Illuminazione a 2 fili o a 3 fili: guida completa per l'installazione di Smart Switch

In breve: un sistema di illuminazione a 2 fili presenta solo una fase permanente e una fase interrotta a livello dell'interruttore a parete. Un sistema a 3 fili include anche il neutro. La maggior parte delle abitazioni nel Regno Unito è a 2 fili; verificare quindi la propria configurazione prima di scegliere un interruttore smart, un dimmer o un modulo, poiché molti dispositivi smart richiedono il neutro per rimanere alimentati.

A chi è rivolta questa guida

• A chi desidera installare un interruttore smart, un dimmer o un modulo da incasso e deve verificare la compatibilità del proprio cablaggio.
• A chi ha aperto un interruttore o un rosone a soffitto e desidera comprendere la funzione di ciascun cavo.
• Agli installatori che progettano impianti di illuminazione smart su circuiti a 1 via, 2 vie (deviatori) o invertitori.

Che cos'è un circuito di illuminazione?

Un circuito di illuminazione è una linea di cavi proveniente dal quadro di distribuzione (consumer unit) che alimenta un gruppo di punti luce e i relativi interruttori. Nelle abitazioni tipiche del Regno Unito è presente un circuito per ciascun piano. Ognuno è protetto da un interruttore magnetotermico o fusibile dedicato, generalmente da 6 amp nei quadri moderni.

Ogni punto luce richiede due elementi per funzionare: una fase che porta l'alimentazione e un neutro per il percorso di ritorno. L'interruttore a parete è inserito sul conduttore di fase e si limita a interromperlo o collegarlo. Un conduttore di terra corre in parallelo a scopo di sicurezza.

Cavi per circuiti di illuminazione

Nel Regno Unito, i circuiti di illuminazione sono normalmente cablati con cavo piatto "twin and earth" da 1.0 mm² o 1.5 mm², dotato di due conduttori isolati oltre al conduttore di terra nudo. Tra interruttori a 2 vie (deviatori) si utilizza il cavo "3 core and earth", provvisto di tre conduttori isolati più la terra.

I colori marrone e blu sono stati introdotti a metà degli anni 2000. Gli impianti realizzati in precedenza impiegano il rosso e il nero, e molte abitazioni presentano una combinazione di entrambi. Nei cavi "3 core and earth" i conduttori sono marrone, nero e grigio (standard precedente: rosso, giallo e blu). Altri paesi utilizzano convenzioni cromatiche differenti. In Nord America, ad esempio, la fase è solitamente nera e il neutro bianco.

Che cos'è un cavo di fase interrotta?

La fase interrotta è il conduttore che porta l'alimentazione dall'interruttore al punto luce. È sotto tensione esclusivamente quando l'interruttore è in posizione di accensione. La fase permanente è il conduttore che alimenta l'interruttore ed è costantemente sotto tensione.

Un semplice interruttore per illuminazione presenta quindi due conduttori di fase: fase permanente in ingresso, fase interrotta in uscita. Nessuno dei due è un neutro.

Di che colore è la fase interrotta?

Questo aspetto genera spesso confusione. Il cavo collegato all'interruttore è generalmente un normale "twin and earth", per cui un polo è marrone e l'altro è blu. Il polo blu viene utilizzato come fase interrotta, non come neutro. Dovrebbe essere contrassegnato a ciascuna estremità con uno spezzone di guaina marrone o nastro marrone per indicarne la funzione. Nei cablaggi meno recenti viene impiegato un polo nero provvisto di guaina rossa.

La guaina è frequentemente assente. Non dare mai per scontato che un conduttore blu o nero su un interruttore o su un rosone a soffitto sia un neutro. Negli interruttori a 2 e 3 tasti (gang), anche i conduttori neri e grigi con guaina marrone fungono da fasi interrotte.

Sistemi di illuminazione a 2 fili (senza neutro all'interruttore)

È la configurazione più diffusa nel Regno Unito e in gran parte d'Europa. Viene definita a 2 fili poiché solo due conduttori attivi raggiungono l'interruttore: la fase permanente e la fase interrotta. È presente anche il conduttore di terra, ma non intervenendo nella commutazione non viene conteggiato.

