Ratgeber

Dämmerungsschalter » Energie sparen durch automatische Lichtsteuerung

Energiesparen ist oft sehr einfach, zum Beispiel mit einem Dämmerungsschalter. Der aktiviert Beleuchtungseinrichtungen erst dann, wenn es wirklich notwendig ist. In unserem Ratgeber informieren wir Sie über Funktionen und Einsatzmöglichkeiten solcher elektronischen Helfer und geben Tipps für Beschaffung und  Installation.



Was sind Dämmerungsschalter?

Das Prinzip eines Dämmerungsschalters ist recht einfach: Sobald die Umgebungshelligkeit unter einem definierbaren Level sinkt, wird die Beleuchtung aktiviert. Steigt die Helligkeit, schaltet sich das Licht automatisch wieder aus. Das ist üblicherweise bei der Abend- beziehungsweise Morgendämmerung der Fall, daher die Bezeichnung Dämmerungsschalter.

Neben Lampen und Leuchten lassen sich mit einem Dämmerungsschalter auch andere Lasten schalten, und zwar sowohl ohmsche als auch induktive und kapazitive.



Funktionsweise von Dämmerungsschaltern

Ein moderner Dämmerungsschalter besteht grundsätzlich aus drei Komponenten: einem lichtempfindlichen Dämmerungssensor, einer digitalen Schaltung zur Steuerung der Ein- und Ausschaltvorgänge sowie einem Relais, das den Stromkreis zur Last öffnet und schließt.

Als Sensor dient üblicherweise ein Fototransistor beziehungsweise eine Fotodiode. Der Fototransistor sitzt in einem transparenten Gehäuse, sodass Licht den Basis-Kollektor-Übergang erreichen kann. Die durch Photonen im Basis-Kollektor-Übergang erzeugten Elektronen werden über die Basis des Transistors verstärkt. Wenn nur die Basis- und Kollektorleitungen angeschlossen sind und der Emitter nicht, wird aus dem Fototransistor eine Fotodiode. Fotodioden haben in der Regel allerdings eine langsamere Reaktionszeit, die von der Größe ihrer Oberfläche abhängt.

Da die vom Lichtsensor gelieferte Spannung proportional von der Beleuchtungsstärke abhängt, lässt sich über eine elektronische Schaltung ein Schwellwert erzeugen, der bei Unter- und Überschreitung das Ein- beziehungsweise Auschaltsignal bildet. Als Schaltungseinheiten sind neben Transistoren auch Schmitt-Trigger – eine Kippstufe zur Erzeugung binärer Signale – und Mikroprozessoren im Einsatz. Die Höhe des Schwellwerts und damit die Empfindlichkeit des Dämmerungsschalters ist durch die anwendende Person individuell einstellbar und kann von einigen wenigen bis zu mehreren Hundert Lux Beleuchtungsstärke reichen.

Den eigentlichen Schaltvorgang übernimmt in den meisten Fällen ein elektromechanisches Relais. Der Stromkreis für Sensor und Steuerschaltung ist damit galvanisch vom Laststromkreis getrennt – ein wichtiger Sicherheitsaspekt bei Installation und Betrieb. 

Übliche Schalter erlauben die Steuerung von ohmschen Lasten bis zu einer Stromaufnahme von 10 bis 16 Ampere, das entspricht beim 230-Volt-Netzstrom eine maximale Schaltleistung von 2300 bis 3680 Watt. Damit ließen sich früher auch mehrere leistungsstarke Halogenleuchten problemlos verwenden. Inzwischen wurden diese Stromfresser allerdings weitgehend durch High-Power-LEDs abgelöst, die eine ähnliche Helligkeit schon bei Leistungsaufnahmen von 50 bis 100 Watt erreichen.

Dämmerungsschalter in Verbindung mit LED-Leuchten leisten somit einen wichtigen Beitrag zum Energiesparen und reduzieren zudem erheblich die Stromkosten. Zu beachten ist allerdings, dass High-Power-LEDs in der Regel nur mit etwa 32 Volt zu betreiben sind, die Leuchten sollten demnach über einen LED-Treiber verfügen, der die Netzspannung entsprechend herabsetzt.



