Wissenswertes zu Dämmerungssensoren und -schaltern

Unbeleuchtete Wege, Höfe, Zugänge und Flure stellen nach Einbruch der Dunkelheit ein Sicherheitsrisiko dar. Menschen könnten in Gefahr geraten, stolpern und sich verletzen oder unautorisierte Personen hätten Gelegenheit, sich einem Objekt unerkannt zu nähern. Eine Beleuchtung, die solche kritischen Bereiche abdeckt, vermeidet diese Risiken. Damit diese nicht immer wieder manuell ein- und ausgeschaltet werden muss, lässt sich hier ein Dämmerungsschalter vorsehen. Der sorgt dafür, dass beim Unterschreiten eine bestimmten Helligkeitswertes das Licht automatisch eingeschaltet und beim Überschreiten wieder ausgeschaltet wird. Damit ist sichergestellt, dass die Beleuchtung bei Dunkelheit zuverlässig funktioniert, aber im Hellen nicht eingeschaltet ist, was zu unnötigem Energiebedarf führen würde.
Ähnlich wie ein Dämmerungsschalter funktionieren Helligkeitsschalter bzw. Lichtsensoren oder Dämmerungssensoren, die z. B. so schalten, dass elektrische Verbraucher nur dann in Betrieb gehen, wenn es so hell ist, dass eine Photovoltaikanlage genügend Strom liefern kann.

 

Wie funktionieren Dämmerungsschalter?

Ein Dämmerungsschalter besteht aus einem lichtempfindlichen Sensor, der über einen Schaltverstärker einen elektromagnetischen (Relais) oder elektronischen Kontakt betätigt. Als Sensoren werden hier Fotowiderstände (LDR) oder heute eigentlich vorwiegend Fotodioden bzw. Fototransistoren verwendet. Wenn auf einen LDR Licht fällt, sinkt sein Widerstand abhängig von der Lichtstärke und damit der Spannungsabfall bei konstantem Strom. Bei Fotodioden und Fototransistoren erhöht sich der durchfliessende Strom, wenn die Stärke des auf die Sperrschicht fallendes Lichtes zunimmt. Der Schaltverstärker nutzt diese Spannungs- und Stromänderungen aus, um daraus ein Signal zu machen, das den Schalter betätigt. Dazu müssen die kontinuierlichen Veränderungen der Pegel in eindeutige Schaltzustände umgesetzt werden. Das geschieht mit einer Schwellwert-Schaltstufe, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes einschaltet und bei dessen Unterschreiten ausschaltet. Die Ein- und Ausschaltwerte lassen sich bei manchen Dämmerungsschaltern in gewissen Grenzen einstellen. Damit kurzzeitig auftretende Lichteffekten, z. B. die Scheinwerfer eines vorbeifahrenden Autos oder Gewitterblitze, keine Schaltvorgänge auslösen, werden diese mit Verzögerung ausgeführt.

Welche Bauformen von Dämmerungsschaltern gibt es?

Dämmerungsschalter gibt es in der Bauform als Installationsgerät, d. h. in einem Kunststoffgehäuse dessen Schutzklasse der bei Schaltern und Steckdosen in Feuchträumen entspricht, weil diese in der Regel im Aussenbereich montiert werden, um das Tageslicht erfassen zu können. Der Sensor ist hier im Gehäuse integriert. Vor der Öffnung, durch die das Licht auf den Sensor fällt. Davor kann sich eine verstellbare Blende befinden, mit der sich die Ansprechempfindlichkeit des Dämmerungsschalters verändern lässt. Eine andere Version ist beispielsweise in einem runden Gehäuse eingebaut, das sich für Wand- oder Mastmontage eignet und dessen Oberteil lichtdurchlässig ist. Zum Einbau in Lampen oder Leuchten sind Dämmerungsschalter geeignet, die als kleine Module erhältlich sind. Bei grösseren Installationen oder industriellen Anlagen sind die Schaltgeräte in der Regel in Schaltschränken zu komplexen Steuerungen zusammengefasst. Um das Tageslicht erfassen zu können, müssen die Lichtsensoren extern montiert werden. Dafür gibt es Dämmerungsschalter, deren Sensoren separat in einiger Entfernung von der Schaltelektronik installiert werden können. Diese befindet sich in einem Gehäuse, das sich für Montage auf der standardisierten Trageschiene, d. h. „Hutschiene“ eignet. In diesem Gehäuse können auch Zusatzfunktionen integriert sein, z. B. Kalendersteuerung (z. B. Werktag/Sonntag) oder Bewegungsmelder. Manche Geräte sind auch mit einer Zeitschaltuhr für die Einschaltdauer kombiniert.

