|
|
Locomotief en treinstelverlichtingUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom - Update door Fred Eikelboom
Schakeling van de lampen in de locomotief of het treinstel
De verlichting in zijn simpelste vorm, zoals die in een analoge loc geschakeld is. Hier ziet u twee lampen. De ene zit aan de voorkant van de loc, en de andere zit aan de achterkant. Wanneer de plus op het rechterwiel staat, geleidt diode A. De stroom loopt dan vanaf punt C door diode A en de frontlamp naar het linkerwiel, waardoor de frontlamp brandt. Wanneer de plus op het linkerwiel staat, geleidt diode B. De stroom loopt dan vanaf het linkerwiel door diode B en de achterlamp naar punt C, waardoor de achterlamp brandt. De twee diodes zijn van het type 1N4007. Het nadeel van analoog rijden is, dat de verlichting alleen op volle sterkte brandt bij volle snelheid van de loc. Zodra u de loc minder spanning geeft, zal ook de verlichting minder sterk gaan branden. U zou kunnen overwegen om een anti-knipperschakeling in te bouwen, maar,... dat is bij een analoge baan zinloos, omdat de spanning op de rails niet constant aanwezig is. Basisschakeling voor het aansluiten van lampen op een decoder
Hoe werkt het? Op de blauwe draad van de decoder staat plus 15 tot 18,5 Volt. De gele òf de witte draad liggen - afhankelijk van de rijrichting - via een schakeltransistor in de decoder, aan massa. Bij het vooruit rijden brandt dus de ene lamp en bij het achteruitrijden, brandt de andere lamp. Controleer altijd het voltage van de lampen, vòòrdat u ze op een decoder aansluit. Zitten er standaardlampen in de loc (welke berekend zijn op 12 tot 14 Volt), dan heeft u de keuze uit drie mogelijkheden:
Blokschema van een decoder
Fabrikanten hebben het over 'functie-uitgangen', maar die benaming is niet juist. De juiste benaming is functie-aansluitingen. Bij decoders hebben we dus te maken met een stroomkring van de blauwe plusdraad naar de massa (min) van de decoder. Die massa wordt d.m.v. een functietoets aan- of uitgeschakeld via een transistor (of fet). De benaming 'functie-uitgang(en)' klopt dus niet! Hoe kan nu een lamp of LED branden wanneer we die aansluiten op de blauwe uitgang (waar een 16 tot 18 Volts-gelijkspanning op staat om iets te voeden) en bijv. de witte 'uitgang'? Als beide aansluitingen uitgangen zijn, kan er geen stroom lopen, en brand er dus geen lamp of LED! Daar de draden die als functie-aansluiting bedoelt zijn, allemaal naar de min (massa) geschakeld worden (zie blokschema 03), via een zgn. 'open collector', is de benaming 'uitgang' per definitie helemaal fout ('open collector' betekend dat de basis en emitter van de schakeltransistor inwendig aangesloten zijn en de collector naar buiten gevoerd is). Bij functie-aansluitingen loopt de stroom vanaf de blauwe draad, via een gebruiker (lamp/LED etc.) naar de min, en dus is die functie-aansluiting een ingang. (de pijlen geven aan hoe de stroom loopt). Samengevat: blauw is plus (de voeding), de functie-aansluitingen wit/geel/groen/paars etc. zijn min (geschakeld naar de massa). Waarschijnlijk benoemen de fabrikanten deze functieaansluiting(en) als 'uitgang', omdat het een draad is die vanaf de decoder-print 'naar buiten gaat', om er iets op aan te kunnen sluiten. De benaming 'uitgang' is hier echter in tegenspraak met het feit dat de stroom hier 'naar binnen' gaat. Wanneer u het blokschema goed bekijkt, is er op de hele decoder maar één uitgang: de blauwe draad. De rode en zwarte draden zijn gecombineerde in/uitgangen (hier veranderd de stroomrichting vele malen per seconde, met een frequentie die de centrale op de rails zet). De motoraansluitingen zijn gecombineerde in/uitgangen (de stroom kan in twee richtingen vloeien waardoor de motor, óf link-om, óf rechts-om draait) en de functie-aansluitingen zijn, zoals hierboven reeds uitgelegd, ingangen. In het blokschema staan de schakeltransistoren (fet's) getekend als echte schakelaars. Dit is hier gedaan om de zaak te verduidelijken. In werkelijkheid zijn het dus transistors (of fet's) die de spanning in- of uitschakelen. Er zijn decoders die voorzien zijn van één- of meerdere 'Logische uitgangen'. Deze 'Logische uitgangen' zijn wel echte uitgangen. Hier staat namelijk een spanning van 5 Volt op (gemeten naar de min van de gelijkrichter), wanneer deze actief zijn. Deze uitgangen moeten echter voorzien zijn van een versterker, omdat deze maar ongeveer 10 mA kunnen leveren.
Aansluiting van meerdere lampen op de decoder
In schema 04 is aangegeven hoe u front- en sluitseinen op de decoder aan kunt sluiten. De lampen worden allen met één zijde op de blauwe draad (de plusaansluiting van de decoder) aangesloten. De andere aansluitingen van de lampen worden via de gele of witte min-draad aan de massa geschakeld. Aan de voorzijde van de loc moet de witte (of gele) lamp voor de frontseinen op de witte draad aangesloten zijn, en de rode lamp op de gele draad. Aan de achterzijde van de loc moet de witte (of gele) lamp op de gele draad aangesloten zijn, en de rode lamp op de witte draad. Nu zal de verlichting op de juiste wijze omschakelen bij veranderen van rijrichting. Mocht de verlichting maar heel even gaan branden, terwijl u zeker weet dat de lampen heel zijn, dan bestaat de kans dat er te veel stroom door de lampen loopt, en de decoder de stroom afknijpt (wat inhoudt dat de beveiliging aanspreekt. Dit is te zien aan het snel knipperen van de verlichting.
Schakelbare sluitverlichting met lampen
Hoe werkt het? Bij het drukken op F0 gaan de front- en sluitlampen rijrichtingafhankelijk aan. Wanneer dan toets F1 niet ingeschakeld is, ligt het knooppunt R3/R4/Basis T3 via R3 aan een positieve spanning. Hierdoor geleidt T3. Daardoor krijgen T1 en T2, via de diodes D1 en D2, een stuurspanning op de basis. T1 en T2 zijn dan in geleiding en de rode sluitlamp brand richtingafhankelijk. Schakelmogelijkheden:
Aansluiten van LED's in de locomotief of het treinstel
De verlichting met LED's in zijn simpelste vorm (zie schema 06). Hier ziet u twee LED's. De ene zit aan de voorkant van de loc, en de andere zit aan de achterkant.
Op de blauwe draad van de decoder staat ongeveer plus 16 tot 18 Volt. In de blauwe draad is weerstand R1 aangebracht. Deze dient om de stroom door de afzonderlijke LED's te begrenzen tot een veilige waarde (lees: maximaal toelaatbare stroom door de LED). Het berekenen van de waarde van R1 doen we volgens de bekende formule in het artikel LED voorschakelweerstand berekenen (zie 'Meer informatie'). Het doel van de voorschakelweerstand De weerstand zorgt er voor dat de maximaal toelaatbare stroomsterkte door de LED, niet wordt overschreden. Gebeurt dit wel, dan gaat de LED zonder enige waarschuwing meteen stuk. De door de fabrikant opgegeven maximale doorlaatstroom van de gangbare LED's is ongeveer 20 milliAmpère. Deze stroomsterkte is echter bij gebruik als locverlichting veel te hoog, daar de LED's dan als vérstraler werken, ofwel de lichtopbrengst is dan veel te hoog. We kunnen dus, bij het berekenen van de waarde van de voorschakelweerstand, rustig een lagere stroomsterkte nemen, daar de gangbare LED's bij minder dan 20 milliAmpère al een zee van licht geven. Dus u gaat uit van bijvoorbeeld een stroomsterkte van 10 milliAmpère voor de frontseinen en 8 milliAmpère voor de sluitseinen. U berekent aan de hand van deze stroomsterkte (8 of 10 milliAmpère), de waarde van de voorschakelweerstand. De schakelingen 11 t/m 17 zijn hardware-oplossingen. Hetzelfde is vaak te verwezenlijken via Function Mapping.
De praktijk
De volgorde van de LED's
De volgorde van een LED en de bijbehorende weerstand maakt niets uit. We kunnen het dus ook zo aansluiten (zie afbeelding 09 en 10). Ligt er maar net aan wat het beste uitkomt. Natuurlijk wel op voorwaarde dat er verder geen aftakkingen zijn.
Schakelbare sluitseinen
We kunnen schakelbare sluitseinen maken met behulp van twee functieaansluitingen (zie schema 11). Door de voorste rode LED's aan de groene functieaansluiting te koppelen, en de achterste rode LED's aan de paarse, krijgen we schakelbare sluitlichten.
Wanneer de loc vooruit rijdt en we met ingeschakelde sluitlichten willen rijden, moeten we op de centrale toets F1 indrukken. Wanneer de loc achteruit rijdt en we met ingeschakelde sluitlichten willen rijden, moeten we op de centrale toets F1 uitschakelen en toets F2 indrukken.
Dat werkt echter niet zo handig. We zouden daar d.m.v. functiemapping iets aan kunnen doen. Bij een aantal decoders kunnen we de zaak zo instellen dat toets F1 of F2 gekoppeld zijn aan toets F0. Dan zullen de sluitlichten automatisch rijrichtingafhankelijk branden.
De waarden van de voorschakelweerstanden van de rode LED's zijn hoger gekozen dan de waarden van de voorschakelweerstanden van de gele LED's, omdat de sluitseinen niet zo fel hoeft te branden.
Schakelbare sluitseinen en rangeerseinen
Schakelmogelijkheden: De weerstanden tussen de LED's en de diodes dienen er voor, om het verschil in verlichtingsterkte van de gele LED's te compenseren. Het maakt namelijk uit of de stroom door de onderste gele LED via de andere gele LED loopt of via de diode. De vijf diodes zijn van het type 1N4148.
Standaard ingeschakelde rangeerseinen
Zoals u bij de beschrijving van de functieaansluitingen gezien heeft, wordt de verlichting (lampjes of LEDs) via een transistor (fet) aan de decodermassa (min) geschakeld. Door nu een LED rechtstreeks met de decoder-min te verbinden zal deze continue branden. Wanneer u dus aan weerszijden van de loc één LED op de min van de decoder aansluit (zie schema), hebt u rangeerseinen, wanneer F0 uit is. Wanneer F0 ingeschakeld wordt, zal de LED aan de achterzijde uitgeschakeld worden, doordat diode D1 of D2 gaat geleiden en hebt u drie frontseinen en sluitseinen (rijrichtingsafhankelijk). Mocht de decoder af-fabriek geen min-aansluiting (GND) hebben, dan soldeert u een draad aan de min van de gelijkrichter. (zie hiervoor ook afbeelding 08 in het artikel 'Rijtuigverlichting (interieurverlichting)' (zie 'Meer informatie'.
Standaard ingeschakelde rangeerseinen en schakelbare sluitseinen
Wanneer u, in aanvulling op bovenstaande schema, ook schakelbare sluitseinen wilt hebben, dan sluit u de voorschakelweerstand van de sluitsein-LEDs via een diode (D3 en D4) aan op functie-aansluiting F1 (de groene draad). Met functietoets F1 kunnen dan de sluitseinen rijrichtingsafhankelijk uitgeschakeld worden.
Schakelbare frontseinen en sluitseinen voor trek/duw-locs
Bij trek/duw-locs moeten we de sluitseinen uit kunnen schakelen wanneer de loc de trein trekt en de frontseinen uit kunnen schakelen wanneer de loc achteraan de trein meeloopt (duwt). Door de rode LED's via diodes aan de groene functieaansluiting te koppelen, en de witte/gele LED's aan de paarse, krijgen we uitschakelbare front- en sluitlichten (zie schema 14). Wanneer we met ingeschakelde front- en sluitlichten willen rijden (dus als losse loc), moeten we op de centrale toets F0 indrukken. Schakelmogelijkheden: F0 = front- en sluitseinen aan. De in de schema's vermelde weerstandswaarden zijn richtwaarden. De berekening van de waarde van de voorschakelweerstanden van de LED's, staat in het artikel LED voorschakelweerstand berekenen (zie 'Meer informatie'). Wanneer de verlichting te fel is, kunt u altijd een hogere weerstandswaarde toepassen.
Meer informatie
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
