Диммирование светодиодных ламп что это

Диммирование освещения с Умного Дома

Коснёмся актуального вопроса диммирования светильников с системы Умный Дом, особенно светодиодных. Я постоянно сталкиваюсь с тем, что вопрос о том, какие будут светильники, и как именно они будут диммироваться, всегда оставляется на самый последний момент, что приводит к неопределённости при проектировании. Как правило, в дизайн-проекте обозначены диммируемые группы света, остаётся продумать способ диммирования и подобрать подходящие лампы.

С точки зрения возможности диммирования у нас есть четыре категории светильников:

Плохо, когда из дизайн-проекта не понять, к какой категории относится светильник. Потолочный спот может быть как светильником с драйвером, лежащим за потолком, так и лампой в цоколе GU5.3. Люстра тоже может быть и со стандартными лампами, и с собственными лампами и драйвером, спрятанным в корпусе, и с лампами накаливания. Даже светодиодные ленты могут оказаться на деле не лентами, а длинными люминесцентными светильниками. В более продуманном проекте уже указаны модели ламп и их мощности.

В интернете (специально поискал) какая-то каша информации по поводу способов диммирования, сейчас попробую максимально конкретно классифицировать способы диммирования со стороны управляющего элемента (Умного Дома, то есть).

TRIAС диммирование (симисторное)

Диммированием управляет симистор (который представляет собой два тиристора, но не забивайте этим голову), он же ключ. Включение ключа происходит по сигналу с управляющего блока, выключение в нуле. Вот такая картинка на входе и на выходе:

Это обрезание начала синусоиды, по-английски, leading edge. Это старый тип диммирования, подходит для ламп накаливания. Лампам накаливания, на самом деле, всё равно, какую часть синусоиды обрезать, начало или конец, им важно просто уменьшение подаваемой на них мощности. Все диммеры систем автоматики и настенные крутилки для управления светом, выпущенные 5-7 и более лет назад — этого типа.

Слышал теории о том, что диммеры ламп накаливания меняют амплитуду синусоиды, то есть, снижают напряжение переменного тока, но это уже ЛАТР (трансформатор), они слишком крупные для диммера, симисторные практичнее и дешевле. Такой способ в быту не используется.

Транзисторные диммеры

Более современные диммеры, они могут резать как начало синусоиды (leading edge), так и конец синусоиды (trailing edge). Иногда на них даже есть переключатель режима диммирования. Настенные крутилки для диммирования светодиодных ламп как раз транзисторные, обрезают конец синусоиды.

Вот диммер Finder с переключателем режима leading edge или trailing edge:

Управление сигналом 0-10 вольт от контроллера. Переключатель режима наверху, под надписью finder, ниже регулировка минимального уровня светодиодной лампы.

Лампы накаливания диммируются на всём диапазоне регулирования, если на лампу подать 5% мощности, она и будет на 5% светить. Светодиодная лампа имеет диапазон диммирования гораздо уже, хорошо если от 40 до 80%. Меньше минимума она будет мерцать или погаснет, выше максимума уже не будет регулироваться.

Вот диммер Fibaro, работающий по протоколу Z-Wave, он также диммирует светильники любого типа.

ШИМ диммирование

Это способ диммирования светодиодных лент и галогеновых ламп постоянного напряжения. Смысл в том, что мы то подаём постоянное напряжение, то убираем.

Подробнее о том, что такое ШИМ — в этой статье.

Если ключ открыт всё время, то лента светит на 100%. Если каждые 20 миллисекунд закрываем ключ, а потом открываем снова, то лента светит на 50%. Если 10мс ключ открыт, затем 90мс закрыт, то лента светит на 10% и видно её мерцание.

Для управления лентой мы используем ШИМ диммер, который может управляться сигналом 0-10 вольт или по ModBus. Вот удобный ШИМ диммер Razumdom, он управляет четырьмя каналами диммирования, для каждого у него отдельный вход 0-10 вольт, либо можно всем управлять по ModBus. Совместим с контроллером EasyHomePLC и Beckhoff.

