Sicherung (auch in der Schaltung) prüfen

Alle paar Tage wieder kommen Anfragen, wie man eine defekte Sicherung überprüfen kann. Vielleicht auch, wenn sie denn noch in der Schaltung bzw. dem scheinbar ausgefallenen Gerät steckt. Viele Leute gehen ebenso davon aus, dass in den meisten Fällen eines Funktionsausfalls von Scheibenwischer, Fernseher & Co die Sicherung einfach eben durchgebrannt ist und nach deren Tausch alles wieder fröhlich ist…

Sinn einer Sicherung

Die Sicherung hat den Zweck, im Falle eines Fehlers, die dahinter befindliche Technik abzuschalten. Egal ob nun Schaden für den Benutzer abzuwenden ist oder das Gerät und seine Umgebung vor dem Abbrennen zu bewahren sind – die Sicherung ist sinnvoll!

Ich habe es in all den Jahren, in denen ich meine Nase ist elektronische Geräte stecke eigentlich nie erlebt, dass nicht doch irgendein besonderer Umstand dazu geführt hat, dass eine Sicherung auslöst. Wenn also ein 1 – 2 Jahre altes Stück Technik plötzlich mit durchgebrannter Glasrohrsicherung ausfällt, würde ich doch eher nicht von purer Ermüdung ausgerechnet der Schutzvorrichtung ausgehen… Will mit diesem kompletten Absatz sagen: Vorsichtig sein! Selbst wenn die Funktion nach Austausch der Sicherung (zunächst?) wieder da ist, immer sollte der Benutzer noch ein Auge darauf haben!

Funktion einer Sicherung

fuse_kfzIch beziehe mich jetzt auf Sicherungen, welche nach dem Auslösen zerstört sind. Neben diesen gibt es natürlich auch Varianten, welche zurückgesetzt werden können, diese sind hier jetzt allerdings nicht Thema. Sicherungsautomaten, Polyswitch und Co sind umfangreich genug, das ihnen eigene Artikel gewidmet werden können ;-)

 

 

fuse_grIm Allgemeinen bestehen Sicherungen aus einem elektrisch leitenden Material, welches unter definierten Umständen durchbrennt oder schmilzt, eben auch Schmelzsicherung genannt.

Ich denke jeder technisch interessierte Mensch hat schon die typischen Glasrohrsicherungen oder auch die diversen Variationen aus dem KFZ-Bereich gesehen, bei Überlast brennen sie durch und trennen den Stromkreis wie ein normaler Schalter. Wer mag, kann sich u. a. bei Wikipedia näher mit den einzelnen Typen beschäftigen.

 

Prüfen einer Sicherung

Prinzipiell soll bei normalem Betrieb der Strom möglichst unbeeinflusst in die Schaltung fließen, die Sicherung also idealerweise keinen oder nur einen geringen Widerstand aufweisen. Um sie auf Auslösung zu überprüfen reicht es in der Regel, sie aus der Halterung zu nehmen und den Widerstand zu messen bzw. einfach eine Durchgangsprüfung vorzunehmen. Da Sicherungen irgendwas um 0,xx Ohm aufweisen dürften, verhalten sie sich wie ein normales Stückchen Draht. Widerstand hoch oder kein Durchgang = Sicherung defekt!
Nebenbei: In speziellen Fällen bzw. bei Sicherungen für sehr kleine Ströme kann es in seltenen Fällen vorkommen, dass schon der Strom des Messgerätes ausreicht, um für das Durchbrennen zu sorgen! Ist meist nicht der Fall, wenn aber schon drei frisch aus der Packung genommene Exemplare hintereinander im Eimer sind, würde ich misstrauisch werden :mrgreen: Etwas Vorsicht sollte man auch walten lassen, sollte die Sicherung per Ohmmeter oder Durchgangsprüfer direkt in der Schaltung gemessen werden. Das darf nie unter Spannung (!) und auch nur bei vollständig bekannter Funktion bzw. Aufgabe der Komponenten geschehen. Im Zweifel: Strom weg und ausbauen! Wie weiter unten noch erläutert, kann im Auslösefall die komplette Betriebsspannung am Sicherungshalter anliegen, da sollte besser niemand mit den Fingern oder irgendwelchen Widerstandsmesswerkzeugen hantieren!

