Виды и особенности диммеров для регулировки яркости светодиодной ленты

Диммер для светодиодной ленты на 12 вольт своими руками

Диммер для светодиодной ленты в простейшем виде – это регулируемый источник постоянного напряжения линейного типа, в котором значение выходного напряжения должно изменяться от 0 до 12В. Принципиальная схема такого самого простейшего устройства показана ниже.

Стабильная работа схемы обеспечивается при подаче на вход постоянного напряжения 12-14 вольт, которое предварительно было выпрямлено и сглажено емкостным фильтром. Регулировка напряжения на выходе достигается за счёт вращения ручки потенциометра (переменного резистора).

К недостаткам такого самодельного диммера относятся:

• невысокий уровень КПД;
• низкая точность диммирования, которая во многом зависит от качества переменного резистора;
• низкая нагрузочная способность, так как весь ток нагрузки протекает через транзистор КТ819. При подключении светодиодной ленты большой длины, транзистор следует устанавливать на радиатор.

Более высокими эксплуатационными показателями обладают схемы диммеров, в основе работы которых лежит принцип широтно-импульсной модуляции. Одно из таких решений рассмотрено в статье «Схема ШИМ-регулятора яркости светодиодов». Она прекрасно подходит для сборки диммера для светодиодной ленты своими руками и имеет ряд преимуществ по сравнению с первым вариантом:

• более высокий КПД и нагрузочную способность, которая зависит только от мощности транзистора;
• транзистор работает в ключевом режиме на частоте более 1 кГц;
• таймер NE555 стабильно работает от любого источника постоянного тока напряжением 5-18В.

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.

Особенности светодиодных лент

Основным элементом led является полупроводник – светодиод. Это довольно специфический элемент устройства, обладающий нелинейной вольтамперной характеристикой или ВАХ.

Из-за такой особенности такие изделия не могут подключаться напрямую к источнику питания. В этом случае ЭДС источника будет меньше порога «открывания» диода. Поэтому такое подключение может привести к мгновенному перегоранию светодиода.
В результате этого схема управления свечения такого рода осветительных приборов (12 и 24 вольт) предполагает использование ограничителей тока (блоки питания).

Обычные резисторы

Но здесь имеет один минус – бесполезная потеря электрической мощности. Чтобы это скомпенсировать, светодиодные ленты необходим запитывать от специального низковольтного источника, который способен обеспечить стабильный выход тока. В такую схему, в зависимости от назначения осветительного изделия, можно включать не только драйвер, но и диммер. Этот прибор, для led, изготавливается в виде изолированного и отдельного модуля. Его выходное напряжение может быть двух типов:

• 12 вольт;
• 24 вольт.

Подключаемая к диммеру лента должна соответствовать его выходному напряжению (12 и 24 вольт). При этом регулятор (ограничительные резисторы) для его работы будут установлены в конструкцию самой ленты. Благодаря этому и будет обеспечиваться оптимальный режим работы изделия. Помните, что выходная мощность для блока управления и блока питания диммера должны соответствовать числу светодиодных модулей ленты.
Сама лента имеет длину в 5 м. При этом ее, в случае необходимости, можно увеличить или уменьшить. Укорачивать led стоит только по специальным пометкам.

Пометка для укорочения ленты

Если же необходимо удлинить изделие, тогда следующий кусок нужно подключать не к самой ленте, а к блоку питания или специальному усилителю. Подключив с такую схему диммер (регулятор), вы получите возможность управлять яркостью свечения источника света.

Характеристики и примерная стоимость диммеров Legrand

Хорошей моделью считаются диммеры Шиндлер, стоят они дороже обычных для ламп накаливания или люминесцентных ламп, но преимущество их очевидно, практически эта схема универсальна. Корпус диммера сделан под стандартный выключатель, конструкция двухклавишная, одна клавиша работает как обычный выключатель, вторая регулирует яркость.

