調光スイッチを自分の手で接続する方法

調光器は、デバイスの新しい名前であり、調光スイッチと呼ばれることが多く、主にランプなどの電化製品の電力をスムーズに制御するように設計されています（英語では「調光」は「調光」を意味します）。家庭用のものはとても便利ですが、買う必要は全くありません。はんだごてを手に持ったことのある人なら誰でも、自分の手でそのような装置を作ることができるという意味で。次に、これがどのように行われるかを説明します。

最も単純な種類の調光器は、任意の可変抵抗器と見なすことができます。たとえば、学校の誰もが知っているレオスタットです。白熱灯と直列に点灯させた場合、スライダーの位置を変えると明るさが変わります。しかし、このような調光器を使用することは、消費電力を削減せず、その一部をそれ自体に「引っ張る」だけで熱に変えるため、非常に不採算です。

調光スイッチの概観

調光器の実用的なバージョンは単巻変圧器です。このデバイスの2次巻線には、異なる出力電圧が形成される数対の端子があります。負荷が1つまたは別のペアに接続されている場合、異なる電力で動作します。

単巻変圧器に基づく調光スイッチには、いくつかの利点があります。

現在必要な電力のみを供給ネットワークから消費します。
入力電圧と出力電圧の比率に関係なく、出力に正弦波電流を与え、実質的に歪みはありません。
干渉しないでください。

しかし、そのようなデバイスは比較的大きくて重いため、調整には機械式スイッチを使用する必要があるため、今日ではまれなケースでしか使用されていません。

今では、半導体素子上に組み立てられた電子調光スイッチが普及しています。これらはコンパクトで無重力のデバイスです。

電子調光器の動作原理

電力調整は、変圧器の場合のように電圧を変換することではありません。調光器は、特定の値（電圧）でのみ電流を流します。 ACネットワークの電圧は、正弦波に沿って-230Vから+230Vまで常に変動することを思い出してください。

工場で作られた電子調光器

つまり、電子調光スイッチは、交流の半サイクルごとにオンとオフを切り替える時間ができる高周波スイッチです。したがって、負荷は常にネットワークに接続されているわけではなく、半サイクルの特定の部分でのみ接続されているため、平均電圧と電流電力が減少します。

電子調光器の出力の電流がもはや正弦波特性ではないことは明らかです。それはむしろその可変脈動の種類の一種です。グラフを作成すると、いわば各正弦波の一部が切り取られます。

このような電力がすべてのデバイスに適しているわけではないことを知っておくことが重要です。低高調波電流が必要な場合、巻線が過熱し、デバイスが故障する可能性があります。

家庭の消費者から、このカテゴリには主に次のものが含まれます。

電気モーター;
スイッチング電源を備えたデバイス。
変圧器を動力源とするデバイス：テレビ、ラジオ、電子バラスト付き蛍光灯。
ハロゲンランプ用誘導トランス。

しかし、上記のすべては、古典的な回路を備えた最も単純な電子調光器にのみ適用されます。現在開発されているだけでなく、大量生産されているより複雑な調光スイッチは「雑食性」であり、あらゆる負荷に接続できます。主なことは、適切なモデルを選択することです。

電子調光器にはもう1つの欠点があります。最も単純なバージョン（このようなモデルが最も安価）では、無線周波数範囲とそれに接続されているワイヤの両方で、目に見える電磁干渉の原因になります。調光器が設置されている部屋では、ラジオが聞き取りづらくなったり、測定器の動作に不具合が生じたり、背景の形で録音されたりすることがあります。

それを排除する方法があります-あなたはそれをフィルターで補うことによって回路を改善する必要があります。この容量では、チョークが使用され、コンデンサ（誘導容量性フィルタ）で補うことができます。フィルタ付きの調光スイッチはやや高価です。

電子調光器によって電圧が低下した白熱灯は、口笛のような音を出しますが、ほとんど聞こえませんが、完全に無音ではっきりと目立ちます。ランプが強力であるほど、笛は強くなります。調光器の出力で受けた特有の電流がフィラメントに機械的振動を引き起こし、それがそのような音の出現につながるのは事実です。

この現象は磁歪と呼ばれます。また、直接接続されている場合、つまり調光器がない場合にも発生しますが、この場合、それははるかに少ない程度で現れ、人に聞こえる音を生成しません。

