Делаем простой диммер своими руками
Диммер – электронное устройство, позволяющее управлять напряжением в нагрузке, а значит, и мощностью. Реализовать регулировку можно несколькими способами. Но наиболее распространён фазовый способ, суть которого состоит в управлении во времени моментом отпирания силового ключа (транзистора, тиристора). В сетях переменного тока лучше всего зарекомендовали себя диммеры на основе симметричного тиристора (симистора) в виде простой и недорогой конструкции. Как сделать диммер своими руками из доступных деталей, описано в этой статье.
Содержание
- 1 Схема и принцип её работы
- 2 Печатная плата и детали сборки
- 3 Область применения
Схема и принцип её работы
Практически все современные симисторные диммеры бытового назначения имеют общую элементную базу. Все остальные детали схемы выполняют дополнительные функции: осуществляют индикацию, способствуют стабильной работе на пониженном напряжении, делают регулировку более плавной и так далее.
Принцип действия симисторного регулятора рассмотрим на примере наиболее распространённой схемы диммера на 220 вольт, представленной на рисунке. Основной элемент схемы – симистор VS1. Он пропускает ток в обоих направлениях при появлении на управляющем электроде отпирающего импульса. Силовые электроды VS1 подключаются последовательно с нагрузкой. Поэтому ток нагрузки равен току симистора. В цепи управления силовым ключом расположен динистор VS2, открытое и закрытое состояние которого зависит от величины напряжения на его электродах. Элементы R1, R2 и С1 участвуют в цепи заряда конденсатора С1. Диод VD1 и светодиод LED образуют цепь индикатора включенного состояния. При включении диммера симистор закрыт и ток нагрузки не протекает. В момент появления очередной положительной или отрицательной полуволны сетевого напряжения через резисторы R1 и R2 начинает протекать ток. Конденсатор С1 заряжается со скоростью, которая определяется сопротивлением указанных резисторов. Ввиду того что напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, образуется некоторый фазовый сдвиг между напряжением в сети и на С1.
При достижении на конденсаторе напряжения равного напряжению срабатывания динистора (32В), последний открывается, что приводит к появлению импульса на управляющем электроде VS1 и его отпиранию. Через нагрузку протекает ток. Симистор находится в открытом состоянии до окончания полуволны (смены полярности) сетевого напряжения. Затем процесс повторяется.
За счёт изменения сопротивления R2 происходит увеличение (уменьшение) фазового сдвига. Чем больше сопротивление, тем дольше будет заряжаться конденсатор и тем меньше будет время открытого состояния симистора. Другими словами, вращение ручки регулятора приводит к изменению мощности в нагрузке.
Печатная плата и детали сборки
Для того чтобы собрать представленный диммер своими руками, потребуются следующие радиодетали:
- С1 – неполярный металлоплёночный конденсатор ёмкостью 0,022-0,1 мкФ-400В;
- R1 – резистор 4,7-27 кОм-0,25 Вт;
- R2 – переменный резистор со встроенным выключателем 0,5-1 МОм-0,5 Вт;
- VD1 – выпрямительный диод 1N4148, 1N4002 или аналогичные;
- VS1 – симистор BT136-600D или BT136-600E;
- VS2 – динистор DB3;
- LED – светодиод индикаторный.
Диммер в приведенной комплектации рассчитан на подключение электроприбора мощностью не более 500 Вт. Если мощность нагрузки превышает 150 Вт, то симистор крепят на радиатор. Печатная плата 25 на 30 мм доступна для скачивания здесь.
Область применения
В повседневной жизни диммер чаще всего применяют для регулировки яркости ламп освещения. Подключая его в цепь питания галогенных ламп, получают готовое устройство плавного розжига света, которое в разы продлевает срок службы осветительного прибора. Часто радиолюбители собирают диммер своими руками для регулировки нагрева паяльника. Регулятор мощности с увеличенной нагрузочной способностью можно использовать для изменения скорости вращения электродрели.
Запрещено подключать диммер к электроприборам, которые содержат электронный блок обработки сигнала (например, блок питания). Исключение составляют светодиодные лампы с возможностью диммирования.
