aug 31

De standaard deurbel en zijn verspilling

Geplaatst door Joris Brouwer in Energiebesparing 51 Reacties»

deurbel_open_bel_uitgekniptEen standaard elektrische deurbel is erg inefficiënt. Dit komt door dat de bijbehorende transformator altijd aan staat, 24 uur per dag, 365 dagen per jaar, jaar in, jaar uit. Terwijl in totaal enkele minuten per jaar de deurbel rinkelt. De standaard elektrische deurbel verbruikt globaal 2 tot 10 euro per jaar, onnodig. Het wordt voornamelijk omgezet in warmte en in magnetisch velden. Door wat elektronica toe te voegen, kan dit verbruik met ongeveer 10.000 tot 100.000 keer verminderd worden, met als resultaat nog geen honderdste van een eurocent verbruik per jaar! Je hoeft nooit meer uit te schakelen als je weggaat, als je wilt besparen. Je kunt je vertrouwde bel en transformator gewoon blijven gebruiken, ook hoeven in normale omstandigheden geen draden door het huis getrokken worden. Ik dit artikel laat ik zien hoe ik dat gedaan heb.

WAARSCHUWING

Het demonteren van elektrische onderdelen is niet zonder risico. Dit artikel is geen doe-het-zelf handleiding, enkel een verslag van een door mij uitgevoerd experiment. De auteur van dit artikel en OliNo aanvaarden dan ook geen enkele aansprakelijkheid.

Lees ook de commentaren. Niet iedereen is het er over eens dat dit een veilige oplossing is.

Het verbruik van de standaard deurbel

Het ligt vooral aan de transformator, hoeveel het verbruik is. In dit voorbeeld gaan we er van uit dat deze in rust 3 Watt verbruikt. Er zijn ook zogenaamde ringtransformatoren die een veelvoud zuiniger zijn.

transformator
De conventionele deurbeltransformator

verbruik tijdens rust (zonder te bellen)

  • Verbruik per uur is per definitie 3 Wh per uur ofwel 0,003 kWh per uur.
  • Verbruik per dag is 24 * 0,003 = 0,072 kWh per dag. Is gelijk aan 1 uur TV kijken per dag!
  • Verbruik per jaar is 0,072 kWh * 365,25 = 26,3 kWh per jaar!
  • Kosten per jaar is 26,3 kWh * 0.25 euro = 6,6 euro per jaar!

geld
Een normale deurbel verbruik 26,3 kWh per jaar.

meerverbruik door bellen

de meter 2 minuten per jaar is redelijk, 120 keer een seconde lang. Standaard verbruikt de transformator dan het dubbele, zeg 6 Watt. Dat is 3 Watt extra.

  • Verbruik per jaar is 0,003 kWh / 30 (2 minuten is 1/30 uur) = 0,0001 kWh per jaar
  • Kosten per jaar is 0,0001 kWh * 0.25 euro = 0,000.025 euro per jaar! Gratis dus.

Het verbruik van de zuinige deurbel

Verbruik tijdens rust (zonder te bellen)

In rust staat de transformator uitgeschakeld, de schakeling verbruikt nog wel een kleine stroom, dit is ongeveer 1,5 micro-ampere of wel 1,5 uA. Omdat deze stroom voornamelijk door condensatoren worden gestuurd, levert de spanningsval over de condensatoren geen energieverlies op. In de schakeling is er nog wel een spanningsval van 10 Volt aanwezig wat wel met energieverlies gepaard gaat. Verder loopt de stroom nog door twee weerstanden heen van elk 1 Megaohm, wat ook energieverlies veroorzaakt.

  • Spanning over weerstanden: 0,0000015 * 2 000 000 Ohm = 3 Volt
  • Totaal spanningsval met verlies: 10 Volt + 3 Volt = 13 Volt.
  • Vermogen over spanningsval van 13 Volt: 13 Volt * 0,0000015 Ampere = 0,0000165 Watt !!
  • Verbruik per uur is per definitie 0,000016.5 Wh per uur ofwel 0,0000000165 kWh per uur.
  • Verbruik per dag is 24 * 0,0000000165 = 0,000000396 kWh per dag.
  • Verbruik per jaar is 0,000000396 kWh * 365,25 = 0,000145 kWh per jaar!
  • Kosten per jaar is 0,000145 kWh * 0.25 euro = 0,000036 euro per jaar!

kWh meter
De nieuwe deurbel verbruikt slechts 0,000145 kWh per jaar!

meerverbruik door bellen

2 minuten per jaar is redelijk, 120 keer een seconde lang. Standaard verbruikt de transformator dan het dubbele, zeg 6 Watt, maar in combinatie met de aansturing van het relais is dat 7 Watt. Dat is 4 Watt extra.

  • Verbruik per jaar is 0,007 kWh / 30 (2 minuten is 1/30 uur) = 0,000233 kWh per jaar
  • Kosten per jaar is 0,000233 kWh * 0.25 euro = 0,000058 euro per jaar! Gratis dus.

Het vergelijken van verbruik

Het totaal verbruik

  • Totaalverbruik standaard deurbel: 26,3 kWh per jaar
  • Rustverbruik zuinige deurbel in rust: 0,000145 kWh per jaar
  • Meerverbruik zuinige deurbel door 2 minuten bellen: 0,000233 kWh per jaar
  • Totaalverbruik zuinige deurbel inclusief 2 minuten bellen: 0,000145 kWh per jaar + 0,000233 kWh per jaar = 0,000378 kWh per jaar
  • Verhouding standaard deurbel / zuinige deurbel = 26,3 kWh per jaar / 0,000378 kWh per jaar = 69576 !!!

Het rustverbruik

  • Rustverbruik bijna gelijk aan Totaalverbruik standaard deurbel: 26,3 kWh per jaar
  • Rustverbruik zuinige deurbel in rust: 0,000145 kWh per jaar
  • Verhouding standaard deurbel / zuinige deurbel = 26,3 kWh per jaar / 0,000145 kWh per jaar = 181379 !!!

Verhouding nuttig verbruik

Onderstaande berekeningen neemt de totale energie van de transformator en de bel samen, tijdens het bellen, als nuttig energie. Dit is dus 100 %, als er geen energie wordt verbruikt buiten het bellen. Om de vergelijking eerlijk te houden, wordt de energieverbruik van het relais niet als nuttig gerekend.

  • verhouding standaard deurbel: 0,0002 kWh per jaar (6 Watt, 2 minuten) / 26,3 kWh per jaar = 0,00076 % (ofwel factor 131.500)
  • verhouding zuinige deurbel: 0,0002 kWh per jaar (6 Watt, 2 minuten) / 0,000378 kWh per jaar = 52,9 %

Werking

Standaard deurbel

De veelgebruikte versie van de deurbel bestaat uit een spoel met een kern erin die enigszins los zit. Vlakbij de beweegbare kern is de bel zelf. Als nu een wisselstroom door de spoel loopt, gaat de kern trillen en deze hamers tegen de bel zelf aan. Deze bel werkt vaak op een spanning van rond de 6 Volt.
Om die reden is er ook een beltransformator nodig, vaak bevindt deze zich in de meterkast. Tenslotte moet nog een deurbelknop aangesloten worden. In principe kan deze op twee manieren aangesloten worden:

  1. Tussen de primaire spoel van de transformator en het lichtnet: Dit wordt doorgaans niet gedaan, de standaard deurbel is niet waterdicht, als deze nat wordt kan de beller een stroomstoot krijgen vanuit het lichtnet.
  2. Tussen de secundaire spoel van de transformator en de bel: Dit wordt doorgaans gedaan. Een natte deurbel geeft dan geen problemen. Het probleem echter is dat de transformator 24 uur per dag, 365,25 dagen aangesloten blijft aan het lichtnet en ook energie verbruikt als er niet gebeld wordt.

Gebruik maken van een relais.

Wat is een relais?

