Dimmschalter für LED-Glühbirne

Seit dem Aufkommen der elektrischen Beleuchtung haben Ingenieure versucht, das Problem der dimmbaren Lampen zu lösen. In den Anfängen der Elektrotechnik gab es nur zwei Methoden - Rheostate und dimmbare Transformatoren. Diese Geräte waren umständlich und unpraktisch in der Anwendung zu Hause und hatten weitere Nachteile. Daher wurden erst mit der Entwicklung der Halbleiter-Leistungselektronik und der Entwicklung leistungsfähiger, aber kompakter elektronischer Schalter moderne Geräte geschaffen, die Dimmer genannt werden.

Was ist Dimmen und wie funktioniert es?

Dimmer ist die Bezeichnung für die Regulierung der Helligkeit von Lampen unterschiedlicher Bauart vom Maximum nach unten. Der Begriff leitet sich von dem Verb "dimmen" ab. Dimmer werden verwendet, um eine komfortable Beleuchtung zu schaffen und auch um verschiedene Lichteffekte zu erzeugen (zu diesem Zweck werden moderne Geräte verwendet, die über Steuerungen gesteuert werden).

Die Aufgabe, die Helligkeit des Lichts zu reduzieren, wurde in den verschiedenen Phasen der Entwicklung der Elektrotechnik auf unterschiedliche Weise gelöst. Ursprünglich wurden zu diesem Zweck Vorhänge verwendet, die den Lichtstrom teilweise blockieren konnten. Die Entwickler haben sich im Laufe der Jahre von Potentiometern und steuerbaren Transformatoren zu modernen Kompaktgeräten entwickelt. Sie basieren auf einem Leistungsschalter, der einen Teil der an die Leuchte gelieferten sinusförmigen Wellenform unterbricht.

Das Prinzip der Lichtstärkeregelung.

An einem bestimmten Punkt, nachdem der Sinus durch den Nullpunkt gegangen ist, öffnet sich der Schlüssel. Je später er sich öffnet, desto kürzer ist die Last unter Spannung und desto geringer ist der durchschnittliche Strom. Folglich ist auch die durchschnittliche Leuchtdichte geringer.

Eine typische Dimmerschaltung.

In dieser Schaltung dient ein Triac als Schalter, und das Öffnungsmoment wird über ein Potentiometer gesteuert. Dieses Gerät eignet sich zur Regulierung der Beleuchtung von Glühlampen и Halogen Zwiebeln. LED-Armaturen haben ihre eigenen spezifischen Eigenschaften.

Welche Glühbirnen können mit einem Dimmer verwendet werden?

Obwohl das Leuchten von Glühbirnen und LEDs auf unterschiedlichen Prinzipien beruht, haben sie eines gemeinsam: Die Intensität des Leuchtens hängt von dem durchschnittlichen Strom ab, der durch das Element fließt. Das Problem beim Dimmen der meisten LED-Leuchten besteht darin, dass sie nicht direkt angeschlossen werden, sondern über einen Stromregler (Fahrer). Seine Aufgabe ist es, die Helligkeit des Glühens unabhängig von Änderungen der Parameter der Versorgungsspannung aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten, ein solches Gerät ist so konzipiert, dass es den mit dem Dimmen verbundenen Prozessen standhält. Daher ist es mit herkömmlichen Geräten nicht möglich, die Intensität des Glühens zu regulieren.

Es gibt spezielle Lampen, deren Treiber-Eingangsschaltungen durch besondere Schaltungen ergänzt werden. Er überwacht den Mittelwert der Eingangsspannung und ändert den LED-Strom entsprechend, wodurch der Lichtstrom angepasst wird. Diese Glühbirnen sind mit Dimmbar oder einem entsprechenden Piktogramm gekennzeichnet.

Dimmbare und nicht dimmbare Leuchten sind gekennzeichnet.

Diese Leuchten sind teurer, haben aber ein breiteres Einsatzspektrum.

Es gibt preiswerte LED-Leuchten ohne Treiber in Form einer elektronischen Schaltung, deren Aufgabe von einem Dämpfungswiderstand übernommen wird Widerstand. Solche Lampen sollten nicht direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen werden, auch wenn sie die Parameter erfüllen. Sie sind nicht für die hohe Sperrspannung ausgelegt, die während des negativen Halbzyklus anliegt. Dies kann zu ihrem schnellen Scheitern führen. Sie sollten daher über einen Gleichrichter (vorzugsweise eine doppelte Halbperiode) an eine beliebige Netzwechselspannung angeschlossen oder mit Gleichspannung betrieben werden. Im ersten Fall sind sie auf die übliche Weise dimmbar, müssen aber in einer "Dimmer-Gleichrichter-Lampe"-Schaltung angeschlossen werden. Die zweite Möglichkeit ist die Verwendung spezieller Dimmer, die das Glühen durch Pulsweitenmodulation steuern. Solche Geräte sind in der Regel steuerungsbasiert und die Steuerungsmöglichkeiten sind nur durch die Phantasie des Entwicklers begrenzt.

Um die Kompatibilität von Lampen und Dimmern für LEDs besser beurteilen zu können, sind die Daten in der Tabelle zusammengefasst.

