Как сделать своими руками диммер: 5 схем сборки самодельного светорегулятора

Содержание

5 схем сборки самодельного светорегулятора — Портал о строительстве, ремонте и дизайне

  • Статья
  • Видео

Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, как правило, от 20 до 100% яркости. Меньше 20 % не имеет смысла делать, поскольку светового потока лампа не даст, а произойдет только слабое свечение, которое может пригодится разве что для декоративных целей. Можно пойти в магазин и купить готовое изделие, но сейчас ценны на данные устройства мягко говоря неадекватные. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы собственноручно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 и 220 В своими руками.

На симисторе

Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка определенного номинала. Узел формирования управляющего импульса, симметричный динистор. И собственно сам силовой ключ, симистор.

Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым включает сеть. От положения регулятора зависит в какой момент волны фазы откроется силовой ключ. Это может быть и 30 Вольт в конце волны, и 230 Вольт в пике. Тем самым подводя часть напряжения в нагрузку. На графике ниже изображен процесс регулирования освещения диммером на симисторе.

На данных графиках значение (t*), это время за которое конденсатор заряжается до порога открывания, и чем быстрее он набирает напряжение, тем раньше включается ключ, и больше напряжение оказывается на нагрузке.  Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:

Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт

На тиристорах

При наличии кучи старых телевизоров и прочих вещей пылящихся в закромах очумельцев, можно не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.

Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод V1. Ключ открывается пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2, заряжаясь через цепочку R1, R2, R5.

Фазные регуляторы — димеры можно использовать не только для регулировки яркостью ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятором вытяжки, сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала. Также с помощью самодельного диммера можно регулировать обороты дрели или пылесоса и много других применений.

Видео инструкция по сборке:

Сборка тиристорного диммера

Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами.

Конденсаторный светорегулятор

На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные устройства. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больше ток он пропускает через свои полюса. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, и зависит от требуемых параметров, емкости конденсаторов.

Как видно из схемы, есть три положения 100% мощности, через гасящий конденсатор и выключено. В устройстве используется неполярные бумажные конденсаторы, которые можно раздобыть в старой технике. О том, как правильно выпаивать радиодетали из плат мы рассказали в соответствующей статье!

Ниже приведена таблица с параметрами емкость-напряжение на лампе.

На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник, с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника. 

На микросхеме

Для регулирования мощностью на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы — КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает функциями защиты.

С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12В до минимума в десятые доли Вольта.  Недостаток данных регуляторов в необходимости установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла.

Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и возможностью регулировки яркости светодиодов от ноля до максимума. Для не очень ленивых мастеров можно предложить сделать диммер дома на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами.

В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны и позволяют использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще один мастер-класс, в котором показано, как можно сделать регулятор освещения для светодиодов:

Изготовление регулятора света на 12 Вольт

Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.

Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт

Сборка тиристорного диммера

Изготовление регулятора света на 12 Вольт

Диммер своими руками для ламп накаливания (видео)

Для плавной регулировки уровня освещения дома или квартиры рынок предлагает специальные устройства – диммеры. Они практичны и удобны. Но ввиду постоянно растущих цен собрать диммер своими руками иногда бывает проще и дешевле.

Самый простой самодельный диммер многие собирали в юные годы – это была регулировка ёлочной гирлянды при помощи обычного переменного резистора. Его включали в цепь и вращением рукоятки сопротивления изменяли яркость свечения ламп. Но для более мощных нагрузок подобная схема не подойдет, нужны более серьёзные решения.

ОГЛАВЛЕНИЕ

  • Регулируем освещение
  • Регулируем пониженное напряжение
  • Диммер аналого-цифровой
  • Увеличиваем мощность
  • Легким касанием…

Регулируем освещение

Лампы накаливания до сих пор занимают ведущее положение в своей нише. Но есть у них недостаток: сопротивление спирали в холодном состоянии намного ниже, чем в раскаленном. По этой причине во время включения через спираль проходит ток, во много раз превышающий рабочий. Это снижает срок ее службы в несколько раз. Чтобы решить проблему, необходимо сделать включение освещения плавным при помощи диммера.

