Onderwerp: Het onderdrukken van elektromagnetische storing

Zelfbouw schakelingen voor het onderdrukken van elektromagnetische storing in 12VDC boordnetten op plezierjachten. deel 1
Ik ben al jaren prettig gestoord, maar als je wordt gestoord is dat niet prettig. Wat merk je als je elektromagnetisch wordt gestoord?
Als je met een BBM op benzine vaart hoor je - naast het gebrom van de motor - ook een tikkend geluid op je radio of marifoon, dan ben je gestoord. Ben je aan het zeilen, dan is het heerlijk rustig zoals dat bij het zeilen hoort.
Deze vorm van storing wordt veroorzaakt door de ontsteking van de motor. Dit zal niet even sterk zijn als je van de AM middengolf naar de FM gaat of dat je aan het uitluisteren bent op de marifoonkanalen (ook FM).
Oh, je hebt een diesel, die heeft geen ontsteking en dan heb je dat niet.
Heb je een hele oude dieselmotor met een gelijkstroom dynamo met een stroom/spanning automaat, dan kan die storing opleveren in de vorm van een ‘krrrr’-geluid dat wordt veroorzaakt door het schakelen van de contacten van de stroom/spanning automaat. Is het niet de stroom/spanning automaat, dan zijn de koolborstels over de collector nog een leuke storingsbron met een ‘rrrrr’ geluid met een toonhoogte afhankelijk van het toerental van de dynamo (en dat is weer afhankelijk van het motortoerental).
Moderne diesels hebben meestal een wisselstroom dynamo en een elektronisch geregelde spanning en stroom en die veroorzaken minder storing. Zet de motor uit en man, wat is het dan lekker stil.
Natuurlijk kun je de service accu aan boord met de motor opladen, maar dan moet wel de motor aan en als je dat eigenlijk niet wilt omdat je van de stilte wilt genieten… Nou, dan ben je in de aap gelogeerd. Dan kun je met een zonnepaneel de service accu een beetje bijhouden. Bij wisselend bewolkt weer gilt de MPPT regelaar van enthousiasme op je marifoon op het blokkanaal als de zon weer op je zonnepaneel gaat schijnen. Weg rust (en weg marifoon communicatie).
Om dat zuinige notebookje onder weg te laden gebruik je een step up converter (boost converter) om de spanning naar 24V op te krikken. Da’s mooi man! Het ding werk ook goed op een zonnepaneeltje (ja, maar niet ’s nachts @X&#*!). De marifoon is meteen je zonnepaneel monitor omdat een harmonische van de schakelfrequentie goed hoorbaar is bij uitluisteren op het blokkanaal. Het is net of de marifoon naar mooie meiden aan het fluiten is als de zon schijnt.
Wordt de notebook accu geladen, dan kun je op de FM niets ontvangen, de ruis uit de luidspreker overstemt het radio signaal.

Van storingsbron naar de auditief gestoorde
Alle elektromagnetische storing is alleen merkbaar via een radio-ontvanger en komt als gekraak, geknetter, ruis of een fluittoon. Soms gaat het weg als je naar een andere golflengteband omschakelt.
Om de luidspreker of oortelefoon te bereiken moet het stoorsignaal opgevangen worden door de antenne van de radio-ontvanger en dan worden versterkt om te worden weergegeven. Zo kun je de bliksem van het onweer horen of een hele sterke zender (ook als je daar niet op hebt afgestemd). Draadloze datatransmissie is hier minder gevoelig voor omdat daar afspraken zijn gemaakt aan welke eisen de data transmissie moet voldoen (bv full duplex, Rtx, Rts, parity). Dit kan wel betekenen dat de hele datatransmissie stopt, met als achterliggende gedachte: ‘beter geen data, dan valse data’. Hoogfrequente storing komt meestal in de vorm van ruis en die is dan door een squelch regelaar te onderdrukken.
Storing hoeft niet via de antenne te komen. Storing kan ook via de voedingspanning in de radio komen en veroorzaakt dan hetzelfde ongemak.
Het meest complexe geval is storing die via het boordnet de radio binnenkomt om vervolgens naar de antenne aansluiting ‘over te springen’ en via de luidspreker je knettergek te maken. Remedie? Gebruik goede coaxkabel en sluit die aan zoals dat hoort, de binnenkant is voor het signaal en de buitenkant moet aan de ‘radio aarde’.

Squelch
Met een squelch regeling maak je een ontvanger minder gevoelig voor de binnenkomende signalen. Er wordt een soort van drempel gemaakt waar alle signalen die minder sterk zijn dan het gewenste signaal ‘achter’ blijven en uiteindelijk niet worden gehoord. Is echter het stoorsignaal net zo sterk of sterker dan het gewenste signaal, dan heb je er wel last van want de storing bereikt dan de luidspreker en wordt hoorbaar.
Squelch heeft een aantal standen en kan worden ingesteld op een stand waarbij alleen een signaal dat boven de ruis uitkomt hoorbaar is. Is dat signaal niet aanwezig, dan is de radio ‘oorverdovend stil’.

Aarding
Het gaat hierbij om ‘radio aarde’ en niet om ‘veiligheidsaarde’ of P(rotective)E(arth). Bij een boordnet tot 60VDC is PE niet noodzakelijk, al mag het wel. Leg je die aarding aan, dan introduceer je een gamma aan mogelijkheden voor ellende zoals aardlussen, elektrolytische corrosie, zwerfstromen en potentiaal shifts om er maar een paar te noemen. Heb je een metalen boot (aluminium of staal) dan moet je daar goed over nadenken voordat je de installatie gaat aanpassen, uitbreiden of veranderen.
Bij een polyester boot ligt dat anders. Je bent dan verplicht met een plus (+) en een min (–) leiding te werken, anders blijft het licht uit. De min is niet hetzelfde als ‘aarde’ al wordt deze vaak wel als ‘radio aarde’ gebruikt en dan heb je de poppen aan het dansen. Eenmaal de min als radio aarde gebruikt dan is dat door de hele boot zo. Dat kan storing verhelpen, maar ook introduceren…
Een ontvanger heeft een antenne nodig om een elektrostatisch veld op te vangen en dan via een ‘afstemkring’ een zender te selecteren en het geluid aan de luidspreker door te geven. De ‘antenne stroom’ loopt door die afstemkring naar aarde. Bij voorkeur is die aarde dan in de vorm van een draad aangesloten op een kraan… Op een boot is dat niet evident, er is niet altijd een kraan of de kraan heeft geen koperen leiding die door de grond loopt en zo een ‘aarde’ vormt. Is de boot van metaal, dan kun je een aansluiting voor aarde maken op een spant en die gebruiken voor de aarde. Een aansluiting op één van de kielbouten van de kiel werkt ook goed, maar je zou kunnen merken dat je boot is drooggevallen als de radio op een gegeven moment het minder goed doet.
Oh, je bent geen ‘modderkruiper’, ja, dan ga je dat niet merken.
Het resultaat is dat je minder storing en ruis hebt en dus een verbeterde ontvangst.
Aan de andere kant, heb je de radio aarde slecht aan een spant of kielbout vastgemaakt, dan kan deze ook veel storing veroorzaken. Goed vastzetten kan de beste ontstoring zijn!

Smoorspoel
Met een smoorspoel ‘smoor’ je wisselstroom. Het werkt ook voor spanning/stroompieken die worden gemaakt door relaiscontacten, koolborstels op de collector (ook wel commutator), schakelende voedingen, spanningspieken veroorzaakt door onweer, statische ladingen van fleece dekentjes en zo meer.
Zet je een smoorspoel in de voedingslijn van een apparaat, dan zal er bij stroomdoorgang een magnetisch veld worden opgebouwd en magnetische lading in de smoorspoel worden opgeslagen. Volgens de wet van Lenz wordt de stroom die het veld opbouwt tegen gewerkt door een stroom die ontstaat door het veld dat wordt opgebouwd en smoort de smoorspoel de stroompiek en is deze aan de andere kant sterk verminderd of zelfs verdwenen.
Sluit je een luidspreker aan, dan zou je de pieken als gekraak, geruis of een toon kunnen horen. Na de smoorspoel zijn de pieken weg of in elk geval gereduceerd en hoor je niets meer uit de aangesloten luidspreker.