Een relais is een schakelaar met een spoel. De schakelaar wordt bediend door de spoel. Wanneer er voldoen stroom door de spoel loopt gaat de schakelaar over, totdat er geen (of niet voldoende) stroom door de spoel loopt. Zie voor meer info over de relais op Wikipedia. Een relais wordt vaak aangestuurd door 6 Volt gelijkspanning.

relais met batterij

Een voor de hand liggende oplossing om de transformator pas aan te schakelen is door de schakelaar van de relais tussen het lichtnet en de primaire spoel van de transformator te zetten en de spoel van de relais aan te sluiten aan de batterij in serie met de deurbelknop. Nadeel is dat dit batterijen kost en als de batterij zodanig leeg is dat de relais niet overgaat, dan zullen de bezoekers tevergeefs proberen aan te bellen.
vervang batterij door een condensator

Waneer de batterij vervangen wordt door de condensator, dan doemen meteen een aantal vragen op:

  1. Hoe wordt deze condensator geladen?
  2. Hoe wordt de spanning van de condensator in stand gehouden als de relais stroom trekt uit de condensator?
  3. Hoe groot moet de condensator zijn?

Wat is een condensator?

Dat is een elektronisch component waarin je een hoeveelheid elektrische lading in kan opslaan. Zie Wikipedia Elke condensator heeft een lekweerstand. De lekstroom die optreedt is gelukkig erg klein, kleiner dan 1 microampere.

Hoe wordt deze condensator geladen?

De condensator kan in elk geval niet vanuit de secondaire circuit van de transformator geladen worden, want de transformator is uitgeschakeld. De enige stroombron die over blijft is het lichtnet zelf. De laadstroom voor condensator dient wel groter te zijn dan de lekstroom van de condensator. Anders wordt deze niet genoeg opgeladen. Gekozen is voor een laadstroom van 1,5 microampere. De grootte van deze stroom wordt voornamelijk bepaald door twee condensatoren van elk 47 picofarad in serie. Verder staan twee weerstanden van elk 1 megaohm in serie voor de veiligheid. De wisselstroom wordt gelijkgericht door een bruggelijkrichter van 4 diodes. Het duurt ongeveer een uur om een lege condensator te laden totdat deze voldoende gevuld is om de relais te schakelen.

Hoe wordt de spanning van de condensator in stand gehouden als de relais stroom trekt uit de condensator?

Dit gebeurt door een tweede bruggelijkrichter in de schakeling. Deze haalt de stroom uit de secundaire winding van de transformator. Dit is echt nodig want de relais gebruikt (bij mij) rond de 150 milliampere.

Hoe groot moet de condensator zijn?

Er moet genoeg energie in de condensator zitten om de schakelaar helemaal om te krijgen, als dat eenmaal zover is, wordt de condensator geladen via de tweede bruggelijkrichter en is er geen energie uit de condensator nodig.

Het totaal

Hieronder staat het schema van de totale schakeling:
schema1

Het totale schema

korte specificaties van de componenten:

  • C1, 2 stuks, 47 picofarad, minimaal 230 Volt wisselspanning, ofwel 400 Volt gelijkspanning
  • R1, 2 stuks, 1 megaohm, 1/8 Watt
  • D1, 4 stuks, siliciumdiode, sperspanning minimaal 12 Volt
  • R1, 1 stuk, 10 kiloohm, 1/8 Watt
  • D2, 1 stuk, siliciumzenerdiode, sperspanning 9,1 Volt
  • R2, 1 stuk, 4,7 ohm, 1/4 Watt
  • D3, 4 stuks, siliciumdiode, sperspanning minimaal 16 Volt, maximale stroom minimaal 200 milliampere
  • Relais, Maximale spanning 9 Volt, werkspanning 6 Volt, stroom bij werkspanning 150 milliampere, werkelijke inschakelspanning 4 Volt, werkelijke uitschakelspanning 1,2 Volt

korte specificaties van de componenten:

  • D1 en D3, de sperstroom dient hooguit 0,1 microampere per stuk te zijn, daarom een siliciumdiode.
  • R1, 1 stuk, 10 kiloohm, 1/8 Watt
  • D2, 1 stuk, siliciumzenerdiode, sperspanning 9,1 Volt
  • R2, 1 stuk, 4,7 ohm, 1/4 Watt
  • D3, 4 stuks, siliciumdiode, sperspanning minimaal 16 Volt, maximale stroom minimaal 200 milliampere
  • Relais, Maximale spanning 9 Volt, werkspanning 6 Volt, stroom bij werkspanning 150 milliampere, werkelijke inschakelspanning 4 Volt, werkelijke uitschakelspanning 1,2 Volt

In het kort

  • De deurbel zelf wordt nog steeds aangesloten om het secundaire deel van de transformator
  • De primaire deel van de transformator wordt aan- en uitgeschakeld door het relais
  • Het relais wordt weer bediend door de deurbelknop
  • De stroom die via de deurbelknop het relais aanstuurt komt uit een elco
  • De elco wordt langzaam opgeladen en op spanning gehouden via een zeer kleine (gelijkgerichte) stroom uit het lichtnet, deze stroom bedraagt ongeveer 1,5 microampere
  • Deze stroom dient groter te zijn dan de lekstroom van de geladen elco
  • De elco wordt tot ongeveer 9 volt opgeladen
  • Deze maximale spanning wordt begrensd door de zenerdiode
  • wanneer de deurbel geactiveerd wordt, wordt de elco op spanning gehouden door een tweede sterkere (gelijkgerichte) stroom van globaal 100 milliampere (bij deze schakeling ongeveer 170 milliampere)
  • Deze stroom komt uit de secundaire deel van de transformator

Bouwen

Voorwaarden en benodigdheden

  1. De deurbel zelf met twee bijbehorende aansluitingen
  2. De aansluitingen naar de deurbelknop. Een deurbel met verlichting wordt niet ondersteund (de deurbelknop in rust mag geen* stroom trekken)
  3. Beide aansluitingen dienen los van elkaar gehaald te worden
  4. een deurbeltransformator **

* Stroom moet kleiner zijn dan ongeveer 1 microampere
** er moet genoeg energie overblijven voor de aansturing van de relais binnen de schakeling.

Veiligheid

Ter voorkoming van brand en elektrocutie:

  1. Vermijd losse metalen onderdelen, geen losse schroeven en zeker ook geen ijzervijlsel of los soldeersel.
  2. Alles moet goed vastzitten
  3. Er mag geen mechanische spanning op de draden zitten, gebruik bijvoorbeeld kabelzadels
  4. Bekijk of de twee kleine condensatoren elk de netspanning aankan, liefst nog veel hoger
  5. Meet de condensatoren goed door.
  6. Voor extra veiligheid zijn voor elke condensator nog een weerstand van 1 megaohm parallel geschakeld. Meet ook deze door.

Samenvatting

  1. Combinatie Relais en secundaire winding transformator
  2. Printplaat maken
  3. Printplaat doormeten en controleren
  4. Printplaat inbouwen
  5. Aansluiten.
  6. Testen.
  7. Klaar!

Combinatie Relais en secundaire spoel transformator

De transformator meten

Voor de goede werking van de deurbel is het nodig om naar de spanning en inwendige weerstand van de secundaire spoel van de transformator te kijken.

De spoelstroom van het relais moet duidelijk kleiner zijn dan de te leveren stroom van de secundaire spoel van de transformator bij de werkspanning van de het relais. Ook de inschakelspanning van het relais kan het beste kleiner te zijn dan de spanning van de secundaire spoel van de transformator.

Eigenschappen van een relais

Het relais kent eigenlijk twee spanningen: de inschakelspanning (VRI) en de uitschakelspanning (VRU). We concentreren ons op de inschakelspanning, dit is de spanning waarbij de uitgeschakelde relais wordt ingeschakeld. Is de relais eenmaal ingeschakeld, dan wordt deze pas uitgeschakeld als de spanning onder de uitschakelspanning komt. De uitschakelspanning is aanmerkelijk lager dan de inschakelspanning. Het relais heeft een vaste interne weerstand (RR), als je de spanning weet, dan weet je dus ook hoeveel stroom erdoor heen loopt. Vandaaruit is de inschakelstroon (IRI) en de uitschakelstroom (IRU) af te leiden.
De relais die ik gebruik: VRI = 4,5 volt, VRU = 1,5 Volt. Bij 6 Volt loopt er een stroom van 150 mA, dus RR = 6 / 0,15 = 80 Ohm. IRI is dus: 4,5 / 80 = 112,5 mA, en IRU = 37,5 mA.
De opgegeven werkspanning (VRW) van het relais is 6 Volt, de maximaal toelaatbare spanning (VRM) is 9 Volt.