Существует множество различных схем как простых, так и сложных. Какую из них собирать – вопрос квалификации и личного предпочтения. Вот, например, одна:

Решение простое, но эффективное. Регулировка производится диодным мостом, в одну диагональ которого включена нагрузка, а в другую – управление. Управляющий элемент – тиристор VS1 КУ 202Н, угол открывания которого регулируется транзисторами VT1 и VT2. На схеме видны параметры многих деталей. Транзисторы можно заменить другими S8050 и S9012 соответственно. Если использовать диодный мост КЦ 405А, то выходная мощность не более 200 Вт. Все можно собрать на монтажной плате. Питание – 220 В.

Есть более совершенная схема для ламп накаливания – на симисторе. Управление угла открытия производится переменным резистором (регулируется скорость заряда конденсатора). В цепи управляющего электрода стоит динистор.

Нет ничего сложного, своими руками собирается за полчаса.

Регулируем пониженное напряжение

Есть схемы для регулирования ламп накаливания напряжением 12 вольт. Хотя здесь можно регулировать и другие устройства: светодиоды, 12-вольтовые электродвигатели. Самый простой вариант – регулируемая микросхема КРЕН типа 1083–1084. По сути – это регулируемый стабилизатор, но нам главное – результат.

Данная микросхема КРЕН позволяет регулировать напряжение в диапазоне 1,5–30 В, ток – до 7,5 А. При сборке учитываем такие моменты:

  1. Микросхема устанавливается на радиатор,
  2. Диоды D1 – D4 напряжением не ниже 50 В и ток более 12 А,
  3. Силовой трансформатор – не менее 250 Вт.

Радиатор можно сделать из любого подходящего материала.

Диммер аналого-цифровой

Более сложный вариант диммера собирается при помощи микросхемы NE555. Это нужно для регулировки светодиодных ламп, так как обычные регуляторы мощности здесь не подойдут: подобные ленты включаются при напряжении 9 В. Можно сюда включать и 12 – вольтовые лампы если необходима более плавная регулировка света.

Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Как видно из схемы, в качестве усилителя мощности используется полевой транзистор 2SK1505. Можно использовать другой 2SK1946. Это нужно, так как микросхема имеет выходной ток не более 0,2 А.

Если планируется подключение нагрузки более 1 А, тогда транзистор нужно установить на радиатор. Стоит помнить об особенностях полевых транзисторов. Они очень чувствительны к статическому электричеству, во время монтажа их необходимо защитить, например, обмотав ножки алюминиевой фольгой.

Или это можно сделать при помощи медной проволоки, главное, чтобы ножки были закорочены.

Для сборки диммера подойдет односторонний фольгированный текстолит, на котором делают печатную плату.

Сборка производится «от простого – к сложному». Сначала припаивается разъем, потом резисторы, конденсаторы, диоды. Микросхему устанавливают предпоследней, а самым последним впаивают транзистор. После монтажа нужно внимательно проверить места паек, чтобы не было закороченных дорожек. Также снимите фольгу с транзистора, иначе она сгорит при первом же включении.

Корпус для диммера изготавливается из любого удобного материала. Можно взять обычную мыльницу, просверлить в ней отверстия для проводов и переменного резистора и закрепить внутри плату.

Увеличиваем мощность

Что делать, если одной лампы мало – света нужно больше? Все просто – собрать диммер большей мощности, например, 2 кВт.

Это не так сложно. По сути, взять любую схему и подобрать более мощные детали. Вот пример: на самом первом рисунке этой статьи нарисован диммер мощностью до 200 Вт. Но если вместо диодного моста КЦ 405А использовать BR1010, то на этот диммер можно будет подключать нагрузку до 10 А, а это уже 2 кВт!

Еще один пример – это тоже доработка, только немного измененная.

Видно, что используемый симистор рассчитан на ток12 А: к этому диммеру можно подключать значительную нагрузку. Очень легко посчитать активную мощность: 220 В*12 А = 2,6 кВт.

Обратите внимание: если светодиод вам не нужен, замените его обычным диодом, а не просто выбрасывайте. Зарядка конденсатора идет по двум полупериодам и светодиод здесь стоит не только для индикации.