Диммеры Schneider:

Модель	Мощность в Вт	Стоимость в руб
ANYA AYA2200121	61-501	650
ANYA AYA2200123	61-501	650
Asfora EPH6400121	601	490
Asfora EPH6500121	601	1200
Asfora EPH6500123	601	1200
Asfora EPH6600121	314	1000
Asfora EPH6600123	314	1000

Некоторые модели диммеров Шиндлер могут подключаться к любым лампам, накаливания, светодиодным и галогеновым через пониджающий трансформатор. Часто такие диммеры используются для подогрева при выращивании цыплят в брудере с использованием инфракрасной лампы. Хорошие схемы подключения брудера автоматизированы, тепловое реле автоматически включается и отключается для поддержания необходимой температуры.

Схема подключения

Подключение диммера к светодиодной ленте несложно и не требует специальных инструментов. Если ты знаешь основы электрики, то все работы сможешь выполнить самостоятельно без привлечения специалиста. Для ввода диммера в работу достаточно включить его между источником постоянного напряжения (блока питания) и светодиодной лентой. При этом, конечно, необходимо соблюдать полярность и не перепутать вход и выход устройства.

Типовая схема подключения одноканального диммера к монохромной светодиодной ленте

Как подключить диммер к RGB ленте? Без проблем, особенностей подключения светорегулятора к многоцветной ленте никаких нет. Принцип тот же, что и для монохромной, только проводов больше. Ты и с этим справишься.

Подключение светорегулятора 12 вольт к многоцветной ленте

Схема подключения проходного диммера

Данный диммер используется в одной связке с проходными выключателями. Проходная схема широко применяется в спальне.

Выключатель ставят на входе в комнату, а диммер монтируют возле кровати. Зашел — включил свет, лег в постель — отрегулировал нужную яркость или создал полумрак для просмотра ТВ. Перед сном, не вставая с кровати выключил.

На корпусах проходных диммеров обычно нарисованы стрелочки, направленные в разные стороны.

Всего там может быть 4 клеммы. Клемма «Х» расположенная справа, обычно никак не задействована в схеме и может быть использована как дополнительный зажим. Ничего на нее подключать не нужно.

Если вам попался такой диммер, но вы вовсе не хотите его применять как проходной, тогда фазу питания следует заводить в разъем со стрелкой направленной внутрь.

На обычном диммере с двумя стрелками смотрящими во внутрь, можете выбирать любой контакт. На работоспособности устройства это не скажется.

Для монтажа проходного диммера потребуются те же самые материалы, только кабель должен быть обязательно 3-х жильным. Этапы работ практически повторяются.

1
2

Концы подписывайте как:

Lсвет — фаза уходящая на светильник

L1 и L2 — связь с проходным выключателем

3

Используется трехжильный кабель с маркировкой — L, L1, L2.

4

В итоге в одной распаечной коробке у вас окажется сразу 12 жил. Запутаться в них очень легко, поэтому никогда не ленитесь подписывать провода.

Соединение начинайте с нулевых и жил заземления. Их перепутать трудно.

Далее разбиваете по своим группам (по 2 провода) оставшиеся жилы, и соединяете их между собой.

В конце концов у вас должна получиться следующая схема или цепочка:

фаза пришла в распредкоробку

ушла с нее на проходной выключатель+вернулась обратно

ушла на проходной димммер

вернулась обратно и поступила на светильник через Lсвет

При этом питание диммера и выключателя связаны между собой через проводники L1 и L2. За счет чего, люстра будет управляться из двух мест.

Проверяете правильность собранной схемы и производите подключение самого диммера.

Жилы от проходного выключателя L1 и L2 заводите в клеммы 1 и 2 (или в зажимы со стрелочками). На корпусе ищите значок объединяющий их.

На зажим «диммируемая нагрузка» подключаете фазу Lсвет, уходящую на светильник.

Фиксируете светорегулятор в монтажной коробке и ставите накладную рамку. Осталось подключить проходной выключатель.

Ищите на нем общую клемму и подаете на нее фазу, приходящую с распредкоробки.

Два оставшихся конца L1 и L2 подсоединяете в любой последовательности.

