Interruttore dimmerabile per lampadina a LED

Dall'avvento dell'illuminazione elettrica, gli ingegneri hanno cercato di risolvere il problema dell'oscuramento delle lampade. Nei primi tempi dell'ingegneria elettrica, solo due metodi erano disponibili - reostati e trasformatori dimmerabili. Questi dispositivi erano ingombranti e scomodi da usare in casa, e avevano altri svantaggi. Quindi, solo con lo sviluppo dell'elettronica di potenza a stato solido e lo sviluppo di interruttori elettronici potenti ma compatti sono stati creati i dispositivi moderni, chiamati dimmer.

Cos'è l'oscuramento e come funziona

Dimmer è il nome dato alla regolazione della luminosità delle lampade di diversi disegni dal massimo verso il basso. Il termine deriva dal verbo "oscurare". I dimmer sono usati per creare un'illuminazione confortevole e anche per creare diversi effetti di luce (i dispositivi moderni controllati dai controller sono usati per questo scopo).

Il compito di ridurre la luminosità della luce è stato risolto in modi diversi in diverse fasi dello sviluppo dell'ingegneria elettrica. All'inizio si usavano delle tende che potevano bloccare parzialmente il flusso luminoso. Gli sviluppatori si sono evoluti nel corso degli anni da potenziometri e trasformatori controllabili a moderni dispositivi compatti. Si basano su un interruttore di alimentazione che taglia parte della forma d'onda sinusoidale fornita all'apparecchio di illuminazione.

Il principio del controllo del livello della luce.

Ad un certo punto, dopo che il seno passa per lo zero, la chiave si apre. Più tardi si apre, meno tempo il carico è energizzato, più bassa è la corrente media. Di conseguenza, anche la luminanza media è più bassa.

Un tipico circuito dimmer.

In questo circuito, un triac serve da interruttore e la coppia di apertura è controllata da un potenziometro. Questo dispositivo è adatto a regolare l'illuminazione di lampade a incandescenza и alogeno lampadine. Gli apparecchi LED hanno le loro caratteristiche specifiche.

Quali lampadine possono essere utilizzate con un dimmer

Anche se il bagliore delle lampadine a incandescenza e dei LED si basano su principi diversi, hanno in comune il fatto che l'intensità del bagliore dipende dalla corrente media che scorre attraverso l'elemento. Il problema con l'oscuramento della maggior parte delle luci a LED è che non sono collegate direttamente ma attraverso un regolatore di corrente (driver). Il suo compito è quello di mantenere la luminosità del bagliore indipendentemente dai cambiamenti dei parametri della tensione di alimentazione. In altre parole, un tale dispositivo è progettato per resistere ai processi associati all'oscuramento. Pertanto, non è possibile regolare l'intensità del bagliore con dispositivi convenzionali.

Ci sono lampade speciali i cui circuiti di ingresso del driver sono integrati da un circuito speciale. Controlla il valore medio della tensione d'ingresso e cambia la corrente del LED di conseguenza, regolando il flusso luminoso. Queste lampadine sono etichettate con Dimmable o un pittogramma adatto.

Gli apparecchi dimmerabili e non dimmerabili sono etichettati.

Questi apparecchi sono più costosi, ma hanno una gamma più ampia di usi.

Ci sono luci a LED economiche senza driver sotto forma di un circuito elettronico, il suo ruolo è svolto da una resistenza di smorzamento resistenza. Tali lampade non dovrebbero essere collegate direttamente alla rete AC, anche se superano i parametri. Non sono progettati per l'alta tensione inversa applicata durante il semiciclo negativo. Questo può portare al loro rapido fallimento. Dovrebbero quindi essere collegati a qualsiasi tensione di rete AC tramite un raddrizzatore (preferibilmente un doppio semiperiodo), o usati su una tensione DC. Nel primo caso, sono dimmerabili nel modo usuale, ma devono essere collegati in un circuito "dimmer - raddrizzatore - lampada". Il secondo comporta l'uso di speciali dimmer che controllano il bagliore tramite modulazione di larghezza d'impulso. Tali dispositivi sono di solito basati su controller e le possibilità di controllo sono limitate solo dall'immaginazione del progettista.

