«Вечная лампа» накаливания своими руками
Декларируемый производителями гарантийный срок службы обыкновенной лампы накаливания составляет 1000 часов. Это около 40 суток непрерывной работы. Но на практике «лампочка Ильича» служит намного дольше. И благодаря этому популярность её среди потребителей не снижается. Единственное уязвимое место лампы — вольфрамовая спираль, которая чувствительна к резким перепадам напряжения в сети. Но существуют несложные приспособления, которые устраняют этот риск, сглаживают неровности подачи тока.
Содержание
Принцип работы УПВЛ
Устройство плавного включения применимо для ламп накаливания, имеющих вольфрамовую нить. Кроме ряда бытовых ламп, в эту категорию включаются и галогенные светильники, которые используются в мощных прожекторах. Принцип действия устройства заключается в замедлении подачи напряжения на спираль накала в момент включения. Это даёт возможность плавного разогрева спирали, минуя скачкообразную фазу, которая длится сотые доли секунды. Как известно, именно в этот момент чаще всего происходит перегорание. Благодаря действию электронной схемы прибора ток подаётся с постепенным нарастанием, в течение от 1 до 3 сек.
Вольфрамовая нить лампы накаливания при комнатной температуре имеет низкое сопротивление, что приводит к возникновению больших токов и перегоранию спирали во время включения
Самая долго горящая лампа в мире, занесённая в книгу рекордов Гиннеса, зафиксирована в городе Ливермор, штат Калифорния. С 1901 г. и по сегодняшний день эта «столетняя лампа», как её окрестили, непрерывно освещает пожарную часть. Причём за все эти годы выключалась она всего несколько раз на непродолжительное время. Современные исследователи часто приводят её в качестве подтверждения теории «планируемого устаревания».
«Столетняя лампа» была изготовлена ручным способом и имеет углеродную спираль
Устройство плавного включения имеет небольшие габариты и вес. И благодаря этому его можно устанавливать:
- в защитном колпаке люстры в месте выхода проводов;
- в подрозетнике выключателя;
- в распределительной коробке;
- в пространстве над подвесным или натяжным потолком.
Размеры устройства позволяют осуществлять установку даже в полости подрозетника
Место установки выбирается исходя из доступности и удобства монтажа. Лучшим вариантом считается тот, в котором прибор будет иметь хорошую естественную вентиляцию. Схема подключение проста — устройство врезается в разрыв одного из проводников (фазы или нуля) питающего кабеля.
Устройство плавного включения врезается в разрыв одного из проводов, которые подводятся к светильнику
Если для освещения используются лампы накаливания с рабочим напряжением в 12 В, УПВЛ устанавливается перед понижающим трансформатором. При таком соединении защита от неблагоприятных сетевых перепадов распространяется и на трансформатор, что тоже актуально.
Одним из побочных положительных эффектов плавного зажигания осветительных приборов является смягчение резкого ослепительного света в момент включения. Это оберегает человеческие глаза от излишних перегрузок, особенно когда свет включается в полной темноте.
Прибор УПВЛ не применяется для люминесцентных и светодиодных светильников, так как они работают на других конструктивных принципах.
Для расчёта мощности УПВЛ подсчитывают суммарную мощность потребителей. Практически это выражается в складывании номинальных показателей мощности всех ламп, к которым будет подключаться устройство. Чтобы прибор работал не на пределе своих возможностей, к суммарной мощности прибавляют 20%. К примеру, если в схему предполагается включение 5 ламп по 100 Вт, то их общая потребительская мощность составит 500 Вт. К этому числу добавляют 20% — 100 Вт и получают искомое значение мощности УПВЛ — 600 Вт.
Устройство плавного включения может устанавливаться внутри распределительной коробки
В сети магазинов, торгующих электротоварами, продаются УПВЛ, производимые в заводских условиях. Среди них есть как отечественные, так и зарубежные модели. Названия могут различаться, но в принципе это пластиковый контейнер с размерами меньшими, чем спичечная коробка. Часто акцент в названии делается на защитную функцию прибора для галогенных ламп. Но прибор вполне применим и для обычных ламп накаливания. Другое возможное название устройства — фазовый регулятор. Обычно так называют более мощные УПВЛ с несколько изменённой системой управления. Цена такого устройства может меняться от 300 до 600 рублей в зависимости от номинальной мощности.
Устройство плавного включения лампы запрещено применять для плавного запуска двигателей электроинструментов и других бытовых приборов.
Тем же, кто владеет базовыми знаниями в радиоэлектронике, можно предложить самостоятельное изготовление УПВЛ. Вот несколько схем, с помощью которых можно продлить жизнь осветительной лампы во много раз.