Nella maggior parte delle abitazioni nel Regno Unito, l'alimentazione arriva "in cascata" (loop in) direttamente al rosone a soffitto. Fase e neutro passano da un punto luce all'altro lungo il plafone. Da ogni rosone scende a parete un singolo cavo diretto all'interruttore, per poi risalire. Il neutro rimane a soffitto e non raggiunge mai l'interruttore.

Come è cablato un interruttore luce a 2 fili

Un interruttore unipolare presenta due morsetti, solitamente contrassegnati come COM e L1. La fase permanente è collegata a uno e la fase interrotta all'altro. Su un semplice interruttore unipolare funziona in entrambi i sensi. Il conduttore di terra è rivestito con guaina verde e gialla ed è collegato al morsetto di terra nella scatola da incasso, nonché alla placca dell'interruttore se questa è metallica.

Se l'interruttore presenta solo due fili più la terra, si tratta di un impianto a 2 fili. Questa configurazione è standard ed è il motivo per cui un dispositivo smart installato su tale interruttore non dispone di neutro.

Circuiti con scatola di derivazione

Alcuni edifici, spesso i più datati, utilizzano scatole di derivazione sopra il soffitto invece del cablaggio entra-esci su ciascun punto luce. L'alimentazione, il cavo dell'interruttore e il cavo verso il punto luce convergono tutti nella scatola. Il risultato all'interruttore è il medesimo: fase permanente e fase interrotta, nessun neutro.

Sistemi di illuminazione a 3 fili (neutro sull'interruttore)

In un sistema a 3 fili l'alimentazione entra-esci avviene sull'interruttore anziché sul punto luce a soffitto. Un cavo porta fase e neutro alla scatola da incasso dell'interruttore. Un secondo cavo porta la fase interrotta e il neutro fino al punto luce.

Il neutro non è collegato a un interruttore standard. I due conduttori di neutro sono uniti mediante un morsetto sul fondo della scatola e proseguono verso il punto luce. Il fattore determinante è che il neutro è disponibile sull'interruttore per l'alimentazione di un dispositivo smart.

Questo schema è meno comune negli edifici datati del Regno Unito. Risulta più frequente nelle nuove costruzioni e negli impianti rifatti di recente, poiché le norme di cablaggio (BS 7671) richiedono ora agli installatori di valutare la predisposizione del neutro su ciascun punto di comando per consentire l'uso di interruttori elettronici.

Cablaggio di un punto luce a soffitto a 2 o 3 fili

Il numero di fili sul punto luce genera la stessa confusione riscontrata sull'interruttore. Si tratta di due questioni distinte: il numero di fili dell'apparecchio di illuminazione e il numero di cavi in arrivo al soffitto.

Collegamento di un apparecchio a 3 fili a un'alimentazione a 2 fili

Se l'apparecchio richiede la messa a terra e il cavo a soffitto ne dispone, il conduttore di terra dell'apparecchio va collegato alla terra del circuito. Se il cavo a soffitto è privo di conduttore di terra, condizione riscontrabile in alcuni circuiti realizzati prima della metà degli anni '60, non è consentito installare un apparecchio che richieda la messa a terra. È necessario scegliere un apparecchio a doppio isolamento o far adeguare il circuito da un elettricista qualificato.

Due conduttori di fase nell'apparecchio o tre cavi a soffitto

Una scatola di derivazione o rosetta a soffitto di tipo passante (loop-in) include di norma tre cavi: l'alimentazione in ingresso, la derivazione verso il punto luce successivo e il cavo diretto all'interruttore. Di conseguenza, nello stesso punto convergono più conduttori marroni (o rossi) e più conduttori blu (o neri), e conduttori dello stesso colore svolgono funzioni diverse.