Es gibt aber eben auch Fälle, in denen man gerne doch eine Sicherung messtechnisch prüfen möchte, welche noch eingesetzt ist. Klassischer Fall im Auto, hier kommt man bei einigen Modellen doch recht schlecht an die Teile heran. Pferdefuß ist allerdings, dass man auch mit den Messspitzen eines Multimeters an die beiden Anschlüsse herankommen muss, oft ist das nicht weniger Fummelei ;-) Für solche Messungen eignet sich kein Ohmmeter oder Durchganspfrüfer. Hier braucht es einen Spannungsmesser, also Voltmeter bzw. Multimeter mit geeignetem Messbereich.

 

fuser_generell

In der Skizze habe ich einen sehr einfachen Stromkreis dargestellt, welcher nur aus der Stromquelle, der Sicherung und einer Lampe als Verbraucher besteht.

Ist nun alles in bester Ordnung, wird die Lampe leuchten, der Stromkreis ist geschlossen.

 

Da die Sicherung im Prinzip wegen des praktisch nicht vorhandenen Widerstandes einfach als Drahtstück wirkt, wird man bei einer Gleichspannungsprüfung keinen nennenswerten Spannungsabfall an MP1 zu MP2, also über der Sicherung, messen. Auch wenn die Lampe defekt ist bleibt dies so, die Sicherung bildet im Beispiel ja nur eine Verlängerung des (+) Pols, wenn nicht defekt eben elektrisch gesehen einfach eine Stück „Strippe“. In diesem Fall wäre allerdings die volle Batteriespannung zwischen dem (-) Pol der Stromquelle und MP1 wie auch MP2 (liegt ja beides auf gleichem Potential) zu messen. Da bei defekter Lampe der Stromkreis nicht geschlossen ist, liegt die Spannung an allem an, was direkt mit der Batterie verbunden ist und einen guten Leiter darstellt.

Ist nun aber die Sicherung an sich durchgebrannt und die Lampe in Ordnung, wird über der Sicherung, also von MP1 nach MP2, die volle Versorgungsspannung zu messen sein. Hier wirkt die Unterbrechung wie ein Schalter. Die Lampe bildet einen Verbraucher mit sehr geringem Widerstand, also auch eher die Eigenschaften eines langen Drahtes, damit liegt der (-) pol der Batterie an MP2 während (+) ja direkt mit MP1 verbunden ist. Man wird die Batteriespannung messen.

In der Praxis kann man diesen Umstand gelegentlich ausnutzen, indem man z. B. eine LED nebst Vorwiderstand parallel zu den Sicherungshaltern anbringt. Ist die Sicherung OK kann keine Spannung für die LED abfallen, sie bleibt dunkel. Ist die Sicherung defekt, liegt die Betriebsspannung an, der Ausfall wird so optisch erfassbar. Klappt natürlich nur bei geeigneten Spannungen und einfachen Verbrauchern hinter der Sicherung.

Natürlich muss der Verbraucher keine Lampe sein, von Scheibenwischermotor bis Zigarettenanzünder kann dies alles sein. Damit hat aber auch der Verbraucher durchaus andere Eigenschaften, nicht immer ist diese Messung möglich. Je komplexer eine Technik hinter der Sicherung ist, desto schwieriger wird es u. U., bei defekter Sicherung die volle Betriebsspannung an den Sicherungsanschlüssen zu messen. Ausschlaggebend ist einfach, dass der Verbraucher in der Lage ist, die Betriebsspannung auch bei durchgebrannter Sicherung überhaupt bis an deren Anschlüsse gelangen zu lassen. Mit Scheibenwischermotoren, Glühlampen und ähnlich simplen Verbrauchern wird es sicherlich einfacher sein, als auf einem PC Motherboard ;-) Hier muss gesagt sein, dass bei komplexeren Problemen auch nicht mehr der Laie ran sollte, ich wollte einfach mal eben (…) auf die Lesermails reagieren :-D

Generell sollte man solche Experimente nicht bei höheren Spannungen durchführen und auch sonst nur, wenn man seiner Sache sicher ist!

 

e-blitzBei diesem Artikel mal wieder eine Warnung:

Die im Beitrag erwähnten Vorgehensweisen dienen dem technischen Verständnis und keiner konkreten Anleitung zu diesem oder jenem Gerät! Es ist ein erheblicher Unterschied, ob ich Experimente bei der Reparatur einer LED-Taschenlampe oder eines Elektroherdes durchführe, der gesunde Menschenverstand muss einfach funktionieren. Wer nicht mit der Elektrotechnik auf „Du & Du“ steht, sollte im Zweifel immer einen Fachmann fragen oder die Finger von der Sache lassen, wenn er nicht sicher ist, welche Gefahren zu erwarten sind!

Und: NÄGEL, ALUFOLIE UND BÜROKLAMMERN SIND KEINE SICHERUNGEN :!:

 

 

 




Schnäppchen bei reichelt elektronik!

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Ein bisschen Strom aus der Sonne

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Wenn man so im Freien seine Mobilgeräte nutzt, ist irgendwann natürlich auch der stärkste Akku leer. Dann heißt es Steckdose suchen oder vielleicht auch erstmal Strom nach draußen legen, wer hat schon überall einen 230V Anschluß. Finde ich persönlich eher lästig, nebenbei braucht man ja in der Regel nur 5V und eine USB Buchse, bestenfalls 12V für Geräte, welche im Auto bzw. am Zigarettenanzünder betrieben werden können.

solar_tablelightIrgendwo gab es in den letzten Monaten mal für einen Euro Solar Gartenleuchten, die während des Tages geladen werden und dementsprechend in der Dunkelheit leuchten. Normalerweise stecken die Teile mittels Erdspieß im Boden, mit ein bisschen Trickserei und einer transparenten Dose geht’s aber auch auf dem Tisch. Leuchtwunder sind das natürlich nicht, drei Stück nebeneinander reichen gerade so, daß man seine Sachen auf dem Tisch findet ;-) Im Boden steckend als optischer Gag ist das alles OK, zum Geräte laden reicht dies natürlich nicht.

solar_paneelInspiriert durch die Solarlichter habe ich mich an ein paar Solarpaneele erinnert, die ich vor etlichen Jahren schon als kleines Balkonprojekt auf eine alte Schranktür Holzplatte geschraubt hatte. Leider habe ich keine Datenblätter mehr dazu, wenn ich mich recht erinnere lag der maximale Gesamtstrom aus allen zusammen aber so bei rund 1,2 Ampere, sollte für einen Versuch also ausreichend sein. Da sie zuätzlich schon ein wenig unter Alterung leiden dürften, wird die Leistungsabgabe wohl jetzt um einiges niedriger ausfallen.





 

solar_boxIrgendwo muss die Sonnenenergie nun zunächst zwischengespeichert werden. Da ich am Sonntag gerade keine 12V Akkus größerer Kapazität aus dem Hut zaubern kann, wird die Starterbox für Auto und Roller Zweckentfremdet. Alternativ hätte ich vielleicht auch die Batterie aus dem Auto nehmen können, dazu kann ich mich aber nicht durchringen ;-) Also mal das Sammelsurium mit einigen Strippen und Krokoklemmen zusammenstecken – Funktioniert! Mehr als 800 mA bei voll beschienenen Solarzellen ist aber nicht mehr herauszuholen, um den Akku immer wieder mal aufzuladen sollte es ausreichen. Ehe wieder jemand meckert: Mir ist schon klar, dass der Akku nun die einizige Spannungsbegrenzung ist, die Leerlaufspannung des Paneels liegt so um die 19 V, das ist eigentlich zu viel für einen Bleiakku. Aber da lebe ich jetzt einfach mit :mrgreen:

solar_rueckdiodeIch habe keine Ahnung mehr, ob in den Solarpaneelen eine Diode vorhanden ist, um Rückspeisung aus dem Akku zu verhindern. Mal sehen, was sich da so im Keller findet, Schottky wäre schon schön :-D Mehr als eine Hand voll BAT42 ist irgendwie nicht da, pro Stück können diese 200mA verkraften, einfach 5 Stück parallel nehmen…?!? Ist ohnehin nur ein Experiment, wenn improvisieren dann richtig ;-)

Ein wenig Messerei, ein bisschen Paneel verschieben hier und da – es wird mit rund 650 mA geladen. In der Starterbox ist irgendwas um 4 Ah als Akkukapazität verbaut, sollte für ein gelegentliches Aufladen der Mobilgeräte ausreichen, Handy und Co müssen ja nicht dauernd am Kabel hängen.

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12V sind für unsere allseits beliebten (Micro) USB-Ladeports natürlich ein wenig viel, da muss ebenfalls noch etwas Elektronik her. Zum Glück habe ich noch einen „Zigarettenanzünder auf USB“-Adapter (was für eine Bezeichnung…) im Handschuhfach liegen, das sollte doch funktionieren!

Tut es auch! OK, das Z1-Tablet lädt nur, wenn es nicht aktiv ist. Da das Teil aber immer schon etwas zickig ist wenn es um das Aufladen geht, habe ich nichts anderes erwartet. Das Z1 Compact Smartphone hat an der Stelle keine Probleme, es lädt auch während es ein wenig Webradio vor sich hindudelt. Leider gibt der Zigarette/USB Adapter auch nur 900 mA heraus, wahrscheinlich ist dies eher das Problem, als die maximale Leistung der Starterbox. Bis ins Unendliche kann man die Kapazitäten ohnehin nicht ausreizen, schließlich wird mehr Strom entnommen als hinein fließt.

Jetzt müsste könnte man natürlich fragen, ob der Aufwand nicht doch ungleich größer ist als jener, eben die (ohnehin für das Rasenmähen vorhandene) Kabeltrommel nach draußen zu stellen, vom Strippensalat noch nicht einmal gesprochen. Nun ja – so gesehen schon :-D Aber da gibt es eben auch noch den Experimentiervirus, der wohl befriedigt werden will ;-)

Ich bin allerding ernsthaft mit der Überlegung beschäftigt, das Ganze etwas durchdachter und gezielter in Angriff zu nehmen. Mit etwas Planung und geeigneteren Teilen sollte sich eine kleine Insellösung aufbauen lassen, welche den Freizeitstrombedarf im Garten abdecken kann, mehr als Licht und Versorgung der Moilgeräte werde ich sowieso eher nicht benötigen, nebenbei bietet sich so genug Spielraum für kleinere Elektronikexperimente… Aber was ich schon so will…. ^^

Ach ja, habe ich schon darauf hingewiesen, dass dieser Blogbeitrag auf einem Androidgerät geschrieben wurde, welches mit 100% umweldfreundlichem Solarstrom betrieben wurde? Zumindest an diesem Tag :-D Vorsicht, der Akku könnte Energiereste von Netzstrom enthalten :!:


 



 

 

Tablet, Smartphone, Ladung & Kabelquerschnitt

artikelbild_micro_usb_ladedatenkabelDas Xperia™ ist ein tolles Gerät, nicht so dolle sind die Nutzungsstunden, welche mit einer Akkuladung möglich sind.

Wenn ich mit dem Gerät intensivere Aufgaben in Angriff nehme, hängt es deshalb oft direkt am Ladekabel. Hier kommt es regelmäßig vor, dass der Akku schneller entladen wird, als es das USB-Netzteil schafft ihn wieder zu füllen. Zusätzlich benötige ich meist für den stationären Einsatz eine Anschlussleitung mit min. 1,5 Meter Länge, damit wird meist gar nicht mehr geladen, selbst bei abgeschaltetem Tablet dauert es ewig, bis die zuständige Anzeige ein paar Prozent mehr meldet.

