|
Voor een halve euro koopt u deze module waarmee u laagvermogen lampen met een capacitief aanraakcontact kunt in- en uitschakelen. Wij onderzochten hoe deze module werkt en of zij betrouwbaar is.
|
Kennismaking met de DY-11 aanraakschakelaar
Het uiterlijk
Deze kunststof module, die onder verschillende typenummers wordt aangeboden, heeft als afmetingen 45 mm x 35 mm x 14 mm. Eén zijkant bevat een grote gleuf waaruit vier draadjes van 9 cm komen. Deze draadjes hebben niet bij alle modellen dezelfde kleuren, de volgorde is wél steeds hetzelfde. Als u de module met de draadjes naar links vasthoudt is de juiste volgorde van boven naar onder:
- Fase van het 230 V net.
- Schakeldraad naar een lamp.
- Sensordraad.
- Nul van het 230 V net.
De sensordraad eindigt in een open messing ring van 15 mm diameter die capacitief met de elektronica in de module is gekoppeld. De tweede aansluiting van de lamp gaat uiteraard naar de nul van het net.
 |
Het uiterlijk van de DY-11 module. (© Tech Club Store) |
Wat de module doet
De DY-11 module is een 'touch switch' of aanraakschakelaar. Een beetje elektronica dat 'iets' in- of uitschakelt als u een metalen contact aanraakt. In dit geval is dat 'iets' een laagvermogen 230 V lamp, die zowel resistief als LED kan zijn. Met de module schakelt u lampen tot 40 W in en uit. Let op dat deze module dus niet dimt of ook niet 'three-way' werkt, zoals sommige soortgenoten. Deze modules hebben tussen de modi 'AAN' of 'UIT' een derde modus 'DIM', waarbij de lamp tot een vast ingestelde waarde wordt gedimd.
De elektronica in de DY-11 module
Het printje
In de kunststof behuizing zit onderstaand printje met als afmetingen 40 mm bij 30 mm. Wat onmiddellijk opvalt is dat als triac een zeer laagvermogen type is geselecteerd in TO-92 behuizing: een MAC97A6. Deze heeft een maximale doorlaatstroom van 0,6 A en een maximale geleidingsspanning van 1,9 V. De totale thermische weerstand bedraagt 150 °K/W. Als wij uitgaan van een maximale opwarming tot +75 °C kan deze triac dus ongeveer 0,5 W vermogen dissiperen. Dat komt overeen met een maximale stroom van ongeveer 250 mA. Deze stroom levert, bij de netspanning van 230 V, een maximaal vermogen op van ongeveer 55 W. Het door de fabrikant gespecificeerde vermogen van 40 W lijkt dus een veilige waarde te zijn.
Op te merken is dat de print de mogelijkheid biedt de MAC97A6 te vervangen door een type in TO-220 behuizing. Op de printplaat wordt als type de BT136 genoemd. Deze kan 4 A schakelen en door deze halfgeleider in de print en de MAC97A6 uit de print te solderen kunt u het maximaal te schakelen vermogen flink opschroeven.
Het IC heeft als opdruk K101, dat volgens internet bronnen een kloon is van het bekende IC TT6061A.
 |
Het kleine printje in de module. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het schema van de DY-11 module
In de onderstaande figuur hebben wij het schema vanuit de print lay-out gereconstrueerd. Het eerste dat opvalt is dat het aanraakcontact maar via één condensator C5 met de rest van de schakeling is verbonden. Dat is een potentieel levensgevaarlijke beslissing geweest van de ontwerper(s). Weliswaar staat op die heel erg kleine condensator '1kV' maar dat zijn maar cijfertjes en lettertjes! Als deze condensator zou doorslaan staat er maar een weerstandje van 150 kΩ tussen het aanraakcontact en de rechtstreeks met de netspanning verbonden schakeling. Ter vergelijking: in het door de fabrikant van de TT6061A geadviseerde schema staan er drie condensatoren in serie.