Per facilitare la valutazione della compatibilità di lampade e dimmer per i LED, i dati sono riassunti nella tabella.

Importante! Tutti Strisce LED Tutte le strisce LED appartengono alla classe delle strisce LED dimmerabili - non esiste una striscia LED non dimmerabile. Le strisce LED dimmerabili sono un espediente di marketing.

LED dimmerabili con tensione costante

Se la luce LED viene fatta funzionare a tensione costante, la sua luminosità può anche essere regolata. Il modo più semplice è cambiare in serie una resistenza variabile in serie con il LED. Cambiando la sua resistenza, si cambia la corrente nel circuito.

Circuito di controllo del ballast.

Questo metodo è stato a lungo riconosciuto come fallimentare a causa dell'inefficienza energetica. Molta potenza viene dissipata inutilmente nella resistenza. È molto più efficiente distribuire la potenza nel tempo. In questo caso, la chiave viene chiusa periodicamente per ridurre l'intensità del bagliore, e il livello di luce viene mediato attraverso l'inerzia della visione umana.

Un circuito discreto di controllo della luminosità.

In pratica questo viene fatto con il metodo PWM. Il LED è alimentato da impulsi rettangolari di ampiezza e frequenza costante, ma di diversa durata.

Il principio della dimmerazione PWM.

A seconda della lunghezza dell'impulso, la corrente media attraverso il LED cambia, cosa che l'occhio umano percepisce come un cambiamento di luminosità.

La modulazione di larghezza d'impulso è facile da implementare con la tecnologia dei processori. Per questo motivo, i controllori sono utilizzati per creare diversi effetti di luce.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi di poter regolare il livello di illuminazione includono:

• Ottenere un'illuminazione confortevole della stanza;
• risparmio energetico;
• la possibilità di accentuare i dettagli (nel caso dell'illuminazione decorativa);
• Riduzione del calore generato dagli apparecchi;
• possibilità di controllo remoto e automatico;
• prolungamento della vita del LED.

Un altro vantaggio degli apparecchi a LED è che non cambiano la temperatura di colore quando sono accesi temperatura di colore.

Gli svantaggi includono sfarfallio delle sorgenti luminose a LED a bassi livelli di luminosità. Questo porta ad un maggiore affaticamento degli occhi e ad un dannoso effetto stroboscopico. È difficile sbarazzarsi del flicker con la corrente continua, e impossibile con l'alimentazione AC. Un altro problema è che una volta installato un tipo specifico di dimmer, non è più possibile montare nessun tipo di lampada. Devono essere compatibili con il dimmer.

I dimmer risparmiano energia?

È una semplice domanda che provoca un acceso dibattito su Internet. In realtà, molto dipende dal design del dimmer. I vecchi dimmer, che erano progettati come potenziometri o trasformatori variabili, non producevano alcun risparmio. Tutta la potenza risparmiata è stata dissipata inutilmente alla zavorra. Quasi nessun dispositivo del genere è disponibile oggi.

I dimmer basati su interruttori elettronici distribuiscono l'elettricità nel tempo. Per ridurre la luminosità, chiudono completamente l'elemento di controllo per un periodo di tempo stabilito, non c'è praticamente nessun flusso di corrente attraverso il carico e l'interruttore. Tutto avviene durante un unico semiperiodo di tensione sinusoidale, quindi l'occhio umano non nota questa interferenza. La riduzione del consumo con questo metodo è evidente, ma non è così semplice:

1. Il contributo dell'illuminazione al consumo totale di elettricità di una casa o di un ufficio non è così grande, molto di più è consumato da apparecchi potenti. Quindi una piccola riduzione del consumo di energia con l'oscuramento sarà evidente, ma non significativo.. Con la transizione globale all'illuminazione a LED, la percentuale dei costi di illuminazione si riduce ulteriormente e l'effetto del dimming diventa ancora più piccolo.
2. Il dimmer stesso per le lampadine a LED ha un fattore di efficienza diverso dal 100%. Le buone unità hanno una cifra superiore al 90%, ma è comunque uno spreco di elettricità.
3. Il costo dei dispositivi di oscuramento è superiore a quello degli interruttori convenzionali. Anche se ci sono dei risparmi, hanno un periodo di recupero di almeno un paio d'anni.
4. Molti produttori sovrastimano l'effetto economico per scopi di marketing, questo porta a una mancata corrispondenza tra le aspettative dell'uso dei dimmer.

Bisogna tener presente che la riduzione della corrente media aumenta la vita dei LED. Questo contribuisce positivamente all'economia generale del funzionamento dell'illuminazione. In ogni caso non aspettatevi risparmi superiori al 10%.

Effetto del dimming sulla vita dell'apparecchio

L'applicazione di una corrente ridotta all'accensione è nota per aumentare la durata delle lampade a incandescenza. I LED non sono soggetti a guasti al momento dell'accensione, ma anche il dimming I LED hanno un effetto benefico sul prolungamento della vita utile di LED. Il fatto è che la vita degli emettitori dipende dalla temperatura media di funzionamento, che a sua volta è determinata dalla corrente. Più alto è il calore, più veloce è il degrado dei diodi emettitori di luce, più è probabile che si guastino completamente.

Dipendenza della durata del LED dalla temperatura.

Quando si usano i dimmer per i LED, la corrente media diventa notevolmente più bassa della corrente massima, quindi la vita del LED aumenta considerevolmente.

I grafici e le cifre a questo proposito dovrebbero essere trattati con un grano di scetticismo - difficilmente un produttore ha organizzato un test completo delle risorse. E non ha senso - alla fine dei test la tecnologia sarà aggiornata, e dovremo ricominciare i test da capo. Pertanto, le cifre sono calcolate e c'è molta pubblicità in esse.

Tipi di dimmer moderni

Un numero enorme di dimmer a LED è disponibile per la vendita. Oltre a queste differenze, sono classificati secondo altri parametri che determinano la portata dei dispositivi.

Secondo il tipo di installazione

Dimmer portatile.

Il tipo di installazione può essere il seguente:

• A parete - montato come un normale interruttore della luce;
• Modulare - montato nel quadro elettrico su guida DIN;
• Sospeso - integrato negli elementi strutturali di sospeso apparecchi;
• Portatile - un tale dispositivo può essere inserito in qualsiasi presa e poi vi si può collegare una lampada da terra o da tavolo;
• incassati - sono nascosti dietro elementi interni.

Quest'ultima categoria è simile a un apparecchio a muro, ma ha un design meno gradevole dal punto di vista estetico.

Secondo il loro design

I dispositivi possono essere realizzati con diversi gruppi di contatto:

• Polo singolo, normalmente aperto-chiuso;
• flip-flop.

Nel secondo caso, il dimmer è chiamato dimmer passante, e serve a organizzare un doppio schema di controllo della luce. da due punti in modo indipendente.

Secondo il modo di controllo

Dimmer controllato da Wi-Fi.

Con questo criterio, i dispositivi possono essere:

• rotativo - la luminosità si regola girando la rotella, la luce si spegne completamente girandola fino all'arresto;
• pulsanti rotativi - la luce viene impostata girando la rotellina, la luce si spegne premendo la rotellina in qualsiasi posizione;
• pulsanti - la regolazione avviene premendo i pulsanti + o -.
• Touch-sensitive - il principio è lo stesso del pulsante, ma invece di premere basta toccare l'area sensibile;
• controllato a distanza - la luce è regolata da un telecomando;
• controllato via WiFi - l'illuminazione può essere controllata da un dispositivo mobile;
• acustico - controllato da un segnale sonoro.

Quest'ultimo tipo di apparecchio non è comune a causa della bassa resistenza alle interferenze acustiche.

Come collegare una luce LED usando un dimmer

Il dimmer a led è collegato alla rete di illuminazione allo stesso modo di un normale interruttore È collegato allo stesso modo di un normale interruttore della luce (spesso la stessa funzione) - nell'interruzione di un conduttore di fase. È quindi spesso possibile rimuovere l'interruttore standard e fare collegare il dimmer allo stesso modo. Non dimenticare il carico massimo che può essere collegato al dimmer. Deve essere in grado di sopportare il 15-20% del carico. Se si osserva questa regola, il dimmer farà il suo lavoro per molto tempo.

Video: Collegamento e impostazione di un dimmer da Aliexpress.