Схема освещения под лампы 12V. Особенности монтажа низковольтных сетей

Наверняка вы слышали об осветительных сетях низкого напряжения, но смысл их использования остался непонятным. В этой статье мы расскажем, почему применение постоянного тока для бытового освещения имеет смысл, а также в каких случаях и как можно переоборудовать проводку в собственном доме.

Использование низкого напряжения для питания осветительных и других электроприборов практикуется уже более полувека. Эта тенденция зародилась на промышленных предприятиях, где по ряду причин напряжение в 36 вольт и ниже считалось безопасным. При размыкании контактов в такой сети не образуется искр, а действие столь низкой величины на человеческий организм не влечет серьезных последствий.

Сегодня, с развитием более эффективных источников света, использование низковольтных сетей в жилых помещениях стало не только возможным, но и весьма рациональным. Можно утверждать, что прокладка низковольтной осветительной сети в совокупности с применением светодиодных источников освещения является неотъемлемой составляющей современного ремонта.

Преимущества низкого напряжения

Как знают многие, такая опасная величина напряжения как 220 вольт применяется в бытовых сетях из-за ограниченной пропускной способности проводов и требований к малогабаритности бытовой техники. К примеру, электрический чайник той же мощности, но питаемый от сети низкого напряжения, нагружал бы проводку током, примерно в десять раз большим обычного.

Мало кто знает, что значительная часть современных бытовых приборов имеет рабочее напряжение гораздо ниже сетевого, их питание осуществляется через встроенные трансформаторы. К этой категории потребителей можно отнести и осветительные сети. В эпоху тотального отказа от ламп накаливания стало возможным пускать по осветительной сети ток низкого напряжения, но зачем это делать?

1. Электробезопасность. Столь малое напряжение не способно нанести вред человеку, большинство даже не почувствует этого воздействия.
2. Пожарная безопасность. Особенно для осветительных сетей, где довольно продолжительные участки кабельных линий прокладываются в легкогорючей среде с открытым доступом воздуха — в подвесных потолках. Короткое замыкание в такой сети скорее выведет из строя трансформатор, чем сожжет проводку.
3. Сокращение числа ступеней трансформации. Известно, что дешевле установить один мощный трансформатор для всей сети, чем снабжать им каждый осветительный прибор.
4. Экономия электроэнергии при использовании низковольтных источников света может составлять от 10% до 30%. Стоит ли говорить, что световые приборы низкого напряжения более долговечны и их не придется так часто менять.

Проблемы и недостатки низковольтных сетей

Самый очевидный недостаток низковольтных сетей — потенциальные потери напряжения при передаче электроэнергии по проводнику. В решении этого вопроса значительную роль играет плотность электрического тока. При наличии проводника достаточно большого сечения потери не так высоки.

Как показывает практика, протяженность кабельной линии от источника до потребителя низкого напряжения редко составляет более 20 метров, если речь идет о бытовых электросетях. Если прокладывать эти участки стандартным медным проводом в 1,5 мм 2 , потери не будут ощутимыми.

Это может показаться сомнительным для более крупных объектов, таких как коттеджи и многоэтажные особняки, но проводка на них выполняется по распределенным схемам и с учетом требования селективной защиты. А значит, ничего не мешает установить по одному трансформатору в каждом групповом щитке.

Примечание! Здесь важно не только сечение проводника, но и качество материала. Дешевая китайская кабельная продукция марок ШВВП или ПВС для этих целей не подходит. Нужно использовать кабели марок ВВП или ВВГ, в жилах которых нет примесей латуни и силумина.

Оптимальное решение задачи

Как и любую инновацию, низковольтные сети освещения лучше закладывать на этапе проектирования здания. Это поможет избежать таких проблем, как перерасход кабеля или неправильная компоновка соединительных коробок.

Схема сборки модульных щитков из распредкоробок

В первую очередь нужно учесть дополнительное место в групповых щитках для установки модульных трансформаторов. Устройства вроде ABB TS25 или HAGER ST313 занимают четыре модульных места, а более мощный вариант — HAGER ST315 — 6 модульных мест. Стоимость таких трансформаторов до 3000 рублей, довольно высокая цена обусловлена возможностью монтажа на DIN-рейку. Устройства свободного размещения стоят дешевле, их проще найти, да и диапазон мощности у них гораздо выше. Например, такие устройства как TASCHIBRA могут выдавать до 250 ватт, чего вполне достаточно для подключения 30–40 галогенных ламп.