Eigenschappen van de secundaire spoel van een transformator

Wanneer de transformator actief is, dan staat er een wisselspanning. De spanning is het hoogst als de spoel onbelast is (VTS0) De secundaire spoel van een transformator heeft een vaste interne weerstand (RTS). De belaste spanning (VTS(I)) is afhankelijk van stroomsterkte I. VTS(I) = VTS0 – RTS * I.

Combinatie Relais en secundaire spoel transformator

In werkelijkheid is de deurbel zelf al aangesloten op op de secundaire spoel. De spanning (VTSB) is dus al lager dan de onbelaste spanning (VTS0). Deze spanning wordt nog lager als ook het relais ingeschakeld moet blijven (VTSBR). De spoel van het relais wordt gevoed uit de condensator. Om het relais in te kunnen schakelen (als op de deurbel wordt gedrukt), moet op de condensator een hogere spanning staan dan VRI. De spanning van de condensator zakt direct al tijdens het inschakelen van het relais, omdat het inschakelen zelf wat energie kost. dit moet voorzien wordt door extra spanning VRI(C) in de condensator bovenop VRI, dit is VRI(C) Hoe groter de capaciteit van de condensator, hoe kleiner die extra spanning VCE hoeft te zijn. VCE is omgekeerd evenredig met de Capaciteit C.
Wanneer het bellen stopt doordat de deurbel wordt losgelaten, moet er voldoende spanning achterblijven in de condensator, om opnieuw te kunnen bellen. Dit is dus VRI(C).

VTSBR kan niet zomaar vergeleken worden met VRE(C), want de eerste is een wisselspanning en het tweede is een gelijkspanning. VTSBR wordt gelijkgericht (* wortel van 2) en er treed spanningverlies op de de geleidspanning van de diodes (- 2 * 0,6 Volt) en spanningsverlies door de beschermweerstand RB ( – I * RB). Dit resulteert in de spanning op de condensator VC
VC moet minstens zo hoog zijn dan de vereiste VRE(C).

Voorbeeld

  • VRI = 4,5 Volt
  • VRU = 1,5 Volt
  • VRW = 6 Volt
  • VRM = 9 Volt
  • RR = 80 Ohm
  • VRE(C) = 0,5 Volt, wanneer C = 470 µF
  • VRI(C) = 5 Volt, wanneer C = 470 µF
  • VTS0 = 9 Volt
  • VTSB = 6 Volt
  • VTSBR = 4,5 Volt

Daaruit volgt: VC = 4,5 * 1,41 – 1,2 – 0,5 = 4,645 Volt En VC,start = 8,7 Volt
Wat gebeurt er als er de eerste keer gebeld wordt?
VC,start is groter dan VRE(C), dus het relais wordt ingeschakeld. De spanning van de condensator zakt naar VC. Het relais blijft ingeschakeld want deze spanning is groter dan de vereiste VRU. Het bellen gaat door totdat de knop wordt losgelaten.
Wat gebeurt er als er de tweede keer gebeld wordt, in een korte tijd?
VC is lager dan de vereiste VRE(C), dus de tweede poging mislukt, de bel klinkt niet.

Oplossen

In dit geval er meerdere oplossingen mogelijk om steeds opnieuw te kunnen bellen:

  1. Condensator vergroten tot 2200 µF
  2. De bel zelf op een lagere spanning zetten zodat VTSBR hoger wordt dankzij een lagere belasting van de secundaire spoel
  3. De aansluiting op een hogere spanning zetten
  4. Relais met een lagere VRI, dan wordt VC hoger
  5. Relais met een hogere RR, dan wordt VTSBR hoger
  6. RB verlagen, dan wordt VC hoger
  7. Transformator met een hogere VTS0
  8. Transformator met een lagere RTS, dan wordt VTSBR hoger

Printplaat maken

Hiervoor heb ik een printplaat met korte banen gebruikt, er hoeft alleen nog maar gesoldeerd te worden. Kijk eerst waar de gaten geboord moeten worden, deze gebieden dienen bij het solderen gemeden te worden, ook mag er geen stroom kunnen staan op de banen die doorgeboord zullen worden, ter voorkoming van kortsluiting. Let op dat er geen stukjes metaal tussen de spleten zitten, dit kan leiden tot kortsluiting dat tot elektrocutie of brand kan leiden. Label de aansluitingsdraden of gebruik verschillende kleuren, dan kun je later zien welke draden waarop moeten worden aangesloten.

printplaat_inbouw
De ingebouwde printplaat

printplaat doormeten en controleren

Tussen de volgende punten mag enkele gelijkstroom gemeten kunnen worden. De gemeten weerstand moet oneindig hoog zijn:

  1. tussen beide aansluitpunten voor het lichtnet. De gemeten capaciteit mag niet veel hoger liggen dat 25 picofarad.
  2. Voor de onderstaande punten mag de gemeten capaciteit mag niet veel hoger liggen dat 50 picofarad. tussen een willekeurig aansluitpunt voor het lichtnet en een willekeurig aansluitpunt voor de deurbelknop.
  3. tussen een willekeurig aansluitpunt voor het lichtnet en een willekeurig aansluitpunt voor de deurbel.
  4. tussen een willekeurig aansluitpunt voor het lichtnet en een willekeurig aansluitpunt voor de secundaire winding van de transformator.
  5. tussen een willekeurig aansluitpunt voor de primaire winding van de transformator en een willekeurig aansluitpunt voor de deurbelknop.
  6. tussen een willekeurig aansluitpunt voor de primaire winding van de transformator en een willekeurig aansluitpunt voor de deurbel.
  7. tussen een willekeurig aansluitpunt voor de primaire winding van de transformator en een willekeurig aansluitpunt voor de secundaire winding van de transformator.

In totaal worden 25 combinaties van aansluitingen gemeten.
controleer of de spleten tussen elk gebied minimaal 1 millimeter breed zijn. Concentreer vooral op de spleten waarbij één of beide gebieden een hoge spanning hebben.

printplaat inbouwen

De plastic kastjes met 4 schroefgaten zijn erg handig om in te bouwen. Er zijn 4 gaten om het kastje aan het hout vast te schroeven. En er zijn schroefgaatjes in het kastje zelf, deze steken enkele millimeters naar voeren, zodat er enkele millimeter ruimte is tussen het kastje en het printplaat. Metalen kastjes raad ik ten zeerste af! Dit vanwege het veel grotere risico op kostsluiting dat kan leiden tot brand of elektrocutie.

Aansluiten

De uiteinden van de draden kunnen nu aangesloten worden. Let goed op welke draden aan welke onderdelen worden aangesloten, houd vooral het hoogspanningsdeel en het laagspanningsdeel goed uit elkaar.
transfo_printplaat
Alles is aangesloten

Testen

Steek de stekker erin. Wacht tot maximaal twee uur. In de tussentijd kun je de gelijkspanning meten tussen de aansluitpunten voor de deurbelknop. Als deze 8 Volt heeft bereikt, is de condensator voldoende opgeladen en kun je op de deurbelknop drukken.

Klaar!

Gefeliciteerd met je één van de allerzuinigste electrische deurbellen! Nu is het een kwestie van het wachten op bezoek of op een collecte.
klaar
Het resultaat

Conclusie

Het is inderdaad mogelijk om een deurbel 10.000 to 100.000 keer zo zuinig te maken. Hierbij hoeft de deurbel, de deurbelknop en de transformator niet vervangen te worden. De nieuwe schakeling ondersteunt geen verbruikers als een deurbelknoplampje die continue stroom nodig hebben. Het verwachte verbruik van het nieuwe systeem is ongeveer 0,000.38 kWh per jaar. Dat komt overeen met 0,006 eurocent per jaar. Een standaard deurbelsysteem verbruikt meestal 1 tot 10 euro per jaar.
Tijdens het bouwen is vooral veiligheid van belang, verder moet het relais niet al te veeleisend zijn ten opzichte van de transformator, anders werkt de deurbel niet.

Joris Brouwer, elektronicus. Mijn homepage.

Gerelateerde artikelen

51 reacties op “De standaard deurbel en zijn verspilling”

@Joris: misschien netter om het elektrisch schema met een tekenprogramma a la TinyCAD in dit leuke artikel te plaatsen. Dit maakt het zeker wat netter
http://tinycad.sourceforge.net/ daar kun je eens kijken

Verder is er misschien een oplossing om de deurbel in modernere woningen aan te passen? Hier zit een bel-trafo in de meterkast geintegreerd?

Iemand enig idee wat voor type transformator wordt geleverd wanneer de beltrafo is ingebouwd / verwerkt in de meterkast zelf?

Mijn meterkast, Holec, is voorzien van een eigen beltrafo naar 6V.

@ Wolter, Ja goeie! Wij hebben een ouderwetse bel met ketting, werkt ook geheel op spierkracht. We horen ‘m trouwens slecht in huis, maar dat mag de pret niet drukken 😉

Hele mooie oplossing met veel achtergrondinformatie, zeker het idee om met die tweede bruggelijkrichter de spanning tijdens de arbeid op peil te houden is slim! Je moet bij deze oplossing echter wel met 220V aan de slag.

Als je dat niet kan/durft/mag, kan je ook de beltrafo van 220V loskoppelen, de drukknop afkoppelen en deze parallel aan de zenderschakelaar van een afstandsbedienbare deurbel solderen. Oplaadbare batterijen in deze deurbel plaatsen en 4x per jaar opladen.

Deze oplossing kost iets meer (deurbel met afstandsbediening €10, batterijen €5 en opladen €0.10 per jaar), maar heeft als voordeel dat je alleen met laagspanning in aanraking komt en dat je het bel-gedeelte naar een willekeurige (@Jan Maarten: al dan niet goed hoorbare 😉 plaats kan meenemen.

@Martin: vaak is dit een blokje van 3x9cm dat op een DIN rail gemonteerd kan worden en in de kast met zekeringen is ingebouwd; er staat bv. 8V 0.5A op.

Een kleine correctie, in de berekeningen wordt alleen de verliezen over de weerstanden genomen, dit is niet terecht want er zal ook verlies in de condensatoren en in de diode brug plaatsvinden.
Als het stroomverbruik 1.5uA in rust is, zal het verlies 230V*1.5uA=0.345mW (eigenlijk 0.345mVA) Dit is nog steeds erg laag en stukken beter dan de ouderwetse bel transformator!

Een ander idee, voor mensen die niet aan de 230V willen solderen is gebruik te maken van een oude telefoon lader. Dit moet dan wel een elektronische (geschakelde) versie zijn. Deze zijn redelijk makkelijk te herkennen omdat ze licht gewicht zijn en nauwelijks warm worden tijdens gebruik.
Deze laders gebruiken slechts enkele mW in rust, iets slechter dan de schakeling uit dit artikel, maar nog steeds veel beter dan de ouderwetse transformator. Er komt gelijk stroom uit deze laders, hiermee kan je een relais aan sturen, of een moderne elektronische bel op aansluiten. Wel oppassen dat de spanning geschikt is voor de elektronische bel of relais.

Slimme schakeling, of beter gezegd; slimme ontwerper.
Het lijkt me wel zaak dat er absoluut geen vocht in het drukknopje mag komen.
Als de lekstroom (door vocht) te hoog wordt zal de condensator zich zelf langzaam ontladen, en kan er niet meer gebeld worden.

“3 Wh per uur”

Auw auw auw…. dat is dus gewoon 3W.

Verder een mooie maar wel complexe oplossing. Onze deurbel werkt op twee enorme D-cellen en ik verwacht dat die ruim 5 jaar mee zullen gaan. Lithium cellen zijn hier het beste op hun plaats omdat die nauwelijks zelfontlading hebben. En zoals iemand hierboven al zei: je hebt natuurlijk ook mechanische deurbellen die helemaal geen elektriciteit verbruiken.

Verder: ik heb het vermoeden dat in verreweg de meeste huishoudens de A/V- en computerapparatuur een veelvoud aan sluipverbruik veroorzaken, vergeleken met de deurbel. Niet gezegd dat dit niet zinvol is, maar zolang digitale TV-decoders nog 25+ W verbruiken is er daar nog heel veel te winnen…

PAS OP >> LEVENSGEVAARLIJK !!!

De deurbel drukknop staat nu in direct contact met de 240v.
Dit is levensgevaarlijk omdat die buiten in een vochtige omgeving zit.
Gasten die bellen kunnen ge-electrocuteerd worden!

Ik adviseer dit artikel direct te verwijderen!!!

euhm, mannen, hij sluit de bel aan op de secundaire spoel van de transfo. Het bel gedeelte blijft dus gewoon laagspanning. Zolang zijn huis dus niet onder water komt te staan lijkt het mij dat er weinig gevaar is.

Bedankt voor jullie reacties!

@ Niels: Bedankt voor de tip! Ik ben TinyCad al aan het downloaden. De kleurtjes van de schakeling kan ik dan wel veranderen d.m.v. Photoshop. In de huizen die ik heb gezien zit de transformator in te meterkast waardoor deze gemakkelijk is aan te sluiten.

@ Paul: De spanningsval over de condensatoren heb bewust niet gerekend, omdat de condensatoren theoretisch geen energie verbruiken, in praktijk heeft een condensator nog wel een interne weerstand die in serie staat van de “theoretische condensator”, maar die is erg klein, zodat deze verliezen te verwaarlozen zijn. Zou ik deze condensatoren vervangen hebben door weerstanden, zodanig dat de stroom 1,5 uA blijft, dan zou de schakeling inderdaad 0.345mVA verbruiken. De reden om condensatoren te gebruiken (tip van collega Hennie Peters 😉 ) is om het verbruik met grofweg 20 keer zo zuiniger te maken dan 0.345mVA.
13 Volt komt zeer in de buurt: 8,9 volt over de condensator (bij mij in praktijk) + 2 * 0,55 volt (diodes) + 3 volt over de gezamelijke weerstanden = 13,0 Volt. Deze voltages kunnen altijd wel van geval tot geval iets veranderen.

@Dick: lekkage is inderdaad een zwakke plek. Ook heb ik de bel tijdelijk “plat” gekregen door meerdere korte tikjes tegen de deurbelknop te geven. Om die reden kun de deurbelknoplamp ook nergens in de schakeling aansluiten.

@Jeroen: Die 3 Watt per uur geld voor een standaard deurbelinstallatie (de eerste berekening), met deze schakeling wordt dit verbruik juist de nek omgedraaid.
Ik schrik van dergelijke TV-decoders! Deze moeten inderdaad aangepakt worden! Misschien wel verboden worden, deze slurpers!

@Kees: Het blauwe en groene deel van de schakeling (het veilige gebied) is niet direct verbonden met het lichtnet. de blauwe lijnen raken de rode lijnen niet. Tussen elk punt uit het veilige gebied staat aan de ene kant een transformator tussen en aan de andere kant een condensator en een weerstand in sersie van 47pF resp. 1 MOhm. Bij aanraking van het veilige gebied zal er maximaal een stroom lopen van 3 uA plus een kleine lekstroom via de transformator. Deze stroom is veel kleiner dan bij aanraking van een batterij, zelfs een knoopcelbatterij. 3 uA is absoluut geen probleem en zeker niet te voelen.

Ik heb verzuimd de deurbel zelf op te nemen: deze hoort aan de secundaire spoel van de transformator aangesloten te worden, helemaal rechts.

O ja, ik was ge-inspireerd door Consuminderman van Llink die deurkloppers ging verkopen. Ik hou echter meer van een ringel.

Joris,

Ik heb ook eens een dergelijk experiment uitgevoerd.
Ik had echter een kleine schakelende voeding die ook een zeer laag verbruik had, om daarmee (via de deurbelknop) een relais te schakelen.
Het relais was opgenomen in de primaire (230V) voeding van de beltrafo. Aan de secundaire (8V) kant was onze ding-dong bel opgenomen.
Het “dong-geluid” ging prima, maar het “ding-geluid” niet.
Kennelijk was er toch een inschakelstroompiek voor de ding-dong bel nodig, die de trafo op deze manier (bij inschakelen) niet kon leveren.