自分の手でデバイスを作る方法

従来の調光スイッチは、非常に手頃な価格の無線コンポーネントが少数必要であるため、製造が簡単で安価です。主なものは次のとおりです。

調光スイッチの組み立てについて、いくつかの言葉を述べておく必要があります。最も単純なのは、すべての要素がワイヤーによって単一の回路に接続されている、いわゆる吊り下げ設置です。

ちょうつがい方式で組み立てられた調光スイッチのようです

はんだ付けする前に、希望の長さに切断されたワイヤーの剥ぎ取られたストランド、および無線コンポーネントの「脚」をはんだごてで錫メッキする必要があります（はんだと特殊なフラックスまたはロジンが使用されます）。

はんだ付けで電線を接続する材料

はんだ付け後、すべての接続を電気テープで包む必要があります。これを行わないと、不注意な接触や湿気により短絡が発生する可能性があります。

より複雑なオプションは、自家製のプリント回路基板に調光スイッチを組み立てることです。

プリント回路基板上の調光スイッチの組み立て

その製造にはある程度のスキルが必要ですが、デバイスは小型で信頼性が高いことがわかります。ボード上のトラック、および表面実装用のワイヤーコアは錫メッキする必要があります。はんだ付けプロセスも同じです。

ここで、電子調光器のいくつかの回路について考えてみましょう。

トライアックで

このデバイスは、220 Vの電圧のネットワークに接続するように設計されています。ご覧のとおり、トライアックとダイニスタに加えて、ここにRC回路があります。可変抵抗器R1と定数R2で構成される分圧器を備えています。

トライアック調光回路

回路は次のように機能します。

ユーザーは抵抗R1を設定します。これにより、回路R2-C1の電圧が決まります。この電圧から、順番に、コンデンサC1の充電時間に依存します。
その電圧が特定の値に達すると、R2とC1の間の同じ回路に含まれているDB3ダイオードが開きます。
同時に、パルスがDB3を介してトライアックVS1に印加され、トライアックVS1が開いて、負荷に電流を流します。 C1の充電が速いほど、VS1が早く開き、したがって、電流が負荷に流れる半サイクルの部分が長くなります。その結果、電力が大きくなります。

このような調光スイッチで照明の強度を調整するプロセスは、グラフに表示されます。

光度管理図

C1の電荷が開始しきい値DB3に達する時間はt*で表されます。

サイリスタについて

サイリスタは、テレビなどの古い電化製品から取り外すことができるので優れています。したがって、調光器は実質的に無料であることがわかります。これが彼の図です：

サイリスタ調光回路

サイリスタは、トライアックとは異なり、一方向にのみ電流を流します。そのため、特定の調光スイッチでは、交流の半波ごとに1つずつ、合計2つ必要になります。したがって、最初の回路と同様に、制御パルスが形成される2つのダイオードも必要になります。

動作原理によると、スキームは前のものと非常に似ています。

回路R5-R4-R3を通る正の半波は、コンデンサC1を充電します。
C1の電圧がダイニスタV3を開くのに十分になるとすぐに、C1（ダイニスタ）は制御パルスをサイリスタ電極Vに渡します。
V1が開き、電流が負荷に流れるようになります。
負の半波の場合、サイリスタV2は同じように動作し、V1は閉じます。この場合のコンデンサの充電は、回路R1-R2-Rを介して実行されます。

コンデンサー調光器

最初の2つとは異なり、このバージョンの調光スイッチでは、特定の固定量だけ電力を減らすことができます。つまり、ランプの中間の輝度レベルが表示されます。しかし、それは非常にコンパクトです。

コンデンサー調光器

動作原理は非常にシンプルです。ご存知のように、コンデンサが接続されている回路には交流電流が流れる可能性がありますが、その電力はコンデンサの静電容量に依存します。充電が速いほど（容量が小さい）、半波の一部が回路を通過する時間が短くなります。逆もまた同様です。大容量の場合、半波全体でも有用な作業を行うことができます。

したがって、適切な容量のコンデンサを選択して回路に接続し、電流をコンデンサに流す（電力を減らす）かバイパスする（電力を100％にする）ことができるようにする必要があります。

回路に別のコンデンサを含めて、それと最初のコンデンサを切り替えることができます（4ポジションスイッチが必要になります）。次に、電力調整の追加ステップが表示されます。