Если вы планируете использовать LED источники света, обычные электронные трансформаторы вам не подойдут. Для питания светодиодов нужен трансформатор стабилизированного тока. Для его получения можно использовать устройства вроде LED-драйвера Deluxe NV1236C (стоимость около 1000 рублей) или популярные блоки питания для LED китайского производства. Если необходимо смонтировать устройство в групповом щитке, лучше приобрести LED RGB контроллер, такой как Supernova LED Dimmer за 2500 руб. Он имеет несколько каналов с широтно-импульсной модуляцией и может работать в автономном режиме. Это значит, что вы сможете его настроить также для управления яркостью и цветом LED RGB ленты.

Схема компоновки домового щитка

Что касается схемы подключения и разводки такой осветительной сети, вы, скорее всего, не встретите трудностей. Трансформатор подключается к сетевому напряжению, дальнейшая разводка выполняется независимо от системы. Коммутация освещения выполняется обычными выключателями, для галогенных ламп полярность не имеет значения. А вот в случае с LED лампами, особенно работающими в режиме RGB, придется сохранять полярность и ставить в разрыв только положительный провод.

Вы также можете поэкспериментировать и пропустить четырехканальную схему управления через трехклавишный выключатель, размыкая минусовые контакты разных цветов. Такой выключатель должен иметь три независимых ключа, поэтому используйте Schneider Electric WDE 000331 или его аналоги. В этом случае появляется возможность управления оттенком свечения без предварительной подстройки контроллера.

Примеры расключения соединительных коробок

Низковольтное освещение в жилой квартире

Невольно встает вопрос: можно ли провести низковольтную сеть освещения в уже обжитой квартире? Да, можно. Может быть, не так экономно и с потерей ряда возможностей, но можно. Такую модернизацию целесообразнее всего проводить при капитальном ремонте электропроводки (так вы избежите необходимости устанавливать распределительные коробки). Кабели питания розеточных линий целесообразно проложить по полу, соединяя розетки по цепочке.

Для прокладки кабелей линии освещения можно использовать полости подвесных потолков, таким образом почти полностью исключается необходимость горизонтального штробления. Но существует и альтернативный вариант компоновки схемы: если заменить распределительные коробки модульными щитками, вы не только обеспечите селективность защиты от перегрузок, но также получите место для установки трансформаторов.

Маленькие хитрости для низковольтного освещения

И небольшой лайфхак в качестве заключения. Как часто вы сталкивались с необходимостью дежурного ночного освещения, чтобы в темное время суток можно было пройти по тускло освещенной комнате? Если у вас проложена низковольтная проводка, есть два интересных решения этой проблемы.

Первое довольно простое: вложить в каждую коробку с выключателем небольшой отрезок LED ленты или связку неоновых лампочек NE-2, включенных через токоограничивающий резистор от 100 кОм до 5 МОм.

В этом случае вы получите довольно интересный эффект внутреннего свечения. Из всех щелей и зазоров между пластиковыми деталями будет сочиться свет, что смотрится довольно необычно и дает необходимый уровень подсветки для ориентирования в полной темноте.

Второй вариант: подсветку можно сделать более яркой, вмонтировав сверхяркие светодиоды непосредственно в рамку, но это довольно сложная работа. Прежде всего нужно в нижней грани рамки проделать паз в 1 мм, сняв наждачной бумагой немного пластика на торце. Светодиоды нужно спаять последовательно, оптимальное количество которых — три штуки. В цепь также последовательно впаивается токоограничивающий резистор, номинал которого выбирается индивидуально.

Вся гирлянда крепится в полости рамки выключателя клеевым пистолетом или силиконовым герметиком, желательно ориентировать головки светодиодов к краю рамки. А если вы при ремонте сделаете несколько тонких штроб и вложите в них тонкий двухжильный провод, то сможете подсветить также и розетки.

Советы по выбору ламп на 12 вольт

Напряжение 220 В – не единственное, от которого могут питаться осветительные приборы. Зачастую применяются низковольтные лампы 12 В. Разберем их особенности.

Устройство ламп 12 В

Конструктивно низковольтные источники света изготавливаются одинаково с высоковольтными (220 В). Разница заключается в миниатюрных размерах и варианте исполнения цоколя.

Цоколи используются стандартных типов, но разных конструкций: е27, е14, g4, g13, gu10, t10, ba15s, h1-h11 и др. Такое обилие вариантов необходимо для использования низковольтных ламп в стандартных светильниках без переделок и дополнительных адаптеров.

Самые распространенные цоколи представлены в таблице.

Винтовые е27, е14

Е27: диаметр 27 мм, высота 26,67 мм.

Е14: диаметр 14 мм, высота 21,59 мм.

Расстояние между центрами контактов 4 мм, диаметр контакта 0,7 мм, длина контакта 8,25 мм.

Расстояние между центрами контактов 12,7 мм, длина контакта 7 мм, диаметр контакты 2,5 мм.

Расстояние между центрами контактов 10 мм, длина контактов 6,4 мм, максимальный диаметр контактов 5 мм.

Ширина 10 мм, толщина 2 мм, высота 10 мм.

Блок питания для ламп 12 В

Низковольтные источники света требуют питания постоянным током напряжением 12 В. Для понижения напряжения бытовой сети до нужного значения используются специальные блоки питания.

Для питания галогенных и ламп накаливания применяют простые блоки питания (по принципу понижающего трансформатора). Для светодиодных необходимо более сложное устройство, специальный источник питания или led-драйвер. Имейте это в виду при покупке.

В зависимости от назначения светильника блоки питания разделяют на:

• Герметичные (ip55-ip69): хороший вариант для работы во влажном или пыльном помещении (гараж, ванная комната, баня и т.п.);
• Негерметичные (ip20- ip55): подходят для работы в помещениях с нормальных уровнем влажности;
• С активной системой охлаждения: оснащен дополнительным вентилятором, что позволяет увеличить мощность изделия;
• С пассивной системой охлаждения: оснащен радиатором. Работает бесшумно, но ограниченная мощность.

Для выбора блока питания необходимо знать несколько параметров.

• Мощность. Рассчитывается по формуле:

где Р – суммарная мощность;

Кз – коэффициент запаса, Кз = 1,1-1,5;

Рi – мощность отдельного источника света;

n – количество источников света.

• Выходной ток зависит от числа подключенных ламп. Он должен совпадать с требуемой силой тока для каждой лампы.
• Выходное напряжение в данном случае равно 12 В.

Подключить лампы к блоку питания довольно просто и безопасно, так как 12 В – это безопасное для человека напряжение. Тем не менее, перед подключением внимательно изучите электрическую схему и разберитесь в маркировке блока питания (вход/выход). Проводка при такой схеме должна быть минимально возможной длины и большого сечения. Иначе лампы будут работать не на полную мощность.

Электрическая схема подключения блока питания 12 В

Виды ламп на 12 В

Лампы накаливания.

Большинство из них выпускается для работы с напряжением 220 В, но некоторые их виды изготавливаются в низковольтном варианте 12 В. К последним относятся источники света местного назначения, декоративные (елочные гирлянды) и транспортные.

Лампа накаливания 12 В местного назначения

Мощности лампы накаливания местного назначения находятся в пределах 15-60 Вт. Причем 12-вольтовыми они изготавливаются для работы в опасных помещениях. Применяются для подсветки рабочих мест, в том числе на станках и другом промышленном оборудовании. Как правило такие источники света снабжаются винтовым цоколем е27 или е14.

Автомобильные лампы накаливания 12 В

Транспортные лампы имеют разнообразные цоколи и отличаются высокой механической, вибрационной стойкостью. Напряжение питания различается на каждом виде транспорта: 12-вольтовые лампы выпускаются в основном для автомобилей. Особые конструктивные решения представлены для лампочек в фарах: в них монтируется две нити накаливания.

Также низковольтные лампы накаливания повышенной механической прочности применяются в железнодорожных светофорах. Их мощность составляет от 15 до 35 Вт. Особый цоколь с фиксатором предотвращает выпадение из патрона.

Коммутаторные лампы применяются в качестве сигнальных на телефонных коммутаторах. Они выпускаются разного напряжения, в том числе и 12 В. При производстве к ним предъявляются требования по силе света в направлении оси лампы и температуре нагревания колбы (не должна превышать 120⁰).

Галогенные лампы.

По конструкции мало отличаются от ламп накаливания. Но добавки паров галогенов позволяют дольше работать и ярче светить.

«Галогенки» также выпускаются в низковольтном исполнении 12 В. Их используют для точечной подсветки (в том числе в натяжных потолках), безопасного освещения легковоспламеняющихся и влажных помещений, автомобильного освещения.

Для освещения автомобилей используют разнообразные цоколи группы Н. Для других групп применяют штырьковые цоколи, чтобы избежать подключения в сеть 220 В.

Выделяют две группы низковольтных «галогенок»: капсульные и направленным действием.

Капсульные – компактные, мощностью от 5 до 100 Вт. Используют для декоративной подсветки (5-10 Вт), общего освещения и в автомобилях.