Если нет особых требований, то можно остановиться на этом решении. Действительно, зачем искать сложные ШИМ, если есть простые динисторы? Для регулирования яркости источников света этого достаточно.

Легким касанием…

Еще один тип диммеров – сенсорный. Легким касанием руки просто управлять освещением, изменять скорость вращения двигателя. Нагрузка на выходе может быть любая – от светодиодных лент, до мощных софитов в несколько кВт. Но и схема несколько сложнее.

Основной элемент – микросхема HT7700C/D. Это КМОП – устройство, разработанное для плавной регулировки яркости. Симистор выбирается нужной мощности, с учетом того, что на выводе 5 микросхемы ток равен 14 мА. Напряжение питания: 9–12 В. Сенсор подключается через диод к выводу 2.

В качестве сенсора подойдет любая металлическая пластина или кусок оголенного медного провода. Это все нужно красиво оформить.

Работает устройство так: первое касание – включение. Второе – плавное уменьшение яркости, третье – яркость зафиксируется. Четвертое касание – отключение.

Как видим, собрать диммер своими руками возможно. Это позволит сэкономить на покупке и попробовать свои силы в электронике.

Как сделать компактный диммер своими руками

Управляйте своим освещением с помощью этого классного проекта «Сделай сам».

Легко потратить много денег, инвестируя в осветительное оборудование. Зато есть много бюджетных вариантов.

Если вы готовы потратить время, вы можете сэкономить много денег, создав собственное оборудование. Ниже мы рассмотрим, как создать компактный диммер. Если у вас уже есть инструменты, эти диммеры обойдутся вам менее чем в 35 долларов.

Parts Needed

  • 16/3 Wire
  • Female Plug
  • Male Plug
  • Dimmer Switch
  • Dimmer Wallplate
  • 1-Gang Box

Tools Needed

  • Box Cutter
  • Screwdriver w/Phillips
  • Кусачки/инструмент для снятия изоляции
  • Ножницы по металлу
  • Ножницы
  • Дрель
  • Сверла 7/32 и 5/16

Шаг 1. Просверлите отверстия

пилотное отверстие в верхней части. Затем расширьте и скосите отверстие сверлом 5/16. Вколите один из язычков в нижней части монтажной коробки, не удаляя язычок полностью. Обрежьте провод 16/3 до нужной длины, а затем протяните провод через дно монтажной коробки.

Шаг 2. Подготовка проводов

Чтобы получить доступ к проводам, используйте канцелярский нож, чтобы надрезать резину в середине кабеля. Потяните оболочку кабеля назад ровно настолько, чтобы получить доступ к проводам (хорошо — 3 дюйма). Используйте ножницы по металлу, чтобы разрезать зеленый и черный провода пополам, а затем зачистите 1/2 дюйма от кончика провода.

Шаг 3. Выполнение соединений

Мы хотим, чтобы кулисный переключатель находился в нижней части диммера, поэтому расположите переключатель и монтажную коробку рядом друг с другом. Переключатель поставляется с двумя винтами и несколькими колпачками для проводов.Навинтите синий колпачок на красный и белый провода, прикрепленные к диммеру.Черный провод от диммера соедините с нижним черным проводом кабеля через колпачок.

Затем подключите красный провод выключателя к другому черному проводу кабеля через другой колпачок. Для последнего соединения соедините все три зеленых провода под одним колпачком. Помните о расположении проводов, так как вам нужно разместить все внутри монтажной коробки. Чтобы собрать все вместе, протяните кабель через верхнее отверстие диммера, а затем прикрутите переключатель к монтажной коробке.

Шаг 4. Присоедините вилки

Далее мы подключим к кабелю вилку и розетку. Используйте канцелярский нож, чтобы надрезать каждый конец кабеля и удалить небольшой участок оболочки, чтобы вы могли вставить провода в разъемы. Используйте инструмент для зачистки проводов, чтобы удалить концы каждого отдельного провода.

Когда вы откроете заглушки, вы увидите три винта разного цвета. Зеленый винт соединяется с зеленым (заземляющим) проводом, бронзовый — с черным (горячим), серебряный — с белым (нейтральным). Подсоедините штепсельную вилку в верхней части диммера и держите все в порядке, поместив заземляющие провода вниз.