Как сделать диммер для ламп накаливания своими руками?
Главная » Виды ламп » Лампы накаливания
Автор: Школа светодизайна MosBuild
Многие владельцы частных домов и квартир предпочитают всячески управлять освещением в своем помещении.
Одним из многих вариантов является регулятор яркости для ламп накаливания. Для таких целей используют специальные устройства, называемые диммерами. Существует множество моделей данного девайса, но стоимость многих из них не по карману обычному покупателю. При необходимости возможно собрать диммер для ламп накаливания своими руками, имеется несколько вариантов его изготовления. Эти устройства могут быть 12- и 220-вольтовые.
Содержание
- Устройство
- Подключение диммера
- Изготовление
- Принцип работы диммера на симисторе
- Как работает диммер на тиристоре?
- Конденсаторный диммер и принцип его действия
- Использование микросхем для пониженного напряжения
- Вариант с цифровой микросхемой
Устройство
Чтобы сделать диммер своими руками, потребуется подробно изучить принцип его действия и внутреннее устройство. Простейшие из этих девайсов имеют ручку, поворачивая которую можно регулировать освещение, и выведенные клеммы для подключения проводов.
Таким устройством управляют яркостью ламп двух видов — галогенных и накаливания. С развитием электроники стали появляться диммеры для регулирования мощности люминесцентных и светодиодных ламп.
В более ранние времена для изменения этого параметра у ламп накаливания применяли резисторы. Мощность таких деталей рассчитывалась не меньше нагрузочной. Минусом таких приспособлений являлась потеря мощности при снижении яркости света.
По конструкционным особенностям диммеры можно классифицировать по следующим типам:
- поворотные, где управление выполняется при использовании ручки – электронные;
- кнопочные управляются при помощи специальных кнопок – групповые;
- дистанционные, которые работают при помощи дистанционного пульта.
Кнопочный диммер более многофункционален, чем поворотный.
Это связано с тем, что если в цепь завязать нужное количество кнопок, управление можно осуществлять с разных мест. Длина проводов, используемых для подключения диммера, не должна превышать 10 метров. Это связано с возникновением помех.
Мало кто знает, что при помощи самодельных регуляторов мощности можно изменять температуру паяльника, контролировать обороты вытяжного вентилятора. Также он отлично подойдет для пылесоса или дрели, у которых можно регулировать их скорость вращения.
Подключение диммера
Схема диммера для ламп накаливания довольна простая. Он подключается вместо обычного выключателя в разрыв цепи в монтажную коробку. Необходимо соблюдать предписания изготовителя, согласно которым нельзя путать выводы для подключения фазы и нагрузки. Для сборки диммера своими руками не понадобится много дорогих деталей, подойдут симисторы, рассчитанные на определенную мощность. Существует два варианта подключения — одинарный и групповой. Первый вариант подразумевает подключение в цепь с одним или несколькими источниками света, которые объединены в группу.
При подключении светорегулятора вместо двухклавишного выключателя работа светильника немного изменится. Теперь будет другим подсоединение проводов и лампы накаливания, их не получится включать групповым способом. Фазу необходимо подсоединить на фазный вывод диммера, а остальные два присоединяются на соседнюю клемму. Для осуществления прежнего освещения потребуется групповой светорегулятор.
Изготовление
Как указывалось ранее, существует множество схем, с помощью которых умельцы изготавливают устройства, способные регулировать значение напряжения для осветительных приборов. Можно выделить несколько наиболее популярных элементов, используемых для сборки данных устройств:
- симистор;
- тиристор;
- конденсатор;
- применение готовых микросхем.
Принцип работы диммера на симисторе
Данный светорегулятор работает от сети 220 В.
В основу его действия заложено открытие силового ключа за счет смещения фазы. Главным элементом схемы является RC-цепочка, которая у каждого устройства разного номинала. Силовым ключом выступает симистор. Работа схемы заключается в пропускании симистором через себя тока. Для этого необходимо возникновение напряжения между его электродами. Чтобы регулировать смещение фазы, и тем самым угол открывания, в цепочку впаивается переменный реостат, который предназначен для регулировки быстроты заряда конденсатора. В цепь с управляющим электродом ставится динистор. Время, за которое конденсатор наберет пороговое напряжение, влияет на быстроту открытия симистора, а значение нагрузок будет прямо пропорционально зависеть от величины этого напряжения.
