Interrupteur de gradation pour ampoule LED

Depuis l'avènement de l'éclairage électrique, les ingénieurs ont tenté de résoudre le problème de la gradation des lampes. Aux débuts de l'électrotechnique, seules deux méthodes étaient disponibles : les rhéostats et les transformateurs à gradation. Ces dispositifs étaient encombrants et peu pratiques à utiliser à la maison, et ils présentaient d'autres inconvénients. Ce n'est donc qu'avec le développement de l'électronique de puissance à semi-conducteurs et la mise au point d'interrupteurs électroniques puissants mais compacts que des dispositifs modernes ont été créés, appelés gradateurs.

Ce qu'est la gradation et comment elle fonctionne

Le variateur est le nom donné à la régulation de la luminosité des lampes de différents modèles, du maximum vers le bas. Le terme vient du verbe "to dim". Les variateurs sont utilisés pour créer un éclairage confortable, mais aussi pour créer différents effets lumineux (des dispositifs modernes contrôlés par des contrôleurs sont utilisés à cet effet).

La tâche consistant à réduire la luminosité de la lumière a été résolue de différentes manières à différents stades du développement de l'ingénierie électrique. A l'origine, on utilisait à cet effet des rideaux qui pouvaient bloquer partiellement le flux lumineux. Les développeurs ont évolué au fil des ans, passant des potentiomètres et des transformateurs contrôlables aux dispositifs compacts modernes. Ils sont basés sur un interrupteur de puissance qui coupe une partie de la forme d'onde sinusoïdale fournie au luminaire.

Le principe du contrôle du niveau de lumière.

A un certain moment, après que le sinus passe par zéro, la clé s'ouvre. Plus il s'ouvre tard, moins la charge est alimentée, plus le courant moyen est faible. Par conséquent, la luminance moyenne est également plus faible.

Un circuit de gradateur typique.

Dans ce circuit, un triac sert d'interrupteur, et le couple d'ouverture est contrôlé par un potentiomètre. Ce dispositif est adapté pour réguler l'éclairage de lampes à incandescence и halogène des ampoules. Les luminaires LED ont leurs propres caractéristiques.

Quelles ampoules peuvent être utilisées avec un variateur de lumière ?

Bien que la lueur des ampoules à incandescence et des LED soit basée sur des principes différents, elles ont un point commun : l'intensité de la lueur dépend du courant moyen qui traverse l'élément. Le problème de la gradation de la plupart des lampes à DEL est qu'elles ne sont pas branchées directement mais par l'intermédiaire d'un régulateur de courant (conducteur). Sa tâche consiste à maintenir la luminosité de la lueur indépendamment des changements des paramètres de la tension d'alimentation. En d'autres termes, un tel dispositif est conçu pour résister aux processus associés à la gradation. Il n'est donc pas possible de régler l'intensité de la lueur avec les dispositifs conventionnels.

Il existe des lampes spéciales dont les circuits d'entrée du conducteur sont complétés par des circuits spéciaux. Il surveille la valeur moyenne de la tension d'entrée et modifie le courant des LED en conséquence, régulant ainsi le flux lumineux. Ces ampoules sont étiquetées avec la mention Dimmable ou un pictogramme approprié.

Les luminaires gradables et non gradables sont étiquetés.

Ces luminaires sont plus chers, mais ont une gamme d'utilisations plus large.

Il existe des lampes LED bon marché sans pilote sous forme de circuit électronique, son rôle est assuré par une résistance d'amortissement. résistance. Ces lampes ne doivent pas être connectées directement au secteur, même si elles satisfont aux paramètres. Ils ne sont pas conçus pour la tension inverse élevée appliquée pendant le demi-cycle négatif. Cela peut conduire à leur échec rapide. Ils doivent donc être connectés à une tension secteur alternative via un redresseur (de préférence une double demi-période), ou utilisés sur une tension continue. Dans le premier cas, ils sont gradables de la manière habituelle, mais doivent être connectés dans un circuit "gradateur - redresseur - lampe". La seconde implique l'utilisation de gradateurs spéciaux qui contrôlent la luminosité par modulation de largeur d'impulsion. Ces dispositifs sont généralement basés sur un contrôleur et les possibilités de contrôle ne sont limitées que par l'imagination du concepteur.

Pour faciliter l'évaluation de la compatibilité des lampes et des gradateurs pour les LED, les données sont résumées dans le tableau.

