Wie het kleine niet eert – aflevering 1 – Energiezuinig relais

Energiezuinig relais

idee: Michael A. Shustov (Rusland) en Andrey M. Shustov (Duitsland)

De relaisschakelingen die we hier bekijken, kunnen in serie met een belasting (lamp) en een reeks normaal-gesloten druktoetsen worden opgenomen. Wanneer een van die schakelaars wordt ingedrukt, gaat de lamp gedurende een bepaalde tijd branden. Na afloop van die tijd gaat de lamp vanzelf weer uit.

Dit lijkt een beetje op een normale hotelschakeling, waar je met een druk op een knop de verlichting in (bijvoorbeeld) een trappenhuis kan inschakelen en met een druk op een andere knop weer uitschakelen. De schakelingen die we hier beschrijven schakelen zichzelf echter automatisch weer uit – en zijn in principe dus een stuk energievriendelijker.

Variant 1

De eerste variant (figuur 1) is niet moeilijk te doorgronden. De schakeling wordt gevoed met een gelijkspanning van 12 VDC (batterij, accu, netadapter) – en kan daarom ook door een beginner veilig worden nagebouwd. Meteen nadat de schakeling is aangesloten, zal condensator C1 via de in serie geschakelde normaal-gesloten druktoetsen S1...Sn (er zijn er maar drie getekend), de lamp LA1 en diode D1 worden geladen. De lamp zal daarbij eventjes oplichten. LED1 signaleert dat de schakeling ‘op scherp staat’. Voor de goede orde: de stroom die in rust door de lamp loopt is te gering om deze te laten oplichten.
 

Zodra een van de druktoetsen wordt bediend, kan er geen stroom meer via D1 naar C1 lopen. De basis van transistor T1, die in rust via de lamp aan de pluspool van de voeding ligt, wordt nu via weerstand R1 en LED1 naar massa getrokken. Gevolg: de transistor schakelt door en condensator C1 ontlaadt zich via de relaisspoel naar massa. Het relais trekt aan en via het relaiscontact loopt nu voldoende stroom om de lamp te laten branden. Ook kan nu geen laadstroom voor C1 meer lopen.

Na verloop van tijd is de condensator zover ontladen dat het relais niet meer geactiveerd kan blijven. Het relaiscontact opent zich en de beginsituatie wordt weer hersteld (waarbij we stilzwijgend aannemen dat de druktoets niet ingedrukt wordt gehouden).

Voor de tijd dat de lamp ingeschakeld blijft, geldt bij benadering de volgende betrekking:

t = 0,67 x R_relais x C1 [seconden, ohm, farad]

Het in het schema genoemde EMR-type heeft een spoelweerstand van 1050 Ω; voor het G6DS-type is dat 1200 Ω. Met het eerstgenoemde relais en een condensator van 68.000 µF komen we dan uit op ongeveer 40 s.

De waarde van weerstand R1 moet zo groot worden gekozen dat de stroom door LED1 net groot genoeg is om deze iets te laten oplichten. De in het schema genoemde waarde zal meestal wel voldoen, maar hier is ruimte voor enig experimenteren.

Een woord van waarschuwing tot slot: deze schakeling mag ABSOLUUT NIET worden gebruikt voor lampen die op het lichtnet zijn aangesloten!