После проверки работоспособности схемы, монтируете переключатель в стену и производите отделочные работы.

Если вдруг свет не загорелся, не забывайте, что подобные механизмы имеют встроенные предохранители. Зачастую даже два (один запасной).

Проверьте мультиметром их целостность и при необходимости замените.

Кстати, вместо второго проходного выключателя, никто не запрещает вам использовать второй диммер. Схема соединения такой сборки:

Удовольствие конечно не дешевое, но иногда себя оправдывает.

Какие бывают?

Современные технологии позволяют создавать диммеры для светодиодных лент самой разной конфигурации. В связи с этим их можно классифицировать сразу по нескольким признакам.

По способу преобразования сигнала:

• аналоговые, в которых за изменение выходного напряжения отвечает тиристор или аналоговая микросхема;
• цифровые, работа которых основана на микроконтроллере.

По способу управления:

• кнопочные, когда механические или сенсорные кнопки расположены на самом диммере;
• дистанционные, управляемые с помощью ПДУ;
• совмещённые, поддерживающие два способа управления.

По форме и способу монтажа:

• модульные – выполнены в виде блока с клеммами для подключения проводов;
• накладные и встраиваемые – имеют вид обычного выключателя и устанавливаются на стену;
• миниатюрные – выполнены в виде модуля с проводами размером не больше спичечного коробка и имеющие от одной до трёх кнопок.

• одноканальные для монохромных лент;
• многоканальные для RGB и RGBW лент.

По функциональному набору:

• только диммирование;
• диммирование и дополнительные функции (вкл/откл, режим мигания, цветомузыки, поддержка DMX-протокола, управление несколькими зонами освещения и пр.)

Немного о сфере применения

Приобретая светодиодную ленту, например, для дома, многие из нас даже не задумываются о возможности диммирования её светового потока. Почему? Потому что зачастую в этом нет необходимости. Например, организация подсветки на кухне под навесными шкафами или подсветка шкафа-купе, где для получения должного эффекта всегда требуется максимальная светоотдача. Другое дело, когда одноцветная или RGB-лента смонтирована по периметру потолка комнаты. В этом случае диммер поможет снизить интенсивность свечения и подобрать комфортный полумрак, а в детской комнате – на ночь задать минимальную яркость, чтобы ребёнок не спал в темноте.

Виды светорегуляторов

Ленты, как ты знаешь, бывают монохромными и многоцветными. Самые распространенные варианты многоцветных лент – RGB (красный, зеленый синий) и RGB+W (красный, зеленый синий, белый). Отличие обычной RGB от RGB+W в том, что в первом случае в ленте используются отдельные светодиоды различных цветов, расположенные одиночно или группами, но поочередно: R-G-B-R-G…

RGB лента, собранная из светодиодов разных цветов

В RGB+W ленте используются четырёхцветные светодиоды, состоящие из нескольких расположенных в одном приборе кристаллов. Активируя те или иные кристаллы, можно добиться появления множества дополнительных цветов, включая белый. Также можно выделить трёхцветные трёхкристальные светодиоды RGB 5050, работающие также по принципу смешивания цветов.

Для многоцветных вариантов лент, естественно, нужны специальные типы диммеров, способные независимо управлять тремя каналами.

Дополнительно диммеры для светодиодных лент различают по:

• методу управления;
• способу монтажа и расположению;
• дополнительным функциям.

Метод управления

По методу управления светодиодной лентой диммеры можно разделить на следующие четыре группы:

поворотные. Регулировка яркости ленты в таких диммерах производится при помощи обычной поворотной ручки. При этом включение/выключение может производиться как поворотом ручки, так и нажатием на нее;

Купить

кнопочные. В таких приборах регулировка яркости освещения производится при помощи обычных клавиш, как на выключателе, или механических кнопок;

Настенный и мини-диммеры с управлением механическими кнопками

Купить

сенсорные. Управление прибором производится сенсорными кнопками. На них не нужно нажимать, достаточно к ним просто прикоснуться;

Купить

дистанционно управляемые. Установка необходимого уровня освещенности у этой категории регуляторов производится дистанционно при помощи беспроводного ИК или радиопульта. Некоторые подобные устройства имеют встроенный модуль Wi-Fi или микрофон. Первыми можно управлять с мобильного устройства, вторыми – голосом.

