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Schaltungen

Ausschaltung

Durch eine Ausschaltung wird ein elektrisches Betriebsmittel, häufig eine Lampe/Leuchte, entweder ein- oder ausgeschaltet, welches ohne diesen Ausschalter ständig in Betrieb wäre. Mittlerweile werden für Ausschaltungen meist Wechselschalter verwendet, da diese aufgrund der höheren Nachfrage günstiger sind. Das Schaltersymbol für einen Ausschalter ist:

Typische Ausschalter haben nur einen Eingang und einen Ausgang, wobei der Anschluss für die Phase meist mit einem L oder farblich, z.B. rot gekennzeichnet ist. Es gibt zwei Stellungen: offen, mit unterbrochenem Stromkreis, und geschlossen, mit geschlossenem Stromkreis. Sie kommen in der Hausinstallation häufig in Räumen mit nur einer Schaltstelle für das Licht zum Einsatz. Schaltzeichen:

Eine Variante der Ausschaltung ist die Kontrollausschaltung, bei der in den Ausschalter eine Glimmlampe integriert wird. Im Normalfall leuchtet diese wenn der Schalter geschlossen, also eingeschaltet ist. Alternativ kann man sie auch so anschließen, dass sie dauerhaft leuchtet, um den Schalter z.B. bei Dunkelheit leichter finden zu können. Das Schaltersymbol für einen Kontrollausschalter sieht wie folgt aus:

Wechselschaltung

Bei der Wechselschaltung werden Verbraucher, meistens Lampen/Leuchten von zwei Stellen ein- oder ausgeschaltet. Dafür benötigt man zwei Wechselschalter. Das Schaltersymbol für einen Wechselschalter ist:

Ein Wechselschalter hat einen Eingang und zwei Ausgänge, kann aber auch andersherum mit zwei Eingängen und einem Ausgang betrieben werden. Wie der Name schon sagt wechselt er zwischen den Ausgängen A und B, ist also ein Stromkreis über Ausgang A geschlossen, wird er über Ausgang B unterbrochen.

Schaltung:

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An einen der beiden Wechselschalter wird der Außenleiter (L) an den L-Kontakt, der meist farblich gekennzeichnet ist, angeschlossen. An den L-Kontakt des zweiten Wechselschalters wird der Lampendraht angeschlossen. Nun werden die beiden Ausgänge der Wechselschalter miteinander verbunden, diese Adern nennt man Korrespondierende. Trennt man diese Korrespondierenden auf, kann man ohne Probleme einen Kreuzschalter dazwischen bauen. Führt man zum linken Schalter den Neutral- und Schutzleiter mit und verbindet beide Schalter mit einer 5-adrigen Leitung, lassen sich unter den Schaltern jeweils Steckdosen installieren. Äußerlich unterscheidet sich ein Wechselschalter nicht von einem Aussschalter.

Sparwechselschaltung

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Hier gibt es nur einen Korrespondierenden, der die L-Kontakte miteinander verbindet. Auf die Ausgänge der Wechselschalter wird jeweils einmal der Außenleiter (L) und einmal der Lampendraht gelegt. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, dass Lampen von beiden Schalterdosen angeschlossen werden können und nicht alle zu einem der beiden Wechselschalter gezogen werden müssen. Nachteile sind, dass viele Leute diese Schaltung nicht kennen, sie nicht so leicht erweiterbar, z.B. durch einen Kreuzschalter ist, und sich die Leitungswege erhöhen. Auch hier können bei Verbindung der Wechselschalter mit einer 5-adrigen Leitung unter den Schaltern Steckdosen installiert werden.

Kontrollwechselschaltung

Sie funktioniert genau wie die Sparwechselschaltung, bei der die Wechselschalter zusätzlich ein Glimmaggregat bekommen und deshalb zusätzlich einen Neutralleiteranschluss benötigen. Diese Glimmlampe dient dazu erkennen zu können ob der/die Verbraucher eingeschaltet ist/sind, vor allem wenn man dies vom Schalter aus nicht sehen kann. In folgenden Stellungen ist das Glimmaggregat eingeschaltet:

Schalterstellung linker SchalterSchalterstellung rechter SchalterGlimmlampe
linkslinksaus
linksrechtsein
rechtslinksein
rechtsrechtsaus


Serienschaltung

Bei der Serienschaltung werden zwei Verbraucher, meistens Lampen/Leuchten, unabhängig voneinander mit einem einzelnen Schalter ein- oder ausgeschaltet, heutzutage passiert dies normalerweise über einen Doppelschalter. Diese werden weiterhin als Serienschalter bezeichnet obwohl dies nicht mehr passt. Die Bezeichnung kommt von alten Drehschaltern, die vier Schaltstellungen hatten (Aus, Leuchte 1 an, beide Leuchten an, Leuchte 2 an), die nacheinander durchgeschaltet wurden. Das Schaltersymbol einer Serienschaltung ist:

Mit dem Wechsel von Drehschalter auf doppelte Wippschalter ist auch die Bezeichnung Serienschalter auf diese übergegangen. So ein doppelter Wippschalter besteht aus zwei einzelnen Ausschaltern.

Schaltung:

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Auf den L-Kontakt des Serienschalters wird der gemeinsame Außenleiter gelegt, auf jeden Ausgang kommt jeweils ein Lampenkontakt, der getrennt zu schaltenden Lampen. Aüßerlich lässt sich ein Serienschalter durch die getrennte Wippe erkennen und könnte durch zwei Ausschalter ersetzt werden.

Kreuzschaltung

Bei der Kreuzschaltung werden Verbraucher, meistens Lampen/Leuchten, von drei oder mehr Stellen unabhängig von der Stellung der anderen Schalter aus- oder eingeschaltet. Sie besteht immer mindestens aus zwei Wechselschaltern und mindestens einem oder mehreren Kreuzschaltern. Dabei befinden sich die Wechselschalter jeweils am Anfang und am Ende der Kette und dazwischen die Kreuzschalter, damit ist die Kreuzschaltung eine Erweiterung der Wechselschaltung. Im Kreuzschalter befinden sich zwei mechanisch verbundene einpolige Umschalter, die entweder eine gerade oder gekreuzte Verbindung zwischen den Klemmenpaaren herstellen. Sein Schaltersymbol ist:

Ein Kreuzschalter besitzt zwei Eingänge und zwei Ausgänge. Dabei wechselt er zwischen geraden und gekreuzten Verbindungen zwischen den Ein- und Ausgängen. Es ist also entweder Eingang A mit Ausgang A und gleichzeitig Eingang B mit Ausgang B verbunden oder Eingang A mit Ausgang B und Eingang B mit Ausgang A. Kreuzschalter können auch als Wechsel- oder Ausschalter verwendet werden, was sich aus Kostengründen aber nicht anbietet.

Schaltung:

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Wie bei der Wechselschaltung wird an einen Wechselschalter der Außenleiter (L) an den L-Kontakt angeschlossen und an den anderen Wechselschalter der Lampendraht an den L-Kontakt. Nun gehen die beiden Adern der Ausgänge des ersten Wechselschalters auf die beiden Eingänge des Kreuzschalters und die beiden Ausgänge des zweiten Wechselschalters auf die beiden Ausgänge des Kreuzschalters. So führt immer eine der beiden Adern aus den Paaren Spannung. Führt man die Installation nun wieder mit 5-adriger Leitung durch (von jedem Wechselschalter zum Kreuzschalter), kann man unter den jeweiligen Schaltern Steckdosen installieren. Äußerlich unterscheidet sich ein Kreuzschalter ebenfalls nicht von einem Aus- oder Wechselschalter.

Gegenüberstellung mit der Tasterschaltung

Allgemein gilt umso mehr Schaltstellen umso mehr lohnt sich die Tasterschaltung, bei drei Schaltstellen kann sich aber auch noch die Kreuzschaltung lohnen.

Vorteile Kreuzschaltung:

  • Wegfall des Stromstoßschalters, das kann den Mehrpreis eines Kreuzschalters bei drei Schaltstellen ausgleichen
  • Durch Verwendung 5-adriger Leitung Steckdoseninstallation und Umrüstung auf Taster möglich

Nachteile Kreuzschaltung:

  • Kreuzschalter sind teurer als Taster
  • erschwerte Erweiterung aufgrund der Korespondierenden
  • Ausfall der kompletten Schaltung bei Defekt eines Schalters
  • Kreuzschalter benötigen vier Adern, statt zwei bei Tastern
  • automatische Abschaltung nach einer gewissen Zeit bei Tastern realisierbar

Tasterschaltung

Bei der Tasterschaltung können Verbraucher von beliebig vielen Stellen ein- oder ausgeschaltet werden. Dies eignet sich besonders für Flure, Treppenhäuser und Räume mit mehreren Eingängen. Dafür wird im Gegensatz zur Kreuzschaltung ein Stromstoßschalter (Relais) benötigt, dafür sind die Taster in ihrem Aufbau aber einfacher und auch preisgünstiger, sowie die Verdrahtung unkomplizierter. Statt des Stromstoßschalters kann auch ein Treppenlicht-Zeitschalter verwendet werden. Ein Taster besitzt eine Grundstellung, in die er durch eine verbaute Feder nach Betätigung zurückfällt. Sein Schaltersymbol ist:

oder

Dabei steht das linke Symbol für einen normalen Taster und das rechte für einen Taster mit Glimmlampe. Er besitzt normalerweise nur einen Eingang und einen Ausgang. Er sendet entweder ein kurzes Signal als Schließer oder unterbricht den Stromkreis kurz als Öffner. Deshalb braucht er zur Lichtsteuerung zusätzlich ein Relais, welches den Stromkreis bis zum nächsten Tasten offen oder geschlossen hält.

Schaltung:

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An die Eingänge der Taster wird jeweils der Außenleiter (L) angeschlossen, die Ausgänge gehen alle an die A1 Klemme der Spule des Stromstoßschalters. Auf dessen A2 Kontakt wird der Neutralleiter (N) angeschlossen. An die Klemme 1 des Schaltkontaktes des Stromstoßschalters wird ebenfalls der Außenleiter (L) angeschlossen. Dieser Schaltkontakt ist ein Schließer und an Klemme 2 des Schaltkontaktes werden die Lampendrähte angeschlossen. Somit fließt der Lasstrom nicht über die Taster (Bedienteile), sondern auf kurzem Weg direkt zu den Verbrauchern, weswegen dünnere Querschnitte der Ansteuerleitungen verwendet werden können, womit die Leitungsverluste und Installationskosten sinken. Die Relais werden meistens im Verteiler montiert, können aber auch in Verteilerdosen verbaut werden.

Stromstoßschaltung

Je nachdem in welcher Stellung sich der Stromstoßschalter befindet wird das Licht durch einmaliges Tasten entweder ein- oder ausgeschaltet. Dies passiert häufig durch eine mechanische Verriegelung, die mit der eines Kugelschreibers vergleichbar ist. Diese greift beim Tasten ein und hält damit das Licht eingeschaltet, beim erneuten Tasten lässt sie dann wieder los und das Licht geht aus. Mittlerweile gibt es auch elektronische Stromstoßschalter, die keine dauerhafte Spannungsversorgung benötigen, da sie mit einem bistabilen Relais arbeiten. Dieses wird bei jedem Schaltimpuls eines Tasters elektronisch gesteuert in die entgegengesetzte Richtung geschaltet. Dadurch wird der Steuerleistungsbedarf geringer und das Schaltgeräusch deutlich leiser.

Bei Treppenhausschaltungen kann ebenfalls von allen Schaltstellen eingeschaltet werden, allerdings im Normalfall nicht wieder aus. Dies geschieht über einen Zeitkontakt, der nach einer eingestellten Zeit das Licht automatisch abschaltet. Hier ist vorteilhaft Stromstoßschalter mit niedrigerer Steuerspannung einzusetzen, so kann man mit einer 12V-Spannungsquelle ein ganzes Treppenhaus versorgen und die Taster mit Klingelleitung (J-Y(St)Y) anschließen.

Schaltbild Stromstoßschalter:

Quelle: www.wikipedia.de

Dimmer

Dimmer sind Lichtschalter, die neben dem einfachen Ein- und Ausschalten der Beleuchtung auch die Möglichkeit bieten die Helligkeit der Beleuchtung stufenlos einzustellen. In der Regel wird über einen Drehknopf oder eine Sensorfläche, die berührt wird, gedimmt. Das Dimmen funktioniert entweder über eine Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittsteuerung. Das Schaltersymbol für einen Dimmer ist:

Beim Einsatz eines Dimmer ist zu beachten, dass nicht alle Leuchtmittel dimmbar sind. Dimmer und dimmbare Leuchtmittel sind mit einem liegenden Dreieck gekennzeichnet, unter dem sich ein oder zwei Buchstaben befinden. Diese können sein:

  • „R“ oder ein Glühlampen Symbol bei ohmschen Lasten für das Dimmen von z.B. Glühlampen
  • „L“ bei induktiven Lasten für das Dimmen z.B. von konventionellen Trafos bei NV-Leuchten
  • „K“ bei kapazitiven Lasten für das Dimmen z.B. von elektronischen Niedervolt-Halogenlampen

Daneben sind noch die passende Spannung und Dimmleistung des Dimmers zu beachten. Wenn der passende Dimmer zum Leuchtmittel gewählt ist, befinden sich auf diesem meistens folgende Anschlüsse:

  • Sinuslinie mit schrägem Pfeil durch
  • zwei Klemmen mit Pfeil zum Dimmer
  • eine „N“-Klemme

Ein Dimmer kann entweder in einer Aus- oder in einer Wechselschaltung betrieben werden.