• La lampada si collega solo a due elementi: la fase interrotta e il neutro.
• Le fasi fisse sono collegate tra loro sui morsetti di loop e proseguono verso il punto luce successivo. Non si collegano al corpo illuminante. Per questo motivo è possibile trovare "due fili di fase" presso un punto luce.
• Un conduttore blu o nero appartiene al cavo dell'interruttore. Si tratta della fase interrotta. Se viene inserito insieme ai neutri durante la sostituzione di un apparecchio, l'interruttore magnetotermico scatta oppure la luce rimane accesa. Questo è l'errore più comune quando si sostituisce un rosone da soffitto con un nuovo corpo illuminante, nonché la ragione per cui è fondamentale etichettare ogni filo prima di scollegare qualsiasi componente.
• Un punto luce a soffitto con un solo cavo (due conduttori più la terra) è più semplice. Conduce esclusivamente la fase interrotta e il neutro, generalmente perché le giunzioni si trovano all'interno di una scatola di derivazione o presso l'interruttore.

Come stabilire quale sistema è installato?

Ipotizzare un impianto a 2 cavi a meno che non sia possibile dimostrare il contrario, soprattutto in un'abitazione nel Regno Unito non ricablata di recente.

1. Verificare l'età dell'impianto elettricoLe abitazioni più datate nel Regno Unito presentano quasi sempre un sistema a 2 cavi. Le nuove costruzioni e i ricablaggi recenti possono disporre del neutro sull'interruttore, ma non è garantito.
2. Controllare i conduttori che arrivano all'interruttoreA circuito sezionato, una persona qualificata può ispezionare la scatola di derivazione o da incasso. Un solo cavo, con ciascun conduttore collegato all'interruttore, indica un impianto a 2 cavi.
3. Cercare eventuali neutri collegati tra loroDue o più conduttori blu (o neri) uniti in un morsetto di collegamento e non connessi all'interruttore suggeriscono un sistema a 3 cavi.
4. Richiedere una conferma tecnicaI colori possono trarre in inganno. Una fase interrotta priva di guaina identificativa può sembrare un neutro. Prima dell'acquisto, richiedere a un elettricista o a personale competente dotato di strumentazione di prova idonea di confermare la funzione di ciascun conduttore.

Ogni punto di comando può presentare caratteristiche diverse. Un corridoio può essere a 2 cavi mentre una nuova estensione sullo stesso piano può essere a 3 cavi; è quindi fondamentale verificare ogni singola postazione che si intende sostituire.

Come verificare quali prodotti sono compatibili con il proprio impianto?

Ogni interruttore, dimmer e modulo smart necessita di un'alimentazione minima continua per rimanere in ascolto dei comandi quando la luce è spenta. La presenza del neutro fornisce direttamente tale alimentazione. In sua assenza, il dispositivo deve assorbire una corrente residua minima attraverso la lampada. Per questo motivo, la gamma di prodotti compatibili con circuiti a 2 cavi è più ristretta.

Le schede tecniche indicano chiaramente se un dispositivo richiede il neutro. Cercare diciture quali "no neutral required" (neutro non richiesto), "2-wire" (a 2 cavi) o "works with or without neutral" (funziona con o senza neutro). Se è specificato esclusivamente "neutral required" (neutro richiesto) o "3-wire" (a 3 cavi), il componente non funzionerà su un interruttore a 2 cavi.

• Modulo dimmer da incassoSi installa dietro l'interruttore. Molti modelli funzionano con o senza neutro.
• Modulo interruttore da incassoControllo on/off. La maggior parte richiede il neutro, alcuni modelli no.
• Interruttore da parete sostitutivoSostituisce l'intero interruttore. Disponibile nelle versioni con o senza neutro.
• BypassInstallato sul punto luce per impedire sfarfallii o luminescenza residua dei LED a basso carico.

È possibile utilizzare un relè o un interruttore smart senza neutro?

In alcuni casi. Per molto tempo non è stato possibile. Un relè è un semplice contatto on/off: quando si apre, la corrente cessa di fluire e l'elettronica perde alimentazione. I dimmer potevano invece funzionare senza neutro poiché non interrompono mai completamente il circuito; consentono il passaggio di una corrente parassita minima attraverso la lampada, insufficiente ad accenderla, sfruttandola per il proprio funzionamento.