Om alle risico’s uit te sluiten (zie opm. Kees), zou ik overigens de 0 (of de min, zo je wilt) van de laagspanningskant nog aan aarde hangen.

Hulde Joris,

wat mij betreft komen er nog veel meer artikelen over en campagnes tegen de sluipverbruikers. Door dit soort artikelen komt de discussie op gang en worden er hele goede ideeen en oplossingen geboren.

@Jeroen noemt terecht als een van de vele voorbeelden de TV-decoders. Binnen een paar jaar wordt b.v. digitale televisie er definitief doorgedrukt. De “Ziggo-consument” mag zelf niets meer kiezen vanwege het CI+ verhaal. Er worden dus weer honderdduizenden(!) ongevraagde stroomvreters geplaatst. Mocht je een uitzending willen opnemen, dan mag je kiezen uit een handjevol HD-recorders; terwijl mijn Mac mini veel zuiniger is….
Ieder uur wordt gevuld met 12 minuten reclame. 20% van de tijd staat je TV voor niets aan. Misschien is The Pirate Bay wel goed voor het milieu ;-).
Met CI+ kun je bepaalde gemiste uitzendingen tegen betaling alsnog bekijken. Vroeger nam je het gewoon met je VHS-recorder op, nu mag je twee keer voor het zelfde produkt betalen (Is de mediawetgeving veranderd?).

Moraal van het sluipverbruik verhaal:
kabelproviders hebben de plicht om goede en zuinige (USB-) apparatuur te leveren. De consument moet in de gelegenheid gesteld worden de programma’s die uitgezonden worden, zonder reclame en het liefst ongecodeerd (rekenkracht) op te nemen.

@joris: “3 Watt per uur”…. Aargghh dat is nog erger dan wat je eerst schreef. Sorry, maar als het op watt/wattuur aankomt ben ik een beetje een correctheidsnazi.

Watt = eenheid van vermogen
Wattuur = eenheid van energie

Watt per uur kan niet, omdat Watt geen hoeveelheid aanduidt, maar een stroom energie. Wattuur per uur is ook fout, wat je zegt is eigenlijk watt keer uur gedeeld door uur, kortom Watt.

Ik merk dat dit één van de lastigste dingen om mensen bij te brengen is als het op energiebesparing/opwekking aankomt. Toch is het belangrijk hier goed mee om te gaan omdat een goed begrip van deze begrippen nodig is om simpele schattingen en/of berekeningen te kunnen maken aan verbruik/opwek.

Die decoders zouden compleet onnodig zijn als de aanbieders van digitale televisie door goede wetgeving gedwongen zouden worden om één standaard aan te houden zodat dergelijke decoders gewoon in televisies ingebouwd zouden kunnen zijn. De decoder kan dan tegelijk met de televisie uitgeschakeld worden – maar dan moet de gebruiker dat wel doen natuurlijk. Daarom ben ik er ook voor om jaarlijks strengere regels voor sluipverbruik in te stellen. Gewoon een tienjarenplan (of vijfjarenplan) maken waarin elk jaar het maximaal toegestane sluipverbruik van ALLE elektrische apparaten naar NUL gaat. Technisch is het mogelijk, alleen de wil ontbreekt. Deze wet moet ook slim opgezet worden zodat fabrikanten de eisen niet kunnen omzeilen door het bv. de kopers mogelijk te maken het sluipverbruik te verhogen (door bv. een “comfortstand” waarin het apparaat meer stroom verbruikt maar bv. sneller reageert op een afstandsbediening).

Een andere mogelijkheid is simpelweg elektriciteit erg duur maken zodat een decoder met een belachelijk sluipverbruik van 25W geen € 50 per jaar maar € 200 per jaar kost. Moet je kijken hoe snel dan de vraag naar ultrazuinige apparatuur ontstaat…

Als laatste: ook zonder energieslurpende decoder kun je gewoon leven. Wij hebben een televisie, en kijken er ook wel eens naar, maar we voelen geen enkele behoefte om zo’n decoder neer te zetten. Als ik bij kennissen ben die wel zo’n ding hebben zie ik alleen maar een toename van kwantiteit (200+ kanalen, joepie!) maar eigenlijk geen toename van kwaliteit. M.a.w.: meer van hetzelfde, meer troep. Maar ja, als je de TV 24/7 als bewegend behang aan hebt staan boeit je dat niet zo natuurlijk. Maar dan maakt het sluipverbruik ook niet zoveel meer uit…

Dit is een GEVAARLIJKE schakeling. In theorie is ie veilig, in de praktijk niet!

De schakeling gaat er namelijk van uit dat de 230V lichtnetspanning verlaagd wordt tot een veilige waarde doordat er altijd een klein stroompje loopt door de zenerdiode D2. Dit stroompje zorgt ervoor dat er slechts een kleine spanning op de drukknop buiten staat.

MAAR… als de stroom er om een of andere reden niet meer zou lopen, staat er 230V (of de helft) op de deurbel drukknop. Bij vochtig weer loopt krijgt de bezoeker dan deze spanning op zijn vinger en loopt er een stroom via zijn arm en hart naar de grond. Met grote kans op een hartritme-stoornis.
Het niet meer lopen van de stroom door de zenerdiode kan in de loop van de jaren ontstaan, bv door haarscheurtjes in de soldeerverbindingen, doorslag in de elco’s, of een losgetrilde draad.

Om deze redenen zijn speciale stopcontacten voor scheerapparaten in douches en badkamers verplicht. Deze hebben een transformator die zorgt voor een absolute galvanische scheiding.

Hoe mooi ook ontworpen, de schakeling in het artikel is op termijn gevaarlijk. U bent gewaarschuwd.

Leon – HTS-er electronica, werkzaam bij Liander.

@henkR: koop een HD-satellietontvanger met USB aansluiting voor harddisk en doe ziggo de deur uit. Stemmen met de voeten heet dat geloof ik. Zij vragen 10 euro per maand extra voor HD? Die sat ontvanger ( en hard disk en TV) gaan na gebruik gewoon uit met de schakelaar.
@jeroen: HD geeft gelukkig wel betere kwaliteit, naast meer kanalen.

Over de veiligheid:

De zeer kleine koppelcondensatoren, en de 1 MOhm zorgen ervoor dat de stroom begrenst wordt tot een veilige en onmerkbare waarde.
Het haalt daarbij niet uit op de zenerdiode al dan niet geleidt.
De capacitieve koppeling met het lichtnet is vergelijkbaar met die tussen de primaire en secundaire wikkeling van een transformator.
Bij een ringkerntransformator is de capacitieve koppeling met het lichtnet zelfs nog een factor 10 hoger, en dat is ook nog veilig.
De 1 M.Ohm weerstand op zich is ook al veilig, in elke spanningzoeker (schroevendraaier) zit naast het lampje een lagere weerstandswaarde, en die gebruiken we ook zonder bezwaar of gevaar.

Reactie op veiligheid (Dick Kleijer)

Een spanningszoeker is veilig, omdat bij veroudering van het neon-lampje geen doorslag optreed: Als het neongas in de loop der jaren neerslaat aan de binnenkant van het glas, doet uiteindelijk het lampje het niet meer. Er ontstaat dan isolatie. Spanningszoekers hebben dan ook het CE veiligheidskeurmerk.

Gewone ringkerntrafo’s worden niet meer toegepast in consumentenproducten omdat ze niet kortsluitvast zijn. De dubbelgeisoleerde ringkerntrafo is wel veilig: deze heeft tussen de primaire en secundaire windingen een dikke laag isolatie die doorslag voorkomt. Ze zijn te herkennen aan het symbool van twee vierkantjes en het CE veiligheidskeurmerk.

De condensatoren in de schakeling van het artikel kunnen bij ouderdom echter WEL doorslaan, en zijn dus niet veilig. Naar mijn idee zal de schakeling daarom nooit een CE keurmerk kunnen krijgen. Er blijft dus gevaar van elektrocutie van aanbellende gasten.

Kijk daarom naar alternatieven zoals
– mechanische bel
– deurklopper
– bel met batterijen (even 2x opladen per jaar volstaat)
– waterdichte deurbelknoppen (ze bestaan!)

