Przełączanie wielokierunkowe
| Instalacje elektryczne |
|---|
| Praktyka wykonywania okablowania według regionu lub kraju |
| Regulacja instalacji elektrycznych |
| Okablowanie i akcesoria |
| Urządzenia przełączające i zabezpieczające |
W okablowaniu budynków przełączanie wielotorowe to wzajemne połączenie dwóch lub więcej przełączników elektrycznych w celu sterowania obciążeniem elektrycznym z więcej niż jednego miejsca . Powszechnym zastosowaniem jest oświetlenie, gdzie umożliwia sterowanie lampami z wielu miejsc, na przykład w korytarzu, klatce schodowej lub dużym pomieszczeniu.
W przeciwieństwie do prostego przełącznika światła , który jest jednobiegunowym przełącznikiem jednopołożeniowym (SPST), przełączanie wielokierunkowe wykorzystuje przełączniki z jednym lub większą liczbą dodatkowych styków, a między przełącznikami poprowadzone są dwa lub więcej przewodów. Gdy obciążenie jest sterowane tylko z dwóch punktów, stosowane są przełączniki jednobiegunowe dwupołożeniowe (SPDT). Dwubiegunowe przełączniki dwupołożeniowe (DPDT) umożliwiają sterowanie z trzech lub więcej miejsc.
W alternatywnych projektach do przełączania obciążeń elektrycznych można zastosować przekaźnik niskonapięciowy lub sterowanie elektroniczne, czasami bez dodatkowych przewodów zasilających.
Przełączniki trójdrożne i czterodrożne
Kontrolowanym obciążeniem jest często lampa, ale przełączanie wielokierunkowe służy do sterowania innymi obciążeniami elektrycznymi, takimi jak gniazdko elektryczne, wentylatory, pompy, grzejniki lub inne urządzenia. Obciążenie elektryczne może być podłączone na stałe lub podłączone do przełączanego gniazda .
Trójdrożne i czterokierunkowe przełączniki umożliwiają sterowanie światłem z wielu miejsc, takich jak góra i dół schodów, koniec długiego korytarza lub wiele drzwi prowadzących do dużego pokoju. Przełączniki te wyglądają zewnętrznie podobnie do jednobiegunowych jednopołożeniowych (SPST), ale mają dodatkowe połączenia, które umożliwiają sterowanie obwodem z wielu miejsc. Przełączenie przełącznika odłącza jeden terminal „podróżny” i łączy drugi.
Pod względem elektrycznym typowy przełącznik „trójdrożny” to przełącznik jednobiegunowy dwupołożeniowy (SPDT) . Po prawidłowym połączeniu dwóch z tych przełączników, przełączenie jednego z przełączników zmienia stan obciążenia z wyłączonego na włączony lub odwrotnie. Przełączniki mogą być rozmieszczone tak, że są w tej samej orientacji dla wyłączenia iw kontrastowych orientacjach dla włączenia.
Przełącznik „4-kierunkowy” (pośredni) to specjalnie skonstruowany przełącznik dwubiegunowy, dwupołożeniowy (DPDT), fabrycznie okablowany wewnętrznie w celu odwrócenia połączeń między wejściem a wyjściem i mający tylko cztery zewnętrzne zaciski. Ten przełącznik ma dwie pary terminali „podróżnych”, które łączy bezpośrednio lub krzyżowo (transponowane lub zamieniane). Przełącznik pośredni można jednak zaimplementować, dodając odpowiednie okablowanie zewnętrzne do zwykłego (sześciostykowego) przełącznika DPDT lub używając oddzielnego przekaźnika DPDT.
Łącząc jeden lub więcej przełączników 4-drożnych (pośrednich) w jednej linii z przełącznikami 3-drożnymi na obu końcach, można sterować obciążeniem z trzech lub więcej miejsc. Przełączanie dowolnego przełącznika zmienia stan obciążenia z wyłączonego na włączony lub z włączonego na wyłączony.
Dwie lokalizacje
Włączanie i wyłączanie obciążenia z dwóch miejsc (na przykład włączanie i wyłączanie światła z dowolnego końca schodów) wymaga dwóch przełączników SPDT. Aby to osiągnąć, istnieje kilka układów okablowania.
System podróżny
W systemie jezdnym, zwanym również systemem „wspólnym”, linia zasilająca (gorąca, zaznaczona na czerwono) jest doprowadzona do wspólnego zacisku jednego z przełączników; przełączniki są następnie połączone ze sobą parą przewodów zwanych „podróżnikami” (lub „strapperami” w Wielkiej Brytanii), a lampa jest podłączona do wspólnej linii drugiego przełącznika, jak pokazano.
Korzystając z systemu podróżnego, istnieją cztery możliwe permutacje pozycji przełącznika: dwie przy włączonym świetle i dwa przy wyłączonym świetle.
Wyłączony NA 
System alternatywny
Alternatywny system, znany jako system połączeń „California 3-way” lub „coast 3-way”, umożliwia podłączenie zarówno przełączanych, jak i nieprzełączanych obciążeń w pobliżu obu przełączników bez prowadzenia zbyt wielu dodatkowych przewodów. Jest to przydatne w długich korytarzach, które mogą wymagać więcej niż jednego światła do sterowania za pomocą dwóch przełączników i które mogą mieć również gniazda wymagające niewłączonego zasilania, a także przełączane światła. Jeśli przełączane jest tylko jedno światło i nie jest potrzebne żadne nieprzełączone połączenie, ten system wykorzystuje dłuższe przewody niż system standardowy (cztery zamiast trzech), ale jeśli włączane światło znajduje się blisko wyłącznika w pobliżu skrzynki bezpieczników i konieczne jest podłączenie gniazda być zasilany w pobliżu odległego przełącznika, zużyje mniej długich przewodów (cztery zamiast pięciu).
systemu Cartera
System Cartera był metodą okablowania przełączników trójdrożnych w dobie wczesnego okablowania gałkowo-rurowego . Ta przestarzała metoda okablowania jest zabroniona przez amerykański Narodowy Kodeks Elektryczny od 1923 r., nawet w nowych instalacjach z pokrętłami i rurkami, które są nadal dozwolone w pewnych okolicznościach. Ten system okablowania można nadal spotkać w starych „starych” instalacjach elektrycznych.
W systemie Cartera dochodzące przewody pod napięciem i neutralny były podłączone do śrub jezdnych obu przełączników trójdrożnych, a lampa była podłączona między wspólnymi śrubami dwóch przełączników. Gdyby oba przełączniki zostały przełączone w położenie gorące lub oba w położenie neutralne, światło pozostałoby wyłączone; ale gdyby zostały przełączone w przeciwne pozycje, światło by się zaświeciło. Zaletą tej metody było to, że wykorzystywano tylko jeden przewód do światła z każdego przełącznika, mając gorący i neutralny w obu przełącznikach.
Głównym problemem związanym z tą metodą jest to, że w jednej z czterech kombinacji przełączników gniazdo wokół żarówki jest naelektryzowane na obu swoich zaciskach, mimo że żarówka nie świeci. Ponieważ obudowa może być pod napięciem, nawet przy wyłączonym świetle, stwarza to ryzyko porażenia prądem podczas wymiany żarówki. Ta metoda jest zatem zabroniona w nowoczesnym okablowaniu budynków.
Więcej niż dwie lokalizacje
W przypadku więcej niż dwóch lokalizacji dwa z połączonych przewodów muszą zostać przepuszczone przez przełącznik pośredni, połączony przewodami w celu zamiany lub transpozycji pary. Można wstawić dowolną liczbę przełączników pośrednich, co pozwala na dowolną liczbę lokalizacji. Wymaga to dwóch przewodów wzdłuż sekwencji przełączników.
System podróżny
Używając trzech przełączników, istnieje osiem możliwych permutacji pozycji przełącznika: cztery przy włączonym świetle i cztery przy wyłączonym świetle. Należy zauważyć, że na tych schematach używane są również amerykańskie nazwy przewodów elektrycznych.
Wyłączony NA 
Jak wspomniano powyżej, powyższy obwód można rozszerzyć za pomocą wielu przełączników 4-drożnych między przełącznikami 3-drożnymi, aby rozszerzyć zdolność przełączania na dowolną liczbę lokalizacji.
Przełączanie przekaźnika niskiego napięcia
Układy oparte na przekaźnikach z niskonapięciowymi obwodami sterującymi pozwalają na przełączanie zasilania obciążeń oświetleniowych z dowolnej liczby miejsc. Dla każdego obciążenia przekaźnik zatrzaskowy , który mechanicznie utrzymuje stan włączenia lub wyłączenia, nawet w przypadku przerwy w zasilaniu budynku. Zasilanie sieciowe jest podłączone przez przekaźnik do obciążenia.
Zamiast doprowadzania napięcia sieciowego do przełączników, do zdalnych chwilowych przełączników dwustabilnych lub kołyskowych podłącza się niskie napięcie — zwykle 24 V prądu zmiennego. Przełączniki chwilowe mają zwykle styki SPDT w konfiguracji (ON)-OFF-(ON). Przesunięcie aktywatora przełącznika w jednym kierunku powoduje zamknięcie styków przekaźnika; pchnięcie go w przeciwnym kierunku powoduje rozwarcie styków przekaźnika. Dowolną liczbę dodatkowych przełączników kołyskowych można podłączyć równolegle w razie potrzeby w wielu miejscach. Można dodać opcjonalne sterowanie główne, które włącza lub wyłącza jednocześnie wszystkie światła w obiekcie pod kontrolą timera lub komputera.
Po początkowym wzroście popularności w latach 60. XX wieku, takie przekaźnikowe systemy niskiego napięcia w budynkach mieszkalnych stały się rzadkością. Sprzęt do nowych instalacji nie jest powszechnie dostarczany przez dostawców energii elektrycznej, chociaż nadal można znaleźć części do konserwacji istniejących instalacji.
Elektroniczne zdalne przełączanie
Od 2012 r. przełączanie wielokierunkowe w zastosowaniach mieszkaniowych i komercyjnych jest coraz częściej wdrażane za pomocą technik sygnalizacji linii energetycznych i sygnalizacji bezprzewodowej. Należą do nich X10 , dostępny od lat 70., oraz nowsze hybrydowe systemy przewodowo-bezprzewodowe, takie jak Insteon i Z-Wave . Jest to szczególnie przydatne w przypadku modernizacji obwodów wielotorowych w istniejącym okablowaniu, co często pozwala uniknąć konieczności wykonywania otworów w ścianach w celu poprowadzenia nowych przewodów.
Systemy zdalnego sterowania są coraz częściej stosowane w budynkach komercyjnych jako część systemów oświetleniowych sterowanych półautomatycznie, dla lepszego bezpieczeństwa i oszczędności energii.
Dalsza lektura
- Dzień, Richard (styczeń 1987). „Okablowanie wielu przełączników”. Popularna nauka . 230 (1): 85+. ISSN 0161-7370 .
- Litchfield, Michael & McAlister, Michael (2008). Taunton's Wiring Complete: Porady ekspertów od początku do końca (poprawiona red.). Newtown CT: Taunton Press. ISBN 9781600852565 .