Wichtig! Alle LED-Streifen Alle LED-Streifen gehören zur Klasse der dimmbaren LED-Streifen - einen nicht dimmbaren LED-Streifen gibt es nicht. Dimmbare LED-Streifen sind ein Marketing-Gag.

Dimmbare LEDs mit konstanter Spannung

Wird die LED-Leuchte mit konstanter Spannung betrieben, kann auch die Helligkeit eingestellt werden. Die einfachste Möglichkeit ist der Wechsel in Serie einen variablen Widerstand in Reihe mit der LED. Durch Änderung des Widerstands wird der Strom im Stromkreis verändert.

Ballast-Steuerschaltung.

Diese Methode ist seit langem als erfolglos bekannt, da sie energetisch ineffizient ist. In dem Widerstand wird unnötig viel Energie vergeudet. Es ist viel effizienter, den Strom über die Zeit zu verteilen. Bei dieser Methode wird die Taste in regelmäßigen Abständen geschlossen, um die Leuchtintensität zu verringern, und der Lichtpegel wird aufgrund der Trägheit des menschlichen Sehvermögens gemittelt.

Ein diskreter Helligkeitsregelkreis.

In der Praxis wird dies durch das PWM-Verfahren erreicht. Die LED wird mit Rechteckimpulsen mit konstanter Amplitude und Frequenz, aber unterschiedlicher Dauer gespeist.

Das Prinzip des PWM-Dimmens.

Je nach Pulslänge ändert sich der durchschnittliche Strom durch die LED, was das menschliche Auge als eine Änderung der Helligkeit wahrnimmt.

Die Pulsweitenmodulation ist mit der Prozessortechnik leicht zu realisieren. Aus diesem Grund werden Steuerungen verwendet, um verschiedene Lichteffekte zu erzeugen.

Vorteile und Nachteile

Die Vorteile der Möglichkeit, die Beleuchtungsstärke zu regulieren, sind unter anderem:

• Erzielung einer angenehmen Raumausleuchtung;
• energiesparend;
• die Möglichkeit, Details hervorzuheben (im Falle einer dekorativen Beleuchtung);
• Geringere Wärmeentwicklung durch die Leuchten;
• Möglichkeit der Fernsteuerung und automatischen Kontrolle;
• Verlängerung der Lebensdauer der LED.

Ein weiterer Vorteil von LED-Leuchten ist, dass sie ihre Farbtemperatur nicht verändern, wenn sie leuchten Farbtemperatur.

Zu den Nachteilen gehören spürbare Flimmern der LED-Lichtquellen bei niedrigen Helligkeitsstufen. Dies führt zu einer erhöhten Ermüdung der Augen sowie zu einem schädlichen Stroboskop-Effekt. Bei Gleichstrom ist es schwierig, das Flimmern loszuwerden, und unmöglich mit Wechselstrom. Ein weiteres Problem besteht darin, dass, sobald ein bestimmter Dimmertyp installiert ist, nicht mehr jeder Lampentyp eingesetzt werden kann. Sie müssen mit dem Dimmer kompatibel sein.

Sparen Dimmer Energie?

Eine einfache Frage, die im Internet heftige Debatten auslöst. In Wirklichkeit hängt viel von der Konstruktion des Dimmers ab. Ältere Dimmer, die als Potentiometer oder Stelltransformatoren ausgeführt waren, brachten keine Einsparungen. Die gesamte eingesparte Energie wurde am Vorschaltgerät nutzlos vergeudet. Heute gibt es kaum noch solche Geräte.

Dimmer, die auf elektronischen Schaltern basieren, verteilen den Strom über die Zeit. Um die Helligkeit zu reduzieren, schließen sie das Bedienelement für eine bestimmte Zeit vollständig, es fließt praktisch kein Strom durch die Last und den Schalter. Alles geschieht während einer einzigen Halbperiode der Sinusspannung, so dass das menschliche Auge diese Störung nicht wahrnimmt. Die Verringerung des Verbrauchs mit dieser Methode liegt auf der Hand, aber es ist nicht ganz so einfach:

1. Der Anteil der Beleuchtung am Gesamtstromverbrauch eines Hauses oder Büros ist nicht sehr groß, viel mehr verbrauchen leistungsstarke Geräte. Eine geringe Reduzierung des Energieverbrauchs durch Dimmen ist zwar spürbar, aber nicht signifikant.. Mit der weltweiten Umstellung auf LED-Beleuchtung sinkt der Anteil der Beleuchtungskosten noch weiter und der Effekt des Dimmens wird noch geringer.
2. Der Dimmer selbst hat bei LED-Lampen einen anderen Wirkungsgrad als 100 %. Gute Geräte haben einen Wert von über 90 %, aber es ist immer noch eine Verschwendung von Strom.
3. Die Kosten für Dimmgeräte sind höher als die für herkömmliche Schalter. Selbst wenn es Einsparungen gibt, amortisieren sie sich erst nach einigen Jahren.
4. Viele Hersteller überschätzen den wirtschaftlichen Effekt zu Marketingzwecken, was zu einer Diskrepanz zwischen den Erwartungen an den Einsatz von Dimmern führt.

Es ist zu bedenken, dass eine Verringerung des durchschnittlichen Stroms erhöht die Lebensdauer der LEDs. Dies wirkt sich positiv auf die Gesamtwirtschaftlichkeit des Beleuchtungsbetriebs aus. In jedem Fall erwarten Sie keine Einsparungen von mehr als 10 %.

Auswirkung des Dimmens auf die Lebensdauer der Leuchte

Es ist bekannt, dass sich die Lebensdauer von Glühlampen verlängert, wenn beim Einschalten ein geringerer Strom angelegt wird. LEDs sind im Moment des Einschaltens nicht störungsanfällig, aber auch das Dimmen LEDs wirken sich positiv auf die Verlängerung der Lebensdauer von LEDS. Tatsache ist, dass die Lebensdauer der Strahler von der durchschnittlichen Betriebstemperatur abhängt, die wiederum durch den Strom bestimmt wird. Je höher die Hitze, desto schneller werden die Leuchtdioden beschädigt und desto wahrscheinlicher ist es, dass sie vollständig ausfallen.

Abhängigkeit der LED-Lebensdauer von der Temperatur.

Bei der Verwendung von Dimmern für LEDs wird der Durchschnittsstrom deutlich niedriger als der Maximalstrom, so dass sich die Lebensdauer der LED deutlich erhöht.

Die Grafiken und Zahlen diesbezüglich sollten mit einem Körnchen Skepsis betrachtet werden - kaum ein Hersteller hat einen vollständigen Ressourcentest veranlasst. Und das hat keinen Sinn - am Ende der Tests wird die Technologie aktualisiert, und wir müssen die Tests von vorne beginnen. Daher werden die Zahlen berechnet und es wird viel Werbung damit gemacht.

Arten von modernen Dimmern

Es gibt eine große Anzahl von LED-Dimmern zu kaufen. Zusätzlich zu diesen Unterschieden werden sie nach weiteren Parametern klassifiziert, die den Anwendungsbereich der Geräte bestimmen.

Je nach Art der Installation

Tragbarer Dimmer.

Die Art der Installation kann wie folgt aussehen:

• Wandmontage - wird wie ein gewöhnlicher Lichtschalter montiert;
• Modular - montiert im Schaltschrank auf DIN-Schiene;
• Abgehängt - integriert in die Strukturelemente von abgehängten Leuchten;
• Tragbar - ein solches Gerät kann in eine beliebige Steckdose eingesteckt und dann eine Steh- oder Tischleuchte daran angeschlossen werden;
• versenkt - sie sind hinter Innenelementen verborgen.

Die letztgenannte Kategorie ähnelt einer Wandleuchte, hat aber ein weniger ästhetisches Design.

Gemäß ihrem Entwurf

Es können Geräte mit verschiedenen Kontaktgruppen hergestellt werden:

• Einpolig, normalerweise offen/geschlossen;
• flip-flop.

Im zweiten Fall wird der Dimmer als Durchgangsdimmer bezeichnet und dient dazu, eine doppelte Lichtsteuerung zu organisieren. von zwei Punkten aus unabhängig.

Je nach Art der Kontrolle

Dimmer mit Wi-Fi-Steuerung.

Nach diesem Kriterium können die Geräte sein:

• drehbar - durch Drehen des Rädchens wird die Helligkeit eingestellt, durch Drehen bis zum Anschlag wird das Licht ganz ausgeschaltet;
• Dreh-/Druckknöpfe - das Licht wird durch Drehen des Drehrades eingestellt, das Licht wird durch Drücken des Rades in beliebiger Stellung ausgeschaltet;
• Drucktasten - die Einstellung erfolgt durch Drücken der Tasten + oder -.
• Berührungsempfindlich - das Prinzip ist dasselbe wie bei Drucktasten, aber statt zu drücken, berühren Sie einfach den empfindlichen Bereich;
• ferngesteuert - das Licht wird über eine Fernbedienung gesteuert;
• Steuerung über WiFi - die Beleuchtung kann von einem mobilen Gerät aus gesteuert werden;
• akustisch - gesteuert durch ein Tonsignal.

Die letztgenannte Art der Befestigung ist wegen der geringen Widerstandsfähigkeit gegen akustische Störungen nicht üblich.

Anschluss einer LED-Leuchte mit einem Dimmer

Der Led-Dimmer wird wie ein normaler Dimmer an das Beleuchtungsnetz angeschlossen. Schalter Er wird wie ein normaler Lichtschalter (oft mit der gleichen Funktion) in der Unterbrechung eines Außenleiters angeschlossen. Es ist daher oft möglich entfernen den Standardschalter und machen den Dimmer anschließen auf dieselbe Weise. Vergessen Sie nicht die maximale Last, die an den Dimmer angeschlossen werden kann. Sie muss 15-20 % der Last standhalten können. Wenn diese Regel beachtet wird, wird der Dimmer seine Aufgabe lange Zeit erfüllen.

Video: Anschließen und Einstellen eines Dimmers von Aliexpress.