Как работает диммер на тиристоре?
Данный светорегулятор могут собрать умельцы, у которых есть различные радиодетали, из которых можно выбрать тиристоры с необходимыми параметрами.
Этот самодельный диммер будет немного отличаться схемой и является более трудным в сборке. В нем для каждого ключа устанавливается отдельный динистор и тиристоры для полуволн.
Для работы данной схемы применяются две параллельные цепочки резисторов. Через одну цепь резисторов проходит заряд конденсатора, где в свою очередь происходит нарастание порога открывания ключа, при открытии которого на электрод управления подается ток и проходит положительная полуволна. Отрицательная фаза пропускает волну таким же образом через другой ключ.
Конденсаторный диммер и принцип его действия
Помимо регуляторов, рассчитанных на плавность управления освещением, также распространены устройства, работающие за счет конденсатора. В этом случае на передачу тока влияет емкостная величина. Соответственно, с увеличением емкости конденсатора через его полюсы пройдет ток большего значения.
Данный диммер-регулятор является достаточно компактным.
В основном схемы для таких устройств сочетают в себе три различных положения:
- Без ограничения мощности.
- Через конденсатор гашения.
- Перекрытое положение (режим «выключено»).
В схеме такого диммера обычно используют неполярные конденсаторы. Найти их можно в электротехнике старого образца. Используя схему, можно своими руками собрать светорегулятор и управлять значением напряжения на лампочке в светильнике.
Использование микросхем для пониженного напряжения
В цепях с постоянным напряжением, рассчитанным на 12 вольт, регулировка мощности часто выполняется при помощи интегральных стабилизаторов, называемых КРЕНами. Использование таких устройств позволяет регулировать электрические двигатели малой мощности и светодиодное освещение. Чтобы обеспечить удобство монтажа деталей, используют микросхему. Готовый диммер будет не только выполнять функции регулировки, но и обеспечивать защиту электрооборудования.
Микросхема для сборки светорегулятораИспользование микросхемы КРЕН обеспечивает управление значением напряжения от 1,5 В до 30 В, а тока до 7,5 А. Во время сборки устройства нужно обратить внимание на следующие нюансы:
- Для охлаждения микросхемы необходим радиатор, что обусловлено ее нагреванием при выделении тепла. Это является существенным недостатком, так как занимается лишнее место на плате.
- Установленные диоды должны быть рассчитаны на ток не более 12 А и напряжение от 50 В.
- Силовой трансформатор устанавливается мощностью не менее 0,25 кВт.
Принцип действия схемы прост. На электроде управления за счет переменного резистора образовывается основное напряжение. С помощью стабилизатора можно регулировать этот параметр от максимальных 12 вольт до десятых его долей.
Вариант с цифровой микросхемой
Для выполнения регулировки осветительных приборов со светодиодными лампами обычные светорегуляторы не подходят, потому что для их включения необходимо 9 В.
Такой диммер можно собрать, используя микросхему NE555. При возникновении потребности в плавной регулировке освещения в данную схему можно подключить и лампы на 12 В. Мощность здесь усиливает полевой транзистор. Это связано с тем, что у микросхемы выходной ток составляет 0,2 А.
Монтаж диммера можно произвести на текстолите с оболочкой из фольги. Такой материал применяется для изготовления печатных плат. Материал корпуса выбирается на усмотрение исполнителя работы.
Большинство современных диммеров – китайского производства. Не все светорегуляторы добротного качества. Иногда лучше изготовить диммер своими руками, чем переплатить деньги за быстро вышедшее из строя устройство.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Схема диммера лампы постоянного тока с использованием IC 555
03
В В этом посте мы узнаем, как использовать управляющий контакт № 5 микросхемы IC 555 для создания простой схемы диммера постоянного тока с ШИМ-управлением.
