Jak připojit stmívač vlastníma rukama

Stmívač je novodobý název pro zařízení, častěji označované jako stmívač a určené pro plynulou regulaci výkonu elektrických spotřebičů, především svítidel (v angličtině „dim“ znamená „stmívání“). Věc do domácnosti je velmi užitečná, ale není nutné ji vůbec kupovat. V tom smyslu, že každý, kdo někdy držel v ruce páječku, může takové zařízení vyrobit vlastníma rukama. Dále popíšeme, jak se to dělá.

Za nejjednodušší druh stmívačů lze považovat jakýkoli proměnný odpor, například reostat známý všem ze školy. Pokud ji zapnete sériově s žárovkou, pak při změně polohy posuvníku se změní její jas. Je však extrémně nerentabilní používat takový stmívač, protože nesnižuje spotřebu energie, ale pouze „stahuje“ část na sebe a přeměňuje ji na teplo.

Celkový pohled na stmívač

Praktickou verzí stmívače je autotransformátor. Sekundární vinutí tohoto zařízení má několik párů svorek, na kterých se tvoří různé výstupní napětí. Když je zátěž připojena k jednomu nebo druhému páru, bude pracovat s jiným výkonem.

Stmívače založené na autotransformátorech mají řadu výhod:

odebírat z napájecí sítě pouze výkon, který je aktuálně potřeba;
bez ohledu na poměr vstupního a výstupního napětí dávají na výstupu sinusový proud prakticky bez zkreslení;
nezasahuj.

Taková zařízení jsou však poměrně velká a těžká a k seřízení je třeba použít mechanické spínače, takže se dnes používají jen výjimečně.

Nyní se elektronické stmívače sestavené na polovodičových prvcích staly populárními. Jedná se o kompaktní, beztížná zařízení.

Princip činnosti elektronického stmívače

Regulace výkonu nespočívá v přeměně napětí, jako je tomu u transformátoru: stmívačem prochází proud pouze při jeho určité hodnotě (napětí). Připomeňme, že napětí v AC síti neustále kolísá podél sinusoidy od -230 V do + 230V.

Továrně vyrobený elektronický stmívač

To znamená, že elektronický stmívač je vysokofrekvenční spínač, který má čas se zapnout a vypnout během každého půlcyklu střídavého proudu. Zátěž tak není připojena k síti stále, ale pouze po určitý zlomek půlcyklu, díky čemuž klesá průměrné napětí a výkon elektrického proudu.

Je zřejmé, že proud na výstupu elektronického stmívače již není sinusovou charakteristikou: je spíše jakousi jeho variabilně pulzující varietou. Pokud vytvoříte graf, část každé sinusoidy bude jakoby odříznuta.

Je důležité vědět, že takový výkon není vhodný pro všechna zařízení. U těch, které vyžadují nízký harmonický proud, se může vinutí přehřát, což způsobí selhání zařízení.

Z domácích spotřebitelů do této kategorie patří především:

Elektrické motory;
zařízení se spínaným zdrojem;
zařízení napájená transformátorem: televizory, rádia, zářivky s elektronickým předřadníkem;
indukční transformátory pro halogenové žárovky.

Ale vše výše uvedené platí pouze pro nejjednodušší elektronické stmívače s klasickým obvodem. Složitější stmívače, které jsou dnes nejen vyvinuty, ale jsou i sériově vyráběny, jsou „všežravé“ – lze je připojit k jakékoli zátěži. Hlavní věcí je vybrat správný model.

Elektronické stmívače mají ještě jednu nevýhodu: v nejjednodušší verzi (takové modely jsou nejlevnější) jsou zdrojem hmatatelného elektromagnetického rušení jak v radiofrekvenčním rozsahu, tak v vodičích k nim připojených. V místnosti, kde je stmívač instalován, může být obtížné poslouchat rozhlasový přijímač, mohou se vyskytnout poruchy v provozu měřicího zařízení a také záznamu zvuku - ve formě pozadí.

