Диммер постоянного тока 12 вольт своими руками

Схемы диммеров своими руками

Изменение величины сетевого напряжения дает возможность управлять бытовыми электроприборами. Например, увеличивать или уменьшать яркость свечения ламп, что в ряде случаев используется для экономии электроэнергии, но чаще для создания особых световых эффектов. Такие устройства называются диммерами (затемнителями). Сегодня мы вам расскажем о том, как сделать диммер своими руками.

Способы управления величиной напряжения

Регуляторы яркости света работают на одном из двух принципов:

1. Рассеивания.
2. Отсекания части подаваемой электрической энергии.

Рассеивание

Заключается в использовании резистивных свойств проводника. Это довольно простые элементы, их называют реостатами. Они состоят из одного проводника, обычно скрученного в спираль, и подвижного контакта, напряжение на котором зависит от того, на каком витке спирали он расположен. Та часть энергии, которая не используется, рассеивается в виде тепла, что и является главным недостатком устройства – при напряжениях свыше 100 вольт нагрев столь значительный, что может вызвать пожар.

Этот способ универсальный, может применяться как к постоянному, так и переменному току. Он редко используется напрямую, но на его основе строятся все схемы регулирования.

Отсекание

Применяется только к переменному току, у которого можно «отрезать» часть синусоиды, получив последовательность разнополярных импульсов, частота следования и амплитуда которых зависит от момента (фазы) и длительности периода отсекания. Способ связан с меньшим рассеиванием энергии, но приводит к значительному искажению формы синусоиды, что плохо действует на потребителей с преимущественно индуктивной или емкостной нагрузкой. Например, использование диммеров для управления частотой вращения электромоторов вызывает их перегрев. Эпюры отсекаемых частей синусоиды показаны на рисунке ниже.

Способ чаще всего используется для изменения яркости свечения ламп накаливания и им подобных светотехнических устройств – галогенных и металлогалогенных ламп. Его категорически нельзя применять для управления компактными люминесцентными лампами и ограниченно – для светодиодных. В основном для тех, схемы питания которых (драйверы) поддерживают диммирование, о чем обычно пишется на их упаковке.

Реализуются с помощью так называемых ключевых схем, построенных на тиристорах, динисторах и симисторах.

• Тиристор – диод, пропускающий ток только в одном направлении в тот момент, когда на его управляющем электроде появляется отпирающее напряжение.
• Симистор – фактически двойной тиристор, пропускающий ток в обоих направлениях. Применяется для упрощения монтажной схемы.
• Динистор – диод, пропускающий электрический ток при достижении порогового значения напряжения. Используется для построения времязадающих цепочек.

Тиристорная схема

Тиристорная схема диммера на 220 вольт приведена на рисунке ниже.

Тиристоры обозначены литерами V1 и V2. Обратите внимание, что они включены встречно, поскольку каждый пропускает часть полуволны синусоиды одного знака. Напряжения отпирания динисторов V3 и V4 регулируется рассеивающим энергию реостатом R5. Схема имеет две времязадающие цепочки: V3–C1 и V3–C2. В зависимости от уровня отпирающего напряжения на переменном резисторе R5 изменяется время зарядки конденсаторов, при разряде которых открываются ключи V1 и V2. Этим и определяется фаза пропускания синусоиды. Тиристоры можно найти в силовых схемах старых бытовых приборов – телевизоров или пылесосов.

Симисторная схема

Ключевая схема на симисторе приведении на рисунке ниже.

Ее преимущество в компактности. У нее один управляющий элемент – VS1 и одна времязадающая цепочка, состоящая из VS2 и С1. Рассеивающий регулятор напряжения – переменный резистор R1. Остальные элементы обеспечивают стабильность работы схемы.

Диммеры на постоянном токе

Только светодиодные лампы с цоколем типа Е (винтовой, аналогичный лампе накаливания) имеют собственный блок питания, преобразующий переменный ток в постоянный. Остальные светодиодные источники света, среди которых и светодиодные ленты, должны снабжаться отдельным блоком питания. Диммер для светодиодной ленты также должен работать от источника постоянного тока.

Оптимальным решением будет объединение блока питания ленты и диммера. Для этого используется схема с использованием микросхемы КР 142ЕН 12А, представленная на рисунке ниже.

