Как сделать плавное отключение и включение светодиодной лампы?

Как плавно включить и выключить светодиод, популярные схемы розжига

В некоторых случаях требуется реализовать схему плавного включения или выключения светодиода (LED). Особенно востребовано данное решение в организации дизайнерских решениях. Для осуществления задуманного есть два пути решения. Первый – покупка готового блока розжига в магазине. Второй – изготовление блока своими руками. В рамках статьи выясним, почему стоит прибегнуть ко второму варианту, а также разберем самые популярные схемы.

Покупать или делать самому?
Что нужно
Основа основ плавного включения
Схемы плавного включения и выключения светодиодов
Доработанный вариант с возможностью настройки времени
Еще одна популярная схема
Видео
Вывод

Покупать или делать самому?

Если нужно срочно или нет желания и времени собирать блок плавного включения светодиодов своими руками, то можно и купить готовое устройство в магазине. Единственный минус – цена. Стоимость некоторых изделий, в зависимости от параметров и производителя, может превышать в несколько раз себестоимости устройства сделанного своими руками.

Если есть время и особенно желание, то стоит обратить внимание на давно разработанные и проверенные временем схемы плавного включения и выключения светодиодов.

Что нужно

Для того, чтобы собрать схему плавного розжига светодиодов в первую очередь потребуется небольшой набор радиолюбителя, как навыков, так и инструментов:

паяльник и припой;
текстолит для платы;
корпус будущего устройства;
набор полупроводниковых приборов (резисторы, транзисторы, конденсаторы, светодиоды, диоды и т.д.);
желание и время;

Как видно из списка, ничего особенного и сложного не требуется.

Основа основ плавного включения

Давайте начнем с элементарных вещей и вспомним, что такое RC – цепь и как она связана с плавным розжигом и затуханием светодиода. Посмотрите на схему.

В ее состав входит всего три компонента:

R – резистор;
C – конденсатор;
HL1 – подсветка (светодиод).

Два первых компонента и составляют RC – цепь (произведение сопротивления и емкости). От увеличения сопротивления R и емкости конденсатора C увеличивается время розжига LED. При уменьшении, наоборот.

Мы не будем углубляться в основы электроники и рассматривать, как протекают физические процессы (точнее ток) в данной схеме. Достаточно знать, что она лежит в основе работы всех устройств плавного розжига и затухания.

Рассмотренный принцип RC – задержки лежит в основе всех решений плавного включения и выключения светодиодов.

Схемы плавного включения и выключения светодиодов

Разбирать громоздкие схемы не имеет смысла, т.к. для решения большинства задач справляются простые устройства, работающие на элементарных схемах. Рассмотрим одну из таких схем плавного включения и выключения светодиодов. Несмотря на простоту, она имеет ряд плюсов, высокую надежность и низкую себестоимость.

Состоит из следующих деталей:

VT1 – полевой транзистор IRF540;
C1 – конденсатор емкостью 220 mF и напряжением 16V;
R1, R2, R3 – резисторы номиналом 10, 22, 40 kOm соответственно;
LED – светодиод.

Работает от напряжения 12 Вольт по следующему алгоритму:

При включении схемы в цепь питания через R2 протекает ток.
В это время C1 набирает емкость (заряжается), что обеспечивает постепенное открытие полевика VT
Возрастающий ток на затворе (вывод 1) протекает через R1, и заставляет постепенно открываться сток полевика VT
Ток уходит на исток все того же полевика VT1 и далее на LED.
Светодиод постепенно усиливает излучение света.

Затухание светодиода происходит при снятии питания. Принцип обратный. После отключения питания, конденсатор C1 начинает постепенно отдавать свою емкость на сопротивления R1 и R2.

Скорость разряда, а тем самым и скорость плавного затухания светодиода, может регулироваться номиналом сопротивления R3. Поэкспериментируйте, чтобы понять, как номинал влияет на быстроту розжига и затухания LED. Принцип следующий – выше сопротивление, медленнее затухание, и наоборот.

Главный элемент – это полевой n-канальный MOSFET транзистор IRF540, все остальные полупроводниковые приборы играют вспомогательную роль (обвязка). Стоит отметить его важные характеристики:

ток стока: до 23 Ампер;
полярность: n;
напряжение сток – исток: 100 Вольт.

Более детальную информацию, в том числе и ВАХ, можно найти на сайте производителя в datasheet.

Доработанный вариант с возможностью настройки времени

Рассмотренный выше вариант предполагает использование устройства без возможности регулировки времени розжига и затухания LED. А иногда это необходимо. Для реализации всего лишь нужно дополнить схему несколькими элементами, а именно R4, R5 – регулируемые сопротивления. Они предназначены для реализации функции подстройки времени полного включения и выключения нагрузки.

Рассмотренные схемы плавного розжига и затухания отлично подойдут для реализации дизайнерской подсветки в автомобиле (багажник, двери, область ног передних пассажиров).

Еще одна популярная схема

Вторая самая популярная схема плавного включения и выключения светодиодов очень похожа на две рассмотренные, но сильно отличаются по принципу работы. Управление включением происходит по минусу.

