Advies
Schemerschakelaar: Bespaar energie door automatische lichtregeling
Energie besparen is vaak heel eenvoudig, bijvoorbeeld met een schemerschakelaar. Hij activeert de verlichting alleen wanneer dat echt nodig is. In onze gids informeren wij u over de functies en toepassingsmogelijkheden van dergelijke elektronische helpers en geven wij tips voor aanschaf en installatie.
Het principe van een schemerschakelaar is heel eenvoudig: zodra de omgevingshelderheid onder een definieerbaar niveau daalt, wordt de verlichting ingeschakeld. Wanneer de helderheid toeneemt, wordt het licht automatisch weer uitgeschakeld. Dit is meestal het geval bij schemering of dageraad, vandaar de naam "schemerschakelaar".
Behalve voor lampen en armaturen kan een schemerschakelaar ook worden gebruikt voor het schakelen van andere belastingen, waaronder resistieve, inductieve en capacitieve belastingen.
Een moderne schemerschakelaar bestaat in wezen uit drie componenten: een lichtgevoelige schemeringssensor, een digitale schakeling om het in- en uitschakelproces te regelen, en een relais dat het circuit naar de belasting opent en sluit.
De sensor is gewoonlijk een fototransistor of een fotodiode. De fototransistor zit in een transparante behuizing, zodat het licht de basis-collectorverbinding kan bereiken. De elektronen die door fotonen in de basis-collectorverbinding worden opgewekt, worden versterkt via de basis van de transistor. Als alleen de basis- en collectorlijn zijn aangesloten en de emitter niet, wordt de fototransistor een fotodiode. Fotodioden hebben echter meestal een tragere reactietijd, die afhangt van de grootte van hun oppervlak.
Aangezien de door de lichtsensor geleverde spanning evenredig afhangt van de verlichtingssterkte, kan een elektronische schakeling worden gebruikt om een drempelwaarde te genereren die het in- of uitschakelsignaal vormt wanneer deze onder- of overschreden wordt. Naast transistors worden Schmitt triggers - een toggle trap voor het opwekken van binaire signalen - en microprocessoren als schakeleenheden gebruikt. Het niveau van de drempelwaarde en daarmee de gevoeligheid van de schemerschakelaar kan door de gebruiker individueel worden ingesteld en kan variëren van enkele tot enkele honderden lux verlichtingssterkte.
In de meeste gevallen wordt het eigenlijke schakelproces uitgevoerd door een elektromechanisch relais. Het circuit voor de sensor en het regelcircuit is dus galvanisch gescheiden van het belastingscircuit - een belangrijk veiligheidsaspect tijdens de installatie en de werking.
Met gemeenschappelijke schakelaars kunnen resistieve belastingen tot een stroomverbruik van 10 tot 16 ampère worden geregeld, wat overeenkomt met een maximaal schakelvermogen van 2300 tot 3680 watt bij 230 volt netstroom. In het verleden konden zo zonder problemen meerdere krachtige halogeenarmaturen worden gebruikt. Intussen zijn deze energieslurpers echter grotendeels vervangen door krachtige LED's, die een vergelijkbare helderheid bereiken met een stroomverbruik van slechts 50 tot 100 watt.
Schemerschakelaars in combinatie met LED-armaturen leveren zo een belangrijke bijdrage tot energiebesparing en drukken bovendien de elektriciteitskosten aanzienlijk. Er zij echter op gewezen dat krachtige LED's gewoonlijk slechts bij ongeveer 32 volt kunnen worden gebruikt, zodat de armaturen moeten worden uitgerust met een LED-driver die de netspanning dienovereenkomstig verlaagt.
Gewone schemerschakelaars zijn verkrijgbaar voor opbouw- of inbouwmontage. Binnenshuis kan bijvoorbeeld een standaard lichtschakelaar worden vervangen door een inbouwschakelaar. Het is ook mogelijk een stopcontact te vervangen door een schemer-actief schakelelement. Typische scenario's zijn bijvoorbeeld de verlichting van winkeletalages of de besturing van lichtreclames en buitenverlichting: Zodra het donker wordt, worden de armaturen geactiveerd en bij zonsopgang weer gedeactiveerd.
Een dergelijke installatie is veel efficiënter dan het gebruik van conventionele timers, die gewoonlijk geen rekening houden met de verschillende schemeringen van de seizoenen. Timers zouden dus telkens opnieuw moeten worden geprogrammeerd.
Er zijn echter zeker situaties denkbaar waarin de combinatie van een schemerschakelaar en een schakelklok praktisch zou zijn: de schakelklok zou bijvoorbeeld kunnen worden ingesteld om de verlichting van winkeletalages gedurende een periode van slechts enkele uren te regelen. Dan zou de schemerschakelaar slechts gedurende korte tijd van stroom worden voorzien, bijvoorbeeld slechts vanaf het begin van de schemering tot drie uur 's morgens. Schemerschakelaars met ingebouwde timers zijn in dit verband bijzonder praktisch. De ingebouwde timer heeft vaak een instelbereik van één tot enkele uren. Voor kerst- of tuinverlichting kunnen veel apparaten met ingebouwde timers via een stopcontact op het lichtnet worden aangesloten.
Bij de keuze van de montageplaats van een opbouwschakelaar is het van essentieel belang ervoor te zorgen dat de sensor niet rechtstreeks wordt geraakt door de lichtbundel van het aangesloten armatuur. Dit zou het reactievermogen van de sensor aanzienlijk verminderen of zelfs opheffen. U hoeft zich echter geen zorgen te maken over plotselinge en kortstondige lichteffecten, bijvoorbeeld van koplampen van auto's of bliksem. Alle in de handel verkrijgbare schemerschakelaars hebben een instelbare schakelvertraging in het bereik van enkele seconden.
Lange tijd was het belangrijkste criterium de maximale belasting van het circuit. Zelfs het aansluiten van meerdere halogeenarmaturen zou de capaciteit van de schakelaar kunnen overschrijden. Met de tegenwoordig gangbare LED's kunnen zelfs enkele tientallen armaturen met een hoog vermogen zonder problemen op een normale schemerschakelaar worden aangesloten.
De plaats van de schakelaar is dus bepalend voor de keuze. Er moet rekening worden gehouden met ontwerpen voor opbouw, inbouw of voor aansluiting op een contactdoos. Een andere factor is of de schemerschakelaar binnen of buiten moet worden geïnstalleerd. Voor gebruik buitenshuis moet het apparaat ten minste beschermingsklasse IP44 hebben, d.w.z. dat de schakelaar aan alle zijden beschermd is tegen spatwater.
Is het schakelvermogen onafhankelijk van het type belasting?
In veel gevallen maken schemerschakelaars met betrekking tot hun schakelvermogen onderscheid tussen resistieve, inductieve en capacitieve belastingen. Klassieke ohmse belastingen zoals gloei- en halogeenlampen maken maximale schakelvermogens in het kilowattbereik mogelijk. Hier ontstaat de elektrische weerstand direct in de verlichtingsbron, stroom en spanning zijn in dezelfde fase.
De situatie is echter anders wanneer het gaat om transformatoren of voorschakelapparaten, d.w.z. inductieve of capacitieve belastingen met spoelen of condensatoren. Deze omvatten hoofdzakelijk LED-lampen en fluorescentielampen. Hier daalt het maximale schakelvermogen vaak aanzienlijk. Terwijl bijvoorbeeld halogeenlampen met een totaal opgenomen vermogen van 3000 watt probleemloos kunnen worden geschakeld, daalt het schakelvermogen voor LED-drivers die op wisselstroom werken tot 500 volt-ampère schijnbaar vermogen.
Dit is te wijten aan de faseverschoven magnetische velden die door spoelen en condensatoren in de driver of het voorschakelapparaat worden opgebouwd tijdens de wisselstroomwerking van de armaturen, waarvan het opgenomen vermogen als zogenaamd blindvermogen naar het net wordt teruggevoerd.