دیمر در الکترونیک چیست؟

دیمر در الکترونیک برای تنظیم روشنایی منبع نور و یا تنظیم دور یک موتور الکتریکی استفاده می شود. این دستگاه با تغییر میزان برق تحویلی به لامپ کار می کند و به کاربران امکان می دهد سطح روشنایی آنرا کنترل کنند. دیمرها به طور گسترده در نورپردازی های مسکونی، تجاری و تئاتر برای ایجاد روحیه، صرفه جویی در انرژی و افزایش طول عمر لامپ ها استفاده می شوند.همانطور که بیان شد دیمرها معمولاً با کنترل روشنایی مرتبط هستند . ولی واقعیت این است که دیمرها را می توان به طور موثر در کاربردهای مختلف دیگر ، مثل کنترل موتور و سایر وسایلی که نیاز به تغییرات در قدرت دارند، استفاده نمود و با تنظیم ولتاژ و جریان متصل شده به موتور می توان سرعت آن را تنظیم نمود.

دیمر در الکترونیک چگونه کار می کند؟

عملکرد دیمر را می توان با بررسی روش های مختلف مورد استفاده برای پیاده سازی آنها بیان کرد. رایج ترین انواع دیمرها عبارتند از:

1. دیمرهای مقاومتی

دیمرهای مقاومتی ساده ترین شکل دیمرها هستند. آنها از یک مقاومت متغیر (رئوستات) برای تنظیم جریان عبوری از یک لامپ استفاده می کنند. دیمر با افزایش یا کاهش مقاومت، افت ولتاژ لامپ را کنترل می کند و در نتیجه روشنایی آن را تنظیم می کند.

عملکرد:

افزایش مقاومت:

مقاومت بیشتر جریان را کاهش می‌دهد و در نتیجه نور کم‌تر می‌شود.

کاهش مقاومت:

مقاومت کمتر باعث می شود جریان بیشتری عبور کند و نور را بیشتر تر کند.

بهره وری:

این نوع دیمر در الکترونیک دارای بهره وری در حد کم میباشند . دیمرهای مقاومتی انرژی کارآمدی ندارند زیرا انرژی اضافی را به عنوان گرما دفع می کنند.

2. دیمرهای کنترل فاز پیشرو

دیمرهای لبه پیشرو ( Leading-Edge Phase-Control Dimmers ) که به عنوان دیمرهای TRIAC (ترایاک ) نیز شناخته می شوند، از TRIAC برای قطع و یا حذف بخشی از شکل موج ولتاژ AC استفاده می کنند. با کنترل نقطه ای در چرخه AC که در آن TRIAC راه اندازی می شود، دیمر میانگین ولتاژ دریافت شده توسط لامپ را تنظیم می کند.

عملکرد:

تحریک زودهنگام:

مقدار بیشتری از شکل موج AC مجاز است و نور را روشن تر می کند.

تحریک دیرهنگام:

شکل موج AC کمتری اجازه عبور داده می شود و نور را کم نورتر می کند.

بهره وری:

این نوع دیمر در الکترونیک دارای بهره وری در حد متوسط ، کارآمدتر از دیمرهای مقاومتی است، اما می تواند باعث نویز الکتریکی و سوسو زدن در منابع نوری خاص شود.

3. دیمرهای کنترل فاز انتهایی لبه

دیمرهای لبه انتهایی( Trailing-Edge Phase-Control Dimmers)  که به عنوان دیمرهای فاز معکوس نیز شناخته می شوند، از ماسفت ها (ترانزیستورهای اثر میدانی نیمه هادی اکسید فلزی) برای کنترل ولتاژ استفاده می کنند. آنها انتهای شکل موج AC را قطع می کنند.

عمل:

قطع زودهنگام:

مقدار بیشتری از شکل موج AC مجاز است و نور را روشن تر می کند.

قطع دیرهنگام:

شکل موج AC کمتری مجاز است و نور را کم‌نورتر می‌کند.

بهره وری:

این نوع دیمر در الکترونیک کارآمدتر و تولید نویز الکتریکی کمتری نسبت به دیمرهای لبه پیشرودارند . این روش برای استفاده با ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین الکترونیکی و LED ها ایده آل هستند.

4. دیمرهای مدولاسیون عرض پالس (PWM)

دیمرهای PWM عمدتاً برای روشنایی با انرژی DC مانند LED ها استفاده می شود. آنها به سرعت نور را با فرکانس کافی روشن و خاموش می کنند که چشم انسان نتواند سوسو زدن را تشخیص دهد. با تنظیم چرخه کار (نسبت زمان روشن به زمان خاموش) می توان روشنایی نور را کنترل کرد.

عملکرد:

چرخه کار بالا( High Duty Cycle) :

به‌موقع طولانی‌تر نور روشن‌تر می‌شود.

چرخه کار کم( Low Duty Cycle) :

به‌موقع کوتاه‌تر باعث نور کم‌تر می‌شود.

بهره وری:

این نوع دیمر در الکترونیک بسیار کارآمد هستند زیرا انرژی را به شیوه ای بسیار کنترل شده در خروجی ارائه می دهند و حداقل گرما را تولید می کنند.

کاربردهای دیمر در الکترونیک

دیمرها در تنظیمات مختلف برای دستیابی به اثرات و کارایی نور خاص استفاده می شوند:

نورپردازی مسکونی:

دیمر در الکترونیک به صاحبان خانه این امکان را می دهند که با کاهش سطح نور در زمانی که نیاز به روشنایی کامل نیست، محیطی با نور مناسب ایجاد کنند و در مصرف انرژی صرفه جویی نمایند.

کنترل موتور:
برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی می توان از دیمرها استفاده کرد. با تنظیم ولتاژ و جریان عرضه شده به موتور می توان سرعت را تنظیم کرد. استفاده از این مورد در لوازم خانگی مانند آبمیوه گیری ها ، مخلوط کن ها ، گوشکوب برقی ها  و تجهیزات صنعتی مثل دریل ها ، سنگ فرزها و پیچ گوشتی برقی ها رایج است.

سیستم‌های روشنایی هوشمند:

خانه‌ها و ساختمان‌های مدرن از دیمرهای هوشمند استفاده می‌کنند که می‌توان آن‌ها را از طریق بنرافزار  یا دستورات صوتی برای راحتی بیشتر و بهره‌وری انرژی کنترل کرد.

کارایی دیمرها

راندمان یک دیمر به این اشاره دارد که چگونه به طور موثر توان ورودی را به خروجی نور مفید و با به عبارتی قدرت کنترل شده مورد نیاز  تبدیل می کند و در عین حال تلفات انرژی را به حداقل می رساند. کارایی دیمر به طراحی آن و نوع منبع نور و تجهیز متصل دیگر که کنترل می کند بستگی دارد.

عوامل موثر بر راندمان دیمر:

نوع دیمر:

همانطور که گفته شد، دیمرهای مقاومتی کمترین کارایی را دارند، در حالی که دیمرهای PWM بیشترین کارایی را دارند.

سازگاری با منبع نور:

کارایی کاهش نور به منبع نور نیز بستگی دارد. به عنوان مثال، لامپ‌های رشته‌ای به راحتی کم نور می‌شوند، اما بذلیل تلفات انرژی ناکارآمد هستند، در حالی که لامپ‌های LED کارآمد هستند اما برای جلوگیری از سوسو زدن و سایر مشکلات، به دیمرهای سازگار نیاز دارند.

ویژگی های بار:

نوع بار (مقاومتی، القایی یا خازنی) بر راندمان تأثیر می گذارد. دیمرهای لبه پیشرو برای بارهای مقاومتی مانند لامپ های رشته ای مناسب تر هستند، در حالی که دیمرهای لبه انتهایی برای بارهای خازنی مانند LED بهتر هستند.

محدوده کم نور:

برخی از دیمرها عملکرد بهتری را در طیف وسیع تری از سطوح روشنایی ارائه می دهند و به کارایی کلی کمک می کنند.

دیمر در الکترونیک نقش مهمی در سیستم‌های روشنایی و تجهیزات صنعتی و وسایل خانگی مدرن بازی می‌کنند و به کاربران اجازه می‌دهند سطوح نور  و یا قدرت مورد نیاز را مطابق با نیازها و ترجیحات مختلف تنظیم کنند. آنها طیفی از دیمرهای مقاومتی ساده تا دیمرهای پیچیده PWM را شامل می شوند که هر کدام مجموعه ای از مزایا و کارایی خاص خود را دارند. شناخت نوع دیمر در الکترونیک و سازگاری آن با منبع نور و یا وسایل دیگر برای دستیابی به عملکرد بهینه و صرفه جویی در انرژی ضروری است.