ID.nl logo
Schakelende voedingen: efficiëntie op de vierkante centimeter
© PXimport
Huis

Schakelende voedingen: efficiëntie op de vierkante centimeter

Tot zo’n beetje halverwege de jaren tachtig van de vorige eeuw was voor thuisgebruik eigenlijk alleen de klassieke netvoeding beschikbaar. Met de opkomst van de pc en later ook mobiele apparaten veranderde dat razendsnel. Schakelende voedingen zijn nu de norm. Maar waarom?

Eerst een stukje theorie wat netvoedingen betreft. Standaard werkt het overgrote deel van de kleine elektronica in huis niet op de 230 Volt netspanning; een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. Het gaat altijd om (veel) lagere gelijkspanningen. Vanaf een paar Volt zelfs. Om van die netspanning een veilige laagspanning te maken is in ieder geval een transformator nodig. Niet alleen brengt deze de spanning omlaag, maar zorgt ook voor een galvanische (ofwel elektrische) scheiding tussen de levensgevaarlijke netspanning en de gewenste laagspanning. Een transformator bestaat in z’n eenvoudigste vorm uit twee spoelen waarin een ijzerpakket is gebouwd. Aan de primaire kant wordt de netspanning aangesloten. Doordat deze spoel een magneetveld opwekt, werkt de andere – secundaire - spoel als een soort van dynamo. Ofwel: deze wekt spanning op. De hoogte van de spanning is afhankelijk van de verhouding tussen de wikkelingen van de primaire en secundaire spoel. Stel je hebt een primaire spoel met 3000 wikkelingen en een secundaire met 300. Dan is de verhouding 3000 : 300, ofwel de spanning wordt met een factor 10 verlaagd: 230 / 10 = 23 Volt. Met een beetje simpel rekenwerk kun je zo allerlei spanningen realiseren. Overigens: omhoog transformeren kan óók, maar zie je tegenwoordig niet heel veel meer in apparatuur voor thuis. Vroeger, in de tijd van de buizenradio en beeldbuis-tv was dat omhoog transformeren veel meer gemeengoed.

Gelijkrichten en afvlakken

We zijn er nog niet. We hebben nu een keurige laagspanning. Echter: het betreft hier een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. Dat is hoe de netspanning op de primaire spoel wordt aangeleverd (een transformator werkt alleen met wisselspanning!). Het overgrote deel van de elektronische apparatuur vereist gelijkspanning. Kortom: de wisselspanning moet gelijkgericht worden. Dat kan eenvoudig met een zogeheten bruggelijkrichter, bestaande uit een viertal diode’s (vaak in één elektronisch onderdeel samengebouwd). Is die klus geklaard, dan hébben we weliswaar een gelijkspanning, maar wel een heel bobbelige, bestaande uit halve sinusvormige spanningspulsen. Om daar een mooie, vlakke gelijkspanning van te maken wordt een condensator over de gelijkrichter heen geplaatst. Deze condensator houdt lading (kort) vast, zie het maar als een soort van batterij met een heel korte laad- en ontlaadtijd. Het resultaat: een netjes afgevlakte gelijkspanning. Vervolgens volgt veelal nog een elektronische schakeling die de spanning precies op de gewenste uitgangsspanning houdt, bijvoorbeeld 5 Volt. Ziedaar: het aloude principe van de lineaire voeding.

Meer vermogen, grotere transformatoren

An sich werkt die truc prima en was dan ook decennialang dé standaard voor het beschikbaar maken van laagspanningen voor elektronische apparaten. Nadelen zijn er ook. Ten eerste groeien transformatoren snel al naar gelang er meer vermogen nodig is. Een standaard pc ‘trekt’ al gauw 600 Watt of meer, verdeeld over diverse uitgangsspanningen. Dat zou een enorme en loodzware transformator opleveren. Ook de condensatoren na de gelijkrichter zouden gigantische capaciteiten (en dus afmetingen) moeten hebben. Dergelijke voedingen zag je vroeger wel eens in een mainframe-computer. Veelal was het dan een aparte, zware kast met daarin een grote transformator en een arsenaal aan grote condensatoren. Een laatste nadeel van lineaire voedingen is, dat de efficiëntie te wensen over laat. Veel gaat verloren in de vorm van warmte.

