Eindeloos wachten ...

U kent het vast en zeker allemaal: u bent rustig aan het werken op de pc, start een programma of plugt een usb-stikje in en zonder pardon wordt je scherm blauw. Ook ik kon vorige week niet aan dit 'blue-screen-of-death' fenomeen ontsnappen. U kunt het u vast en zeker inbeelden: de pc moet hersteld worden en het werk dat niet op een back-up stond is kwijt.

Na enkele uren metingen uit te voeren, is dit alles behalve fijn om mee te maken. Maar ja, ik kan niet bij de pakken blijven zitten. Ik ga zo snel mogelijk al mijn metingen opnieuw uitvoeren. Bovendien weet ik nu hoe het moet en hoop ik dat dit wat in mijn voordeel zal spelen. Ik hoop tegen woensdag alles af te hebben, zodat ik eindelijk aan mijn jaarverslag kan beginnen.

Ik wil u nog wat extra uitleg verschaffen bij de werking van de volledige schakeling, eerst zal ik u enkele toelichtingen bij mijn voeding geven. Op mijn printplaat is een voeding voorzien. Dit was eigenlijk optioneel, maar al dat gesukkel met aansluitdraden en dubbele voedingen overtuigde mij om direct een voeding op de print zelf te voorzien. Jammer genoeg ging dit minder vlot dan ik verwacht had. Om u het probleem duidelijk te maken is het best handig om de werking van een voeding te verstaan. Dit leg ik u nu even uit.

Via het Belgische lichtnet wordt een spanning tussen 220 en 240 volt (symbool: V) tot bij ons huis gebracht. Deze spanning is echter te groot om mijn schakeling op te laten werken. Het eerste wat dus moet gebeuren is deze spanning verlagen. Dit gebeurt door een transfo. Dit is een elektrisch component dat de spanning volgens een bepaalde factor kan verkleinen (of vergroten). Mijn transfo maakt van de 220 volt twee spanningen van 18 volt. Dit is echter een effectieve waarde.

Wat bedoel ik hier mee? Wat er uit ons stopcontact komt is een sinus. Dit is geen constante spanning maar een spanning die varieert tussen de -340 en de +340 volt. Nee, ik maak hier geen fout, maar waarom maak ik u dan net wijs dat dit 220 volt is?

Wel, die 220 volt is de effectieve waarde, dit is eigenlijk een gemiddelde waarde van de sinus. De amplitude van de spanning is 340 volt en dat is de maximale spanning die we kunnen bereiken (p max op de figuur links). De effectieve waarde ligt met een factor van 0,707 lager dan de amplitude. Eén die wij allemaal kennen: 220 volt.

Bij 18 volt is dit net het zelfde. Het amplitude van deze sinus is 25 volt. Is de spanning van het lichtnet echter 240 volt dan kan mijn transfo (onbelast) een spanning tot wel 30 volt leveren.

Na het verlagen van de spanning moet deze gelijk gericht worden, daar zorgt de bruggelijkrichter voor. Dit is een component dat bestaat uit vier specifiek geplaatste diodes die er voor zorgen dat de stroom maar in één zin kan vloeien. Zo ontstaat er langs de ene kant een positieve potentiaal en aan de andere kant een negatief potentiaal (zie rechts: de onderste rechtse pen zal altijd negatief zijn, de bovenste rechtse pen zal altijd positief zijn). 

Links ziet u een figuur met drie verschillende spanningsvormen. De bovenste grafiek stelt de gewone sinus voor. De tweede grafiek stelt diezelfde sinus voor na gelijkrichting. De onderste grafiek stelt de eerste sinus voor na enkele gelijkrichting (enkel de positieve alternanties van de sinus worden behouden).

Stippellijn: oorspronkelijke afgevlakte sinus
vette lijn: na afvlakking (er is nog steeds
een rimpel aanwezig)

Na deze gelijkrichting wordt het signaal afgevlakt met behulp van een afvlakcondenstator. Deze zorgt voor een constantere spanning met minder rimpel. De waarde van de afvlakcondensator zal een belangrijke rol spelen bij de stabiliteit van de voeding wanneer we deze belasten. Als de afvlakcondensator te klein is, zal de voeding dit niet stabiel zijn en zullen we problemen krijgen bij de werking van de volledige schakeling die de voeding moet voeden. 

Eigenlijk zou dit een zeer eenvoudige voeding kunnen zijn die perfect werkt (indien de afvlakcondensator groot genoeg is). Om echter een zeer stabiele voeding te bekomen, die vaak ook tegen overstroom beveiligd is, worden stabilisatoren gebruikt. Dit is een component dat de spanning constant houdt, ongeacht de stroom (uiteraard binnen bepaalde beperkingen). Aan de ingang van de stabilisator komt bijvoorbeeld 25 volt toe, aan de uitgang moet er 18 volt geleverd worden, de stabilisator zal hier voor,zorgen.

Zo komen we ook aan het probleem van mijn voedingen. Ik had aan de ingang een spanning van 30 volt en wil een uitgangspanning van 18 volt, over mijn regelaars staat er dus 12 volt.. Dit is, wanneer er geen belasting is aangesloten, geen probleem. Indien we echter een stroom van 300 mA vragen, wordt er vermogen gedecipeerd in de regelaar. Om precies te zijn: P (het vermogen) = U (de spanning) x I(de stroom)= 300mA x 12V=3,6 W. 

Dit lijkt niet veel, maar het vermogen dat hierdoor in de regelaar moet kwijt gespeeld worden warmt de regelaar toch voldoende op om deze in beveiliging te doen gaan of zelfs te doen kapot branden. Ik heb dus mijn voeding moeten koelen met koelvinnen en hoop dat het niet nodig is geforceerd te koelen met behulp van bijvoorbeeld een ventilator. Dit zal ik pas weten als ik mijn volledige schakeling inschakel.