EEN ZEER BELANGRIJK ADVIES
Als u deze module gaat gebruiken adviseren wij u ten stelligste een tweede condensator op te nemen tussen de aanraakelektrode en het printje. Dat kan een condensator van 100 nF en 400 V zijn, dat hebben wij in de praktijk getest.
Het aansluiten van de module
Wellicht ten overvloede geven wij in de onderstaande illustratie nog eens het aansluitschema van deze module. De door ons aanbevolen extra condensator is hierin opgenomen.
De ruststroom van de module
In de UIT-toestand verbruikt de module een stroom van 6,9 mA uit de netspanning. Dat komt overeen met een rustvermogen van 1,59 W.
Het testen van de module met een gloeilamp van 40 W
Wij hebben de module uiteraard getest met de maximale belasting die de fabrikant voorschrijft, een gloeilamp van 40 W. Uit veiligheidsoverwegingen werd de test uitgevoerd via een scheidingstrafo. In de onderstaande foto ziet u de spanning die over de lamp staat. Hieruit blijkt duidelijk dat niet de volledige halve perioden aan de lamp worden aangeboden, maar dat er een kleine fasehoek is na de nuldoorgang waarin de lamp niet wordt gestuurd. Deze fasehoek is echter zo klein dat dit verschijnsel geen merkbare gevolgen heeft voor de intensiteit van het licht. De afplatting van de toppen van de sinus heeft niets te maken met de werking van de module, maar met het feit dat de schakeling via een scheidingstrafo wordt gevoed.
Het warmtegedrag van de module
Wij hebben een 1,5 mm gaatje geboord in het midden van de behuizing en hierin een thermokoppel geklemd. Wij kunnen dus het verloop van de interne temperatuur in de module bij een continue belasting met de 40 W gloeilamp meten. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande grafiek. Na een half uurtje is de interne temperatuur in de module opgelopen tot 65 °C. Na één uur stabiliseert de temperatuur op 66,8 °C.
Overigens isoleert het materiaal van de behuizing uitstekend. Aan de buitenzijde wordt de module niet meer dan een graad of dertig warm.
In de onderstaande figuur hebben wij het schema vanuit de print lay-out gereconstrueerd. Het eerste dat opvalt is dat het aanraakcontact maar via één condensator C5 met de rest van de schakeling is verbonden. Dat is een potentieel levensgevaarlijke beslissing geweest van de ontwerper(s). Weliswaar staat op die heel erg kleine condensator '1kV' maar dat zijn maar cijfertjes en lettertjes! Als deze condensator zou doorslaan staat er maar een weerstandje van 150 kΩ tussen het aanraakcontact en de rechtstreeks met de netspanning verbonden schakeling. Ter vergelijking: in het door de fabrikant van de TT6061A geadviseerde schema staan er drie condensatoren in serie.
 |
| Het schema van de DY-11 module. (© 2021 Jos Verstraten) |
EEN ZEER BELANGRIJK ADVIES
Als u deze module gaat gebruiken adviseren wij u ten stelligste een tweede condensator op te nemen tussen de aanraakelektrode en het printje. Dat kan een condensator van 100 nF en 400 V zijn, dat hebben wij in de praktijk getest.
De DY-11 module in de praktijk
Het aansluiten van de module
Wellicht ten overvloede geven wij in de onderstaande illustratie nog eens het aansluitschema van deze module. De door ons aanbevolen extra condensator is hierin opgenomen.
 |
| Het aansluitschema van de DY-11 module. (© 2021 Jos Verstraten) |
De ruststroom van de module
In de UIT-toestand verbruikt de module een stroom van 6,9 mA uit de netspanning. Dat komt overeen met een rustvermogen van 1,59 W.