Шаг 5. Точная настройка диапазона

В зависимости от используемого источника света может потребоваться точная настройка диапазона диммера. Диммер поставляется с ползунком сбоку, который вы можете использовать для регулировки.

Перед добавлением лицевой панели обязательно проверьте свет с помощью диммера. Вы хотите, чтобы этот диапазон был настроен именно там, где вы хотите. И вуаля, да будет свет.

Как сделать умный диммер для Wi-Fi своими руками

Интеллектуальные выключатели и вилки на основе Wi-Fi, которые вы можете купить, содержат механическое реле, которое активируется, когда микроконтроллер получает двоичный ввод, например 0 или 1, обычно отправляемый через приложение. Эти устройства позволяют вам управлять только состоянием включения/выключения устройств, таких как вентилятор, двигатель или освещение. Если вы также хотите контролировать скорость или яркость подключенного сетевого устройства переменного тока или нагрузки, вам потребуется полупроводниковый релейный переключатель на основе симистора.

В этом руководстве мы создадим с нуля модуль диммера с датчиком пересечения нуля и будем использовать его для управления состоянием включения/выключения, скоростью и яркостью подключенной нагрузки переменного тока.

Что такое детектор пересечения нуля?

Детектор перехода через нуль (ZCD) представляет собой компаратор напряжения или схему детектора на операционном усилителе, используемую для обнаружения изменения напряжения с положительного на отрицательный уровень синусоидального сигнала переменного тока, когда он пересекает ноль вольт. В двух словах, схема используется для обнаружения пересечения нуля входным сигналом переменного тока.

ZCD используется для создания электронных схем для коммутации, частотомера, фазометров и т. д. Также можно использовать схему детектора перехода через ноль и твердотельное реле на основе TRIAC с платами Wi-Fi на основе Arduino или ESP8266 для управления фаза переменного напряжения.

В большинстве стран используется частота переменного тока 50 Гц (50 циклов в секунду) при напряжении питания 220–240 В. Однако в некоторых странах, таких как США, используется сетевое электричество 120 В, 60 Гц (60 циклов в секунду). С каждым циклом волна достигает нуля, и в этот момент микроконтроллер обнаруживает ее, а затем переключает или запускает твердотельное реле (TRIAC) в соответствии с требованиями.

В отличие от механического реле твердотельное реле на основе симистора представляет собой быстродействующее силовое электронное устройство и поэтому лучше всего подходит для создания схемы диммера.

Вещи, которые вам понадобятся

Соберите следующие компоненты, чтобы собрать самодельный модуль диммера переменного тока с изолированным детектором перехода через ноль.

  • NodeMCU или D1 Mini
  • BT136 4A или BT139 16A TRIAC (в зависимости от нагрузки)
  • Оптопара MOC3021
  • Оптопара MCT2E или 4N35
  • DB107 Мостовой выпрямитель
  • 220 ОД ¼ W Резистор
  • 2 x 10Kω ¼ WESORS
  • 2 x 100Kω w Резисторы
  • 2 x 2-филосный винтовой клемм
  • мужской полосой (опциональная)
  • .
  • Паяльник и припой
  • Перемычки (дополнительно, можно припаять провода непосредственно к печатной плате)

Эти компоненты предназначены для самодельного одноканального модуля диммера. Чтобы управлять большим количеством нагрузок, вы можете собрать больше твердотельных реле и взаимодействовать с микроконтроллером.

Соедините компоненты

См. следующую принципиальную схему для подключения и сопряжения всех компонентов на печатной плате общего назначения для создания детектора перехода через нуль. Используйте паяльник и припой, чтобы закрепить все соединения, как показано на схеме ниже. Если вы никогда раньше не паяли, научитесь паять с помощью простых проектов, прежде чем приступать к этому.

См. следующую схему, чтобы построить модуль твердотельного реле, к которому будет подключена нагрузка.

На этих схемах показан одноканальный модуль диммера. Увеличивая твердотельные реле, вы можете добавлять и управлять большим количеством приборов или нагрузок переменного тока. В целом конечные результаты должны выглядеть примерно так, как показано ниже. Это 3-канальный модуль диммера с детектором пересечения нуля.

