Nachtlicht

Der ausgelesene Schaltplan eines Nachtlichts „Johnlite Typ 2268, DAKS 906779“:

Funktionsprinzip:

• Des Fotowiderstand CDS1, R8 und R6 bilden einen Spannungsteiler, der bei geringer Beleuchtung von CDS1 (= hoher Widerstand) eine niedrige Spannung an den Pins 2 und 6 von IC1 abgibt.
• IC1 (verbreiteter 555er Zeitgeber) arbeitet als Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger-Verhalten). Bei geringer Beleuchtung von CDS1 wird der Triac permanent (nicht nur zum Nulldurchgang) über R7 mit positivem Zündstrom gespeist.
• Die Bauelemente C2, D2, D3, Z1 und C3 dienen zur Stromversorgung mit Gleichspannung.
• R4 entlädt C2 beim Abziehen des Nachtlichts aus der Steckdose, damit die Steckerpins spannungsfrei sind.
• R5 schützt den Gleichrichter vor Überstrom bei steilen Spannungsflanken, bspw. beim Anstecken oder beim Betrieb von Phasenanschnittschaltungen nebenan.
• C1 dient als Blindwiderstand zum Betrieb der Leuchtstofflampe.
  (Leuchtstofflampen müssen ähnlich LEDs mit Vorwiderstand an Spannungsquellen betrieben werden. Die Verlustleistung in Blindwiderständen ist Null, sind aber nur bei Wechselspannung einsetzbar. Bei großen Leuchtstofflampen verwendet man statt Kondensatoren Drosseln [= induktiver Blindwiderstand], die mit dem Starter als Hochspannungslieferant dienen.)
• R1 entlädt C1 beim Abziehen des Nachtlichts aus der Steckdose, damit die Steckerpins spannungsfrei sind.
• R2 wurde als Leiterschleife am Lampenrücken verlegt; sorgt für bessere Zündung und weniger Flackern
• Die Bauelemente R3 und D1 ergeben für mich keinen Sinn; vermutlich eine Starthilfe

Das Problem mit diesem Nachtlicht war:

• Abschattung der Leuchtstoffröhre (um Lichtrückkopplung zu vermeiden) schluckt unnötig Licht
• Fotodetektor zu unempfindlich (schaltet ein bei Dämmerung; es soll wirklich nur als Nachtlicht dienen)
• Fotodetektor zu nah an der Lampe für sinnvolle Funktion

Daher folgende Modifikationen:

• Abschattung abgesägt für freie Lichtausbreitung in alle Richtungen
• Widerstand R6 erhöht auf 470 kΩ (Einstellregler)
• Fotowiderstand CDS1 mit steifen Draht ca. 20 cm heraus verlängert, dieser wird per Schwanenhalsfunktion des Drahtes so ausgerichtet, dass möglichst wenig Licht von der Lampe, aber möglichst viel Licht vom Fenster darauf fällt

Alles in allem war's für die Katz', weil:

• die Lampe nicht mal 1000 Betriebsstunden hielt
• der Dämmerungsschalter mit R5 recht viel Ruhestrom zieht und damit permanent Energie verschwendet

Ein gut gemachtes LED-Nachtlicht hat diese Nachteile nicht und darf auch ganztags leuchten. Dazu gibt es fertige LED-Lampen mit Kondensatornetzteil.

Im Normalfall wird man als Bastler auf einen Trenntransformator zurückgreifen. Was es allerdings bei Reich* & Co. zu kaufen gibt, spottet jeder Beschreibung! Hier die gemessenen Leistungsaufnahmen:

Interessant: Die Leerlaufverluste sind häufig größer als die Nenn-Scheinleistungen! Statt einem (teuren) Öko-Trafo kann man auch zwei Nicht-Ökos in Reihe schalten.

1 W über 1 Jahr macht 8,76 kWh, beim Arbeitspreis von 0,25 €/kWh also 2,19 €/Jahr. Lohnt sich also nur für Unis oder sonstige Institutionen mit Pauschalpreis (Flatrate). Für Neugeräte sind Standby-Leistungsaufnahmen über 1 W unzulässig.

Fazit:

1. Wer Energie sparen will, kommt um ein Kondensatornetzteil und damit Netzverbindung nicht herum. Siehe auch Rauchmelder-Umbau
2. Größere Trafos sind besser als ganz kleine. Oftmals sind alte Trafos besser als neue, die nur allzu knapp (= Herstellungskosten sparend) dimensioniert sind.
3. ECO-Trafos wirken etwa wie zwei in Reihe geschaltete normale Trafos, um die Eisenverluste zu reduzieren.
4. Moderne Schaltnetzteile (ab 2010) schlagen jeden konventionellen Trafo. Nur im Bereich geringster Ableitströme (Medizintechnik, Messtechnik) sind konventionelle Trafos den geschalteten überlegen.

Dass es auch mit klassischen Trafos besser geht, beweist mein Nokia-Ladegerät („Wandwarze“ 6 V 300 mA): Es hat nur 0,4 W Leistungsaufnahme ohne Handy.

Ein unvergossener Printtrafo aus polnischer Produktion, der bei mir herumliegt, schafft sogar 0,3 W.

Die Betty-Ladestation schafft 0,2 W. Ein Blick ins Innere verrät: Es ist ein Schaltnetzteil.

Sämtliche modernen 5-V-USB-Schaltnetzteile für Handys und Smartphones haben eine nicht nachweisbare Standby-Leistungsaufnahme von unter 0,1 Watt, dürfen also bedenkenlos* in der Steckdose verbleiben.