Wie sind Dämmerungsschalter spezifiziert?

Die wichtigsten elektrischen Daten von Dämmerungsschaltern sind die Betriebsspannung sowie die Schaltfunktion sowie Schaltleistung. In der Regel werden die Geräte mit 230 Volt Netzwechselspannung betrieben, es sind aber auch Ausführungen erhältlich, die ab 12 V AC/DC funktionieren. Die Schaltkontakte können Wechsler oder Schliesser sein, die in der Regel für 230 V / 16 A ausgelegt sind. Damit lassen sich so gut wie alle Steuerungsaufgaben lösen. Bei den meisten Dämmerungsschaltern lässt sich die Einschalt- sowie Ausschalthelligkeit einzeln und in weiten Grenzen einstellen. Die jeweiligen Beleuchtungsstärken werden in Lux (lx) angegeben. Auch die Schaltverzögerung ist oft einstellbar und lässt sich so individuellen Gegebenheiten anpassen. Weil die meisten Dämmerungsschalter bzw. ihre Sensoren im Freien montiert werden, müssen sie für eine Schutzart nach DIN EN 60529 ausgelegt sein, die Anforderungen in diesem Anwendungsbereich erfüllt, also z. B. IP 44 oder IP 54 (Schutz gegen Spritzwasser). Ausserdem müssen die Geräte für die maximal zu erwartenden Temperaturen im Anwendungsbereich geeignet sein. Die entsprechenden Werte sind in den Datenblättern der Hersteller angegeben.

Was muss bei Auswahl und Betrieb von Dämmerungsschaltern beachtet werden?

Die richtige Auswahl hängt natürlich in erster Linie vom Anwendungsfall ab. Die jeweilige Bauform gibt vor, wie der Dämmerungsschalter zu installieren und montieren ist: Soll das Gerät an der Wand, an einem Mast oder in einer Lampe/Leuchte montiert werden? Die angegebenen elektrischen Parameter wie z. B. Betriebsspannung, Schaltleistung und Umgebungstemperatur müssen im Betrieb eingehalten werden.

Bei Dämmerungsschaltern mit separatem Sensor ist sicherzustellen, dass die im Datenblatt angegebene maximale Kabellänge nicht überschritten wird.

Bei der Montage ist darauf zu achten, dass der Dämmerungsschalter möglichst nur gleichmässigem Streulicht ausgesetzt ist. Kurzfristige Lichtereignisse werden zwar von der Verzögerungsfunktion ausgeglichen, könnten aber trotzdem zu Fehlschaltungen führen, wenn davon zu viele in kurzer Zeit auftreten. Die Funktion eines Dämmerungsschalters kann auch dann gestört werden, wenn dieser nicht weit vom Leuchtmittel, das hiermit geschaltet wird, in dessen Lichtkegel montiert ist. Er würde beim Einschalten der Beleuchtung gleich wieder abschalten.

Weil es sich bei Dämmerungsschaltern um elektrische Betriebsmittel handelt, sind bei Installation und Betrieb die entsprechende Sicherheitsvorschriften (VDE 0100) zu beachten.

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