コンデンサは無極性の紙で使用でき、古い電化製品で豊富に入手できます。それらの容量は、次の表に従って選択されます。

静電容量-電圧パラメータテーブル

チップ上

ここで、電圧12 Vの直流用調光スイッチについて考えてみましょう。このようなレギュレーターをKRENマイクロ回路（一体型スタビライザー）に組み立てるのが最も便利です。

チップ上の調光回路

マイクロサーキットを使用しているため、デバイスの設計がそれぞれ非常に簡素化され、組み立て作業の量が最小限に抑えられます。また、このような調光器には保護機能があります。

最初の2つの回路のように、電力を調整するために、可変抵抗器が使用されます（図では-R2）。制御電極KRENの基準電圧の値はその抵抗に依存し、抵抗は出力電圧に依存します。調整範囲は非常に広く、12 V（100％）から10分の数までです。

KRENチップは非常に熱くなるため、比較的大きなヒートシンクを装備する必要があることに注意してください。それほどではありませんが、この欠点は、555統合タイマーとそれによって制御されるKT819Gトランジスタに基づいて組み立てられた調光スイッチに現れます（サイリスタやトライアックのような電子スイッチの役割を果たします）。

制御信号は、トランジスタを全開または全閉のいずれかの位置に切り替える短いPWMパルスであるため、トランジスタの両端の電圧降下は可能な限り最小になります。したがって、このスキームは、KRENに基づくよりも経済的であり、より小さなラジエーターを使用するため、よりコンパクトであることがわかります。

既製の調光スイッチを選択する

工場で製造された調光スイッチを購入する場合は、次の点に注意してください。

仕様

それらは2つだけです。

ネットワーク電圧;
許容負荷電力。

たとえば、従来の100 Wの白熱灯が3つあるシャンデリアの場合、230 V /（25〜400 W）の特性を持つ調光スイッチが適しています。許容電力は常に一定の範囲で示され、その上限値にはある程度の余裕を持たせる必要があります。

ノート！たとえば、Powermanの一部の中国の調光器では、興味深い機能が見られました。1つの電力値がラベルに示され、別の電力値がデバイスケースに示されています。さらに、これらの値はかなり異なる可能性があります。たとえば、ラベルに「600 W」、ケースに「25〜400W」と記載されています。

したがって、安価な輸入調光スイッチを購入するときは、箱に記載されている情報を調べることに限定しないでください。必ずデバイス自体を検討してください。

負荷タイプ

最も単純な調光スイッチは、白熱灯とハロゲンランプの電力を制御するように設計されています。

白熱灯用ロータリー調光スイッチ

より高度なモデルは、低電力の電気モーターでも動作します。通常、ファンはそれらを介して接続されます。例として、調光スイッチKopp Dimmat（ドイツ）があります。

KoppDimmat調光スイッチの代表的なものの1つ

蛍光灯を接続できる調光スイッチもご用意しています。上記の負荷のいずれかが単純な調光スイッチを介して電力を供給されている場合、それは失敗する可能性があります。

そのようなランプのすべてが、たとえば蛍光灯を接続するように設計された調光スイッチに接続できるわけではないことを知っておくことが重要です。「調光可能」または同等に「調光可能」とマークする必要があります。

制御方法

これに基づいて、調光器はいくつかの種類に分けられます。

機械的に制御

これらは最も単純で最も安価なデバイスです。回転ハンドルが付いているため、通常は回転式と呼ばれます。例として、国産モデル「ベラC16-65」があります。ロータリー調光スイッチの機能は最小限です。ライトをオフにするには、カチッと音がするまでノブを極端な位置に回す必要があります。この制御方法の不便さは、設定を記憶する機能がないことです。照明をオンにするたびに、照明の明るさを再調整する必要があります。

電子制御

これらの調光スイッチは、キーボードとタッチに分けられます。疑似タッチ式のものもあります。たとえば、Simon 75305-39モデルのように、わずかな労力でキーを押すだけで、タッチパネルとほとんど変わりません。

LEDランプ用調光スイッチ

通常、キーとタッチパッドには2つの効果があります。短く押す/タッチするとライトがオンまたはオフになり、長押しするとライトの明るさが変わります。ランプをオンにすると、明るさはオフにする前に設定したものとすぐに同じになります。つまり、毎回ライトを調整する必要がなくなります。

ノート！通常のものに加えて、調光スイッチが生成され、ランプがオンになると、スムーズに電圧を供給します。そのような調光器はランプの寿命を延ばすと信じられています。

タッチ制御調光スイッチの例は、Eunea Merlin Gerin（スペイン）によるSM180モデルです。従来のランプ（白熱灯および230 Vハロゲンランプ）に加えて、従来の（強磁性）変圧器を備えた低電圧ハロゲンランプをこのレギュレーターを介して接続できます。