Предлагаемый диммер для ламп постоянного тока можно использовать для управления силой света любой лампы постоянного тока с рабочим напряжением от 6 В до 12 В.
В качестве лампы может использоваться любая лампа накаливания 12 В или светодиодная лампа мощностью до 50 Вт. могут быть сконфигурированы для реализации различных схемных приложений.
Он может быть сконфигурирован как схема моностабильного мультивибратора (однократный таймер), нестабильного мультивибратора (генератор ВКЛ/ВЫКЛ), генератор ШИМ, таймер задержки и многое другое.
Конфигурация, которая используется в нашей схеме диммера лампы постоянного тока, представляет собой комбинацию нестабильного мультивибратора и переменного ШИМ-генератора.
По существу, если контакт № 5 не подключен, схема работает как обычный генератор ВКЛ/ВЫКЛ, который непрерывно генерирует импульсы ВКЛ/ВЫКЛ на своем выходном контакте № 3 с определенной частотой.
Частота и ширина этих импульсов ВКЛ/ВЫКЛ определяется сетью резисторов/конденсаторов, подключенных к контактам № 3, 2, 6, 7 микросхемы 555.
Однако, как только контакт № 5, который является управляющим выводом микросхемы, снабжен потенциометром, схема превращается в регулируемый ШИМ-генератор.
При такой настройке выходные импульсы ВКЛ/ВЫКЛ схемы теперь могут быть настроены на любое желаемое соотношение метка/пробел. Это означает, что ширина импульса или продолжительность включения / выключения выходных импульсов теперь могут быть отрегулированы с помощью этого потенциометра на его выводе № 5 на различные уровни по желанию.
Когда MOSFET и лампа подключены к выходу, они реагируют на эти переменные ШИМ-импульсы и создают эффект затемнения или увеличения яркости лампы в зависимости от настройки ширины импульса.
Как работает схема
Если убрать потенциометр RV1 с вывода №5 микросхемы IC 555 на показанной ниже принципиальной схеме, он просто станет обычным нестабильным мультивибрационным генератором.
В этой форме он генерирует непрерывные импульсы ВКЛ/ВЫКЛ на своем выходном контакте №3.
Резистор R1 вместе с конденсатором определяет частоту импульсов ВКЛ/ВЫКЛ, а резистор R2 определяет ширину импульсов. Это также означает, что R2 в некоторой степени также может использоваться для регулировки выходной ШИМ, хотя R2 здесь является постоянным резистором.
Для расчета времени включения и выключения выхода импульсов можно использовать следующие формулы: 0046 T ВЫКЛ ≈ 0,7 R2C При необходимости MOSFET IRF540 можно легко заменить биполярным транзистором типа TIP35 или 2N3055. Обязательно поместите расчетный резистор в базу биполярного транзистора.
Как работает потенциометр на контакте №5
Как объяснялось выше, как только мы подключим потенциометр RV1 к контакту № 5, он теперь быстро облегчает настройку ШИМ на выходном контакте № 3 микросхемы.
Когда потенциометр смещается в сторону положительного питания, это увеличивает потенциал на выводе № 5 микросхемы.
Благодаря этому увеличивается время заряда C2 и ускоряется время разряда, что приводит к тому, что импульс включения становится шире и импульс выключения становится короче.
Произойдет прямо противоположное, когда очиститель горшка перетащите к линии заземления источника питания.
Теперь потенциал на контакте № 5 уменьшается, что приводит к уменьшению времени включения импульсов и увеличению времени выключения импульсов.
Как МОП-транзистор выполняет функцию затемнения лампы
МОП-транзистор в основном работает здесь как переключатель ВКЛ/ВЫКЛ.
МОП-транзистор быстро переключается импульсами ШИМ от контакта № 3 на затворе МОП-транзистора. Поскольку лампа подключена к стоку МОП-транзистора, лампа также быстро включается и выключается.
Однако из-за постоянства зрения мы видим, что лампа постоянно светится.
При изменении длительности импульса на выводе №3 меняется и скорость переключения MOSFET.