Existuje způsob, jak to odstranit - musíte zlepšit obvod jeho doplněním o filtr. V této kapacitě se používají tlumivky, lze je doplnit kondenzátory (indukčně-kapacitní filtr). Stmívače s filtry jsou poněkud dražší.

Žárovka, která je napájena napětím sníženým elektronickým stmívačem, vydává pískavý zvuk, sotva slyšitelný, ale v naprostém tichu jasně znatelný. Čím výkonnější lampa, tím intenzivnější bude píšťalka. Faktem je, že zvláštní proud přijímaný na výstupu stmívače způsobuje mechanické vibrace ve vláknu, které vedou ke vzniku takového zvuku.

Tento jev se nazývá magnetostrikce. Probíhá i při přímém zapojení, tedy bez stmívače, ale v tomto případě se projevuje v mnohem menší míře a nevydává pro člověka slyšitelné zvuky.

Jak vyrobit zařízení vlastníma rukama

Výroba konvenčního stmívače je jednoduchá a levná, protože vyžaduje malý počet cenově dostupných rádiových komponent. Zde jsou ty hlavní:

Je třeba říci několik slov o montáži stmívače. Nejjednodušší je tzv. závěsná instalace, kdy jsou všechny prvky propojeny do jednoho obvodu pomocí vodičů.

Vypadá jako stmívač sestavený kloubovou metodou

Odizolované prameny kusu drátu nařezaného na požadovanou délku, stejně jako „nohy“ rádiových součástek, musí být před pájením pocínovány páječkou (používá se pájka a speciální tavidlo nebo kalafuna).

Materiály pro spojování vodičů pájením

Po pájení by měla být všechna připojení obalena elektrickou páskou. Pokud tak neučiníte, může dojít ke zkratu v důsledku neopatrného kontaktu nebo vlhkosti.

Složitější možností je sestavení stmívače na podomácku vyrobený plošný spoj.

Montáž stmívače na plošný spoj

Jeho výroba vyžaduje určitou dovednost, ale zařízení se ukáže jako miniaturní a spolehlivější. Dráhy na desce, stejně jako drátěná jádra pro povrchovou montáž, musí být pocínovány. Proces pájení se také neliší.

Nyní zvažte několik obvodů elektronických stmívačů.

Na triaku

Toto zařízení je určeno pro připojení do sítě o napětí 220 V. Jak vidíte, kromě triaku a dinistoru je zde RC obvod. Má napěťový dělič, který se skládá z proměnného odporu R1 a konstanty R2.

Obvod triakového stmívače

Obvod funguje takto:

Uživatel nastaví odpor R1, který určuje napětí v obvodu R2 - C1. Od tohoto napětí zase závisí na době nabíjení kondenzátoru C1.
Když napětí na něm dosáhne určité hodnoty, způsobí otevření dinistoru DB3, který je zařazen ve stejném obvodu mezi R2 a C1.
Současně je přes DB3 přiveden impuls na triak VS1, který se otevře a propustí proud do zátěže. Čím rychleji se C1 nabije, tím dříve se VS1 otevře, a tedy tím delší bude část půlcyklu, během které je proud předán zátěži. V důsledku toho bude elektrický výkon větší.

Proces úpravy intenzity osvětlení pomocí takového stmívače je zobrazen na grafu:

Tabulka regulace intenzity světla

Doba, po kterou náboj v C1 dosáhne prahu otevření DB3, je označena t*.

Na tyristorech

Tyristory jsou dobré, protože je lze odstranit ze starých elektrických spotřebičů, jako jsou televizory. Stmívač se tak ukáže být prakticky zdarma. Zde je jeho schéma:

Obvod tyristorového stmívače

Tyristory na rozdíl od triaků propouštějí proud pouze jedním směrem, takže pro daný stmívač budou potřebovat dva - jeden na každou půlvlnu střídavého proudu. V souladu s tím budete také potřebovat dva dinistory, přes které se stejně jako v prvním obvodu tvoří řídicí impuls.