Одноцветный и RGB светорегуляторы c пультом ДУ  

Способ монтажа и расположения

Выпускаемые сегодня диммеры для лент имеют различное конструктивное исполнение. В зависимости от поставленных задач и дизайнерской задумки ты можешь выбрать наиболее подходящую тебе конструкцию.

Для монтажа на стену

Обычно (но необязательно) такие устройства имеют вид и типоразмеры обычного выключателя. Они утапливаются в стену либо имеют накладную конструкцию. Очень удобный вариант при организации освещения или подсветки жилых комнат.

Для скрытого монтажа около ленты

Иногда настенной конструкцией пользоваться неудобно или установить ее проблематично (к примеру, не хочется делать повторный ремонт). В этом случае диммер можно разместить возле ленты или в любом удобном месте. К примеру, скрыть за элементами интерьера или в межпотолочном пространстве. Тут отлично подойдет прибор для скрытого монтажа. Управлять таким устройством придется дистанционно: при помощи проводного или беспроводного пульта.

Этот диммер имеет дистанционное управление, поэтому его можно разместить в любом удобном месте

Дополнительные функции

Современные диммеры, кроме своей основной задачи по регулировке яркости, могут выполнять огромное количество дополнительных функций. С появлением микроконтроллеров это перестало быть дорогим удовольствием. Обычно такие диммеры называют контроллерами светодиодной ленты, поскольку светорегуляторами их назвать уже сложно.

Наиболее интересные из функций, выполняемых контроллерами:

1. Включение по таймеру (имитация присутствия хозяина).
2. Создание световых эффектов (бегущий свет, периодическое затухание, смена цвета и пр.).
3. Режим светомузыки (используется встроенный микрофон).
4. Интеграция в умный дом или подключение к ПК по проводному интерфейсу.
5. Входы для подключения внешних датчиков (тревожных, света и пр.).
6. Возможность самостоятельного программирования.

Этот контроллер для светодиодных лент уже не назовешь диммером: он выполняет несколько десятков дополнительных функций, может программироваться и интегрироваться в умный дом

Классификация диммеров

Производители предлагают потребителям довольно большой выбор устройств для управления яркостью СДЛ и ламп. Светорегуляторы для светодиодных плат бывают разными и классифицируются по нескольким признакам:

• по возможности преобразовывать сигнал, бывают аналоговые, то есть те, у которых за выходящее напряжение отвечает тиристор или аналогичные микросхемы, и цифровые, работающие на микроконтроллере;
• по варианту управления делятся на кнопочные, у таких механические кнопки или сенсорные, размещены на самом диммере, дистанционные — имеют пультовое управление и совмещенные, такие позволяют работать с прибором обоими способами;
• по форме и виду соединения устройства подразделяются на модульные, они выполнены блоками с клеймами, к которым подключают проводки; накладные, встраиваемые выглядят как обычные выключатели, крепящиеся к стене, также бывают миниатюрные — изготовлены в виде модуля с небольшими проводками и имеющие не более трех кнопок;
• по назначению, делятся на одноканальные, предназначенные для монохромных полотна, и многоканальные, подходящие для таких лент, как RGB и RGBW;
• по наличию функций, в диммере может быть встроено не только стандартное приглушение яркости, но и включение, выключение дополнительной функции мигания, цветомузыки, возможности управлять несколькими лентами, размещенными в разных местах м многими другими.

Классификация конструкции позволяет покупателю подобрать модель, наиболее подходящую под его требования и пожелания.

Принцип действия широтно-импульсных модуляторов

Принцип действия широтно-импульсного модулятора (ШИМ) заключается в регулировке уровня мощности, подаваемой в рабочую сеть (ленту).

ШИМ

Модулятор воздействует на тот полупериод прохождения тока, когда его значение положительно относительно нуля. В результате воздействия увеличивается время подачи прямоугольного импульса от 10% до 100%. Чем шире (длиннее) импульс, тем стабильнее и выше значение среднего напряжения, т.е. выше интенсивность свечения.

Принцип работы ШИМ

Преимущество в равномерной подаче напряжения на плату, что гарантирует стабильный световой поток, низкий потери электроэнергии, отсутствует нагревание led элементов.

Диммирование своими руками

Пример простейшей схемы, выполняющей функции светорегулятора при помощи ШИМ, собранной на транзисторах N-типа:

Базовая схема регулировки света методом ШИМ с транзисторами N-типа

На приведенной схеме:

Транзисторы VT1, VT3 в своей совокупности работают как мультивибратор, формирую скважность импульсов напряжения.
Значение скважности регулируется реостатом R3.
Транзистор VT3 расположен в одной проекции с VT2, их совместная работа заменяет двухтактный ключ.Транзисторы VT1, VT3, VT2 собраны на простых, недорогих моделях КТ315А и КТ361А (от 5 до 10 руб).
Нагрузка на мультивибратор поступает от параллельно соединенных полевых транзисторов VT4 и VT5.При мощности платы свыше 35 Вт, рекомендуется дополнительно установить к полевым транзисторам радиатор.
Конденсаторы С2 и С3 защищают ленту от мерцаний, поддерживая стабильный уровень частоты 14 Гц.
Для защиты схемы от напряжения обратной индукции, установлен диод VD1.

В случае если для сборки выбраны полевые транзисторы P-типа, в схеме меняется подключение VT4 и VT5:

Базовая схема регулировки света методом ШИМ с транзисторами Р-типа

Такая базовая схема позволяет менять уровень свечения от 10 до 90%.

Еще один варианты сборки диммера на односторонней печатной плате:

Схема диммера на печатной плате

Порядок монтажа: разъем для подключения внешней цепи 220 В, резисторы и конденсаторы, диоды, микросхема и полевые транзисторы. Удалить перемычку на выходном контакте для исключения замыкания цепи. Установить плату в место эксплуатации.

Наглядную сборку простого регулятора можно посмотреть на видео

Особенности диммированной светодиодной продукции

Светодиодная лента в своей конструкции имеет полупрводниковый светодиод. Чтобы осуществить диммирование led ленты, необходимо понимать, как она работает и каким образом ее следует подключать к сети питания.

ВАХ светодиода

Чтобы избежать подобного негативного развития событий, необходимо проводить подключение светодиодных лент к сети питания только через трансформатор (то есть блок питания).

Блок питания для светодиодной ленты

В самых простых ситуациях для этих целей можно использовать обычный резистор. Но помните, что его сопротивление для стабильной работы led лент должно быть большим. Высокой должна быть и ЭДС источника напряжения. Несмотря на кажущуюся простоту, создать такую схему не просто. В данной ситуации будет происходить потеря электрической мощности. Поэтому чтобы компенсировать такие потери, светодиодные ленты должны подключаться к низковольтному источнику, который одновременно с этим сможет стабилизировать выходной ток. В роли такого низковольтного источника выступает блок питания или трансформатор. У светодиодных ламп блок питания уже встроен в конструкцию, а вот у лент он имеет вид отдельного модуля.

На выходе такой трансформатор имеет выходное напряжение в 24 или 12 вольт (в зависимости от типа светодиодной ленты). При этом ограничительные резисторы для него будут размещены на самой ленте.

Правильное диммирование подразумевает под собой правильное подключение всех компонентов, включая блок питания (он же трансформатор), блок управления или диммер, а также саму осветительную продукцию.

Схема подключения светодиодной ленты

Только в той ситуации, когда схема подключения соблюдена, свечение лент будет ярким и полноценным. Если же что-то было подключено неправильно, то подсветка просто не станет работать до момента исправления неточностей установки.