Как ШИМ влияет на яркость лампы
Когда RV1 настроен для генерации ШИМ с более длительным временем включения и более коротким временем выключения, это приводит к тому, что полевые МОП-транзисторы производят более длительные периоды включения и более короткие периоды выключения лампы.
Опять же, из-за постоянства зрения мы не видим включения/выключения лампы, а можем заметить только средний эффект ШИМ, заставляющий лампу светиться с соответствующей средней интенсивностью.
Когда RV1 перемещается к положительной шине питания, ширина импульса увеличивается, что приводит к увеличению среднего времени включения полевого МОП-транзистора и лампы. Это увеличивает яркость лампы постоянного тока.
Когда RV1 поворачивается к линии питания заземления, средняя продолжительность выключения полевого МОП-транзистора Q1 и лампы уменьшается, что приводит к падению средней интенсивности лампы, и лампа тускнеет.
Таким образом, когда стеклоочиститель RV1 перемещается по направлению к линии заземления, он оказывает эффект затемнения на яркость лампы и наоборот.
На этом статья заканчивается. Надеюсь, вы поняли, как использовать управляющий контакт № 5 микросхемы IC 555 для создания переменного ШИМ-выхода и переменного освещения лампы постоянного тока.
Источник питания может быть 12 В постоянного тока
Эта схема диммера постоянного тока может работать от источника питания 12 В постоянного тока. Однако рабочее напряжение схемы будет зависеть от технических характеристик лампы. Если лампа рассчитана на 12 В, то вход питания может быть 12 В. Если лампа рассчитана на 6 В или 9 В, то вход питания можно отрегулировать в соответствии с техническими характеристиками лампы.
Входное напряжение 12 В или выбранный источник питания постоянного тока можно получить от батареи или от блока адаптера переменного тока в постоянный.
О компании Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете ответить через комментарии, я буду очень рад помочь!
Простая схема диммера лампы ШИМ с использованием таймера IC 555
555 Timer ProjectsElectronics Circuits
AdminПоследнее обновление: 3 апреля 2023 г.
0 6 432 Чтение через 1 минуту
Содержание
Обзор: Простая схема диммера лампы ШИМ с использованием таймера IC 555В этом проекте мы изучим простую схему и эффективную схему диммера лампы ШИМ с использованием таймера IC 555 . Мы также можем сделать диммер, используя линейный регулятор IC. Но проблема с такими диммерами в том, что они могут достигать максимум эффективность 50% . Но диммеры на основе ШИМ могут обеспечить эффективность более 90% .
Благодаря такому высокому КПД потери тепла сведены к минимуму. Следовательно, для переключающих элементов диммеров PWM требуется радиатор меньшего размера . Небольшой радиатор может уменьшить общий размер устройства, а также его вес. Итак, в этой статье мы будем делать диммер лампы 12V PWM, используя NE555 IC и несколько переключающих транзисторов и диода.
Вы также можете сделать Световой диммер с использованием MOSFET и таймера 555.
Схема на основе таймера 555 действительна только для цепей постоянного тока в небольшом диапазоне напряжений. Вы не можете использовать эту схему с диммерами переменного тока . Обычно мы используем TRIAC для цепей диммера переменного тока. Вы можете прочитать статью на нашем веб-сайте, чтобы узнать больше о
Спецификация
Ниже приведены компоненты, необходимые для создания этого проекта. Все компоненты можно легко купить на Amazon.
| С.Н. | Компоненты | Описание | Количество |
|---|---|---|---|
| 1 | Резистор | 1K | 3 |
| 2 | Конденсатор | Керамический диск 0,01 мкФ | 2 |
| 3 | Диод | 1N4007 | 1 |
| 4 | Транзистор | 2N2222 | 1 |
| 5 | Транзистор | BD139 | 1 |
| 6 | Потенциометр | 50K | 1 |
| 7 | 555 Таймер IC | NE555 | 1 |
| 8 | Лампа | 12 В | 1 |
| 9 | Аккумулятор | 12 В | 1 |
Схема диммера лампы ШИМ
Схема для диммера лампы ШИМ с использованием IC 555 Таймер приведен ниже.