Man muss nun kein Elektroniker sein um sich vorzustellen, dass in einem langen dünnen Kabel mehr Verluste entstehen, als bei einem kurzen mit höherem Querschnitt. Leider findet man bei den Herstellern zu gut wie keine Angaben zum Verbauten Innenleben ihrer Lade- bzw. Datenkabel, genaue Informationen dazu kann ich also leider auch nicht anführen. Auf dem oberen Foto lässt sich der Unterschied nebenbei recht gut erkennen.

Sicher ist hier bei meiner Gerätekombi vor Ort jedenfalls, dass eine hochwertigere Lösung, besser gesagt eine mit größerem Leitungsquerschnitt, das Problem gelöst hat :-) Ich habe unten eine entsprechende Lösung auf Amazon verlinkt (Ja: Werbung, gibt ja auch andere Anbieter, wenn man den Laden nicht mag ;-) ), die jetzt hier im Einsatz ist. Mit dem Micro-USB-Kabel findet selbst an einem 1,2A Steckernetzteil noch eine Aufladung statt. Nur mal so als Tipp, wenn jemand mit dem selben Problem zu kämpfen hat! Es handelt sich übrigens um keine reines Ladekabel, ich lege Wert darauf, dass ich hier immer auch Daten übertragen kann, man nutzt das vorhandene Material ja schließlich auch für andere Geräteverbindungen :-D

 

 

Elektor Elektronik-News – Winziger Stromschalter bis 7 A Elektor

Interessantes Bauteil, wenn man innerhalb einer Schaltung weitere Komponenten schaltbar halten will oder muss:

Elektor Elektronik-News – Winziger Stromschalter bis 7 A Elektor.

7 Ampere sind doch für so ein IC schon eine Hausnummer :-)

 

 



 

500 Watt und 80Plus-Gold im SFX-Format von Chieftec – ComputerBase

Geht mir gar nicht um den Artikel bzw. das beschriebene Produkt an sich, eher um die 500W Dauerleistung. Was das an Strom kostet…:

500 Watt und 80Plus-Gold im SFX-Format von Chieftec – ComputerBase

Wenn ich da noch Equipment zurechne, vielleicht auch noch mehrere Rechner in der Leistungsklasse, WOW! Jaja, ich weiß, ich wiederhole mich…

 

 

 

 

Bauteiltipp: Polyswitch, selbst rückstellende Sicherung

Polyswitch_800Jeder Mensch, der sich mit Elektronik in irgendeiner Form auseinandersetzt, kennt die Notwendigkeit von Sicherungen. Sie sind sozusagen gewollte Sollbruchstellen, welche beim Überschreiten einer bestimmten Vorgabe einen Vorgang oder eine Funktion unterbrechen. In der Regel wird in elektrischen Anlagen ein bestimmter Maximalstrom vorgegeben, der in der Einrichtung fließen darf. Wird dieser überschritten, muss abgeschaltet werden.

Gerade bei den im Modellbau und der Kleinleistungselektronik vorkommenden Anwendungen, sind große Ströme über  2-3 Ampere eher selten, dieser Beitrag hier gilt in diesem Szenario, Hausanschlüsse und Kernkraftwerke werden nicht berücksichtigt ;-)

Besonders ärgerlich ist es meist, wenn ein nachvollziehbarer Kurzschluss auftritt, der keinen Systemfehler darstellt, sondern durch Fehlbedienung im weitesten Sinne geschieht. Metallgegenstände, die versehentlich über Akkuanschlüsse gelegt wurden, Modelllokomotiven die so ungünstig entgleisen, dass ein Kurzschluss entsteht, es gibt reichlich Situationen, in denen ein zu hoher Strom fließen kann. In komplexeren Systemen kann hier eine intelligente Elektronik helfen, welche einen Überstrom feststellt und Gegenmaßnahmen ergreift, bei einfachen Anwendungen, begrenztem Platzangebot oder schlicht zu hohen Kosten scheidet diese Möglichkeit oft aus. Schmelzsicherungen sind auch kein Allheilmittel, der Aufwand für einen Austausch steht häufig in keinem Zusammenhang zur Fehlerursache.

Hier nun kann der Polyswitch gute Dienste leisten. Im Prinzip ist er ein PTC, ein Widerstand, der mit steigender Temperatur seinen Widerstandswert erhöht. Ich will hier nicht auf die Details zu dieser Bauteileart eingehen, dass findet sich u. a. auch bei Wikipedia.

Es gibt die Polyswitches mit Auslösewerten von einigen Milliampere bis hin zu einigen Ampere, neuerdings auch mit Spannungsverträglichkeit bis 230V, gängig sind allerdings derzeit die Varianten bis ca. 60V. Bei (zu) hohem Stromfluss erwärmen die Switches sich und werden bei erreichen eines bestimmten Wertes hochohmig (nicht lienar), praktisch wird der Verbraucher somit nicht mehr oder nur mit einem sehr geringen Strom versorgt. Sinkt nun die Temperatur, wird der Polyswitch wieder niederohmig, die Schaltung kann erneut arbeiten, die Sicherung hat sich quasi zurückgestellt. Ist der Fehler noch vorhanden, kommt es recht schnell zur Wiederholung des Vorganges. Im Alltag kann man dieses Verhalten auch zum Schutz vor Überhitzung einsetzten, die Wirkung ist gleich.



Nachteilig ist natürlich, dass dies keine schnelle Abschaltung ermöglicht. Zum Schutz vor Überlastung an (Modell) Motoren, Lokdecodern, Akkus oder sonstigen Bauteilen, welche eher durch längeren ‚Missbrauch‘ aufgeben, aber eine praktische Sache! In Schaltungen, welche sehr sensibel auf geringe Stromänderungen reagieren muss unter Umständen berücksichtigt werden, dass sie in kaltem Zustand einen geringen Widerstand von ca. 0,2 Ohm besitzen, abhängig auch von der Umgebungstemperatur. Im Alltag setze ich sie z. B. vor den Lokmotoren am Decoderausgang ein, da es trotz angeblichem Überlastschutz immer wieder mal Fälle von durchgebrannten Decodern bei blockierten Motoren gibt. Selbst bei Lokomotiven, welche sehr präzise eingestellt bzw. eingemessen wurden, habe ich bisher keine feststellbaren Unterschiede im Fahrverhalten bemerkt. Zur Anwendung kommen in dem Falle meist 1000 mA Polyswitches. Sie sind tolerant genug, beim Anfahren auch schwerer Züge nicht gleich abzuschalten, trennen aber sehr gut bei anhaltender Überlast.

FusecheckRecht elegant ist daneben auch die Möglichkeit, eine LED samt Vorwiderstand ‚über‘ der Sicherung anzubringen.

Löst der Polyswitch aus, fällt die komplette Spannung an seinen Anschlüssen ab und die LED signalisiert die Überlast. Klappt im Prinzip bei jeder Sicherung, man muss natürlich auf die anzutreffenden Spannungen achten und auch darauf, dass der Leuchtdiodenstrom allein nicht schon ausreicht, um die Schaltung vielleicht doch zu aktivieren. Vorsicht eben! Natürlich ginge auch ein Optokoppler, der wieder einen Transistor oder Controller oder… lassen wir das :mrgreen:

 

Passend dazu noch etwas Werbung, die Polyswitches gibt’s natürlich auch bei Reichelt ;-) In der jeweiligen Produktbeschreibung finden sich auch die Datenblätter, für einen präzisen Einsatz das A und O!

Polyswitch – Haltestrom 1100 mA


Polyswitch – Haltestrom 500 mA


Polyswitch – Haltestrom 250 mA