Stmievateľný vypínač pre LED lampu

Od príchodu elektrického osvetlenia sa inžinieri pokúšali vyriešiť problém stmievania svietidiel. Na úsvite elektrotechniky boli k dispozícii iba dve metódy - reostaty a nastaviteľné transformátory. Tieto zariadenia sú objemné a nepohodlné pre každodenné použitie, majú ďalšie nevýhody. Preto až s rozvojom polovodičovej výkonovej elektroniky a vývojom výkonných, no kompaktných elektronických spínačov vznikli moderné zariadenia nazývané stmievače.

Čo je stmievanie a ako to funguje

Stmievanie je regulácia jasu žiary svietidiel rôznych prevedení od maximálnej po klesajúcu. Termín pochádza z anglického slovesa stmievať – stmaviť.Stmievače sa používajú na vytváranie pohodlného osvetlenia, ako aj na vytváranie rôznych svetelných efektov (na tento účel sa používajú moderné zariadenia ovládané ovládačmi).

Úloha zníženia jasu žiary v rôznych štádiách vývoja elektrotechniky bola riešená rôznymi spôsobmi. Spočiatku sa na tento účel používali závesy, ktoré mohli čiastočne blokovať svetelný tok. Ďalej vývojári prešli dlhodobú cestu od potenciometrov a nastaviteľných transformátorov k moderným kompaktným zariadeniam. Ich základom je napájací kľúč, ktorý odreže časť sínusoidy dodávanej do osvetľovacieho zariadenia.

Princíp regulácie úrovne osvetlenia.

V určitom okamihu, po prechode sínusu cez nulu, sa kľúč otvorí. Čím neskôr dôjde k otvoreniu, tým menej času je záťaž pod napätím, tým nižší je priemerný prúd. V dôsledku toho je priemerný jas žiary tiež nižší.

Typický obvod stmievača.

V tomto obvode slúži triak ako kľúč a otvárací moment je riadený potenciometrom. Takéto zariadenie je vhodné na stmievanie svietidiel. žiarovka a halogén lampy. LED zariadenia majú svoje špecifiká.

Aké žiarovky je možné použiť so stmievačom

Hoci je žiara žiaroviek a LED diód založená na odlišných princípoch, jedno majú spoločné – intenzita žiary závisí od priemerného prúdu pretekajúceho prvkom. Problém stmievania väčšiny LED lámp spočíva v tom, že sú pripojené k sieti nie priamo, ale cez stabilizátor prúdu (vodič). Jeho úlohou je udržiavať jas žiary bez ohľadu na zmeny parametrov napájacieho napätia. Inými slovami, takéto zariadenie je navrhnuté tak, aby odolávalo procesom sprevádzajúcim stmievanie.Preto je nemožné regulovať intenzitu žiary bežnými prístrojmi.

Existujú špeciálne svietidlá, ktorých vstupné obvody vodiča sú doplnené špeciálnym obvodom. Sleduje priemernú hodnotu vstupného napätia a v súlade s ňou mení prúd LED, čím upravuje svetelný tok. Takéto žiarovky sú označené nápisom Stmievateľné alebo príslušnou ikonou.

Označenie stmievateľných a nestmievateľných svietidiel.

Takéto svietidlá sú drahšie, ale možnosti ich použitia sú širšie.

Existujú lacné LED lampy, ktoré nemajú ovládač vo forme elektronického obvodu, jeho úlohu zohráva zhášanie odpor. Je nežiaduce pripojiť takéto svietidlá priamo do siete striedavého napätia, aj keď prechádzajú cez parametre. Nie sú navrhnuté pre vysoké spätné napätie aplikované počas záporného polcyklu. To môže viesť k ich rýchlemu zlyhaniu. Preto musia byť pripojené k sieti akéhokoľvek striedavého napätia cez usmerňovač (najlepšie celovlnný) alebo používané pri konštantnom napätí. V prvom prípade sú stmievané obvyklým spôsobom, ale musia byť zapnuté podľa schémy „stmievač - usmerňovač - lampa“. V druhom je potrebné použiť špeciálne stmievače, ktoré riadia žiaru pomocou metódy modulácie šírky impulzu. Takéto zariadenia sa zvyčajne vyrábajú na báze ovládačov a možnosti ovládania sú obmedzené len fantáziou vývojárov.