Leon – oud HTS-er electronica, zoon van installateur, werkzaam bij netbeheerder Liander.

@eljonco: “HD geeft gelukkig wel betere kwaliteit, naast meer kanalen.”

Dat schaar ik nog altijd onder kwantiteit en niet onder kwaliteit. “Prikkelende kwaliteitsprogramma’s” als onderweg naar morgen en zo worden echt niet beter op HD (naar mijn mening). De massamedia mijden heel omzichtig zaken als Peak Oil, klimaatverandering en andere belangrijke maar ongemakkelijke zaken omdat maar weinig bedrijven rondom dat soort televisie reclametijd willen kopen. Het commerciële karakter van televisie zet mensen aan tot ongebreideld consumeren. Elke kWh die ik uitspaar door nauwelijks televisie te kijken heeft voor mij vierdubbel effect: ik bespaar energie, ik kan in die tijd iets nuttigs of leuks doen, mijn hersenen rotten niet weg en ik word niet blootgesteld aan reclames.

Maar goed. Mijn punt is dus dat aan multimedia-apparatuur in verreweg de meeste huishoudens veel meer sluipverbruik op gaat dan aan de deurbel. Het wordt tijd voor goede wetgeving. Als het sluipverbruik flink aan banden wordt gelegd hoeft er geen centrale bij maar kan er waarschijnlijk eentje dicht. Een simpel concept, maar voor de mensen die er over gaan kennelijk erg ingewikkeld.

@Dick:
Wat je zegt over die spanningzoeker klopt. Deze mogen echter niet meer gebruikt worden, omdat je dan je lichaam als geleider gebruikt. Helaas worden deze goedkope spanningzoekers nog steeds verkocht in de bouwmarkt.
Een voltstick is een beter alternatief:
http://images.google.nl/images?hl=nl&source=hp&q=volt%20stick&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wi

ON TOPIC:
Wat ik mis in het schakelingetje zijn zekeringen.
Ik zou er in deze schakeling 2 opnemen.
De 1e direct aan de 230Volt kant. De waarde is niet zo super belangrijk.Ik zou hiervoor een waade van 0.5 – 1 Ampére nemen. Zodat deze niet doorsmelt wanneer de trafo wordt ingeschakeld, maar het wel printje kortsluit veilig maakt.

De 2e zekering zou ik plaatsen in de kring naar de drukknop toe. Deze zekering heeft als doel om er voor te zorgen dat er nooit een te hoge stroom door het lichaam kan gaan lopen.
In het geval als er een fout is. Het is dus aan te bevelen om hier een snelle zekering voor te kiezen. Ik zou zelf kiezen voor een zekering van 30mA of kleiner.
(bij 230V mag 30ma een x aantal seconden door het lichaam stromen zonder ernstige schade te veroorzaken)
Maar dan zou hij er al gelijk uitgaan omdat het relais wat in dit voorbeeld wordt gebruikt al meer stroom vraagt. Dus stem deze waarde af op je inschakelstroom van je relais.

In het principe is deze 2e zekering extra. Want als er zich een fout voordoet, waardoor er 230Volt op de drukknop zou komen te staan. Dan is er altijd nog een aardlekschakelaar die er voor zorgt dat de stroom door je lichaam niet te groot kan worden.

Kortom deze schakeling is veilig, al zou ik toch aanbevelen om de 2 extra zekeringen op te nemen.

Als je nog iets meer wil besparen om de materiaal kosten en wellicht op energie. Kies dan voor enkelzijdige gelijkrichting i.p.v. dubbelzijdig.

Ik heb het schakelingetje niet helemaal doorgerekend. Ik vraag me dan ook af hoe het komt dat er voor 9 volt is gekozen. 12Volt is voor een relais een veelgebruikte spanning. Je zou dan mooi gebruik kunnen maken van mini relais van b.v. phoenix.

Leuk, maar niet erg volgends de NEN 1010 (installatienorm elektrotechniek) gemonteerd!
Dus brandgevaarlijk! En kost nog meer dan die 6 euro jaarlijkse verspilling.

Ik zit er nu over te denken of ik al dan niet het artikel moet verwijderen, en mijn websites m.b.t.de deurbel.
Met betrekking tot de weerstanden van 1 Megaohm en de condensator, ben ik in eerste instantie aan het overwegen om elk condensator van 47 picofarad te vervangen door 2 van 100 picofarad in serie. En zoiets ook te doen voor de weerstand van 1 megaohm. Ik weet niet groot de kans is dat deze onderdelen in serie kunnen doorslaan, hoe groot is de kans hierop in vergelijking met de kans van het doorslaan in een transformator. In eerste instantie acht ik de combinatie met de condensator van 47 picofarad i.c.m. weerstand van 1 megaohm even veilig als 1 transformator. Hoewel de verdubbeling van deze onderdelen het nog veiliger maakt. Maar het gevaar van het loslaten van de zenerdiode komt er bovenop, de spanning op elco loopt dan net zo hoog op totdat deze gaat lekken. Ik kan natuurlijk elders nog een of meer zenerdiodes verwerken, bijvoorbeeld bij de aansluitpunt bij de draden naar de deurbelknop.
100 % veilig is nooit mogelijk, maar dat geldt zelfs ook voor goedgekeurd apparaten. Hoe veilig is veilig genoeg?
Ik ga me daar over bezinnen. Als ik de duerbel niet verwijder, dan pas ik het volgende aan op de websites: 1 megaohm vervangen door 2 * 1 megaohm, 47 picofarad vervangen door 2 * 100 picofarad. zekeringen toevoegen. (Het verbaast me overigens wel dat er geen zekering al aanwezig was bij de oorspronkelijke deurbel) 1 of 2 zenerdiodes toevoegen.

Wat betreft de opgeladen condensator: ik kan niet inzien hoe de lading van de elco weg kan vloeien naar de aarde. Ik denk dat dit gelukkigerwijs niet kan. Het groen/blauwe deel van de schakeling kan daarom ook beter niet geaard worden, ander kan er wel het stroom van/naar de deurbelknop vloeien (behalve 3 picofarad). Uiteraard blijft het zo dat de spanning op de elco om veiligheidsredenen onder controle gehouden dient te worden, een drijfnatte stekker in een scheerstopcontact stoppen is ook niet helemaal veilig. De deurbelschakeling heeft bijna dezelfde werking als een galvanische schakeling, het enige verschil is die 3 microampere, maar een grotere stroom kan nooit lopen naar de aarde, zolang de condensatoren van 47 picofarad maar betrouwbaar zijn.
Zijn er weerstanden en condensatoren met het CE keurmerk? Dan kunnen deze hier goed toegepast te worden.

@Emiel: Ik heb een relais met een lage spanning van 6 volt gebruikt omdat de secundaire spanning van mijn deurbeltransformator anders niet toerijkend is, volgens de verkoper is de maximaal toelaatbare spanning hiervan 9 volt. Om genoeg spanning voor de relais over te houden, het ik de deurbel zelf op een lagere spanning moeten zetten, om de belasting van de transformator te verlichten, om het voltage te verhogen. Bij andere deurbellen kan dat anders liggen.

Nog een vraagje over veiligheid: in een boek heb ik gelezen dat stromen boven 10 mA gevaarlijk is, dit is inconsequent, hoe komt het dat de (meeste) aardlekschakelaar op 30 mA is ingesteld. 10 of 5 mA zou een stuk veiliger zijn, niet ieder mens is hetzelfde.

De reden waarom een spanningszoeker verboden zou moeten worden snap ik niet, die stroom die naar je lichaam stroomt kan het probleem toch niet zijn? Anders zouden ook batterijen gesealed moeten worden ofzo. Of het zou moeten zijn doordat de weestand in de schroevendraaien onbetrouwbaar is, zelfs al zou de lamp kortsluiten de weerstand houdt de stroomsterkte onder controle? Op internet kan niet niks vinden over het waarom daarvan, dat wil ik graag weten.

