Een van de meest voorkomende vragen die we krijgen is "Waarom zijn er geen Z-Wave aan/uit-schakelaars die werken in een 2-draads systeem", of "Welke relais kan ik gebruiken zonder nulleider".
We raden dan altijd aan om een dimmer te gebruiken, omdat deze in een 2-draads systeem kunnen werken, en leggen uit dat er geen schakelaars beschikbaar zijn die zonder nulleider kunnen worden gebruikt.
Op het eerste gezicht is dit niet logisch. Een dimmer lijkt een complexer apparaat te zijn dan een schakelaar, dus je zou verwachten dat het andersom zou zijn. Ik dacht dat dit een goede blogpost zou zijn om uit te leggen waarom dit het geval is en om wat dieper in te gaan op hoe deze apparaten eigenlijk werken. Merk op dat ik het in dit artikel niet heb over eenvoudige mechanische schakelaars, maar over slimme schakelaars of relais die draadloos kunnen worden bediend.
Klassiek 2-draads circuit
Als we het hebben over een 2-draads verlichtingssysteem, bedoelen we dat er geen nulleider beschikbaar is bij de schakelaar (Zie APNT-23 voor meer informatie).
Als u figuur 1 bekijkt, ziet u dat de lichtschakelaar slechts twee draden heeft - Live die de permanente spanning naar de schakelaar voert en Switched Live die de spanning naar de lamp voert. Wanneer de schakelaar gesloten is, staat de geschakelde Live-kabel onder spanning en wordt de gloeilamp van stroom voorzien. Hierdoor kan er stroom van Live door de gloeilamp naar Neutral lopen, waardoor de gloeilamp gaat branden. Dit is een volledig elektrisch circuit. Als de schakelaar open is, kan er geen stroom lopen en is de lamp uit. De meesten van ons zullen deze schakeling wel kennen, omdat het een basislichtschakeling is die we waarschijnlijk allemaal op school hebben geleerd.
Afbeelding 1: Klassieke lichtschakeling
De dimmer toevoegen
Als we de mechanische schakelaar vervangen door een dimmer, zal deze perfect werken in een 2-draads circuit (zie figuur 2). Dit komt omdat dimmers werken door de stroom die door het circuit loopt te verminderen tot deze zo laag is dat de lamp niet gaat branden. Dit betekent dat zelfs als je de dimmer tot 0% hebt teruggebracht en de lamp uit is, het eigenlijke circuit niet helemaal uit is. Er loopt een kleine elektrische stroom van Live door de dimmer, door de gloeilamp en naar Neutral. Deze kleine stroom is voldoende om de dimmer en de draadloze elektronica van stroom te voorzien en het apparaat in leven te houden. Hierdoor kun je de dimmer nog steeds draadloos (of handmatig) bedienen, of de lamp nu aan of uit is - en dat is precies wat je niet wilt met een Smart-apparaat!
Afbeelding 2: Dimmer in een 2-draads circuit
Hoe zit het met een schakelaar?
Als we nu een elektronische schakelaar of relais toevoegen (zoals Z-Wave of LightwaveRF), zie je dat de elektronica van de schakelaar in het pad van de schakelaar zit. Als de schakelaar gesloten is, loopt er stroom door het circuit om de elektronica van stroom te voorzien en de lamp te laten branden. Maar als de schakelaar opengaat, stopt de stroom, loopt er geen stroom door het circuit en is er geen stroom voor de elektronica van de schakelaar of het relais - het is dood en je kunt er niet mee communiceren.
Daarom zijn er geen schakelaars of relais die in een 2-wegcircuit kunnen werken zonder een directe verbinding met de nulleider.
Afbeelding 3: Eenvoudige schakelaar in een 2-draads circuit
De enige manier waarop je een relais of slimme schakelaar in een verlichtingscircuit kunt gebruiken, is door ervoor te zorgen dat deze rechtstreeks op Live en Neutral kan worden aangesloten, zoals weergegeven in figuur 4.
Figuur 4: Schakelaar bedraad met nulleider
Op dit moment zie ik niet hoe een slimme schakelaar die geen nulleider nodig heeft kan worden gemaakt - maar ik hoop dat iemand die slimmer is dan ik een manier kan vinden om het te doen, want er zijn zoveel dingen waarvoor we het zouden kunnen gebruiken.
Tot snel.
Mark.
