Электрическое оборудование, используемое в повседневной жизни, постоянно улучшается и совершенствуется. Это касается и систем управления освещением, в которых помимо обычных выключателей появились диммеры. С помощью них осуществляется плавная регулировка мощности светильников.
Современный рынок представляет большое количество светорегуляторов, однако довольно часто требуется изготовить диммер своими руками под конкретный осветительный прибор. Нельзя сказать, что это слишком простая задача. Для ее выполнения необходимы элементарные знания электротехники и навыки работы с паяльником. Домашнему мастеру должны быть заранее известны принцип работы, общая конструкция и схема, по которой будет изготавливаться прибор.
Принцип действия регулятора освещения
Переменный ток, протекающий в электрической сети, в графическом выражении представляет собой синусоиду. Для изменения яркости свечения лампочки эту синусоиду нужно обрезать путем отсечения задней или передней части волны. Данную операцию выполняют тиристоры, которые содержит схема диммеров. Они снижают напряжение, поступающее на светильник, в результате, понижается его мощность и яркость свечения.
Для работы диммера используется следующая схема:
- Переменное напряжение на 220 В поступает из сети в регулирующее устройство. При наступлении в синусоиде положительного полупериода, электрический ток начинает протекать через один из диодов и резисторы, одновременно заряжая конденсатор.
- После того как значение напряжения достигнет уровня, достаточного чтобы пробить динистор, дальнейшее течение тока будет происходить через этот динистор и управляющий электрод, находящийся в симисторе.
- В результате прохождения тока симистор открывается, а лампы становятся подключенными к цепи и начинают светиться. При достижении синусоидой нулевой отметки, симистор будет закрыт. По такому принципу работает диммер для ламп накаливания.
- Далее синусоида входит в отрицательный полупериод, и прохождение тока через все элементы повторяется таким же образом, как и в положительном полупериоде.
- Важное значение имеет момент открытия симистора. Этот показатель находится в прямой пропорциональной зависимости с активным сопротивлением, присутствующим в схеме. Изменяющееся сопротивление оказывает непосредственное влияние на время открытия симистора в каждом полупериоде. За счет этого будет происходить плавное изменение потребляемой мощности, накала и яркости свечения лампочки.
При решении задачи, как сделать диммер своими руками следует учитывать, что в процессе работы приборов наблюдается генерация электромагнитных помех. Для снижения их отрицательного эффекта, схема диммера дополняется дросселем или индуктивно-емкостным фильтром.
Основные конструктивные элементы
Для того чтобы создать схему регулятора освещения, потребуется набор определенных деталей. Они позволяют собрать новое устройство или выполнить ремонт старого.
При сборке диммера часто используется регулятор мощности на симисторе, который широко известен как триодный симметричный тиристор или триаке, представляющем собой полупроводниковое устройство. С его помощью выполняются коммутации в цепях переменного тока на 220 В. Прибор оборудован двумя силовыми выводами для последовательного подключения нагрузки.
В закрытом состоянии симистор не проводит электрического тока, поэтому нагрузка оказывается выключенной. После подачи отпирающего сигнала, между электродами образуется проводимость, и ток вновь поступает к нагрузке. Основным параметром симистора считается ток удержания. Если ток, протекающий через электроды, будет превышать этот параметр, то симистор останется в открытом положении. Симистор считается основным регулирующим элементом, наиболее подходящим для ламп накаливания и других осветительных приборов. От его параметров зависит мощность подключаемой нагрузки.
Схема диммера включает в себя динистор, также относящийся к категории полупроводниковых приборов. Он представляет собой разновидность тиристора и обладает проводимостью в двух направлениях. Фактически динистор состоит из двух диодов, включенных навстречу друг другу.
В конструкцию диммера входят диоды, обладающие разной проводимостью, в зависимости от направления электрического тока. Проводящая часть состоит из двух электродов катода и анода. Приложенное прямое напряжение вызывает открытие диода, а при обратном диод закрывается. Схема дополняется неполярным конденсаторов, который можно включать в цепь не соблюдая полярность. Изменение полярности конденсатора допускается при эксплуатации в рабочем режиме.
В качестве пассивных элементов в конструкции диммера используются постоянные и переменные резисторы. У постоянных резисторов имеется точное значение сопротивления, а у переменных оно может изменяться. Их основной функцией является преобразование силы тока в напряжение и наоборот. Кроме того, они ограничивают ток и поглощают электроэнергию. Переменный резистор, известный как потенциометр, оборудован так называемым движком в виде подвижного отводного контакта. Роль индикатора в устройстве диммера исполняет светодиод.
Сборка рабочей схемы
Помимо деталей, задействованных в схеме, для сборки понадобится паяльник, припой, канифоль, соединительные провода и кусачки все что необходимо, чтобы сделать диммер своими руками. Сам сборочный процесс может выполняться различными способами. Наиболее простым считается метод навесного монтажа, при котором соединение всех элементов в единое целое производится с помощью проводов. Жилы проводов зачищаются на нужную длину, а затем вместе с контактами деталей лудятся припоем с флюсом или канифолью.
Спаянные соединения изолируются, в противном случае попадание влаги или случайный неосторожный контакт могут вызвать короткое замыкание. Этим же способом диммер для светодиодов возможно собрать своими руками.
В более сложном варианте для сборки диммера используется подготовленная печатная плата, как правило, из фольгированного текстолита. Прибор, собранный этим способом, будет иметь небольшие размеры и может быть установлен вместо стандартного выключателя.
Самодельный диммер собирается на плате в следующей последовательности:
- На подготовленную плату наносится выбранная схема соединения. В отведенных местах сверлятся отверстия под выводы подключаемых деталей. Дорожки на плате прорисовываются нитрокраской, определяются монтажные площадки, где будет производиться пайка.
- На следующем этапе плата протравливается раствором хлорного железа. Она укладывается в посуду таким образом, чтобы обе стороны находились в растворе. Периодически раствор нужно помешивать, а плату переворачивать. Ускорить процесс можно путем нагревания жидкости до 50-600С.
- Далее плату следует выполнить лужение поверхности платы и промыть ее спиртом. В данном случае использование ацетона нежелательно.
- В готовые отверстия устанавливаются контакты деталей. Излишки концов отрезаются и каждая точка пропаивается. Это позволит в дальнейшем отремонтировать устройство, заменив неисправную деталь на новую.
- После припаивания потенциометра, готовое устройство нужно протестировать для лампочек. Схема проверяется с увеличенной и уменьшенной мощностью, в процессе проверки яркость света должна изменяться.