Скомпилируйте прошивку диммера переменного тока

Для компиляции прошивки модуля беспроводного управления вам потребуется установка Home Assistant на Raspberry Pi (или Docker) с надстройкой ESPHome. После настройки Home Assistant и ESPHome выполните следующие действия, чтобы скомпилировать прошивку:

  1. В Home Assistant перейдите в ESPHome и нажмите + Новое устройство > Продолжить .
  2. Введите имя диммера. Мы назвали наш кулер symphony-cooler , так как мы будем использовать его для управления вентилятором кулера и скоростью насоса. Щелкните Далее .
  3. Выберите ESP8266 или Выберите конкретную плату > D1 Mini и нажмите Далее > Пропустить .
  4. Найдите только что созданное диммерное устройство и нажмите Правка.
  5. В окне редактора YAML введите свои учетные данные Wi-Fi:
 wifi: 
ssid: "YourWIFiSSID"
пароль: "WIFi-Password"

Затем вставьте следующий код чуть ниже авторизованного портала :

 вывод: 
- платформа: ac_dimmer
id: symphony_cooler
gate_pin: D0
zero_cross_pin:
номер: D2
min_power: 70%
свет:
- платформа: монохроматический0165

Измените идентификатор : и имя : в коде в соответствии с устройством, которым вы будете управлять. Как упоминалось ранее, вы также можете добавить больше полупроводниковых реле для управления яркостью или скоростью нагрузки переменного тока. Код должен выглядеть так:

Модуль, который мы сделали, управляет двумя двигателями, насосом кулера и вентилятором кулера, поэтому мы назвали их соответственно. Когда код будет готов, нажмите Сохранить > Установить > Подключить к этому компьютеру и дождаться завершения компиляции прошивки. После компиляции нажмите Загрузите проект , чтобы загрузить скомпилированную прошивку.

Прошивка микропрограммы диммера переменного тока

Чтобы прошить прошивку, загрузите и запустите инструмент ESPHome Flasher. Затем выполните следующие действия:

  1. Подключите NodeMCU или D1 Mini к ПК или Mac с помощью кабеля micro USB.
  2. Нажмите Найдите , чтобы выбрать файл микропрограммы (.bin).
  3. Выберите порт COM , к которому подключен микроконтроллер, и нажмите Flash ESP .
  4. После прошивки устройство перезагрузится и подключится к сети WI-Fi и будет отображаться как онлайн на панели инструментов ESPHome.

Добавить элементы управления на панель управления Home Assistant

В Home Assistant (HA) перейдите в Настройки > Устройства и интеграции и выполните следующие действия, чтобы добавить элементы управления на панель управления HA для управления устройствами переменного тока.

  1. В разделе Integrations найдите обнаруженные устройства и нажмите НАСТРОЙКА > ОТПРАВИТЬ .
  2. После добавления устройства оно будет отображаться в списке ESPHome . Нажмите на устройство, а затем нажмите 1 устройство .
  3. Нажмите ДОБАВИТЬ В ИНФОРМАЦИОННУЮ ПАНЕЛЬ , затем выберите Вид и снова нажмите ДОБАВИТЬ В ИНФОРМАЦИОННУЮ ПАНЕЛЬ . Устройство будет добавлено на панель инструментов.

Теперь вы можете управлять включением/выключением и скоростью/яркостью подключенного устройства переменного тока.

Вы также можете использовать интеграцию грибовидных карт, чтобы добавить красивые карты для ваших диммерных модулей.

Сделайте свой дом умнее

В отличие от традиционных интеллектуальных переключателей, интеллектуальный переключатель с регулируемой яркостью можно использовать разными способами. Например, вы можете настроить автоматизацию в Home Assistant, чтобы изменить яркость света в зависимости от времени суток или начать затемнение при включении вашего смарт-телевизора или системы домашнего кинотеатра.

Кроме того, вы можете использовать эту самодельную схему диммера, чтобы сделать любое традиционное устройство освещения или переменного тока более интеллектуальным. Что еще более важно, это дешевле и гораздо удобнее построить один. Вы можете создать эти переключатели для управления нагрузкой 15 Вт или 4000 Вт в зависимости от ваших потребностей.