Condensator
Met een condensator maak je een reservoir voor elektrische lading. De eerste condensator werd in Leiden uitgevonden en werd daarom ‘de Leidsche flesch’ genoemd en aan de spelling is te zien dat dit al wel enige tijd geleden is.
Bij aansluiting op gelijkstroom zal de condensator zich opladen tot de hoogste aansluitspanning. Is dat ten gevolge van een spanningspiek, dan slaat de condensator dat op en op het moment dat de spanning lager wordt (na de piek) dan stroomt er lading uit de condensator om de lager wordende spanning ‘op te krikken’. Zo worden de ladingspieken afgevlakt tot een vlakke spanning. Nou ja, in elk geval een vlakkere spanning. Sluit je een luidspreker aan op een geheel vlakke gelijkspanning, dan hoor je niets, het zijn pieken op de gelijkspanning die voor het geluid zorgen.
Oh ja, je hebt last van storing op de radio als je de kajuit verlichting aan doet… Nou, dan doe je die gewoon uit of je gebruikt een petroleumlamp. Die stinkt wel en is brandgevaarlijk, maar stoort gegarandeerd niet op je radio en is heel romantisch...
Gebruik geen Petromax petroleum vergasser! Die geeft wel een bult licht, maar ruist harder dan een OC13 transistor of een µA741 op amp.

Plaatsen om een ontstoor filter op te nemen
Het is het beste het filter daar op te nemen waar de storing ontstaat zodat de storing zich niet over het boordnet kan verspreiden. Het helpt als je dan weet wat de bron van de storing is.
Storing vanuit de dynamo
De storing vanuit de dynamo komt meestal via de kabel naar de accu. De accu heeft een lage weerstand en de stroom naar de accu kan heel hoog zijn. Een grote ‘ferrietkraal’ kan de storing geheel onderdrukken en vraagt niet veel werk om aan te leggen. Die ‘kralen’ komen vaak in de vorm van 2 halve buisjes in een kunststof clip en kunnen om de kabel worden vastgemaakt zonder dat deze hoeft worden doorgeknipt. ‘klip, klap, klaar’. Motor starten en beoordelen of de storing er nog is.
Ja, is het er nog? Klip er nog een kraal omheen.
Storing door de ontsteking
Er zijn maar weinig inboard benzine motoren en als je last heb van storing door de ontsteking, zal dat meestal van een bbm op benzine komen.
Is het een bbm met een lichtspoel en gelijkrichter die je gebruikt om een huisaccu bij te laden om kajuit verlichting en een radio te gebruiken, dan zit het er dik in dat de draden naar de accu de storing binnen brengen. Een π -filter met alleen een smoorspoel in de plus leiding en het is klaar. Soms is een ‘dikke’ elektrolytische condensator al voldoende.
Oh, toch niet klaar? Dan is waarschijnlijk de ontsteking ooit ‘gerepareerd’ en is de supressor kap ooit vervangen omdat deze sluiting naar aarde maakte (de meest voorkomende panne bij het gebruik van suppressor kappen met een metalen buitenkant).
En als er nu geen lichtspoel op de motor zit?
Dan kun je er ook geen storing mee op je boordnet krijgen!
Ja, maar het ding stoort wel!
Dat komt dan met zekerheid van de bougiekabel en de bougiekap. Als de motor het nog waard is, een nieuwe, ontstoorde ontsteking erop laten zetten door de dealer.
Storing door converters (buck- boost- DC/AC)
Niet iedereen vindt ze mooi, zonnepanelen, maar ze geven geen storing op de radio. De gelijkspanning van een zonnepaneel is mooi vlak en daarmee storingsvrij.
Het is de laadregelaar die voor storing kan zorgen, de zonnepanelen zelf doen dat niet.
Een regelaar die is gebaseerd op het analoog regelen van de laadspanning, levert geen storing op. Een pulsbreedte regelaar kan wel degelijk storing opleveren, een MPPT regelaar met een boost-buck regelaar kan je horendol maken.
Schakelende voedingen en schakelende regelaars ontstoren doe je het beste met een π –filter. De stroom aan de uitgang van deze dingen komt zelden boven de 10A en een draaddoorsnede voor de wikkeling van de smoorspoel van 4 tot 6mm² is daarvoor voldoende.
Een walstroom lader in de vorm van een acculader voor 12V accu’s kan een 100Hz brom opleveren, maar met een flinke ontstoring condensator snoer je die wel de mond.
Bovendien gebruik je de walstroomlader meestal in de haven. Dan moet je voordat je gaat varen de lader voor het boordnet eerst afkoppelen, zegt de havenmeester! Dan bromt de lader niet en de havenmeester ook niet!

Er komt een deel 2 met meer praktijk.
Calidris, sorry voor de lange post! Groeten, Peper.

Peper schreef :

Zou het gebruiken van onderdelen die aan de regelgeving alhier voldoen, en deze goed installeren niet beter helpen? Het is hier immers verboden om dingen op de markt te brengen die je radio storen.

Overigens is het merendeel van je verhaal geen elektromagnetische storing, maar storing op de boordspanning. Iets heel anders.

Filters plaatsen zonder dat je weet wat je doet introduceert ook weer veel andere ellende..

boarderbas schreef :
De 1e alinea is pure theorie, de praktijk noopt ernstig tot actieve handelingen.

De laatste alinea ben ik niet met je eens; je kan nooit genoeg filteren en je ondervindt bij teveel filters er geen hinder van.

Seen it, done it, been there

DIY

Een condensator zelf maken
Wil je dat echt?
Leg 2 banen aluminiumfolie op een pagina van een krant en leg tussen de 2 lagen aluminium folie ook een pagina van een krant. De lagen aluminium folie mogen elkaar niet raken en krijgen uiteindelijk een eigen draadaansluiting. Rol het geheel op en lijm het vast met epoxy lijm of montage lijm. Dan is je papier-condensator klaar.
Wat de capaciteit is? Geen idee. Wat de maximale spanning is? Het zou best eens 50V kunnen zijn, maar je hebt garantie tot aan de stoeprand. De kwaliteit of Q-factor zal allerbelabberdst zijn en je kunt beter een paar condensatoren bij Conrad of AliExpress bestellen. Die zullen veel kleiner zijn en veel beter zijn.
(vlnr) Keramische condensator voor 50V en een elektrolytische condensator voor 50V en een keramische condensator voor 3000V



Voor een redelijke storingsonderdrukking bij lage frequenties moet je een condensator van 1000µF 50V gebruiken. Dit zijn elektrolytische condensatoren en zij werken goed bij storingen met lagere frequenties (tot 25kHz) Een lagere waarde is een te klein reservoir om lading in op te slaan. Bij hogere frequenties hoef je geen hoge capaciteit te gebruiken en is 10 tot 100nF 50V een acceptabele waarde. Hiermee kun je veel spike’s – er zijn elektrotechnici die dan spreken over ‘gras’ omdat het lijkt op gras op een groene kathode straalbuis – uitsmeren tot een gelijkmatige spanning. Om zowel hogere als lagere frequenties te kunnen onderdrukken, worden elektrolytische condensatoren en keramische condensatoren samen gebruikt.
Gebruik je zilver-mica condensatoren, dan betaal je de hoofdprijs, maar zij hebben de hoogste Q-factor. Enkellaags en meerlaags keramische condensatoren staan op de 2e plaats op de kwaliteitslijst en kosten een drol.
Een ontstoring smoorspoel zelf maken
Dat kun je doen van een M6 boutje, al moet je van de kwaliteit niet teveel verwachten… Neem een M6 x 80mm boutje en wikkel daar netjes 40 windingen van 1mm geëmailleerd koperdraad op. De windingen moeten netjes naast elkaar liggen en niet over elkaar! Dat laatste noemen ze ‘wild gewikkeld’. Door wild wikkelen neemt de paracitaire capaciteit toe en kan hoogfrequent stroom door de capaciteiten lopen en niet meer worden gesmoord. Bij hoge frequenties (ruis) werkt de smoorspoel dan niet.
‘Tam’ gewikkelde smoorspoel op een staafkern
Smoorspoel uit een moederbord gesoldeerd. De smoorspoel gaat storing tegen op de 3,3V voedingspanning van de CPU.



Wild gewikkelde smoorspoel op een ringkern
Geschikt voor ontstoring van stoorsignalen met een lage frequentie.



Gelijkmatig, goed gespatieerde wikkeling op een ringkern.



Geringe paracitaire capaciteit, de smoorspoel is geschikt voor een breed frequentie gebied tot zeer hoge frequenties.



