Impulsowe wyłączniki prądu stosuje się wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba sterowania źródłem światła z różnych miejsc.
W praktyce może to być korytarz lub przejście w budynku firmowym. Obok każdych drzwi znajduje się wtedy przycisk, za pomocą którego można włączyć lub wyłączyć oświetlenie korytarza.
Po naciśnięciu jednego z przycisków elektromechaniczny impulsowy wyłącznik prądu wydaje charakterystyczny dźwięk przełączania.
Chętnie wyjaśnimy, jak działa taki elektromechaniczny impulsowy wyłącznik prądu, dlaczego fachowcy używają określenia Eltako oraz na co należy zwrócić uwagę podczas podłączania.
Ze względu na dużą liczbę drzwi potrzeba wielu włączników światła.
Aby dokładnie zrozumieć, czym charakteryzuje się wyłącznik impulsowy, przyjrzyjmy się najpierw bliżej klasycznemu sposobowi okablowania wyłączników oświetleniowych:
Wyłączenie
Jeśli źródło światła ma być włączane tylko z jednego miejsca, sprawa jest dość prosta:
Potrzebny jest przełącznik (S) i źródło światła (L) – i już można zbudować obwód z przełącznikiem (schemat A).
Schaltskizze einer Ausschaltung.
Przełącznik
Jeśli źródło światła ma być włączane z dwóch miejsc, stosuje się przełączniki dwustanowe (W).
Światło można włączać i wyłączać za pomocą obu przełączników, niezależnie od położenia drugiego przełącznika (rysunek B).
Schemat obwodu przełączającego.
Połączenie krzyżowe
Jeśli potrzeba więcej niż dwóch łączników, jeszcze kilka lat temu stosowano układy z łącznikami krzyżowymi (K). Niezależnie od położenia pozostałych łączników oraz liczby zastosowanych łączników krzyżowych, światło można włączyć i wyłączyć z poziomu każdego łącznika (rysunek C).
Układ z łącznikami krzyżowymi ma jednak istotną wadę: prąd dla odbiornika zawsze przepływa przez wszystkie łączniki oświetlenia. W przypadku przerwania obwodu w jednym z łączników cały układ przestaje działać.
Schemat połączeń krzyżowych.
Już w 1949 roku Horst Ziegler zaprezentował pierwszy impulsowy wyłącznik prądu Eltako S6w, przeznaczony do montażu w puszkach rozgałęźnych o średnicy 70 mm. Nazwa firmy Eltako stanowi skrót od określenia „Elektrischer Tastkontakt”. Z tego względu nazwa Eltako funkcjonuje jako synonim elektromechanicznych wyłączników impulsowych. Przekaźnik impulsowy często określa się mianem „Eltako”, nawet jeśli nie został wyprodukowany przez firmę Eltako.
Elektromechaniczny wyłącznik impulsowy do montażu w puszce.
Wyłącznik impulsowy, nazywany również przekaźnikiem impulsowym, zdalnym wyłącznikiem instalacyjnym, Eltako, przekaźnikiem bistabilnym lub wyłącznikiem impulsowym szeregowym, jest przełącznikiem sterowanym elektromagnetycznie.
Zawiera przekaźnik, którego styk przełączający włącza lub wyłącza odbiornik. Ponieważ oba stany przełączenia nie zmieniają się samoczynnie, urządzenie zalicza się do przekaźników bistabilnych.
Do zmiany aktualnego stanu przełączenia wystarczy krótki impuls napięciowy podany na cewkę przekaźnika. Impuls ten powstaje za pomocą przycisków połączonych równolegle.
Przekaźniki impulsowe najczęściej stosuje się na klatkach schodowych oraz w korytarzach budynków, gdzie oświetlenie musi być sterowane z wielu różnych miejsc.
Główna zaleta polega na tym, że prąd dla odbiornika lub lampy (L) przepływa już wyłącznie przez jeden bezpotencjałowy styk przełączający (styk zwierny), a nie przez wszystkie wyłączniki oświetlenia. Znacznie ogranicza to podatność instalacji na zakłócenia.
Ponieważ przyciski oświetleniowe (T1 ... T3) do sterowania przekaźnikiem impulsowym łączy się równolegle, nakład pracy przy instalacji jest wyraźnie mniejszy i bardziej ekonomiczny. Nawet rozbudowa istniejącego układu o dodatkowe przyciski nie wymaga dużego nakładu pracy. W razie potrzeby można zintegrować również radiowy odbiornik zdalnego sterowania, pod warunkiem że posiada on bezpotencjałowy styk przekaźnikowy z funkcją impulsową.
W przypadku awarii jednego z przycisków odbiornik nadal można obsługiwać za pomocą pozostałych przycisków. Jeżeli wyłącznik impulsowy został przystosowany do napięcia sterującego, np. 12 V lub 24 V, do okablowania przycisków sterujących w zupełności wystarczy niedrogi przewód dzwonkowy.
Przekaźnik impulsowy z dowolną liczbą przycisków (T).
Jak działa wyłącznik impulsowy?
