Здесь мы рассмотрим самый популярный среди самодельиков и китайских производителей простой переменного тока - так называемый "диммер ", который используется для контроля питания резистивной нагрузки, такой как лампы накаливания или нагревательные элементы (утюга, плиты, тепловентилятора, паяльника и т.д.). Максимальная нагрузка, которую он может обрабатывать, составляет 400 ватт. Такая схема очень часто встречается даже в промышленных регуляторах и доказала свою эффективную работу при номинальной мощности.
Электрическая схема регулятора яркости
Список деталей регулятора яркости
- R1 3.9K - 0,25 ватт
- R2 470K линейный потенциометр
- C1 33 нФ / 400V конденсатор
- C2 100 нФ полиэстеровый конденсатор
- L1 20 витков 0.8 мм эмаль-провода на 4 мм ферритовом сердечнике
- D1 DB4 динистор
- T1 BTA10-400B тиристор
- радиатор для T1
- PCB винтовые клеммы
Схема работает по принципу контроля фазы переменного тока 220 В позволяя подключать нагрузку на разных участках сетевой синусоиды. Подробнее смотрите на графики - сверху слабая моность (регулятор на минимум), а снизу средняя (регулятор на середину шкалы).
Регулировка осуществляется потенциометром R2, который контролирует время, необходимое для заряда C2 через R1-R2. Ёмкость C2 заряжается до тех пор, пока не достигнет напряжение пробоя динистора D1, который затем открывает кратковременно T1. После того, как тиристор приоткрылся - нагрузка получает электрическую энергию. Компоненты L1 и C1 работают как фильтр подавления помех.
Схема регулятора яркости ламп накаливания напрямую подключена к электросети, так что смертельно опасное напряжение присутствует на всех элементах платы. Берегите себя. Соответственно и потенциометр должен иметь пластиковую рукоятку, чтобы обеспечить достаточный уровень изоляции 220 В.
В радиолюбительской практике широко распространены различные схемы регуляторов мощности, позволяющих плавно регулировать яркость лампы накаливания, температуру жала паяльника или спирали электроплитки. В быту чаще всего регулятор мощности бывает необходим для небольшого домашнего светильника (бра, настольной лампы), в котором используется лампа накаливания мощностью не более 100 Вт. Однако большинство описываемых в радиолюбительской литературе регуляторов довольно сложны, либо имеют значительные габариты, т. к. рассчитаны на большую мощность. Кроме того, в этих схемах зачастую применяются малораспространенные радиоэлементы (тиристоры большой мощности, од-нопереходные и полевые транзисторы и др.).
Промышленностью выпускаются различные регуляторы мощности, однако не всегда имеется возможность их приобрести. Кроме того, они обычно выполнены в виде отдельных устройств, и установить их внутрь имеющегося светильника до-вольно сложно.
На рис.1 представлена схема про-стейшего регулятора мощности, кото-рый сможет самостоятельно изготовить даже начинающий радиолюбитель из «подручных деталей». Схема является традиционной, регулирующим элементом в ней является тиристор, работой которого управляют транзисторы VT1 и VT2. На управляющий электрод тиристора поступают импульсы открывающего напряжения, сдвинутые по фазе от-носительно анодного напряжения.
Яркость свечения лампы зависит от момента открывания тиристора (величины фазового сдвига). Фазосдвигающая цепь состоит из элементов R5, R6, R7, С2. Яркость лампы регулируется переменным резистором R5. Подстроенным резистором R6 устанавливается уро-вень минимальной яркости. Элементы L1, С1 необходимы для подавления высокочастотных помех, создаваемых регулятором в сети.
В схеме можно использовать пере-менные и подстроенные резисторы любых типов. Диоды VD1-VD4 можно заменить другими аналогичными. В качестве тиристора можно также ис-пользовать КУ202Л или КУ202М. Кон-денсатор С2 - любого типа, С1 - типа К73-11.К73-17 на напряжение не менее 400 В. Дроссель L1 можно вы-
полнить на ферритовом стержне ди-аметром 8 мм и длинной 50 мм, намо-тав на нем 150 витков провода ПЭВ диаметром 0,5-0,6 мм (виток к витку в два слоя на бумажной гильзе, обмотку желательно пропитать лаком). Также в качестве дросселя L1 подойдет любой готовый аналогичного назначения. При использовании лампочки мощностью не более 100 Вт, устанавливать тиристор на радиатор не требуется. Детали схемы можно смонтировать на небольшом куске стеклотекстолита (макетной платы) и встроить внутрь светильника или поместить в подходящий корпус.
Для более опытных радиолюбителей можно предложить схему сенсорного выключателя/регулятора яркости. Эта схема (рис. 2) реализована на основе микросхемы К145АП2, которая мало известна радиолюбителям, однако имеется в продаже и недорого стоит (10-15 руб.). Схема этого устройства также является типовой, подобные регуляторы выпускает промышленность с небольшими различиями в схеме и в используемых компонентах.