Het testen van de module met een gloeilamp van 40 W
Wij hebben de module uiteraard getest met de maximale belasting die de fabrikant voorschrijft, een gloeilamp van 40 W. Uit veiligheidsoverwegingen werd de test uitgevoerd via een scheidingstrafo. In de onderstaande foto ziet u de spanning die over de lamp staat. Hieruit blijkt duidelijk dat niet de volledige halve perioden aan de lamp worden aangeboden, maar dat er een kleine fasehoek is na de nuldoorgang waarin de lamp niet wordt gestuurd. Deze fasehoek is echter zo klein dat dit verschijnsel geen merkbare gevolgen heeft voor de intensiteit van het licht. De afplatting van de toppen van de sinus heeft niets te maken met de werking van de module, maar met het feit dat de schakeling via een scheidingstrafo wordt gevoed.
 |
| De spanning over de 40 W gloeilamp. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het warmtegedrag van de module
Wij hebben een 1,5 mm gaatje geboord in het midden van de behuizing en hierin een thermokoppel geklemd. Wij kunnen dus het verloop van de interne temperatuur in de module bij een continue belasting met de 40 W gloeilamp meten. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande grafiek. Na een half uurtje is de interne temperatuur in de module opgelopen tot 65 °C. Na één uur stabiliseert de temperatuur op 66,8 °C.
Overigens isoleert het materiaal van de behuizing uitstekend. Aan de buitenzijde wordt de module niet meer dan een graad of dertig warm.
Wij zijn uiteraard benieuwd naar wie de veroorzakers zijn van deze thermische energie. Dat is hoofdzakelijk de 2 W weerstand R1, deze wordt 169,2 °C warm. Deze weerstand lijkt een metaaloxide film weerstand (MOF) te zijn. Volgens de specificaties mogen dergelijke weerstanden 155 °C warm worden. Deze weerstand wordt dus iets te heet en ligt bovendien óp de print. Beter kan men een dergelijk onderdeel een paar millimeter boven het oppervlak van de print monteren, zodat er betere luchtcirculatie optreedt en de print niet zo warm wordt.
De triac houdt het bij een comfortabele 31,9 °C. Deze laatste meting zal niet helemaal exact zijn omdat de behuizing van een TO-92 zo klein is dat zelfs het in contact brengen met een thermokoppel een merkbare daling van de temperatuur zal veroorzaken.
 |
| Het temperatuurverloop in de module. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het testen van de module met een LED-lamp van 10 W
Wij hebben de belastingtest herhaald met een LED-lamp van 10 W. Deze schakelt zonder problemen in en uit. De spanning over de lamp ziet er echter nogal vreemd uit, zie het onderstaande oscillogram. Deze oscillaties hebben niets te maken met het type lamp. Ook andere LED-lampen geven hetzelfde beeld. Dit verschijnsel is ook geen gevolg van de voeding via de scheidingstrafo. De aan de module aangeboden secundaire trafospanning ziet er goed uit.
Op de een of andere manier zorgt de interactie tussen de elektronica van de module en de elektronica in een LED-lamp voor het optreden van deze oscillaties op de lampspanning.
.
 |
De spanning over de 10 W LED-lamp. (© 2021 Jos Verstraten) |
Onze conclusie over de DY-11 module
Het zal duidelijk zijn dat wij deze module, ondanks de uiterst lage prijs, niet kunnen aanbevelen. Het is een kwalijk te nemen bezuiniging dat de ontwerpers maar één condensator tussen de aanraakelektrode en de interne elektronica van de module hebben opgenomen. Het thermisch vermogen dat in de 2 W weerstand wordt gedissipeerd is te hoog. Een onderdeel dat +170 °C heet wordt en met deze hitte de overige componenten op een klein printje aanstraalt kan op de lange termijn de betrouwbare werking van deze module niet ten goede komen.
Wat zou het extra kosten als de ontwerpers voor een iets ruimere behuizing hadden gekozen waardoor er ruimte ontstaat voor een tweede 2 W weerstand en een tweede 1 kV condensator en er betere koeling in de module kan optreden? Zelfs als dit de verkoopprijs van deze module tot € 2,00 zou opdrijven zouden wij dat nog steeds een koopje vinden. Het resultaat zou wél een veiliger en betrouwbaarder product zijn!
Three-Way touch controlled switch
