Elektronische zekeringen (Polyswitch) gebruiken
Je kent het vast wel: je hebt net een nieuw project gebouwd, sluit de voeding aan en pats! Een zekering gesprongen. Balen, want nu moet je die kleine smalle vervangen. Wat als ik je vertel dat er een zekering bestaat die zichzelf repareert?
Geen gedoe meer met vervangen, gewoon even wachten en je apparaat doet het weer.
Dat is de magie van een elektronische zekering, oftewel een Polyswitch. Het is een van die slimme componenten die je leven als hobbyist een stuk makkelijker maken.
Wat is een Polyswitch precies?
Een Polyswitch is eigenlijk een hele slimme, resettable zekering. Stel je een normale zekering voor: een dun draadje dat smelt als er te veel stroom doorheen gaat.
Dat draadje is daarna kapot en moet je vervangen. Een Polyswitch werkt anders.
Het is gemaakt van een speciaal geleidend polymeer. Onder normale omstandigheden laat het de stroom gewoon door. Zodra er kortsluiting of overbelasting optreedt, gebeurt er iets bijzonders.
Het materiaal in de Polyswitch wordt warm en verandert van structuur. De elektrische weerstand schiet omhoog, waardoor er bijna geen stroom meer door kan. Je apparaat is beschermd. En het beste gedeelte?
Nadat je de stroombron even hebt uitgezet en het component is afgekoeld, keert het terug naar zijn lage weerstand.
Hij is weer klaar voor gebruik. Geen gedoe, geen kosten voor nieuwe zekeringen.
Hoe werkt dat in de praktijk?
Stel je bouwt een robot-autootje met een motortje. Dat motortje trekt normaal 200 milliampère.
Maar als de wielen vastlopen in het tapijn, kan die stroom oplopen tot wel 1 ampère. Zonder bescherming verbrand je zo de motor of de besturingschip. Net zoals je bij led-verlichting een potmeter gebruikt, plaats je nu een Polyswitch met een 'hold current' van 250 mA in serie met de motor.
Zolang alles normaal draait, merkt de Polyswitch niks. De stroom blijft onder de 250 mA, dus hij laat alles door.
Zodra de wielen blokkeren en de stroom stijgt, wordt de Polyswitch warm. Binnen een seconde schakelt hij naar een hoge weerstand en beperkt de stroom tot een paar milliampère. De motor stopt. Jij ziet dat je autootje stil staat, haalt hem uit het tapijn, en zet hem opnieuw aan. De Polyswitch is afgekoeld en alles werkt weer normaal.
Je motor is gered. Je herkent ze vaak aan hun uiterlijk: een klein, meestal blauw of zwart, schijfje met twee draden.
Op de zijkant staat een code zoals '050' of '110'. Dat getal verwijst naar de 'hold current' in milliampère. Een '050' houdt dus 500 mA vast voordat hij ingrijpt.
Welke soorten zijn er en wat kosten ze?
Polyswitches komen in allerlei maten en stroomsterktes. Voor de meeste doe-het-zelf elektronica projecten heb je aan een paar standaard types genoeg.
Je kunt ze per stuk kopen, maar handiger is een assortimentsdoosje. Voor lage stromen, zoals voor het beschermen van sensoren of microcontrollers, gebruik je een type zoals de Bourns MF-R050. Die heeft een 'hold current' van 500 mA en een 'trip current' van 1 ampère. Een los exemplaar kost je ongeveer €0,50 tot €1.
Voor motoren of wat zwaardere belastingen, zoals bij zelfbouw ontkoppel-installaties met een elektromagneet, is de Littelfuse 1210 serie beter. Een model met een hold current van 1,1 ampère (1100 mA) kost rond de €1 tot €2.
Een slimme investering is een assortimentsdoosje. Voor ongeveer €10 tot €15 heb je een doosje met 50 of 100 stuks in allerlei waardes.
Zo heb je altijd de juiste op voorraad. Let bij het kopen op twee cruciale waardes: de hold current (Ihold) en de maximum voltage. De hold current moet iets hoger zijn dan je normale stroomverbruik. De maximum voltage moet hoger zijn dan je voedingsspanning.
Praktische tips voor gebruik
Polyswitches zijn fantastisch, maar ze zijn geen wondermiddel. Het zijn geen snelle zekeringen voor gevoelige elektronica.
De reactietijd is een fractie van een seconde, wat prima is voor motoren en voedingen, maar te traag voor supersnelle digitale chips. Plaats ze altijd in serie met het component dat je wilt beschermen, tussen de positieve voedingsdraad en je circuit. Houd er rekening mee dat ze zelf ook een kleine weerstand hebben (een paar tienden tot een ohm).
Voor heel precieze meetcircuits kan dat storend zijn. Een belangrijke tip: check de 'trip current'.
Dit is de stroom waarbij hij écht uitschakelt. Voor een model met een hold current van 500 mA, ligt de trip current vaak rond het dubbele, dus 1 ampère. Zorg dat je component die piekstroom heel even kan verdragen.
Bewaar je assortiment op een droge, donkere plek. En onthoud: een Polyswitch die vaak moet ingrijpen, geeft aan dat er iets fundamenteel mis is in je ontwerp.
Los dat eerst op. De Polyswitch beschermt je spullen, maar zekeringen plaatsen op de modelbaan is essentieel om een slecht circuit te voorkomen.
Dus, de volgende keer dat je een project bouwt, denk dan aan dat slimme schijfje. Het bespaart je een hoop ergernis en gesmolten onderdelen. Het is de kleine investering die je projecten betrouwbaarder maakt dan ooit.