©PXimport

Frequentie omhoog

Nu is het zo, dat transformatoren efficiënter worden al naar gelang de frequentie stijgt. Kortom: als je de frequentie verhoogt alvorens de wisselspanning de transformator in gaat biedt dat voordelen. Gangbaar voor dit soort schakelende voedingen is een frequentie ergens tussen de 20 kHz en 2 MHz. Om een wisselspanning met die frequentie te realiseren, wordt eerst de netspanning direct gelijkgericht. De hoge resulterende spanning wordt door een oscillator gebruikt om een wisselspanning met een frequentie van ergens tussen die genoemde 20 kHz en 2 MHz op te wekken. Die wisselspanning gaat vervolgens een transformator – met nu lekker bescheiden afmetingen – in. Daarna wordt de zaak (weer) gelijkgericht en afgevlakt. Dankzij de hoge frequentie van de wisselspanning is nu maar een relatief bescheiden condensator nodig. Vaak zie je verder dat de oscillator voor de transformator via het spanningsstabilisatiecircuit wordt aangestuurd. Het levert een ongelooflijk efficiënt geheel op meet een hoog rendement. Mits goed uitgevoerd.

Veiligheid

In dat laatste zinnetje hierboven zit ‘m de kern van het probleem. Je hebt vast al gemerkt dat je een schakelende voeding (in de vorm van bijvoorbeeld een telefoonlader) voor een paar Euro op eBay, bij AliBaba of de Action kunt kopen. Terwijl een merklader van bijvoorbeeld Apple, Samsung of Sony beduidend meer kost. Dat heeft alles te maken met kwaliteit en veiligheid. Bij de ultragoedkope adapters is veelal alleen de allernoodzakelijkste elektronica ingezet om een min of meer stabiele uitgangsspanning te realiseren. Vaak is bezuinigd op filters, met als gevolg dat die goedkope adapters verschrikkelijk storen op bijvoorbeeld aangesloten apparatuur, maar ook radio’s en dergelijke in de omgeving. Ernstiger is, dat de gemiddelde Chinese wegwerp-fabrikant het onderwerp veiligheid vaak volledig negeert. En dat bijvoorbeeld geen of niet voldoende scheiding is aangebracht tussen onderdelen die hoog- en laagspanning voeren. Met telkens weer trieste verhalen tot gevolg. Elektrocutie in de badkamer komt nog altijd te vaak voor. Daar zal je geen last van hebben met een correct, veilig en gecertificeerd opgebouwde adapter. Maar een goedkope Chinees kan zomaar de volle netspanning op een van de pinnen van je laadplug hebben staan. Merk je niks van, totdat je én je ladende telefoon én een geaard onderdeel in huis (verwarming, kraan, vol bad) aanraakt. Of je ladende mobiel in het bad laat vallen. Dan gaat het ineens gruwelijk mis.

©PXimport

Goedkoop is duurkoop

Ook zijn de supergoedkope laders vaak ondergedimensioneerd. Hetgeen betekent dat ze ofwel snel warm worden, ofwel een korte levensduur hebben (of allebei). Goedkoop is duurkoop, geldt ook nu maar weer eens. Ja, een merklader is duurder. Maar ook significant veiliger in alle opzichten. Betaal liever twee of drie tientjes voor een veilige lader die de rest van je leven meegaat (de USB-exemplaren zijn voor van alles en nog wat te gebruiken!) dan voor een el cheapo lader van onduidelijke herkomst. Tenzij je van spelletjes als Russisch Roulette houdt.

En die ‘oude’ netvoeding?

Is die klassieke netvoeding nu helemaal verleden tijd? Nee, want dat ding heeft ook zo z’n specifieke voordelen. Een nadeel van schakelende voedingen is dat ze (hoogfrequent) ruis introduceren. Dat stoort op bijvoorbeeld hifi-apparatuur en allerhande andere meer gevoelige elektronica. Nu is die ruis wel weg te filteren, maar dat vergt weer extra elektronica. En op een gegeven moment bereik je een omslagpunt waarbij dat economisch niet meer lonend is. Vandaar dat je in die genoemde hifi-apparatuur nog heel vaak klassieke, niet-schakelende voedingen aantreft. De uitgangsspanning van een dergelijke voeding is – mits goed ontworpen natuurlijk – vrij van HF-ruis en andere hoogfrequente storingen. Voor heel specifieke toepassingen blijft die ‘oude’ voeding dus nog gewoon in gebruik.