Alcuni moduli interruttore e comandi da parete di nuova generazione adottano lo stesso principio, rendendo possibile il controllo on/off anche in assenza di neutro. Le indicazioni generali da seguire sono:

• Con neutro, qualsiasi interruttore, relè o dimmer funzionerà e generalmente non ci sono problemi di carico minimo.
• Senza neutro, è necessario un dispositivo che indichi esplicitamente il supporto per l'uso a 2 fili o senza neutro. Un dimmer rappresenta spesso la soluzione più semplice, e molti modelli possono essere configurati per il semplice on/off se non si desidera la regolazione. Trattandosi comunque di un dimmer, utilizzare lampade dimmerabili.
• I carichi diversi dall'illuminazione (ventilatori, pompe, motori, riscaldatori) devono essere commutati tramite un relè con neutro.

Un elettricista potrebbe suggerire un'ulteriore opzione. Il neutro è sempre presente sul punto luce. Qualora sia presente anche una fase permanente, come nei collegamenti a soffitto con sistema loop-in, talvolta è possibile installare un modulo a soffitto all'interno di un involucro idoneo anziché dietro l'interruttore.

Sfarfallio LED, luminescenza residua e bypass

I dispositivi senza neutro si basano su una piccola corrente di dispersione che attraversa la lampada. Le tradizionali lampadine a incandescenza la dissipavano senza alcun effetto visibile. Con i moderni LED, il carico può essere talmente ridotto che tale dispersione è sufficiente a far sì che le lampade emettano una debole luminescenza da spente, sfarfallino o lampeggino a intervalli di pochi secondi. Inoltre, il dispositivo smart potrebbe disconnettersi dalla rete a causa di un'alimentazione insufficiente.

Ogni dispositivo senza neutro richiede un carico minimo. Una o due lampade LED risultano spesso al di sotto di questa soglia. La soluzione consiste in un bypass: un piccolo componente cablato in parallelo al punto luce, tra la fase interrotta e il neutro. Questo fornisce un percorso a minore resistenza per la corrente residua, garantendo che le lampade rimangano spente e il dispositivo riceva un'alimentazione costante.

Il bypass va installato sul corpo illuminante (o sul primo elemento di una serie), non sull'interruttore. Utilizzare il bypass raccomandato per il proprio dimmer o interruttore e verificare il carico minimo indicato nella pagina del prodotto.

Deviazione e inversione

Un circuito deviato consente a due punti di comando di controllare un unico punto luce, ad esempio all'inizio e alla fine di una rampa di scale. Ciascun deviatore dispone di tre morsetti: COM, L1 e L2. Nello standard britannico convenzionale, un cavo a 3 conduttori più terra collega i due deviatori morsetto a morsetto. Questo rappresenta il "collegamento a 3 fili" tra deviatori.

La commutazione invertita aggiunge un terzo (o quarto) invertitore nel mezzo, ideale per un lungo corridoio o un locale con tre porte. L'invertitore è provvisto di quattro morsetti ed è cablato all'interno della linea di collegamento tra i due deviatori. Ogni azionamento inverte i collegamenti.

Alcune installazioni adottano configurazioni alternative: un collegamento a 2 conduttori tra i deviatori con la fase a un'estremità e la fase interrotta all'altra, oppure la convergenza di tutti i cavi in una scatola di derivazione a soffitto. L'esito funzionale è identico, tuttavia la disposizione dei cavi su ciascun interruttore differisce; è pertanto fondamentale identificare il circuito prima di selezionare un dispositivo smart.

Integrazione del controllo smart su un circuito a 2 vie

È necessario un solo dispositivo smart per ciascun punto luce, a prescindere dal numero di interruttori da cui viene controllato.

In assenza di neutro si applicano le medesime regole previste per un interruttore singolo: impiegare un dispositivo no-neutral, verificare il carico minimo e installare un bypass qualora i LED presentino anomalie.

