Przełączniki lub ściemniacze z możliwością ściemniania (z angielskiego dim - dim, dim) to urządzenie, które może regulować napięcie u konsumenta w zakresie od 0 do 100% wartości nominalnej. Najczęściej zamiast konwencjonalnych przełączników stosuje się ściemniacze, aby płynnie regulować jasność światła.
Cel ściemniacza
Głównym celem takich urządzeń jest regulacja jasności żarówek lub żarówek halogenowych. Sterowanie lampami halogenowymi, które działają przy niskim napięciu, odbywa się za pomocą ściemniacza podłączonego przez transformator obniżający napięcie. Urządzenia te można kupić osobno, ale lepiej kupić ściemniacz z wbudowanym transformatorem.
Uwaga! Do pracy w obwodach oświetleniowych z lampami LED i świetlówkami konieczne jest zastosowanie specjalnych ściemniaczy.
Do sterowania lampami energooszczędnymi stosuje się urządzenia, których konstrukcja zawiera dodatkowy element - elektroniczny rozrusznik.
Używając ściemniacza jako włącznika światła, możesz dowolnie zmieniać natężenie oświetlenia od maksymalnego do najbardziej stonowanego. W takim przypadku nie ma potrzeby stosowania podwójnych lub potrójnych przełączników do sterowania pracą żyrandoli z kilkoma lampami. Ponadto nie ma sensu kupować drogich opraw wyposażonych we własne regulatory napięcia.
Klasyfikacja ściemniaczy
Obecnie na rynku dostępnych jest kilka odmian ściemniaczy monoblokowych:
- Ściemniacze z mechanicznym regulatorem, który wykonany jest w formie obrotowego dysku. Konstrukcja takich produktów jest stosunkowo prosta, co jest powodem ich dość rozsądnej ceny. Są ściemniacze z naciśnięciem lub włączeniem. W pierwszym przypadku, aby zamknąć obwód elektryczny należy lekko nacisnąć pokrętło regulatora, urządzenia drugiego typu zawsze włączają światło zaczynając od jego minimalnego natężenia.
- Ściemniacze przyciskowe. Są to urządzenia bardziej złożone, ale ich funkcje są znacznie rozbudowane dzięki możliwości łączenia takich sterowników w grupy, którymi można sterować z pilota.
- Dotykowe ściemniacze. Są to dość drogie, ale i najbardziej prestiżowe urządzenia, które idealnie wpasowują się we wnętrza pokoi urządzonych w nowoczesnym stylu. Dodatkowo modele dotykowe, podobnie jak ściemniacze poprzedniego typu, wyposażone są w odbiorniki sygnału, które pozwalają na zmianę natężenia oświetlenia za pomocą pilota na podczerwień lub drogą radiową.
Oprócz ściemniaczy monoblokowych istnieją urządzenia z modułowym sterowaniem, które odbywa się za pomocą zdalnego przycisku lub przełącznika kołyskowego. Takie regulatory służą do sterowania oświetleniem w miejscach publicznych, a także do montażu w puszkach przyłączeniowych.
Jak już wspomniano, większość modeli ściemniaczy jest przeznaczona do użytku w obwodach z lampami żarowymi lub LED.
Przy wyborze ściemniacza należy zwrócić szczególną uwagę na jego moc, która musi przekraczać łączną maksymalną moc wszystkich odbiorców podłączonych za pośrednictwem tego urządzenia. Dziś w sklepach elektrycznych można znaleźć ściemniacze o mocy od 40 W do 1 kW.
Jeśli chodzi o konstrukcję, na rynku dostępne są ściemniacze pojedyncze, podwójne i potrójne. Jednocześnie zdecydowana większość to modele pojedyncze.
Dodatkowe funkcje ściemniaczy
Oprócz swojego głównego celu - płynnej regulacji światła, niektóre modele ściemniaczy mogą być wyposażone w dodatkowe elementy, które pozwalają wykonywać szereg przydatnych funkcji, do których należą:
- Tworzenie efektu obecności.
- Różne tryby ściemniania, a także migające światła.
- Automatyczne włączanie i wyłączanie.
- Sterowanie głosowe i zdalne.
Konstrukcja przełączników ze ściemniaczem
Głównym elementem konstrukcji ściemniacza jest obwód elektryczny, którego zadaniem jest zmniejszenie efektywnej wartości napięcia zasilającego obciążenie.
Zapewnienie niezawodnej pracy tego obwodu realizowane jest za pomocą kilku rodzajów zabezpieczeń, do których zalicza się zabezpieczenie przed zwarciem, przepięciem i przegrzaniem.
Podobnie jak zwykły włącznik światła, ściemniacz posiada metalową ramkę, która pozwala w łatwy sposób zamontować go w standardowym gniazdku.