Important ! Tous Bandes LED Toutes les bandes LED appartiennent à la catégorie des bandes LED gradables - il n'existe pas de bande LED non gradable. Les bandes LED à gradation sont un gadget marketing.

LED à gradation avec tension constante

Si le luminaire LED fonctionne avec une tension constante, sa luminosité peut également être réglée. Le moyen le plus simple est de passer en série une résistance variable en série avec la LED. En modifiant sa résistance, on modifie le courant dans le circuit.

Circuit de contrôle du ballast.

Cette méthode est depuis longtemps reconnue comme infructueuse en raison de son inefficacité énergétique. Une grande quantité de puissance est inutilement dissipée dans la résistance. Il est beaucoup plus efficace de répartir le pouvoir dans le temps. Dans cette méthode, la clé est périodiquement fermée pour réduire l'intensité de la lueur, et le niveau de lumière est moyenné par l'inertie de la vision humaine.

Un circuit discret de contrôle de la luminosité.

En pratique, cela se fait par la méthode PWM. La LED est alimentée par des impulsions rectangulaires d'amplitude et de fréquence constantes, mais de durées différentes.

Le principe de la gradation PWM.

En fonction de la longueur de l'impulsion, le courant moyen traversant la LED varie, ce que l'œil humain perçoit comme un changement de luminosité.

La modulation de largeur d'impulsion est facile à mettre en œuvre avec la technologie des processeurs. C'est pourquoi les contrôleurs sont utilisés pour créer différents effets de lumière.

Avantages et inconvénients

Les avantages de la possibilité de régler le niveau d'éclairage sont les suivants :

• Obtenir un éclairage confortable de la pièce ;
• économie d'énergie ;
• la possibilité d'accentuer les détails (dans le cas d'une illumination décorative) ;
• Réduction de la chaleur générée par les luminaires ;
• possibilité de contrôle à distance et automatique ;
• prolongation de la durée de vie des LED.

Un autre avantage des luminaires à LED est qu'ils ne changent pas de température de couleur lorsqu'ils sont allumés. température de couleur.

Les inconvénients sont les suivants scintillement des sources lumineuses à DEL à de faibles niveaux de luminosité. Cela entraîne une fatigue oculaire accrue ainsi qu'un effet stroboscopique nuisible. Il est difficile de se débarrasser du scintillement avec une alimentation en courant continu, et impossible avec le courant alternatif. Un autre problème est qu'une fois qu'un type spécifique de variateur est installé, il n'est plus possible d'adapter n'importe quel type de lampe. Ils doivent être compatibles avec le variateur.

Les variateurs de lumière permettent-ils d'économiser de l'énergie ?

C'est une question simple qui provoque un débat animé sur Internet. En réalité, cela dépend en grande partie de la conception du variateur. Les anciens variateurs, qui étaient conçus comme des potentiomètres ou des transformateurs variables, ne permettaient pas de réaliser des économies. Toute la puissance économisée était inutilement dissipée au niveau du ballast. Il n'existe pratiquement aucun dispositif de ce type aujourd'hui.

Les variateurs basés sur des interrupteurs électroniques distribuent l'électricité dans le temps. Pour réduire la luminosité, ils ferment complètement l'élément de commande pendant une période déterminée, il n'y a pratiquement pas de circulation de courant à travers la charge et le commutateur. Tout se passe pendant une seule demi-période de tension sinusoïdale, de sorte que l'œil humain ne remarque pas cette interférence. La réduction de la consommation avec cette méthode est évidente, mais tout n'est pas si simple :

1. La contribution de l'éclairage à la consommation totale d'électricité d'une maison ou d'un bureau n'est pas très importante, les appareils puissants en consomment beaucoup plus. Ainsi, une petite réduction de la consommation d'énergie par la gradation sera perceptible, mais non significative.. Avec la transition mondiale vers l'éclairage LED, la part des coûts d'éclairage est encore réduite et l'effet de la gradation devient encore plus faible.
2. Le variateur lui-même pour les ampoules LED a un facteur d'efficacité autre que 100%. Les bonnes unités ont un chiffre supérieur à 90%, mais cela reste un gaspillage d'électricité.
3. Le coût des dispositifs de gradation est plus élevé que celui des interrupteurs classiques. Même si des économies sont réalisées, elles doivent être amorties au moins sur deux ans.
4. De nombreux fabricants surestiment l'effet économique à des fins de marketing, ce qui entraîne une inadéquation des attentes en matière d'utilisation des gradateurs.

