Поочередно включение лампочки и светодиода

Электрик в доме

Предлагаю вашему вниманию два простых устройства плавного включения ламп накаливания, которые можно сделать своими руками. Устройства позволяют существенно повысить срок службы ламп накаливания. Дело в том, что даже если у вас исправен выключатель, патроны и отлично выполнены все соединения проводки, то всё равно лампы накаливания могут быстро перегорать из-за резкого скачка тока во время включения. Это происходит потому, что сопротивление вольфрамовой нити накаливания в холодном состоянии намного меньше, чем в разогретом. Поэтому в момент включения и происходит резкое увеличение тока. Другие причины перегорания ламп описаны в предыдущей статье.

Устройство плавного включения ламп накаливания на тиристоре

Устройство плавного включения на тиристоре

На схеме обозначено:

• S1 — выключатель
• L1 — лампа накаливания
• D1-D4 — диоды Д226
• VS1 — тиристор КУ202М
• R1 — резистор МЛТ-1, 16 кОм
• C1 — конденсатор К50-35, 10 мкФ, 300В

Работа схемы

В схеме лампа накаливания и управляющая розжигом лампы схема включены последовательно. После замыкания контактов выключателя S1 напряжение поступает на диодный мостик, выпрямляется мостиком и поступает на цепочку резистор (R1) — конденсатор (C1), в начале тиристор немного приоткрывается, далее в течении зарядки конденсатора на управляющий электрод тиристора подаётся всё большее положительное напряжение, после полной зарядки конденсатора тиристор полностью открывается и лампа зажигается на полную мощность.

Детали схемы

Лампа накаливания (или группа ламп, включённая параллельно) рассчитана на номинальное напряжение 220-240 В, мощность ламп определяется параметрами диодного моста и тиристора, при указанных деталях мощность не должна превышать 130 Вт.

Вместо указанных диодов Д226 можно применить любые другие выпрямительные, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300В и на ток, необходимый для нужной мощности ламп. Например мостик из диодов Д246Б выдержат мощность ламп до 2 кВт.

Тиристор КУ202М можно заменить на КУ202Н(К,Л), Т122-25-12, Т122-20-11, эти тиристоры выдержат мощность ламп минимум до 2 кВт.

Резистор любой, номинал резистора можно менять для изменения времени розжига лампы, мощность рассеяния не менее 1 Вт, лучше даже взять 2Вт.

Конденсатор тоже можно использовать любой, даже неполярный, на напряжение не ниже 300В, в принципе ёмкость можно уменьшить даже до 0,5 мкФ, в этом случае розжиг будет происходить почти мгновенно, но этого достаточно для увеличения срока службы ламп.

Также можно доработать схему и получить димер, для этого резистор R1 нужно заменить на последовательно соединённую цепочку из постоянного на 8-12 кОм и переменного на 5-8 кОм. Удобно будет использовать переменный резистор с встроенным выключателем.

Устройство плавного включения ламп на микросхеме

Устройство плавного включения на микросхеме

На схеме обозначено:

• L1 — лампа накаливания
• C1, C2 — конденсаторы К53-4, 1 мкФ, 16В
• C3 — конденсатор К53-4, 100 мкФ, 16В
• DD1 — микросхема К1182ПМ1
• S1 — выключатель
• R1 — резистор МЛТ-0,25, 4,7 кОм

Данная схема позволяет подключать нагрузку мощностью до 150 Вт, при напряжении 80-270 В.

Номиналы R1 и S1 можно изменять для изменения времени разгорания ламп. Также можно заменить резистор R1 на переменный и получится димер.

Оба представленных устройства не предназначены для люминесцентных, энергосберегающих и светодиодных ламп.

Будет интересно почитать:

Выбор автоматического выключателя

Как выбрать сварочный аппарат

Автоматический освежитель воздуха

Рубрики: Полезные устройства, Электронные устройства Метки: Устройства защиты, электроника

Метки: освещение, плафон, плавный пуск

Комментарии 43

подскажите, а биполярный транзистор подойдёт сюда(КТ837Д)?

а печатку в спринте рисовал? если да, то можешь мне скинуть?