Schemat urządzenia
Głównym elementem obwodu elektrycznego na którym zbudowany jest ściemniacz jest dwukierunkowy tyrystor triodowy - urządzenie będące wyłącznikiem elektronicznym sterowanym krótkim impulsem.
Jeden z najczęstszych obwodów ściemniacza pokazano na rysunku.
Sygnał otwarcia i zamknięcia tyrystora realizowany jest za pomocą kondensatora o określonej pojemności, który gromadzi ładunek podczas przejścia pierwszej półfali napięcia zasilającego.
Zasada działania
Nowoczesne ściemniacze nie są konsumentami energii elektrycznej. Jest to ich podstawowa różnica w stosunku do wcześniejszych analogów, które działały według schematu aktywnego lub pojemnościowego dzielnika napięcia.
Poprzednie generacje regulatorów napięcia były albo reostatami połączonymi szeregowo z obciążeniem, albo autotransformatorami. W obu przypadkach wytwarzanie i użytkowanie takich urządzeń okazało się niezwykle kosztowne. Zastosowanie reostatu, oprócz znacznych kosztów finansowych, doprowadziło do znacznego wzrostu masy ściemniacza. Dodatkowo, gdy prąd przepływa przez reostat, staje się on bardzo gorący, co prowadzi do znacznych strat mocy i wymusza uwzględnienie konieczności chłodzenia tego urządzenia.
W przeciwieństwie do reostatu autotransformator nie jest konsumentem energii, ale ma niezwykle dużą masę i wymiary.
Możliwe jest uniknięcie strat mocy w ściemniaczu ze względu na obwód elektryczny, który umożliwia dostarczanie energii do odbiorców poprzez „odcięcie” przedniej lub tylnej półfali napięcia zasilającego. Ta zasada działania nazywana jest kontrolą fazy z odcięciem krawędzi natarcia lub spływu.
Zasada działania ściemniacza odcinającego krawędź natarcia półfali sinusoidy napięcia:
Rysunek przedstawia postać napięcia zasilającego w obwodzie, którego obwód zawiera sterowany tyrystor, który jest automatycznie włączany, gdy napięcie osiągnie zero.
W zależności od trybu pracy, który określany jest czasem odpowiedzi (od 0 do 9 ms), można uzyskać płynną zmianę mocy pobieranej przez urządzenie oświetleniowe.
Instalowanie ściemniacza
Podłączenie pojedynczego ściemniacza odbywa się w taki sam sposób, jak montaż zwykłego przełącznika kołyskowego. Dzięki temu, instalując ściemniacz zamiast istniejącego przełącznika, nie ma potrzeby wprowadzania jakichkolwiek zmian w projekcie okablowania elektrycznego.
Schemat połączeń, wymiary puszki gniazdkowej i oznaczenia zacisków są absolutnie identyczne.
Pewne trudności mogą pojawić się tylko w przypadku łączenia ściemniaczy jako przełączników przelotowych lub łączenia ich w grupy sterowane z pilota. Schemat ich podłączenia trzech wyjść do podłączenia przewodów elektrycznych.
Zalety i wady stosowania ściemniaczy
Zalety:
- Możliwość dowolnej zmiany jasności światła w pomieszczeniu nie tylko znacznie zwiększa wygodę użytkowania lamp, ale także daje szerokie pole do ciekawych rozwiązań projektowych.
- Obniżenie napięcia u konsumenta bez rozpraszania mocy pozwala znacznie zaoszczędzić energię.
- Podczas pracy przy niskim napięciu żywotność lamp znacznie się wydłuża.
- Zastosowanie ściemniacza może w pewnym stopniu chronić konsumenta przed skokami napięcia, które są jedną z głównych przyczyn awarii żarówek.
- Lampy są włączane w momencie, gdy sinusoida napięcia zasilającego przechodzi przez zero, co zapobiega gwałtownemu wzrostowi w nich prądu.
Wady:
- Stosunkowo wysoka cena tych ściemniaczy w porównaniu do konwencjonalnych przełączników kołyskowych.
- Jeśli konieczna jest wymiana podwójnego lub potrójnego przełącznika na ściemniacz, istnieją znaczne trudności związane z nabyciem drogiego modelu podwójnego ściemniacza lub wyposażenia do dodatkowych punktów do zainstalowania dwóch lub trzech takich urządzeń.
- Zniekształcenie krzywej napięcia zasilania. Ta wada nie wpływa znacząco na wynik pracy aktywnych odbiorców energii, którymi są żarówki. Jednocześnie stosowanie ściemniaczy może mieć niezwykle negatywny wpływ na działanie elektronicznych odbiorców.
Dlatego stosowanie ściemniaczy jako ściemniaczy jest całkiem uzasadnione w przypadkach, gdy naprawdę konieczna jest płynna zmiana jasności światła. Jednocześnie, ze względu na wysoki koszt tych urządzeń, stosowanie ich zamiast wszystkich przełączników w mieszkaniu wydaje się niewłaściwe.