Широкое применение схемы нашли в тех местах, где одна часть контактов замыкается по минусу, а другая по плюсу.

Отличия схемы от рассмотренных ранее. Главное отличие – это другой транзистор. Полевик обязательно нужно заменить на p – канальный (маркировка указана на схеме ниже). Нужно «перевернуть» конденсатор, теперь плюс кондера пойдет на исток транзистора. Не забывайте, доработанный вариант имеет питание с обратной полярностью.

Видео

Для углубленного понимания всего происходящего в рассмотренных вариантах предлагаем посмотреть интересное видео, автор которого, при помощи программы проектировки электронных схем, постепенно показывает принцип работы плавного включения и выключения светодиода на разных вариантах. Внимательно посмотрев видео, Вы поймете почему обязательно нужно использовать транзистор.

Вывод

Рассмотренные решения являются самыми популярными и востребованными. В сети интернет, на формуах ведутся большие дискуссии по поводу простоты и малой функциональности данных схем, однако практика показала, что в быту их функционала хватает сполна. Большой плюс рассмотренных решений включения и выключения светодиодов – это простота изготовления и низкая себестоимость. Для разработки готового решения уйдет не более 3-7 часов.

► Плавный розжиг/затухание светодиодов (схема)

Приветствую Вас, дорогие друзья! Постоянные читатели наверняка помнят запись в моём БЖ с просьбой помочь разобраться со схемой плавного розжига. Хотелось бы кратко напомнить, в чём заключалась проблема. Тогда, уже почти месяц назад, я спаял всё согласно схеме, найденной на просторах Драйва, но работал плавный розжиг, к сожалению, не так, как должен. Перед тем, как начать плавно разгораться, диоды тускло мигали один раз (иногда просто тускло горели) и потом только начинается плавный старт. Светодиоды должны не сразу разжигается, а через 3-4 секунды, но изначально не мигать и не светиться вообще. Схему пробовал собирать как на монтажной плате, так и без платы вовсе – но диоды все равно тускло мигали. Перепробовал я тогда множество различных вариантов, но так и не смог добиться правильной работы.

Перечитав кучу форумов, пообщавшись со многими людьми, пришел в итоге к выводу, что схема является неверной, обрубком правильной рабочей полной схемы. Хотелось бы отметить, что “обрубленная” схема умеет только плавно разжигать диоды (да и то с миганием), а плавного затухания уже нет. Хотел также поблагодарить Тиму за советы!

Итак, теперь объясню, в чём же была ошибка в схеме, из-за которой я больше месяца провозился с изготовлением платы плавного розжига. Так как я достаточно далек от радиотехники, то объясню простым языком. В правильной полной схеме линия, подключенная к «постоянному минусу» разорвана установленным транзистором КТ503 и замыкается только после подачи на транзистор положительного управляющего сигнала. То есть получается, что плата плавного розжига постоянно подключена к «плюсу» и «минусу» («минус» общий на светодиоды и на элементы платы), но на светодиоды «минус» “поступает”, а на элементы платы – нет (так как линия разорвана транзистором КТ503). В “обрубленной” схеме почему-то этот транзистор был убран вовсе, но минус при этом остался общим, поэтому и работала схема не совсем правильно, и не было плавного затухания.

Принцип работы схемы (информация из интернета):
Управляющий «плюс» поступает через диод 1N4148 и резистор 4,7 кОм на базу транзистора КТ503. При этом транзистор открывается, и через него и резистор 68 кОм начинает заряжаться конденсатор. Напряжение на конденсаторе плавно растет, и далее через резистор 10 кОм поступает на вход полевого транзистора IRF9540. Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы. При снятии управляющего напряжения транзистор КТ503 закрывается. Конденсатор разряжается на вход полевого транзистора IRF9540 через резистор 51 кОм. После окончания процесса разряда конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в режим ожидания. Потребляемый ток в этом режиме незначителен.

“Обрубленная” схема с небольшими поправками подходит только для подключения с управлением по «минусу» (например для подсветки салона, где управление от концевиков дверей). При таком раскладе нужно все равно разорвать «общий минус» («минус» с ленты постоянно подключен к питанию, «минус» с платы является управляющим). Ниже привожу правильные схемы с «управляющим минусом и плюсом» соответственно.

Схема с управляющим минусом:

Схема с управляющим плюсом:

В этот раз изготавливать схему решил методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Делал я это первый раз в жизни, сразу скажу, что ничего сложного нет. Для работы нам понадобится: лазерный принтер, глянцевая фотобумага (или страница глянцевого журнала) и утюг.

К О М П О Н Е Н Т Ы:
■ Транзистор IRF9540N
■ Транзистор KT503
■ Выпрямительный диод 1N4148
■ Конденсатор 25V100µF
■ Резисторы:
— R1: 4.7 кОм 0.25 Вт
— R2: 68 кОм 0.25 Вт
— R3: 51 кОм 0.25 Вт
— R4: 10 кОм 0.25 Вт
■ Односторонний стеклотекстолит и хлорное железо
■ Клеммники винтовые, 2-х и 3-х контактные, 5 мм

Читайте также Я не сосунок!

