Дом — это тот же любимый ребенок. Пусть с годами умнеет.
Проходные и перекрестные выключатели
Где они пригодятся? Начнем с того, что обрисуем две типичные, на наш взгляд, ситуации. Ситуация первая. Вы вернулись домой и конечно же зажгли свет в прихожей и примыкающем к ней коридоре. Разделись и пошли в его противоположный конец мыть руки. Потом надо бы пройти в кухню, находящуюся рядом с санузлом. А свет кто будет выключать? И вы опять отправляетесь в прихожую, а уже оттуда в полумраке бредете в кухню.
Избавиться от лишних и малоприятных (что же приятного — бродить в темноте?) перемещений поможет установка двух проходных (их также называют перекидными или универсальными) выключателей в разных концах коридора. Пригодятся такие устройства и в прочих проходных комнатах.
Теперь рассмотрим вторую ситуацию. Предположим, проходные выключатели у вас в коридоре уже установлены. Выйдя из ванной, вы зажгли в коридоре свет, но решили отправиться не в кухню, а прямиком в любимую спальню, вход в которую — примерно посередине коридора. Дошли до спальни, удобно устроились на кровати, включили телевизор и под его мирное мурлыканье начали подремывать. А свет в коридоре? Неужели опять вставать, идти, а потом в темноте возвращаться к кровати, спросонья натыкаясь по пути на предметы мебели? Да это же верный путь к тому, чтобы проснуться, а кто знает, когда потом вновь начнешь засыпать… От такой напасти поможет избавиться установка в дополнение к двум проходным выключателям еще одного — перекрестного — у двери в спальню. Чтобы свет выключался не только с обеих сторон коридора, но и здесь. Из коридора двери ведут еще в два помещения? Не проблема. Около каждой из них также монтируем по перекрестному выключателю, благо их можно добавлять в схему освещения коридора в неограниченном количестве. У вас двухэтажный дом с мансардой? На лестничных площадках первого и последнего этажей ставим по проходному выключателю, на всех прочих — перекрестные. Такие «комплекты» очень пригодятся и в семейной спальне: один — проходной — на входе, второй — в изголовье дальней от двери кровати, а перекрестный — у ложа, ближайшего к двери. В результате, начиная засыпать, каждый из супругов сможет погрузить спальню во мрак с помощью «персонального» выключателя. И споры на тему «Чья сегодня очередь выключить свет» станут ненужными.
Как они устроены? Проходные выключатели на самом деле таковыми (то есть выключателями) не являются. Это скорее переключатели, хотя по внешнему виду — самые обычные выключатели. Все дело во внутреннем устройстве. Если обыкновенный одноклавишный выключатель имеет только два контакта, то одноклавишный проходной — три. Зачем лишние контакты? В предлагаемой схеме фазный проводник на пути к лампочке разрывает не один, как обычно, а два проходных выключателя, соединенные двумя проводниками. В результате, комбинируя положение переключателей, вы можете замкнуть одну или другую линию либо обесточить обе. Это и позволяет включать-выключать свет любым из двух приборов.
Электрическая схема управления освещением из двух точек, в которой использованы два проходных (универсальных) выключателя-переключателя.
Правда, к пользованию такой схемой надо привыкнуть, особенно если установлены клавишные выключатели. Дело в том, что, в отличие от обычного выключателя, используя который, чтобы зажечь свет, вы изо дня в день привычно нажимаете на нижнюю часть клавиши, проходной работает, так скажем, в обе стороны. Сегодня, зайдя в спальню, вы включите свет, нажав на низ клавиши, а завтра в той же ситуации будете нажимать на ее верх. Почему? Да всего лишь потому, что вчера перед сном вы отключили свет с помощью второго — прикроватного выключателя, разомкнув тем самым линию (напомним, их две), по которой электричество подавалось к светильнику.
И теперь, чтобы вновь стало светло, находящийся около двери должен замкнуть другую линию, сработав с точностью до наоборот по сравнению с обычным вариантом. Но обращать на все это внимание вы будете от силы неделю — к комфорту человек привыкает быстро.
Электрическая схема управления освещением из трех точек, в которой использованы два проходных выключателя и один перекрестный (в центре). Благодаря более сложной конструкции (два перекидных контакта) последний может как замкнуть любую из двух линий, соединяющих проходные выключатели, так и разомкнуть обе линии.
Устройство перекрестного выключателя еще хитроумнее, и в его подробности мы вдаваться не будем, оставив это другим специализированным изданиям. Скажем только, что контактов у такого прибора уже не три, а четыре, то есть это тоже переключатель, но более сложный.
Когда их устанавливать? Скажем категорично: только на стадии строительства дома или ремонта квартиры. Поэтому важно продумать изначально, где вам понадобится установка проходных и перекрестных выключателей, чтобы проложить для них электрическую проводку. По окончании всех работ сделать что-либо будет проблематично.
Чья продукция присутствует на рынке? Переключатели обоих видов выпускают практически все крупные иностранные изготовители. Любопытно, что некоторые фирмы, например MK Electric, уже полностью отказались от производства обычных выключателей и делают только переключатели. Стоимость продукции зависит как от известности бренда, так и от надежности, дизайна и колеблется в пределах 40-300 руб. — не так уж и много по сравнению с привносимыми удобствами. Отечественные компании, за исключением Wessen, от выпуска проходных и перекрестных выключателей пока воздерживаются.
Следует отметить, что у некоторых производителей относительно полезности рассматриваемых устройств есть особое мнение. Например, в компании Steinel (Германия) считают, что все их можно и нужно заменить датчиками движения (об этих устройствах более подробно см. «ИВД» № 4 за 2008 г.). Поэтому фирма во множестве выпускает как обычные, так и специальные датчики движения (например, для узких и длинных коридоров), но переключателей не производит.
Уважая мнение компании, мы все же позволим себе с ним не согласиться. Проходные и перекрестные выключатели не всегда можно заменить датчиками. Самый простой пример — спальня. Поставьте в ней датчик — и ночью он начнет включать освещение при любом вашем движении. Разве что под кроватью его установить, чтобы срабатывал, только когда вы спустите вниз ноги. Но ведь даже в этом случае не всегда стоит включать свет. Уж лучше выключатель-переключатель!
Световые регуляторы, или диммеры
Зачем они нужны? В доме или квартире мы достаточно много времени проводим при искусственном освещении. При этом не всегда учитываем, что как слишком яркий, так и тусклый свет одинаково вредны. Яркий, ослепляя, раздражает, а при работе вызывает утомление. Объясняется это просто: высвечивается множество второстепенных деталей, которые фиксируются сознанием и мешают выполнению поставленной вами перед ним задачи — например, писать статью (подбивать годовой баланс, составлять отчет, разрабатывать бизнес-план и т. п.). Как ни парадоксально, слишком тусклый свет оказывает практически аналогичное воздействие. В этом случае глаза просто не видят те самые отпечатавшиеся в сознании детали, и оно буквально заставляет постоянно их находить, чтобы вновь зафиксировать. В результате вы все время отвлекаетесь от основной задачи и начинаете раздражаться, не понимая, что же мешает вам сосредоточиться. Именно поэтому очень важно, чтобы искусственное освещение было оптимальным по яркости. А проще говоря — комфортным.
Но дело не только в работоспособности. Искусственное освещение в наше время — это еще и один из основных инструментов, формирующих восприятие внутреннего пространства дома, квартиры или отдельной комнаты. Свет стал неотъемлемой частью интерьера, и теперь дизайнеры легко оперируют такими понятиями, как светодизайн, световые картины, сцены, зонирование. А ведь не будь диммеров, работать этим специалистам было бы намного сложнее.
Диммером (от англ. dim — «затемнять») называют регулятор электрической мощности нагрузки, включаемый последовательно с ней. Для простоты скажем, что диммер позволяет плавно или ступенчато изменять напряжение, подаваемое на осветительный прибор (электродвигатель, электрообогреватель и т. д.), регулируя тем самым яркость его свечения (скорость вращения, температуру нагрева и т. п.). Почему пришлось сразу оговориться? Дело в том, что реально изменять напряжение способны исключительно диммеры, регулирующим элементом которых является переменный резистор — реостат. В приборах на основе тиристоров, симисторов (симметричных тиристоров) и так называемых полевых транзисторов использованы несколько иные принципы регулировки, и о них мы расскажем отдельно.
Диммеры: от простого к сложному
Различают диммеры, работающие на переменных резисторах, тиристорах, симисторах и так называемых полевых транзисторах.
