Stmievací spínač pre LED žiarovku

Od vzniku elektrického osvetlenia sa inžinieri snažia vyriešiť problém stmievania žiaroviek. V začiatkoch elektrotechniky boli k dispozícii len dve metódy - reostaty a stmievateľné transformátory. Tieto zariadenia boli ťažkopádne a nepohodlné na používanie v domácnosti a mali aj ďalšie nevýhody. Preto až s rozvojom polovodičovej výkonovej elektroniky a vývojom výkonných, ale kompaktných elektronických spínačov vznikli moderné zariadenia nazývané stmievače.

Čo je stmievanie a ako funguje

Stmievač je názov pre reguláciu jasu svietidiel rôznych konštrukcií od maximálneho smerom nadol. Tento termín pochádza zo slovesa "stmievať". Stmievače sa používajú na vytvorenie komfortného osvetlenia a tiež na vytvorenie rôznych svetelných efektov (na tento účel sa používajú moderné zariadenia ovládané regulátormi).

Úloha znížiť jas svetla bola v rôznych etapách vývoja elektrotechniky riešená rôznymi spôsobmi. Pôvodne sa na tento účel používali závesy, ktoré mohli čiastočne blokovať svetelný tok. Vývojári sa v priebehu rokov vyvinuli od potenciometrov a ovládateľných transformátorov k moderným kompaktným zariadeniam. Sú založené na výkonovom spínači, ktorý prerušuje časť sínusového priebehu napájania svietidla.

Princíp regulácie úrovne svetla.

V určitom okamihu, keď sínus prechádza nulou, sa kľúč otvorí. Čím neskôr sa otvorí, tým kratší čas je záťaž pod napätím, tým nižší je priemerný prúd. V dôsledku toho je aj priemerná svietivosť nižšia.

Typický obvod stmievača.

V tomto obvode slúži triak ako spínač a otvárací moment sa ovláda potenciometrom. Toto zariadenie je vhodné na reguláciu osvetlenia žiarovky и halogén žiarovky. LED svietidlá majú svoje špecifické vlastnosti.

Ktoré žiarovky možno použiť so stmievačom

Hoci žiarovky a LED diódy svietia na rôznych princípoch, majú spoločné to, že intenzita svietenia závisí od priemerného prúdu, ktorý prvkom preteká. Problém so stmievaním väčšiny LED svetiel spočíva v tom, že nie sú zapojené priamo, ale cez regulátor prúdu (vodič). Jeho úlohou je udržiavať jas žiarovky bez ohľadu na zmeny parametrov napájacieho napätia. Inými slovami, takéto zariadenie je navrhnuté tak, aby odolalo procesom spojeným so stmievaním. Preto nie je možné regulovať intenzitu žiarenia pomocou bežných zariadení.

Existujú špeciálne svietidlá, ktorých vstupné obvody ovládača sú doplnené špeciálnymi obvodmi. Monitoruje priemernú hodnotu vstupného napätia a podľa nej mení prúd LED, čím reguluje svetelný tok. Tieto žiarovky sú označené nápisom Dimmable alebo vhodným piktogramom.

Stmievateľné a nestmievateľné svietidlá sú označené.

Tieto svietidlá sú drahšie, ale majú širšie možnosti použitia.

Existujú lacné LED svetlá bez ovládača v podobe elektronického obvodu, jeho úlohu plní tlmiaci odpor rezistor. Takéto svietidlá by nemali byť priamo pripojené k sieti striedavého prúdu, aj keď spĺňajú parametre. Nie sú navrhnuté na vysoké spätné napätie, ktoré sa aplikuje počas záporného polcyklu. To môže viesť k ich rýchlemu zlyhaniu. Preto by mali byť pripojené k akémukoľvek striedavému sieťovému napätiu prostredníctvom usmerňovača (najlepšie s dvojitou polperiódou) alebo by sa mali používať na jednosmerné napätie. V prvom prípade sú stmievateľné bežným spôsobom, ale musia byť zapojené do obvodu "stmievač - usmerňovač - lampa". Druhý spôsob zahŕňa použitie špeciálnych stmievačov, ktoré riadia žiarenie pomocou pulzno-šírkovej modulácie. Takéto zariadenia sú zvyčajne založené na regulátoroch a možnosti ovládania sú obmedzené len predstavivosťou konštruktéra.

Na uľahčenie posúdenia kompatibility svetelných zdrojov a stmievačov pre LED sú údaje zhrnuté v tabuľke.