Bei der Ausschaltung wird der Außenleiter (L) auf eine der beiden Klemmen mit Pfeil gelegt und der Lampendraht auf die Klemme mit der Sinuslinie. Bei der Wechselschaltung wird bei einem Dimmer der Außenleiter (L) und beim anderen Dimmer Der Lampendraht auf die Klemme mit der Sinuslinie gelegt. Auf die Klemmen mit Pfeil werden jeweils die Korrespondierenden angeschlossen. Hat der jeweilige Dimmer eine „N“-Klemme wird dort der Neutralleiter angeschlossen.

Bewegungsmelder/Präsenzmelder

Ein Bewegungsmelder ist ein elektronischer Sensor, der Bewegungen in seiner Umgebung erkennt und daraufhin wie ein Schalter Betriebsmittel ein- und ausschaltet. Er erkennt diese Bewegungen entweder aktiv durch elektromagnetische Wellen (Hochfrequenz oder Doplerrradar) und Ultraschall oder passiv durch Infrarotstrahlung der Umgebung. Weiterhin gibt es auch Melder die Kombinationen daraus einsetzen. Am häufigsten wird dabei ein PIR (Passiver Infrarot)-Sensor eingesetzt, welcher auf kleine Temperaturänderungen reagiert. Im Gegensatz zu einem Bewegungsmelder erkennt ein Präsenzmelder auch die Anwesenheit einer Person, obwohl sich diese nicht bewegt. Schaltersymbol für einen Infrarot-Bewegungsmelder:

In der Regel haben Bewegungsmelder auch einen integrierten Dämmerungsschalter, der dafür sorgt, dass der Melder nur ab einer gewissen Dunkelheit schaltet. Bei den meisten Bewegungsmeldern gibt es drei Einstellungen (Potentiometer):

  1. die Einschaltdauer: sie legt fest wie lange der Verbraucher eingeschaltet werden soll
  2. die Umgebungshelligkeit: sie legt fest ab welcher Dunkelheit, der Bewegungsmelder schalten soll
  3. die Näherungsempfindlichkeit: sie legt fest ab welchem Abstand der Bewegungsmelder auf Objekte reagieren soll

Schaltung:

Quelle: www.wikipedia.de

Zu sehen ist im Beispiel ein dreipoliger Melder. Der Außenleiter (L) wird dabei auf die L-Klemme des Bewegungsmelders geklemmt, der Neutralleiter (N) auf die N-Klemme und der Lampendraht auf die Klemme Pfeil, Lampe oder LI , je nach Hersteller, geklemmt. Der Schutzleiter ist auf jeden Fall immer mitzuführen und, falls vorhanden, auf die vorgesehene Klemme zu legen. Dieser dreipolige Melder schaltet die Last über ein eingebautes Relais. Es gibt auch zweipolige Melder, die keinen Neutralleiter benötigen. Bei der Wahl des Bewegungsmelders ist auch auf seine Schaltleistung zu achten.

Montage: Bewegungs-/Präsenzmelder können nicht nur unter der Decke oder an Wänden montiert werden, es gibt sie auch als Unterputzvariante in der sie sich in Schalterdosen einsetzen lassen. Somit können auch Altinstallationen mit geringem Aufwand umgerüstet werden.

Vor- und Nachteile

Vorteile von Bewegungsmeldern in Wohngebäuden:

  • Energieeinsparung, da Licht nur dann an ist, wenn es auch wirklich gebraucht wird
  • erhöhter Komfort, da das Suchen eines Schalters in der Dunkelheit wegfällt
  • automatisches Ausschalten der Beleuchtung
  • sichere Wegbeleuchtung im Außenbereich
  • schreckt unerwünschte Personen im Außenbereich ab

Nachteile von Bewegungsmeldern in Wohngebäuden:

  • Höhere Investitionskosten als für normale Schalter
  • Höhere Ausfallrate als normale Schalter

Sinnvolle Bereiche für den Einsatz von Bewegungsmeldern:

  • Flure
  • Badezimmer, vor allem Gästebad
  • Treppenhaus
  • Aussenbereich als Wegebeleuchtung
  • Haustür und Nebeneingänge
  • Garage