Сама микросхема является регулируемым стабилизатором компенсационного типа. Её вывод 1 является точкой, на которую подается опорное напряжение, определяющее его величину на выходе диммера. Регулировка производится с помощью резистора R2, который является классическим рассеивателем энергии.

Зная принцип построения схем управляющих яркостью свечения ламп, вы можете не только сделать такое устройство самостоятельно, но и произвести ремонт диммера, купленного в магазине.

Источник

Регулятор скорости для 12В двигателя или диммер ламп

Эта схема может быть использована в качестве регулятора скорости для двигателя 12В с током до 5А (постоянный) или диммера галогенной или стандартной лампы накаливания на 12В мощностью до 50 Вт. В зависимости от нагрузки (двигателя или лампы) меняется мощность при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с частотой импульсов около 220Hz.

Фирма “Silicon Chip” многие годы производит разные микросхемы регуляторов скорости на 12-24В и ток 20-40А.

Однако, для большинства применений вполне достаточно собрать более простую и дешевую конструкцию. Именно поэтому мы представляем эту базовую конструкцию, которая использует таймер 7555 и полевой транзистор.

Будучи простым дизайном, она не контролирует ЭДС двигателя, чтобы обеспечить улучшенную регулировку скорости и также не имеет никакой сложной защиты от перегрузки, кроме предохранителя. Тем не менее, она очень эффективна при низкой стоимости набора деталей.

Есть много приложений для этой схемы, где используются 12В двигатели, вентиляторы или лампы. Вы можете использовать его в автомобилях, лодках, и транспортных средствах для отдыха, в моделях лодок и железных дорог и так далее. Хотите управлять вентилятором 12В в автомобиле или компьютере? Эта схема будет делать это за вас.

Схема на таймере 7555 генерирует импульсы регулируемой ширины на частоте примерно 210 Гц, поступающие через транзисторы Q1 и Q2 на полевой транзистор Q3, который и управляет скоростью двигателя или яркостью лампы.

Хотя схема может регулировать яркость 12В галогенных ламп, следует отметить, что применение галогенных ламп в этом режиме очень расточительно. В ситуациях, когда нужны лампы с меняющейся яркостью, гораздо лучше использовать 12В светодиодные лампы, которые теперь доступны с разными стандартными цоколями, в том числе и MR16 для галогенов. К тому же они греются гораздо меньше и прослужат дольше.

И ещё хочу отметить один момент, если у вас есть вопросы о бизнесе или вы хотите поговорить об этой теме, то есть отличный ресурс, который поможет разобраться в сложной ситуации. Любой бизнесмен, найдёт здесь что-то полезное для себя.

Источник

Как самостоятельно изготовить диммер?

Разнообразие предложений в этой товарной группе упрощает поиск регулятора освещения. Но иногда не подходит слишком крупный размер либо допустимая мощность нагрузки. Для решения нестандартной конструкторской задачи изготавливают диммер своими руками. Подробная инструкция поможет сделать качественное устройство без ошибок.

Назначение диммеров

Главная функция регулятора мощности – изменение освещения до необходимого уровня. Уменьшение яркости снижает потребление электроэнергии. Работа в оптимальном режиме продлевает срок службы осветительного прибора.

Дополнительные удобства для пользователя обеспечивает организация канала связи дистанционного управления с применением подходящего диапазона: инфракрасного, звукового либо радиочастотного.

Разновидности устройств

Диммеры можно разделить на 2 группы по совместимости с источниками света. Для ламп накаливания подойдет плавная регулировка напряжения. Аналогичный принцип не применяют для управления полупроводниковым излучателем. Уменьшение амплитуды сигнала в этом случае ограничено уровнем отсечки прибора, поэтому для дозированного ограничения мощности используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).

В разных моделях применяют механическое, сенсорное и дистанционное управление.

Также выпускают модификации:

• с декоративной накладкой;
• в технологическом корпусе для скрытого монтажа;
• модульные с креплениями под DIN-рейку;
• подвесные (компактные изделия для оснащения настольных ламп);
• переносные, вмонтированные в блок «вилка-розетка».