Вечером посмотрю на домашнем компьютере, если осталась то скину.

в качестве дружеской критики: 1. вместо никнейма лучше було бы оставить полигон для тепло-отвода, да и вообще развести плату так, чтобы травить не надо было, а можно было бы расчертить канц.ножом на изолированные площадки 2. провода к плате не паять, а присоединять разъемом — когда захотите улучшить девайс, можно было просто его заменить

Тепло-отвод явно лишнее…Транзистор мощный, а диоды в плафоне потребляют совсем чуть чуть. Оно выше температуры окружающей среды и не нагревается. По поводу разметки платы канц ножом — ну не люблю я такой колхоз. Лучше потрачу лишние пол часа — час, но сделаю все красиво. Разъем стоит, только не на самой плате, а на пяти сантиметровом отрезке проводов. Так удобнее размещать устройство под потолком — сначала прилепил как надо, а потом и провода соединил.

а каким способом ты травил плату? каким наносил на тексталит ее?

Дорожки наносил с помощью фоторезиста. Травил в растворе перекиси водорода, соли и лимонной кислоты.

а я помню, раньше лаком дорожки рисовал… травил в хлорном железе))) так уже не делают?))) ппц я отстал…

Ну лаком сейчас уже наверное точно никто не рисует, проще тем же ЛУТом сделать. А вот хлорное железо я сам до недавнего времени использовал, пока не узнал про способ с перекисью водорода — и достать проще, и дешевле, да и все вокруг не пачкает)))

а каким способом ты травил плату? каким наносил на тексталит ее?

ТекстОлит. А вообще-то — это стеклотекстолит.

ну все, с умничал…

Нравится быть не грамотным — оставайтесь…

а вы часто пользуетесь текстолитом? раз тут оказался стеклотекстолит… я думаю и так понятно, что это за материал… ошибка в названии — да, запомнил как правильно. но. ошибкой не считаю, что материал для плат называю просто текстолитом. думаю многие так и говорят, что б не удлинять и так понятное слово. это как всегда добавлять аккумулятор свинцово-кислотный в машине. думаю и вы не добавляете. стеклотекстолит = текстолит. суть того, о чем идет речь ничуть не меняется.

Дело в том, что текстолит — это ткань пропитанная клеем. Он коричневого цвета. www.ru.all.biz/img/ru/catalog/2068698.jpeg Он не металлизируется и не используется для производства печатных плат.

А стеклотекстолит — это стеклоткань пропитааная эпоксидной смолой, он светоложёлтого цвета. И свойства материалов сильно отличаются.

Ещё в качестве диэлектрика для печатных плат используют гетинакс — это бумага, пропитанная клеем. Тоже, кстати, коричневого цвета.

В бытовой технике часто используется гетинакс (ранее преимущественно, только гетинакс использовался). Стеклотекстолит стал его вытеснять пару десятилетий назад.

Да, я давно занимаюсь электроникой, 40 лет уже. Первую печатную плату разработал и изготовил в возрасте 12 лет, т.е. в 1982 году…

Что нужно

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

1. Паяльная станция и комплект расходников (припой, флюс и проч.).
2. Фрагмент текстолитового листа для создания платы.
3. Корпус для размещения компонентов.
4. 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:

1. Резистор (R).
2. Конденсаторный модуль (C).
3. 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.

Плавное включение и выключение светодиодов: 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?

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:

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

Схема и принцип ее работы

Рассмотрим один из наиболее простых вариантов схемы плавного включения и выключения светодиодов с управлением по плюсовому проводу. Помимо простоты исполнения, данная простейшая схема имеет высокую надежность и невысокую себестоимость. В начальный момент времени при подаче напряжения питания через резистор R2 начинает протекать ток, и заряжается конденсатор С1. Напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, что способствует плавному открытию транзистора VT1. Нарастающий ток затвора (вывод 1) проходит через R1 и приводит к росту положительного потенциала на стоке полевого транзистора (вывод 2). В результате происходит плавное включение нагрузки из светодиодов.