! ! ! При необходимости, изменить время розжига и затухания светодиодов можно подбором номинала сопротивления R2, а также подбором ёмкости конденсатора. ! ! !

═════════════════════════════════════════
Р А Б О Т А:
═════════════════════════════════════════
【1】В этой записи подробно покажу, как изготавливать плату с управляющим плюсом. Плата с управляющим минусом делается аналогично, даже чуть проще из-за меньшего количества элементов. Отмечаем на текстолите границы будущей платы. Края делаем чуть больше, чем рисунок дорожек, а затем вырезаем. Существует много способов резки текстолита: ножовкой по металлу, ножницами по металлу, с помощью гравера и так далее.

Я с помощью канцелярского ножа сделал бороздки по намеченным линиям, далее выпилил ножовкой и обточил края напильником. Также пробовал использовать ножницы по металлу – оказалось гораздо проще, удобнее и без пыли.

Далее прошкуриваем заготовку под водой наждачной бумагой с зернистостью P800-1000. Затем сушим и обезжириваем поверхность платы 646 растворителем с помощью безворсовой салфетки. После этого нельзя руками прикасаться к поверхности платы.

【2】Далее с помощью программы SprintLayot открываем и печатаем на лазерном принтере схему. Печатать необходимо только слой с дорожками без обозначений. Для этого в программе при печати слева вверху в разделе “слои” снимаем ненужные галочки. Также при печати в настройках принтера выставляем высокую четкость и максимальное качество изображения. Программу и чуть доработанные мной схемы залил для Вас на Яндекс.Диск.

С помощью малярного скотча приклеиваем на обычный лист А4 страницу глянцевого журнала/глянцевую фотобумагу (если их размеры меньше А4) и печатаем на ней нашу схему.

Я пробовал использовать кальку, страницы глянцевого журнала и фотобумагу. Удобнее всего, конечно, работать с фотобумагой, но в отсутствии последней и страницы журнала вполне сгодятся. Калькой же пользоваться не советую – рисунок на плате очень плохо пропечатался и получится нечётким.

【3】Теперь прогреваем текстолит и прикладываем нашу распечатку. Затем утюгом с хорошим прижимом проутюживаем плату в течение нескольких минут.

Теперь даем плате полностью остыть, после чего опускаем в ёмкость с холодной водой на несколько минут и аккуратно избавляемся от бумаги на плате. Если целиком не отдирается, то скатываем потихоньку пальцами.

Затем проверяем качество пропечатанных дорожек, и плохие места подкрашиваем тонким перманентным маркером.

【4】С помощью двустороннего скотча приклеиваем плату на кусочек пенопласта и помещаем в раствор хлорного железа на несколько минут. Время вытравливания зависит от многих параметров, поэтому периодически достаем и проверяем нашу плату. Хлорное железо используем безводное, разводим в теплой воде согласно пропорциям, указанным на упаковке. Чтобы ускорить процесс травления можно периодически покачивать ёмкость с раствором.

После того, как ненужная медь стравилась – отмываем плату в воде. Затем с помощью растворителя или наждачки счищаем тонер с дорожек.

【5】Затем необходимо просверлить дырочки для монтажа элементов платы. Для этого я использовал бормашинку (гравер) и сверла диаметром 0.6 мм и 0.8 мм (из-за разной толщины ножек элементов).

【6】Далее нужно облудить плату. Есть множество различных способов, я решил воспользоваться одним из самых простых и доступных. С помощью кисточки смазываем плату флюсом (например ЛТИ-120) и паяльником лудим дорожки. Главное не держать жало паяльника на одном месте, иначе возможен отрыв дорожек при перегреве. Берем на жало больше припоя и ведем им вдоль дорожки.

【7】Теперь напаиваем необходимые элементы согласно схеме. Для удобства в SprintLayot распечатал на простой бумаге схему с обозначениями и при пайке сверял правильность расположения элементов.

【8】После пайки очень важно полностью смыть флюс, в противном случае могут быть коротыши между проводниками (зависит от применяемого флюса). Сначала рекомендую тщательно протереть плату 646 растворителем, а потом хорошо промыть щеткой с мылом и высушить.

После сушки подключаем «постоянный плюс» и «минус» платы к питанию («управляющий плюс» не трогаем), затем вместо светодиодной ленты подсоединяем мультиметр и проверяем, нет ли напряжения. Если хоть какое-то напряжение все-таки присутствует, значит где-то коротит, возможно плохо смыли флюс.

Ф О Т О Г Р А Ф И И:

═════════════════════════════════════════
И Т О Г:
═════════════════════════════════════════
Проделанной работой я доволен, хоть и потратил достаточно много времени. Процесс изготовления плат методом ЛУТ показался мне интересным, и несложным. Но, не смотря на это, в процессе работы допустил, наверное, все ошибки, какие только возможно. Но на ошибках, как говориться, учатся.

Подобная плата плавного розжига светодиодов имеет достаточно широкое применение и может использоваться, как в автомобиле (плавный розжиг ангельских глазок, панели приборов, подсветки салона и т.п.), так и в любом другом месте, где есть светодиоды и питание от 12В. Например, в подсветке системного блока компьютера или декорировании подвесных потолков.