Installation der Dämmerungsschalter

Übliche Dämmerungsschalter sind für die Aufputz- oder die Unterputzmontage erhältlich. In Innenräumen lässt sich zum Beispiel ein üblicher Lichtschalter durch einen Einbauschalter ersetzen. Möglich ist auch der Austausch einer Steckdose gegen ein dämmerungsaktives Schaltelement. Typische Szenarien wären zum Beispiel die Beleuchtung von Schaufenstern oder die Steuerung von Lichtreklamen und Außenbeleuchtungen: Sobald Dunkelheit eintritt, würden die Leuchten aktiviert und in der Morgendämmerung wieder deaktiviert.

Eine solche Installation ist deutlich effizienter als die Nutzung herkömmlicher Zeitschaltuhren, die in der Regel die unterschiedlichen Dämmerungen der Jahreszeiten nicht berücksichtigen. Zeitschaltuhren müssten daher jedes Mal neu programmiert werden.

Es gibt allerdings durchaus Situationen, in denen die Kombination aus Dämmerungsschalter und Zeitschaltuhr praktikabel wäre: Die Zeitschaltuhr ließe sich beispielsweise zur Steuerung der Schaufensterbeleuchtung für eine Zeitspanne von lediglich ein paar Stunden einstellen. Dann würde der Dämmerungsschalter nur für kurze Zeit mit Strom versorgt, etwa nur vom Beginn der Abenddämmerung bis drei Uhr nachts. Besonders praktisch sind in diesem Zusammenhang Dämmerungsschalter mit eingebauter Zeitschaltuhr. Der integrierte Timer bietet hier häufig einen Einstellbereich von einer bis zu mehreren Stunden. Für Weihnachts- oder Gartenbeleuchtungen lassen sich viele Geräte mit eingebauter Zeitschaltuhr über eine Steckdose mit dem Stromnetz verbinden.

Bei der Wahl des Montageorts eines Aufputz-Schalters ist unbedingt darauf zu achten, dass der Sensor nicht unmittelbar vom Lichtstrahl der angeschlossenen Leuchte getroffen wird. Dies würde die Reaktionsfähigkeit des Sensors erheblich herabsetzen oder sogar aufheben. Keine Sorgen muss man sich allerdings um plötzliche und kurze Lichteinwirkungen machen, zum Beispiel durch Autoscheinwerfer oder Blitze. Alle handelsüblichen Dämmerungsschalter verfügen über eine einstellbare Schaltverzögerung im Bereich mehrerer Sekunden.



Auswahlkriterien für die Beschaffung

Wichtigstes Kriterium war lange Zeit die maximale Belastung des Schaltkreises. Schon die Verbindung mit mehreren Halogenleuchten konnte die Kapazität des Schalters übersteigen. Bei heute üblichen LEDs lassen sich selbst einige Dutzend High-Power-Leuchten problemlos an einen normalen Dämmerungsschalter anschließen.

Für die Auswahl ist deshalb der Standort des Schalters entscheidend. Zu beachten sind Ausführungen für den Aufputz, den Einbau oder für den Steckdosenbetrieb. Hinzu kommt, ob der Dämmerungsschalter in Innenräumen oder im Außenbereich installiert werden soll. Für den Außenbereich muss das Gerät wenigstens über die Schutzklasse IP44 verfügen, das heißt, der Schalter ist allseitig gegen Spritzwasser geschützt.



Ist die Schaltleistung unabhängig von der Art der Last?

In vielen Fällen unterscheiden Dämmerungsschalter hinsichtlich ihrer Schaltleistung zwischen ohmschen, induktiven und kapazitiven Lasten. Klassische ohmsche Lasten wie Glüh- und Halogenlampen erlauben maximale Schaltleistungen im Kilowattbereich. Der elektrische Widerstand entsteht hier unmittelbar im Leuchtmittel, Strom und Spannung liegen in der gleichen Phase.

Anders sieht es dagegen aus, wenn Transformatoren oder Vorschaltgeräte im Spiel sind, also induktive oder kapazitive Lasten mit Spulen oder Kondensatoren. Dazu gehören in erster Linie LED-Lampen und Leuchtstofflampen. Hier sinkt die maximale Schaltleistung oft beträchtlich. Während sich zum Beispiel Halogenleuchten mit einer Gesamtleistungsaufnahmen von 3000 Watt problemlos schalten lassen, sinkt die Schaltleistung für mit Wechselstrom betriebenen LED-Treibern auf 500 Voltampere Scheinleistung.

Grund sind die von Spulen und Kondensatoren beim Wechselstrombetrieb der Leuchten im Treiber oder Vorschaltgerät aufgebauten phasenverschobenen Magnetfelder, deren Stromverbrauch als sogenannte Blindleistung wieder an das Stromnetz zurückgegeben werden.

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