Реостатный диммер. Прибор, представляющий собой переменный резистор (его еще называют реостатом), наиболее прост. И это его основное достоинство. Недостаток один: на регуляторе выделяется чересчур много тепла (электрики шутят, что на таких приборах можно жарить яичницу), в результате чего он быстро выходит из строя. Работу реостатов в былые времена можно было видеть в театре, когда медленно гас свет, — это осветитель двигал ползунок реостата весьма немаленького размера. Сегодня найти такие пожароопасные приборы ни в продаже, ни в эксплуатации, к счастью, уже невозможно.
Тиристорный диммер. Тиристор — полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Его часто сравнивают с управляемым диодом и называют полупроводниковым управляемым вентилем.
Принцип действия тиристорного диммера состоит в том, что, открывая тиристор в разные моменты времени относительно перехода синусоидального напряжения сети через 0 (например, открывает путь току не в начале полуволны, а ближе к ее завершению), он тем самым меняет действующее напряжение и мощность, подводимую к нагрузке. Регулировка момента открытия тиристора производится переменным резистором небольшой мощности.
Преимуществ у такой схемы несколько. Во-первых, она более пожаробезопасна по сравнению с предыдущей. Во-вторых, при включении «с нуля» ламп накаливания позволяет избежать так называемого броска тока, вызывающего преждевременное перегорание ламп.
Недостатков тоже хватает. Начнем с того, что регулируемое напряжение теряет синусоидальную форму, что приводит к проблемам при попытках понизить его с помощью обычного трансформатора. Дальше — хуже. При функционировании устройства возникают помехи, вплоть до радиочастотных. Для их подавления диммеры снабжают дросселями — катушками индуктивности с ферритовыми сердечниками, которые при работе издают «зудящий» звук. Но это не главное. Тиристоры боятся короткого замыкания в нагрузке, сгорая при этом. Откуда замыкание? Каждому из нас приходилось вворачивать в патрон новую, не проверенную еще в магазине лампу. Ввернули, включили… Она ярко вспыхнула и померкла навсегда, а ее стекло из прозрачного стало матовым. Заводской брак — короткое замыкание внутри лампы, в результате чего она мгновенно сгорела. И унесла с собой «жизнь» так нравившегося вам диммера.
И еще. Для обеспечения работы тиристора необходим двухполупериодный выпрямитель на четырех диодах. Стоят такие диоды столько же, сколько сам тиристор, а то и больше, вследствие чего цена диммера оказывается достаточно высокой. Именно поэтому светорегуляторы получили широкое распространение в быту только с появлением устройств, работающих на симисторах.
Симисторные диммеры. Симиcтopы — это тоже тиристоры, только симметричные. Можно сказать, в одном устройстве объединены два тиристора, включенные встречно-параллельно. При подаче определенного сигнала симистор пропускает ток в двух направлениях. Симисторные диммеры по принципу работы (регулировки) схожи с тиристорными; заключается он в коммутировании нагрузки много раз в секунду с изменением фазы коммутации. От фазы коммутации и зависит мощность, выделяющаяся на нагрузке.
Недостатки симисторных диммеров практически те же: они создают помехи в радиодиапазоне и жужжат, боятся короткого замыкания в нагрузке и т. д. Кроме того, при переходе симистора в открытое состояние во внешней цепи возникает так называемый скачок тока, сопровождающийся выделением на самом симисторе большого количества тепловой энергии, что может привести к его разрушению. Чтобы этого не происходило, серьезные производители монтируют диммер на хорошо рассеивающем тепло алюминиевом шасси.
Диммеры на полевых транзисторах. Полевой транзистор — прибор, работа которого основана на модуляции сопротивления полупроводникового материала поперечным электрическим полем, создаваемым входным сигналом на управляющем электроде. Новое поколение диммеров на полевых транзисторах не имеет недостатков, свойственных тиристорным и симисторным устройствам: при работе они не создают ни акустических, ни радиошумов и нормально уживаются даже с электронными понижающими трансформаторами для галогенных ламп.
В схему прибора изобретатели встроили защиту от короткого замыкания, перегрузки и перегрева. Защитные схемы диммера размыкают цепь питания (блокируют ток в нагрузке) при возникновении замыкания или подключении избыточной нагрузки, в то же время сам регулятор света остается полностью исправным: достаточно устранить причину срабатывания защиты — и освещение начнет работать снова.
Еще одно полезное нововведение — регулировать освещенность теперь можно даже до того, как включили освещение: вы просто сначала устанавливаете ручку-кнопку диммера в нужное положение, а уже потом нажимаете на нее. Потребителям полезно знать: даже если вы повернули ручку-кнопку до предела, свет не вспыхнет сразу на полную мощность, а станет нарастать мягко и плавно, приятно для глаз. Диммеры нового поколения, рассчитанные на подключаемую мощность 300, 450 и 600 Вт, выпускает, например, компания Wessen (500-1200 руб).
Нельзя не сказать и о недостатке, свойственном всем диммерам. При регулировке изменяется не только яркость лампы, но и цветовая температура: чем меньше яркость, тем свет краснее. Впрочем, именно это многим нравится, ведь приглушенный красноватый свет приятен для глаз.
Диммеры для люминесцентных ламп. Для диммирования люминесцентных ламп ни один из описанных ранее диммеров не подходит — в этом случае используют специальные электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) с возможностью управления. Процесс управления люминесцентной лампой весьма непрост с технической точки зрения, и в его подробности мы вдаваться не станем. Скажем только, что ЭПРА при диммировании уменьшают величину подаваемого на электроды лампы напряжения, но увеличивают его частоту (ее величина может достигать 100 кГц) и силу тока. Лампа при этом плавно изменяет свою яркость, но срок ее службы не сокращается. Управляемые ЭПРА в соответствии с существующими в светотехнике стандартами можно разделить на два класса: аналоговые и цифровые.
В аналоговых устройствах на управляющий вход ЭПРА либо устанавливается потенциометр, с помощью которого можно изменять величину управляющего напряжения, либо подается постоянное напряжение управления (аналоговый сигнал) в интервале 1-10 В. Яркость лампы при этом изменяется от 1 до 100 %. Количество подключаемых к аналоговым ЭПРА ламп производители указывают в паспорте прибора. Цена комплекта используемых для регулирования устройств колеблется в пределах 800-1000 руб.
В последнее время все чаще применяют цифровой интерфейс — DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Управляет цифровыми ЭПРА специальный контроллер, импульсный цифровой сигнал которому вы даете, например, нажимая на кнопку выключателя. Сейчас выпускают ЭПРА для одной, двух и даже четырех ламп. Обходятся цифровые устройства несколько дешевле своих аналоговых собратьев: цена комплекта — около 800 руб. Следует отметить, что ЭПРА цифрового стандарта могут легко интегрироваться в современные системы автоматизированного управления зданиями — импульсный сигнал управления им будет посылать компьютер.
Часто производители ЭПРА стандарта DALI наделяют свои приборы дополнительными свойствами. Так, например, компания Osram снабдила выпускаемые ею устройства функцией Touch DIM — диммирование без диммера. Один вход управления подключают к нулевому проводнику, другой — через пружинную клемму — к фазному. Вместо привычного выключателя монтируют выключатель-кнопку (по принципу работы идентичен кнопке звонка). И самая простая система управления готова. Короткое нажатие на кнопку включает или выключает ЭПРА (причем до 30 устройств, установленных параллельно). Длительное нажатие вызывает плавное изменение яркости ламп. Двойной «клик» кнопки — и ЭПРА запоминает установленное значение яркости.
Надо предупредить, что ЭПРА, выпускаемые каждым из производителей, имеют свои особенности, и прежде чем их применять, необходимо ознакомиться с рекомендациями конкретного изготовителя.
Надо ли регулировать яркость? Возьмем для примера гостиную, в которой из осветительных приборов есть только люстра. В доме много гостей — включаем «праздничное» освещение, и люстра сияет на полную мощность. Пришел один, тот самый желанный гость — создаем, что называется, интим, чтобы было видно вас и накрытый на двоих стол, а остальное пусть тонет в полумраке. Садимся в той же комнате смотреть телевизор — делаем, как рекомендуют врачи, комфортное приглушенное освещение. И люстра в детской тоже может стать многофункциональной. Играет малыш — включаем на максимум, уложили его спать — притушили ту же люстру до состояния ночника. Решили ночью заглянуть в детскую — плавно прибавляем освещенность, а ребенок при этом продолжает спокойно спать. Применение светорегуляторов еще и экономически выгодно, так как позволяет, во-первых, снизить уровень энергопотребления, во-вторых, продлить срок службы ламп, ведь большинство из них перегорают именно в момент включения из-за резкого скачка напряжения. Если же напряжение будет нарастать плавно, ресурс ламп можно увеличить на порядок.