リモコン付き

制御信号は、赤外線（IR）放射と無線周波数の両方で送信できます。たとえば、フランスの会社LegrandのSmart Dimmer Pro 21モデルには、IRレシーバーが装備されています。

モデルスマートディマープロ21

あなたはそれに接続することができます：

従来型だけでなく、電子変圧器を備えた低電圧ハロゲンランプ。
電子制御装置を備えた蛍光灯。

このような負荷を処理できるのは、前縁/後縁に位相カットオフスイッチが存在するためです。

総電力-最大500ワット。

リモコンはブランドだけでなく、RC5コードをサポートする他のどのリモコンでも使用できます。

サウンドコントロール付き

これらのデバイスは、拍手や音声コマンドにさえ応答できます。

オプション

最新の調光器の多くには、従来の押しボタンスイッチを接続できる追加の端子が装備されています。彼らの助けを借りて、あなたはいくつかの場所から部屋の照明を制御することができます。

タイマーを備えたモデルがあります。たとえば、すでに述べたSimon75305-39疑似タッチ調光スイッチです。

疑似タッチ調光スイッチSimon75305-39

ユーザーが設定した時間の後、デバイスは自動的にライトをオフにします。

マイクロコントローラーを搭載したプログラム可能な調光スイッチにより、幅広い可能性が提供されます。次の機能があります。

居住者の存在の模倣（窓を見ているアパートの泥棒を誤解させるために、ライトのオンとオフを自動的に切り替える）;
さまざまなモードでの明るさの制御。たとえば、特定の周波数で点滅します（ストロボ）。
ランプ（ゾーン）のいくつかのグループの制御とそれらのさまざまな照明シーンの記憶。

プログラム可能な調光スイッチの実例は、Lutron Grafik EyeEシステム（USA）です。

ディマーLutronGrafikEyeE

これがマルチゾーンの現れ方です。ユーザーは、シャンデリア、ウォールランプ、装飾ライトなど、複数のグループ（最大6つ）をシステムに接続し、さまざまな場面でそれらに明るさの値を設定できます。

たとえば、家族がお祝いのテーブルに集まるとき、シャンデリアの明るさは70％に設定され、壁や装飾光源の明るさは20％に設定されます。テレビを見るために、別のシーンが設定されています。シャンデリアの明るさは20％に下げられ、他のランプの明るさは30％に上げられます。

すべての照明シーンの設定（最大数は16）はシステムのメモリに保存されるため、すばやくスムーズに切り替えることができます（あるシーンから別のシーンに切り替えるプロセスは1時間延長できます）。

Grafik EYEシステムは、リモコンで制御でき、白熱灯でのみ機能します。

最大総負荷電力は2300Wですが、各ゾーンの最大値も指定されています（800 W以下）。システムの機能は、パワーアンプを接続することで拡張できます。次に、各ゾーンの制限は1800ワットに増加します。

プログラム可能な調光スイッチは、CIS諸国でも製造されています。たとえば、ベラルーシの会社「Nootekhnika」のモデル「Sapphire 2503」は、プレゼンスシミュレーションモードをサポートし、最後のユーザーアクションの瞬間から12時間後に照明をオフにするタイマーを備えています。調光スイッチにはタッチパネルが付いており、リモコンで操作できます。電源を入れたときの負荷への電流は段階的に供給されます（これによりランプの寿命が延びます）。

製品データシートを注意深くお読みください。一部の調光スイッチは著しく熱くなるため、メーカーは使用を制限して規定しています。したがって、たとえば、ドイツの会社Koppの調光スイッチは、室温が+ 25°Cを超える場合、300Wを超える負荷でオンにすることはお勧めしません。ただし、その特性で宣言されている最大許容電力は400Wです。。

デバイスを固定する壁が、木材や乾式壁などの熱伝導率の低い材料でできている場合は、このような要件を特に注意して検討する必要があります。

調光スイッチで「ねじ込む」電球の効率が大幅に低下することに注意する必要があります。したがって、ほとんどの場合、ランプを低輝度モードで操作する必要がある場合は、ランプをより強力でないものと交換し、調光器なしで使用することをお勧めします。