Podle principu fungování je schéma velmi podobné předchozímu:

Kladná půlvlna přes obvod R5 - R4 - R3 nabíjí kondenzátor C1.
Jakmile je napětí na C1 dostatečné k otevření dinistoru V3, předá tento (dinistor) řídicí impuls na tyristorovou elektrodu V.
V1 se otevře a umožní proudění proudu do zátěže.
Při záporné půlvlně bude tyristor V2 pracovat stejným způsobem, zatímco V1 bude uzavřen. Nabíjení kondenzátoru se v tomto případě provádí přes obvod R1 - R2 - R

Kondenzátorový stmívač

Na rozdíl od prvních dvou vám tato verze stmívače umožňuje snížit výkon pouze o určitou pevnou hodnotu, to znamená, že se objeví střední úroveň jasu lampy. Je však velmi kompaktní.

Kondenzátorový stmívač

Princip fungování je extrémně jednoduchý. Jak víte, obvodem, ve kterém je kondenzátor zapojen, může protékat střídavý proud, ale jeho výkon bude záviset na kapacitě kondenzátoru. Čím rychleji se nabije (malá kapacita), tím menší část půlvlny stihne projít obvodem. A naopak – při velké kapacitě dokáže užitečnou práci odvést i celá půlvlna.

Proto je třeba zvolit kondenzátor se správnou kapacitou a zapojit jej do obvodu tak, abyste mohli proud směřovat buď přes něj (snížený výkon), nebo jej obcházet (100% výkon).

Do obvodu můžete zařadit další kondenzátor s možností přepínání mezi ním a prvním kondenzátorem (budete potřebovat 4-polohový přepínač). Poté se objeví další krok úpravy výkonu.

Kondenzátory mohou být použity papírové, nepolární, dostupné v hojnosti ve starých elektrických spotřebičích. Jejich kapacita se volí podle následující tabulky:

Tabulka parametrů kapacity a napětí

Na čipu

Nyní uvažujme stmívač pro stejnosměrný proud s napětím 12 V. Nejvhodnější je sestavit takový regulátor na mikroobvod KREN - integrální stabilizátor.

Stmívací obvod na čipu

Díky použití mikroobvodu je konstrukce zařízení extrémně zjednodušena, respektive množství montážní práce je minimální. Kromě toho mají takové stmívače ochrannou funkci.

K nastavení výkonu, stejně jako v prvních dvou obvodech, se používá proměnný odpor (ve schématu - R2). Hodnota referenčního napětí na řídicí elektrodě KREN závisí na jejím odporu, na kterém je zase závislé výstupní napětí. Rozsah nastavení je velmi široký – od 12 V (100 %) až po několik desetin.

Nutno podotknout, že čip KREN se poměrně dost zahřívá, a proto musí být vybaven poměrně velkým chladičem. V mnohem menší míře se tento nedostatek projevuje u stmívačů sestavených na bázi integrovaného časovače 555 a jím řízeného tranzistoru KT819G (hraje roli elektronického spínače jako tyristor a triak).

Řídicím signálem jsou krátké PWM pulsy, které přepínají tranzistor buď do plně otevřené nebo plně uzavřené polohy, aby úbytek napětí na něm byl co nejmenší. V souladu s tím se schéma ukazuje jako ekonomičtější než na základě KREN a díky použití menšího radiátoru je také kompaktnější.

Výběr hotového stmívače

Pokud se rozhodnete zakoupit stmívač vyrobený z výroby, věnujte pozornost následujícímu:

Specifikace

Jsou pouze dva z nich:

síťové napětí;
přípustný výkon zátěže.

Například pro lustr se třemi konvenčními 100 W žárovkami je vhodný stmívač s charakteristikou 230 V / (25 - 400 W). Přípustný výkon je vždy indikován jako určitý rozsah, jehož horní hodnotu je třeba brát s určitou rezervou.

Poznámka! U některých čínských stmívačů, například od společnosti Powerman, byla zaznamenána zajímavá funkce: jedna hodnota výkonu je uvedena na štítku a druhá na pouzdru zařízení. Navíc se tyto hodnoty mohou zcela lišit, například na štítku píší „600 W“ a na pouzdru „25 - 400 W“.