Надо при выборе диммера всегда в характеристиках смотреть максимально допустимый ток, который коммутирует ключ. Обычно это от 3 до 8 ампер. Если лента мощнее — то надо брать усилитель.

Собственное диммирование

Это самый удобный способ диммирования, его выполняет диммируемый драйвер светильника. Удобен он тем, что диммирование конкретного светильника обеспечивает драйвер именно для этого светильника, причём способ управления можно выбирать при выборе модификации светильника, это может быть как TRIAС, так и 0-10 вольт или даже DALI.

Протокол DALI удобен для большого количества светильников, если контроллер этот протокол поддерживает (Beckhoff поддерживает, но нужен специальный модуль DALI, один на 64 светильника). Самый лучший вариант 0-10 вольт. Нужен только модуль аналогового вывода 0-10 вольт, он есть и у Beckhoff, и у ОВЕН, и у EasyHomePLC, и у всех прочих контроллеров.
Вот светильник Arlight (у него в комплекте недиммируемый драйвер) и варианты драйверов на замену:

Что мы видим. Светильнику нужно 18-22V 1200mA или 27-42V 600mA. Под эти параметры подбираем к нему драйвер на замену комплектному недиммируемому. За 1770 рублей мы можем взять драйвер с управлением TRIAC от настенной крутилки, за те же деньги можем взять драйвер с управлением 0-10 вольт. Даже при необходимости безо всякого умного дома управлять с настенной панельки, удобнее взять с управлением 0-10 вольт, такой регулятор будет гораздо дешевле. Вдвое дороже стоит драйвер для управления по протоколу DALI.

Подбор диммера

Подбираем диммер под светильники.

Примечание 1. Для управления по ModBus надо, чтобы контроллер Умного Дома и диммер, работающий по протоколу ModBus, были совместимы. То есть, в контроллере был драйвер для работы с этим диммером. ModBus — не универсальный язык общения всей автоматики. Вот DALI — универсальный протокол, если контроллер и драйвер работают по DALI, то они работают вместе. А если они работают по ModBus — значит, они теоретически могут работать вместе, надо только написать драйвер разработчикам. Например, EasyHomePLC работает с диммерами RazumDom. И с модулями ОВЕН МУ и МВ. Но не работает с модулями WirenBoard.

Примечание 2. Важно учитывать мощность диммера. Если на диммере написано, что он диммирует 400 ватт резистивной нагрузки (как диммер Finder на картинке выше), то для ёмкостной нагрузки (это светодиодные лампы) надо учитывать 100 ватт. На диммерах RazumDom написано, что их мощность до 1000 ватт, но это опять-таки лампы накаливания, для светодиодных ламп это 250-300 ватт, не больше. Если мы говорим о диммируемых драйверах для светильников, то там проблем нет, сколько на нём написано, такой светильник можно вешать, он же для светодиодного светильника и сделан.

Примечание 3. Поясню, что драйвер, блок питания и источник питания — немного разные вещи.

Блок питания (он же адаптер) понижает напряжения и стабилизирует его. А драйвер стабилизирует ток, через него подключаются светильники и ленты, которым нужно не стабильное напряжение, а стабильный ток.

Но часто эти понятия путают и называют драйвером, адаптером или блоком питания любой модуль, который из 230 вольт делает питание для светильника или ленты.

Примечание 4. Бывает 0-10 вольт, а бывает 1-10 вольт. Это одно и то же в плане управления. Но драйвер с управлением 1-10 вольт может при отсутствии напряжения на управляющем входе посчитать, что от него отвалился кабель управления и, в зависимости от своих настроек, либо не включаться вообще, либо включаться всегда на 100%. 1 вольт — это контроль линии.

Кабели для диммируемых ламп

Если со светильником и типом диммирования определились, то надо предусмотреть правильный кабель.