В момент отключения питания происходит разрыв электрической цепи по «управляющему плюсу». Конденсатор начинает разряжаться, отдавая энергию резисторам R3 и R1. Скорость разряда определяется номиналом резистора R3. Чем больше его сопротивление, тем больше накопленной энергии уйдет в транзистор, а значит, дольше будет длиться процесс затухания.

Для возможности настройки времени полного включения и выключения нагрузки, в схему можно добавить подстроечные резисторы R4 и R5. При этом, для корректности работы, схему рекомендуется использовать с резисторами R2 и R3 небольшого номинала. Любую из схем можно самостоятельно собрать на плате небольшого размера.

Схемы

Так как устройство плавного включения ламп накаливания и галогенных ламп не представляет особой сложности с точки зрения схемотехники, его можно собрать своими руками. Процесс сборки может быть осуществлен:

• навесным монтажом;
• на макетной плате;
• на печатной плате.

И зависит от ваших навыков и возможностей самым надежным будет вариант на печатной плате, от навесного монтажа в этом случае лучше держаться подальше, если вы не владеете особенностями такого монтажа в цепях 220 В.

Плавное включение ламп 220 В: схема на тиристоре

Схема первая представлена на рисунке ниже. Основным ее функциональным элементом является тиристор, включенный в плечах диодного моста. Номиналы всех элементов подписаны. Если использовать ее в качестве плавного розжига для торшера, настольной лампы или другого переносного светильника – удобно заключить ее в корпус, подойдет распредкоробка для наружного монтажа. На выходе установить розетку для подключения светильника. По сути – это обычный диммер, и плавного пуска как такового здесь нет. Вы просто поворачиваете ручку потенциометра, плавно увеличивая напряжение на лампе. Кстати, такая приставка подойдет и для регулировки мощности паяльника или других электроприборов (плиты, коллекторного двигателя и т. д.).

Вариант реализации схемы

Плавное включение ламп 220 В: схема на симисторе

Можно уменьшить количество деталей и собрать такую же схему, которая установлена в фирменные блоки защиты. Она изображена на рисунке ниже.

Схема с симистором

Чем больше постоянная времени R2С1 цепочки, тем дольше происходит розжиг

Для увеличения времени нужно увеличить емкость C1, обратите внимание – это полярный или электролитический конденсатор. Конденсатор C2 должен выдерживать напряжение не менее 400 В – это неполярный конденсатор

Чтобы увеличить мощность подключенных ламп – измените симистор VS1 на любой подходящий по току к вашей нагрузке.

Дроссель L1 – это фильтрующий элемент, он нужен для уменьшения помех в сети от включения симистора. Его использовать необязательно, на работу схемы не влияет.

Когда включается SA1 (выключатель), ток начинает течь через лампу, дроссель и конденсатор С2. За счет реактивного сопротивления конденсатора, ток через лампу течет маленький. Когда напряжение до которого зарядится С1 достигнет порога открытия симистора – ток потечет через него, лампа включится в полный накал.

Плавное включение ламп 220 В: схема на ИМС КР1182ПМ1

Есть вариант и плавного включения с помощью микросхемы КР1182ПМ1, она обеспечивает плавный пуск ламп и другой нагрузки мощностью до 150 Вт. Подробное описание этой микросхемы вы найдете здесь:

а ниже изображена схема устройства, она предельно проста:

Простая схема

Или вот ее модернизированный вариант для включения мощной нагрузки:

Проработанная схема

Дополнительно установлен тиристор BTA 16–600, он рассчитан на ток до 16 А и напряжение до 600 В, это видно из маркировки, но можно взять и любой другой. Таким образом, вы можете включать нагрузку мощностью до 3,5 кВт.

Подключение с использованием блока защиты

Обычно для решения этой проблемы используется блок защиты, который и выполняет функцию УПВЛ. При использовании с лампами накаливания данного устройства напряжение при включении возрастает не так резко, а постепенно повышается. Таким образом, нить накаливания не испытывает излишних перегрузок, и срок эксплуатации лампочки возрастает.