Při nákupu levného dováženého stmívače se proto neomezujte na prostudování informací uvedených na krabici - nezapomeňte zvážit samotné zařízení.

Typ zatížení

Nejjednodušší stmívače jsou určeny k ovládání výkonu žárovek a halogenových žárovek.

Rotační stmívač pro žárovky

Pokročilejší modely mohou pracovat i s elektromotory s nízkým výkonem - obvykle jsou přes ně připojeny ventilátory. Příkladem je stmívač Kopp Dimmat (Německo).

Jeden ze zástupců řady stmívačů Kopp Dimmat

K dispozici jsou také stmívače, přes které lze připojit zářivky. Pokud je některá ze zmíněných zátěží napájena přes jednoduchý stmívač, může selhat.

Je důležité vědět, že ne na každou takovou lampu lze připojit stmívač určený pro připojení řekněme zářivek. Mělo by být označeno jako "stmívatelné" nebo ekvivalentně "stmívatelné".

Způsob ovládání

Na tomto základě jsou stmívače rozděleny do několika odrůd:

mechanicky ovládané

Jedná se o nejjednodušší a nejlevnější zařízení. Mají otočnou rukojeť, proto se jim většinou říká rotační. Příkladem je domácí model "Bella C16-65". Rotační stmívače mají minimální funkčnost. Chcete-li světlo vypnout, musíte knoflík otočit do krajní polohy, dokud nezaklapne; Nepříjemností tohoto způsobu ovládání je absence funkce pro zapamatování nastavení - jas osvětlení se musí přenastavovat při každém zapnutí.

Elektronicky ovládané

Tyto stmívače se dělí na klávesové a dotykové. Existují i pseudodotykové, například model Simon 75305-39, jehož klávesy se mačkají s tak malou námahou, že se téměř neliší od dotykového panelu.

Dotykový stmívač pro LED lampy

Klávesy a touchpady mají obvykle dvojí účinek: krátkým stisknutím/dotykem světlo zapnete nebo vypnete a dlouhým podržením změníte jas světla. Když lampu zapnete, jas bude okamžitě stejný, jako byl nastaven před vypnutím, to znamená, že již nemusíte pokaždé nastavovat světlo.

Poznámka! Spolu s obvyklými se vyrábějí stmívače, které při zapnutí lampy dodávají napětí s plynulým nárůstem. Předpokládá se, že takové stmívače prodlužují životnost lamp.

Příkladem dotykově ovládaného stmívače je model SM180 od Eunea Merlin Gerin (Španělsko). Kromě klasických žárovek (žárovky a halogenové žárovky na 230 V) lze přes tento regulátor připojit nízkonapěťové halogenové žárovky s klasickým (feromagnetickým) transformátorem.

s dálkovým ovládáním

Řídící signály mohou být přenášeny jak pomocí infračerveného (IR) záření, tak pomocí rádiové frekvence. Například model Smart Dimmer Pro 21 francouzské společnosti Legrand je vybaven IR přijímačem.

Model Smart Dimmer Pro 21

Můžete se k němu připojit:

nízkonapěťové halogenové žárovky nejen s konvenčními, ale také s elektronickými transformátory;
zářivky s elektronickým předřadníkem.

Schopnost pracovat s takovými zátěžemi je způsobena přítomností fázového vypínače na náběžné / odtokové hraně.

Celkový výkon - až 500 wattů.

Dálkový ovladač lze použít nejen značkový, ale i jakýkoli jiný s podporou kódu RC5.

s ovládáním zvuku

Tato zařízení mohou reagovat na tleskání nebo dokonce hlasové příkazy.

Možnosti

Mnoho moderních stmívačů je vybaveno přídavnou svorkou, ke které lze připojit běžné tlačítkové spínače. S jejich pomocí můžete ovládat osvětlení v místnosti z více míst.

Existují modely vybavené časovačem, například již zmíněný pseudodotykový stmívač Simon 75305-39.