©Aleksandr Stepanov

▼ Volgende artikel
Weg met die zweetlucht! Zo krijg je je sportkleding écht fris
© BGStock72 - stock.adobe.com
Huis

Weg met die zweetlucht! Zo krijg je je sportkleding écht fris

Na een stevige sportsessie voel je je voldaan. Je bent trots op jezelf dat je het 'weer geflikt' hebt. Maar je sportkleding? Die ruikt allesbehalve fris. Wassen helpt natuurlijk, maar wat doe je als die geur hardnekkig blijft hangen?

De tips in dit artikel in het kort:

  • Was sportkleding het liefst meteen, maar laat het eerst weken in natuurazijn en water
  • Zet de wasmachine op een sportprogramma of op maximaal 30 graden
  • Gebruik vloeibaar wasmiddel (niet te veel)

Lees ook: Schoenen wassen in de wasmachine, zo doe je dat

Sterke zweetlucht? Natuurazijn!

Om ervoor te zorgen dat de sterke zweetlucht niet in de kleding blijft, gooi je de kleding 15 tot 20 minuten voor het wassen in een bak met koud water en een flinke scheut natuurazijn. De azijn haalt de penetrante geur eruit en verwijdert al wat vuil, maar tast het textiel niet aan. Dit helpt ook bij sportkleding met een oude zweetgeur. Daarna was je de kleding met de wasmachine of met de hand.

Heb je een flinke training gehad en echt geen tijd om je sportkleding voor de volgende wedstrijd te wassen? Je frist je sportkleding tijdelijk op door een plantenspuit te vullen met water en azijn, verhouding: 50/50. Spray het mengsel op het kledingstuk en de zweetgeur is weg. Was de kleding na de wedstrijd wel gelijk.

🧊 Extreem sterke geuren krijg je ook uit je sportkleding door de kleding in een plastic zak te stoppen, deze dicht te knopen en de zak in de vriezer te stoppen. De kou doodt de bacteriën die de zweetgeur veroorzaken. Na 24 uur haal je de zak met kleding er weer uit.

Was je sportkleding niet te heet!

Waarschijnlijk denk je: hup, wasmachine aan op 60 graden. Maar doe dit liever niet. Sportkleding is meestal gemaakt van speciaal materiaal dat sneller droogt, een ademende eigenschap heeft en vocht afdrijft. Deze stof is vaak delicater dan bij gewone kleding. Daarom is het belangrijk dat je de kleding voorzichtig wast, op maximaal 30 graden. Zet de wasmachine op een sportprogramma of een programma voor synthetische kleding. Een heter programma kan ervoor zorgen dat de sportkleding krimpt en het elastiek aangetast raakt. Check altijd voor het wassen het waslabel voor de specifieke wasinstructies van de kleding.

Keer de kledingstukken binnenstebuiten voordat je ze in de wastrommel gooit. Hiermee bescherm je de opdrukken en kleuren aan de buitenkant van je kleding. Bovendien zitten de bacteriën en dode huidcellen toch aan de binnenkant van je kleding. Prop de wasmachine niet te vol, want dan wordt je sportkleding niet goed gespoeld.

©Oriol Roca

💡 Geen zin om je sportkleding meteen in de was te gooien? Trek de kleding wel meteen uit en laat het even uithangen. Als je het op een hoopje op de grond gooit, verspreiden de bacteriën alleen maar meer. En hoe langer je wacht, hoe erger de geuren worden.

Wel: vloeibaar wasmiddel. Niet: wasverzachter

Voordat je uit gewoonte een flinke scheut wasmiddel in de machine giet omdat je sportkleding zo vies ruikt: even wachten. Te veel wasmiddel zorgt er juist voor dat er zeepresten in de stof achterblijven. En dit zorgt ervoor dat de kleding je dode huidcellen nog beter blijft vasthouden. Het gevolg: nare geurtjes waar niemand blij van wordt. Gebruik het liefst vloeibaar wasmiddel, want de resten van waspoeder blijven vaak achter in kleding. Je mag wel een beetje baking soda in de wasmachine doen, dit neutraliseert de zweetlucht.