Utilizzo degli interruttori esistenti con un modulo

I moduli da incasso dispongono di un ingresso switch, mantenendo così la piena funzionalità dell'interruttore a parete. La maggior parte dei moduli supporta due tipologie di comando, configurabili tramite i parametri del modulo:

• Interruttori a levetta o basculanti (i tradizionali comandi bistabili che rimangono in posizione). Ideali per accensione e spegnimento. Con un modulo dimmer, ogni pressione commuta l'illuminazione tra l'ultimo livello memorizzato e lo stato spento.
• Pulsanti monostabili (noti anche come pulsanti a rilascio o normalmente aperti, a ritorno elastico). Ottimali per la regolazione della luminosità: pressione breve per accendere e spegnere, pressione prolungata per aumentare o ridurre l'intensità.
• Pulsanti con posizione centrale di riposo (salita e discesa con ritorno al centro), indicati per specifici dimmer e per il controllo tapparelle. Non tutti i moduli offrono pieno supporto.

Due tipologie di dispositivi non devono essere collegate all'ingresso switch di un modulo: i tradizionali dimmer rotativi o a pressione, che interferiscono con la regolazione del modulo stesso, e gli interruttori elettronici o touch dotati di spie luminose, che la maggior parte dei moduli non è in grado di alimentare. Per ulteriori indicazioni sulla scelta tra moduli, interruttori a parete e sorgenti luminose, consultare Interruttori a parete smart, dimmer e moduli.

Pianificazione di un impianto di illuminazione smart

1. Verifica preliminare dei punti di comandoIdentificare circuiti a 1 via, 2 vie o invertitori, numero di frutti e presenza del conduttore di neutro.
2. Verifica del caricoCalcolare la potenza complessiva delle lampade per ciascun circuito e verificare se i LED siano dimmerabili.
3. Verifica dello spazio di alloggiamentoI moduli richiedono volume utile all'interno della scatola da incasso. Le scatole a profondità ridotta standard UK (16 mm o 25 mm) risultano spesso insufficienti. La soluzione standard prevede scatole da 35 mm o 47 mm.
4. Scelta del dispositivo e del controllerSelezionare il modulo o l'interruttore idoneo al cablaggio e verificarne la compatibilità con il proprio hub.

I moduli smart sono compatibili con i principali controller: Hubitat, Homey Pro, Home Assistant, Aeotec Smart Home Hub (SmartThings) e Fibaro Home Center. Il livello di supporto varia in base al modello: consultare Verifica compatibilità del sistema e Guida alla scelta del controller smart home.

Note di cablaggio per tipologia di circuito

Queste note applicative mostrano configurazioni tipo di un modulo dimmer da incasso nei comuni circuiti standard UK, sia con interruttori sia con pulsanti. I principi descritti sono validi per la maggior parte dei dispositivi; attenersi sempre allo schema di collegamento riportato nel manuale dell'apparecchio specifico.

Per l'inserimento di un modulo in una scatola da incasso, consultare l'installazione fisica di un modulo dimmer o relè.

È necessario un elettricista?

Tutti gli interventi elettrici in ambito domestico devono essere sicuri e conformi alle normative sugli impianti, indipendentemente da chi li esegue. In Inghilterra e Galles, la Parte P dei Regolamenti Edilizi si applica a ciascuno di essi. Alcuni interventi devono inoltre essere notificati all'organismo di controllo edilizio o eseguiti da un elettricista certificato. In Inghilterra rientrano tra questi: un nuovo circuito, la sostituzione di un quadro di distribuzione e aggiunte o modifiche in prossimità di vasche da bagno o docce, oppure in locali con piscina o sauna. Il Galles prevede un elenco più esteso, che include l'estensione di un circuito in cucina o all'esterno. La Scozia e l'Irlanda del Nord adottano normative proprie.

In Inghilterra, la sostituzione di un interruttore o l'aggiunta di un modulo a un circuito esistente non richiede solitamente notifica. In Galles, verificare preventivamente se l'intervento interessa una cucina o un ambiente esterno. In entrambi i casi, l'installazione deve essere eseguita a regola d'arte e collaudata. Qualora non sia possibile identificare in sicurezza e con certezza fase permanente, fase interrotta e neutro, l'operazione deve essere affidata a un elettricista qualificato.

Materiale necessario

• Moduli dimmer da incasso e moduli interruttore
• Interruttori e dimmer smart da parete
• Controller da parete a batteria per punti di comando supplementari
• Accessori, inclusi i bypass