Pseudodotykový stmívač Simon 75305–39

Po uplynutí doby nastavené uživatelem zařízení automaticky vypne světlo.

Nejširší možnosti poskytují programovatelné stmívače vybavené mikrokontrolérem. Mohou mít následující vlastnosti:

napodobování přítomnosti obyvatel (automatické zapínání a vypínání světla s cílem uvést v omyl zloděje bytů sledující okna);
ovládání jasu v různých režimech, například blikání s určitou frekvencí (Stroboskop);
ovládání několika skupin lamp (zón) a zapamatování různých světelných scén pro ně.

Názorným příkladem programovatelného stmívače je systém Lutron Grafik EyeE (USA).

Stmívač Lutron Grafik EyeE

Takto se projevuje jeho vícezónová: uživatel může k systému připojit několik skupin (až 6), například lustr, nástěnná svítidla a dekorativní svítidla, a pak jim nastavit určitou hodnotu jasu pro různé příležitosti.

Když se například rodina sejde u slavnostního stolu, jas lustru je nastaven na 70 % a jas nástěnných a dekorativních světelných zdrojů na 20 %. Pro sledování televize je nastavena jiná scéna: jas lustru se sníží na 20 %, jas ostatních lamp se zvýší na 30 %.

Nastavení všech světelných scén (jejich maximální počet je 16) je uloženo v paměti systému, takže mezi nimi lze snadno přepínat – jak rychle, tak plynule (proces přepínání z jedné scény do druhé se může protáhnout na hodinu) .

Systém Grafik EYE lze ovládat dálkovým ovladačem a může pracovat pouze s žárovkami.

Maximální celkový výkon zátěže je 2300 W, přičemž je také specifikováno maximum pro každou zónu - ne více než 800 W. Možnosti systému lze rozšířit připojením výkonového zesilovače k němu. Poté se limit pro každou zónu zvýší na 1800 wattů.

Programovatelné stmívače se vyrábějí také v zemích SNS. Například model "Sapphire 2503" běloruské společnosti "Nootekhnika" podporuje režim simulace přítomnosti a má časovač, který vypne osvětlení 12 hodin po poslední akci uživatele. Stmívač má dotykový panel a lze jej ovládat dálkovým ovladačem. Proud do zátěže při zapnutí je dodáván inkrementálně (což prodlužuje životnost lamp).

Přečtěte si pozorně produktový list. Některé stmívače se znatelně zahřívají, takže výrobci předepisují jejich použití s omezením. Například stmívač Dimmat německé společnosti Kopp se nedoporučuje zapínat se zatížením vyšším než 300 W, pokud teplota v místnosti překročí + 25 ° C: ale maximální přípustný výkon deklarovaný v jeho charakteristikách je 400 W .

Tyto požadavky by měly být zváženy se zvláštní pozorností, pokud je stěna, na kterou má být zařízení upevněno, vyrobena z materiálů s nízkou tepelnou vodivostí, jako je dřevo nebo sádrokarton.

Měli byste si být vědomi toho, že účinnost žárovky „přišroubované“ se stmívačem je značně snížena. Proto v případě, že musíte lampu většinu času provozovat v režimu sníženého jasu, je vhodnější ji vyměnit za méně výkonnou a použít ji bez stmívače.

Nejvíce "houževnaté" jsou domácí rotační stmívače. Takže například již zmíněný model Bella C16-65 je schopen provozu s napěťovými rázy od 60 do 285 V.

Všechny moderní stmívače mají nainstalovanou pojistku, takže má smysl si předem pořídit alespoň jednu náhradní.

Poznámka! Když se výkon rychle působícího zdroje světla, jako je LED pásek nebo plynová výbojka, sníží stmívačem, dojde ke stroboskopickému efektu. Při takovém osvětlení se mohou pohyblivé nebo rotující mechanismy a nástroje jevit jako nehybné, což je velmi traumatizující. Stmívače by proto měly být v dílnách a výrobních prostorách používány opatrně.

Jak připojit stmívač

V obecném případě je stmívač zapojen jako běžný spínač, ale je zde podmínka: regulátor musí být zapnut pouze ve fázi přerušení (spínače lze nastavit jak ve fázi, tak v „nule“).