@Jeroen: Die “3 Watt per uur” is een slordigheidje. In het artikel heb ik “3 Wh per uur” bewust zo genoemd als “opstapje” naar “24 * 0,003 = 0,072 kWh per dag”

Joris,

Met een duidelijke waarschuwing kan je de tekst toch laten staan ?
Het artikel is toch vooral ook een protest tegen het onzuinig ontwerp van veel apparatuur en het sluipverbruik.
De mensen die dit maken zullen thuis vast ook nog wel iets engers hebben staan.

Andre

Hadden jullie overigens ook de Groene APK gezien..o.a. vandaag in het nieuws bij Vroege Vogels. Dat is een APK die zijn geld zelf oplevert…

http://www.go-greener.eu/

http://llink.nl/startpagina/nieuwsitem.php?id=6227

@Joris. De waarden van de aardlekschakelaar zijn proefondervindelijk bepaald door Josef Mengele in Auschwitz. 30 mA gedurende een tijd van < 0,2 sec overleeft een mens dus wel.
Wat betreft de spanningszoeker. Deze zou verboden moeten worden omdat het een onveilig meettoestel is wat de uitkomst betreft. Bij niet oplichten van het neonbuisje is er geen garantie dat er ook geen spanning aanwezig is.
De enige veilige meting (spanning afwezig) is met een tweepolige spanningsaanwijzer die voor en na de meting ook nog getest dient te worden op de goede werking. Vervolgens kan men veilig aan een installatie werken.

Ik heb toch besloten om de site te laten staan. Het bouwen van de deurbelsysteem is de verantwoordelijkheid van de bouwer.
Binnenkort zet ik een nieuwe versie online, daar staan extra veiligheids maatregelen in. Ook komt er nog een engelstalige versie.
@ledje: Graag ontvang ik meer informatie m.b.t. NEN 1010, dan kan ik deze verwerken in de site. Op internet is deze informatie niet voldoende bereikbaar op inhoudelijk niveau.
Daar wordt ook over gesproken op Wikipedia (http://nl.wikipedia.org/wiki/NEN_1010)

Het verbaast me dat ik m’n AV apparatuur achter een timer heb, om vervolgens op zo’n “stomme”bel 3 watt weg te gooien.
Ik ben al zoekende naar een oude telefoonlader want die optie klinkt nu even veiliger dan de genoemde. Het artikel zeker laten staan hoor want het is wel een eyeopener.

Beste mensen; wat mij erg verbaast is, dat er ontzettende mooie / complexe theorieën bedacht worden om ’t apparaat zuiniger te maken, maar waarom simpel niet het verbruik reduceren naar het gebruik van de deurbel.

De deurbel van spanning voorzien op ’t moment van gebruik; waarvoor een accu ingeschakeld kan worden. Plaats voor de opwekking van de benodigde energie een zonne-paneeltje (op een gunstige zonne-plek) -> stekker kan dan uit het stopcontact -> accu heeft voldoende tijd om op te laden -> problem solved (of zie ik ’t te simpel ? 😉

Misschien is dit een eenvoudiger en veiliger oplossing:

Er bestaan deurbellen die – naast een trafo – ook op batterijen werken. Ik opende mijn Friedland (GB) dingdongbel en vond tot mijn verbazing ruimte voor vier 1,5 volt batterijen.

Daar kun je wel een tijdje mee bellen, lijkt mij.

De eenvoudigste en goedkoopste oplossing wordt dan de draadloze deurbel. Op de batterijen na de meest milieuvriendlijke oplossing waarbij ook geen koper voor transformator en leidingen nodig is
Voor ca. 10 euro zijn ze al te koop.
Plak de knop op je kozijn zet de bel waar je hem wilt hebben in huis of tuin.
De gelijkspanningsbron kunnen zonnecellen zijn.
Zelf zou ik kiezen voor Alkaline batterijen. Die kun je al ze leegraken met een speciale lader ook nog een keer of 20 opladen.

@ Joris. Ik vraag me af of je het red met de NEN 1010. Zelf denk ik aan NEN 3140 en de CEE-normen. Vrij vertaald moet je voor middenspanning goedgekeurde apparatuur gebruiken. Beschermingsgraad IP 54 of gelijkwaardig voor buiten. Ik neem aan dat je dat knopje van de deurbel niet wilt laten keuren door de KEMA.

Wat is de capaciteit van de gebruikte elco?
Voor de coorectheidsnazi: “Verbruik per uur is per definitie 3 Wh per uur ofwel 0,003 kWh per uur.”
kWh per uur = kWh/h = kW

Pieter, bedankt voor de opmerking, nu pas voor het eerst gezien.
In het artikel het ik verzuimd de eigenschappen van de elco te vermelden: 2200 uF. Een waarde als 4700 uF is ook goed. Om een lekstroom van enkele microamperes te voorkomen, zal ik een condensator met maximale spanning gebruiken van minimaal 16 Volt.
Inmiddels heb ik mijn eigen website vernieuwd: http://www.xs4all.nl/~jorisbr/deurbel/ Daar staat de vernieuwde (en veiliger) schakeling in.

Ik heb met belangstelling het voorstel en het kommentaar erop gelezen.
Omdat ik een oud huis heb en de deurbel schakelaar niet te bereiken is ben ik gaan denken over een oplossing rondom de beltrafo.
De oplossing die ik gevonden heb is zowel veilig alswel zuinig want in rusttoestand is er geen energie verbruik !
De oplossing is zeer eenvoudig en vergt een minimum aan componenten.
Benodigd zijn: een 9 v relais, 2 diodes en een 9 volt blok batterij.
De 1e diode wordt geplaatst tussen de sec. beltrafo wikkeling en de spoel van de bel. De spoel krijgt nu geen wisselstroom maar een halve periode van de wisselstroom. De bel blijkt het nog uitstekend te doen!
De 9 v batterij staat met de relaisspoel en de 2e diode over de eerste diode. In rust loopt er geen stroom door de batterij, pas wanner de deurbel gesloten wordt gaat er stroom door de relaisspoel lopen.
De weerstand van de belspoel en de sec. wikkeling van de trafo is heel laag zodat voldoende spanning overblijft om het relais aan te trekken.
Het relais schakelt de 230 v op de trafo en de deurbel gaat over.
Ik denk dat de batterij heel lang meegaat want er is geen verbruik in ruststand.
De veiligheid is gewaarborgd want het 230 volt deel is geheel gescheiden van het laagspannings gedeelte.
Mocht e.e.a. nog niet duidelijk zijn dan kan ik een schema sturen.

De schakeling lijkt mij ook goed te gebruiken voor de combinatie van een draadloze bel met de vaste bel door een relais met een paar extra contacten te gebruiken.

Kan Herman een schema maken zoals toegezegd?

In het voorbeeld wordt gesteld dat een beltrafo in rust 3W verbruikt.
Hoe komen jullie op dat getal? Een standaard beltrafo is 8V bij 0,5A, dat is 4W. Dan zou het rustverbruik bijna gelijk zijn aan het vollastvermogen. Dat wil er bij mij niet in.

@ Klaas,
Jouw veronderstelling is nog zo gek niet.
Ik heb vanavond nog even een energiemeter voor mijn beltrafo geplaatst.
Ik heb over 2 uur een gemiddeld verbruik van 0,4 watt gemeten. Het betreft een oude trafo die er al vanaf het begin van de bouw in 1974 in zit. Dat komt neer op een jaarverbruik van 3,5 kWh. Dat kost me per jaar ongeveer 77 cent.
Het sluipverbruik ligt in de orde van grootte van dat van mijn TV.
Ik spring zuinig om met energie, maar dit verbruik vind ik alleszins acceptabel.

@Arie,
77ct per jaar maal 6M huishoudens in NL, dan zit je dus op 4,6M€. En 23MWh per jaar. Alleen al door beltrafo’s.
Alleszins acceptabel 🙂
Blijft vreemd dat een bel energie verbruikt als hij niet belt.

@Klaas,
De efficiëntie van een trafo is afhankelijk van koper dikte een het materiaal dat gebruikt word om het magnetisch veld te vangen. Hoe goedkoper de trafo, des te meer energie hij verbruikt.
Daardoor kunnen de trafo’s variëren van 0,02W tot 100W zonder last.

@Wim,
Ik weet ook wel hoe het met de efficiëntie van een trafo zit.
Maar dat een beltrafo in rust 3W verbruikt, daar geloof ik gewoon niks van. Dus wat ik wil zeggen: het probleem wordt behoorlijk overdreven.