Pre pohodlie pri posudzovaní kompatibility svietidiel a stmievačov pre LED sú údaje zhrnuté v tabuľke.

Dôležité! Všetky led pásik patria do triedy stmievateľných - nestmievateľné LED pásy v zásade neexistujú. Stmievateľné nápisy na takýchto zariadeniach sú čistý marketingový ťah.

Stmievanie LED s konštantným napätím

Ak LED lampa beží na konštantné napätie, je možné regulovať aj jej jas. Najjednoduchší spôsob je povoliť postupne s variabilným rezistorom LED. Zmenou jeho odporu sa mení prúd v obvode.

Riadiaca schéma s predradníkom.

Táto metóda bola dlho uznávaná ako neúspešná v dôsledku energetickej neefektívnosti. Rezistor zbytočne rozptýli veľa energie. Oveľa racionálnejšie je rozložiť energiu v čase. V tomto prípade, aby sa znížila intenzita žiary, sa kľúč pravidelne zatvára a úroveň osvetlenia sa spriemeruje zotrvačnosťou ľudského zraku.

Diskrétny obvod regulácie jasu.

V praxi sa to robí pomocou metódy PWM. LED je napájaná pravouhlými impulzmi konštantnej amplitúdy a frekvencie, ale rôzneho trvania.

Princíp PWM stmievania.

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

Modulácia šírky impulzu je pohodlne implementovaná pomocou procesorovej technológie. Preto sa na ovládačoch vyrábajú rôzne zariadenia na vytváranie svetelných efektov.

Výhody a nevýhody

Medzi výhody možnosti nastavenia úrovne žiary patria:

• získanie pohodlného osvetlenia miestnosti;
• úspora elektrickej energie;
• schopnosť zamerať sa na detaily (v prípade dekoratívneho osvetlenia);
• zníženie vyžarovania tepla lampami;
• možnosť diaľkového a automatického ovládania;
• predĺženie životnosti LED.

Ďalšou výhodou LED svietidiel je, že sa nemenia v procese zmeny jasu. Farebná teplota.

Medzi nevýhody patrí znateľné blikať LED žiariče pri nízkej úrovni jasu. To vedie k zvýšenej únave očí, ako aj k výskytu škodlivého stroboskopického efektu. Zbaviť sa blikania pri napájaní jednosmerným prúdom je problematické a pri napájaní premennými - nemožné. Ďalším problémom je, že po inštalácii stmievača určitého typu sa stratí možnosť inštalovať lampy ľubovoľného typu. Musia byť kompatibilné s regulátorom.

Šetria stmievače energiu

Táto jednoduchá otázka vyvoláva na internete búrlivé diskusie. V skutočnosti veľa závisí od konštrukcie stmievača. Stmievače starých návrhov, vyrobené vo forme potenciometrov alebo nastaviteľných transformátorov, nepriniesli žiadne úspory. Všetka ušetrená sila sa zbytočne rozptýlila v balaste. Teraz sa takéto zariadenia prakticky nevyrábajú.

Stmievače postavené na elektronických kľúčoch distribuujú elektrinu v priebehu času. Pre zníženie jasu úplne zatvoria ovládací prvok na danú dobu, cez záťaž a kľúč prakticky nejde prúd. Všetko sa deje počas jedného polcyklu sínusového napätia, takže ľudské oko takéto rušenie nezaznamená. Zníženie spotreby touto metódou je zrejmé, ale nie všetko je také jednoduché:

1. Príspevok osvetlenia k celkovej spotrebe elektriny v domácnosti či kancelárii nie je taký veľký, výkonné elektrospotrebiče spotrebujú oveľa viac. Preto malé zníženie spotreby energie v dôsledku stmievania budú viditeľné, ale nie významné. Vďaka globálnemu prechodu na LED osvetlenie sa podiel nákladov na osvetlenie ešte viac znižuje a efekt stmievania sa ešte zmenšuje.
2. Samotný stmievač pre LED svietidlá má účinnosť odlišnú od 100%. Pri dobrých spotrebičoch toto číslo presahuje 90 %, no stále ide o spotrebu energie.
3. Náklady na zariadenia na stmievanie sú vyššie ako náklady na bežné spínače. Aj s úsporami majú dobu návratnosti minimálne pár rokov.
4. Mnoho výrobcov nafukuje ekonomický efekt na marketingové účely, čo vedie k nesúladu medzi očakávaniami od používania stmievačov.

Malo by sa vziať do úvahy, že pokles priemerného prúdu zvyšuje zdroj LED. To pozitívne prispieva k celkovej ekonomike prevádzky osvetlenia. Každopádne nečakajte viac ako 10% úsporu.

Vplyv stmievania na životnosť svietidla

Je známe, že dodávka zníženého prúdu v okamihu zapnutia zvyšuje životnosť žiaroviek. LED diódy nie sú náchylné na poruchu v momente zapnutia, ale aj stmievanie má priaznivý vplyv na predĺženie životnosti LED. Faktom je, že životnosť žiaričov závisí od priemernej prevádzkovej teploty, ktorá je zase určená prúdom. Čím vyššie zahrievanie, tým rýchlejšia degradácia svetelných diód, tým väčšia je pravdepodobnosť úplného zlyhania.

Závislosť životnosti LED od teploty.

Pri použití stmievačov pre LED sa priemerný prúd výrazne zníži ako maximálny, takže životnosť LED sa výrazne zvýši.

V tomto ohľade by sa s grafmi a číslami malo zaobchádzať s určitou skepsou - je nepravdepodobné, že výrobcovia usporiadali plnohodnotné testy zdrojov. Áno, a nemá to zmysel - na konci testov sa technológie aktualizujú a testy budete musieť spustiť znova. Preto sa deklarované čísla získavajú výpočtom a je v nich silná reklamná zložka.

Typy moderných stmievačov

Na trhu je dostupné obrovské množstvo ovládačov intenzity LED osvetlenia. Okrem uvažovaných rozdielov sú klasifikované aj podľa iných parametrov, ktoré určujú rozsah zariadení.

Podľa typu inštalácie

Prenosný stmievač.

Podľa typu inštalácie môžu byť zariadenia:

• nástenné - namontované ako bežný vypínač svetla;
• modulárne - inštalované v elektrickom paneli na lište DIN;
• závesné - zabudované do konštrukčných prvkov závesných lampy;
• prenosné - takéto zariadenie je možné zapojiť do akejkoľvek zásuvky, potom je k nemu pripojená stojaca lampa alebo stolová lampa;
• vstavané - sú skryté za interiérovými prvkami.

Posledná kategória zariadení je podobná nástenným, má však menej esteticky riešený obal.

Exekúciou

Zariadenia môžu mať rôzne skupiny kontaktov:

• konvenčné otváranie-zatváranie;
• prechod.

V druhom prípade sa stmievač nazýva priechodný a slúži na organizáciu dvojitého obvodu riadenia svetla - z dvoch bodov bez ohľadu na to.

Spôsobom úpravy

WiFi ovládaný stmievač.

Podľa tohto kritéria môžu byť zariadenia:

• otočné - jas sa nastavuje otočením kolieska, úplným otočením sa svetlo úplne vypne;
• rotačné stlačenie - žiara sa nastavuje otočným kolieskom, vypnutie sa vykonáva stlačením kolieska v ľubovoľnej polohe;
• tlačidlo - nastavenie sa vykonáva stlačením tlačidiel + alebo -.
• dotyk - princíp je podobný tlačidlovým, ale namiesto stláčania stačí dotyk v citlivej oblasti;
• diaľkovo ovládané - svetlo je ovládané diaľkovým ovládačom;
• ovládané cez WiFi - osvetlenie môžete ovládať z mobilného zariadenia;
• akustické - ovládané zvukovým signálom.

Posledný typ zariadení nie je široko používaný kvôli nízkej odolnosti voči akustickému rušeniu.

Ako pripojiť LED iluminátor cez stmievač

LED stmievač je pripojený k sieti osvetlenia ako bežný. prepínač (často nesie aj túto funkciu) - do prerušenia fázového vodiča. Preto je to často možné vzlietnuť štandardné prepnutie a vykonanie pripojenie stmievača rovnakym sposobom. Nezabudnite na maximálny výkon záťaže, ktorý je možné pripojiť k regulátoru. Musí to vydržať s rezervou 15-20%. Pri dodržaní tohto pravidla bude stmievač robiť svoju prácu po dlhú dobu.

Video: Pripojenie a nastavenie stmievača s Aliexpress.