Рассмотрим подробнее схему работы этого устройства на примере блока Uniel Upb-200W-BL, последовательно подключенного к лампе накаливания в 75 Вт. В этой схеме ток сначала проходит через блок и уже потом идет на лампу. В результате этого происходит дополнительное падение напряжения, и на лампу поступает не стандартные 220, а 171 В. Причем за счет прохождения тока через блок защиты рост напряжения до 171 В происходит плавно за 2-3 секунды.

Uniel Upb-200W-BL для плавного запуска

Снижение поступающего напряжения также способствует увеличению сроку эксплуатации лампочки. Но, с другой стороны, пониженное напряжение значительно снижает световой поток, примерно, на 70 процентов, а это существенный показатель. Поэтому при использовании блока защиты необходимо учитывать потери по освещенности и использовать более мощные, по сравнению с обычными, лампы.

Рассматриваемый в нашей схеме блок может выдерживать мощность до 200 Вт, значит, к нему можно подключать лампы примерно такой же мощности. Но лучше задать небольшой запас в 20-25 процентов и использовать в схеме лампы с суммарной мощностью не более 160 Вт. За счет запаса мощности лампы и сам блок прослужат дольше. Естественно, что и на сам блок не стоит подавать напряжение больше, чем 200 ВТ.

Обратите внимание! При понижении мощности лампы накаливания цветовая температура изменяется, и свет становится более красным. Изменения цвета освещения может сказаться на самочувствии человека

Схема плавного включения ламп накаливания довольно простая. Блок устанавливается последовательно от выключателя к лампе, то есть в разрыв фазного провода.

Сам блок зашиты можно разместить в двух местах:

1. рядом с осветительным прибором;
2. у выключателя – в этом случае блок располагается в распределительной или установочной коробке.

Размещение блока защиты

Выбор места зависит от размеров блока защиты, для слишком большого прибора придется выделять отдельное место. Недостаток размещения в подрозетнике состоит в том, что блок зашиты не будет иметь достаточного доступа воздуха для охлаждения.

Порядок подключения Блока Плавного Розжига (БПР) на ближний свет

Понадобится:

1. 4 мамы широкие
2. 4 папы широкие
3. 2 мамы узкие
4. 2 папы узкие

«Тройник» для разветвления на монтажном блоке массы

Цепляем на три длинных провода (по 35 сантиметров) разъемы «мама» и «папа». Получается что то вроде удлинителя реле ближнего света. Присоединяем разъемы «мама» и «папа» на провода БПР (Вход +12В — «мама», Выход — галоген — «папа»).

Вытащив реле ближнего света (напомню К4) цепляем на него «удлинитель» на все контакты, кроме 87.

Для удобства можно скрепить «удлинитель» стяжками. Справа масса (зелёный провод — в блок предохранителей)

Вставляем конец «удлинителя» в блок предохранителей наместо реле. 

На другой конец — соответственно реле, которое вытаскивали ранее.

В реле на 87-ю «ногу» одеваем разъем «мама» от БПР (вход +12В), а в блок предохранителей вставляем разъем «папа» (Выход — Галоген), где должна быть «нога» 87.

Окончательный вариант собранной конструкции.

Массу (масса -12 В) берем от куда удобнее (например, с колодки Ш2 монтажного блока — контакт 4. Вытаскиваем провод (черный) из колодки, вместо него вставляем заготовленный «тройник» от БПР.

Чтобы удобно закрепить реле внутри блока предохранителей, можно купить колодку для реле с защелкой. И закрепить на задней стенке монтажного блока.

Каждый контакт изолируем (термоусадками, гофрами)

Схема подключения:

Это интересно: Открытая ретро проводка в деревянном доме — красивые винтажные розетки и выключатели + фото

Способы реализации плавного включения

Прежде чем определиться со способами реализации плавного запуска, необходимо выяснить, как работают УВПЛ. Принцип действия приборов этого типа основывается на способности сначала понижать, а затем постепенно повышать напряжение до оптимальной величины. Устройство подключается в разрыв провода между лампой (светильником) и выключателем.

При подаче напряжения его величина повышается за счет схем плавного запуска. Они могут быть собраны на транзисторах, симисторах или тиристорах по схемам ФИР (фазоимпульсный регулятор). Скорость повышения напряжения может варьироваться в пределах нескольких секунд: многое зависит от того, по какой схеме был собран прибор. Мощность нагрузки чаще всего не превышает 1400 Вт.