Schematyczna budowa przełącznika impulsowego.
Impulsowy wyłącznik prądu zawiera przekaźnik (1), który nie steruje bezpośrednio stykami przełączającymi (2). Przekaźnik za pośrednictwem języka sterującego (3) uruchamia mechanizm zapadkowy (4), który przy każdym naciśnięciu przycisku oświetlenia obraca się o jedną pozycję rastrową.
W pozycji spoczynkowej, gdy żaden przycisk oświetlenia nie jest naciśnięty, sprężyna (5) odciąga kotwicę (6) od rdzenia cewki. Mechanizm zapadkowy utrzymuje w aktualnym położeniu sprężyna piórowa (7). Samoczynny obrót mechanizmu zapadkowego nie jest więc możliwy.
Styk przełączający (2) pozostaje otwarty, ponieważ skierowana ku górze sprężyna piórowa (8) styku przełączającego jest dociskana w dół przez krzywki sterujące (9).
Odbiornik podłączony za pośrednictwem listwy zaciskowej (10) pozostaje w związku z tym wyłączony.
Gdy cewka przekaźnika (1) zostaje zasilona napięciem poprzez naciśnięcie przycisku świetlnego, przyciąga ona kotwicę (6). Języczek sterujący (3), połączony z kotwicą, obraca mechanizm zapadkowy (4) o jeden „ząb” w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Proces ten powoduje również charakterystyczny dźwięk przełączania. Następnie sprężyna piórowa (7) ponownie utrzymuje mechanizm zapadkowy pewnie w nowym położeniu.
Krzywki sterujące (9) obróciły się wraz z mechanizmem zapadkowym i nie mogą już dociskać w dół sprężyny piórowej (8) styku zwiernego. Styk przełączający (2) zostaje zamknięty, ponieważ sprężyna piórowa (8) styku jest mechanicznie napięta w taki sposób, że oba styki są mocno dociśnięte do siebie.
W rezultacie odbiornik zostaje włączony (patrz rysunek A).
Przycisk świetlny został naciśnięty
Styk przełącznika jest zamknięty, a lampka świeci.
Przycisk świetlny nie został naciśnięty
Styk przełącznika jest zamknięty, a lampka świeci.
Ponownie naciśnięto przycisk świetlny
Styk przełącznika jest rozłączony, a lampka nie świeci.
Jeśli po zwolnieniu przycisku światła napięcie na cewce zostanie ponownie odłączone, kotwica wraca do swojego położenia wyjściowego. Pozycja mechanizmu zapadkowego oraz pozycja styku przełączającego nie ulegają zmianie. Odbiornik pozostaje włączony. (patrz rysunek B).
Dopiero przy następnym naciśnięciu przycisku mechanizm zapadkowy przesuwa się o kolejny ząbek, a styk ponownie się otwiera (patrz rysunek C).
Pomimo zastosowania przekaźnika monostabilnego, przekaźnik impulsowy posiada dwa stabilne stany, a tym samym wykazuje funkcjonalność przekaźnika bistabilnego.
Podłączenie impulsowego wyłącznika prądu zawsze zależy od konstrukcji danego urządzenia. We wszystkich wyłącznikach impulsowych obowiązuje jednak ta sama zasada: cewkę przekaźnika należy połączyć szeregowo z jednym lub kilkoma przyciskami (T).
Nie ma przy tym znaczenia, czy faza zostanie najpierw doprowadzona do przycisku, a następnie z przycisku do cewki (patrz górny schemat połączeń), czy odwrotnie.
Po naciśnięciu przycisku obwód cewki zostaje zamknięty, a przekaźnik w impulsowym wyłączniku prądu załącza się. W większości przypadków cewka przekaźnika pracuje przy napięciu przemiennym 230 V (AC). Dostępne są jednak również wersje z napięciem cewki 12 lub 24 V (AC lub DC). W takim przypadku konieczne jest zastosowanie zasilacza dla obwodu sterowania przyciskiem.
Aby możliwe było włączanie i wyłączanie odbiornika (lampy), należy najpierw doprowadzić przewód pod napięciem, czyli fazę (L1), do styku przełączającego. W przedstawionym impulsowym przekaźniku bistabilnym realizowane jest to wewnętrznie. Drugi zacisk styku przełączającego, czyli faza przełączana, prowadzi następnie do lampy. W celu zamknięcia obwodu należy jeszcze podłączyć przewód od lampy do przewodu neutralnego (N).
W najprostszej wersji impulsowe wyłączniki prądu z jednym wewnętrznym stykiem zwiernym posiadają maksymalnie trzy zaciski. Jeśli jednak wyłącznik wyposażono w dwa styki zwierne lub nawet styki przełączne, liczba zacisków przyłączeniowych wzrasta. W takim przypadku przed wykonaniem okablowania należy dokładnie sprawdzić rozmieszczenie zacisków w dokumentacji technicznej.
Wyłączniki impulsowe można podłączyć bez większego wysiłku.
Ważne!
