Pre neki dan jedna  čitateljka našeg sajta iznela je problem visokog računa za struju u njenom domaćinstvu, tražeći da joj pomognemo nabavkom nekog regulatora napona, ne navodeći koje snage i za koje uređaje. Pošto se radi o interesantnoj temi, nije na odmet da prokomentarišemo navedeni problem.

Kod upotrebe Al limenki za solarni kolektor, koji sam pre nekoliko godina uspešno pravio sa učenicima osnovne škole u kojoj sam radio, da bi efekat bio što bolji, koristio sam tzv. diferencijalni temperaturni prekidač iz radio kompleta pod oznakom RK 3284. Prekidač nije složene konstrukcije, a može se nabaviti u kompletu ( RK ), zajedno sa delovima i štampanom pločicom. Pored prekidača, u istu kutiju uređaja ugradio sam precizni LED termometar koji pokazuje trenutnu temperaturu odabranog prostora. Pošto se uređaj pokazao preciznim u praksi, opisaću njegovu konstrukciju i praktičnu primenu za solarni kolektor.

Uloga diferencijalnog temperaturnog prekidača je takva da pomoću dva osetljiva senzora “prati” kretanje temperature u određenom ambijentu i da automatski uključuje ( kada temperatura opadne ) i isključuje ( kada temperatura dostigne zadatu vrednost ) ventilator, koji kroz tunel solarnog sistema ubacuje vazduh. U konkretnom slučaju korišćen je ventilator koji radi na 220 V, a pre toga eksperimentalno, zbog mera bezbednosti prema učenicima, ventilator koji se koristi u računarima i koji se napaja jednosmernim naponom od 12 V. Osetljivi senzori ( 2 x KTY81-210 ) postavljaju se na ulaze operacionog pojačavača LM741 u DIP kućištu. Za senzore sam koristio Phlips-ove „hladne provodnike“, što praktično znači  da ovi elementi bolje provode u hladnom nego u toplom stanju.

Promenljivi otpornik senzora je uvek u nizu sa dva stalna otpornika. U levom ogranku ( pogledati shemu ) sa senzorom Th1 su R1+P1, dok se u desnom ogranku sa Th2 radi o otpornicima R2+R3. Kada potenciometar P1 ima istu vrednost kao R3, a oba senzora Th1 i Th2 su na istoj visini, na oba ulaza IC741 dolazi isti napon. Eksperimentom se može utvrditi stanje sondi kada su, objektivno, temperature različite, jer je jedna sonda pri dnu, a druga pri vrhu prostorije. Ispitivanje i podešavanje elektronskog prekidača je dosta precizno, a dalja preciznost u radu itekako zavisi od stabilnog napajanja elektronike uređaja. Da ne bi bilo neprijatnih iznenađenja, najbolje je koristiti ispravljač sa dobrom stabilizacijom i filtracijom napona. Razlika ( diferencija ) temperature se određuje  polupromenljivim otpornikom koji je sa oznakom P1. Veoma je bitno da senzori budu na različitim visinama kontrolisanog prostora. Paljenje ( gašenje ) ventilatora se vrši preko relejnog prekidača ( Re1 ). Ukoliko na kontaktima releja koristimo 220 V, potrebno je uraditi određene mere zaštite od visokog napona, a to su odgovarajući priključci ( kleme ) i  odgovarajuća plastična kutija za uređaj.

Za opisanu konstrukciju elektronskog prekidača koristio sam, kao odvojenu i funkcionalnu celinu sa istim napajanjem, LED termometar ( RK 3269 ), koji očitava trenutnu temperaturu prostorije. Njegova gradnja je daleko složenija od gradnje diferencijalnog temperaturnog prekidača ( pogledati shemu ), a biće opisana u nekom od narednih članaka. Ugradnjom navedene precizne elektronike potpuno sam rešio automatsko uključivanje ventilatora na zadatu temperaturu gornjeg i donjeg praga senzora. Preko jednog se aktivira uključenje ventilatora, a preko drugog njegovo isključenje. Kasnijom dogradnjom rešen je mogući problem u slučaju nestanka struje u mreži ( 220 V ), tako što je dodat jedan NiCd akumulator malog kapaciteta i napona 12 V, koji se automatski puni, a kada nestane struje preuzima funkciju alternativnog napajanja. Navedena konstrukcija demonstrirana je na Republičkoj smotri iz naučno-tehničkog stvaralaštva u Aranđelovcu, 18. maja 2013. godine, kao zapažen rad iz oblasti korišćenja solarne energije.

Izvori saznanja i nabavke materijala za konstrukciju:
1. “Mala škola elektronike”, Vladimir i Željko Krstić, Beograd, 2002. godine,
2. Radio-kompleti ( RK3284 i RK 3269 ), “Kelco Doo” Beograd.

Nedavno sam pročitao u nekim svetskim časopisima, koji se bave uštedama energije u domaćinstvu, kolika je potrošnja struje ako uključimo punjač mobilnog telefona, a onda mi je sinula jedna ideja, da proverim računski i eksperimentalno stvarnu potrošnju električne struje ako je uključen samo jedan, a potom nekoliko sličnih adaptera. Naravno, utrošak električne energije ( kWh ) meri se preko kućnog brojila koje može biti starijeg, ili novijeg (digitalnog) tipa. Pošto imam klasično brojilo, izveo sam jedan zanimljiv eksperiment merenja utroška energije. Sve to sam radio tokom dana privremenim isključenjem svih potrošača u stanu, posle čega sam uključio jedan punjač mobilnog telefona, zatim sam stavio u aktivno stanje pet punjača približno iste snage i konstrukcije. Svi ostali potrošači u stanu bili su za vreme eksperimenta isključeni.

Tokom navedenog eksperimenta došao sam do interesantnog zaključka. Ako sukcesivno ( jedan za drugim ) punim pet mini uređaja ( bežični telefon, dva mobilna telefona, tablet i laptop ), neću imati skoro nikakvu potrošnju struje koju registruje električno brojilo, jer je struja jednog adaptera toliko male amperaže da je inertnost točka brojila ne može registrovati. Kada sam uključio više adaptera došlo je do primetnog obrtanja aluminijskog točka na brojilu. U početku nisam mogao da verujem da je to tako, ali zakon fizike kaže da je moguće. Radi se o zakonu inercije, koji glasi: „Svako telo ostaje u stanju mirovanja, ili ravnomernog pravolinijskog kretanja sve dok ga delovanje neke sile ne prinudi da to stanje promeni“. Električna sila pri pojedinačnom uključenju adaptera je veoma slaba, tako da se točak, zbog inercije, ne okreće, a ako uključimo i stavimo u aktivno stanje nekoliko adaptera, ispoljava se delovanje veće sile koja pokreće točak brojila brzinom koja zavisi od potrošnje električne struje, odnosno broja ampera kroz provodnike kućne instalacije, napona i vremena proticanja struje. Zbog nešto veće potrošnje struje u večernjim satima, tada nije uopšte racionalno puniti telefone, tablete i laptopove, izuzev kasnih noćnih sati, kada isključujemo većinu potrošača. Dakle, najbolje je pojedinačno uključivati uređaje u odabranim svakodnevnim terminima kada je najmanja potrošnja ostalih potrošača. Eskperiment koji sam izveo dokazuje da postoji određena ušteda.

Utrošak električne energije meri se u kWh, gde merna jedinica vat ( 1 W ) predstavlja snagu, a ona je jednaka proizvodu napona i jačine električne struje u mreži, odnosno 1 W ( vat ) =1 V * 1 A . Pošto punjači ( adapteri ) rade sa prilično niskim naponima ( 5 - 12 V ), njihova potrošnja je relativno mala, ali ako istovremeno imamo uključeno više punjača, onda se potrošnja itekako primeti. Logičan zaključak je: ako imamo više malih punjača, najbolje je napraviti sukcesivan redosled punjenja, a matematika, udružena sa veoma preciznim mernim instrumentima ( ampermetar, voltmetar i hronometar ), kaže da će biti uštede. Isto tako, kao što ne valja da se čovek stalno prejeda, tako ne valja ni da odjednom uključimo na punjenje sve aparate mobilnog tipa, koji se periodično pune i da ih držimo na punjenju više od predviđenog vremena. Uštede nisu velike, ali za duži vremenski period mogu biti značajne u svakom pogledu.

Neka merenja, zabeležena na svetskim portalima, provereno kažu da sedam punjača ( iPhone, iPad, Android, Nintendo 3DS, Windows prenosnik, MacBook i Chromebook ), ako ostaju duže vremena nakon punjenja, za godinu dana potroše 2.628 kWh struje. Nadalje se navodi da bi se grad od 100.000 stanovnika mogao napajati čitav mesec dana strujom kada bi svi punjači na svetu bili isključeni nakon punjenja telefona, tableta, prenosnika i drugih uređaja sa utičnice. Na globalnom planu uštede su velike, a pojedinačno gledano, ispravna je ona narodna izreka “Zrno po zrno, pogača!”. Slažem se, ne treba biti “cepidlaka”, ali neke navike racionalne potrošnje energije ne treba zanemariti, pogotovo ako precizna merenja potvrđuju da možemo i trebamo štedeti i onda kada najviše imamo.