При выборе готового изделия и на стадии подготовки проекта надо учитывать мощность потребления подключаемых ламп. Запас по этому параметру делают не менее 20%.

Где применяются?

Изделия этой категории подходят не только для регулировки освещенности.

С помощью встроенного микроконтроллера можно получить в свое распоряжение дополнительные функции:

• работу нагрузки по времени либо установленному графику;
• медленное затемнение;
• плавное включение;
• мигание с нужной частотой;
• дистанционное управление голосовыми командами.

Регулируемое изменение мощности можно применить для настройки рабочего режима паяльника либо иного устройства со встроенным резисторным нагревателем.

Принцип работы диммеров

Для изготовления простейшего устройства можно использовать достаточно мощный реостат. Подробного рассмотрения принципиальной схемы в данном случае не требуется. Перемещением ползунка переменного резистора изменяют амплитуду сигнала на выходе.

Экономную работу устройства организуют с помощью модификации сигнала. По технологии ШИМ регулируют ширину прямоугольных импульсов. Также применяют схемы, которые «обрезают» часть синусоиды. Эти способы позволяют дозированно использовать энергетические ресурсы по целевому назначению. Сравнительно небольшое количество тепла рассеивается на радиаторах, поддерживающих оптимальный температурный режим силовых электронных компонентов.

Преимущества и недостатки

Регулировка реостатом отличается:

• надежностью;
• отсутствием электромагнитных помех;
• простой сборкой.

Главный недостаток – бесполезное потребление энергии на обогрев окружающего пространства.

Изменение ширины синусоиды (прямоугольного импульса) помогает улучшить экономические показатели.

Однако при выборе этой схемы нужно учитывать следующие особенности и недостатки:

1. При уменьшении яркости лампы накаливания спектр излучения смещается в ИК-диапазон, ухудшается КПД.
2. Низкая частота сигнала провоцирует возникновение шума, созданного вибрирующей вольфрамовой спиралью.
3. Искаженная синусоида не подходит для электропитания телевизора или другого устройства с трансформатором на входе.

Работающий диммер может создать электромагнитные помехи в радиодиапазоне.

Типовой регулятор не подходит для подключения люминесцентной лампы. Соответствующую схему надо разработать с учетом особенностей пускового устройства.

Конструктивные особенности

Для коммутации электрических цепей применяют полупроводниковый ключ (динистор). Конденсатор устанавливают для накопления и возврата энергии, переменный резистор – для определения рабочего режима.

Какие факторы усложняют схему?

Простейший регулятор на симисторе можно собрать на универсальной макетной плате за 15 минут. Сложнее решить задачу, если надо подключить дистанционное управление или улучшить внешний вид устройства. В некоторых ситуациях дополнительные трудности сопряжены с выбором места его размещения.

Способы управления прибором

Можно использовать поворотный, нажимной или комбинированный механический прибор. Клавишей включают (выключают) свет. Поворотным рычагом регулируют яркость.

Аналогичные алгоритмы применяют при установке сенсорной панели. В этом случае для подачи напряжения (разрыва цепи) пользуются слабым ударом по чувствительной области. Движением пальца по вертикальной (горизонтальной) линии изменяют уровень освещенности. Этот вариант оснащения подразумевает покупку более дорогих комплектующих деталей.

При выборе дистанционной схемы управления обращают внимание на следующие особенности:

1. Инфракрасный канал действует только по линии прямой видимости между пультом и приемным устройством.
2. Прохождению радиосигнала через стены мешают стальная арматура и другие экранирующие конструкции из металла.
3. В звуковом диапазоне ложные срабатывания могут провоцировать посторонние шумы.

Самые широкие функциональные возможности обеспечит схема управления с подключением смартфона, планшета или компьютера.

Тип размещения

Для монтажа устройства можно использовать стандартную коробку под выключатель. В этом случае существенное значение имеет ее внешний вид. В скрытом положении диммер устанавливают за панелью подвесного потолка либо в иной полости внутри строительной конструкции. Материал декоративной обшивки выбирают с учетом отсутствия помех для управляющих сигналов.

Правила изготовления диммера своими руками

После утверждения технических и эстетических параметров устройства надо ознакомиться с типовыми электрическими схемами.