Для ламп накаливания и светодиодных ламп — силовой кабель от щита. Толщина кабеля выбирается согласно мощности светильников. Универсальный вариант — это кабель 3х1.5. Но 1.5мм2 сечения соответствует больше двух киловатт мощности, так что вполне можно использовать кабель сечением не больше 0.75мм2. Количество жил может быть две или три. Три жилы — для люстр и светильников в металлическим корпусом, у которых есть контакт заземления. Две жилы — для светильников без заземления. Ещё третью жилу можно использовать как резерв на случай необходимости разделить группу света на две.

Для светильников с управлением TRIAC — также один силовой кабель от щита до драйвера.

Для светильников с управлением 0-10 вольт — силовой кабель и 2-жильный слаботочный кабель (FTP либо ES-04S, лучше всегда иметь запасные жилы и экран) от щита до драйвера.

Для светильников с управлением DALI — один силовой кабель 5х0.75 от щита до драйвера. Либо 3х0.75 и любой тонкий 2-жильный кабель для шины DALI.

Для светодиодных лент — кабель соответствующий току ленты. Вот статья про Выбор кабеля светодиодных лент (там же есть калькулятор расчёта сечения). Если блок питания находится у начала ленты, то ведём туда питания 230 вольт и управляющий кабель ES-04 или UTP. Количество жил кабеля питания 2 или 3, в зависимости от необходимости заземления корпуса светильника.

Часто хотят отнести драйвер светодиодного светильника подальше от светильника, например, в щит. Не всегда это допустимо. Скорее, почти всегда это недопустимо, расстояние должно быть не больше 2-3 метров. Блок питания светодиодной ленты можно отнести от ленты, но надо считать падение напряжения в кабеле.

Универсальный вариант, когда не знаете, какой будет светильник, и как им управлять — силовой кабель 3х0.75 (или 3х1.5) и слаботочный экранированный кабель (витая пара FTP либо сигнальный ES-04S) для управления 0-10 вольт либо DALI.

216,332 просмотров всего, 240 просмотров сегодня

Источник

Диммирование светодиодных светильников и ламп — мифы и реальные проблемы.

На сегодняшний день уже многие знают, что в отличие от простых ламп накаливания или галогенных, не все светодиодные лампы диммируются.

Но если вам все же требуется управлять яркостью светодиодного освещения, как обычно происходит выбор таких ламп и светильников под диммер?

Такие лампы будут стоить немного дороже обычных светодиодных. В обычных, драйвер компенсирует колебания напряжения до оптимального рабочего тока.

Поэтому, если вы подключите простой Led светильник к диммеру, то он все равно будет светить с постоянной яркостью, как бы вы не выкручивали ручку. В крайнем случае лампочка начнет моргать.

Иногда обычная светодиодная лампа все таки может подавать «признаки» регулировки яркости, даже если она и не предназначена для этого. Это касается в первую очередь дешевых китайских экземпляров.

В них ставят самый примитивный драйвер, без какой-либо защиты от перегрузок по току и перепадов напряжения. Именно такой недостаток конструкции и позволяет им случайным образом диммироваться.

Причем в очень узких и ограниченных пределах. Для остальных светодиодных ламп, такое в принципе невозможно. Поэтому лучше всегда ищите в магазинах модели со значком Dimmable.

Кстати, тут же действует и обратное правило — если вы не собираетесь регулировать яркость своего светильника, то вам нет никакого смысла переплачивать и приобретать именно диммируемые экземпляры. Имейте это в виду.

Есть лампы, которые вроде бы диммируются, но плохо. При этом некоторые умельцы пытаются схитрить, и включают в цепь параллельно соединенных, плохо регулируемых светодиодных экземпляров, одну обычную лампу накаливания.

Такая схема сильно влияет на общее сопротивление, особенно при изменении температуры накала вольфрамовой нити. Эта особенность позволяет в определенных случаях расширить диапазон диммирования светодиодных лампочек.