Zorg dat de lak van de koperdraad bij het wikkelen niet stuk gaat!
Mijn eerste auto was een 1959 VW kever met een 28pk 1200cc motor en 6V boordspanning uit een gelijkstroom dynamo met koolborstels, een stroomspanning automaat met relaiscontacten. Alles wat daar aan storen kon stoorde dus ook, maar er moest en zou een autoradio in komen!
De voornaamste storing was afkomstig van de ontsteking en nadat ik het draadje naar de bobine met 6 wikkelingen om een M6 boutje had gewikkeld en met isolatieband had vast gezet, had ik een storingsvrije ontvangst op de AM-middengolf! (FM zat er niet op.)
Totdat ik de ruitenwissers aanzette… toen was het ‘VROEH, VROEH, VROEH, VROEH, VROEH’ uit de luidspreker. Nog een boutje? Ja, nog een boutje, effe een paar slagen wikkelen en het was geklaard. Voor de ‘goedkope Jopie’s’, een dikke stalen spijker in plaats van een boutje werkt ook!
Het kan dus wel goed werken. Alles is te koop en je kunt ferriet ringkernen kopen waar je dan de draad door kunt voeren. Dat staat strakker dan een los hangend M6 boutje of een spijker.

De kern
In de kern van een smoorspoel wordt het magnetisch veld opgebouwd en opgeslagen. De kern wordt gemaakt van een ferromagnetisch poeder zoals ijzer- zink- en nikkelpoeder, dat in een keramisch materiaal wordt gesuspendeerd (opgenomen). Het poeder is elektrisch geleidend, maar als het in de ‘pottenbakkersklei’ is opgenomen, zijn de metaaldeeltjes elektrisch ‘los van elkaar’ en niet meer samen één geleidend geheel. Daarna wordt de klei gebakken en er ontstaat een niet geleidend kernmateriaal dat wel ferromagnetisch is. Er ontstaan op deze manier geen wervelstromen in het kernmateriaal en dus ook geen verlies van energie door warmte.
Ringkernen.



Geschikt voor hoge stoorfrequenties (ruis). Het is ook mogelijk de kern te gebruiken als hoogfrequent transformator tot in het MegaHerz gebied. Storingreductie (zelfs tot 0) is haalbaar door de ring over de leiding te schuiven.

Zit er veel ijzer en nikkel in de kern, dan kan er veel magnetische lading in worden opgeslagen. Er komt een punt dat er niet meer magnetische lading in kan worden opgeslagen en op dat punt spreekt men van ‘magnetische verzadiging’ van de kern. Bij verzadiging van de kern stopt het smoren van de spoel en blijft de storing bestaan. De verhouding tussen keramiek en metaal in de kern bepaald ook tot welke frequentie van de storing de smoorspoel nog ‘smoort’. Gaat het om storing van relais contacten of koolborstels, dan hoeft de kern niet geschikt te zijn voor hele hoge frequenties en kan ‘een boutje’ hele goede resultaten bieden. Ruis bestaat vaak uit een hoge frequentie storing en dan werkt een ‘ferrietkern’ beter dan ‘een boutje’.
Bij ringkernen lopen de magnetische veldlijnen voornamelijk in het kernmateriaal, zogenaamde strooivelden komen maar heel beperkt voor en zo komt storing door strooivelden bij ringkernen ook niet veel voor.

De wikkeldraad
Wikkel je zelf een smoorspoel… Dan moet je jezelf afvragen hoeveel stroom er zal gaan lopen en op die stroom moet je de dikte van de draad aanpassen. Voor transformatoren en smoorspoelen geldt dat er 3 tot 5 Ampère per mm2 draaddoorsnede aan stroom mag lopen. Kom je boven die waarde, dan wordt de spoel (te) warm in gebruik. Wil je 100A vrij maken van storing, dan moet de ontsporingspoel minimaal met 20mm2 draaddoorsnede worden gewikkeld. Dat is nauwelijks te krijgen in een massieve leiding en meestal wordt er gebruik gemaakt van een soepele leiding (een litze) die door een grote ringkern wordt gevoerd. Dan heeft de gevormde smoorspoel maar 1 winding, maar dit is vaak voldoende omdat de kern van de spoel niet in verzadiging zal gaan.

Een π-filter zelf maken
Dit is de ‘hoge school van de storingsfilter techniek’.



Bij installaties waarbij het frame als geleider voor de min leiding wordt gebruikt zoals bij auto’s, bromfietsen, fietsen en boten, zul je meestal maar één draad tegen komen die spanning voert. Dit is meestal de + draad die de stroom voert. De – aansluiting wordt dan gevormd door het frame of chassis.
Een verbrandingsmotor met een dynamo zit dan ‘met de min aan massa’ en alle onderdelen voeren de stroom af naar de romp of het chassis. Er is dan geen min leiding. Dit spaart een hoop duur koperdraad uit. Dat werkt heel goed bij een metalen boot. Bij een polyester of epoxy boot is de romp niet geleidend en zul je voor de min moeten investeren in elektrolytisch zuiver koper.

Een π (pi) filter heeft een enkele smoorspoel die in de plus leiding wordt opgenomen en geen 2e wikkeling om met de retour stroom de verzadiging van de kern tegen te gaan.
Dit maakt het eenvoudiger om het filter op te nemen in een leiding van bijvoorbeeld een dynamo van een inboard motor op een metalen boot. Er zijn dan 3 aansluitingen nodig: een + ingang, een + uitgang en een aansluiting voor de – en die kan op de dynamo zitten.


Voor 30A:
Ferriet ringkern 8mm hoog x 40mm, dia 50mm
6mm2 wikkeldraad gespatieerd door de eigen PVC isolatie: 6 windingen
Keramische condensator: 100nf 50V x 2
Elektrolytische condensator: 1000µf 60V x 2

Voor 50A:
AL800 ringkern x 2
16mm2 litze
Keramische condensator: 100nf 50V x 2
Elektrolytische condensator: 1000µf 60V x 2

Een stroom gecompenseerde smoorspoel zelf maken
Om te voorkomen dat de kern van een smoorspoel in verzadiging gaat, kun je de smoorspoel voorzien van een ‘luchtspleet’. Dit werd vroeger vaak gedaan bij grote buizenradio’s op het lichtnet. De luchtspleet heeft een hoge magnetische weerstand en zo werd voorkomen dat de kern van de afvlak smoorspoel in verzadiging zou gaan en minder zou ‘smoren’.



Met een stroom gecompenseerde smoorspoel wordt het in verzadiging gaan van de kern van de spoel tegen gegaan. Dit gebeurd door een wikkeling in de + op te nemen en een wikkeling in de – op te nemen. Gaat de stroom in de + wikkeling van links naar rechts, dan gaat deze in de – wikkeling van rechts naar links en heft het magnetische veld in de + wikkeling het magnetische veld in de – wikkeling op. Een ‘gladde’ storingsvrije stroom wekt dan geen magnetisch veld op in de kern (de magnetische velden in de kern zijn tegengesteld), maar het magnetische veld van de storing ondervindt alle ‘smooreffecten’ van de wet van Lenz en de storing wordt onderdrukt.
De kern van de smoorspoel kan dan veel kleiner zijn, omdat een grote stroom de kern niet in verzadiging zal brengen.
Het monteren van de orderdelen kan op een klemrails of op een kroonsteen strip. Een printje ervoor maken is ook mooi, maar wel duur voor zoiets eenvoudigs.

Stroomgecompenseerde smoorspoel voor storing van lage frequentie zoals bij gelijkrichting vanuit het net. Geschikt tot 5A.



Het pi filter met een stroom gecompenseerde smoorspoel is ideaal om in de voedingsleiding van een ‘desktop’ marifoon te gebruiken. Er kan bijna geen wisselstroom door het filter heen en de desktop marifoon moet op een polyester boot aan een radio aarde worden aangesloten om goed te kunnen zenden.