En vreemd dat een bel energie verbruikt als hij niet belt? Dat doet hij ook niet, het is de trafo die energie verbruikt. Dat het zo is opgelost is gewoon een veiligheidsmaatregel om te voorkomen dat je beldrukkers op 230V moet aansluiten.

Van mijn jaarlijkse 850 kWh gaat maar 3,0 kWh (= 75 cent) op aan de beltrafo. En ik heb een matig oud exemplaar van een vorige bewoner in de meterkast hangen. Kan me niet voorstellen dat een beltrafo 3 watt neemt in rust. Dan wordt ie flink warm en is er iets mis met die trafo. O,33 watt is veel reëler.

Je hebt er meer aan om de koelkastdeur net wat vaker dicht te laten.

Dit bericht voor de duidelijkheid en om hopelijk aan de discussie levensgevaarlijk versus volkomen veilig een bevredigend einde te breien.

Beide kanten hebben min-of-meer gelijk. In theorie en uitgaande van een ideale opbouw en ideale componenten is de schakeling behoorlijk veilig, maar als je hem letterlijk zo opbouwt als er geschreven staat is hij in geval van storing zonder meer dodelijk.

Wat moet je doen om de schakeling wèl veilig op te bouwen: de mechanische constructie dient stevig te zijn en voldoende ruimte tussen het netgekoppelde en het laagspanningsdeel in acht te houden (op de foto van het prototype ziet dat er vrij dubieus uit) en moet zich binnenshuis in een droge ruimte en een goed dichtgeschroefde behuizing bevinden (dat is op de foto wel in orde). Geef op de behuizing aan wat het is en doet. Verder moeten de onderdelen bestand zijn tegen de netspanning en geen kans doorslag geven. De specificaties in de onderdelenlijst zijn daarvoor ABSOLUUT ONTOEREIKEND; als er 1 onderdeel stukgaat kan er in het slechtste geval door een kettingreactie gewoon 230V op de belknop komen te staan. Voor dit gebruik zijn hele specifieke componenten nodig, als volgt:

1) C1 en C1 dienen (ceramische) condensatoren te zijn van veiligheidsklasse Y2 met een werkspanning van minimaal 250VAC. Als er een werkspanning in DC op de condensator vermeld staat zal je verder moeten zoeken, dat is bij Y2-types doorgaans niet het geval.

2) R1 en R1 dienen elk vervangen te worden door een serieschakeling van 2 metaalfilmweerstanden 470k van 1/2W of zwaarder.

Algemene opmerkingen: De diodes luisteren niet heel erg nauw, maar als je daar overal 1N4007 voor neemt gaat het goed. R2 4,7 ohm kan beter direct achter de brug (dus tussen D1 en het knooppunt D2/C2/R3/belknop) worden opgenomen inplaats van in serie met de zenerdiode. De werking van de zener wordt anders door de weerstand gehinderd, geen idee wat de ontwerper heeft gedacht toen hij hem zo tekende. In de onderdelenlijst staat ook een vervelend foutje, R3 wordt abusievelijk als R1 genoteerd. De waarde van 10k lijkt me wel schappelijk, maar ik heb hem niet nagerekend.

Uitleg bij 1): 250VAC komt theoretisch omgerekend naar normale condensatoren overeen met 707VDC (dubbele Vpp), afgerond op 1000VDC zodat de gegeven 400VDC opzich al een gevaarlijke blinde gok is. Behalve de spanningsbestendigheid is bij Y2-condensatoren ook gegarandeerd dat ze geen kortsluiting kunnen geven bij defecten. Iets dat hier héél erg goed uitkomt.

Uitleg bij 2): Weerstanden hebben een maximale werkspanning, waarboven ze kunnen doorslaan, ook al hou je je netjes aan het vermogen. Hoe lager het vermogen van de weerstand, des te kleiner de afmetingen en daardoor des te lager de maximale werkspanning. Vandaar dus hogere vermogens en voor de zekerheid nog een serieschakeling ook.

@Wim: Ik heb geen formele electronica-opleiding, maar van jongsaf het nodige geknutseld, veel ervaring als free-lance reparateur (leren van andermans fouten en uitvinden waar je niet op moet bezuinigen om een betrouwbare schakeling te maken), zelfstudie aan de hand van boeken, service-documentatie, datasheets en whitepapers van onderdelenfabrikanten en fora.

Schaf een gezellige koperen trekbel aan en doe gewoon uit, die bel (aan/uit-knopje op kastje in de kelder. Het geklingel is in het hele huis te horen.

Ik sluit me aan bij Maarten en ook de anderen die zich terecht zorgen maken over de veiligheid van deze schakeling. Bij veiligheidsnormen gaat het niet alleen om of het apparaat veilig is als alles goed functioneert, maar ook of het apparaat veilig blijft indien een onderdeel niet functioneert; een single point of failure mag niet tot een onveilige situatie leiden.

Hoe goed de bouwer ook zijn best doet, deze kan nooit garanderen dat er de onderdelen waaruit deze schakeling bestaat niet kapot gaan (zeker niet gezien dat een kritische onderdelen ondergespecificeerd zijn). De stelling dat het de verantwoordelijkheid is van de bouwer koopt diegene die (onwetend) op de deurbelknop drukt en geëlektrocuteerd wordt niets voor.

Wat de juridische impact kan zijn als er ongelukken gebeuren met deze schakeling kan jou niet vertellen; ik heb geen rechten gestudeerd maar wel HTS elektrotechniek.

Beste heren,
Dank jullie wel!
In eerste instantie voor het goede artikel (serieus) en voor nevenreacties die het artikel opwekt.
Ik heb heerlijk gelachen.
Ik ben een hts wtb engineer die vergeten was hoe een deurbel schakeling in elkaar zat.
Lang leven het internet (al kost het wat stroom)

Onbegrijpelijk dat iemand die zich elektronicus noemt dit durft te publiceren. Het voldoet absoluut niet aan welke veiligheidsnorm dan ook. Feitelijk hang je je bezoekers en nietsvermoedende deurtje bellende kinderen gewoon aan het lichtnet. NIET DOEN!

Let op.
De aanschafkosten van al deze componenten maken de bezuiniging van het systeem waardeloos.

Simpel, betrouwbaar en bijna gratis!
Mijn huisbel kosten zijn slechts €3,20 per 10 jaar en het werkt ook als de netstroom uitvalt!

Electriciteitsvebruik vrijwel nihil. Geen risico met vocht en hoge spanning.DHZ tijd benodigd ca 5 minuten.

Hoe?
De reeds (bij mij en in vele huizen)aanwezige gong kan op een beltrafo werken maar ook standaard is in de behuizing voorzien van uitsparingen voor 4x D-cel batterij.Dus trafo loshalen, 4x alkaline batterij kopen bij Aldi voor €3,20 en erin zetten.Zelfs de eventuele aankoop van een mooie gong voor zeg €10 is verantwoord!
De batterijen heb ik inmiddels na 11 jaar vernieuwd, alhoewel ze nog ruim voldoende spanning & stroom konden leveren. Neem wel alkaline batterijen, vanwege de zeer lage lekstroom. Overigens verbruikte mijn beltrafo zelfs 6W (opgemeten met cos phi correctie)en werd dan ook handwarm! Besparing aan net-electriciteit:356x24x6/1000 x €0,25 = €12,81 per jaar.
NB: Natuurlijk geen lampje in de bel gebruiken!

Succes!

@Sieds: indien de juiste onderdelen gekozen worden (zie mijn eerdere opmerking) en indien de opbouw goed geschiedt (zie opmerking Peter), dan voldoet deze schakeling aan de veiligheidseisen voor een dubbelgeïsoleerd apparaat. Prima veilig dus, alleen hoort er bij een zelfbouwapparaat dan eigenlijk een printontwerp en voorgeschreven behuizing bij. Degene die het bouwt moet niet volkomen incapabel zijn, dan gaat het wel goed.

Maar in het algemeen: is het ueberhaupt de moeite waard om deze schakeling te bouwen? Een goed gekozen beltrafo kan ook zuinig zijn.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *