Rant: 11,2 Watt – Var ingeniørerne på svampe?!?

Jeg er VRED!

Under jagten på strømtyve i mit hjem kom jeg til at tænke på, at da vi fik nyt køkken for ca. 6 år siden, fik vi installeret nogle fancy “skuffeskubbere”, som gør at man ved at puffe let til skuffen med knæet trigger en mekanisme som skubber skuffen ud. Det er faktisk ganske bekvemt, når man har favnen fuld af tallerkner.

Inde bagved hver skuffe sidder der en mekanisme med en fjederbelastet arm, som trigges når skuffen trykkes 0.5 cm ind, og derefter med motorkraft puffer til skuffen. Smart – og da den jo bare sidder og venter på en mekanisk påvirkning for at tænde, kan den umuligt bruge særlig meget strøm. Right? RIGHT?

Jeg afmonterede skufferne i et skabsmodul og kastede et nysgerrigt blik ind.

Første spørgsmål: Hvorfor i alverden har man monteret lysdioder på moduler som er placeret inde i et skab bagved skuffer, og som derfor aldrig bliver set?!?

Nå, en lysdiode i et veldesignet produkt behøver ikke mere end 0,5-1 mA for at give en fornuftig lysintensitet, så ingen grund til bekymring.

…men så berørte jeg et af modulerne: Hvad er nu det! Mærkbart varmere end omgivelsestemperaturen, hvilket er en stensikker indikation af at der forbruges strøm!

Nå, frem med effektmåleren – og dér sprang jeg nærmest en sikring:

5,6 Watt i tomgangsforbrug! Er de da skingrende sindssyge? Bemærk, at jeg har to parallelle systemer, et for hver side af køkkenet, så det samlede, KONSTANTE forbrug er 11,2 Watt!

Lad mig perspektivere for dig. I de 6 år jeg har haft dette system, har det kostet mig

Til giver det en pris på næsten 1500 kr. Lad mig gentage: 1500 kr for ingenting!

Når jeg prober temperaturen kan man tydeligt se at jeg i årevis har betalt dyre penge for at opvarme bagsiden af mine skuffer (33,7 grader på strømforsyningen og 28,5 grader på servoenheden – omgivelserne omkring 21 grader)

Måler jeg direkte på en af servoenhederne kan jeg se, at den trækker 20 mA ved 24V, svarende til et konstant effektforbrug på 0,5W. Det er helt ubegribeligt! Med 6 servoenheder per side giver det et strømforbrug på 3W per side, og de resterende 2,6 W per side spildes så i strømforsyningerne.

Se en gennemgang/måling af servoenheden her

Strømforsyningen er rated til max. 2A ved 24V, og det er generelt svært at lave strømforsyninger effektive både ved høje og ved lave belastninger på samme tid. Det forklarer til dels den ualmindeligt ringe effektivitet på kun godt 50%. Jeg havde nu nok – når man påtænker at hvile situationen vil udgøre mindst 99,988% af produktets levetid (et skub tager ca 1 sekund, og jeg estimerer gennemsnitligt max 10 skuffeåbninger i døgnet) have prioriteret effektiviteten i den nedre ende højest.

Strømforsyningen kunne bygges meget smartere, hvis man tænker lidt over forbrugsmønsteret.

Der er tale om et meget lavt forbrug det meste af tiden og så lejlighedsvis et voldsomt strømtræk i en kort transient.

Man kunne overveje at designe strømforsyningen til at levere en meget mindre konstant strøm (hvor den vil være effektiv), og så oplade en capacitorbank, som kan levere de større strømme i korte bursts.

Hvordan i alverden kan man designe den servo-enhed så katastrofalt dårligt, at den trækker 0,5 Watt på at sidde og vente på en mekanisk påvirkning fra skuffen? Det er jo ikke som f.eks. et TV, der skal lytte efter et signal fra IR fjernbetjeningen, eller en PC der venter på Wake-On-LAN. Her er der i sagens natur en vis mængde elektronik som skal være aktivt og dermed forbruge strøm. Her er det en mekanisk kontakt. Den har ikke brug for strøm!