Veel mensen gooien het liefst ook nog wat wasverzachter met een geurtje bij de was, maar voor sportkleding is dit niet aan te raden. Wasverzachter legt namelijk een laagje over de vezels en verstopt hierdoor de vezels, waardoor de kleding niet meer goed schoon wordt. Hierdoor ruikt je kleding na een sportsessie juist erger naar zweet. En wasverzachter kan de stof en de elasticiteit ervan aantasten, waardoor de kleding gaat lubberen.

©anetlanda

⚠️ Droog je sportkleding liever niet in de droger. Veel sportkleding krimpt door de hitte. Het is veel beter voor de kleding om het buiten aan de lijn te laten drogen of in een ruimte met goede ventilatie.

Toe aan nieuwe sportkleding?

Van sport-bh tot fitnessbroek

▼ Volgende artikel
Slim wonen zonder pottenkijkers: 5 tips voor privacy in je smart home
© Koen Barten | Philips
Zekerheid & gemak

Slim wonen zonder pottenkijkers: 5 tips voor privacy in je smart home

Vanuit je luie stoel de lampen aanzetten of de temperatuur in huis regelen: smart devices zijn er om het leven nét wat makkelijker te maken. Helaas vormen zulke IoT-apparaten ook een risico voor je privacy. Wil je niet alleen slim, maar ook veilig wonen? Met deze tips voorkom je pottenkijkers in je smart home.

In dit artikel lees je: 💡Wat IoT-apparaten oftewel slimme apparaten precies zijn 💡Hoe slimme apparaten aan hun data komen 💡Waarom slimme apparaten een gevaar kunnen vormen voor je privacy 💡Hoe je je slimme apparaten zo instelt dat de kans op een hack minimaal wordt

Lees ook: Slimme stekkers – welke modellen zijn echt zuinig?

IoT (Internet of Things) omvat alle huishoudelijke apparaten die met het internet verbonden zijn, zoals slimme lampen, speakers en thermostaten. Zelfs gordijnen, deursloten en koelkasten kunnen tegenwoordig slim worden gemaakt door ze aan een netwerk te koppelen. Om jou als gebruiker zo goed mogelijk te kunnen bedienen, verzamelen IoT-apparaten de hele dag door data die je gedrag en gewoonten in kaart brengen. Ben je tussen negen en drie niet thuis? Dan weet je slimme thermostaat dat de verwarming omlaag moet, zal het beveiligingssysteem in die uren extra alert zijn op bewegingen rondom je huis en gaat je robotstofzuiger aan de slag om je vloer spic en span te maken. 

Ook jij hebt wat te verbergen

Slimme apparaten komen op allerlei manieren aan hun data, bijvoorbeeld via spraakopdrachten ('Hé Alexa, speel jazzmuziek af'), commando's die je in een app geeft en zelfs via sensoren die beweging, licht en temperatuur detecteren. Al die gegevens worden ergens opgeslagen, en het probleem is dat de meesten van ons geen idee hebben wat er met die data gebeurt. Vaak vinden we dat ook helemaal niet zo interessant: we denken immers al snel dat criminelen niets met onze data kunnen. Maar als je denkt dat je niets te verbergen hebt, heb je het mis. Cybercriminelen die toegang krijgen tot je smart home kunnen veel meer dan alleen je lampen bedienen. Ze kunnen je bankgegevens stelen (bijvoorbeeld via een gehackt apparaat dat toegang geeft tot je thuisnetwerk), het alarmsysteem van je woning uitschakelen en persoonlijke gesprekken afluisteren via je slimme speaker – om maar een paar voorbeelden te noemen. Hoe meer slimme apparaten je in huis hebt, hoe groter de kans dat er ergens een datalek ontstaat. Dat wil je natuurlijk voorkomen.

©StockPhotoPro

Er zijn allerlei manieren om je smart home te beschermen tegen pottenkijkers. Als je niet zo technisch aangelegd bent, kunnen zulke tactieken je al snel overweldigen. Daarom houden we het bij een aantal algemene tips die voor iedereen makkelijk uit te voeren zijn en die toch een groot verschil kunnen maken in de beveiliging van je smart home.