Блок питания

Блок защиты выступает в роли устройства, обеспечивающего плавное включение. Применение приспособления одновременно с лампой позволяет постепенно понизить напряжение, поступающее к осветительному прибору. Вольфрамовая нить в этом случае не испытывает большой нагрузки, что позволяет продлить ее срок эксплуатации.

По мере того, как электрический ток проходит сквозь блок, напряжение падает (с 220 В до 170 В). Скорость варьируется в пределах 2-4 секунд. Использование блока защиты по назначению приводит к снижению потока света на 50-60%. Устройства Uniel Upb-200W-BL выдерживают до 220 В, поэтому необходимо подключать к ним лампочки такой же мощности.

Устройство можно устанавливать рядом с выключателями или приборами освещения.

Устройство плавного включения

Механизм действия устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) такой же, как и у защитных блоков. Прибор имеет весомое преимущество – небольшой размер, поэтому его можно устанавливать в подрозетник (за выключатель), внутри распределительной коробки и потолочной лампы (под колпак). Подключение УПВЛ должно осуществляться последовательно, начиная с соединения прибора к фазному проводнику.

Диммирование

Диммеры обладают способностью регулировать электрический ток, поэтому эти приборы часто устанавливают в жилых помещениях. Устройства меняют яркость света, который дают галогеновые, светодиодные или лампы накаливания.

Реостат или переменный резистор считают простейшим диммером. Прибор был изобретен в 1847 году Кристианом Поггендорфом. С его помощью можно регулировать силу электрического тока и напряжение. Устройство состоит из нескольких деталей:

• проводник;
• регулятор сопротивления.

Сопротивление меняется плавно. Чтобы уменьшить яркость света, напряжение снижают. В этом случае величины, обозначающие силу тока и сопротивление, будут высокими, что спровоцирует перегрев осветительного прибора.

К диммерам относят также автотрансформаторы. У этих приборов коэффициент полезного действия достаточно высок. Напряжение подается неискаженным, частота оптимальная – не более 50 Гц. Существенный минус автотрансформатора – большой вес. Чтобы управлять ими, человек должен приложить максимум усилий.

Электронный вариант – наиболее простой и доступный прибор, с помощью которого можно контролировать силу тока. Основная деталь компактного устройства – переключатель (ключ), которым управляют тиристорными, симисторными и транзисторными полупроводниками.

Выделяют несколько способов регулирования диммера:

• по переднему фронту;
• по заднему фронту.

Подающееся на лампы накаливания напряжение можно регулировать обоими способами.

Управление по «минусу»

Выше переведенные схемы отлично подходят для применения в автомобиле. Однако сложность некоторых электрических схем состоит в том, что часть контактов замыкается по плюсу, а часть – по минусу (общему проводу или корпусу). Чтобы управлять приведенной схемой по минусу питания, её нужно немного доработать. Транзистор нужно заменить на p-канальный, например IRF9540N. Минусовой вывод конденсатора соединить с общей точкой трёх резисторов, а плюсовой вывод замкнуть на исток VT1. Доработанная схема будет иметь питание с обратной полярностью, а управляющий плюсовой контакт сменится на минусовой.

Схема данного розжига была сделана на основе записи бортового товарища. С паяльникам я дружу, но со схемами я на вы…

Вернёмся к схеме схема весьма бородатая в интернете, следовательно проверенна не раз, но есть одно но — в ней есть одна ненужная мне вещь управление по плюсу от замка зажигания и габаритов. врезаться в зажигание я не хочу, сделал просто со схемы выкинул тот самый управляющий элемент и резистор который отвечает за скорость розжига поставил регулируемый (R2* — поправка номинал 100 кОм, ).

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.

Чтобы наверняка определить то, насколько выбранный вами механизм в состоянии корректно работать совместно с выбранной лампой, лучше всего воспользоваться эмпирическим методом. Для этого стоит перед покупкой ещё в магазине проверить правильное функционирование диммера с определённым видом освещения.

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