Früher benötigten Elektrogeräte im Standby-Modus verblüffend viel Energie. Mit modernen Schaltungen und dank der Vorgaben aus der Politik ist dieser Verbrauch schon stark gesunken – intelligente Schalter senken ihn sogar auf 0 W. Beispielsweise Beleuchtungssteuerungen und elektrische Geräte im Haushalt lassen sich komplett abschalten. Schalter und Relais sind aber auch nötig, um intelligente Stromzähler vor illegaler Manipulation zu schützen.
Schalter- und Relaishersteller liefern hierfür verschiedene Lösungen. Weiterentwickelte bistabile Relais ermöglichen Beleuchtungssteuerungen für sparsamere Lichtsysteme. Fernsteuerbare Schalter erlauben die automatische Trennung von Systemen von der Versorgungsspannung. Aber auch andere elektromechanische Neuentwicklungen wie Schalter zur Manipulationserkennung und fortschrittliche DC-Leistungsrelais unterstützen den Trend hin zu umweltfreundlichen Systemen mit reduziertem Energieverbrauch.
Leuchtstofflampen und LED-Leuchtmittel lassen sich effizient mit bistabilen Relais schalten.Omron
Bistabile Relais
Selbst effiziente Beleuchtungstechnologien wie Kompaktleuchtstofflampen und LED-Leuchtmittel vergeuden Energie, falls sie weiterleuchten auch wenn niemand im Raum ist. Dagegen helfen automatische Steuerungssysteme; diese sind in vielen Umgebungen üblich und mitunter sogar zwingend vorgeschrieben. Die Steuerungen verwenden Schalter oder Relais, die den tatsächlichen Schaltvorgang auslösen und dabei auch die hohen Eingangsströme der Leuchtstofflampenkondensatoren und LED-Treiberschaltungen bewältigen.
Eckdaten
Weil bei elektronischen Geräten „aus“ oft nicht wirklich „aus“ bedeutet und daher in großem Umfang Energie verschwendet wird, verlangt die Politik und das Kostenbewusstsein der Verbraucher nach Lösungen. Neben speziellen Relais helfen fernrücksetzbare Schalter beim Stromsparen und beim Einhalten entsprechender Richtlinien.
Hierfür eignen sich bistabile Relais, die nur während des Schaltvorgangs selbst Energie benötigen und in den meisten Anwendungen weniger Strom verbrauchen als monostabile Relais. Die beiden energiesparenden, bistabilen Relais G5RL-U und G5RL-K von Omron wurden speziell für die typischen hohen Einschaltströme von Beleuchtungssteuerungen ausgelegt.
Bistabile Relais sind auch für die Entwicklung intelligenter Zähler entscheidend. In erster Linie geht es hierbei um die notwendige Ferntrennfunktion des Lastenmanagements für die tageszeitabhängige Tarifumschaltung und die Abschlagszahlung. Um den Gesamtstromverbrauch des Zählers selbst möglichst gering zu halten, ist ein bistabiles Relais mit höchster elektrischer Leistung wünschenswert. Weitere Kernanforderungen dieser Anwendung sind kleine Relais für kompakte Zähler sowie deren Sicherheit vor Sabotage durch Magnete. Bistabile Relais eignen sich neben Smart-Metern und Sub-Metern zur Unterzählerauslesung auch für Bewegungsmelder und Powerline-Bussysteme.
Fernrücksetzbare Schalter helfen, den Standby-Verbrauch zu eliminieren.Omron
Schalter mit Fernrücksetzfunktion
Die Ökodesign-Richtline ErP (Energy-related Products) der Europäischen Kommission soll Standby-Verluste begrenzen und letztendlich gänzlich beseitigen. Mit elektromechanischen Schaltern lässt sich ein System zwar vollständig abschalten, allerdings muss es der Anwender danach manuell wieder einschalten.
Hier stellen Schalter mit Fernrücksetzfunktion eine bessere Lösung dar, denn sie verbrauchen so lange keinen Strom, bis sie aktiviert werden. Produkte wie der fernrücksetzbare Schalter A8GS von Omron helfen bei Systemdesigns, die den Standby-Verbrauch eliminieren und die Anforderungen der Ökodesign-Richtlinie ErP erfüllen oder übertreffen sollen.
Stromsparende Schaltungsdesigns sind mit fernrücksetzbaren Schaltern viel einfacher zu realisieren.Omron
Kein Datenverlust
Schaltungsdesigns, bei denen die Gefahr von Datenverlust bei Unterbrechung der Stromzufuhr zur Festplatte während eines Datenverarbeitungsvorgangs besteht, sind einerseits mit separatem Relais möglich, doch mit fernrücksetzbarem Schalter sehr viel einfacher zu realisieren. Beim Einsatz eines separaten Relais registriert der Prozessor eine manuelle Unterbrechung der Stromzufuhr, aber auch, dass die Festplatte noch arbeitet. Die Arbeitsleistung wird dadurch aufrecht erhalten, dass das Relais ein Unterbrechungssignal erst aussendet, wenn der Vorgang beendet ist. Die Schaltung mit fernrücksetzbarem Schalter ist viel simpler, da weder separate Relais noch Relaisplatinen nötig sind, weil deren gesamte Funktion im Leistungsschalter integriert sind. Die Unterbrechung der Stromzufuhr bewirkt nur eine Unterbrechung des Signalschaltkreises. Die CPU erkennt dies, checkt den Status der Festplatte und gibt das Signal zur völligen Stromabschaltung an den Schalter erst dann weiter, wenn der Vorgang sicher ist. In beiden Fällen zieht die Schaltung bis zur erneuten Aktivierung keinen Standby-Strom.
Varianten des Schalters berücksichtigen, dass manche Geräte bei Fernabschaltungen eine bestimmte Abschaltsequenz einzuhalten haben, um Datenverlusten oder Schäden an der Schaltung vorzubeugen. Beispielsweise müssen Kondensatoren erst entladen werden, ehe ein System als sicher heruntergefahren gilt. Für diesen Fall steht eine Version mit Ausschaltverzögerungsfunktion zur sicheren Abschaltung von Elektrogeräten zur Verfügung. Mit diesem Schalter bleibt das System noch am Netzstromkreis angeschlossen, wenn dieser schon in die Aus-Position schaltet. Nach einer vom Entwickler festgelegten Zeitspanne fährt das System dann durch ein externes Signal herunter.
Fernrücksetzbare Schalter eignen sich ideal für breitgefächerte Anwendungen im Industrie- und Konsumgüterbereich und vertragen sogar die hohen Einschaltströme nach TV-8-Standard.
Schalter zur Manipulationserkennung
Beim Erkennen von Manipulationsversuchen an intelligenten Zählern, Sicherheitssystemen, Schutzausrüstungen und ähnlichem leisten Schalter ebenfalls praktische Dienste: sie erkennen zum Beispiel, ob die Abdeckung eines solchen Geräts geöffnet wurde. Schalter zur Manipulationserkennung sollen jedoch auch zuverlässig auslösen, wenn beispielsweise der Zähler nach längeren Perioden der Nichtnutzung schließlich doch manipuliert wird. Bei Smart Metern können das mitunter Jahre sein.
Schalter zur Manipulationserkennung melden unbefugte Eingriffe in intelligente Zähler und Sicherheitseinrichtungen.Omron
Für solche Anwendungen sind Schalter wie der Omron D2FS, speziell für hohe Zuverlässigkeit bei langen Lebensdauern und sehr niedrigen Schaltfrequenzen ausgelegt. Dank seiner Konstruktionsweise mit nur einer einzigen beweglichen Einblattfeder lässt sich dieser Ultra-Subminiatur-Schnappschalter sehr kostengünstig anbieten. Ein eckiger Festkontakt verbessert die Kontaktzuverlässigkeit noch zusätzlich, da dieser den Kontaktdruck pro Quadratzentimeter erhöht und die Wippbewegungen beim Betätigen die Kontaktoberfläche sauber halten.
Aus die Maus
Elektronikentwickler arbeiten daran, dass bei ihren Designs „aus“ auch wirklich „aus“ bedeutet. Einerseits schiebt die Ökodesign-Richtlinie diese Anforderung mit behördlicher Macht voran, und andererseits sind sich die Gerätenutzer zunehmend der Kosten bewusst, die durch die Energieverschwendung eines Gerätes im Ruhezustand entstehen und dass dies auch dessen Sicherheit und Lebensdauer beeinträchtigt. Da es Menschen als Nutzer aber gerne vergessen, nicht benötigte Geräten abzuschalten, ist eine Form von Automatisierung erforderlich.
Speziell in Hinsicht auf die automatisierte Betätigung kooperieren Schalter- und Relais-Hersteller eng mit ihren Kunden. Neuere Schalter-Designs nehmen nicht nur selbst weniger Strom auf, sondern werden auch einfach durch Software ausgelöst. Diese Schalter und Relais helfen, Systeme effizienter, sicherer, zuverlässiger und langlebiger zu gestalten und deren Betriebskosten zu senken. Zusätzlich erfüllen sie die strengen EU-Vorgaben.
Andries de Bruin
(pet)