Всем спасибо за внимание! С удовольствием отвечу на все Ваши вопросы!

Плавный розжиг и затухание светодиодов: особенности, устройство, схема

Помимо чисто декоративной функции, например, подсветки автосалона, применение плавного включения, или розжига, имеет основательное практическое значение для светодиодов – существенное продление срока службы. Поэтому рассмотрим, как сделать своими руками устройство для решения такой задачи, стоит ли вообще самостоятельно его мастерить или лучше купить готовое, что для этого потребуется, а также какие варианты схем при этом доступны для любительского изготовления.

Покупать или делать самому

Первейший вопрос, возникающий при необходимости включения в схему модуля плавного розжига светодиодов, это сделать ли его самостоятельно или купить. Естественно, легче приобрести готовый блок с заданными параметрами. Однако у такого способа решения задачи есть один серьезный минус – цена. При изготовлении своими руками себестоимость такого приспособления снизится в несколько раз. Кроме того, процесс сборки не займет много времени. К тому же, существуют проверенные варианты устройства – остается лишь обзавестись нужными компонентами и оборудованием и правильно, в соответствии с инструкцией их соединить.

Обратите внимание! Лэд-освещение находит широкое применение в автомобилях. Например, это могут быть дневные ходовые огни и внутренняя подсветка. Включение блока плавного розжига для светодиодных ламп позволяет в первом случае существенно продлить срок эксплуатации оптики, а во втором – предотвратить ослепление водителя и пассажиров резким включением лампочки в салоне, что делает подсветительную систему более визуально комфортной.

Что нужно

Чтобы грамотно собрать модуль плавного розжига для светодиодов, потребуется набор следующих инструментов и материалов:

Паяльная станция и комплект расходников (припой, флюс и проч.).
Фрагмент текстолитового листа для создания платы.
Корпус для размещения компонентов.
Необходимые полупроводниковые элементы – транзисторы, резисторы, конденсаторы, диоды, лед-кристаллы.

Однако прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению блока плавного пуска/затухания для светодиодов, необходимо ознакомиться с принципом его работы.

На изображении представлена схема простейшей модели устройства:

В ней три рабочих элемента:

Резистор (R).
Конденсаторный модуль (C).
Светодиод (HL).

Резисторно-конденсаторная цепь, основанная на принципе RC-задержки, по сути и управляет параметрами розжига. Так, чем больше значение сопротивления и емкости, тем дольше период или более плавно происходит включение лед-элемента, и наоборот.

Рекомендация! В настоящий момент времени разработано огромное количество схем блоков плавного розжига для светодиодов на 12В. Все они различаются по характерному набору плюсов, минусов, уровню сложности и качеству. Самостоятельно изготавливать устройства с пространными платами на дорогостоящих компонентах нет резона. Проще всего сделать модуль на одном транзисторе с малой обвязкой, достаточный для замедленного включения и выключения лед-лампочки.

Схемы плавного включения и выключения светодиодов

Существует два популярных и доступных для самостоятельного изготовления варианта схем плавного розжига для светодиодов:

Простейшая.
С функцией установки периода пуска.

Рассмотрим, из каких элементов они состоят, каков алгоритм их работы и главные особенности.

Простая схема плавного включения выключения светодиодов

Только на первый взгляд схема плавного розжига, представленная ниже, может показаться упрощенной. В действительности она весьма надежна, недорога и отличается множеством преимуществ.

В ее основе лежат следующие комплектующие:

IRF540 – транзистор полевого типа (VT1).
Емкостный конденсатор на 220 мФ, номиналом на 16 вольт (C1).
Цепочка резисторов на 12, 22 и 40 килоОм (R1, R2, R3).
Led-кристалл.

Устройство работает от источника питания постоянного тока на 12 В по следующему принципу:

При запитывании цепи через блок R2 начинает течь ток.
Благодаря этому элемент C1 постепенно заряжается (повышается номинал емкости), что в свою очередь способствует медленному открыванию модуля VT.
Увеличивающийся потенциал на выводе 1 (затворе полевика) провоцирует похождение тока через R1, что способствует постепенному открыванию вывода 2 (стока VT).
Как результат, ток переходит на исток полевого блока и на нагрузку и обеспечивает плавный розжиг светодиода.

Процесс угасания лед-элемента идет по обратному принципу – после снятия питания (размыкания «управляющего плюса»). При этом конденсаторный модуль, постепенно разряжаясь, передает потенциал емкости на блоки R1 и R2. Скорость процесса регламентируется номиналом элемента R3.

Основным элементом в системе плавного розжига для светодиодов является транзистор MOSFET IRF540 полевого n-канального типа (как вариант можно использовать российскую модель КП540).

Остальные компоненты относятся к обвязке и имеют второстепенное значение. Поэтому нелишним будет привести здесь его основные параметры:

Сила тока стока – в пределах 23А.
Значение полярности – n.
Номинал напряжения сток-исток – 100В.