Il faut garder à l'esprit que la réduction du courant moyen augmente la durée de vie des LED. Cela contribue positivement à l'économie globale de l'exploitation de l'éclairage. Dans tous les cas ne vous attendez pas à des économies de plus de 10 %.

Effet de la gradation sur la durée de vie des luminaires

L'application d'un courant réduit à l'allumage est connue pour augmenter la durée de vie des lampes à incandescence. Les LED ne sont pas sujettes à des défaillances au moment de l'allumage, mais la gradation aussi. Les LED ont un effet bénéfique sur l'allongement de la durée de vie de LEDS. En effet, la durée de vie des émetteurs dépend de la température moyenne de fonctionnement, qui est elle-même déterminée par le courant. Plus la chaleur est élevée, plus la dégradation des diodes électroluminescentes est rapide et plus elles risquent de tomber complètement en panne.

Dépendance de la durée de vie des LED en fonction de la température.

Lorsqu'on utilise des gradateurs pour les LED, le courant moyen devient nettement inférieur au courant maximal, de sorte que la durée de vie de la LED augmente considérablement.

Les graphiques et les chiffres à cet égard doivent être traités avec un grain de scepticisme - à peine un fabricant a organisé un test complet des ressources. Et cela n'a aucun sens - à la fin des tests, la technologie sera mise à jour, et nous devrons recommencer les tests. Par conséquent, les chiffres sont calculés et il y a beaucoup de publicité dans ces chiffres.

Types de gradateurs modernes

Un grand nombre de gradateurs à LED sont disponibles à la vente. Outre ces différences, ils sont classés en fonction d'autres paramètres qui déterminent la portée des appareils.

Selon le type d'installation

Variateur portable.

Le type d'installation peut être le suivant :

• Monté au mur - monté comme un interrupteur d'éclairage ordinaire ;
• Modulaire - montage dans le tableau électrique sur rail DIN ;
• Suspendu - intégré dans les éléments structuraux de la suspension. luminaires;
• Portable - un tel dispositif peut être branché dans n'importe quelle prise de courant et un lampadaire ou une lampe de table peut y être raccordé ;
• encastrés - ils sont cachés derrière des éléments intérieurs.

Cette dernière catégorie est similaire à un luminaire mural, mais son design est moins esthétique.

Selon leur conception

Les appareils peuvent être fabriqués avec différents groupes de contacts :

• Unipolaire, normalement ouvert-fermé ;
• flip-flop.

Dans le second cas, le gradateur est appelé gradateur de passage et sert à organiser un double système de contrôle de l'éclairage. à partir de deux points indépendamment.

Selon le mode de contrôle

Variateur contrôlé par Wi-Fi.

Selon ce critère, les dispositifs peuvent être :

• rotatif - la luminosité est réglée en tournant la roue, la lumière s'éteint complètement en la tournant jusqu'à la butée ;
• boutons rotatifs - la lumière est réglée en tournant la roue rotative, la lumière est éteinte en appuyant sur la roue dans n'importe quelle position ;
• boutons-poussoirs - le réglage s'effectue en appuyant sur les boutons + ou -.
• Sensible au toucher - le principe est le même que celui du bouton-poussoir, mais au lieu d'appuyer, il suffit de toucher la zone sensible ;
• contrôlé à distance - la lumière est régulée par une télécommande ;
• contrôlé par WiFi - l'éclairage peut être contrôlé depuis un appareil mobile ;
• acoustique - commandé par un signal sonore.

Ce dernier type d'appareil n'est pas courant en raison de sa faible résistance aux interférences acoustiques.

Comment brancher une lampe à DEL à l'aide d'un variateur de lumière

Le gradateur Led est connecté au réseau d'éclairage de la même manière qu'un gradateur normal. commutateur Il est connecté de la même manière qu'un interrupteur d'éclairage normal (souvent la même fonction) - dans la coupure d'un conducteur de phase. Il est donc souvent possible de supprimer l'interrupteur standard et faire connecter le gradateur de la même manière. N'oubliez pas la charge maximale qui peut être connectée au variateur. Il doit être capable de supporter 15 à 20 % de la charge. Si cette règle est respectée, le variateur fera son travail pendant longtemps.

Vidéo : Connexion et réglage d'un variateur de lumière sur Aliexpress.