Een behuizing zelf maken
Heb je zo’n mooie vinger zetbank en wat plaatjes van 0,7 tot 1,25mm dik staalplaat, dan kun je de mooiste behuizingen zelf maken. Die behuizing kun je ook kopen want zo’n vingerzetbankje kopen voor 1 kastje is wel een grote investering.
Het kastje wat je koopt of maakt moet van ferromagnetisch materiaal zijn, verzinkte staalplaat is goed en soms kun je met kunstleer bekleed staalplaat kopen, dat scheelt dan weer in de afwerking.
Een behuizing van staal is een ‘kooi van Faraday’ voor magnetische veldlijnen en het door de smoorspoel opgewekte veld ‘kan er niet uit’ en kan zo geen stroom opwekken in een kabel of leidingen, die dan op hun beurt weer kunnen storen op een radio ontvanger.
Het blik van het kastje is ook elektrisch geleidend en vormt voor elektrostatische velden ook een kooi van Faraday en elektrostatische velden kunnen zo geen storing meer geven op radio ontvangers. Als er een ‘radio aarde’ is of wordt aangelegd, kun je het beste een ‘male’ vlakstekkertje op het kastje maken en dat aan de radio aarde ‘leggen’. Geen radio aarde aanwezig in jouw boot? Dan gaat dat niet! Zou je het kastje aan de ‘min’ van het boordnet leggen, dan kan het middel erger zijn dan de kwaal. Als je niet wilt dat het kastje roest, verf het dan van binnen en van buiten.
Ben je te armlastig om een stalen kastje te kopen, dan kun je naar een ABS kunststof kastje uitwijken. Bijvoorbeeld een kabeldoos. Voorwaarde is dan wel dat je voor de smoorspoel een ringkern gebruikt. Een ringkern geeft veel minder magnetisch strooiveld en met een beetje geluk is dat voldoende.
Kunststof (ABS) montage kastjes voor een ontstoring filter. Gebruik alleen ringkernen, die houden de magnetische strooivelden beperkt.


Houd de aansluitdraden van smoorspoel en condensatoren kort zodat zij geen zendantennes worden die de storing verder uitstralen.

Met aluminiumfolie kun je binnen de kabeldoos een kooi van Faraday voor elektrostatische velden maken en deze eventueel met een boutje en moertje naar buiten de kabeldoos brengen en aansluiten op de radio aarde.

Neem maar even een paracetamolletje tegen de hoofdpijn... Ondanks dat: Groeten Peper.

Je kan die filters ook gewoon kant en klaar kopen..........

Ja, bij Alie!

Peper schreef :
Hé, da's een korte reactie..? Ik schrik ervan zeg!

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Calidris schreef :
Zomaar even ergens een 1000uF of meer plaatsen kan je schakelaars een erg korte levensduur geven...


Buiten de bekende storing op de VHF van LED toplichten, welk probleem zijn we hier aan het oplossen? Autoradio's kunnen prima overweg met rommelige voedingen.

Een enkele condensator is geen filter, daarbij zelfs de vraag is of 1000uF wel helpt voor hf emc, ivm de esr.

Een goed filter veroorzaakt géén ellende, in tegendeel.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Eens! Maar hier word een 1000uF vóór een inductie voorgesteld om voedingsrimpels af te vlakken (zoals eerder gezegd gaat het niet om EMC hier).

boarderbas schreef :
Met 1000uF loopt het geen vaart over een goede kwaliteit schakelaar. Van belang is natuurlijk hoe vaak er geschakeld dient te worden. Een volwassen tuimel schakelaar draait zijn contact niet om voor 1000uF.
Een ini-mini schakelaartje van Chinese kwaliteit met flinterdunne contactjes moet je uberhaupt niet willen gebruiken.

Bij 10.000 uF wordt het wel serieus, voor elke schakelaar, klopt.

Praktische handleiding bij storing
Schema aarding bij hout/polyester en metalen romp



De kleurkeuze van de elektrische leidingen is niet conform de voorschriften voor DC-laagspanning installaties! In jouw boot kunnen nog andere kleuren zijn gebruikt, bijvoorbeeld bruin en blauw of rood en zwart. Is er geel/groen voor de radio-aarde gebruikt, dan is een verwisseling met de veiligheidsaarde voor de hand liggend en is het beter de leiding te vervangen door één met een witte of transparante isolatie. Het verwisselen van de Protective Earth met de radio-aarde is dan onwaarschijnlijk.
Wil je geen zwerfstromen, aardlussen of elektrolytische corrosie… Leg dan een ‘zwevend net’ aan, waarbij ‘de min’ nergens is verbonden met de metalen romp of de metalen schroefas of de roerkoning. Het is niet mogelijk dat er dan aardlussen zijn.
Laat je de stroom van de min aansluiting gedeeltelijk of geheel door de romp en de spanten lopen, dan zijn er allerhande oncontroleerbare paden voor elektrische stroom open.
Bij uitsluitend gebruik van de radio in de kajuit hoef je alleen in de kajuit een radio-aarde aan te leggen en geen ‘rails’ van voor naar achter in de boot.
“en bij een bliksem afleider aarde dan?”
Bij blikseminslag op de top van de mast, zal de lading verder worden geleid via de RvS stagen naar de wandputtings en dan naar de metalen romp. De lading op de romp vloeit via het water weg.
De scheidingscondensator tussen romp en / of kiel voor de gelijkstroom blokkade, kan de spanning van een blikseminslag ( > 10kV – 300kV ) niet verdragen en spat waarschijnlijk uit elkaar.
Bij blikseminslag op de aluminium mast van een boot met een polyester of houten romp, zullen de RvS stagen de lading weer naar de wandputtings brengen. Zijn de wandputtings met een dikke koperdraad aan de kielbouten verbonden, dan geleiden de kielbouten de lading naar het water. De scheidingscondensator tussen romp en / of kiel en de radioaarde kan de spanning van een blikseminslag ( > 10kV – 300kV ) niet verdragen en spat waarschijnlijk uit elkaar.
Zit de antenne van de desktop marifoon boven in de mast dan is de veldsterkte bij inslag groot genoeg om alle op de antenne aangesloten radiotoestellen te vernielen. Overigens kan alle radioapparatuur ook worden vernield als de bliksem inslaat op een stalen damwand in de buurt van je boot.

Gelijkstroombron
Gelijkspanning/stroom bronnen veroorzaken geen storing. De output is een gelijkstroom en dat veroorzaakt geen hoorbare storing. Je kunt er veilig van uitgaan dat accu’s en batterijen geen storing veroorzaken op de radio van je boot.
Gebruik je een converter of schakelende voeding om de stroom/spanning van de zonnepanelen of de accu te regelen, dan zal deze de oorzaak kunnen zijn van storing op je radio. Ontstoring met een keramische condensator van 100nf en een elektrolytische condensator van 100µf van de plus naar de min kan voldoende zijn om de storing te onderdrukken.
De condensatoren bij converters zijn meestal opgenomen in de uitgang en in de converter zelf. Gaat zo’n condensator kapot, dan komt de storing uit de converter en is hoorbaar als een fluittoon.
Laat de converter repareren of koop een nieuwe. Vaak zijn de converters ingegoten en dan is er niets aan te repareren.

Veiligheidsaarde, Radio-aarde en ‘Common’
Bij een veiligheidsaarde is het de bedoeling dat de buitenzijde van een apparaat (met een metalen behuizing) geen gevaarlijk hoge spanning kan voeren. De geel-groene draad zorgt er dan voor dat de stroom naar de aarde loopt en de zekering doorsmelt. In dit geval moet de stroom naar aarde hoog genoeg zijn (en de weerstand naar aarde laag genoeg zijn) om de smeltveiligheid door te laten smelten.
Gebruik je een gestelsluiting schakelaar of ‘aardfout schakelaar’ dan is een stroom van 30mA voldoende om de schakelaar ‘te trippen’ en wordt de spanning afgeschakeld. Het licht gaat dan uit en er zal nooit meer dan 30mA door je lichaam kunnen lopen. Dat is bij 230VAC. Bij een 12VDC boordnet gebruik je gelijkstroom en dan werkt het niet. Haal je die stroom niet, want 12V is daarvoor te weinig spanning om de 30mA stroom te laten lopen. Pas boven de 60VDC kom je in de buurt van de 30mA en onder de 60VDC zal een gestelsluiting schakelaar niet trippen. Op een boot met 12VDC tot 60VDC boordspanning is een veiligheidsaarding niet functioneel.
Wil je geen gedonder met ‘equipotentiaal vereffening’, ‘zwerfstromen’ en ‘fausse routes voor elektrolyse’ dan leg je geen veiligheidsaarde aan vooral omdat dit bij 12V of 24V niet werkt, geen veiligheid geeft en alleen maar ‘duur koper’ kost.
“Maar in de marina wil ik m’n vaatwasser en m’n wasmachine kunnen gebruiken.” Dat kan wel als je er een scheidingstransformator bij gebruikt die dan direct tussen de walstroom en de vaatwasser of wasmachine wordt aangesloten. Dan mag je geen geaarde tafelcontactdozen voor 3 of 4 stopcontacten na de transformator gebruiken. Die scheidingstransformator moet dan een belasting van minimaal 3500W aankunnen. Oh, en de walstroom moet dan ook met minstens 16A zijn gezekerd. Zo niet dan zit de hele steiger zonder stroom als je de wasmachine aanzet.
als je walstroom van 230VAC 50Hz via de ‘Koperen navelstreng’ aan boord brengt breng je een potentieel gevaarlijk hoge spanning aan boord. Ook als je een generator set van 1000W 230V 50Hz aan boord neemt is dat een gevaarlijk hoge spanning. Voor een 12VDC naar 230VAC 50Hz 1000W omvormer geldt dit ook. Met het opwekken of binnen brengen van 230VAC breng je ook ‘brom aan boord’. Of je daar last van hebt ligt aan de kwaliteit van jouw installatie. Hoe je het ook wend of keert, 230VAC is een gevaarlijk hoge spanning.
Je werkt zonder scheidingstransformator direct naar een 3-voudige tafelcontactdoos met randaarde aan boord? Zeg dan even welke bloemen je op je graf wilt, dan is dat alvast geregeld.