Dôležité! Všetky LED pásy Všetky LED pásy patria do triedy stmievateľných LED pásov - neexistuje nestmievateľný LED pás. Stmievateľné LED pásy sú marketingovým trikom.

Stmievateľné LED diódy s konštantným napätím

Ak je svetlo LED napájané konštantným napätím, možno nastaviť aj jeho jas. Najjednoduchší spôsob je prepnúť v sérii variabilný rezistor v sérii s LED diódou. Zmenou jeho odporu sa mení prúd v obvode.

Riadiaci obvod predradníka.

Táto metóda bola dlho považovaná za neúspešnú z dôvodu energetickej neúčinnosti. V rezistore sa zbytočne rozptyľuje veľa energie. Rozloženie energie v čase je oveľa efektívnejšie. V tomto prípade sa kľúč pravidelne zatvára, aby sa znížila intenzita žiarenia, a úroveň svetla sa spriemeruje zotrvačnosťou ľudského zraku.

Diskrétny obvod riadenia jasu.

V praxi sa to robí metódou PWM. LED je napájaná obdĺžnikovými impulzmi s konštantnou amplitúdou a frekvenciou, ale s rôznym trvaním.

Princíp stmievania PWM.

V závislosti od dĺžky impulzu sa mení priemerný prúd cez LED diódu, čo ľudské oko vníma ako zmenu jasu.

Šírkovo-pulzná modulácia sa dá ľahko implementovať pomocou procesorovej technológie. Z tohto dôvodu sa na vytváranie rôznych svetelných efektov používajú ovládače.

Výhody a nevýhody

Medzi výhody možnosti nastavenia úrovne osvetlenia patria:

• Dosiahnutie príjemného osvetlenia miestnosti;
• úspora energie;
• možnosť zvýraznenia detailov (v prípade dekoratívneho osvetlenia);
• Znížené množstvo tepla generovaného svietidlami;
• možnosť diaľkového a automatického ovládania;
• predĺženie životnosti LED.

Ďalšou výhodou LED svietidiel je, že pri zmene jasu nemenia teplotu farieb. teplota farieb.

Medzi nevýhody patria výrazné blikanie LED svetelných zdrojov pri nízkych úrovniach jasu. To vedie k zvýšenej únave očí, ako aj k škodlivému stroboskopickému efektu. Pri napájaní jednosmerným prúdom je ťažké zbaviť sa blikania a nemožné pri napájaní striedavým prúdom. Ďalším problémom je, že po inštalácii určitého typu stmievača už nie je možné namontovať akýkoľvek typ svietidla. Musia byť kompatibilné so stmievačom.

Šetria stmievače energiu?

Je to jednoduchá otázka, ktorá na internete vyvoláva veľa diskusií. V skutočnosti veľa závisí od konštrukcie stmievača. Staršie stmievače, ktoré boli navrhnuté ako potenciometre alebo variabilné transformátory, neprinášali žiadne úspory. Všetok ušetrený výkon sa zbytočne rozptýlil v predradníku. V súčasnosti nie sú k dispozícii takmer žiadne takéto zariadenia.

Stmievače založené na elektronických spínačoch rozdeľujú elektrickú energiu v čase. Na zníženie jasu úplne zatvoria riadiaci prvok na určitý čas, cez záťaž a spínač prakticky netečie žiadny prúd. Všetko sa deje počas jednej polperiódy sínusového napätia, takže ľudské oko si toto rušenie nevšimne. Zníženie spotreby pri tejto metóde je zrejmé, ale nie je to až také jednoduché:

1. Podiel osvetlenia na celkovej spotrebe elektrickej energie v dome alebo kancelárii nie je veľký, oveľa viac spotrebujú výkonné spotrebiče. Takže malé zníženie spotreby energie stmievaním bude viditeľný, ale nie výrazný.. S celosvetovým prechodom na LED osvetlenie sa podiel nákladov na osvetlenie ešte viac znižuje a účinok stmievania sa ešte viac znižuje.
2. Samotný stmievač pre LED žiarovky má iný faktor účinnosti ako 100 %. Dobré zariadenia majú hodnotu nad 90 %, ale stále ide o plytvanie elektrickou energiou.
3. Náklady na stmievacie zariadenia sú vyššie ako náklady na bežné spínače. Aj v prípade úspory je doba návratnosti minimálne niekoľko rokov.
4. Mnohí výrobcovia preceňujú ekonomický efekt na marketingové účely, čo vedie k nesúladu v očakávaniach používania stmievačov.