Устройство работает следующим образом: при кратковременном прикосновении рукой (пальцем) к сенсору Е1 светильник включается. При повторном прикосновении светильник выключается. Если руку удерживать на сенсоре более 0,5 с, то яркость светильника начинает плавно изменяться на увеличение или на уменьшение. Для измене-
ния направления регулировки необходимо убрать руку и повторно прикоснуться к сенсору. Для того чтобы зафиксировать выбранный уровень яркости достаточно просто убрать руку с сенсора. Как показывает практика, такой интерфейс управления является очень удобным при повседневной эксплуатации светильника.
Описываемое устройство состоит из следующих функциональных узлов: микросхема DA1 со стандартными цепями коррекции и защиты; узел управления симистором VT1, R3, R4; цепь формирования синхроимпульса С4, R5; элементы питания микросхемы - R2, С2, VD2, VD1, СЗ. Элементы С1, R1, L1 образуют фильтр подавления высокочастотных помех, возникающих при работе регулятора.
В схеме можно использовать эле-менты: С1, С2 - типа К73-11, К73-17 на напряжение не менее 400 В; дрос-сель L1, аналогичный описанному в начале статьи; С4-С6 - любого типа (неэлектролитические). Стабилитро-ны VD1, VD3 и диод VD2 можно заме-нить другими аналогичными. В каче-стве сенсора Е1 рекомендуется использовать любую металлическую пластину площадью не менее 3 см2 . Сенсорную пластину также можно за-менить обычной кнопкой, подключив ее между выводами 3 и 5 DA1. В этом случае необходимо удалить элемен-ты R8, R9, VD3, а номинал R7 умень-шить до 100 кОм.
Правильно изготовленное из исправных деталей устройство не требует настройки и сразу начинает работать, важно лишь правильно подключить его к сети («фазу» и «ноль» подвести так, как показано на схеме). Как и описанный в начале статьи регулятор, это устройство можно выполнить в виде приставки к светильнику или разместить в его корпусе.
В заключение хочется напомнить, что при работе с сетью переменного тока 220 В необходимо помнить об электробезопасности.
Которые практически одинаковы, так как используют принцип фазоимпульсного управления. Про несколько их вариантов мы тут и поговорим. Первый регулятор не делал, а взял готовый от китайской настольной лампы вот с такой схемой:
После успешной проверки поместил его в корпус от телефонной зарядки.
Всё получилось. Регулирует напряжение от 0 до 220V. Однако хотелось нашей российской солидности и чтобы предел максимально допустимой мощности нагрузки был в разы больше. Так, что второй добросовестно сделал полностью сам вот по этой схеме:
В описании была обещана возможность регулировать устройства мощностью до 1000W включительно. В это время собирал нагреватель для разбора печатных плат на базе киловаттной лампы от прожектора, вот и применил его. Справился. Естественно, что и любой паяльник ему «по зубам».
Казалось бы чего ещё нужно? Проблема решена. Но чего-то всё равно недоставало. Третий вариант контроля над температурой жала паяльника был возложен на диод 1N4007 работающий в паре с кнопочным выключателем.
Которые поместил в подходящей сетевой вилке. Это устройство, несмотря на свою незамысловатость, непосредственно в работе понравилось больше. Только проработало не долго - перегорел нагревательный элемент паяльника, на другой паяльник ставить не стал.
Вот он, увы, не у дел. Что заставило делать четвёртый по счёту регулятор мощности и сам не пойму. Только решил сделать по схеме, как говориться проверенной годами. Вот, что нашёл подкреплённое самыми лестными отзывами нескольких радиолюбителей.
Подключается к розетке напрямую, какие-либо соединительные провода отсутствуют(очень удобно), регулировка от 0 до 100% мощности. P max = 100W. При первом включении параллельно паяльнику подключил мультиметр и протестировал зависимость степени свечения неоновой лампочки от подаваемого на нагревательный элемент паяльника напряжения и теперь имею возможность визуального ориентирования при регулировке. Пока доволен. Если, что и добавлю к последнему варианту, так это индикатор вот с такой схемой:
С пожеланием успеха, Babay. Россия, Барнаул.
Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, это как правило, от 20% до 100%. Выставлять яркость меньше не имеет смысла, поскольку большинство ламп просто не работают в таком режиме или дают мизерное количество света, которого хватит только на свечение лампы, но при этом ничего освещать она не будет. Можно пойти в магазин и купить готовый прибор, но сейчас цены на данные устройства очень завышены и не соответствуют получаемому изделию. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы самостоятельно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 В и 220 В своими руками.
На симисторе
Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой — симистор.
Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют . Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ — симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается , тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.
Значение (t*) — это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:
Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт
На тиристорах
Вы можете не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах, которые можно легко достать из старой неработающей аппаратуры и плат, по типу телевизоров, магнитофонов и т.д. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.
Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод тиристора V1. Ключ открывается, пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2 и конденсатора С2, который заряжается через цепочку R1, R2, R5.
Фазные регуляторы - димеры можно использовать не только для регулировки яркости ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятора вытяжки, можно сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала для улучшения качества пайки.
