторе представлена на следующем рисунке.

Схема регулятора силы света (диммера) на Arduino и симисторе

Схема соединения симистора и оптопары показана на следующем рисунке.

Схема соединения симистора и оптопары

Эту схему мы собрали на перфорированной плате, у нас получилась конструкция следующего вида:

Соединение симистора и оптопары на перфорированной плате

Оптопару MCT2E и соединения с ней мы также разместили на перфорированной плате и подсоединили ее к понижающему трансформатору.

Оптопара MCT2E и соединения с ней на перфорированной плате

Конструкция всего проекта в сборе выглядит следующим образом:

Конструкция всего проекта в сборе

Критерии выбора

Конечно же, при выборе диммера для своих потребностей, следует учесть некоторые нюансы, чтобы он работал без всяких проблем. Первое и самое важное, это совместимость регулятора с вашими лампами. Так как для каждого типа ламп, необходимо специализированное и подходящее устройство.

Как выбрать диммер

Критерии выбора для различных видов ламп

Сегодня на рынке существует множество производителей выпускающих оборудование длядиммирования светодиодных ламп. Наиболее популярными среди них выделяют три фаворита Legrand,Schneider и Makel.

Диммеры Legrand выпускают разной мощности от 300 до 1000 Вт. Также они могут совмещаться с лампами, рассчитанными на 12 и на 220 Вольт. Ценовой показатель, также разный. Регуляторы рассчитанные на работу с лампами по 12 вольт, стоят от 1400 рублей. А стоимость более мощных доходит и до 3000. Конечно, цена диммеров Legrand зависит и от типа устройства, например, сенсорный обойдётся гораздо дороже клавишного.

Также при выборе диммира для своего дома, стоит учесть и его внешний вид, будет ли он гармонично вписываться в интерьер, удобно ли будет вам использовать клавишный или же стоит отдать предпочтение дистанционному управлению. Конечно, такое комфортное устройство обойдётся вам несколько дороже, да и установка его может быть сложнее обычных моделей.

При покупке оставляйте в фаворитах именно брендовые марки, такие как Legrand, так как они успели зарекомендовать себя в соотношении цена-качество. Legrand предоставляет широкий ассортимент, из которого вы легко выберите себе диммер для ламп на 220, 12 вольт и прочих. Рассчитать необходимую мощность регулятора очень просто. Допустим, у вас 12 лампочек по 12 Вт, общая мощность будет 144 Вт.

Таким образом, вам нужен диммер способный обеспечить 144 Вт мощности, для лампочек. К общей мощности нужно добавить около 20% запаса, что б он мог выдержать непредвиденные перегрузки.

Тот, кто уже попробовал и установил диммер у себя в доме, конечно же, скажет что это действительно и удобно. Он позволяет значительно сэкономить электроэнергию и добавит удобства в квартире. С его помощью можно спокойно настроить мягкое освещение для чтения или просмотра фильма, или же максимально осветить комнату во время застолья. Потратив деньги на устройство для диммирования, вы ничуть не пожалеете о потраченных средствах.

Подведём итог

Покупка диммера недешёвое занятие, но благодаря ему вы действительно улучшите свою квартиру и будете идти в ногу со временем. Брендовые производители Legrand помогут вам осуществить это.

Расчет димера для лампы

Методика расчета при выборе

Разновидность их продуктов поможет подобрать регулятор как для лампочки на 12, так и на 220 Вольт. Более того, диммирование комнаты поможет добавить изюминку к вашему интерьеру, и сделать его особенным, благодаря игре освещением.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector