Interruptor de luz bidirecional

Como funciona uma fiação de comutador de 2 vias?

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Neste tutorial, aprenderemos sobre um conceito simples, porém interessante, chamado 2 Way Switch. Também é chamado de Interruptor de escada, pois você pode controlar uma única carga, como uma lâmpada, de dois lugares diferentes, como a extremidade de uma escada.

ATENÇÃO: Esta é apenas uma teoria que explica como um Switch 2 Way típico funciona. Não é um guia do usuário sobre como instalar ou conectar um switch bidirecional. Se você planeja implementar uma configuração semelhante em sua casa, consulte definitivamente um profissional, pois o processo envolve trabalhar com a fonte de alimentação de 230V CA (ou 110V CA, dependendo de onde você mora).

Como conectar um switch de 2 vias?

Como já mencionei no parágrafo de introdução, um interruptor bidirecional é muito útil na iluminação de escadas, pois você pode acender a luz imediatamente antes de começar a subir as escadas e, ao chegar ao andar de cima, pode desligar a luz simplesmente alternando o interruptor colocado perto do topo da escada.

Existem algumas maneiras pelas quais você pode fazer uma conexão de switch bidirecional. Um é um método mais antigo, que não é usado hoje em dia, e o outro é uma versão mais moderna e segura, que está sendo implementada em aplicações industriais e residenciais. Vamos dar uma olhada nesses dois fios.

Antes de prosseguir, um componente importante chamado Interruptor de Luz de Duas Vias é o elemento principal da Comutação de 2 Vias, independentemente do tipo de fiação usada. É um interruptor monopolar padrão com três terminais.

Os três terminais são geralmente denominados COM, L1 e L2, mas às vezes COM, 1 Way e 2 Way também são usados. Em uma posição, o COM e L1 estão conectados, enquanto na segunda posição, o COM e L2 estão conectados.

Esse tipo de conexão geralmente é chamado de design "Interromper antes de fazer", pois a primeira conexão deve ser interrompida antes de fazer a segunda conexão.

A imagem a seguir mostra as vistas frontal e traseira de um interruptor bidirecional doméstico comum.

Interruptor de luz bidirecional

Fiação padrão do interruptor de 2 vias

A primeira maneira de conectar usa um par de interruptores de luz de duas vias com um controle de 3 fios. A seguir, é apresentado o esquema simples de uma fiação de chave bidirecional de três fios.

Fiação padrão de comutador de 2 vias

Você pode observar no esquema que os dois terminais COM estão conectados juntos. Os terminais L1 de ambos os comutadores estão conectados à linha (ou fase ou energia) da fonte de alimentação CA.

Os terminais L2 de ambos os interruptores estão conectados a um terminal da lâmpada, enquanto o outro terminal da lâmpada está conectado ao ponto morto da fonte de alimentação CA.

No esquema, você pode visualizar facilmente como a fiação funciona. No estado mostrado na imagem acima, a luz está apagada. Se qualquer um dos interruptores for alternado, a luz acenderá. Para desligar a luz, você pode alternar o outro interruptor.

Quando comparamos essa configuração com a eletrônica digital, ela é semelhante a uma porta Ex-OR, onde o status da luz (ligado ou desligado) depende dos terminais COM dos terminais dos dois comutadores conectados aos respectivos terminais L1 e L2.

Esse método é recomendado, pois os fios de linha e neutro são provenientes do mesmo circuito de iluminação (ou disjuntor), mesmo que use mais fios.

Método alternativo

O próximo projeto de fiação é um sistema antigo que você pode encontrar em algumas casas mais antigas e configurações industriais. Também é chamado de fiação de controle de dois fios.

Esse sistema de fiação não é recomendado para implementações modernas e se você planeja instalar uma nova configuração ou substituir uma antiga, a fiação anterior deve ser usada.

Incluí o método de fiação alternativo apenas como referência e também explicarei suas desvantagens.

Chegando à fiação real, o esquema a seguir mostra a implementação de uma chave bidirecional de controle de dois fios.

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Fiação alternativa de comutador de 2 vias

Os terminais L1 de ambos os comutadores estão conectados juntos e os terminais L2 de ambos os comutadores também são conectados juntos. Chegando aos terminais COM, o terminal COM do primeiro comutador é conectado à fase (ou linha ou ao vivo).

O terminal COM do segundo comutador está conectado a uma extremidade da lâmpada, enquanto a outra extremidade está conectada ao ponto morto da fonte de alimentação CA.

No estado padrão (como mostrado no esquema), a luz está apagada. Mas quando um dos interruptores é alternado, a luz acende. Em termos de eletrônica digital, essa configuração é semelhante a uma porta Ex-NOR.

Comutador 1

Switch 2 COM

Luz

L1

L1

EM

L1

L2

FORA

L2

L1

FORA

L2

L2

EM

Embora esse método economize cabos, ele não é mais preferido, pois a fase e o neutro podem vir de diferentes circuitos de iluminação (ou disjuntores).

Outra falha importante é com relação à interferência eletromagnética. Sabemos que qualquer condutor de corrente emite radiações eletromagnéticas. Se os fios ativo e neutro forem colocados muito próximos, eles cancelarão a radiação EM um do outro.

Mas nessa fiação, o fio neutro e o fio ativo estão sendo operados separadamente em diferentes partes da casa, tornando os fios um loop de indução gigante. Definitivamente, isso causará problemas de interferência com outros sinais de EM e RF.

Exemplo

Não tenho os interruptores de luz bidirecionais para demonstrar o funcionamento, mas pensei em fazer uma configuração semelhante usando dois interruptores de alavanca SPDT e um LED. O interruptor de alternância SPDT pode ser considerado um interruptor de luz bidirecional, pois possui três terminais e funciona de maneira muito semelhante ao interruptor de luz bidirecional.

A imagem a seguir mostra um comutador SPDT Toggle típico com seus terminais.

Comutador de 2 vias SPDT

Para a fiação, selecionei o caminho padrão com uma bateria de íon de lítio de 3,7V como fonte de alimentação. Funcionou na perfeição.

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