HowTo: Elektronica - voedingen correct dimensioneren en hun gegevensblad begrijpen

In vrijwel elk project heb je stroomvoorzieningen nodig omdat de energie voor jouw project ergens vandaan moet komen. 🙂

Er zijn een paar dingen waarmee u rekening moet houden. Aan de ene kant wil je jezelf (of anderen) niet in gevaar brengen en aan de andere kant moet het gebouwde project er ook goed mee lopen.

Het is vooral belangrijk dat de stroomvoorziening voldoende stroom heeft om het betreffende project van stroom te voorzien. Aan de andere kant wil je niet dat er thuis een dure, enorme stroomvoorziening rondslingert. Er moet een compromis worden gevonden tussen prijs, elektrische prestaties en het beoogde gebruik.

De criteria waarmee u rekening moet houden, worden beschreven in het volgende artikel.

Ook wordt de informatie op de databladen van de voedingen beschreven. Vaak hoef je niet eens een nieuwe voeding te kopen; je kunt gewoon de voeding van je oude telefoon, kinderspeelgoed etc. blijven gebruiken.

Natuurlijk moet je begrijpen welke spanning, stroom of vermogen de potentiële stroomvoorziening kan leveren.

---

Veiligheidsinstructies

Ik weet dat de volgende opmerkingen altijd een beetje vervelend zijn en onnodig lijken. Helaas hebben veel mensen die "beter" wisten door onvoorzichtigheid ogen, vingers of andere dingen verloren of zichzelf verwond. Gegevensverlies is in vergelijking bijna te verwaarlozen, maar zelfs dit kan erg vervelend zijn. Neem daarom vijf minuten de tijd om de veiligheidsinstructies te lezen. Omdat zelfs het coolste project geen blessure of andere problemen waard is.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

Affiliate links / reclame links

De hier vermelde links naar online winkels zijn zogenaamde affiliate-links. Als u op zo'n affiliate-link klikt en via deze link een aankoop doet, ontvangt Nerdiy.de een commissie van de betreffende onlineshop of aanbieder. De prijs verandert voor jou niet. Als u via deze links uw aankopen doet, steunt u Nerdiy.de om in de toekomst andere nuttige projecten aan te kunnen bieden. 🙂 

---

Eisen

Benodigd materiaal:
-Nee-

Vereist gereedschap:
-Nee-

---

duurzaamheid

Ein Stichwort, dass man in den letzten Jahren immer öfter hört ist „Nachhaltigkeit“. Im Prinzip geht es dabei alte bereits vorhandenen Ressourcen für neue Zwecke zu nutzen. Genau dabei soll Euch das Wissen in diesem Artikel behilflich sein. Denn wenn Ihr die Symbole und Daten auf Euren bereits vorhandenen Netzteilen „entschlüsseln“ könnt, könnt Ihr diese auch für neue Projekte weiterverwenden.

Hierdoor hoef je minder voedingen te kopen, minder voedingen weg te gooien en bespaar je ook nog eens geld en andere hulpbronnen. 🙂

---

Parameters van de vereiste voeding

Spanning en spanningsbereik (rimpel)

Het eerste belangrijke criterium van een voeding is de spanning. De spanning (formulesymbool: U) wordt onvermijdelijk bepaald door het circuit van uw project. Voor uw project heeft u dus vaak een bepaalde spanning of een bepaald spanningsbereik nodig.

Habt Ihr zum Beispiel ein Projekt, dass über einen USB Anschluss versorgt wird, wie zum Beispiel eines der Projekte hier auf Nerdiy.de, dann benötigt Ihr ein Netzteil mit einer „USB-typischen-Spannung“ also 5V+-0,25V.

Het spanningsbereik van een normale USB-voeding is gestandaardiseerd. Dit moet altijd overeenkomen met 5V met een tolerantie van +-0,25V. De spanning die de USB-voeding levert ligt in het bereik van 4,75V-5,25V.

Voorbeelden:
– Uw circuit heeft 12V nodig: de voeding moet ook 12V leveren
– Uw circuit heeft 5V nodig: de voeding moet ook 5V leveren. In dit geval kun je – tenminste qua spanning – ook een USB-voeding gebruiken.

Elektriciteit

Om erachter te komen hoeveel stroom (formulesymbool: I) uw voeding moet leveren, moet u eerst – in ieder geval grofweg – Bepaal hoeveel stroom uw circuit nodig heeft. Dabei ist es wichtig, dass Ihr nicht den „Normalfall“ annehmt. Also den durchschnittlichen Stromverbrauch. Sondern den maximaal geval. Der Maximalfall ist in diesem Zusammenhang der Fall in dem alle Verbraucher den maximalen Strom „verbrauchen“.

