Dimmerschalter

Durch Anheben oder Senken des quadratischen Spannungsmittelwerts können Dimmerschalter die mittlere Leistungsabgabe an eine elektrische Lichtquelle variieren und so die Leuchtkraft des Lichts intensivieren oder reduzieren. Dimmerschalter sind in Haushalten in Wohn- oder Esszimmern zur dezenten Änderung der Atmosphäre beliebt und können mit unterschiedlichen Technologien kombiniert werden, darunter LEDs, Halogenlampen, ohmsche Glühlampen und dimmbare Kompaktleuchtstofflampen.

 

Kleine Dimmerschalter werden häufig in Haushalten (zuweilen mit Fernbedienungsfunktionen) eingesetzt. Größere Installationen, wie beispielsweise Kinosäle, Theater und Architekturbeleuchtungssysteme, werden in der Regel jedoch über digitale Ausrüstung wie Digital Addressable Light Interface (DALI) und Digital Multiple X (DMX) gesteuert. In letzter Zeit wurden diese technischen Standards in Ethernet-Kontrollsysteme integriert.

 

Ein spezifischerer Einsatz von Dimmern über die Grenzen von Haushalten hinaus erfolgt in den kreativen Branchen, in denen eine empfindliche Beleuchtungssteuerung ein wesentlicher Bestandteil der Beeinflussung der Zuschauerstimmung darstellt. In diesem Zusammenhang lautet der technische Begriff, der die Änderungen der Intensität eines Beleuchtungssystems beschreibt, „blenden“: Der zur Regelung solcher Systeme verwendete digitale Dimmerschalter „blendet auf“ oder „blendet ab“. Dadurch kann die Intensität deutlich schneller als mit mechanisch betriebenen Dimmern geändert werden. Ein Paradebeispiel hierfür sind die Lichter in einem Theater, die häufig schnell auf- oder abblenden müssen. 

 

In der letzten Zeit ist die ältere variable Widerstands- oder Rheostattechnologie, die in früheren Dimmerschaltern genutzt wurde, sehr viel effizienteren gesteuerten Silizium-Gleichrichtern („Silicon Controlled Rectifiers“, kurz SCRs) gewichen, welche deutlich weniger Wärme abführen.

 

Geschichte
 

Dem afroamerikanischen Erfinder Granville Woods, einem der ersten US-amerikanischen elektrischen und mechanischen Ingenieure mit afrikanischen Vorfahren, wird die Erfindung des ersten „Sicherheitsdimmers“ zum Einsatz in Theatern im Jahr 1890 zugeschrieben. Vor seiner Erfindung wurden Dimmer manuell über unhandliche Dimmerplatten gesteuert, die eine beträchtliche Menge an potenziell gefährlicher Wärme erzeugten. (Brände waren damals keine Seltenheit.)

 

Zwischen 1950 und 1956 erfuhr die in diesen Schaltern verwendete Technologie mit der Entwicklung des Silizium-Gleichrichters, eines auch als Thyristor bekannten Festkörper-Halbleitergerätes, eine neue Wendung. Diese Neuentwicklungen waren sehr viel effizienter als ihre Vorgänger und aufgrund der deutlich geringeren Wärmeerzeugung weniger gefährlich. Sie ebneten den Weg für den Einsatz analoger Fernsteuerungssyteme. Da jeder einzelne Dimmer seine eigene Steuerverkabelung benötigte, war in großen Installationen jedoch eine große Anzahl von Kabeln zwischen dem Beleuchtungssteuerungszentrum und den einzelnen Dimmern erforderlich.

 

Umfangreichere Beleuchtungssysteme nutzen heutzutage digitale Steuerungsprotokolle für die Dimmfunktion, so wie es in der oben stehenden Übersicht dargelegt ist.

 

Technische Aspekte
 

Thyristorschalter werden heute immer noch zur Steuerung der Dimmfunktion in Lichtkreisen eingesetzt und bieten eine praktisch sofortige Abblendung dank ihrer „Schalt“-Funktion: Wenn der Halbzyklus des Wechselstroms beginnt, schaltet sich der Thyristor zu einem variablen Zeitpunkt ein.

 

Seit 2004 wird eine neue Generation relativ leichter Sinuswellen-Dimmerschalter entwickelt, die preisgünstige Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) integriert. Sie verursachen deutlich weniger Interferenzen und sind sehr viel leichter als Thyristoren.

 

Umfangreichere Beleuchtungsinstallationen nutzen in der Regel Fernsteuerungssysteme. Analoge Dimmersysteme erfordern jedoch weiterhin eine große Anzahl von Kabeln: Jeder separate Dimmkanal benötigt ein eigenes Kabel, wovon jedes eine Spannung zwischen 0 und 10 Volt leitet. Seit den 1970er Jahren haben sich serielle Analogprotokolle deutlich weiterentwickelt, um dieses Problem durch Mehrfachnutzung mehrerer Analogpegel in einer Serie, die nur ein Kabel erfordert, zu lösen.

 

Digitale Protokolle (z. B. DMX512) haben sich jedoch als wegweisend für die meisten umfangreicheren Installationen seit den 1980er Jahren erwiesen. Heutzutage werden digitale Signale mithilfe von Mikroprozessoren direkt in Dimmersteuerungssignale umgewandelt. Die neuere Technologie kann bei Fehlern den Beleuchtungssteuerungen digital vermitteltes Feedback zur Fehlerbehebung geben und eine deutlich genauere Blendungssteuerung ermöglichen.

 

Einsatzgebiete von Dimmerschaltern
 

Dimmerschalter sind in Haushalten zur Erzeugung von Umgebungslichteffekten weit verbreitet und auch bei umfangreicheren Installationen in leicht zugänglichen Regalen zu finden. Bei Architekturinstallationen, wie z. B. als externe Beleuchtungseffekte zur Hervorhebung der Skyline von Gebäuden einer Stadt, wird der Strom von der Dimmersteuerung über feste, permanente Kabelwege, die nachträglich nicht geändert werden können, direkt an die Lichter geleitet.

 

Insbesondere Kinosäle und Theater erfordern höhere Flexibilität, als es mit Systemen mit Festverkabelung möglich ist, um unterschiedliche dramatische Effekte hervorzuheben. Schaltkreise laufen nicht zu den Dimmern, sondern zu einem Verbindungsfeld, das Dimmer mit verschiedenen Schaltkreisen verbinden kann. In letzter Zeit sind Verbindungsfelder in modernen oder renovierten Sälen jedoch Felddimmern und Anordnungen mit einem Dimmer pro Schaltkreis gewichen, deren Kanäle über computergestützte „weiche Felder“ gesteuert werden.

 

Unterschiede zwischen Dimmerschaltern und anderen Schaltern
 

Es gibt zwar zahlreiche Geräte, die mehrspannungsfähig sind, der Begriff Dimmerschalter ist jedoch ausschließlich einem Gerät vorenthalten, das speziell den Spannungspegel in einem Lichtkreis ändert.