Тиристорная схема
В тиристорной схеме используются простые и доступные детали. Основой служит тиристор VS1 и четыре диода VD1 — VD4, соединённые в выпрямительный мост. Кроме того, понадобится конденсатор C1 ёмкостью 10 мкФ и резисторы R1 (переменной ёмкости) и R2.
В тиристорной схеме подача напряжения на лампу производится по прошествии времени, которое задаётся переменным сопротивлением R1
При подаче напряжения электрический ток проходит сквозь спираль лампы и выпрямляется в диодном мосте. После прохождения резистора начинается зарядка конденсатора. Достигая порога напряжения, тиристор открывается, и через него течёт ток лампы. В итоге происходит постепенный накал нити вольфрама. При помощи резистора переменной ёмкости R1 можно регулировать время «разгона» лампы.
Симисторная схема
Использование симистора VS1 в качестве силового ключа приводит к тому, что в схеме используется меньшее количество деталей.
Принцип работы симисторной схемы аналогичен тиристорной, но она содержит меньше деталей
Дроссельный элемент L1 служит для подавления помех при отмыкании силового ключа. По большому счёту его при необходимости можно исключить из схемы. Цепочка, задающая время, состоит из сопротивления R2 и конденсатора C1, питающихся через диод VD1. Сопротивление R1 снижает ток на электроде управления VS1. Принцип действия цепи подобен предыдущей — создаётся временная пауза на время заполнения ёмкости конденсатора, симистор открывается и через него протекает ток, питающий лампу EL1.
Прибор на основе схемы симисторного регулятора с конденсатором переменной ёмкости имеет компактные размеры из-за небольшого количества деталей
Схема на специализированной микросхеме
В основе цепи лежит специализированная микросхема КР1182ПМ1(или DIP8 в импортном варианте), снабжённая двумя тиристорами и двумя системами их управления. Ёмкость C3 и сопротивление R2 регулируют продолжительность времени включения (выключения). Для разделения управляющей и силовой части служит симистор VS1, ток на управляющем электроде задаёт сопротивление R1. Наружные ёмкости C1 и C2 устанавливаются для регулировки работы тиристоров внутренней цепи микросхемы. Для защиты от помех применены резистор R4 и конденсатор C4.
УПВЛ на основе специализированной микросхемы не только плавно включает, но и выключает лампу с небольшой задержкой, ещё более увеличивая срок её службы
Во время подключения устройства к линии подачи напряжения на лампу контакты выключателя SA1 должны находиться в замкнутом положении. Конденсатор С3 набирает ёмкость при размыкании контактов SA1. Во время постепенного увеличения тока через сопротивление R1, управляющего силовым ключом на выходе ИМС, происходит плавный запуск симистора VS1 и лампы EL1, соединённой с ним последовательно.
Примечательно, что эта схема не только замедляет накал спирали во время включения, но и затормаживает её потухание. Лампа гаснет так же плавно, как и загорается. Длительность задержки устанавливается на стадии сборки прибора путём подбора ёмкости конденсатора C3. При желании можно увеличить задержку пуска лампы до 10 сек. Плавность отключения регулирует сопротивление R2.
Не следует путать устройство плавного включения лампы с диммером. УПВЛ — это автоматический регулятор, плавно повышающий ток на осветительном приборе в момент включения. Диммер — это прибор, при помощи которого осуществляется ручная настройка яркости освещения.
Характерным свойством УПВЛ и фазных регуляторов считается то, что прибор понижает выходное напряжение на лампу (с 230 до 200 В). Это дополнительно увеличивает её срок службы.
Видео: устройство плавного включения лампы на полевых транзисторах
Применение устройства плавного включения
Установка прибора не требует высокой квалификации. Справиться с монтажом под силу любому человеку, владеющему отвёрткой и индикатором напряжения. В кабеле, ведущем к лампе, делается разрыв одного — фазного или нулевого — провода и к нему подсоединяется прибор. Крепление проводов лучше всего осуществлять при помощи клеммников, так как это даёт гарантию устойчивого и надёжного соединения. Если применить клеммники возможности нет, рекомендуется спаять скрутки оловянным припоем.
Эксплуатация УПВЛ не предполагает дополнительного к себе внимания. Заводские модели сопровождаются гарантийными обязательствами до 3 лет. На практике они работают гораздо дольше.
Во время сборки устройства не следует забывать о том, что высокое напряжение сетевого тока может причинить вред здоровью человека. Перед соединением проводов необходимо убедиться в отсутствии тока в кабеле питания лампы.
Видео: как работает фазовый регулятор на симисторах
Устройство плавного включения лампы экономит не только расход электроэнергии, но и расход денег на покупку перегорающих светильников.