Видео инструкция по сборке:
Сборка тиристорного диммера
Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами из-за особенностей их работы.
Конденсаторный светорегулятор
На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные диммеры. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больший ток он пропускает через себя. Таким образом, с помощью конденсатора можно уменьшить мощность, подаваемую на лампу, однако этот способ не позволяет производить регулировку плавно. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, все зависит от требуемых параметров яркости, а следовательно, от емкости конденсатора, которая связана с его размерами.
Как видно из схемы, есть три положения: 100% мощности, через гасящий конденсатор (уменьшение мощности) и выключено. В устройстве используется неполярный бумажный конденсатор, который можно раздобыть в старой технике. О том, мы рассказали в соответствующей статье!
Ниже приведена таблица, связывающая емкость и напряжение на лампе.
На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник и с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника.
На микросхеме
Для регулирования мощностью, подаваемой на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы - КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств за счет малого числа радиодеталей. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает некоторыми функциями защиты.
С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12 В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в малом КПД и максимально возможной мощности подключаемой нагрузки, в следствие этого, есть необходимость установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла. Однако, это идеальный вариант для маломощных схем постоянного тока и низкого напряжения, за счет своей простоты и универсальности.
Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и давал возможность регулировать яркость светодиодов от ноля до максимума.
Отличный вариант — диммер на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами. Установив высокую частоту работы схемы, можно избавиться от мерцания, которое часто возникает из-за дешевых покупных диммеров и вызывает быструю усталость и раздражение глаз у человека.
В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны, что позволяет подключать более мощную нагрузку и использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором на КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.
Изготовление регулятора света на 12 Вольт
Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.
Не смотря на то, что лампы накаливания вымирающий вид:) Пока лампочки Ильича ещё выпускают, их можно пускать в ход, и применять как в быту так и в радиолюбительской практике. Какой бы мощности не была бы лампочка в настольной лампе у радиолюбителя, её свечением можно управлять.
Для того что бы каждый раз не ввинчивать, вывинчивать разные лампочки если вам необходимо разная мощность 40 Вт, 60 Вт, 75 Вт, или все 100 Вт. Можно воспользоваться очень простым приспособлением - регулятором напряжения на тиристоре рисунок №1.
Рисунок №1 – Схема тиристорного регулятора
S1 – Выключатель
FU1 – Плавкий предохранитель рассчитанный на ток 1-2 А
C1 – Конденсатор электролитический 5 Микрофарад на 300 Вольт
VD1 – КД105Г
VD2 – КУ201В (КУ201Б) или аналоги подходящие по характеристикам
R1 – резистор (подбирается) 39 – 47 К на 1 Вт.
R2 – Переменный резистор 47 К на 1 Вт.
Два левых (входных) контакта предназначены для включения в сеть питания 220 В при помощи обычной вилки, к двум правым подключается непосредственно настольная лампа.
Не пренебрегайте требованиями к технике безопасности, потому что практически все элементы схемы прямо (гальванически) связаны с силовой сетью напряжением 220 В, и могут представлять прямую угрозу для жизни.
Рекомендую всё основное изделие спрятать в диэлектрический корпус исключающий прикосновение к токоведущим частям.
Подбор элементов для тиристорного регулятора яркости:
Начнем с регулятора яркости. Возможны два принципиально разных решения. Можно применить потенциометр с так назы¬ваемым выключателем сети, и тогда отпадает необходимость в отдельном вы-ключателе S1. Такими потенциометрами являются ТК и ТКД. Они должны быть с линейной зависимостью (кривая «А»). Особое внимание обратим на декоративную ручку, которая будет надета на ось потенциометра.
Если же мы решим оставить «штатный» выключатель на самой лампе, тогда можно применить практически любой другой тип потенциометра (но также обяза¬тельно с кривой «А»).
VD2 – незапираемый тиристор типа КУ201 с напряжением включения 50 В, но впол¬не можно использовать, (нет никакого смысла применять тиристор, напряжение открывания которого 300, 600 или 1000 В. Такой тиристор просто не откроется при напряжении сети 220 В) на пример тиристор типа КУ101Б с таким же напряжением тоже подходит. Важно лишь, чтобы максимально допустимый ток через него был не меньше тока, протекающего через лампочку. А он легко определяется по величине мощ-ности лампочки. Например, для лампочки мощностью 100 Вт при напряжении сети 220 В номинальный ток составит 100/ 220= 0.45 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1 при допустимом обратном напряжении не менее 250 В. Таким же во избежание случайностей лучше выбрать и рабочее напряжение для конденсатора С1. Номинальный ток предохранителя FU1 должен быть не меньше 1 А и не больше 2 А.
Главное при сборке не пренебрегайте правилами техники безопасности и грамотно подбирайте элементы схемы.
Недостаток схемы тиристорного регулятора яркости:
Не смотря на свою простоту, схема имеет существенный недостаток – это мерцание лампы, так что не торопитесь её делать, ещё есть масса полезных схем регулировки, которые я постараюсь выложить на страницах нашего сайта.
P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт
