Регульована світлодіодна лампа. Зміна яскравості світлодіодів або контролер своїми руками

З мікросхемою NE555 (аналог КР1006) знайомий кожен радіоаматор. Її універсальність дозволяє конструювати найрізноманітніші саморобки: від простого одновібратора імпульсів із двома елементами в обв'язці до багатокомпонентного модулятора. У цій статті буде розглянуто схему включення таймера в режимі генератора прямокутних імпульсів з широтно-імпульсним регулюванням.

Схема та принцип її роботи

З розвитком потужних світлодіодів NE555 знову вийшла на арену в ролі регулятора яскравості (димеру), нагадавши про свої незаперечні переваги. Пристрої її основі не вимагають глибоких знань електроніки, збираються швидко і працюють надійно.

Відомо, що керувати яскравістю світлодіода можна двома способами: аналоговим та імпульсним. Перший спосіб передбачає зміну амплітудного значення постійного струму через світлодіод. Такий спосіб має один суттєвий недолік – низький ККД. Другий спосіб має на увазі зміну ширини імпульсів (шпаруватості) струму з частотою від 200 Гц до кількох кілогерц. На таких частотах мерехтіння світлодіодів непомітне для людського ока. Схема ШИМ-регулятора з потужним вихідним транзистором показано малюнку. Вона здатна працювати від 4,5 до 18, що свідчить про можливість управління яскравістю як одного потужного світлодіода, так і цілої світлодіодної стрічкою. Діапазон регулювання яскравості коливається від 5 до 95%. Пристрій є допрацьованою версією генератора прямокутних імпульсів. Частота цих імпульсів залежить від ємності C1 та опорів R1, R2 і визначається за формулою: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц

Принцип дії електронного регулятора яскравості ось у чому. У момент подачі напруги живлення починає заряджатися конденсатор ланцюга: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -U піт. Як тільки напруга на ньому досягне рівня 2/3U піт, відкриється внутрішній транзистор таймера і почнеться процес розрядки. Розряд починається з верхньої обкладки C1 і далі ланцюга: R1 – VD2 –7 висновок ІМС – -U пит. Досягши позначки 1/3U, піт транзистор таймера закриється і C1 знову почне набирати ємність. Надалі процес повторюється циклічно, формуючи на виведенні 3 прямокутні імпульси.

Зміна опору підстроювального резистора призводить до зменшення (збільшення) часу імпульсу на виході таймера (висновок 3), і, як наслідок, зменшується (збільшується) середнє значення вихідного сигналу. Сформована послідовність імпульсів через струмообмежуючий резистор R3 надходить на затвор VT1, який включений за схемою із загальним джерелом. Навантаження у вигляді світлодіодної стрічки або послідовно включених потужних світлодіодів включається до розриву ланцюга стоку VT1.

У цьому випадку встановлено потужний MOSFET транзистор з максимальним струмом стоку 13А. Це дозволяє керувати світінням світлодіодної стрічки завдовжки кілька метрів. Але при цьому транзистору може знадобитися тепловідведення.

Блокуючий конденсатор C2 виключає вплив перешкод, які можуть виникати ланцюга живлення в моменти перемикання таймера. Величина його ємності може бути будь-якою в межах 0,01-0,1 мкф.

Плата та деталі складання регулятора яскравості

Одностороння друкована плата має розмір 22х24 мм. Як видно з малюнка, на ній немає нічого зайвого, що могло б викликати питання.

Після складання схема ШИМ-регулятора яскравості не вимагає налагодження, а друкована плата легка у виготовленні своїми руками. У платі, крім підстроювального резистора, використовуються SMD елементи.

• DA1 – ІМС NE555;
• VT1 – польовий транзистор IRF7413;
• VD1, VD2 - 1N4007;
• R1 - 50 кОм, підстроювальний;
• R2, R3 - 1 ком;
• C1 – 0,1 мкФ;
• C2 - 0,01 мкф.

Транзистор VT1 повинен підбиратись залежно від потужності навантаження. Наприклад, для зміни яскравості одноватного світлодіода достатньо буде біполярного транзистора з максимально допустимим струмом колектора 500 мА.

Управління яскравістю світлодіодної стрічки повинно здійснюватися від джерела напруги +12 і збігатися з її напругою живлення. В ідеалі регулятор повинен живитись від стабілізованого блоку живлення, спеціально призначеного для стрічки.

Навантаження як окремих потужних світлодіодів запитується інакше. У цьому випадку джерелом живлення диммера є стабілізатор струму (його ще називають драйвер для світлодіода). Його номінальний вихідний струм повинен відповідати струму послідовно включених світлодіодів.

Читайте також

Димування з англійської перекладається не інакше, як «затемнення». Що таке димер, які вони бувають і де ще можуть застосовуватися, ми розповімо в цій статті. Від витоків до кінцевої реалізації. Найголовніше питання можна використовувати світлодіодні лампи з димером?

Що таке димер і навіщо він потрібний?

Діммер - електронний прилад здатний регулювати потужність, за рахунок регулювання напруги, що надходить до навантаження. Визначення дуже сухе і нудне, давайте більш простою мовою пояснимо принцип дії.

Потужність залежить від напруги та струму у навантаженні. Це означає, що якщо зменшити одну із складових зменшиться і потужність. Напруга та струм пов'язані законом Ома, а значить зменшити потужність вашого приладу (яскравість світильника) можна, збільшивши загальний опір навантаження. Тобто використовувати баластові резистори, дроселі чи конденсатори.

Баластні гасники потужності – перетворять зайву енергію на тепло і мають низький ККД. Щоб регулювати потужність приладу, у нашому випадку яскравість лампочки, потрібний інший пристрій – диммер.

Чи можна підключати світлодіодні лампи через димер? Можна, можливо. Але не всі стабільно регулюватимуться. Тут потрібні спеціальні світлодіодні лампи під димер.

Світлодіодні лампи, регульовані диммером , підійдуть для роботи з будь-яким регулятором. Але є деякі нюанси на відміну від типу регулювання напруги. Це визначається схемотехнікою диммера, відмінності будуть докладно описані в розділах статті. Від типу димера залежить, наскільки добре будуть регулюватися LED.

Які світлодіодні лампи можна використовувати з димером? У цьому питанні все дуже індивідуально. Все залежить як від схеми лампочки, так і від схематики регулятора. У загальному випадку - чудово підходять так звані димовані світлодіодні лампи.

Які бувають димери

Регулятори потужності можна розділити на дві великі групи:

• Для роботи в ланцюгах змінної напруги (220В);
• для роботи у ланцюгах постійної напруги (для світлодіодної стрічки на 12В).

У дрилях теж потрібний регулятор, для коригування обертів, він знаходиться в кнопці.

Його можна використовувати в різних цілях, у цьому списку вони розташовані за популярністю:

1. Регулювання яскравості світла, димування світлодіодних та ламп розжарювання;
2. регулювання температури тену у різних нагрівачах;
3. регулювання обертів колекторного двигуна.

У чому різниця димерів?

Якщо ви зібралися використовувати вимикач з регулюванням яскравості, спочатку потрібно дізнатися, які вони бувають. І чи взагалі всі світлодіодні лампи можна димувати?

Димери різняться за такими критеріями:

• За типом монтажу;
• по виконанню та способу управління;
• за способом регулювання.

Давайте розберемося докладніше з кожним із них.

За типом монтажу

Для зовнішнього монтажу– накладний вимикач із диммером для світлодіодних ламп. Для встановлення такого приладу не потрібно висвердлювати у стіні нішу, він просто кріпиться зверху на стіну. Дуже зручно використовувати в тих випадках, коли інтер'єр не пріоритетний або прокладена зовнішня проводка.

Для внутрішнього монтажу- відмінно впишуться в будь-який інтер'єр, як цей.

Для монтажу на DIN рейкудуже специфічні і спершу може здатися, що вони не практичні. Однак, цей регулятор освітлення для світлодіодних ламп працює з пультом дистанційного керування, при цьому захований від сторонніх очей в електрощиті.

По виконанню

За виконанням регулятор світла для світлодіодних і ламп розжарювання може бути:

• Поворотним;
• поворотно-натискного типу;
• кнопковим;
• сенсорним;

Поворотний– один з найпростіших варіантів регулятора яскравості світлодіодної лампи, що виглядає невигадливо має найпростіший функціонал.

Поворотно-натискнийвиглядає практично так само, як і поворотний. Завдяки своїй конструкції при натисканні на нього запалюється світло з такою яскравістю, яка була встановлена ​​при останньому включенні.

Кнопковий регулятордля світлодіодного освітлення виглядає вже технологічніше і органічно впишеться в сучасну квартиру. Як, наприклад, цей вимикач з регулятором яскравості для світлодіодних ламп.

Сенсорні моделіі зовсім можуть бути зовсім різні - починаючи від кружечків, що світяться, закінчуючи рівними одноколірними панелями для регулювання напруги світлодіодних ламп.

За способом регулювання

Дімери бувають різні не тільки за їх виконанням, а й за принципом роботи. Ето стосується саме димерів змінного струму.

Перший тип диммерів більш поширений і дешевий, через простоту своєї схеми – це диммер з відсіканням по передньому фронту(англ. leading edge). Трохи далі буде детально розглянуто його принцип роботи та схема, для порівняння погляньте на вид напруги на виході такого регулятора.

За графіком видно, що у навантаження подається залишок напівхвилі, та її початок зрізається. Через характер включення навантаження, в електромережах наводяться перешкоди, що заважає роботі телевізорів та інших пристроїв. На лампу подається напруга встановленої амплітуди, а потім вона згасає, коли синусоїда переходить через нуль.

Чи можна використовувати leading edge димер для діодних ламп? Можна, можливо. Світлодіодні лампи з димером цього типу будуть добре піддаватися регулюванню тільки якщо вони спочатку для цього створені. Про це свідчать символи на упаковці. Вони ще називаються «димовані».

Другий тип працює інакше, створює менше перешкод та краще працює з різними лампочками – це диммер з відсіканням по задньому фронту(англ. falling edge).

Регулювання світлодіодних ламп з димерами такого типу відбувається краще, а його конструкція краще підтримує джерела світла, що не диммуються. Єдиний недолік – ці лампи можуть регулювати свою яскравість не з нуля, а в певному діапазоні. При цьому світлодіодні лампи, що димуються, - просто чудово регулюються.

Найкраще рішення - використовувати Falling Edge диммер для світлодіодних світильників.

Окреме слово можна сказати про готові світлодіодні світильники з регулюванням яскравості. Це окремий клас освітлювальних пристроїв, які не потребують встановлення додаткових регуляторів, а мають його у своїй конструкції. Їх регулювання виконуються за допомогою кнопок на корпусі або з пульта.

Схеми димерів

Діммер для напруги 220В, з відсіканням по передньому фронту, працює за принципом фазоімпульсного керування напругою. У процесі роботи елементи такого диммера подають напругу на навантаження в певні моменти, відрізаючи частину синусоїди. Докладно і наочно це зображено на графіках.

Площа синусоїди, заштрихована сірим кольором - це площа напруги або його діюча величина, яка подається в навантаження (світильник або будь-який інший описаний вище пристрій).

Червоною пунктирною лінією зображено форму напруги на вході димера для led ламп. У такому вигляді вона подається через звичайний вимикач без регулювань .

Як підключити світлодіоди через димер?

Номінали компонентів та всі відомості вказані на схемі димера.

Пристрій встановлюється в розрив проводу, що йде до джерела світла, двигуна, тену або будь-якого іншого пристрою.

Логіка роботи схеми наступна: конденсатор С1 заряджається через ланцюжок R1 та потенціометр R2. Залежно від положення потенціометра конденсатор заряджається до напруги відкриття диністора VD1.

У схемі використовувався диністор DB3, це приблизно 30В. Через відкритий диністор подається керуючий імпульс відкриття симістора (двонаправлений тиристор), з його керуючий електрод.

Чим більший опір, виставлений ручкою потенціометра – тим довше заряджається конденсатор, відповідно тим пізніше відкриється ланцюг диністор-симістор, а напруга буде нижчою, оскільки зріжеться більшість синусоїди. І навпаки – менший опір – більша напруга на виході регулятора.

В інтернеті є багато варіантів схем з усілякими доробками, всі вони добрі. Тут наведено найпростішу схему, на малюнку зображено монтаж цього варіанту схеми.

Як регулювати освітленість LED

Які лампочки можна використовувати з димером? Коли для освітлення використовувалися переважно лампи розжарювання, все було просто – звичайний димер легко справлявся з регулюванням яскравості.

Лампи розжарювання були замінені на енергозберігаючі люмінесцентні економки, їх взагалі не можна було регулювати. Звичайно, зустрічалися ЕПРА для трубчастих люмінесцентних лампочок з можливістю димування, але вкрай рідко коштували вони дорого.

Наразі енергозберігаючі лампи витісняються світлодіодними. Процес випромінювання квантів світла хоч і складний, але з погляду регулювання, мабуть, простіший, ніж регулювання газорозрядних джерел світла.

Дімовані світлодіодні лампи – що це таке?

Що означає світлодіодна лампа, що димується? Це лампочка, яка піддається регулюванню яскравості за допомогою БУДЬдиммера, який розроблений під змінний чи постійний струм (залежно від типу).

У її схему живлення закладені функції зміни яскравості, залежно від напруги живлення. Світлодіодні лампи, що димуються, працюють зі схемами диммерів типу того, що представлена ​​вище.

Мережевий диммер регулює напругу, що подається. Це означає, що при будь-яких значеннях напруги, у певному виробником діапазоні (він вказаний на коробці від лампочки), схема лампи буде прагнути підтримувати заданий струм. Яскравість у свою чергу залежить від струму.

Звичайні світлодіодні лампи регулювати не вийде, у кращому випадку вона просто включатиметься і вимикатиметься, у гіршому — згорить при низьких значеннях, встановлених на диммері.

У найдешевших світлодіодних лампах стоїть конденсатор, що гасить. Вони якщо й регулюватимуться, то тільки в дуже вузьких межах, отже, вони теж не підходять. Приклад димування звичайних світлодіодних лампочок подивіться на відео.

Димовані світлодіодні лампи на 220 Вольт

Регулювання яскравості світлодіодних ламп на 220В утруднене, тому що там встановлена ​​схема стабілізації струму на спеціалізованому драйвері. Його завдання стабілізувати вихідний струм, для забезпечення рівномірного та довгого світіння світлодіодів, незалежно від значень напруги мережі живлення.

Звичайні світлодіодні лампи не дуже піддаються димування. Щоб вибрати правильну Led лампу для димера – потрібно уважно вивчити опис та позначення, вказані на коробці та корпусі лампочки.

Світлодіодні лампи з димуванням можна розпізнати за написом: «для диммера», «регульована» або щось подібне, можливо, буде просто намальовано умовне зображення диммера, як на прикладах нижче.

Чи можна регулювати яскравість світлодіодних ламп, які працюють від постійного струму?

На фото led диммер для 12В світлодіодної стрічки. Давайте розбиратися, як працює такий димер зі світлодіодними лампами.

Для ланцюгів постійного струму принцип роботи регулятора відрізняється. Тут як дозуючий елемент використовується біполярний або польовий транзистор, а як дозатор - генератор імпульсів зі змінним коефіцієнтом заповнення.

Спосіб цього управління називається широтно-імпульсна модуляція (ШІМ). Щоб зрозуміти, як це працює, потрібно ознайомитися з графіками.

Vcc - напруга на вході димера постійного струму, Vсереднє - напруга на виході. Ви можете бачити, як змінюється середня напруга. При збільшенні тривалості імпульсу та скороченні довжини паузи (підвищуємо коефіцієнт заповнення) збільшується вихідна напруга.

Вище наведено принципову електричну схему «ШИМ-регулятора яскравості led ламп на NE555». Він може виступати в ролі пристрою для димування світлодіодів. Працює так:

NE555 - це таймер, підключений тут в режимі генератора імпульсів, частота і тривалість яких задається RC ланцюгом що складається з R2, потенціометра R1 і конденсатора C5, як і в попередній схемі потенціометр регулює швидкість заряду конденсатора, відповідно до швидкості заряду формується.

Спочатку схема видає симетричні імпульси, тобто довжина паузи дорівнює довжині імпульсу. Але завдяки наявності потенціометра і ланцюжка з двох діодів VD1 і VD2 відбувається заряд і перезаряд ємності через різні опори потенціометра, вірніше через різні пари його контактів.

Тому формуються ШІМ регульовані імпульси з постійною частотою, але змінним коефіцієнтом заповнення.

Якщо ви використовуватимете його в автомобілі або для димування світлодіодної стрічки, можна виключити додаткове джерело живлення 9 вольт, на базі 7809 лінійного стабілізатора і подавати живлення в першу точку після нього на схемі.

А ось фотографії саморобного димера для світлодіодів, якщо потрібно – ви можете змалювати розташування доріжок та повторити його. Або зібрати на макетній платі.

Відео того, як працює димування світлодіодних світильників за допомогою цієї схеми, на прикладі стрічки бокового світіння розташовано нижче.

За допомогою цієї схеми можливе димування світлодіодних ланцюгів на 12В та будь-якого іншого навантаження постійного струму. Наприклад, регулювати швидкість обертів кулера для ПК, колекторних двигунів, нагрівачів, загалом, що ви придумаєте. В одній із статей ми вже розповідали про .

Який димер потрібен для світлодіодних лампочок?

Щоб підібрати димер до світлодіодних ламп і забезпечити їх сумісність, потрібно спочатку визначиться, які лампи ви використовуватимете. Якщо ви плануєте купувати 220В LED лампочки – для цього підійдуть фазоімпульсні прилади, які були розглянуті на початку статті. Беріть моделі із відсіканням по задньому фронту.

Для низьковольтних ламп постійного струму (наприклад 12В, які використовуються в точкових світильниках, настільному освітленні або лампах для автомобіля) – підійде будь-який ШИМ регулятор або диммер для світлодіодних стрічок. Усі вони працюють за принципом широтно-імпульсної модуляції, лінійне регулювання вже далеко у минулому.

Також краще купувати спеціальні світлодіодні лампи під димер. Хоч і коштують вони дорожче, але проблем із їх регулюванням не буде. Ви створите потрібне світлове рішення тільки якщо правильно підберете диммер і світлодіодні лампи до нього.

Ділиться в коментарях своїм досвідом регулювання яскравості світлодіодів та світлодіодних світильників!

Енергозберігаючі та довговічні світлодіодні лампи – сучасні технології у світлотехніці. Регулювання освітленості з допомогою диммерів як підвищить економічний ефект, а й надасть багато додаткових можливостей управління освітленням. Що потрібно знати про димери для світлодіодів?

Упорядковуючи свій будинок, ми прагнемо зробити його зручним, комфортним і в той же час не надто витратним. Від освітлення залежить візуальне сприйняття інтер'єру та комфортне перебування людей у ​​будинку. Оптимальний варіант організації освітлення – можливість регулювання світлового потоку ламп, залежно від ситуації.

Дімери - це світлорегулятори, що дозволяють змінювати інтенсивність штучного освітлення приміщення. Регулювання електричної потужності навантаження відбувається за рахунок зміни напруги в реостаті, автотрансформаторі або електронному.

Залежно від виду керуючого сигналу, димери бувають:

• аналоговими;
• цифровими;
• цифро-аналоговими.

Дімери різняться по типу та потужності ламп, Для яких вони призначені:

• для ламп розжарювання та галогенних ламп напругою 220 В;
• для живлення від трансформаторів 12 - 24 В;
• для світлодіодних та люмінесцентних ламп.

Світлорегулятори для світлодіодних ламп: оцінюємо переваги

Діммер для світлодіодних ламп 220в може бути вбудований у саму лампу, що використовується в побутових цілях. Або ж є окремим пристроєм і потужнішими системами для театрів або світлових інсталяцій.

Головна їхня відмінність від димерів для ламп розжарювання: для регулювання світлового потоку не потрібно знижувати або підвищувати силу струму в лампі.

p align="justify"> Робота світлодіодних ламп з диммером здійснюється за принципом широтно-імпульсної модуляції, при якому світлодіод живлять імпульсами постійного струму. Амплітуда таких імпульсів дорівнює оптимальному значенню струму. Варіюючи їх ширину, змінюють яскравість свічення. При високій, до 300 кГц, частоті імпульсів очей людини сприймає сукупність імпульсів як рівне світіння.

Димування не знижує термін служби світлодіодних світильників. Якщо порівнювати зі звичайним режимом роботи світлодіодів, це дозволяє заощадити до 35% споживаної електроенергії. На відміну від ламп розжарювання, димування LED ламп ефективно працює в умовах невеликого освітлення.

Крім цього, існує ще низка переваг:

• надійність;
• безшумність;
• невелика вага та компактні розміри димера;
• безпека;
• стійкість до перевантажень мережі;
• плавний запуск;
• можливість керування одним або групою світильників.

Види диммерів: як регулювати та де встановлювати

Світлорегулятори різняться по способу управління:

• Механічні: кнопкові або повортні, найпростіші за будовою та керуванням.
• Електронні: сенсорні або із безконтактним датчиком спрацьовування.
• Акустичні. Спрацювання походить від голосової команди або гучного звуку.
• Дистанційні. Регулювання освітлення виконується з пульта дистанційного керування.

Економити електроенергію можна використовуючи не лише сучасні освітлювальні прилади та пристрої усередині приміщень. Для цих цілей широке застосування набуло. Схема та порядок встановлення такого приладу залежить від його конструкції.

В історії виникнення лампочки взяло участь чимало вчених. можна дізнатися, що винайшов свого часу кожен із них.

Залежно від способу монтажувони бувають:

• зовнішньої установки – накладні;
• внутрішньої установки – вбудовані;
• модульні – для встановлення в електрощиті на DIN-рейку.

Правило спільного використання світлодіодних ламп з димером

Не всі світлодіоди придатні для регулювання яскравості освітлення. Робота світлодіодної лампи через димер може позначитися на її функціонуванні. До того ж може стати причиною відмови в гарантійному обслуговуванні світильника.