Важно! Ввиду того, что быстрота розжига и затухания светодиода полностью зависит от величины сопротивления R3, можно подобрать необходимое его значение для задания определенного времени плавного пуска и выключения лед-лампочки. При этом правило выбора простое – чем выше сопротивление, тем дольше зажигание, и наоборот.

Доработанный вариант с возможностью настройки времени

Нередко возникает необходимость изменения периода плавного розжига светодиодов. Рассмотренная выше схема не дает такой возможности. Поэтому в нее нужно внедрить еще два полупроводниковых компонента – R4 и R5. С их помощью можно задавать параметры сопротивления и тем самым контролировать скорость зажигания диодов.

Приведенные выше версии схем предполагают управление по плюсу, однако в некоторых ситуациях требуется контроль по минусу. В таком случае система будет иметь обратную полярность. Поэтому в ней нужно поставить конденсатор наоборот – чтобы плюсовой заряд шел на транзисторный исток. Кроме того, необходимо заменить и сам транзистор, теперь он должен быть p–канального типа, к примеру, IRF9540N.

Основные выводы

Плавный розжиг светильников на основе светодиодов популярен в автоподсветке. Кроме того, медленное включение лед-элементов позволяется продлить срок их службы, независимо от места установки. Такое устройство можно купить или изготовить самостоятельно. В последнем случае оно обойдется гораздо дешевле. Для сборки потребуются следующие материалы и инструменты:

Паяльник с паяльными принадлежностями.
Основа для платы, например, кусок текстолита.
Корпус для крепления элементов.
Резисторы, транзисторы, диоды, конденсаторы и прочие полупроводниковые элементы.

Механизм прибора плавного розжига для светодиодов работает на принципе задерживания, возникающего в цепи «резистор-конденсатор». При этом существуют две основные схемы – простейшая и с возможностью регулировки времени зажигания. Последняя отличается от первой наличием двух резисторов с контролируемым сопротивлением. Чем выше его значение, тем дольше период медленного пуска, и наоборот.

Если вы имеете опыт сборки схемы плавного розжига светодиодов, рассмотренных или иных версий, обязательно поделитесь полезным опытом в комментариях.

Плавное включение и выключение светодиодов

Есть случаи, когда необходимо обеспечить плавное включение светодиодов, применяемых для освещения или подсветки, а в некоторых случаях и выключение. Плавный розжиг может потребоваться по разным причинам.

Во-первых, при мгновенном включении свет сильно «бьет по глазам» и заставляет нас жмуриться и прищуриваться, выжидая, пока глаза привыкнут к новому уровню яркости. Этот эффект связан с инерционностью процесса аккомодации глаза и конечно имеет место не только при включении светодиодов, но и любых других источников света.

Просто в случае со светодиодами он усугубляется тем, что излучающая поверхность очень мала. Если говорить научным языком – источник света имеет очень большую габаритную яркость.

Во-вторых, могут преследоваться чисто эстетические цели: согласитесь плавно загорающийся или гаснущий свет – это красиво. Схема питания светодиодов должна быть усовершенствована должным образом. Рассмотрим два различных способа плавного включения и выключения светодиодов.

Задержка RC-цепью

Первое что должно прийти в голову человеку, знакомому с электротехникой – введение задержки с помощью включения в схему питания светодиодов RC-цепочки: резистора и конденсатора. Схема приведена на рис.1. При подаче напряжения на вход – напряжение на конденсаторе, по мере его заряда, будет нарастать за время приблизительно равное 5τ, где τ=RC – постоянная времени. То есть, говоря простым языком, время включения света будет определяться произведением емкости конденсатора и сопротивления резистора. Соответственно, чем больше емкость и сопротивление, тем дольше будет происходить розжиг светодиодов. При отключении питания конденсатор будет разряжаться на светодиоды. Время, в течение которого будет происходить плавное затухание, также будет определяться τ, но в этом случае вместо R в произведение войдет динамическое сопротивление светодиодов. К примеру, конденсатор на 2200 мкФ и резистор на 1 кОм теоретически «растянут» время включения на 2,2 секунды. Естественно на практике это значение будет отличаться от расчетного как за счет разброса параметров (у электролитических конденсаторов допуски на номинал обычно очень большие) RC-цепи, так и за счет параметров самих светодиодов. Не нужно забывать, что p-n-переход начнет открываться и излучать свет при определенном пороговом значении. Представленная простейшая схема хорошо позволяет понять принцип действия этого метода, но для практической реализации она мало пригодна. Для получения рабочего решения усовершенствуем ее введением нескольких дополнительных элементов (рис.2).

Работает схема следующим образом: при включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R2, транзистор VT1, по мере изменения напряжения на затворе, уменьшает сопротивление своего канала, тем самым увеличивая ток через светодиод. Выключение питания приведет к разряду конденсатора через светодиоды и резистор R1.

