Джоэл Спира

Джоэл Спира (англ. Joel Spira; 1927 — 8 апреля 2015) — американский изобретатель и предприниматель, основатель компании Lutron Electronics. Наиболее известен как создатель первого в мире коммерчески успешного твердотельного диммера для освещения, что оказало значительное влияние на развитие систем управления светом и энергосбережения в жилых и коммерческих помещениях.

История

Ранние годы и образование

Джоэл Спира родился в 1927 году в семье еврейских иммигрантов. Его отец был инженером-электриком, что, вероятно, повлияло на ранний интерес Спиры к электронике. Он получил степень бакалавра физики в Университете Пенсильвании, а затем степень магистра физики в Колумбийском университете. Во время Второй мировой войны служил в Военно-морских силах США, где работал над проектами в области радиолокации.

Путь к изобретению

После войны Спира работал в различных компаниях, занимаясь разработкой электронных устройств. В начале 1950-х годов он заинтересовался проблемой регулировки яркости ламп накаливания. Существовавшие на тот момент реостатные диммеры были громоздкими, неэффективными (они рассеивали избыточную мощность в виде тепла) и дорогими. Спира поставил перед собой задачу создать компактное, эффективное и недорогое устройство, которое могло бы плавно регулировать освещение.

Основание Lutron Electronics

В 1961 году, после нескольких лет экспериментов, Спира разработал прототип диммера на основе тиристора (симистора). В том же году он основал компанию Lutron Electronics в своем подвале в Куперсбурге, штат Пенсильвания. Первым продуктом компании стал диммер Capri, который был представлен на рынке в 1961 году. Устройство имело размеры, сопоставимые с современными выключателями, и стоило значительно дешевле аналогов.

Коммерческий успех и развитие

Диммер Capri быстро завоевал популярность, особенно в гостиничном и ресторанном бизнесе, где возможность создания различных световых сценариев была востребована. Успех позволил Спире расширить производство и начать разработку более сложных систем управления освещением. В 1970-х годах Lutron Electronics представила первые системы автоматического управления светом, а в 1980-х — системы для «умного дома». Компания оставалась семейным предприятием до самой смерти Спиры.

Изобретение: твердотельный диммер

Принцип работы

Ключевым изобретением Спиры стало применение симистора (триака) для управления мощностью, подаваемой на лампу накаливания. В отличие от реостата, который просто гасил избыточное напряжение, превращая его в тепло, симисторный диммер пропускает только часть полуволны переменного тока. Этот метод, известный как фазовое управление, позволяет регулировать яркость лампы с минимальными потерями энергии. Устройство также включало в себя фильтр для подавления электромагнитных помех, которые могли создавать помехи для радиоприемников.

Особенности конструкции

Первые диммеры Спиры были полностью твердотельными, то есть не содержали движущихся частей (кроме ручки регулировки), что обеспечивало их высокую надежность и долговечность. Они были компактными и могли монтироваться в стандартную монтажную коробку вместо обычного выключателя.

Влияние и наследие

Влияние на дизайн освещения

Изобретение Спиры произвело революцию в дизайне освещения. Архитекторы и дизайнеры интерьеров получили возможность создавать динамичные световые сценарии, изменяя настроение помещения простым поворотом ручки. Диммеры стали неотъемлемой частью ресторанов, театров, концертных залов, гостиниц и жилых домов.

Влияние на энергосбережение

Хотя первоначально диммеры использовались в основном для создания атмосферы, их энергосберегающий потенциал был быстро оценен. Снижение яркости лампы накаливания на 50% приводит к снижению энергопотребления примерно на 40%, а также продлевает срок службы лампы. Впоследствии Lutron Electronics разработала системы управления освещением, которые автоматически регулируют яркость в зависимости от уровня естественного света, что позволило добиться еще большей экономии.

Развитие компании Lutron Electronics

Под руководством Спиры Lutron Electronics превратилась из небольшой мастерской в подвале в глобальную корпорацию с годовым оборотом более 1 миллиарда долларов и штатом более 10 000 человек. Компания продолжает оставаться лидером в области систем управления освещением, разрабатывая продукты для жилых, коммерческих и промышленных объектов. Спира лично участвовал в разработке многих продуктов, включая первые системы затемнения для люминесцентных ламп и светодиодов.

Критика и ограничения

Совместимость с современными источниками света

Одним из ограничений изобретения Спиры является его изначальная ориентация на лампы накаливания. С переходом на энергосберегающие (компактные люминесцентные) и светодиодные лампы возникла проблема совместимости. Многие дешевые диммеры, работающие по принципу фазового управления, могут вызывать мерцание, гул или преждевременный выход из строя светодиодных ламп. Современные диммеры Lutron и других производителей специально проектируются для работы с LED-лампами, но проблема совместимости остается актуальной для недорогих устройств.

Сложность установки

Хотя диммеры Спиры были проще в установке, чем реостатные, их монтаж все же требует определенных знаний в электротехнике. В некоторых старых домах с двухпроводной проводкой установка современных диммеров может быть затруднена или невозможна без дополнительных работ.

Интересные факты

• Джоэл Спира получил более 100 патентов на свои изобретения.
• Он был известен своей скромностью и предпочитал работать в лаборатории, а не заниматься публичной деятельностью.
• Первый диммер Capri был продан за 10 долларов, что было значительно дешевле существовавших на тот момент реостатных диммеров, которые стоили сотни долларов.
• Компания Lutron Electronics до сих пор остается частной, и ею управляет семья Спиры.

Источники

• Некролог Джоэла Спиры в The New York Times (2015)
• Статья о Джоэле Спире в журнале IEEE Spectrum (2015)
• Официальный сайт компании Lutron Electronics (раздел «История»)
• Статья «The Man Who Dimmed the Lights» в журнале The Atlantic (2015)