Geaard net en een zwevend net, Common gnd aansluiting
Vaar je een metalen boot met een metalen romp dan kun je het boordnet net zo uitvoeren als bij een auto: de draden zijn de plus en het metaal van de carrosserie is de min. Je hoeft dan geen min draad aan te leggen en dat scheelt geld en moeite.
Er is een maar aan (natuurlijk, dat is altijd zo!) De boot ligt in water en ook als dat geen zout water is, gaan er ionen van de romp ‘in oplossing’. Die ionen zijn negatief of positief geladen en worden door een positief of negatieve spanning aangetrokken. Door de aantrekking zullen de ionen zich gaan verplaatsen en zich ergens anders afzetten. Dat is niet erg zolang er maar voldoende rompdikte over blijft. Dit fenomeen staat bekend als ‘elektrolytische corrosie’. Afhankelijk van de stroomsterkte zullen zich veel of weinig ionen verplaatsen, is het station van vertrek van de ionen op een gevoelige plaats, dan kan er een gat in de romp vallen en borrelt je boot af. Om dit tegen te gaan worden er ‘opofferingsanodes’ gebruikt. Die staan dan zink of aluminium ionen af in plaats van ionen van de romp van de boot. Dan blijft je boot langer drijven.
In dit geval van een romp die deel uitmaakt van het net, spreekt men over een geaard net hoewel er geen aarde is in de vorm van een aard elektrode. Er is wel sprake van een gemeenschappelijke ‘min’ of ‘COMMON GrouND’.
Heb je een kunststof boot, dan kun je de romp niet als een min aansluiting gebruiken en blijft het donker aan boord als je dat probeert. Het voordeel is dan dat er geen metaal ionen van de kunststof romp in oplossing gaan en er geen elektrolytische corrosie plaatsvindt. Je moet dan wel alle lampen en andere elektrische apparatuur, met 2 draden (plus en min) aansluiten. Het 12 of 24VDC boordnet is dan ‘zwevend’ ofwel er is geen aarding, niet van de min leiding en niet van de plus leiding.
Er is een maar aan (natuurlijk, dat is toch altijd zo!) en dat is dat een stalen kiel of roerkoning of RvS zelflozers of bronzen boordkranen wel in oplossing gaan en daarmee elektrolytische corrosie kennen. Hiervoor worden dan op elk onder de waterlijn geplaatst metalen deel een opofferingsanode aangebracht (bv op de schroef van een bbm of op schroefas of de stalen kiel).
Wordt de stalen kiel met kielbouten door de romp bevestigd en met een elektrische verbinding aan de min van de accu gelegd, dan is wel een gemeenschappelijke of ‘Common ground’.
Lig je met je boot naast een stalen damwand met een paaltje ‘Kathodische bescherming’, dan geldt die bescherming voor de damwand en niet voor jouw boot en kun je worden verrast door elektrolytische corrosie van de metalen delen van jouw boot.

Radio-aarde
Radio-aarde is een ‘waterleiding aarde’ en werd gebruikt om ‘kristal ontvangers’ te laten werken. Dit waren heel eenvoudige middengolf ontvangers die bij een goede antenne (ten minste 10m antennedraad) en goede aarde (aan een kraan) zonder batterijen met een kristal oortelefoon zenders op de middengolf konden ontvangen.
Radio-aarde is een ‘wisselstroom aarde’ en heeft als doel de prestatie van ontvangers en zenders te verbeteren. Je ontvangt een sterker signaal (S-waarde) als jouw radio is aangesloten op een ‘waterleiding’ of radio-aarde. Voor een zender geldt dat deze meer antenne vermogen kan uitzenden bij gebruik van een radio-aarde en daarmee een groter bereik heeft.
Autoradio’s worden veel gebruikt op boten en auto’s hebben geen radio-aarde. Een autoradio wordt meestal geaard aan de min van de 12VDC of 24VDC installatie. Dat is geen ‘echte’ radio-aarde en kan de oorzaak van storing zijn. Heb je een kwalitatief goede autoradio, dan is tussen de min en aarde aansluiting van de ontvanger een condensator aangebracht die gelijkstroom blokkeert en alleen hoogfrequent wisselstroom doorlaat.
‘Ho effe, als ik dan een radio-aarde met mijn hand-marifoon verbind, kan ik het bereik van de hand-marifoon vergroten!’ In principe is dat zo, maar hoe goed en sterk het signaal ook wordt, het komt toch nooit verder dan de horizon en er is meestal geen aansluiting voor een radio-aarde op een draagbare hand-marifoon.
Verbindt van de autoradio aan boord, de radio-aarde met de min van de installatie zonder een condensator ertussen… Dan begint het spek te stinken. De common gnd aansluiting wordt dan de radio-aarde en kan de storing door aardlussen en stoorpieken van converters direct aan de radioapparatuur doorgeven. En ineens heb je storing aan boord die je eerder niet had.

Storing door de walstroom lader
Een walstroom lader brengt de 230VAC spanning terug naar de DC accuspanning om de boordnet accu te laden. De gebruikte transformator kan meteen als een scheidingstransformator werken en zo voorkomen dat er 230VAC ‘aan boord’ komt. De veiligste inrichting is dan dat je die lader niet in de boot zet, maar op de steiger laat staan en de uitgang van de lader op de accu aansluit. Al wat dan aan boord komt is 13,8VDC tot 29VDC en dat valt onder de veilige lage spanning.
Veroorzaakt je walstroomlader storing… dan is dat 100Hz brom als het een dubbelfasige gelijkrichter is en 50Hz brom als het een enkelfasige gelijkrichter is.
Is het een schakelende voeding, dan is het meestal een pieptoon van een lagere harmonische van de schakelfrequentie wat je hoort. Beide vormen van storing zijn goed te dempen met een 1000uF condensator en een stroomgecompenseerde smoorpoel in het 12VDC of 24VDC deel.

Diagnostiek
Jouw boot ligt aan de walstroom en de accu wordt geladen. Uit de luidspreker (op middengolf, FM of via de aangesloten AUX ingang) is een bromtoon te horen.
Maak de laadaansluiting los van de accu.
> De bromtoon is weg… Dan stoort de acculader je radio.
Breng een storingsfilter aan kort achter de lader.
> De bromtoon blijft… Je acculader is onschuldig! Nu zijn de rapen gaar! Je moet op zoek naar een andere storingsbron.
Staat je 12VDC naar 230VAC omvormer aan? Zet deze dan uit en koppel de draden los. Storing verholpen? Overweeg dan een moderne ‘zuivere sinus omvormer’ aan te schaffen, die storen veel minder.
Storing door de laadregelaar van het zonnepaneel
Laadregelaars voor accu’s op zonnepanelen zijn tegenwoordig bijna allemaal MPPT regelaars met ingebouwde converters. Zij vormen dus een schakelende voeding met een zo laag mogelijk verlies. Het schakelen kan gepaard gaan met storing op de radio.

Diagnostiek
Bij een deels bewolkte lucht of bij zeegang is er een in frequentie omhoog en omlaag gaande fluittoon te horen. Dit loopt synchroon met de mate van zoninstraling op het paneel (de panelen). Haal de toevoer van de regelaar en de uitgang van de regelaar los en laat alleen de accu de radio voeden.
Is de fluittoon weg, dan geeft de regelaar de storing.
Een elektrolytische condensator van 1000µf 50V op de uitgang van de regelaar is meestal voldoende om de storing tegen te gaan. Een π-filter met een stroomgecompenseerde smoorspoel werkt nog beter en zal ook de storing in de vorm van ruis op de marifoonband verminderen.
Zonnepanelen hebben een groot geleidend oppervlak en zijn daardoor in staat veel radio straling op te vagen zoals radar golven. Het kan dus nodig zijn ook de ingang van de MPPT regelaar te ontstoren.

Storing door een ebbm
Met name de oudere elektrische buitenboord motoren die een motor gebruiken met koolborstels kunnen veel storing veroorzaken. De commutator met de koolborstels vormen schakelaars die snel na elkaar worden omgezet en vonken veroorzaken. Heb je een boormachine, dan kun je zien dat er vonken bij de koolborstels overspringen als je hem aanzet. Elke vonk (ook die van een statische lading van een fleece deken) heeft een hoogfrequente component en zendt storing uit. Aan het begin van de 20e eeuw werd dit gebruikt in zogenaamde ‘fluitvonk zenders’ voor met name morse code communicatie. In het Duits is radio nog steeds ‘Rundfunk’.
“oh nee, zulke oude bagger heb ik niet. Ik heb een BLDC motor.”
Ik heb slecht nieuws voor je… Bij die motor is de functie van de koolborstels overgenomen door elektronica die uiteindelijk dezelfde storing kan veroorzaken. Heb je een ‘electronic speed control’ of “ESC” voor de BLDC motor en geeft deze een sinus vorm stroom af, dan veroorzaakt dit veel minder stoorpulsen en is de kans op storing geringer.

Diagnostiek
Bij het aanzetten van de ebbm hoor je op de marifoon een gereutel. Dat is niet de brugwachter, de sluiswachter of de man van het walstation van de haven, die staat te rochelen, maar van je ebbm. De frequentie van het gereutel loopt gelijk met het toerental van de motor.
De spanning van het stoorsignaal is hoog genoeg om de storing op het hele boordnet te verspreiden en elke aangesloten radio ontvanger te storen. Wat nog beroerder is: op elk beeldscherm aan boord verschijnt ook nog eens een flinke portie storing.
Een ebbm neemt meestal een fikse stroom op, wel iets van 80A tot 100A en het kan nog hoger zijn. Dit is afhankelijk van het opgenomen vermogen. Als je een storingsfilter wilt maken doe je er verstandig aan een filter met een stroomgecompenseerde smoorspoel te installeren.
Bij een eibm (elektrische inboard motor) wordt het niet anders, al kan de bedrading van de motor controller het stoorsignaal makkelijker naar de stuurhut brengen en daar staat ook meestal de marifoon!
De motor van een boegschroef kan ook deze storing veroorzaken. De oplossing is eender.

Een zelfbouw stroomgecompenseerde smoorspoel voor hoge stroomsterktes
Bij 100A stroomopname door een elektromotor moet de doorsnede van de wikkelingen op de smoorspoel 25 tot 33 mm2 zijn. Voor stroomcompensatie in de smoorspoel heb je twee wikkelingen nodig, één in de plus en één in de min leiding. Elke wikkeling heeft ten minste 3 windingen.
De ringkern wordt gemaakt van bandstaal waarmee een pakket stoeptegels bij elkaar wordt gehouden. Je kunt daarvoor de ‘geblauwde’ versie nemen, maar ook de verzinkte versie. De verzinkte is iets meer corrosiebestendig en heeft de voorkeur. Een kunststof uitvoering is extreem corrosie bestendig, maar werkt voor geen meter! Kijk wel uit bij het wikkelen want het bandstaal is soms scherp en je kunt je er lelijk aan snijden. Doe dus leren werkhandschoenen aan als je ermee werkt!
Het is niet belangrijk hoe groot het volume ferromagnetisch materiaal in de kern is, het magneetveld van de plus wikkeling dooft het magneetveld in de min wikkeling uit en omgekeerd. Het kernmateriaal kan door de tegengestelde stroomrichting niet in verzadiging gaan.
Gebruik een wikkeldoorn om het bandstaal op te wikkelen. Het gat moet groot genoeg zijn om driemaal de + en de – leiding op te nemen.
Gebruik stroken krantenpapier als isolatie tussen de lagen van het bandstaal. Plak deze met ‘Gluton’ op één zijde van het bandstaal. Zo wordt elke winding van het bandstaal van de volgende geïsoleerd. Dat er geen isolatie in de lengte is, is niet erg. Omdat de eventuele wervelstromen bij sterke storing niet in de lengte van het bandstaal zullen optreden maar juist in de breedte.
Wikkel zoveel bandstaal op de wikkeldoorn dat de hoogte van de ring van bandstaal even hoog is als de breedte van het bandstaal. Plak dan het bandstaal met PU lijm tot een gesloten rol en wacht tenminste 24 uur tot het is uitgehard.
Doordat het magnetisch veld van de wikkelingen elkaar tegenwerkt is het volume van magnetisch geleidbaar staal in de kern niet kritisch. Je hoeft niet tot op de millimeter nauwkeurig de ringkern te wikkelen.
Je vindt dat niks, een krantenpapier isolatie? Het bandstaal is meestal een halve inch breed en PVC isolatieband kun je ook krijgen van een halve inch (12,7 cm) breed. Dat plakt al aan één kant en werkt makkelijker. Het is dikker dan krantenpapier en daardoor steviger. Het aandeel ferromagnetisch materiaal in de kern is dan kleiner, maar dat is door het systeem van de stroomcompensatie geen bezwaar.
De wikkeling maak je het makkelijkst van tweeling leiding met bijvoorbeeld een rode en zwarte ader (rood en blauw mag ook). Je wikkelt dan automatisch een identieke wikkeling voor de plus kant en voor de min kant. Gebruik goed passende kabelschoenen aan de tweeling leiding en gebruik RvS boutjes M6 om die aan de binnenkant van de kunststof wand van het kastje door te voeren. Buiten het kastje kun je de kabels dan weer aansluiten op de M6 boutjes.
De condensatoren (keramisch en elektrolytisch) kun je met soldeer- of krimp- ogen op de boutjes aan de binnenkant van het kastje maken. Verwacht je zware zeegang, lijm dan het hele spul met PU-lijm vast in het kastje.
Het kastje met het filter moet zo dicht mogelijk bij de storingsbron (de ebbm) worden gemonteerd. Je kunt ook Anderson stekkers gebruiken die minstens 100A kunnen verwerken. Dan kun je het filter er ook tussenuit halen zonder ingrijpend sleutelen.

Er komt nog een aflevering over het aanleggen van een 230VAC 50-60Hz boordnet, maar dan is het af. Groeten, Peper.

Het belangrijkste bij filters is meten met bij voorkeur een VNA of een impedantie meter. (vectoraal, niet scarlare) Een filter kun je prima berekenen, voor de liefhebber zie het boek van Bowick, RF Circuit design. Maar een bouwen wat klopt met wat je berekent is iets heel anders.

Ik heb ooit een meetzender ontworpen en gebouwd en alle filters berekent, daarna alle componentwaarden in situ gemeten op de werk frequentie (liep in banden van 25 MHz tot 2 GHz) het resultaat was dat ze allemaal in 1x goed waren. Echter de waarden gemeten met een LCR meter op 1 kHz waren totaal verkeerd. Hoewel verkeerd hier niet eerlijk is. De meter gaf de correcte waarden aan voor 1 kHz. Helaas zijn echte spoelen en condensators een samenspel van een hoop paracitaire eigenschappen waardoor het bij hogere frequenties een heel andere waarde wordt. Zelf componenten bouwen als condensators is alleen zinvol als je ze daarna op de werk frequentie kunt meten. Kun je dat niet dan is het meestal zinloos. De kans dat je in de buurt van de berekende theoretische waarden komt is bijna nul.

Bij spoelen om ringkernen gaat nog heel iets anders spelen. De AL van het kernmateriaal is erg frequentie afhankelijk en kleuren zeggen niets. Daarnaast is de zelfinductie bij gebruik van kern materiaal ook nog eens afhankelijk van de hoeveelheid stroom. Als de stroom hoger wordt neemt de zelfinductie af tot er verzadiging optreed en dan wordt het gewoon min of meer een ohmse kortsluiting want de resterende zelfinductie is die van een luchtspoel. De wikkelmethoden maken in de praktijk niet zoveel uit (bij lagere frequenties, op 40 MHz ofzo wordt het een ander verhaal)

Ceramische condensators hebben vaak een capaciteit die omgekeerd evenredig afneemt met het stijgen van de DC spanning erover. Ofwel, spanning omhoog = capaciteit omlaag. Er zijn wel goede ceramische condensators die dat niet doen maar die vindt je niet bij Ali. Welke soort goed zijn is vooral toepassing afhankelijk.

Bij het stijgen van de frequenties komt er een punt waarbij een spoel zich als capaciteit gaat gedragen en een condensator als zelfinductie. Dat punt is de zelfresonantie frequentie (SRF) Dit uitleggen gaat hier iets te ver denk ik omdat het te maken heeft met impedantie, reactantie en reële weerstand oftewel rekenen met complexe getallen en dat is het lastigste onderwerp van electronica.

Filters kunnen wel degelijk problemen veroorzaken. Denk daarbij aan oscillaties van de voeding. Ik heb laatst hier een voeding gehad die speciaal gebouwd was voor inductieve lasten. Die vindt het niet leuk als je 1000 uF over zijn uitgang hangt. Maar denk ook aan de situatie als je de voeding uitzet. Een dikke smoorspoel kan een aardige tegen EMK produceren en bv een klassieke 78XX of LM317 regelaar vindt het niet prettig om door de load gevoed te worden als er niks op zijn ingang staat. Daar gaat hij vaak van stuk. Dat kan alleen door toevoeging van wat diodes voorkomen worden of zorgen dat die elcos eeerder leeg zijn dan de ingang elcos. Ook kan veel capaciteit op de uitgang van een voeding de regeling in de war schoppen.

Eem ander ding om rekening mee te houden is dat over filter condensators vaak geen bleeders zitten. Dat kan in sommige gevallen resulteren in een te hoge spanning. In extreme gevallen kunnen filters zelfs een toename in EMI veroorzaken. Een vriend van mij had diverse commonmode filters gebouwd en gekocht. Niets hielp, het werd alleen maar erger. De oorzaak was simpel, filters weg en een goede RF aarde gemaakt. Probleem opgelost. Daarnaast kon hij de filters nu wel gebruiken zonder dat het erger werd.

Als je filters zelf gaat bouwen dan adviseer ik om dit alleen te doen als je het effect kunt meten. Anders is het een leuke tijdsbesteding maar niet echt zinvol. En het kan zelfs andere problemen veroorzaken. Meten is weten geldt vooral bij alles wat met RF te maken heeft.

Wil je meer over impedantie meten weten? Ik heb een reeks tutorials geschreven voor meten met vectorale netwerk-analysers (VNA) en behandel daarin ook hoe gewone componenten als weerstanden en condensators zich gedragen bij verschillende frequenties. Maar ook metingen aan filters/tuners www.pa4tim.nl/?p=1594 Is wel in het Engels (de voertaal in electronica) Zoek ook op AC theory van David Knight, die heeft een paar goede pdfs met uitleg en over rekenen aan complexe impedanties.

Het, in mijn ogen, beste boek over analoge componenten is Analog SEEKrets, from Dc to Daylight, van Lesley Green. Ooit een leerboek voor een universiteit maar later door hem vrij van copyright gemaakt. Als ik het goed onthouden heb gebruikt hij alleen al voor condensators meer dan 80 paginas. Is mijn bijbel voor componenten.

Fred

Is dit de radio hobbyclub?

@ peper

Ik zou een geranium nemen aan boord, viooltjes mag ook in een bloempot.
Heb je gelijk aarde ( je eigen substraat)

I . t = C. U
Deze vergelijking wordt gebruikt om condensatoren voor afvlakking van een gelijkgericht, niet afgevlakte spanning te berekenen. Dan moet je gaan substitueren: I = 5A voor de hoogste verbruiksstroom van het aangesloten apparaat, t = 0,01 sec bij dubbelfasige gelijkrichting van een 50Hz sinus wisselstroom. Het resultaat is een lading in Coulomb, in dit geval 5 x 0,01 = 0,05 Coulomb.
Na het = teken wordt de rimpelspanning in Volt weergegeven ofwel de rimpelspanning die wordt toegestaan voor het apparaat dat wordt gevoed. Je wilt eigenlijk een rimpel van 0V. Dan wil je dus een U = 0. Een rekenmachine schreeuwt dan meteen ‘ERR: div by zero’ en meldt dan: ‘System halted’. Bij een analoge rekenlineaal valt dan de schuif op de grond omdat het ding ‘oneindig’ probeert aan te geven, maar het ding blijft wel werken! Die rimpel van 0V vraagt een oneindig hoge waarde voor C. Die C is de waarde in Farad voor de afvlak condensator. Dat wordt dan een imposante condensator op je boot! Sta je een rimpel van 10mV toe, dan scheelt dat een hele hoop in de waarde van de afvlakcondensator. (0,05 / 0,01=5 Farad of 5000mf is toch nog een behoorlijke condensator, maar is voor 16V nog wel verkrijgbaar.
* De condensator wordt ‘kleiner’ als de verbruiksstroom lager wordt.
* De condensator wordt ‘kleiner’ als de rimpel hoger mag zijn.
* De condensator wordt ‘kleiner’ als de tijd tussen de storingspieken korter (de frequentie hoger)
wordt. Gebruik je een π-filter, dan hoeven de condensatoren nog maar 0,3 maal de waarde te hebben, de rimpelspanning wordt dan op 3 manieren afgevlakt: door de eerste condensator, vervolgens door de smoorspoel en dan weer door de laatste condensator. De rest van de rimpel kan dan worden weggewerkt door elektronische stabilisatie en deze zit meestal in de radio of de zender. De rimpelspanning wordt dan door de stabilisatie verkleind tot in de orde van 2 of 3mV. De stabilisatie kost wel vermogen, een analoge gestabiliseerde voeding werd door elektronici dan ook wel aangeduid met ‘een Watts destroyer’ en was te herkennen aan een grote koelplaat of een zoevende ventilator. Daar gaat je met veel moeite verkregen lading uit de accu!

Een extra 230VAC net aan boord
Bezint eer gij begint! Je gaat een krachtige 50Hz wisselspanning/stroom aan boord brengen met een onveilig hoge spanning en een frequentie die er om bekend staat het hart makkelijk op hol te laten slaan (fibrilleren) en zo een circulatie stilstand te veroorzaken bij jou en alle andere mensen. Verder haal je mogelijk een 50Hz storingsbron aan boord.



Veiligheid en veiligheidsaarde
Er mag geen enkele verbinding zijn of gemaakt kunnen worden tussen het DC boordspanning net en het AC ‘walstroom’ net. Ook niet als het om veiligheidsaarde of om radio-aarde gaat. De bedoeling van een veiligheidsaarde is dat er nooit spanning zal komen staan op een metalen onderdeel van de boot.
De leidingen van het 230VAC net mogen ook niet door dezelfde buizen lopen als de leidingen voor het 12VAC of 24VAC net.
Scheidingstransformator
Het vaste elektriciteitsnet is met de nulleider (N van Neutral) aan aarde gelegd. Dit heet een geaard net. Breng je dat net op een boot om de vaatwasser aan te sluiten, dan breng je met de nulleider ook een aardaansluiting en daarmee een aardlus binnen.
De kajuit op een boot is een ‘tijdelijk natte ruimte’ met een geleidende vloer en staat er op welke wijze dan ook spanning op die vloer, dan staat die ook op de metalen behuizing van die vaatwasser. De metalen behuizing van de vaatwasser is via de geel/groene leiding verbonden met de veiligheidsaarde van de walstroom.
De nulleider van de walstroom is ‘in de meterkast’ ook verbonden met aarde en zo zijn er nu twee aardlussen die buiten de controle vallen.
Je sluit de vaatwasser via een goed verlengsnoer met 3 x 2,5mm2 aan op de walstroom aansluiting met een ‘aardlek’ schakelaar en zodra je de vaatwasser inschakelt doet de aardfout schakelaar op de steiger ‘plok’ en heb je (gelukkig) geen 230VAC meer uit de walstroom aansluiting. Het dubbele misbruik van de aardleiding wordt door de installatie onmogelijk gemaakt want er loopt ergens stroom weg naar aarde en als dat meer is dan 30mA, tript de aardlek schakelaar. Je zult je ‘permanentje’ gewoon bij de kapper moeten halen.



Met een scheidingstransformator neem je alle verbindingen tussen de walstroom aansluiting en de vaatwasser weg. Je hebt dan een zwevend net gemaakt en is er geen weg meer om stroom via aarde weg te laten lekken en kan de aardlek schakelaar niet trippen en heb je toch 230VAC aan boord.
De uitgang van de scheidingstransformator levert een spanning van 230V. Afhankelijk van het vermogen van de transformator is er aan de uitgang een stroom beschikbaar van 1,5A bij een vermogen van 500W. Voor je vaatwasser is dat veel te weinig, die heeft zo’n 2000W of meer nodig. Ook die scheidingstransformatoren zijn er, tot wel 4000W, maar dan is de kast niet meer met een plastic handvatje te tillen.
Dit zwevend boordnet is veiliger omdat je nu de beide aansluitingen van de uitgang van de transformator moet aanraken om stroom door je lichaam (en daarmee je hart) te laten lopen en dat is niet waarschijnlijk. Een beschadiging in de isolatie van de draden van de uitgang van de transformator zou stroom kunnen laten weglekken naar de romp of andere metalen delen van het schip. Dan nog moet je ook de andere aansluiting aanraken voor ‘een schok’.
Met een aardlek schakelaar wordt het lekken naar aarde bewaakt en de schakelaar zal trippen als er schade aan de isolatie is waardoor er stroom weglekt. Je kunt aan de ’bootkant’ een veiligheidsaarde maken, maar je moet die kant wel zwevend laten en een aarde niet verbinden met één van de uitgangen van de transformator. Dan werkt het niet meer.

Een walstroomlader voor de ’huisaccu’ op je boot is meestal tevens een scheidingstransformator. De uitgang daarvan is ook ‘zwevend’. De uitgangsspanning is dan ook lager en dat draagt nog weer bij aan de veiligheid.
Alle verbindingen die je met de romp (of kiel of roer of …) van de boot maakt, introduceren z.g. ‘fausse routes’ en/of aardlussen voor storing of elektrolyse.

Gestelsluitingschakelaar of ‘aardlek schakelaar’ of ‘aardfout schakelaar’
Schema aardlek schakelaar



Links de testschakelaar met weerstand om van ‘2’ naar “N” een lekstroom te forceren.
Onder ‘1’ het ‘zekering’ gedeelte voor de maximale stroom.
Het ovaal is een kleine ringkern transformator die op een verschil stroom van meer dan 30mA de contacten opent en de twee geleiders afschakelt.
Maandelijks testen om de werking te controleren. Zeker aan boord als het er op aankomt!
De schakelaar kan worden gebruikt als hoofdschakelaar.
De schakelaar is alleen geschikt voor 230VAC!




Even lachen om de Chinese vertalingen en bijschriften… Prachtige tautologie: ‘DIY BY YOURSELF’
Op deze gestelsluitingschakelaar is geen aardaansluiting en daarmee is het ding geheel geschikt om na een scheidingstransformator op te nemen voor een extra boordnet. N en L (neutral en live) zijn dan geen juiste aanduidingen omdat de scheidingstransformator in de uitgang geen neutral en live kent.

De automaat werkt als zekering en tript bij 63A (C63). Dat kan gebeuren als de transformator meer dan 82kW aan boord wil brengen. Dat is niet waarschijnlijk en voor een boot is een C6 voor 6A voldoende en dan kan de transformator 1380W aan boord brengen. Onvoldoende voor een vaatwasser, maar een stofzuiger of de Senseo zal wel gaan. De volgende uitvoeringen zijn mogelijk: C6, C10 (voor 10A, 2300W), C16 (voor 16A, 3680W), C20 (voor 20A, niet gewoonlijk in Nederland, wel in Australië en New Zealand) C25 (voor 25A, C32 (voor32A) en C63. Gebruik je C16 tot C63 als veiligheid, dan moet je er rekening mee houden dat dan de steiger ‘in het donker’ zal zitten bij het eerste gebruik, omdat in Nederland het gebruikelijk is om een aansluiting met 16A te beveiligen.
Loopt er via de L 30mA meer naar binnen dan dat er via de N weer naar buiten gaat, dan is dat genoeg om te schakelaar te laten trippen.
De afschakelstroom is 4000A. Dat ga je niet redden door een 2,5mm² verlengsnoer als ‘Duitse landvast’, dat zal bij 40A of meer smelten.
De schakelaar kan met de hand worden bediend met de ‘operating handle’ en schakelt zowel de L als de N in of uit. Het gele testknopje laat een verschilstroom van 30mA lopen en dit zal de schakelaar doen uitschakelen. Een smeltpatroon schakelt alleen de ‘L’ uit en dat is onvoldoende veilig bij een zwevend net! De schakeltijd is 0,1 seconde. De maximale tijd dat er 30mA door je heen zal lopen is dus 100msec en die tijd is te kort om fibrilleren van het hart te veroorzaken (korter dan 10 x de zg refractaire periode, voor hen die cardiologisch onderlegd zijn). Je wordt geadviseerd om minstens eens per maand de werking te testen… Trouwens, thuis ook!
Is een veiligheidsaarde bij een zwevend net ook ‘veiliger’
Nee, de veiligheid staat en valt bij de mogelijkheid of er meer dan 10mA stroom door het hart kan lopen in een foutconditie. Hierbij wordt er van uitgegaan dat de stroom bij een hand naar binnen gaat en via een voet naar buiten komt en het hart ingesloten is voor deze weg. Verder vormt het hart een derde deel in de doorsnede van de weg tussen hand en voet. Dit wil zeggen dat er bij de voorwaarde voor het ‘trippen’ van de aardlekschakelaar -30mA lekstroom- er niet meer dan 10mA door het hart zal lopen. Doet deze foutconditie zich voor, dan tript de schakelaar in 100msec en zal het hart niet meer dan 10 slagen ’missen’ bij een hartfrequentie van 60 tot 80 slagen. Dit leidt niet tot een hartstilstand, maar kan wel leiden tot fibrilleren!
Bij een zwevend net zonder veiligheidsaarde werkt de aardfoutschakelaar op basis van de verschilstroom tussen de twee leidingen. Het is niet van belang of er stroom naar aarde lekt. De aarding is nu een equipotentiaal vereffening leiding geworden en zorgt ervoor dat op die leiding aangesloten draden dezelfde spanning hebben en er geen stroom vanaf een metalen buitenkant van een apparaat naar een metalen deel van een boot zal lopen. In dat geval is er dus ook geen spanningsverschil en loopt er geen stroom en dus ook niet door het hart van een persoon.
Bij een operatiekamer (aan boord van een schip) zal er bij een zwevend net wel gebruik worden gemaakt van een equipotentiaal aarding voor veiligheid. Dit omdat de operateur gebruik wil maken van 230VAC apparatuur in situaties waarbij de huid niet meer intact is en er geen zekerheid meer bestaat over de 10mA stroom door het hart bij de foutsituatie. De installatie is dan CF of ’Cardiac Floating’. De aardleiding is dan van 6mm² doorsnede.
Leg je toch die veiligheidsaarde aan bij dat ‘zwevende’ 230VAC boordnet, dan introduceer je mogelijkheden voor aardlussen en radiostoring, galvanische corrosie en gevaarlijke hoge spanningen op metalen delen op de boot. Ik verdubbel hiermee meteen de bemanning, want een gewaarschuwd mens telt voor twee.

Bronnen
Th P van Pelt en E H Knol “Elektriciteitsleer voor het MTO” Deel 1
Th P van Pelt en E H Knol “Elektriciteitsleer voor het MTO” Deel 2
E H Knol en Th P van Pelt “Gelijkstroommachines”
E Setteur “Krachtinstallaties”

@Calidris: Tijd voor een versterkende maaltijd? Eet smakelijk dan. Ik heb je koelblokken geisoleerd!
Groeten, Peper

Peper, lees eens wat over natrium-kaliumpomp in celmembranen en wat het verschil tussen gelijk- en wisselstroom is op de werking daar van. 50Hz is juist relatief veilig. 60Hz veiliger (ik geef niet vaak toe dat Amerikanen niet zo gek zijn)