Berichten met label wisselspanning meten
Back to basics: hoe werkt een 12 naar 230 volt omvormer echt?
Geplaatst door Sander Demarteau in Accu, Omvormers op november 9, 2015
Op deze site staan heel veel artikelen die de omvormer beschouwen als ‘black box’: hij krijgt een gelijkspanning van een accu en maakt daar een 230 volt wisselspanning van. Omdat ik op dit moment weer graag mijn elektronicakennis aan het bijspijkeren ben (en dan bedoel ik elektronica op circuit niveau), ben ik eens in de werking van een heel simpele omvormer gedoken. Mocht u geen elektronicakennis hebben, schrik niet. Ik zal proberen de uitleg zo eenvoudig mogelijk te houden.
Basiswerking
Om van gelijkspanning een wisselspanning te maken moeten we allereerst de gelijkspanning in mootjes hakken. Hierdoor ontstaat een spanningsvorm die lijkt op een wisselspanning. Vervolgens moeten we deze lage wisselspanning groter maken tot 230 volt. En dat is het eigenlijk!
In circuit
Hier is het schema van ons heel eenvoudige omvormertje:
Wat zien we nu in dit schema? We lezen van links naar rechts. Het blokje 4047 is een zogenaamde multivibrator. Deze krijgt een 12 volt voedings(gelijk)spanning van onze accu. Dit 4047 IC (‘chip’) kan met de aangesloten potmeter (VR) en de condensator links zo worden ingesteld er een 50 hertz (hertz = aantal wisselingen per seconde) kloktrein op de uitgangen 10 en 11 ontstaat. De wisselspanningen op 10 en 11 zijn tegengesteld aan elkaar. Dus als 10 ‘hoog’ is, is 11 ‘laag’ en vice versa.
Deze pulstrein wordt gebruikt om een krachtige stroom te krijgen door de transformator, die u rechts getekend ziet. Het 4047 circuit kan slechts zeer beperkt stroom leveren. om van een kleine stroom een grote stroom te maken gebruiken we transistoren. De pulstreinen komen op de ‘gate’ (G) van de respectievelijke transistoren terecht. Als er een spanning komt op de gate dan gaat de transistor geleiden. Simpel gezegd wordt het pad tussen de ‘source’ (S) en de ‘drain’ (D) een vrije baan voor stroom. Omdat onze 12 volt accu over deze S en D is aangesloten, gaat zodra er een positieve puls binnenkomt, een grotere stroom lopen door de transistoren. Omdat onze pulstreinen tegengesteld zijn aan elkaar, gaan de transistoren om en om geleiden. De ene maakt de ‘bovenste’ (positieve) helft van de wisselspanning, de onderste de negatieve helft.
Dan iets over de transformator. Een transformator zorgt dat een wisselspanning wordt omgezet in een wisselspanning die kleiner of groter is. we nemen voor ons doel een transformator die van een lage wisselspanning een hogere maakt. Het bijzondere aan onze transformator is dat deze beschikt over twee zogenaamde primaire wikkelingen. De ene wikkeling is aangesloten op de ene transistoruitgang, de andere op de andere transistor. Door zogenaamde inductie gaat er aan de secundaire zijde van onze transformator een stroom lopen als een transistor in geleiding gaat. Omdat de stromen tegengesteld en beurtelings door de primaire wikkelingen lopen, ontstaat er effectief een wisselspanning aan de uitgang van onze inverter die wisselend plus en min is, in een ritme van 50 hertz.
We hebben nu een erg eenvoudige omvormer gemaakt die een blokvormige wisselspanning maakt. Dit werkt prima voor eenvoudige belastingen zoals gloeilampen. Voor lastigere belastingen is een andere ontwerp omvormer nodig. Zogenaamde gemodificeerde sinus omvormers maken een iets elegantere vorm:
Dit is een soort getrapte spanningsvorm, maar nog steeds geen sinus zoals deze:
Om dit te maken moet je meer uit de kast trekken. Tipje van de sluier: de sinusvorm kan worden benaderd door de transistoren niet te voeden met gelijkmatige pulstreinen, maar met zogenaamde PWM treinen (Pulse-Width Modulation). De transformator filtert deze trein om tot een sinus.
Verder is onze eenvoudige omvormer ook niet voorzien van essentiële zaken zoals:
- Oververhitting
- Onder- en bovenspanningsbeveiliging
- stroombegrenzing/alarmering
- etcetc.
Om dit te doen moet je heel wat meer uit de kast trekken. Maar in basis werkt het zoals hierboven beschreven.
Hoe gebruik ik een voltmeter?
Geplaatst door Sander Demarteau in Accu, Spanning meten, Zonnepanelen op juli 2, 2013
Regelmatig spreek ik mensen die een voltmeter hebben gekocht maar niet weten hoe ze ermee moeten werken. Al die knopjes maakt hen blijkbaar een beetje bang. Nergens voor nodig, met een voltmeter maakt u (in de regel) niets stuk maar meet u alleen. U kunt hoogstens verkeerd meten.
Er zijn heel veel merken en soorten voltmeters. De eenvoudigste kunnen alleen het voltage (spanning) meten, de uitgebreidere kunnen ook stroom, weerstand, capaciteit en dergelijke meten. Verder zijn er meters met een wijzer (‘analoog’) en digitale aanduiding. Deze laatste categorie leest beduidend beter af voor de leek. Maar ze werken eigenlijk hetzelfde.
Mijn eigen voltmeter, een oudje uit 1991, ziet u rechts. Ik heb hem aangesloten op een net opgeladen startaccu.
We lopen voor de spanningsmeting de belangrijkste zaken door:
Kabels
U ziet een rode en een zwarte kabel. Deze gaan beide in de voltmeter. Meestal is dit aangegeven met een zwart en rood aansluitpunt, of + en -. Voor de – wordt ook weleens de term com (common, zeg maar massa) gebruikt.
Mijn voltmeter heeft meerdere ingangen. De twee ingangen links zijn voor stroommeting (A van Ampère) en gebruiken we nu niet.
De rode kabel sluit u met het andere uiteinde aan op de pluspool van de accu (of zonnepaneel, batterij, etc.). De zwarte kabel op de minpool.
DC/AC
DC betekent gelijkspanning, AC wisselspanning (Alternating Current). Voor meting in accu- en zonne-installaties meten we gelijkstroom. AC gebruiken we bijvoorbeeld aan de uitgang van een 12 naar 230 volt omvormer. Als u AC heeft ingesteld meet u niets op een accu, want deze geeft geen wisselspanning.
Instelling, via draaiknop
De grote draaiknop op de meeste voltmeters schrikt af. Het enige waar wij mee te maken hebben is het gebied ‘V’ linksboven. U ziet daar 200m, 2, 20, 200 en 1000DC/750AC. Het enige dat u met deze knop doet, is het instelbereik van de meter regelen. Is de verwacht spanning bijvoorbeeld 12 volt, dan zet u deze knop op 20. Zet u hem op 2, dan valt dit buiten het meetbereik en geeft de meter geen spanning aan, of bv E van error. Zet u hem op 200, dan krijgt u wel 12 (of 13) volt te zien, maar geen decimalen (achter de komma) omdat het bereik te ruim is.
Dat is eigenlijk, heel beknopt, hoe u snel met een voltmeter aan de gang kunt. Vergeet geen (nieuwe) batterij in de meter te doen. Sommige analoge meters kunnen zonder, maar digitale hebben deze altijd nodig.
TIP: schakelen tussen omvormer- en netspanning
Geplaatst door Sander Demarteau in Accu, Omschakelautomaat, Omvormers op april 17, 2013
Soms zijn er oplossingen voor problemen die je niet dacht te hebben.
Stel, u heeft al uw apparatuur in uw auto/camper/boot aangesloten op uw 12 naar 230 volt omvormer. Dan is het vaak een heel gedoe om alles aan te sluiten op netspanning (‘walspanning’ voor boten, ‘paalspanning’ voor automobielen), als u op de plaats van bestemming aankomt.
Leuke oplossing: een 230 volt omschakel-automaat. Deze heeft twee ingangen en één uitgang. Op ingang 1 sluit u de 230 volt uitgang van uw omvormer aan. Op de andere ingang de netspanning. Aan de uitgang komen uw 230 volt verbruikers.
De werking is als volgt: gaat u weer rijden of varen, trekt u de netspanning los en de automaat schakelt terug naar de 230 volt van de omvormer. Is er weer netspanning, schakelt hij terug.
Leuke extra toevoeging: als u parallel aan de ingang voor de netspanning een acculader aansluit, wordt de (huishoud)accu opgeladen zodra er netspanning is.
Interessant? U koopt hem hier in onze webshop. 5% kortingscode: 5KS76
Watt? Spanning en Stroom
Geplaatst door Sander Demarteau in Omvormers, Spanning meten op maart 11, 2013
Heel veel mensen halen vermogen, spanning en stroom door elkaar. Dat lijkt onschuldig maar kan toch behoorlijke gevolgen hebben.
Terug naar de basis
- Spanning wordt uitgedrukt in Volt
- Stroom wordt uitgedrukt in Ampère
- Vermogen wordt uitgedrukt in Watt
We kennen ook de voorvoegsels milli (een duizendste), kilo (duizend) en mega (miljoen).
Een milliwatt is een duizendste watt en schrijf je als 0,001 watt.
Vergelijking met water
Ik maak graag de vergelijking met druk en stroom in een waterleiding. Hier zijn de meeste mensen wat meer mee vertrouwd. De spanning is de druk die het water door de leiding wil persen. Dit leidt tot een bepaalde stroom. Hoe hoger de druk, des te hoger de stroom.
Het stromende water heeft een bepaalde ‘kracht’, vermogen. Hoe hoger de stroom en spanning, des te hoger dit vermogen. Bij elektronica is het ook zo.
Vermogen kan als volgt worden berekend: Lees verder »
Uitgangsspanning op omvormer meten
Geplaatst door Sander Demarteau in Omvormers, Spanning meten op december 13, 2012
Een 12 of 24 naar 230 volt omvormer zorgt ervoor dat u 230 volt apparatuur overal kunt gebruiken: de omvormer zet de gelijkspanning uit de accu om naar een hogere wisselspanning.
Er zijn globaal twee soorten omvormers: de eenvoudigere, gemodificeerde sinus, omvormers. En de complexere (duurdere) zuivere sinus omvormers. Ik schreef er al eens eerder over.
Stel u heeft een omvormer en u wilt meten welke wisselspanning eruit komt. U neemt hiervoor een multimeter, stelt deze in op wisselspanning meten en zet het meetbereik op zeg 500-1000 volt. Heeft u een zuivere sinus omvormer, dan gaat dit over het algemeen goed: u meet een wisselspanning van om nabij 220-230 volt.
Heeft u een gemodificeerde sinus omvormer, dan heeft u misschien minder geluk. U meet misschien een waarde van 180 volt, maar 260 volt is zelfs ook mogelijk. Hoe kan dat, levert dat heen gevaar op voor Lees verder »