Включим «мозги»…

Если схема должна обеспечить большую гибкость и функциональность, например, не меняя «железо» мы хотим получить несколько режимов работы и задавать время розжига и затухания более точно, то самое время включить в схему микроконтроллер и интегральный драйвер LED с входом управления. Микроконтроллер способен с высокой точностью отсчитывать необходимые интервалы времени и выдавать команды на управляющий вход драйвера в виде ШИМ. Переключение режимов работы можно предусмотреть заранее и вывести для этого соответствующую кнопку. Необходимо только сформулировать – что мы хотим получить и написать соответствующую программу. В качестве примера можно привести драйвер мощных светодиодов LDD-H, который выпускается с номинальными значениями токов от 300 до 1000 мА и имеет вход ШИМ. Схема включения конкретных драйверов обычно приводится в тех. описании производителя (data sheet). В отличие от предыдущего способа, время на включение и выключение не будет зависеть от разброса параметров элементов схемы, температуры окружающей среды или падения напряжения на светодиодах. Но за точность нужно будет заплатить – это решение дороже.

Критерии выбора и принцип работы диммера для светодиодных ламп 220в

Ещё совсем недавно для того, чтобы регулировать яркость освещения включённой лампы использовали реостаты, которые не могли обеспечить необходимую экономию электроэнергии.

Всё потому, что такой механизм никак не влиял на используемую мощность даже в том случае, когда яркость света уменьшалась до максимального предела. Но технологии не стоят на месте и могут порадовать нас самыми новейшими разработками, которые в состоянии не только создать наиболее комфортные условия для нашей жизни, но и позволить значительно экономить свои средства, не ущемляя при этом никакие существующие потребности и желания.

Принцип работы ↓
Преимущества и недостатки ↓
Характеристики ↓
Функции ↓
Виды диммеров для светодиодных ламп ↓
Совместимость ↓
Критерии выбора ↓
Подключение диммера к светодиодам своими руками ↓
Цена ↓
Как сделать своими руками ↓

И всё же сегодня хотелось остановить внимание именно на той разновидности диммера, которая стала неотъемлемой частью светодиодных ламп 220 в, и более подробно понять для себя, что же представляет собой новый усовершенствованный механизм, разработанный в качестве альтернативы устаревшим реостатам.

Принцип работы

Диммером называют устройство, которое не только может регулировать яркость освещения светодиодных ламп, но также эффективно экономит всю потребляемую электроэнергию, позволяя тем самым свести к минимуму свои денежные расходы.

Помимо прочего, область применения диммера заключена в использовании данного устройства в качестве прибора, регулирующего температуру в резисторных нагревателях, и порой его применяют в электродвигателях для контроля частоты вращения механизма. Но наибольшую популярность диммер приобрёл, выступая в роли обычного выключателя или выполняя свои функции в качестве удобного светорегулятора.

Преимущества и недостатки

Отталкиваясь от основных плюсов можно точно для себя определить, стоит ли вашего внимания данный прибор и подходит ли он вам для тех целей, которые вы бы хотели получить в конечном итоге.

К преимуществам можно отнести следующее:

Более “мягкое” включение и выключение освещения, что гарантирует длительный срок эксплуатации данного оборудования.
Возможность создания необходимого зонирования комнаты с помощью точечного освещения, позволяя тем самым создать наиболее комфортную обстановку в доме.
Наличие дополнительных функций, которые позволяют управлять механизмом на расстоянии с помощью специального пульта или благодаря звуковому воздействию.
Возможность оформления различных световых композиций, с помощью которых можно воплощать в реальность самые разнообразные дизайнерские задумки в любом интерьере.
Существование дополнительных удобств, таких как использование сенсорной панели, благодаря наличию которой можно точно определять местоположение светорегулятора.

Чтобы раскрыть все карты перед читателями и не утаить ничего существенного, дабы потребитель смог чётко для себя решить, стоит ли диммер того внимания, на которое так рассчитывает его производитель, рассмотрим и все существующие недостатки, включающие в себя:

Один самый распространённый миф о том, что подобное устройство может обеспечить плавное включение и выключение. На самом деле никто не может вам гарантировать такую функцию с полной уверенностью, ведь светорегулятор не в силах предотвратить последующий после включения устройства бросок напряжения.
Наличие ещё одного мифа, который обещает потребителю возможность экономии электроэнергии. Существует вероятность того, что уменьшая яркость освещения, вся лишняя энергия преобразуется в тепло, которое всё равно учитывается счётчиком, и вам всё же придётся заплатить за намотанные цифры.
Существование опасности выхода из строя и возгорания всего автомата защиты, несмотря на то, что диммеры защищены от всех возможных электрических замыканий.
Также данное устройство не в состоянии при необходимости разомкнуть цепь, что может привести к неминуемому возгоранию всей электросети.

Характеристики

К основным техническим характеристикам относят два основных показателя:

существующий диапазон используемой устройством мощности;
способ регулировки необходимого освещения:
- дистанционный;
- кнопочный;
- поворотный;
- сенсорный.

Однако у разных моделей существует ряд других характеристик, которые исходят из существующих дополнительных функций.

Функции

Помимо основной функции регулирования яркости светового потока существует ещё ряд дополнительных опций, к которым можно отнести следующее:

возможность автоматического отключения светильника;
наличие имитирующей функции, создающей ощущение присутствия человека в доме;
плавное включение или отключение светильника;
использование нескольких режимов затемнения;
возможность дистанционного управления;
выносливость прибора и возможность его функционирования при воздействии любых температурных режимов помещения.

Виды диммеров для светодиодных ламп

Если классифицировать светорегуляторы для светодиодных ламп 220 в по типу установки, то различают несколько моделей:

Модульные диммеры. Их монтаж происходит с помощью DIN-рейки, выполняя установку в распределительном щитке.
Моноблочные механизмы. Такое устройство используется вместо обычного выключателя.
Выносные блоки. Применяются для установки точечных светильников.

Совместимость

Для корректной работы светорегулятора со светодиодной лампой рекомендуют останавливать выбор на стандартных моделях, которые уже имеют в комплектации подходящий светодиод, либо приобретать ШИМ-диммер, используемый совместно со многими видами ламп.

Консультант в этом случае всегда пойдёт навстречу клиенту и позволит проверить взаимодействие диммера и лампы не отходя от кассы.

Критерии выбора

Для выбора подходящей модели используют следующие критерии:

Совместимость используемой лампы с выбранным диммером.
Желаемый способ управления установленным устройством.
Наличие дополнительных функций, которые покупатель хотел бы видеть в выбранном приборе.

Подключение диммера к светодиодам своими руками

Чтобы подключить светорегулятор собственноручно вам понадобится лишь приобретённое устройство, специальный динамометрический ключ и любое удобное режущее средство для зачистки проводов.

Пошаговая инструкция состоит из трёх этапов:

Перед началом всех монтажных работ необходимо обязательно выключить в доме всё электричество.
Далее следует зачистить провода на приборе и подключить их таким образом, чтобы фазовый провод был установлен в клемму под названием L, а второй был подключен к разъёму под названием N.
На завершающем этапе эти провода следует зажать и закрутить все имеющиеся болты, надев специальную рамку.

Стоимость может зависеть от разновидности модели и наличия всех дополнительных функций. Более дорогие модели могут похвастаться обширным перечнем различных вспомогательных опций, позволяющих с наибольшим комфортом использовать данное устройство. Цена варьируется в пределах от 100 до 1000 рублей. Гораздо дороже вам обойдутся модели с дистанционным управлением.

Как сделать своими руками

Если вы хоть немного дружите с паяльником, тогда сделать устройство самостоятельно не составит слишком большого труда. Для работы вам понадобятся следующие элементы:

два резистора (переменный и постоянный);
провода;
неполярный конденсатор;
симистор и динистор.

Все последующие действия производят, отталкиваясь от основной схемы, предоставленной ниже:

С помощью переменного резистора подаётся ток на встроенный конденсатор. Таким образом сам конденсатор заряжается, и лампочка начинает гореть.

Чтобы собрать диммер следует все детали соединить между собой таким образом, как указано на схеме. На конечном этапе все концы используемых элементов необходимо припаять к медным проводам, предварительно осуществив обязательное обезжиривание.

Как сделать так, чтобы умные лампочки не глупели при перебоях питания

Если вы когда-либо обзаведётесь технологиями умного дома, то скорее всего, в числе первых купленных устройств у вас окажутся именно умные лампочки. Они действительно удобны. Включение-выключение света при движении. По таймеру. Плавное нарастание яркости для более комфортного пробуждения. Разные цветовые температуры. И так далее.

Вот они умные технологии. Однако… Не обходится без ложки дёгтя. Есть у умных лампочек, как минимум, одна особенность поведения, которую обычно не афишируют в рекламных буклетах и не упоминают в описании товара. Если задуматься, то это поведение можно даже назвать очевидным и логичным, но всё же оно может стать очень неприятным сюрпризом, особенно если дело будет происходить посреди ночи.

Я говорю о том, как умные лампочки реагируют на кратковременный перебой в подаче электроэнергии.

Глупые умные лампочки

Для начала позвольте вопрос: как думаете, что произойдёт с погашенной умной лампочкой, если в квартире вдруг мигнёт электричество? Она включится. Если это произойдёт ночью, а лампочка установлена неподалёку от кровати, то… сами понимаете, ощущения будут не из приятных. Спросонок даже не сразу сообразишь, что произошло и почему вокруг так светло.

Почему при скачке напряжения они включаются? Есть мнение, что это сделано для обратной совместимости с обычными “” лампочками. Если вы вкрутите умную лампочку в патрон, управляемый обычным выключателем, она должна работать. “Появляется питание -> лампочка включается”. Именно это и приводит нас к неприятному побочному эффекту при нештатном исчезновении и повторной подаче питания. К сожалению, умные лампочки недостаточно умные, чтобы такое поведение было настраиваемо. Есть, впрочем, исключения, о которых ниже.

Когда я впервые столкнулся с этим, то был удивлён. Вернее я сначала был разбужен светом в глаза, а удивление пришло секундой позже. Заглянув за решением в Интернет я нашёл много товарищей по несчастью, задающих извечный вопрос “что делать”. А вот с ответами было негусто. Они варьировались от замены умных лампочек умными же розетками до примеров скриптов в логику умного дома, которые при обнаружении горящей посреди ночи лампочки посылали бы команду на выключение.

Первый вариант хорош. Надёжен. Но мы теряем в функциональности (нельзя сделать плавное включение, к примеру). Да и область применения уже — можно использовать только в осветительных приборах, подключаемых через розетку (все люстры — мимо). А второй требует некоторых навыков, да и решение предлагает не совсем окончательное, ведь лампочка всё равно вспыхивает посреди ночи, просто сама гаснет через какое-то время. Если интересно, пример такого решения есть в комментариях.

Умные технологии, ага.

Решение…

Идеальный конечный результат, в моём понимании, был бы таким — . А именно: при подаче питания вместо включения на максимальную яркость, лампочку можно заставить оставаться выключенной или, скажем, восстанавливать предыдущее состояние (к примеру, если в момент перебоя с электричеством лампочка была включена на 30% яркости, то восстанавливается тот же самый режим).

Год назад, когда я пытался решить эту проблему, готовых решений, вроде как, не просматривалось. На форумах удовлетворительных решений не было, и я махнул рукой.

И вот однажды я натыкаюсь на такую запись на странице замечательного проекта zigbee2MQTT

Копнул глубже, оказывается, ещё в далёком декабре 2018 года Филипс добавил соответствующую настройку в свои лампочки. Вот только афишировать это они, похоже, не хотят. Ради интереса я даже прицельно погуглил по их сайту, и нашёл лишь несколько скупых упоминаний.

Описания обновлений прошивок ( ссылка ) и приложения iOS ( ссылка ). Упоминание функции power-on behavior.

Уж не знаю, чем вызвана такая застенчивость по отношению к функциональности, которую они сами описывают как (вольный перевод фразы “long awaited”). Что же касается других производителей, то я не смог найти аналогичную настройку. Возможно, они стесняются ещё сильнее (хотя казалось бы, куда сильнее-то). Если вам такие известны, пожалуйста, напишите в комментарии.

…решение доступное всем, но неполное…

Итак, лампочки с нужной заявленной функцией есть, остаётся только купить и спать спокойно. Но где там. Самое интересное всегда начинается, как только дело доходит до реального использования. А практика показала, что через официальное приложение лампочки можно настроить только следующим образом.

Интерфейс приложения Philips Hue Bluetooth. Я привожу настройки на русском и английском, т.к. перевод с английского хромает и вводит в заблуждение.

Нас интересует настройка со значком молнии. Именно она оставит лампу в выключенном состоянии если она была выключена и произошёл перебой в подаче питания. Вот оно решение! Однако, тут как в том анекдоте, есть нюанс. Если свет дважды в течение 15 секунд, то лампочка включится принудительно причём на максимальную яркость и мы снова проснёмся посреди ночи в поисках выключателя. Об этом даже написано в приложении. Интервал в 15 секунд проверен мной на лампочке с артикулом 9290023349 и прошивкой 1.65.11_hB798F2BF от 11 мая 2020.

Конечно, шанс получить двойной перебой питания питания с интервалом в 15 секунд ниже чем получить одиночный. Но он всё-таки есть.

Если бы я не увлекался умными устройствами с интерфейсом ZigBee и не наткнулся на эту функциональность именно на сайте проекта zigbee2MQTT, я бы тут же бросил эту затею. Да и статью на Хабр писать не стоило бы…

… и решение полное, но не для всех

Оказывается, что по протоколу ZigBee доступна ещё одна возможность настройки, до которой не добраться из приложения. Она позволяет настроить умную лампочку на режим всегда выключена. То есть как бы быстро напряжение ни мигало, или как бы яростно вы ни щёлкали выключателем, лампочка не включится. Включить её можно только через сопряжённые устройства умного дома (ZigBee-координатор или всё ту же Bluetooth-приложеньку от производителя).

В чём минус — это решение доступно не для всех пользователей, а только для обладателей ZigBee-сетей с возможностью послать вручную сконструированное сообщение на устройство. Быть может фирменный хаб от того же производителя также позволяет получить доступ к такой настройке, но у меня нет возможности проверить ввиду отсутствия упомянутого хаба.

В моём случае (у меня есть ZigBee-координатор CC26X2R1 и zigbee2mqtt) окончательное решение выглядит так:

лампочку нужно сопрячь с координатором

в логах найти её уникальный номер (к примеру 0x0017880108fe7a41 )

и послать через zigbee2mqtt MQTT-сообщение.
Topic: zigbee2mqtt/[FRIENDLYNAME]/set/hue_poweron_behavior
Data: off

Только после этого мы получим по-настоящему умную лампочку, которая горит, когда нужно и не горит, когда не нужно.

Хотел бы я, чтоб такая статейка попалась мне на глаза эдак годик назад. Я бы не задавался вопросом “”, придя с работы домой, или выспался на пару раз больше. Надеюсь, мой опыт поможет другим. Если у кого-то есть примеры реализации умного света в спальне с надёжным выключением, устойчивым к перебоям электропитания и плавным включением по утрам без привязки к конкретному производителю, я был бы рад почитать в комментариях.

Источник: gk-rosenergo.ru