Выключатель света с регулятором яркости: критерии выбора диммера

Что такое проходной диммер

В некоторых случаях возникает необходимость включать и выключать освещение из двух или более точек независимо. Схема для такого случая известна, для 2х мест она реализуется на двух проходных выключателях. Если надо больше – добавляется потребное количество перекрестных выключателей.

Схема управления освещением из трех точек.

При необходимости плавно регулировать уровень освещения такую схему несложно дополнить диммером – прибором для плавного регулирования уровня освещенности. Светорегулятор надо подключить в разрыв фазного провода, причем не имеет значения с какой стороны – до первого проходного выключателя или после второго.

Диммеры обычно оснащают выключателями питания, поэтому на них можно возложить функции главного управления. С пульта можно не только регулировать яркость, но также отключать напряжение сети освещения независимо от положения остальных выключателей (независимо включать, к сожалению, не получится). Недостаток такой схемы — необходимость установки дополнительного прибора, связанное с этим обустройство подрозетника, поиск для этого свободного места.

Поэтому часто выгоднее использовать совмещенный прибор – диммер+проходной выключатель.

Управление светом из двух точек с регулировкой яркости.

В нем скомбинированы функции двух приборов:

• позволяет регулировать яркость освещения;
• имеет перекидную контактную группу, позволяющую использовать аппарат в качестве проходного выключателя.

Поэтому при его применении достигается определенная экономия, но теряется функция управления с центрального пульта.

Принцип работы

Современные светорегуляторы не являются потребителями электрической мощности. В этом заключается их принципиальное отличие от более ранних аналогов, работавших по схеме активного или емкостного делителя напряжения.

Предыдущие поколения регуляторов напряжения представляли собой или реостаты, подключаемые последовательно с нагрузкой или автотрансформаторы. И в том и в другом случае изготовление и применение таких устройств оказывалось чрезвычайно затратным. Использование реостата, помимо значительных финансовых затрат, приводило к существенному увеличению массы регулятора света. Кроме того, при протекании тока через реостат он сильно нагревается, что приводит к существенным потерям мощности и вынуждает учитывать необходимость охлаждения этого устройства.

В отличие от реостата, автотрансформатор не является потребителем энергии, однако он имеет чрезвычайно большую массу и габариты.

Избежать потерь мощности в диммере удается за счет электрической схемы, которая позволяет подавать питание на потребители, «обрезая» переднюю или заднюю часть полуволны питающего напряжения. Этот принцип работы получил название регулирования фазы с отсеканием переднего или заднего фронта.

Принцип работы диммера, отсекающего передний фронт полуволны синусоиды напряжения:

На рисунке показана форма питающего напряжения в цепи, схема которой содержит управляемый тиристор, автоматически включаемый при достижении напряжением нулевого значения.

В зависимости от режима работы, который определяется временем срабатывания (от 0 до 9 мс), удается достичь плавного изменения мощности, потребляемой осветительным устройством.

В чем различия диммеров?

Если вы собрались использовать выключатель с регулировкой яркости, сперва нужно узнать какие они бывают. И вообще все ли светодиодные лампы можно диммировать?

Диммеры различаются по следующим критериям:

• По типу монтажа;
• по исполнению и способу управления;
• по способу регулирования.

Давайте разберемся по подробнее с каждым из них.

По типу монтажа

Для наружного монтажа – накладной выключатель с диммером для светодиодных ламп. Для установки такого прибора не нужно высверливать в стене нишу, он просто крепится сверху на стену. Очень удобно использовать в тех случаях, когда интерьер не в приоритете или проложена наружная проводка.

Для внутреннего монтажа – отлично впишутся в любой интерьер, как например этот.

Для монтажа на DIN рейку весьма специфичны и сперва может показаться, что они не практичны. Однако этот регулятор освещения для светодиодных ламп работает с пультом дистанционного управления, при этом спрятан от посторонних глаз в электрощите.

По исполнению

По исполнению регулятор света для светодиодных и ламп накаливания может быть:

• Поворотным;
• поворотно-нажимного типа;
• кнопочным;
• сенсорным;

Поворотный – один из самых простых вариантов регулятора яркости светодиодной лампы, выглядит незатейливо обладает простейшим функционалом.

Поворотно-нажимной выглядит практически также, как и поворотный. Благодаря своей конструкции, при нажатии на него зажигается свет с такой яркостью, какая была установлена при последнем включении.

Кнопочный регулятор для светодиодного освещения выглядит уже более технологично и органично впишется в современную квартиру. Как например этот выключатель с регулятором яркости для светодиодных ламп.

Сенсорные модели и вовсе могут быть совершенно различны – начиная от светящихся кружочков, заканчивая ровными одноцветными панелями для регулировки напряжения светодиодных ламп.

По способу регулировки

Диммеры бывают разные не только по их исполнению, но и по принципу работы. Это касается именно диммеров переменного тока.

Первый тип диммеров более распространённый и дешевый, по причине простоты своей схемы – это диммер с отсечкой по переднему фронту (англ. leading edge). Немного дальше будет подробно рассмотрен его принцип работы и схема, для сравнения взгляните на вид напряжения на выходе такого регулятора.

По графику видно, что на нагрузку подается остаток полуволны, а её начало срезается. Из-за характера включения нагрузки, в электросетях наводятся помехи, что мешает работе телевизоров и других устройство. На лампу подаётся напряжение установленной амплитуды, а затем оно затухает, когда синусоида переходит через ноль.

Можно ли использовать leading edge диммер для диодных ламп? Можно. Светодиодные лампы с диммером этого типа будут хорошо поддаваться регулировке, только если они изначально для этого созданы. Об этом свидетельствуют символы на её упаковке. Они еще называются «диммируемые».

Второй тип работает иначе, создает меньше помех и лучше работает с разными лампочками – это диммер с отсечкой по заднему фронту (англ. falling edge).

Регулировка светодиодных ламп с диммерами такого типа происходит лучше, а его конструкция лучше поддерживает недиммируемые источники света. Единственный недостаток – эти лампы могут регулировать свою яркость не с «нуля», а в определенном диапазоне. При этом диммируемые светодиодные лампы – просто великолепно регулируются.

Отдельное слово можно сказать о готовых светодиодных светильниках с регулировкой яркости. Это отдельный класс осветительных устройств, которые не нуждаются в установке дополнительных регуляторов, а имеют его в своей конструкции. Их регулировки производятся с помощью кнопок на корпусе или с пульта.

Поворотный

Правильный подбор и установка регулятора значительно увеличат срок его службы. Поворотный вариант исполнения имеет вращающуюся ручку, которая при установке в крайнее левое положение отключает освещение. Постепенный поворот ручки вправо увеличивает яркость лампы.

Клавишный

Основные компоненты вариатора: триак, узел формирования импульса, диак (динистор). Клавишный вариант исполнения внешним видом очень напоминает обычные двухклавишные выключатели. Посредством клавиш осуществляется включение и отключение осветительного прибора, а также регулируется мощность освещения.

Поворотно-нажимной

Дополнительные части вариатора: резисторы и конденсаторы. Поворотно — нажимной вариант исполнения имеет принцип действия, аналогичный поворотному устройству, но для включения системы освещения требуется немного «утапливать» ручку.

Три основных схемы подключения

Светорегуляторы встраиваются в разрыв цепи питания, что позволяет этим приборам регулировать напряжение, подаваемое на осветительные устройства. При этом возможно несколько схем монтажа.

Типичным вариантом, который особо рекомендуется для подключения реостатных и сенсорных приспособлений, является прибор, управляемый с одного места.

В спальнях часто используется регулировка с двух мест. В этом случае один прибор монтируется у кровати, другой подключается у входа, что позволяет менять яркость освещения, лежа в постели.

На представленном рисунке можно увидеть два варианта подключения диммера: обычный и многокнопочный, позволяющий управлять устройством сразу с нескольких мест

Универсальная схема предполагает регулирование с одного места, а управление – с двух. При подобном варианте на входе устанавливается выключатель, тогда как приборы управления располагаются в двух различных зонах помещения.

В просторных помещениях (особенно вытянутой формы) рекомендуется применять схему, при которой регулировка также производится с одного места, а управление – с трех. В этом случае целесообразно использовать проходные регуляторы света, которые позволяют включать лампу в определенной зоне помещения, одновременно выключая осветительные приборы на других участках.

Рассмотрим ряд наиболее популярных вариантов подключения диммеров: напрямую к выключателю, встроенного типа и с выносной кнопкой.

Светорегулятор подключается к выключателю

Для выполнения монтажа требуется отключить электрический ток. Убедившись, что он не попадает на клеммы прибора, нужно снять выключатель. Прежде всего убирается крышка прибора (одно- или двухклавишная панель), закрывающая соединительные элементы.

Затем отверткой ослабляются винты крепления, после чего конструкция аккуратно достается из стены. При этом необходимо следить за целостностью изоляционного покрытия проводов. Если оно будет случайно нарушено, нужно тут же замотать повреждения лентой для изоляции. Завершающим этапом является отсоединение проводов от клемм.

После этого можно заняться установкой светорегулятора. К клеммам устройства подсоединяются провода, затем крепеж проверяется на прочность. Следует учесть, что участок провода, выступающего за клемму, должен быть оголен не более, чем на 0,3 см. Лишний конец можно отрезать либо заизолировать.

Не повреждая изоляцию проводов, следует разместить диммер на место, где находился выключатель. Прибор прижимается к стене и фиксируется винтами. Все остальные части конструкции также подсоединяются к светорегулятору.

После завершения работ нужно включить подачу электрического тока и попробовать процесс регулировки света, чтобы проверить корректность функционирования прибора.

Подключение выключателя со встроенным диммером

В продаже часто можно встретить выключатели, конструкция которых предполагает встроенный элемент, регулирующий яркость света. Их установка не отличается от монтажа обычного прибора.

В специально проделанное в стене отверстие вставляется выключатель, с которого предварительно снимается верхняя крышка. Конструкция подсоединяется к проводке и фиксируется болтами. Как и в предыдущем случае, необходимо проконтролировать качество работы: после включения электричества прибор должен позволять диммировать освещение.

Подключение устройства с выносной кнопкой

Для спальни очень удобно подключить светорегулятор одновременно с простым выключателем, при этом диммер устанавливается вблизи кровати, чтобы регулировать уровень освещения непосредственно со спального места.

В комплект подобного устройства входят дополнительные регулирующие кнопки, устанавливать которые можно на расстоянии до 50 метров от регулятора.

Несмотря на разнообразные схемы подключения светорегуляторов, всегда нужно соблюдать основное правило – установка проводится последовательно от источника электричества и кабеля фазы

Для монтажа устройства фазный провод подводится к клемме регулятора №1 и первым клеммам выносных кнопок. Со вторых клемм выносных кнопок провод перекидывается на клемму B регулятора. Нагрузка же подсоединяется к клемме №2 диммера и нулевому проводу N.

Назначение диммера

Задача диммера — обеспечивать изменение яркости свечения осветительных устройств. Регулируемые выключатели света позволяют добиваться любой интенсивности освещения: от приглушенного света до чрезвычайно яркого. Применение диммеров делает ненужными двойные или тройные выключатели, нет необходимости покупать дорогие осветительные приборы с контроллерами напряжения.

К достоинствам диммеров относятся следующие характеристики:

• контроль яркости света;
• настройка времени изменения яркости;
• управление с пульта ДУ;
• длительный срок эксплуатации;
• запрограммированное художественное мерцание, создание картин с подсветкой;
• экономность расходования электроэнергии (некоторые модели).

Недостатки диммеров:

• чрезмерный расход электричества в некоторых случаях;
• создание радиопомех, мешающих работать электробытовой технике;
• небольшие нагрузки становятся причиной неисправности диммеров;
• работа диммеров часто приводит к нежелательному мерцанию света.

Ведущие производители светорегуляторов

Выключатели, имеющие функцию регулирования света, входят в каталоги многих компаний, специализирующихся на производстве электрооборудования. Назовем лишь несколько из них.

Schneider Electric (Франция). Энергомашиностроительная компания, основанная еще в 1836 году. Фирменные светорегуляторы (Unica, Merten) отличаются как неплохим качеством сборки, так и эффектным дизайном (обтекаемая форма, широкая цветовая гамма), благодаря чему они служат украшением интерьера.

Teco. Чешская фирма Teco начала деятельность в 1919 году, наладив производство оборудования для телеграфов и телефонии. В настоящее время это ведущий мировой производитель датчиков, сенсорных кнопок и подобных устройств. Большое место в каталоге отводится светорегуляторам, которые подкупают сочетанием отличных рабочих характеристик и доступной стоимости.

Jung. Семейная немецкая компания с более чем вековой историей предлагает широкий ассортимент электротоваров и специализированного оборудования, включая светорегуляторы. Для всей продукции предприятия характерны высокие технические параметры, функциональность, отличное качество сборки и применяемых комплектующих, а также выверенный дизайн.

Legrand. Французская компания, созданная в 1886 году, в настоящее время является лидером производства электротехнического оборудования. Продукция компании используется для бытовых и промышленных целей, ею оснащаются также административные здания.

Фирма уделяет большое внимание развитию инновационных технологий, проводя собственные научные исследования. На предприятии изготовляются высокотехнологичные модели диммеров, которые отлично вписываются в системы «Умный дом»

Gira (Германия). Образованная в 1905 году немецкая фирма в настоящее время имеет представительства в 37 государствах мира, включая Россию. Для компании характерно быстрое реагирование на запросы потребителей.

Достичь этого помогает неустанный мониторинг профильного рынка, а также имеющиеся производственная и научная база. Диммеры, выпускаемые компанией, характеризуются универсальным классическим дизайном и безупречным качеством, что гарантирует долголетнее использование.

Помимо этого, на рынке представлены и качественные модели других марок, например, немецкого концерна Simens или польской фирмы Godiva.

Принцип работы

Современные светорегуляторы не являются потребителями электрической мощности. В этом заключается их принципиальное отличие от более ранних аналогов, работавших по схеме активного или емкостного делителя напряжения.

Предыдущие поколения регуляторов напряжения представляли собой или реостаты, подключаемые последовательно с нагрузкой или автотрансформаторы. И в том и в другом случае изготовление и применение таких устройств оказывалось чрезвычайно затратным. Использование реостата, помимо значительных финансовых затрат, приводило к существенному увеличению массы регулятора света. Кроме того, при протекании тока через реостат он сильно нагревается, что приводит к существенным потерям мощности и вынуждает учитывать необходимость охлаждения этого устройства.

В отличие от реостата, автотрансформатор не является потребителем энергии, однако он имеет чрезвычайно большую массу и габариты.

Избежать потерь мощности в диммере удается за счет электрической схемы, которая позволяет подавать питание на потребители, «обрезая» переднюю или заднюю часть полуволны питающего напряжения. Этот принцип работы получил название регулирования фазы с отсеканием переднего или заднего фронта.

Принцип работы диммера, отсекающего передний фронт полуволны синусоиды напряжения:

На рисунке показана форма питающего напряжения в цепи, схема которой содержит управляемый тиристор, автоматически включаемый при достижении напряжением нулевого значения.

В зависимости от режима работы, который определяется временем срабатывания (от 0 до 9 мс), удается достичь плавного изменения мощности, потребляемой осветительным устройством.

Принцип регулировки

Регулировка освещенности может осуществляться двумя методами:

• Реостатным;
• Симисторным.

Реостатный метод

Первое, что приходит на ум, когда идет речь об изменении напряжения или силы тока, – это включение в цепь последовательно с источником света токоограничивающего элемента, резистора. Переменный резистор для такого применения именуется реостатом, а сам принцип регулировки – реостатным. Достоинствами такого решения являются простота и абсолютное отсутствие помех, а также мерцания ламп. Но на этом все достоинства заканчиваются. Поводом отказа от регулировки при помощи резисторов послужила крайне низкая эффективность регулирования напряжения. Ведь, если внимательно разобраться, то даже неискушенному потребителю становится ясно, что излишек напряжения остается на резисторе. Данное падение напряжения выделяется в виде тепла. Это вынуждает делать реостаты с большой допустимой мощностью рассеивания и решать проблемы отвода излишков тепла.

