Dimmer

 Funktionsweise

Je nach Lastcharakter gibt es verschiedene Arten der Dimmung. Bei Glüh- und Hochvolt-Halogenlampen (230 V) sowie bei konventionellen Transformatoren wird mit einer Phasenanschnittsteuerung gedimmt. Diese Verbraucher haben eine ohmsche oder eine induktive Lastcharakteristik.

Elektronische Transformatoren in Niedervolt-Halogensystemen haben ein kapazitives Lastverhalten und müssen mit Phasenabschnittdimmern gesteuert werden.

Leuchtstoffröhren und andere Gasentladungslampen lassen sich auf diese Weise nicht dimmen, da die Entladung bei geringen Helligkeiten zusammenbricht und nicht wieder gezündet werden kann. Auch vor Abbrechen der Entladung erreichen die Kathoden bei Unterspannung nicht mehr die notwendige Temperatur und verschleißen schneller. Hier werden elektronische Vorschaltgeräte (EVG) mit Helligkeitseinstellung verwendet, die die erforderliche Kathodentemperatur gewährleisten und eine höhere Frequenz erzeugen und somit den Abriss der Entladung verhindern. Die Geräte können mit einem Steuersignal (z. B. 0…10 Volt, EIB, DMX 512, DALI) gedimmt werden.

Wird eine Glühlampe gedimmt, sinkt die Leistungsaufnahme und folglich auch der Energiebedarf. Die Lebensdauer erhöht sich u.U. wesentlich, da die Glühfadentemperatur absinkt. Die Effizienz der Lichterzeugung (Lichtausbeute) sinkt dadurch jedoch stark ab. Durch das Dimmen verändert sich auch die Lichtfarbe – die Farbtemperatur sinkt ab.

 

Ansteuerung

Die Ansteuerung der Dimmer ist auf verschiedene Weise möglich. Moderne Geräte können heute über herkömmliche Taster gesteuert werden. Ein kurzes Tasten schaltet den Dimmer Ein bzw. Aus, wobei ein längerer Tastimpuls eine Änderung der Dimmhelligkeit zur Folge hat. Auch die Ansteuerung durch eine Fremdspannung ist möglich, da in diesen Dimmern der Eingang galvanisch vom Netzteil getrennt ist.

 

Dimmer in der professionellen Lichttechnik

Über ein Steuersignal (wie z. B. DMX) wird den Geräten für jeden Kanal ein vom Lichtmischpult ausgegebener Wert übertragen. Bei DMX ist dies üblicherweise ein Wert von 0–255. Die Dimmer steuern entsprechend dem eingegangenen Signal die Scheinwerfer an. Je nach Aufbau sitzen die Dimmer direkt bei den Scheinwerfern oder gemeinsam oder in Gruppen in einem Rack. Die Verbindung zu den Scheinwerfern erfolgt dann über Lastmulticores, auch Laka (Lastkabel) genannt. Häufig befindet sich zwischen Dimmern und Lakas ein Schaltfeld (Patchfeld), um unterschiedliche Belegungen der Multicores zu ermöglichen.

Bühnenscheinwerfer werden oft nicht vollständig abgeschaltet, sondern nur bis zur Dunkelheit abgedimmt, so dass beim Hochsteuern auf volle Leistung der Einschaltstrom geringer ist und die Glühwendeln nicht so stark belastet werden.

 

Dimmer im Haushalt

Im Wohnbereich gibt es Dimmer in verschiedenen Formen, z. B.:
  • fest eingebaut in Leuchten
  • zum Einbau in Elementen der Elektroinstallation, wie z. B. Schalterdosen usw.
  • zum Einbau im Reiheneinbauverteiler als Reiheneinbaugerät (REG)
  • als sog. Schnurdimmer vor mobilen Leuchten

 

Energieeinsparung durch Dimmung

Eine gedimmte Glühlampe verursacht einen geringeren Stromverbrauch als eine ungedimmte. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad im gedimmten Zustand signifikant schlechter als ungedimmt. D.h. durch dimmen nimmt die Helligkeit deutlich stärker ab als der Stromverbrauch. Wird eine Glühbirne nie unter Vollast betrieben (z. B. Wohnzimmer-Stehlampe), dann kann man einen Großteil der benötigten Energie einsparen, wenn man sie durch eine schwächere Lampe ersetzt, welche die gleiche Helligkeit im ungedimmten Zustand hat.

Messung: ein 1500W Scheinwerfer wird soweit gedimmt, bis er die gleiche Lichtstärke wie ein ungedimmter 500W Strahler besitzt. Ergebnis: Verbrauch 990W (+-30W) also ca. das Doppelte des 500W Scheinwerfers trotz gleicher Lichtleistung.

Die Installation eines Dimmers ist folglich selten eine sinnvolle Energieeinsparungsmaßnahme. Das Ersetzen von ständig gedimmten Lampen durch leistungsschwächere hingegen häufig schon.

 

Entstörung

Durch das abrupte Einschalten bei Phasenanschnittdimmern bzw. das Abschalten bei Phasenabschnittdimmern entstehen sehr steile Flanken im Stromfluss bzw. der Spannung. Nach der Fourier-Transformation entsprechen diese Flanken in Abhängigkeit ihrer Anstiegs- bzw. Abfallzeit (slew rate) einem hochfrequenten Frequenzspektrum (Oberschwingungen), das andere Geräte wie Ton- und Videoanlagen stören kann.

Um diese Störungen zu verringen, werden Snubber, Drosseln und Filter eingesetzt, welche diese steilen Flanken begrenzen. Da diese Filter teuer und schwer sind, ist die Entstörung eines der Qualitätsmerkmale eines Dimmers.

Man findet Dimmer ohne Entstörung (meist Haushaltsgeräte mit kleiner Leistung), Dimmer für Veranstaltungsgeräte (Ansteigszeiten im Bereich einiger 10 µs) und Geräte zur Verwendung in Tonstudios und Theatern mit Anstiegszeiten von 500 µs und mehr. Je besser der Filter, umso höher sind die Anstiegszeiten und die hochfrequenten Störanteile sinken ab.

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