Tip 1: Kies voor een betrouwbare fabrikant

Het merk van je slimme apparaten kan veel zeggen over hoe goed deze apparaten van zichzelf beveiligd zijn. Gerenommeerde merken zoals Philips, Homey en Amazon hebben immers een reputatie hoog te houden als het om veiligheid gaat. Bovendien moeten producten van A-merken in Europa aan strenge eisen voldoen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een merkloos model van een Chinese fabrikant. Laat je dus niet verleiden door aantrekkelijke deals terwijl je aan het browsen bent: als ze te mooi lijken om waar te zijn, zijn ze dat waarschijnlijk ook. Als je twijfelt of een merk betrouwbaar is, doe dan eerst uitgebreid onderzoek. Lees onafhankelijke reviews, onderwerp de webshop van het betreffende merk aan een kritische blik en controleer of het merk voldoet aan Europese keurmerken. 

Tip 2: Kies sterke wachtwoorden

Slimme apparaten worden doorgaans geleverd met een standaard wachtwoord waarmee je op de bijbehorende app kunt inloggen. Veilig zijn deze wachtwoorden niet. Sterker nog: een standaard wachtwoord aanhouden is haast net zo onveilig als helemaal geen wachtwoord op je smart device hebben. Het is dus belangrijk dat je het wachtwoord al tijdens de installatie van het product verandert in een unieke en sterke variant. Een sterk wachtwoord bestaat uit letters, cijfers én speciale tekens. Verwerk nooit je naam, geboortedatum of adres in het wachtwoord. Geef ook elk slim apparaat een uniek wachtwoord, zodat je andere apparaten bij een hack veilig zijn. En schakel tweestapsverificatie in als dat kan: hiermee voeg je een extra beveiligingslaag toe, zodat anderen niet zomaar kunnen inloggen als ze je wachtwoord weten. 

Tip 3: Maak gastnetwerken aan 

Je wifi-netwerk is voor criminelen een ware goudmijn. Krijgen criminelen toegang tot je wifi, dan kunnen ze niet alleen alles zien wat jij op het internet doet, maar ze kunnen ook slimme apparaten overnemen die op dat netwerk zijn aangesloten. Het is daarom verstandig om gastnetwerken aan te maken voor je slimme apparaten. Hiermee isoleer je het netwerk van deze apparaten van het hoofdnetwerk, wat de kans op een datalek flink verkleint. Ook verklein je op deze manier het risico dat hackers via een zwak beveiligd slim apparaat toegang krijgen tot bijvoorbeeld je laptop, e-mail of bankzaken op het hoofdnetwerk. 

Ook slim is het uitschakelen van de functie Universal Plug and Play (UPnP) op al je slimme apparaten. Deze functie helpt om via wifi automatisch met andere smart devices te verbinden, maar vergroot ook het risico dat je apparaten van buitenaf toegankelijk worden. 

©TStudious - stock.adobe.com

Tip 4: Houd je apparatuur up-to-date

Wacht je altijd weken of zelfs maanden voordat je een nieuwe software-update op je apparaten uitvoert? Foute boel! Updates hebben niet alleen als doel de functionaliteiten van je slimme apparaten te verbeteren, maar zijn er ook om beveiligingslekken te dichten die in eerdere versies zijn opgemerkt. Download je deze updates niet, dan laat je in feite de digitale achterdeur openstaan voor criminelen. Maak er daarom een gewoonte van om iedere week te checken of er nieuwe updates beschikbaar zijn en download deze dan direct. Het is slechts een kleine moeite die een groot effect kan hebben op je privacy.

Tip 5: Controleer de privacy-instellingen

Slimme apparaten komen doorgaans met standaardinstellingen die toestemming geven om bepaalde gegevens te verzamelen of op te slaan. Dat is vaak gunstig voor de fabrikant, maar als je geen pottenkijkers in huis wilt, is het zaak dat er zo min mogelijk gegevens van jou in de cloud terechtkomen. Gelukkig kun je de privacy-instellingen van je slimme apparaten meestal wijzigen. Zo kun je op veel slimme apparaten instellen dat de opnamegeschiedenis direct verwijderd wordt. Sommige apparaten sturen automatisch gegevens naar de fabrikant voor verbeteringsdoeleinden; ook dit kun je vaak uitschakelen. Zet ook altijd functies uit die je niet gebruikt. Gebruik je de spraakbediening op je slimme speaker niet? Schakel de microfoon dan helemaal uit. Zo verklein je in elk geval de kans dat je wordt afgeluisterd.

Je huis slimmer maken?

Slimme stekkers!