Включение лампы через реостат

Обратите внимание! Реостатный метод не дает никакого выигрыша в энергопотреблении, напротив, при снижении напряжения на нагрузке общий КПД падает, поскольку большая часть электроэнергии преобразуется в тепловую

Симисторный метод

Основная методика регулировки яркости осветительных приборов в настоящее время – использование симисторов. Симистор представляет собой полупроводниковый прибор, который имеет три вывода, два из которых подключаются в цепь нагрузки, а на третий – подается управляющее напряжение, которое позволяет осуществлять коммутацию цепи нагрузки.

Переменный ток, который используется для питания ламп, имеет форму синусоиды. При частоте 50 Гц, которая у нас является стандартной, за одну секунду ток изменяет свою величину от нулевого значения до максимального 100 раз (здесь учитывается тот факт, что как положительный, так и отрицательный участки синусоиды равнозначны).

Управляя работой симистора, можно прерывать подачу электрического тока на определенном участке синусоиды. Чем большая часть ее будет отсечена от нагрузки, тем меньше будет яркость свечения ламп.

Принцип симисторной регулировки

Обратите внимание! Некоторые источники говорят о тиристорных регуляторах. Это не принципиально. Тиристор отличается от симистора только тем, что работает с напряжением одной полярности

Для включения в цепь переменного тока нужен дополнительный диодный мост, а симистор в мосте не нуждается, но работают они абсолютно одинаково

Тиристор отличается от симистора только тем, что работает с напряжением одной полярности. Для включения в цепь переменного тока нужен дополнительный диодный мост, а симистор в мосте не нуждается, но работают они абсолютно одинаково.

При симисторном регулировании есть недостаток: в момент коммутации симистора, особенно, если это приходится на участок синусоиды, близкий к максимальному, возникает всплеск мощных помех, способных нарушить нормальную работу различной аппаратуры. В частности, помехи очень хорошо слышны при работе радиоприемников. Для снижения уровня помех приходится устанавливать дополнительные фильтры, усложняющие конструкцию. При минимальной яркости может быть заметно мерцание ламп, поскольку увеличивается пауза между включенным и отключенным состояниями.

На заметку. Несомненным достоинством является электронная регулировка, благодаря чему можно сделать управление при помощи микроконтроллеров и ввести дополнительные функции.

В цепях постоянного тока диммирование производится при помощи широтно-импульсного модулирования. Вместо постоянного тока питание подается в виде импульсов высокой частоты. Изменяя соотношение длительности (ширины) импульсов и пауз между ними, регулируют средний уровень напряжения. Для того чтобы сделать незаметным мерцание, частоту следования импульсов делают большой.

ШИМ модуляция

Материалы и инструменты для установки

Если проводка и места установки коммутационных приборов уже выполнены, то потребуется минимальный перечень инструментов:

• монтерский нож (с его помощью можно снимать изоляцию);
• набор отверток (для частичной разборки, сборки и крепления приборов);
• кусачки (для укорачивания проводников);
• отвертка-индикатор и (или) мультиметр (для контроля отсутствия напряжения и проверки правильности монтажа).

Если проводка выполняется медным кабелем (рекомендуется делать именно так) и предстоит монтаж в распредкоробке скруткой, то места соединений надо пропаять. Для этого понадобится паяльник 40-60 ватт с комплектом расходников. Для изоляции скруток понадобится изолента или колпачки. Если выбран монтаж клеммами (винтовыми и пружинными), значит, надо приобрести комплект клемм.

Комплект клемм зажимного типа.

Комплект клемм винтового типа.

Если проводка отсутствует, для ее обустройства понадобятся дополнительные инструменты. Их набор зависит от намеченного способа прокладки. Для открытой проводки будут нужны лотки, скобы или стойки и дрель (перфоратор) для монтажа. Для закрытой – инструмент для выполнения штробов (штроборез, перфоратор, в крайнем случае, зубило с молотком) и дрель с коронкой для выполнения выемок.

Виды диммеров и схема их подключения

Диммеры с механическим ручным управлением выполнены по классической схеме и включаются подобно выключателям освещения в разрыв фазного провода (обычно светорегуляторы имеют встроенный выключатель). Они даже выпускаются в форм-факторе бытовых коммутаторов освещения для упрощения установки и монтажа.