Treba mať na pamäti, že zníženie priemerného prúdu zvyšuje životnosť LED diód. To pozitívne prispieva k celkovej hospodárnosti prevádzky osvetlenia. V každom prípade neočakávajte úspory vyššie ako 10 %.

Vplyv stmievania na životnosť svietidla

Je známe, že použitie zníženého prúdu pri zapnutí zvyšuje životnosť žiaroviek. LED diódy nie sú náchylné na poruchu v okamihu zapnutia, ale aj stmievanie LED diódy majú priaznivý vplyv na predĺženie životnosti LED DIÓDY. Životnosť žiaričov totiž závisí od priemernej prevádzkovej teploty, ktorá je zase závislá od prúdu. Čím vyššie je teplo, tým rýchlejšia je degradácia svetelných diód a tým väčšia je pravdepodobnosť ich úplného zlyhania.

Závislosť životnosti LED od teploty.

Pri použití stmievačov pre LED je priemerný prúd výrazne nižší ako maximálny prúd, takže životnosť LED sa výrazne zvyšuje.

Ku grafom a číslam v tomto ohľade treba pristupovať s istou dávkou skepticizmu - sotva výrobca usporiadal kompletný test zdrojov. A nemajú zmysel - do konca testov sa technológia aktualizuje a my budeme musieť začať testy odznova. Preto sú údaje vypočítané a je v nich veľa reklamy.

Typy moderných stmievačov

Na predaj je veľké množstvo stmievačov LED. Okrem týchto rozdielov sa klasifikujú podľa ďalších parametrov, ktoré určujú rozsah zariadení.

Podľa typu inštalácie

Prenosný stmievač.

Typ inštalácie môže byť nasledovný:

• Nástenný - montuje sa ako bežný vypínač svetla;
• Modulárny - montáž do elektrického rozvádzača na DIN lištu;
• zavesené - integrované do konštrukčných prvkov zavesených svietidlá;
• Prenosné - takéto zariadenie možno zapojiť do akejkoľvek zásuvky a potom k nemu pripojiť stojaciu alebo stolnú lampu;
• zapustené - sú skryté za vnútornými prvkami.

Druhá kategória je podobná nástennému svietidlu, ale má menej estetický dizajn.

Podľa ich návrhu

Zariadenia môžu byť vyrobené s rôznymi skupinami kontaktov:

• Jednopólové, normálne otvorené a zatvorené;
• flip-flop.

V druhom prípade sa stmievač nazýva priechodný stmievač a slúži na organizáciu dvojitej schémy ovládania svetla - z dvoch bodov nezávisle.

Podľa spôsobu kontroly

Stmievač ovládaný cez Wi-Fi.

Podľa tohto kritéria môžu byť zariadenia:

• otočný - jas sa nastavuje otáčaním kolieska, svetlo sa úplne vypne otočením až na doraz;
• otočné tlačidlá - svetlo sa nastavuje otáčaním otočného kolieska, svetlo sa vypína stlačením kolieska v ľubovoľnej polohe;
• tlačidlá - nastavenie sa vykonáva stlačením tlačidiel + alebo -.
• Dotykové - princíp je rovnaký ako pri tlačidle, ale namiesto stlačenia sa len dotknete citlivej oblasti;
• diaľkové ovládanie - svetlo sa reguluje diaľkovým ovládačom;
• ovládanie cez WiFi - osvetlenie možno ovládať z mobilného zariadenia;
• akustické - ovládané zvukovým signálom.

Druhý typ svietidla nie je bežný z dôvodu nízkej odolnosti voči akustickému rušeniu.

Ako pripojiť svetlo LED pomocou stmievača

Led stmievač je pripojený k sieti osvetlenia rovnakým spôsobom ako bežný prepínač Zapája sa rovnako ako bežný vypínač svetla (často má rovnakú funkciu) - v prerušení fázového vodiča. Preto je často možné odstrániť štandardný prepínač a pripojenie stmievača rovnakým spôsobom. Nezabudnite na maximálnu záťaž, ktorú možno k stmievaču pripojiť. Musí vydržať 15-20 % zaťaženia. Pri dodržaní tohto pravidla bude stmievač dlho plniť svoju úlohu.

Video: Pripojenie a nastavenie stmievača z Aliexpressu.