最も「粘り強い」のは国産の回転式調光スイッチです。したがって、たとえば、すでに述べたBella C16-65モデルは、60〜285Vの電圧サージで動作することができます。

最新の調光スイッチにはすべてヒューズが取り付けられているため、事前に少なくとも1つのスペアを用意しておくことをお勧めします。

ノート！ LEDストリップやガス放電ランプなどの速効性光源の電力が調光スイッチによって低下すると、ストロボ効果が発生します。このような照明では、移動または回転するメカニズムやツールが静止しているように見えることがあり、これは非常にトラウマです。したがって、調光スイッチは、作業場や生産エリアで注意して使用する必要があります。

調光スイッチの接続方法

一般的に調光スイッチは従来のスイッチと同じように接続されていますが、レギュレーターはフェーズブレイク時にのみオンにする必要があります（スイッチはフェーズと「ゼロ」の両方に設定できます）。

実際には、調光器はペアで、またはスイッチと一緒に設置されることがよくあります。

調光スイッチはスイッチのように接続されています。これらの要素は両方とも、負荷と直列に取り付けられています。従来のスイッチの代わりに調光スイッチを安全に設置できます。これを行うには、主電源をオフにし、古いスイッチの端子からワイヤーを外し、その場所に調光スイッチを取り付けます。この操作は、調光器の取り付け寸法が単純なスイッチの寸法に対応しているという事実によっても簡素化されます。

調光スイッチの接続の概略図

調光スイッチを主電源に接続するときは、次の点に注意してください。調光スイッチは、中性線（N）ではなく、相（L）の断線に含まれている必要があります。

スイッチ付き回路

このようなスキームは非常に便利です。アパートのどこからでも照明の強度を制御できます。寝室に。たとえば、ベッドの横に調光スイッチを設置することをお勧めします。この場合、ユーザーは光の強度を増減するために暖かいベッドを離れる必要はありません。

スイッチ付き調光スイッチの接続図

このようなスキームは、「スマートホーム」システムに適用するのに適しています。効果的な照明制御により、部屋の個々の領域やインテリアの詳細を強調することができます。室内ドアの近くにシンプルなスイッチが設置されています。部屋に出入りするとき、つまりライトをオンまたはオフにする必要があるときに使用されます。

2つの調光スイッチを備えた設置図

必要に応じて、2点から光度を調整できます。この場合、2つの調光スイッチが取り付けられ、それらの第1端子と第2端子が相互に接続されています。調光スイッチの3番目の端子には相線が接続されています。

2つの調光スイッチを備えた配線図

負荷への配線は、残りの調光スイッチの3番目の端子から来ています。このような操作の結果として、3本のワイヤーが各調光器のジャンクションボックスから出てくるはずです。

2つのパススルースイッチで調光スイッチをオンにする

このスキームの動作原理は次のとおりです。1つのスイッチは部屋の入り口に設置され、もう1つは階段または廊下のもう一方の端に設置されます。この場合、調光スイッチはスイッチと相線の負荷の間に取り付けられます。

2つのパススルースイッチを備えた調光スイッチの接続図

ウォークスルースイッチの間に調光スイッチを設置することはできません。

この回路の調光スイッチがオフになっている場合、ウォークスルースイッチはいずれも機能しないことに注意してください。

調光スイッチをLEDストリップとランプに接続する

調光器を直管LEDライトに接続すると、その輝きの明るさを変えることができます。 LEDストリップの総電力に応じて調光スイッチを選択してください。

このスキームを単色テープで実装する場合、電源は調光スイッチに接続されます。調光器の出力は、電流の極性を観察しながら、負荷自体に接続されます。

RGBチャンネルのLEDストリップを使用する場合、調光器は電源にも接続され、その出力は信号コントローラーに接続されます。

上記のいずれの場合でも、調光器の電力は、テープの計算された消費電力よりも20〜30％高くする必要があります。

注意：LEDランプやテープを扱うための特別な調光スイッチが利用可能です。

ビデオ：スイッチを調光スイッチに交換する方法

調光スイッチは非常に人気があり、これによりメーカーはこの計装の分野を積極的に開発するようになります。これまでに、変圧器電源を含むあらゆるタイプの負荷用のレギュレーターの作成方法を学びました。しかし、220 V用の従来の白熱灯またはハロゲンランプについて言えば、それらの調光器は非常に単純なデバイスであり、読者が見ることができるように、自分でそれを行うのは非常に簡単です。