V praxi se stmívače často instalují ve dvojicích nebo s vypínači.

Stmívače jsou zapojeny jako vypínače. Oba tyto prvky jsou namontovány v sérii se zátěží. Stmívač lze bezpečně umístit na místo běžného vypínače. Chcete-li to provést, vypněte napájení ze sítě, odpojte vodiče od svorek starého spínače a na jeho místo nainstalujte stmívač. Tato operace je také zjednodušena tím, že montážní rozměry stmívačů odpovídají rozměrům jednoduchých spínačů.

Schematické schéma zapojení stmívače

Při připojování stmívače k síti nezapomeňte: musí být součástí přerušení fáze (L), a nikoli nulového vodiče (N).

Obvod s vypínačem

Taková schémata jsou mimořádně pohodlná: umožňují ovládat intenzitu osvětlení odkudkoli v bytě. V ložnici. Například k posteli je vhodné nainstalovat stmívač – v tomto případě uživatel nemusí opouštět teplou postel, aby snížil nebo zvýšil intenzitu světla.

Schéma zapojení pro stmívač s vypínačem

Takové schéma je vhodné použít v systémech "inteligentních domů". Efektivní ovládání světla umožňuje zvýraznit jednotlivé oblasti místnosti nebo detaily interiéru. V blízkosti vnitřních dveří je instalován jednoduchý spínač. Používají se při vstupu a odchodu z místnosti – když potřebujete rozsvítit nebo zhasnout světlo.

Montážní schéma se dvěma stmívači

V případě potřeby můžete intenzitu světla nastavit ze dvou bodů. v tomto případě jsou nainstalovány dva stmívače a jejich první a druhá svorka jsou vzájemně propojeny. Fázový vodič je připojen ke třetí svorce libovolného stmívače.

Schéma zapojení se dvěma stmívači

Vodič k zátěži přichází ze třetí svorky zbývajícího stmívače. V důsledku takových manipulací by měly ze spojovací krabice každého ze stmívačů vycházet tři vodiče.

Zapnutí stmívače se dvěma průchozími spínači

Princip fungování tohoto schématu je následující: jeden spínač je instalován u vchodu do místnosti, druhý - na druhém konci schodiště nebo chodby. V tomto případě je stmívač namontován mezi spínač a zátěž ve fázovém vodiči.

Schéma zapojení pro stmívač se dvěma průchozími spínači

Mezi průchozí spínače nelze nainstalovat stmívač.

Vezměte prosím na vědomí, že pokud je stmívač v tomto okruhu vypnutý, nebude fungovat žádný z průchozích spínačů.

Připojení stmívače k LED páskům a lampám

Pokud k LED pásku připojíte stmívač, bude možné měnit jas jeho svitu. Stmívač vybírejte podle celkového výkonu LED pásků.

Při implementaci tohoto schématu s jednobarevnými páskami je napájecí zdroj připojen ke stmívači. Výstupy stmívače jsou připojeny k samotné zátěži, přičemž je dodržena polarita proudu.

V případě použití LED pásků s RGB kanály je stmívač připojen také k napájení a jeho výstupy k signálovému regulátoru.

Výkon stmívače v kterémkoli z výše uvedených případů by měl být o 20–30 % vyšší než vypočtená spotřeba pásků.

Upozornění: pro práci s LED lampami a páskami jsou k dispozici speciální stmívače.

Video: jak vyměnit spínač za stmívač

Stmívače jsou velmi oblíbené a to povzbuzuje výrobce k aktivnímu rozvoji tohoto odvětví přístrojové techniky. Nyní jsme se naučili, jak vyrobit regulátory pro jakýkoli typ zátěže, včetně těch s transformátorovými napájecími zdroji. Pokud však mluvíme o běžných žárovkách nebo halogenových žárovkách na 220 V, pak je stmívač pro ně extrémně jednoduché zařízení a jak čtenář mohl vidět, je docela snadné to udělat sami.