Podłączenie i montaż impulsowego wyłącznika prądu wymagają specjalistycznej wiedzy z zakresu instalacji elektrycznych. Obejmuje ona między innymi znajomość podstawowych zasad bezpieczeństwa:
- odłączenie zasilania,
- zabezpieczenie przed ponownym włączeniem,
- sprawdzenie braku napięcia,
- uziemienie i zwarcie,
- osłonięcie lub odgrodzenie sąsiadujących elementów znajdujących się pod napięciem.
Jeśli nie posiada się wiedzy dotyczącej stosowania wyżej wymienionych zasad bezpieczeństwa, należy skorzystać z pomocy specjalisty lub powierzyć wykonanie instalacji wykwalifikowanemu elektrykowi.
Montaż podtynkowy/natynkowy
Wyłączniki impulsowe do montażu podtynkowego mają takie wymiary, że bez problemu mieszczą się w puszce podtynkowej o średnicy 60 mm. Niektóre urządzenia są wyposażone w uchwyty montażowe na obudowie, co umożliwia również montaż natynkowy.
Montaż na szynie DIN
Przełączniki impulsowe do montażu na szynie DIN są zaprojektowane tak, aby można je było zamontować na szynie DIN. Przełączniki montuje się albo w skrzynce bezpiecznikowej, albo w małej rozdzielnicy elektrycznej.
Jakie przyciski stosuje się do impulsowych wyłączników prądu?
Zasadniczo do przekaźnika impulsowego można podłączyć wszystkie rodzaje przycisków, pod warunkiem że ich obciążalność styków została przystosowana do napięcia sterującego, np. 230 V AC. Przyciski muszą działać jako styki zwierne i mogą zamykać obwód cewki przekaźnika wyłącznie na czas naciśnięcia.
Przełączniki, które mogą utrzymywać obwód zamknięty w sposób ciągły, nie nadają się do tego zastosowania. W takim przypadku przekaźnik impulsowy nie będzie działał prawidłowo, a stały przepływ prądu przez cewkę może doprowadzić do jej przegrzania i uszkodzenia.
Choć elektromechaniczny impulsowy przekaźnik bistabilny jest rozwiązaniem bardzo pomysłowym, ma również swoje wady.
Ze względu na mechaniczną zapadkę podczas przełączania powstaje dość wyraźny hałas, który z pewnością każdy słyszał przynajmniej raz. Dodatkowo funkcjonalność takich urządzeń pozostaje wyraźnie ograniczona.
To właśnie te czynniki stały się głównym powodem opracowania elektronicznych wyłączników impulsowych, określanych także jako wielofunkcyjne impulsowe przekaźniki bistabilne.
Zastosowanie standardowych przekaźników przełączających pozwoliło znacząco ograniczyć hałas podczas pracy. Natomiast wykorzystanie przekaźników bistabilnych umożliwiło również zminimalizowanie strat energii w trybie czuwania.
Elektroniczne wyłączniki impulsowe oferują szerokie możliwości podłączenia i regulacji.
Jednak to nie wszystkie zalety.
Dzięki minimalnemu zapotrzebowaniu na moc sterującą elektronicznie sterowane wielofunkcyjne przekaźniki impulsowe mogą być sterowane napięciem uniwersalnym w zakresie 8–230 V.
Dzięki elektronicznemu sterowaniu bez problemu można realizować funkcje wielofunkcyjne, takie jak światło ciągłe przy dłuższym przytrzymaniu przycisku, regulowane czasowo opóźnienia wyłączenia czy automatyczne ostrzeżenia o wyłączeniu.
Aby chronić styki przełączające przekaźników, proces przełączania odbywa się w chwili przejścia napięcia przemiennego przez zero. Takie „łagodne przełączanie” dodatkowo wydłuża żywotność lamp energooszczędnych oraz odbiorników wyposażonych w układy zapłonowe.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze impulsowego wyłącznika prądu?
Jeśli zachodzi konieczność wymiany uszkodzonego impulsowego wyłącznika prądu, zaleca się zastosowanie tego samego typu urządzenia. Dużą zaletą takiego rozwiązania jest możliwość podłączenia wyłącznika zamiennego dokładnie w taki sam sposób jak uszkodzonego elementu.
Jeżeli nie jest to możliwe, należy sprawdzić sposób okablowania uszkodzonego wyłącznika, aby dobrać odpowiedni typ zamienny. Często bezpośrednio na przekaźniku impulsowym znajdują się niewielkie schematy połączeń, które pomagają w takim przypadku.
W razie wątpliwości należy ustalić przyporządkowanie zacisków przy użyciu odpowiednich urządzeń pomiarowych.
Uwaga!
Powszechnie stosowane próbniki fazy w formie śrubokręta całkowicie się do tego nie nadają!
Jeżeli zainstalowano przyciski podświetlane lampkami neonowymi, rzeczywisty prąd lampki neonowej nie może przekraczać maksymalnego dopuszczalnego prądu lampki neonowej dla przekaźnika impulsowego.
W przypadku nowej instalacji dostępne są wszystkie możliwości, a użytkownik ma pełną swobodę wyboru produktu, który zostanie zastosowany.