Om het maximale stroomverbruik van uw schakeling te bepalen, moet u het maximale stroomverbruik van alle daarin gebruikte componenten bepalen en deze vervolgens bij elkaar optellen.

Het maximale stroomverbruik van een specifiek onderdeel kunt u altijd terugvinden op het betreffende gegevensblad of meten met een meetapparaat. (Maar het is vaak gemakkelijker om de waarde uit het gegevensblad te halen.)

Typisch maximaal stroomverbruik:
1x RGB-led: 0,06A
1x normale/eenvoudige LED: 0,02A
1x power-LED: 0,3-0,7A
1x Wemos D1-Mini: 0,2A

Voorbeelden:
Whatsapp-lamp:
De WhatsApp-lamp maakt gebruik van een ledstrip met 23 RGB-leds. Ook is er een Wemos D1-Mini geïnstalleerd om de LED’s aan te sturen. Dit betekent dat het maximale stroomverbruik als volgt kan worden berekend: 23×0,06A+0,2A=1,58. Je dient dus een voeding te gebruiken die minimaal 1,6A kan leveren. Voor de zekerheid rondt u deze waarde grofweg af naar 2A. Zo bent u aan de veilige kant.

Instagram-lamp:
De Instagram lamp maakt gebruik van twee LED-strips met in totaal 35 LED's. Ook is er een Wemos D1-Mini geïnstalleerd om de LED’s aan te sturen. Dit betekent dat het maximale stroomverbruik als volgt kan worden berekend: 35×0,06A+0,2A=2,3A. Je dient dus een voeding te gebruiken die minimaal 2,3A kan leveren. Voor de zekerheid rondt u deze waarde grofweg af naar 2,5A. Zelfs een 3A-voeding zou op dit moment niet overdreven groot zijn. 🙂

Prestatie

Het vermogen (formulesymbool: P) is uiteindelijk – in het spoorstroombereik – slechts het product van spanning en stroom. Bij sommige voedingen wordt echter soms niet de uitgangsstroom gespecificeerd, maar alleen het uitgangsvermogen. Met deze kennis en de juiste formule kun je berekenen hoeveel vermogen of stroom jouw voeding moet leveren. Omdat het van toepassing is:

Vermogen = Spanning * Stroom
of.
P = U * ik

Schakelende voeding of transformator voeding

De vraag of een schakelende voeding of een transformatorvoeding eigenlijk geen echt (technisch) criterium is waar je rekening mee moet houden bij de keuze van je voeding. Als de voeding de benodigde spanning en vermogen levert, zijn schakel- en transformatorvoedingen elektrisch identiek.

Het grote pluspunt voor schakelende voedingen is daarentegen dat ze vaak kleiner/compacter zijn en ook lichter dan vergelijkbare transformatorvoedingen. Dit gaat hand in hand met de prijs. Schakelvoedingen zijn vaak aanzienlijk goedkoper dan transformatorvoedingen, vooral in het hogere vermogensbereik. Maar als je al een transformatorvoeding hebt liggen, kun je die uiteraard gebruiken.

---

Gegevensbladen begrijpen

Elke voeding bevat nu een gegevensblad dat op het plastic van de behuizing wordt geplakt of gestanst. Dit datablad bevat altijd informatie over de toegestane ingangsspanning, uitgangsspanning, vermogen en vaak andere aanvullende informatie.

Helaas zijn deze datasheets vaak niet uniform, waardoor het soms lastig is om deze datasheets te interpreteren en de informatie te begrijpen. Daarom vindt u hieronder enkele voedingen en hun databladen met uitleg. Dit moet voor elk symbool of elke informatie een verklaring bieden. Zo niet, schrijf het dan gewoon in het commentaargedeelte. 🙂

Algemene informatie over de informatie op de gegevensbladen:

De informatie daar is altijd maximale informatie. Dus als er staat dat een voeding 1A kan leveren, dan kan deze uiteraard ook 0,2A of 0,5A leveren. Maar niet 1,1A.
Hetzelfde geldt ook voor prestatie-informatie. Als op het datablad staat dat een voeding 50W vermogen kan leveren, dan kan deze in de meeste gevallen uiteraard ook 10W, 20W of 45W leveren.

voeding van een printer

Hieronder zie je de voeding van een oude printer. Dit type voeding heeft als voordeel dat het verschillende spanningen en stromen kan leveren. Het ontwerp is doorgaans zeer gespecialiseerd voor de betreffende drukker.

1. „INPUT: 100V 50/60HZ 82VA“:
Geeft aan (in combinatie met de onderliggende INPUT-lijn) dat de ingangsspanning (INPUT) in het bereik tussen 100V en 240V liegen muss. Dieser große gültige Eingangsspannungsbereich kommt daher, dass das Netzteil somit sowohl in Stromnetzen mit 120V (z.B. in Nordamerika, Südamerika, etc.) aber auch 230V (z.B. in Europa, Russland) genutzt werden kann. Dies sind nämlich die typischen Spannungen für die Stromnetze auf der Welt. Die Angabe „50/60 Hz“ weißt zum einen darauf hin, dass die Eingangsspannung eine Wechselspannung sein sollte. Weiterhin gibt dies an, dass das Netzteil auch mit den verschiedenen Netzfrequenzen von 50Hz of 60Hz klar kommt. Die letzte Angabe „82VA“ gibt dazu an welche maximaal vermogen dat het power pack verbruikt. Normalerweise wird eine Leistung in Watt (Einheitenzeichen: W) angegeben. In diesem Fall ist aber „VA“ angegeben, was darauf hinweißt, dass es sich in diesem Fall um eine Wechselstromleistung handelt.

2. „OUTPUT: 32V 0,75A 24V 0,5A“:
Dit geeft aan dat het meerdere uitgangsspanningen geeft. De eerste komt overeen met 32V en kan 0,75A leveren. De tweede komt overeen met 24V en kan 0,5A leveren. Beide spanningen zijn DC-spanningen die te herkennen is aan het symbool dat eruitziet als een gelijkteken met de onderste lijn onderbroken (zie 3.).

3. Symbool voor gelijkspanning en gepulseerde gelijkspanning

4. Benaming van de voeding

5. CE-markering

6. Symbool voor versterkte of dubbele isolatie:
Dit symbool geeft de beschermingsklasse van de voeding aan en symboliseert beschermingsklasse II. Apparaten van beschermingsklasse II zijn versterkt en dubbel geïsoleerd voor alle potentieel onder spanning staande delen. Aanvullende informatie hierover vindt u ook in het zeer uitgebreide Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

7. Diverse andere symbolen van diverse testbedrijven

---

Voedingen met open/gesloten frame

Open- of gesloten frame voedingen worden vaak geleverd in de vorm van een open of gesloten metalen frame. Ze zijn perfect om in de behuizing van een apparaat (bijvoorbeeld monitor) te worden geïnstalleerd. Door de zeer gespecialiseerde toepassing bieden ze vaak meerdere functies (bijvoorbeeld stand-byspanning of doorgaans meerdere spanningen).

1. „Input: 100-240V~50-60Hz 1A“:
Gibt an, dass die Eingangsspannung (INPUT) im Bereich zwischen 100V und 240V liegen muss. Die Angabe „50/60 Hz“ weißt zum einen darauf hin, dass die Eingangsspannung eine Wechselspannung sein sollte. Weiterhin gibt dies an, dass das Netzteil auch mit den verschiedenen Netzfrequenzen von 50Hz oder 60Hz klar kommt. Die letzte Angabe „1A“ gibt an welcher maximale Strom dabei aus dem Versorgungsnetz bezogen wird.

2. „Outputs:
+5Vdc 3.70A: Uitgangsspanning van +5V tot maximaal 3,7A
+12Vdc 0.60A: Uitgangsspanning van +12V tot maximaal 0,6A
-5Vdc 0.05A: Uitgangsspanning van -5V tot maximaal 0,05A
+5V Trickle dc 0,1A“: gepulseerde uitgangsspanning van +5V tot maximaal 0,1A

3. „CAUTION: For continued protection against risk of fire, replace only with exact type and ratings of fuse, 1,6A, 250V.“:
Deze informatie geeft aan dat er een apparaatzekering in zit, die in geval van een defect moet worden vervangen door een nieuwe met de opgegeven informatie.

---

Stekkervoeding met transformator

Stekkervoedingen worden grotendeels bepaald door het feit dat de voedingen in de stekkerbehuizing zijn geïntegreerd. Er zijn stekkervoedingen met transformator en stekkervoedingen als schakelende voedingen (zie hieronder). Stekkervoedingen met transformatoren zijn doorgaans gemakkelijk te herkennen aan hun relatief hoge gewicht. Dit komt doordat deze voedingen een transformator bevatten, die doorgaans erg zwaar is. Bovendien is de behuizingsvorm vaak bijna kubusvormig.

1. PRI 230V ~ 50Hz
Gibt an, dass die Eingangsspannung (PRI=Primär(-wicklung)) bei 230V liegen muss. Die Angabe „50 Hz“ weißt darauf hin, dass die Eingangsspannung eine Wechselspannung mit der Frequenz 50 Hz sein sollte. Da dieses Netzteil ein Transformator-Netzteil – und kein Schaltnetzteil wie die beiden vorangegangenen Netzteile ist – ist dessen Eingangsspannungsbereich limtiert auf einen festen Wert. Die Ausgangsspannung ist nämlich direkt von der Eingangsspannung abhängig.  

2.SEC: 10V~7VA
Gibt an, dass die Ausgangsspannung eine Wechselspannung mit dem Effektivwert 10V ist. Die maximale Ausgangsleistung beträgt hier 7VA. Die Ausgangsleistung ist als Scheinleistung angegeben. Sie ist also nicht gleichzusetzen mit der Wirkleistung in Watt. Als Schätzwert kann man eine maximale Wirkleistung annehmen die „etwas“ geringer ist als die Scheinleistung. 

3. Symbolen van verschillende testbedrijven

4. Icoon met drie cirkels en een rechthoek:
Dit is het symbool dat aangeeft dat deze voeding een speelgoedtransformator is. Meer informatie hierover vind je in het zeer uitgebreide Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Spielzeugtransformator

5. Symbool met twee geneste vierkanten:
Dit symbool geeft de beschermingsklasse van de voeding aan en symboliseert beschermingsklasse II. Apparaten van beschermingsklasse II zijn versterkt en dubbel geïsoleerd voor alle potentieel onder spanning staande delen. Aanvullende informatie hierover vindt u ook in het zeer uitgebreide Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

1. NETVOEDING: 230V ~ 50Hz 0,1A
Gibt an, dass die Eingangsspannung (NETZ= Netzseitig) bei 230V liegen muss. Die Angabe „50 Hz“ weißt darauf hin, dass die Eingangsspannung eine Wechselspannung mit der Frequenz 50 Hz sein sollte. Da dieses Netzteil ein Transformator-Netzteil – und kein Schaltnetzteil wie die beiden vorangegangenen Netzteile ist – ist dessen Eingangsspannungsbereich limtiert auf einen festen Wert. Die Ausgangsspannung ist nämlich direkt von der Eingangsspannung abhängig. Die Angabe 0.1A weißt zudem darauf hin, dass der aus dem Versorgungsnetz aufgenommene Strom bei 0.1A liegt.

2. UITGANG: 5Vdc 800mA
Geeft aan dat de uitgangsspanning 5V bedraagt en maximaal 800mA kan leveren. Bovendien is de uitgangsspanning dit keer een gelijkspanning.

3. Verschillende symbolen:
huis met pijl: Alleen geschikt voor gebruik binnen een gebouw.
Rechthoek met temperatuurinformatie: Houd er rekening mee dat deze voeding temperatuurbeveiligd is tot maximaal 115°C. Bij 115°C wordt een zekering in de voeding geactiveerd om de voeding en eventuele stroomafwaartse verbruikers te beschermen.
Symbol mit zwei ineinander verwundenen Ringen und einem „Schild“:
Dit symbool geeft aan dat de betreffende voeding aan de criteria voldoet veiligheidstransformator Vervult. Meer informatie hierover vindt u in het zeer gedetailleerde Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstransformator
Pictogram met twee geneste vierkanten:
Dit symbool geeft de beschermingsklasse van de voeding aan en symboliseert beschermingsklasse II. Apparaten van beschermingsklasse II zijn versterkt en dubbel geïsoleerd voor alle potentieel onder spanning staande delen. Aanvullende informatie hierover vindt u ook in het zeer uitgebreide Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung
De overige symbolen:
Keurmerken van de testcentra van Noorwegen, Finland, Zweden en Denemarken.

4. Symbool met een min en een plus in elk een cirkel:
Dit symbool verwijst naar de pinout van de aansluitstekker. Deze heeft een interne en een externe pool. In dit geval is de binnenste (die is verbonden met de cirkel met daarin een plusteken met een lijn) verbonden met de positieve pool. De buitenpool is dus de negatieve pool oftewel de aarde.

---

Stekkervoeding als schakelende voeding

Stekkervoedingen als schakelende voedingen zijn vaak veel lichter en compacter dan stekkervoedingen met transformator. Deze hebben ook de volledige voedingstechnologie geïntegreerd in de connectorbehuizing.
De voordelen ten opzichte van stekkervoedingen met transformator zijn dat ze goedkoper, vaak compacter en lichter zijn bij dezelfde prestaties en bovendien vaak geschikt zijn voor verschillende voedingsnetwerken (waardoor je dit soort stroom vaak gewoon kunt blijven gebruiken). levering bij reizen naar andere landen).

1. INGANG: 100-240V ~ 50/60Hz 9W
Gibt an, dass die Eingangsspannung (INPUT) im Bereich zwischen 100V und 240V liegen muss. Die Angabe „50/60 Hz“ weißt zum einen darauf hin, dass die Eingangsspannung eine Wechselspannung sein sollte. Weiterhin gibt dies an, dass das Netzteil auch mit den verschiedenen Netzfrequenzen von 50Hz oder 60Hz klar kommt. Die letzte Angabe „9W“ gibt an welche maximale Leistung aus dem Versorgungsnetz bezogen wird.

2. UITGANG: 15V 5,4W
Geeft aan dat de uitgangsspanning 15V is en dat de voeding maximaal 5,4W vermogen kan leveren.

3. „IPX4“:
Deze informatie geeft de bescherming tegen contact en de stof- en waterbestendigheid van het apparaat aan. Deze informatie wordt samengevat als informatie over Mate van bescherming genannt. Dabei stehen die Buchstaben „IP“ immer für International Protection. Erst die nachfolgenden Kennziffern geben Auskunft darüber wie Stark (oder Schwach) das Gerät geschützt ist. Dabei steht die erste Kennziffer für den Schutz gegen Fremdkörper und die zweite für Schutz gegen Berührung. Weitere Informationen dazu findet Ihr auch im dazugehörigen Wikipedia-Artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzart

4. Symbol mit zwei ineinander verwundenen Ringen und einem „Schild“
Dit symbool geeft aan dat de betreffende voeding aan de criteria voldoet veiligheidstransformator Vervult. Meer informatie hierover vindt u in het zeer gedetailleerde Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstransformator

5. „Transistorsymbol“
Dit symbool geeft aan dat deze voeding een schakelende voeding is.

6. Symbool met een doorgestreepte vuilnisbak
Dit symbool geeft aan dat deze voeding niet met het huishoudelijk afval mag worden weggegooid.

1. AC/DC
Geeft aan dat de voeding aan de ingangszijde een wisselspanning (AC) verwacht en deze aan de uitgangszijde omzet in een gelijkspanning (DC).

2. INGANG: 100-240V AC
Specificeert dat de ingangsspanning (INPUT) tussen 100 V en 240 V moet liggen. Helaas is er geen toegestaan ingangsfrequentiebereik of stroomverbruik gespecificeerd.

3. UITGANG: 5V 1A
Geeft aan dat de voeding een uitgangsspanning van 5V afgeeft en een maximale stroom van 1A levert.

4. Symbool met twee geneste vierkanten:
Dit symbool geeft de beschermingsklasse van de voeding aan en symboliseert beschermingsklasse II. Apparaten van beschermingsklasse II zijn versterkt en dubbel geïsoleerd voor alle potentieel onder spanning staande delen. Aanvullende informatie hierover vindt u ook in het zeer uitgebreide Wikipedia-artikel: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

5. Pictogram met een huis en een pijl die naar de binnenkant van het huis wijst
Alleen geschikt voor gebruik binnen een gebouw.

---

Meer informatie

https://www.code-knacker.de/elektro.htm

https://www.iso.org/obp/ui#iec:grs:60417:6190

---

Veel plezier met het project

Ik hoop dat alles werkte zoals beschreven. Zo niet, of als je vragen of suggesties hebt, laat het me weten in de commentaren. Ik zal dit dan zo nodig aan het artikel toevoegen.
Ideeën voor nieuwe projecten zijn altijd welkom. 🙂

PS Veel van deze projecten - vooral de hardwareprojecten - kosten veel tijd en geld. Natuurlijk doe ik dit omdat ik het leuk vind, maar als je het cool vindt dat ik de informatie met je deel, dan zou ik blij zijn met een kleine donatie aan het koffiefonds. 🙂