Источник света с отражателем

Если к капсульной лампе добавить отражатель, то получится второй тип «галогенок». Отражатель формирует пучок направленного света. Если отражатель покрыт особым составом, отражающим инфракрасное излучение, то лампа называется IRC-галогенной. IRC – самый энергоэффективный тип. Покрытие отражает инфракрасное излучение обратно на спираль. Это приводит к уменьшению потребления электричества. Лампы с отражателем могут выпускаться с защитным стеклом или без него. Это используется дизайнерами для создания различных декоративных подсветок. Также источники света с отражателем подходят для общего освещения и для автомобилей.

Светодиодные (led) лампы.

Широко выпускаются в низковольтном варианте. Мощность обычно в интервале 0,4-8 Вт. Существуют разнообразные варианты форм.

Led открытого типа (без колбы) и с колбой

Разные формы колбы: капсула, лепесток, кукуруза, свеча

Выпускаются со всевозможными видами цоколей: для замены ламп накаливания и галогенных.

Некоторые варианты цоколей

Led источники света выпускаются разных цветовых температур: теплых, нейтральных, холодных.

Применяются для подсветок (общей, точечной, декоративной), в автомобилях и т.д.

Где применяется освещение 12 В

Благодаря обилию цоколей низковольтные лампы могут применяться, где угодно.

• Общее и точечное освещение, в том числе в подвесных потолках.
• Декоративная подсветка (внутренняя и наружная).
• Освещение в автомобилях: фары, внутреннее освещение и т.п.

Безопасно применение ламп 12 В в кухнях, ванных комнатах, саунах, бассейнах (в том числе под водой), подвалах, гаражах, на открытых пространствах.

Советы по выбору

Во-первых, определите, для каких целей покупается низковольтная лампочка. Исходя из цели обращайте внимание на:

• Мощность (для жилых помещений достаточно 5-8 Вт).
• Параметры света: угол рассеивания (чем больше, тем шире светит лампочка), коэффициент цветопередачи (не меньше 80), цветовая температура (теплый, нейтральный или холодный свет).
• Габаритные размеры (особенно актуально, если приобретается новый тип источников света для замены устаревшего).
• Срок службы.
• Стоимость.
• Для автомобилей обратите на ограничения на цвет и мощность ламп для фар (лампы ближнего/дальнего света, противотуманные и т.п.)

Можно ли заменить галогенные лампы 12 вольт на светодиодные?

Этот вопрос задается часто. Светодиодным лампам для правильной работы необходим постоянный ток. Добиться этого позволяет специальный блок питания или led-драйвер. Для «галогенок» достаточно более простого блока питания (типа понижающего трансформатора). Поэтому просто заменять галогенные лампы на светодиодные не стоит. Для надежной и долгой работы светодиодных источников света следует заменить блок питания на led-драйвер.

Драйвер для светодиодных ламп

Трансформатор для галогеновых ламп

Освещение 12 В: достоинства и недостатки перед 220 В

• Электробезопасность для человека. Не требуется специальных мер защиты: дифавтоматов, двойной изоляции и т.п.
• Пожаробезопасность. 12-вольтовые источники света не создают опасных токов утечки, которые могут вызвать короткое замыкание и пожар. Поэтому они хорошо подходят для влажных и пыльных помещений.
• Стандартные цоколи позволяют заменять лампочки без замены типа патрона или светильника. Актуально при замене «галогенок» на светодиодные или для подсветки автомобиля.

• Необходимость в дополнительном понижающем блоке питания.
• Большое потребление тока. Чем меньше потребляемое напряжение, тем выше потребляемый ток. При одинаковой мощности лампа 220 В потребляет 55 мА, а 12-вольтовая – 1 А. Разница почти в 200 раз. Именно поэтому необходимы провода минимальной длины, иначе по пути следования тока произойдет падение напряжения и до лампочек дойдет только часть тока.

Качественные производители

Качественные низковольтные лампы выпускают крупные мировые производители: Osram, Philips и Gauss. Цена их изделий высока. Кроме того обратите внимание, что у Philips у недорогих источников света узкий угол рассеивания луча. Такие лампы не стоит применять для общей подсветки. А продукцию Gauss редко найдешь в магазине.

Продукция российских брендов Feron, Uniel, Navigator, Camelion, Эра стоит меньше. Качество лампочек чуть ниже, но в целом находится на хорошем уровне. Тем более, что обозначенные компании часто закупают комплектующие у Philips.

8 лучших моделей ламп на 12 В мощностью 5-8 Вт

Обзор составлен на основе сравнения технико-экономических показателей и отзывов покупателей. Не является рекламным.

https://dvamolotka.ru/post/388-shema-osvescheniya-pod-lampy-12v.-osobennosti-montazha-nizkovoltnyh-setey

Советы по выбору ламп на 12 вольт