На тиристорах

В этой модели для каждой полуволны синусоидального сигнала создают отдельную цепь с полупроводниковым ключом. Конденсаторы заряжаются по цепям, в которых сила тока ограничена резисторами. При достижении порогового значения напряжения динистор открывается и пропускает сигнал на управляющий электрод тиристора. Регулятором сопротивления устанавливают необходимую часть «обрезания» синусоиды. В управляющей цепи можно использовать диод Зенера (стабилитрон).

На симисторе

В этой схеме можно использовать 1 электронный ключ. Принцип работы аналогичен рассмотренному выше. У симисторного полупроводникового прибора симметричная вольт-амперная характеристика. Это значит, что в 1 токопроводящей цепи допустима обработка 2 полупериодов синусоиды.

На микросхеме

Этот вариант применяют для подключения светодиодных лент либо другой нагрузки на 12 вольт. Управление можно организовать с помощью переменного резистора либо по сигналу с датчика.

С использованием конденсаторов

В этой конструкции устанавливают 3-позиционный переключатель. В соответствующих положениях цепь питания разорвана или подключена непосредственно к нагрузке. Для уменьшения напряжения применяют третье положение, которое направляет ток через параллельный контур R-C. Значение электрического сопротивления определяет уровень накала светильника.

Инструменты и материалы для работы

Перечень радиодеталей составляют по выбранной электрической схеме.

Также надо подготовить:

Для удобства выполнения рабочих операций можно приобрести специализированный комплект с лупой и зажимами «Третья рука».

Печатная плата и правила сборки

1. Подготовленный эскиз переносят на фольгированный текстолит.
2. Дорожки рисуют нитролаком.
3. Погружают плату в хлорное железо для удаления лишних участков фольги.
4. После промывки удаляют влагу.
5. Лужением покрывают дорожки тонким слоем припоя.
6. Сверлят отверстия для ножек.
7. Устанавливают радиодетали, фиксируют ножки расплавленным оловом с обратной стороны платы.

Проверяют качество сборки, соответствие электрической схеме.

Как отрегулировать прибор?

После подключения нагрузки опытным путем можно убедиться в том, что схема работает. Для более точной проверки с помощью осциллографа проверяют изменение формы сигнала при регулировке.

Правила подключения

Следует убедиться в том, что нагрузка совместима с управляющим устройством по типу и мощности. При установке встраиваемого диммера надо предусмотреть возможность доступа в процессе эксплуатации для выполнения ремонтных работ.

Принципиальная схема

Ноль сети 220 V подключают непосредственно к лампе накаливания, фазный провод – к регулятору.

Схема с выключателем

В цепь фазы устанавливают выключатель. Выход с диммера подсоединяют к нагрузке.

Схема установки с двумя светорегуляторами

Диммеры соединяют перемычками. В серийных приборах 2 соответствующие клеммы обозначены на корпусе «стрелками». Свободные выходы подключают в разрыв фазной цепи. Такую схему применяют для регулировки мощности в нагрузке из разных мест. Это решение используют в большой комнате при отсутствии дистанционного управления.

Подключение к светодиодным лентам и лампам

Если применяется одноцветный источник, регулятор подключают непосредственно к нагрузке с учетом полярности. В схеме с приборами RGB выход диммера подсоединяют к специализированному контроллеру.

Включение прибора с двумя проходными выключателями

Этот способ применяют для удобства управления освещением в длинном коридоре.

В фазную цепь последовательно устанавливают 2 выключателя и диммер.

Полезные советы и рекомендации

Для внешнего управления подходят «диммируемые» светодиодные приборы. Соответствующие возможности указаны в сопроводительной документации производителя. Специальными символами обозначают совместимость на корпусе и упаковке.

Чтобы исключить перегрев полупроводникового прибора, надо изучить инструкции производителя. Кроме соответствия по мощности потребления нагрузки, имеет значение и температура в помещении.

«Триак BTA24-600», например, можно применять без специального охлаждения при подключении лампы накаливания до 75 Вт. Если мощность потребления составляет 1000 Вт, полупроводниковый прибор устанавливают на радиаторе с эффективной площадью рассеивания 180 кв.см. В сложных температурных условиях устанавливают кулер.

Источник