|
|
Detectieschakelingen: verschil tussen versiesUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Versie van 3 mrt 2011 om 20:11
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net
Aan deze pagina wordt gewerkt. Nog even geduld a.u.b.
Om sneller te kunnen schakelen tussen de overwegbijdragen en deze pagina, is deze pagina hier in E8 geplaatst. Deze pagina verhuist later naar de afdeling Elektronica in E16.
Sensoren voor detectie van naderende treinenVoor het detecteren van naderende treinen op onze modelspoorbaan kunnen we gebruikmaken van lichtgevoelige cellen (optosensoren), stroomdetectie, en magnetosensitive sensoren (zoals reedcontacten en Hallsensoren). Hier krijgt u uitleg over het toepassen van een aantal van die sensoren. Bij het aansturen van de regel-elektronica voor een overweg dienen we rekening te houden met voldoende afstand van de sensoren tot de overweg. Ook de positie van de sensoren is belangrijk. Wanneer een sensor te dicht bij de overweg geplaatst is, zullen de slagbomen niet tijdig helemaal naar beneden gaan. Ook wanneer de sensoren 'de verkeerde kant op kijken' zullen de slagbomen niet tijdig helemaal gedaald zijn.
Op tekening E08.02-01 zien we dat de sensoren dwars op de rails 'kijken'. Pas wanneer de trein die vanaf punt A bij punt B aankomt, zullen de bomen in beweging komen. Hetzelfde geldt wanneer de trein vanaf punt A bij punt C aankomt. Gevolg is dat de trein al op de overweg rijdt, terwijl de bomen nog niet volledig gesloten zijn.
U moet er dus voor zorgen dat de trein eerder 'gezien' wordt. Dat kunt u doen door de sensoren verder van de overweg te plaatsen en ook door te zorgen dat de sensoren 'in de richting van de trein kijken' zoals in tekening E08.02-02 aangegeven is. De trein komende vanaf punt A, zal nu eerder door het 'blikveld' van de sensor bij punt B of C rijden en daardoor zullen de bomen eerder dicht gaan. Typen Opto-sensorenEr bestaan twee hoofdsoorten: Opto-sensoren die werken d.m.v. reflectie en Opto-sensoren welke 'aangestraald' worden door een LED of Infrarood-LED. Bij de eerste zit in de behuizing van de sensor een 'ontvanger' (een lichtgevoelige diode of transistor) en tevens een 'zender' die een zichtbare of onzichtbare (infrarood)lichtstraal uitstraalt. Bij weerkaatsing van de lichtbundel zal de sensor actief worden. Er zijn echter ook sensoren die bij het wegvallen van de weerkaatsing actief worden. En ook bestaan er sensoren waarbij dit gedrag ingesteld kan worden, zodat we de keuze hebben tussen actief bij weerkaatsing , of niet actief bij weerkaatsing . Bij de tweede hebben we te maken met een aparte 'ontvanger' (een lichtgevoelige diode of transistor in de sensor) en 'zender' (een LED, of een Infrarood-LED, welke licht uitstraalt). De 'zender' en de 'ontvanger' staan op enige afstand van elkaar. Wanneer nu een loc of een trein tussen de 'zender' en de 'ontvanger' komt, zal de sensor actief worden. Detectie d.m.v lichtsluis met ICVoor signalering van naderende treinen bij overwegen, of in een schaduwstation kunt u zelf een lichtsluis bouwen en plaatsen en de lichtsluis met een S88-bezetmeldprint verbinden. Zo kunt u meerdere sporen - zoals bijv. parallel lopende sporen in een schaduwstation - met één lichtsluis en het programma 'Koploper' 'in de gaten houden'.
Link op de tekening staat het originele schema van Sharp. Hierin is R1 de belasting. De minimale waarde voor R1 is 820 Ohm, bij een voedingsspannung van 5 Volt. Dit i.v.m. de maximale stroom die via pen 2 mag lopen. Sluiten we bijv. op de pennen 1 en 2 een relais aan, dan mag dit dus geen kleinere spoelweerstand hebben dan 820 Ohm. Bij 12 Volt voedingsspanning zou dit relais een minimale spoelweerstand van 2000 Ohm moeten hebben. Om nu veel meer vrijheid te hebben bij het kiezen van een relais, plaatsen we schakeltransistor T1. De basis van T1 verbindt u via een weerstand van minimaal 82K met pin 2. De Emitter van T1 verbindt u met pin 1 (de massa), en op de Collector van T1 sluit u een relais aan. De andere zijde van het relais verbindt u met pin 1 (de plus). Zolang nu de stroom door het relais niet hoger wordt dan 95 mA, kunnen we hier vrijwel elk relais toepassen. We moeten nu alleen nog rekening houden met de spoelspanning van het relais en de hoogte van de voedingsspanning. Wanneer we bijv. een 5 Volts relais hebben en dit willen gebruiken bij een 12 Volts voedingsspanning, dan moet er in serie met het relais een voorschakelweerstand opgenomen worden. De waarde van de voorschakelweerstand berekenen we als volgt: Stel, relaisspoelspanning is 12 V, stroom door relais is 60 mA (0,06 A) en de voedingsspanning is 16 V. Over T1 valt 0,7 V. We moeten hier een spanningsverschil van 16-12 = 4-0,7 = 3,3 V. wegwerken. Volgens meneer Ohm berekenen we dan de waarde met de formule R=U/I. R = 3,3/0,06 = 55 Ohm. Standaardwaarde volgens de E-reeks is 56R, dus die waarde passen we dan toe. Bij een relaisspoelspanning van 5 V. en een voedingsspanning van 12 V, krijgen we: 12-5 = 7-0,7 = 6,3 Volt weg te werken. R = 6,3/0,06 = 105. Volgens de E-reeks hier een weerstand met een waarde van 120R toepassen, of (en dat trucje past de auteur nog wel eens toe) met de multimeter uit een aantal 100 Ohm weerstanden een exemplaar selecteren dat minimaal 105 Ohm is). Wanneer de lichtstraal tussen de IR-LED SFH409 en het IC onderbroken wordt, zal het relais aantrekken. Hiermee kunnen we een spanning doorgeven naar bijv. een bezetmeldprint, een motor, of wat we maar willen. U zou zelfs het relais weg kunnen laten en de Collector van de transistor rechtstreeks op een andere schakeling aan kunnen sluiten, maar of dat goed gaat is niet altijd zeker. Daarom pas ik altijd een relais toe, dan houdt ik de diverse spanningen mooi gescheiden. Op één van de brede zijden van het IC bevindt zich een klein 'bobbeltje'. Vlak onder dit 'bobbeltje' bevindt zich het lichtgevoelige gedeelte van het IC. De IS471F stuurt de SFH409 aan met een gemoduleerd signaal. Hierdoor is de schakeling niet- of nauwelijks gevoelig voor sterk omgevingslicht. Dit waarborgt een storingvrije en betrouwbare werking. Het IC werkt binnen een ruim voedingsspanningsbereik; namelijk van 4,5 tot 16 Volt. U kunt het dus vaak zondermeer op een bestaande (lees: 'reeds aanwezige') voedingsspanning aansluiten. C1 en C2 dienen om eventuele stoorpulsen te onderdrukken. Voor C1 kunt u eventueel een 0,47 uF/35 Volt TantaalElco gebruiken. Deze neemt veel minder ruimte in beslag én ontstoort stukken beter dan een gewone condensator. Volgens diverse berichten op Internet is de maximale reikwijdte tussen de IR-Led en de IS471F een metertje of 11. Of dat ook zo is, heeft de auteur niet uitgetest (in de testopstelling werd een afstand van 80 cm moeiteloos overbrugd). Maar voor de meeste toepassingen in 'modelspoor-land' zal de reikwijdte vast wel voldoen. Mocht dat toch niet zo zijn, dan zijn er speciale voorzetlenzen te koop waarmee de lichtstraal van de IR-Led beter gebundeld kan worden. Detectie m.b.v. bezetmelders
Inplaats van lichtsluizen kunnen we ook gebruikmaken van detectie m.b.v. meldsecties. We isoleren een stuk rails en sluiten daar een detectieschakeling op aan. We passen nu bezetmelders toe die werken op het principe van stroomdetectie, zoals de zelfbouwdetector (zie foto E08.02-06).
Die detectieschakeling kan dan weer via een relais onze overwegbeveiliging aansturen. Let op! De lengte van het spoor tussen de punten A en B dient altijd groter te zijn dan onze langste trein. Ook dient er in de laatste wagen c.q. het laatste rijtuig een stroomgebruiker aanwezig te zijn. Die stroomgebruiker kan bestaan uit een LED of simpel een weerstandje van 10K. Het verdient overigens aanbeveling om altijd twee wagens (of rijtuigen) achter aan de trein te laten meerijden die voorzien zijn van een stroomgebruiker. Dit omreden dat een loc vrij zwaar is en goed contact maakt met de spoorstaven, maar het getrokken materieel een stuk lichter is, waardoor de kans bestaat dat er wanneer u maar één voertuig gebruikt, een korte onderbreking in de stroomverbruik is. Dit zou dan weer ongewenste effecten kunnen hebben, zoals bijv. het voortijdige openen van onze modeloverwegbomen. De beide condensatoren van 10 nF/50 V in afbeelding E08.02-04, dienen voor het onderdrukken van stoorpulsen. Die stoorpulsen kunnen afkomstig zijn uit het lichtnet, en/of veroorzaakt worden door bijv. het (uit)schakelen van wisselspoelen e.d. Diode D1 in afbeelding E08.02-03 is een zogenaamde 'blusdiode'. Het doel van deze diode is om de tegen-EMK-impuls te onderdrukken, die ontstaat bij het uitschakelen van de stroom door de relaisspoel. Door deze tegen-EMK-impuls onstaat een vrij hoge spanning, en die kan de transistor laten doorslaan, waardoor deze defect raakt. Daarom moet u in gelijkspanningsschakelingen altijd een blusdiode toepassen bij relais die verbonden zijn met een Transistor, of een andere elektronische halfgeleidercomponent. Let op! De Kathode van de blusdiode moet altijd aan de +zijde van de relaisspoel komen. De transistor in afbeelding E08.02-03 is een BC547C. De weerstand heeft hier een waarde van 22K. Dat is een richtwaarde. De waarde hangt mede af van de gevoeligheid van de detectorschakeling en de gevoeligheid van het toegepaste relais. Er is namelijk een verschil aanwezig tussen de diverse typen relais. Het ene 12 V-relais trekt bijv. bij 9,2 Volt aan en een ander type trekt bijv. bij 8,9 Volt aan. Om u veel soldeer- en testwerk te besparen, kunt u inplaats van de 22K weerstand, een serieschakeling toepassen van een 2K2 weerstand en een 25K instelpot. Dan kunt u de schakeling heel snel op de juiste gevoeligheid instellen. Zelfbouw diode-setNormaliter steekt u de draden van de diodes en de weerstand door de gaatjes in de print en moet u op 10 plaatsen aan de (stroken)print solderen. Daar het de voorkeur verdient om zo weinig mogelijk aan gaatjesprint/strokenprint te solderen, (omdat de kans aanwezig is dat u tijdens het solderen per ongeluk een paar printsporen met elkaar verbindt), is de bijgaande oplossing bedacht.
Let op! Bij het ene diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden naar links wijzen, en bij het andere diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden naar rechts wijzen (zie D, afbeelding E08.02-07). U gaat als volgt te werk: De functie van de weerstand in de diode-setDe weerstand tussen de diodes in de afbeeldingen E08.02-04 en E08.02-07 heeft een dubbele functie.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