Однако срок службы у такой схемки и ее отдельных элементов, будет далек от заявленного производителями. Большинство ламп в скором времени могут просто выйти из строя.

Помимо привычных светодиодных ламп на основе SMD, в последнее время стали популярны так называемые филаментные и им подобные лампы. Они своим внешним видом очень похожи на простые лампочки накаливания.

Этим кстати подкупают и вводят многих в заблуждение. Большинство думает, что они приобретают полноценную замену «лампочки Ильича», только более экономичный и долговечный вариант.

Однако это по прежнему та же самая светодиодная лампа, и она подчиняется тем же самым законам и правилам диммирования, как и ее собратья.

При этом, если вы все же подобрали диммер для такого источника света, и собираетесь им заменить все свои лампы накаливания, не забывайте о существенных отличиях и не совсем приятных эффектах.

То, что большинство светодиодных ламп при уменьшении яркости начинает сильно мерцать и у них резко возрастает коэффициент пульсаций, ни для кого уже не является секретом.

Но при этом многих до сих пор удивляет, что подключив к диммеру современный светильник, они не получают такого же комфорта и эффекта теплоты, как от обычных лампочек накаливания.

При максимальной мощности лампочка будет светить как и положено, согласно ее характеристикам. А вот при диммировании и уменьшении яркости, вы получите совершенно другой свет чем ожидали.

Она вовсе не остается постоянной в районе 2700К, а уходит в предел 1500К. И только при максимальном накале, будут выдаваться те самые 2700К.

Причем, если на лампочку подается повышенное напряжение более 220В (240-250В), то и эти самые 2700К в максимуме она не выдаст.

А вот светодиодные такого «фокуса» повторить не могут. Является это недостатком или преимуществом, сказать сложно. Но факт остается фактом.

При уменьшении яркости, светодиодные лампы светят иначе чем мы привыкли. И вы своим зрением будете это ощущать. Не будет той самой «ламповости» и уюта.

Получается, что даже при выкручивании диммера на самый минимум, свет в них излучается такой же температуры, как и заявлен на упаковке или корпусе.

Если указано, что цветовая температура данного экземпляра 2700К, то таковой она и останется. Не важно какой диммер вы к ней подключите.

Визуально отличие очень сильное. Свет получается более белым. Вот вам наглядный пример.

В одной люстре одновременно вкручены простые лампочки накаливания (справа), и одна светодиодная (слева). У всех одна температура и эквивалентная мощность. Вот так светится люстра на максимуме.

Как видите разницы практически нет. А вот так, эта же самая люстра светится на минимуме выкрученного диммера. Результат, что называется на лицо.

Особенно это будет заметно, если вы будете использовать диммер для превращения простого светильника в ночник. В этом случае лучше не экономить и выбирать настоящие ночные светильники, дающие полноценный приглушенный и комфортный свет в спальне.

Чтобы как то повлиять на ситуацию, в последнее время стали массово выпускать светодиодные лампы с температурой 2000К. Некоторые производители даже придают стеклянной колбе оранжевый оттенок.

Все это как раз таки и связано с попыткой добиться максимального сходства, с так полюбившимися нам старыми добрыми лампочками накаливания.

Даже большинство винтажных светодиодных ламп, внутри которых имитируется спираль накаливания, тоже идут с такой температурой.

Еще одним неприятным моментом является то, что у большинства экземпляров вы никогда не добьетесь равномерного снижения яркости, вплоть до нулевых значений.

Светодиодными лампами нельзя сделать такой минимальной освещенности помещения, какой можно добиться еле светящейся вольфрамовой нитью. То есть, при самом максимальном выкручивании диммера (в сторону уменьшения), все равно будет наблюдаться достаточно видимый поток света.

Захотите его снизить еще больше, а у вас ничего не выйдет. Далее свет просто выключится.

Кроме того, не забывайте что разные диммеры и лампочки, имеют каждый свой минимальный уровень.

Вроде бы проверили светильник в магазине и вам все понравилось. Принесли его домой, включили через свой домашний регулятор яркости, а картинка при этом совершенно другая.

А еще бывает несовместимость отдельных видов ламп с некоторыми видами диммеров.

Это может быть связано с разницей принципов диммирования. Фаза синусоиды в одном устройстве отсекается по переднему фронту Leading edge (R, RL), а в другом по заднему Trailing edge (RC, RCL). Соответственно в одном случае лампа будет нормально работать, а в другом нет.

Ознакамливайтесь с характеристиками и проверяйте все надписи еще в магазине.

Еще одно отличие, которое уже касается именно филаментных ламп заключается в том, что они загораются немного позже. Причем не только обычных лампочек, но даже позже других своих собратьев светодиодных.

Крутишь регулятор с самого минимума, а они не зажигаются. И только при достижении какого-то значения, начинает появляться свет.

Фактический интервал диммирования у них несколько короче, чем у других видов. Поэтому, если уж собрались покупать филаментные лампы, то и ищите под них специальные регуляторы яркости.

Почти на любом диммере можно поймать положение, когда лампочки начинают как бы моргать. Это происходит из-за их нестабильной работы в нижнем и верхнем пределах регулирования.

Лампы отдельных производителей даже начинают трещать в крайних точках регулировки. Все эти проблемы можно решить настраиваемыми диммерами. В них можно выкинуть определенный диапазон и настроить микроконтроллер под нужный режим работы.

Еще одним мифом является экономия электроэнергии при использовании регуляторов яркости. В первую очередь это касается ламп накаливания.

Большинство пользователей до сих пор считает, что если оставить в светильнике обычные лампочки накаливания и выкрутить диммер на 50%, то и за свет вы заплатите в 2 раза меньше. Это не совсем так.

Чтобы снизить яркость лампы накаливания в 2 раза, нужно понизить напряжение примерно на 80%. При этом сила тока уменьшится незначительно, из-за нелинейного сопротивления нити накала.

Фактическая потребляемая мощность светильника в этом случае будет 75-80% от изначальной. Света вы получите в 2 раза меньше, а сэкономите всего лишь жалкие 20%.

Поэтому единственно реальная экономия достигается не димммированием, а заменой простых ламп на светодиодные.

Положительным моментом и преимуществом постоянной работы светодиодов в режиме пониженной яркости, является увеличение их срока службы.

Например, если изначально взять лампочку в два раза мощнее чем вам было нужно, и выкрутить диммером ее на требуемую яркость, такой светильник 100% прослужит не только заявленный заводом срок, но и гораздо дольше.

А вот с галогенными лампами ситуация может быть противоположной. Кроме того, диммирование приводит к уменьшению тепловыделения.

Исходя из вышеизложенного, специалисты всегда рекомендуют покупать диммеры и лампы под них в одном магазине, с наглядной проверкой на совместимость их функций. В этом случае вы 100% не столкнетесь ни с какими сюрпризами и неприятностями.

Источник

Что такое диммируемая светодиодная лампа

Изменение яркости свечения лампочки используют для решения разных бытовых и коммерческих задач. Такое оснащение поможет создать комфортные условия и одновременно — бережно тратить электроэнергию. Чтобы правильно выбрать и эксплуатировать соответствующую технику, необходимо ознакомиться с теорией и предложениями современного рынка. Некоторым пользователям пригодятся знания о том, как создать это функциональное устройство своими руками.

Что такое диммер для светодиодной лампы

Уменьшить яркость обычной лампы накаливания можно снижением напряжения питающей сети. Если применить реостат, то необходимый результат будет получен, однако потребляемая мощность будет затрачиваться не эффективно. Но на светодиодные лампы такое устройство не сможет оказать нужное влияние. Эти приборы работают от постоянного тока 12 вольт. Они подключаются к стандартной сети 220 V через блок выпрямления и стабилизации. Поэтому в широком диапазоне входных напряжений будет поддерживаться неизменная интенсивность света.