Hvis jeg selv skulle lave det, så ville jeg for det første undlade at putte en always-on LED i designet. Hvis montørerne virkelig har brug for en LED for at se om der er strøm på, så tilføj da en trykkontakt, så LED’en kun lyser ved et tryk. Og hvis nogen skulle overveje at sige, at en trykkontakt øger BOM kosten, så lad mig afsløre at prisen på de dimser så RIGELIGT efterlader plads til de par øre en trykkontakt koster!

Dernæst vil jeg konstruere et latching kredsløb alá dette, hvor en MOSFET tænder motoren ved et tryk på en knap, og slukker den igen ved et tryk på en anden knap.

Den første knap aktiveres ved at skuffen trykkes de 0,5 cm ind, og den anden knap aktiveres når servoarmen når sin maksimale vinkel. Armen er fjederbelastet og vil derfor returnere ved fjederkraft.

Tomgangsstrømmen i dette kredsløb vil være i nano-til-mikroampere området, altså allermindst en faktor 1000 lavere! Der er ingen undskyldning – Det er helt unødvendigt at futte næsten en halv Watt af, og derfor er det et komplet idiotisk design!

Hvad bitcher du så for, Steen? Lav da den ændring på enhederne! Det er ikke så nemt, da en sådan ændring ville kræve mekaniske modifikationer på hver enkelt af de mange servo-enheder. Det er mit liv for kort til, så jeg vil benytte en anden metode.

Jeg vil beholde enhederne og strømforsyningen uændret, men konstruere og tilføje et timerstyret relæ, som aktiveres på samme måde som relæ-enhederne med en kontakt. Efter et forudbestemt tidsrum slukkes der automatisk for strømmen igen.

 

Timerkredsløbet kan laves på mange måder, hvor en klassisk metode er at benytte en 555-timer kreds, men jeg vælger at lave det endnu simplere med et RC-led og en transistor.

Se hvordan man regner på et RC-baseret timerkredsløb her:

Jeg har implementeret kredsløbet på mit breadboard, og gennemgår her nogle praktiske målinger og demonstrerer komponentværdiernes indflydelse på tidsforsinkelsen.

Dimsen skal selvfølgelig bygges, og jeg har valgt at indbygge den i et LK underlag. I første omgang overvejede jeg at tage strømmen direkte fra 230V forsyningen med et transformerløst design (kan laves med en zenerdiode, en diode og en cap), som vil kunne laves komprimeret nok til også at passe ind i samme underlag, men for det første er det farligt at rode med kredsløb som hænger direkte på netspændingspotentialet, og for det andet er jeg ikke sikker på at jeg kan få en tilstrækkelig effektivitet i en så simpel løsning.

Derfor benytter jeg en ekstern strømforsyning fra en gammel router. Det er en mere sikker løsning og den er ganske effektiv. Under 0,1 Watt i tomgang.

Jeg lod videokameraet køre medens jeg samlede dimsen. Det tog ca en time, som jeg har kogt ned til en 4 min time-lapse.

Kontakten er af microswitch typen, og den skal placeres, så den trigges når der trykkes på skuffen skuffen. Jeg modificerede et gammel beslag til at holde microswitchen – bemærk kun en skrue, så jeg kan justere afstanden.

Her er beslaget monteret på skinnen. Jeg borede et hul og isatte en standard spånskrue (aluminium er ret blødt).

Det var det. Med denne modifikation er tomgangsforbruget gået fra 5,6 Watt per side til 0,1 Watt per side, og jeg sparer dermed 2-300 kr om året. Det lyder måske ikke af så meget, men tænk lige på hvad det betyder over køkkenets levetid (20 år?).

Ulemper? Ja, man skal lige vænne sig til at skuffen skal have et “start puf”, som I kan se i denne demonstration af dimsen.

Andre løsningsforslag?

Forbinde til en kontakt på væggen – Det er faktisk hvad der foreslås i databladet fra Blum (de er altså godt klar over at strømforbruget er højt…). Det nævnte min køkkenleverandør ikke noget om i sin tid. Havde han gjort det, havde jeg iøvrigt afslået at få elskuffer i det hele taget.

En PIR sensor – Hvis man kan finde et diskret sted at placere en PIR sensor ville det være en mulig løsning. Nemmere at installere end den beskrevne løsning, men vil til gengæld tænde for skufferne hvis du bare opholder dig i køkkenet, så ikke helt så energibesparende.