Самые простые диммеры отключают освещение при повороте рукоятки из положения минимального освещения до крайней позиции (до щелчка). Недостаток такой системы – после включения каждый раз необходимо заново выставлять нужный уровень освещения. Более продвинутые устройства регулируют уровень освещения поворотом рукоятки, а выключают и включают свет нажатием на нее. При этом уровень яркости не изменяются.

Светорегуляторы с более высоким уровнем комфорта (сенсорные, с дистанционным управлением, с регулированием посредством аудио сигнала и т.п.) подключаются и в разрыв фазного провода, и к нулевому проводнику. Это связано с необходимостью питать внутреннюю схему управления. Если диммер управляется от компьютера (в основном для создания световых эффектов на LED-лентах), то для него предусматривается отдельный источник питания от сети.

Отдельно надо рассмотреть схему подключения проходного диммера. Это светорегулятор, способный работать в системе с проходным выключателем. Такие коммутационные аппараты располагают, например, в двух концах длинного коридора. При входе в коридор освещение можно включить, а при выходе – выключить, независимо от положения другого выключателя.

Если эту систему дополнить диммером, то можно изменять уровень освещения. Светорегулятор устанавливается только с одной стороны – если установить с двух, то результат двойного нарезания одной синусоиды будет непредсказуем.

Если оснастить светорегулятор собственной группой перекидных контактов, получится проходной диммер. Он позволяет отключать и выключать освещение независимо от положения другого аппарата и регулировать яркость.

Следует упомянуть и переносные диммеры. Они используются для торшеров, настольных ламп и т.п. Такой светорегулятор включается в розетку, а уже в его разъем можно подключить светильник и регулировать его уровень свечения.

Для освещения помещений без постоянного пребывания людей (подъездов, складов и т.п.) разработаны и применяются модульные диммеры.

У них блок регулятора и орган включения-выключения разнесены в пространстве. Основной модуль располагают, как правило, в электрическом распределительном щите и включен в общую систему энергоснабжения. Выносной выключатель монтируется в любом доступном месте – на входе в помещение, на щите управления и т.д.

Настроечный орган установки уровня освещенности располагается на корпусе основного блока. Требуемая яркость свечения ламп устанавливается во время настройки. Такой регулятор может включаться вручную или автоматически – в этом случае он дополняется датчиком движения, емкостным реле и т.п.

Подобные светорегуляторы (кроме моделей класса Эконом) имеют дополнительные функции, такие как плавное нарастание и спад уровня освещенности и т.п.

Существуют модульные регуляторы для создания систем Master-Slave. Уровень и алгоритм работы устанавливаются на ведущем устройстве, остальные повторяют настройки, которые передаются по линиям связи.

Монтаж регулируемых выключателей

Как подключить выключатель с регулятором яркости в загородном доме? Очень легко. Размеры диммера не отличаются от размеров ординарного выключателя, следовательно, он также монтируется с помощью специализированных лапок в разрыв осветительной цепи. Главное здесь, это следить за полярностью.

Общая схема подключения диммера

Вместо просто выключателя диммер устанавливается после демонтажа старого. Для того, чтобы это сделать, надлежит отключить напряжение сети и желательно удостовериться в его отключении индикатором. Потом необходимо снять рамку выключателя, отвинтить винты монтажных лапок. Ослабив винты и на клеммах, можно будет открепить выключатель от проводов.

Различные виды зажимов для проводов

Далее следует произвести установку диммера, совершив все вышеописанные действия, начиная с конца, то есть, с присоединения регулятора к проводам.

Соединяем провода с регулятором согласно схеме

Устанавливаем диммер в подрозетник и крепим его винтами.

Монтаж устройства в подрозетник

Монтируем все декоративные элементы устройства.

Установка декоративной рамки

Иногда возникают случаи, когда необходимо регулировать яркость в нескольких местах. В этом случае вам понадобятся два и более диммеров и установка дополнительных подрозетников с прокладкой кабеля.

Схема подключения двух диммеров

Прокладка кабеля в стене

Рекомендации по выбору места установки

Хотя регулируемые выключатели крайне удобны для применения в обыденной жизни, все же лучше не использовать их в следующих типах помещений:

• Там, где всегда много людей. Большое количество человек в принципе не даст возможности регулировать яркость света.
• Там, где нет определенности в местах установки светильников.