Чтобы решить проблему, применяют диммер для светодиодных ламп. Это устройство обрезает часть синусоиды, снижая количество энергии на выходе. Регулируемый интервал задержки позволяет изменять нужным образом свечение светодиода.

Чем отличается диммируемая светодиодная лампа

Блок электроники, создающий импульсы нужной формы, может быть объединен с источником питания 12 Вольт. Этот вариант используют для непосредственного подключения светодиодов.

Если же запланировано применение стандартного напряжения, необходимо приобретать специальные приборы. Для примера можно рассмотреть диммируемые светодиодные лампы Gauss. Они создаются с разными цоколями, поэтому не сложно будет подобрать подходящие к определенным патронам изделия. В линейке этого производителя есть источники направленного и рассеянного, нейтрального, холодного и теплого света.

В них устанавливают электронные схемы, рассчитанные на импульсное питание. Обычные светодиодные лампы не приспособлены к подобным режимам. При их включении возможно появление посторонних шумов. Не будет обеспечена корректная регулировка яркости. В некоторых случаях допустим преждевременный выход из строя.

Разные технические решения

Разные диммеры выпускают для светодиодных ламп 220В. Чтобы проще было определиться при выборе, следует обратить на преимущества, возможности и недостатки следующих приборов. Они сгруппированы по способу управления:

Диммируемая LED-лампа хорошо подходит для комплектации автоматизированных систем. Она рассчитана на многократные включения без преждевременного выхода из строя. Чтобы обеспечить управление освещением из любой точки, где есть подключение к сети Интернет, используют контроллер с блоком Wi-Fi.

Подключение диммера

Проще всего подключать диммированные лампы со встроенным блоком электроники и отдельным пультом ДУ. Ими заменяют имеющиеся источники света без вмешательства в электрическую схему. Так как светодиодные источники света потребляют не много электроэнергии, то не понадобятся более мощные защитные автоматы, другая проводка.

Сложнее, если предполагается применение низковольтного питания 12 В. Это значит, что понадобится проложить отдельный кабель. Проще работать с разборными подвесными потолками. В их конструкциях можно скрытно установить блоки питания и другие компоненты системы. Разумеется, в данном случае устанавливают светодиодные приборы на 12 В.

Специализированные диммеры для светодиодных ламп можно монтировать вместо обычных выключателей. При выполнении подключения своими руками необходимо использовать следующие правила:

В крупных помещениях можно создать схему, которая позволит регулировать освещение из двух или большего количества мест. Для этого понадобится соответствующее количество диммеров.

Как изготовить диммер своими руками

Чтобы диммировать свой светильник с учетом особых личных требований, можно самому создать блок управления. Сравнительно простые схемы предлагают на симисторах. Но они обрезают часть переднего фронта, что создает проблемы при наличии индуктивного характера нагрузки. Лучший результат можно получить с применением специализированных микросхем и широтно-импульсной модуляции.

На этом рисунке изображена принципиальная схема с приемником сигналов дистанционного управления в инфракрасном диапазоне частот (TSOP 1736). Здесь использована недорогая элементная база, поэтому общая стоимость всех частей невелика.

Но надо учитывать общие затраты, чтобы понять целесообразность такого проекта. В расходы надо добавить:

В итоге изделие, изготовленное своими руками, иногда получается дороже фабричного.

Выводы и дополнительные рекомендации

С учетом перечисленных выше технических возможностей следует точно определить следующие параметры будущего проекта:

Приобретать диммируемые современные светодиодные лампы и устройства управления удобно в одном специализированном магазине. У квалифицированных консультантов можно получить необходимую информационную поддержку. Следует не забывать об эстетических параметрах изделий. Источники света и видимые части регуляторов создают в разных вариантах дизайна. Поэтому подобрать их в соответствии с конкретным стилем интерьера будет не трудно.

Видео

Источник