|
|
KnipperlichtschakelingenUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
Knipperschakeling met transistorenStroombron-schakeling om een led te laten knipperen met korte lichtflitsen (lichtpulsen). Transistor T1 moet een C-type zijn (dus BC549C), anders werkt de schakeling niet goed.
De weerstand van 3,3M en de condensatorwaarde bepalen de knipperfrequentie. De waarde van 180R (R4) geldt voor leds met een maximale doorlaatstroom van 20 milliampère. Voor high-efficiency leds (deze geven al een zee van licht bij 2 milliampère) moet de waarde van R4 1k8 of hoger zijn. De belastbaarheid van de, in deze stroombron-schakeling, gebruikte weerstanden is ¼ watt. Knipperschakelingen met een ICIn plaats van transistoren, kunnen we ook een IC toepassen. Dit scheelt weer tijd bij het opbouwen van de schakeling en heeft als bijkomend voordeel dat al door het wijzigen van de waarde van één component, het gedrag van de schakeling aan te passen is. De NE555 is uitstekend geschikt om er een knipperschakeling mee te maken, die we kunnen toepassen op onze modelspoorbaan.
De NE555 is een IC, ontworpen voor gebruik in timers en multivibrator-toepassingen. De NE555 bestaat uit 23 transistoren, 2 diodes, en 16 weerstanden. Het blokschema van de NE555 is te zien in afbeelding 03. Het IC is in 1972 op de markt gekomen, en daarmee al meer dan 51 jaar (medio 2023) verkrijgbaar. Later verscheen er een uitvoering met twee stuks NE555 in één behuizing, de NE556. Deze kan in plaats van twee losse 555's gebruikt worden. Nog weer later verscheen een uitvoering met vier stuks 555 in één behuizing, de NE558. Deze kan in plaats van vier losse 555's (of twee losse 556's) gebruikt worden. Inwendig is het schema van de 558 iets gewijzigd/verbeterd t.o.v. de NE555. De 555 kan op drie verschillende manieren gebruikt worden:
De aansluitingen van de NE555
Verklaring van de afkortingen:
Q kan positief of negatief zijn. Deze aansluiting kan namelijk naar de plus of naar de min geschakeld worden, vandaar de ietwat vreemde aanduiding met Q Kijk voor de zekerheid even bij de links, onderaan deze pagina, voor de specificaties. Er zijn namelijk typen voor maximaal 15 volt en voor maximaal 18 volt! De belastbaarheid van de in deze schakelingen gebruikte weerstanden is ¼ watt. De knipperfrequentieIn alle hier getekende schema's met de NE555 staan één- of twee instelpotentiometer(s) (instelbare regelbare weerstand), hiermee stellen we de knipperfrequentie van de schakeling in. Mocht de juiste frequentie niet gehaald worden in één van de eindstanden van de instelpotentiometers, dan kunnen we de waarde van C2 groter of kleiner nemen. Dus bij een te hoge frequentie van het signaal nemen we, in plaats van een elco met een waarde van 10 µF (microfarad), een elco met een waarde van 22 µF. Bij een te lage waarde van de knipperfrequentie kan voor C2 een lagere waarde genomen worden (bijvoorbeeld 6,8 µF). Eventueel kan ook de waarde van R1 vergroot of verkleind worden. Voor R1 geen kleinere waarde nemen dan 1k2. De ledsEen led moet altijd worden gevoed via een serieweerstand of een stroombron. De waarde van de weerstand is afhankelijk van de te gebruiken voedingsspanning én de doorlaatspanningswaarde (ook wel drempelspanning genoemd) van de led én hij moet er tevens voor zorgen dat de doorlaatstroom de juiste waarde heeft (4 tot 6 mA). Doorlaatspanning (drempelspanning)
De aansluitingenLet op! leds zijn polariteitgevoelig en moeten dus allemaal op dezelfde wijze worden aangesloten, anders werkt het niet en is de kans groot dat de led defect raakt. leds zijn daarom voorzien van een lange en een korte stugge aansluitdraad. De lange draad geeft de + (plus) van de led aan. Om het uzelf gemakkelijk te maken en de kans op fouten te minimaliseren, is het aan te bevelen de leds allemaal met b.v. de lange stugge draad in dezelfde richting te monteren. SchakelingenEén rode knipperende led
Voor bijv. het maken van een waarschuwingssignaal met één knipperende rode led, is de schakeling in afbeelding 04 (hierboven) prima geschikt. De werking van de schakeling Via R1 en P1 wordt elco C2 geladen. Wanneer de spanning op de elco (en pin 6) voldoende hoog is (1/3 van de voedingsspanning), klapt de flip-flop (zie ook: afbeelding 03) in het IC om, en schakelt uitgang 3 om. De uitgang (pin 3) wordt nu, afhankelijk van de spanning op pin 6, naar de min of de plus geschakeld. Elco C2 wordt nu weer ontladen via P1 en pin 7. Dit laden/ontladen herhaalt zich voortdurend. Met instelpotmeter P1 is de laad/ontlaadtijd in te stellen. Elco C1 dient voor het opvangen van zeer kortstondige voedingsspanningsvariaties. Deze elco dient zo dicht mogelijk bij de pinnen 4, 8 en 1 gemonteerd te worden. Condensator C3 (let op, is geen elco) dient ter ontkoppeling van de inwendige spanningsdeler (=de drie weerstanden in afbeelding 03). Twee rode knipperende leds
Door een extra weerstand en een extra led te plaatsen, verkrijgen we een knipperlichtschakeling, die de leds om-en-om laat knipperen. Voor bijv. het maken van een overweg, met aan weerszijden van het spoor één knipperende rode lamp is de schakeling in afbeelding 07 prima geschikt. Ook hier stellen we met instelpotmeter P1 de knipperfrequentie in. Vier rode knipperende leds
Door twee extra leds toe te voegen aan de schakeling in afbeelding 05 verkrijgen we een knipperlichtschakeling, die de vier leds om-en-om laat knipperen. Hierbij branden altijd twee leds tegelijkertijd. Voor bijvoorbeeld het maken van een overweg met een AKI-installatie, met aan weerszijden van het spoor twee afwisselend knipperende rode lampen, is de schakeling in afbeelding 10 prima geschikt. We sluiten de leds zo op de schakeling aan, dat er telkens twee leds aan weerszijden tegelijkertijd knipperen. Ook hier stellen we met potmeter P1 de knipperfrequentie in. Twee knipperende/continu brandende witte leds voor WUBO
Door de schakeling uit afbeelding 06 (hierboven) te voorzien van een dubbelpolig relais (type 2 x om) en de bedrading iets te veranderen, krijgen we een WUBO-knipperlichtschakeling, die twee witte leds continu laat branden (en die, zoals in schema 09 en afbeelding 10 te zien is, beide leds ook kan laten knipperen.
Wanneer het relais bekrachtigd wordt (door spanning op punt "S" te zetten), zullen beide leds om-en-om gaan knipperen. Ook hier stellen we met instelpotmeter P1 de knipperfrequentie in. Voor een voorbeeld van een geschikt relais, zie onderaan deze pagina, bij "Meer informatie". Twee knipperende/continu brandende witte leds voor WIT (Waarschuwings Installatie Tunnels)Bij de WIT-knipperlichtschakeling, branden òf twee witte leds continu, òf knipperen beide leds om-en-om. Hiervoor gebruiken we dezelfde schakeling als voor de WUBO (zie: schema 07 en 09). De leds worden nu verticaal geplaatst. Gemeenschappelijke anode/kathode bij seinen met leds
De leds in kant-en-klare seinen kunnen inwendig aangesloten zijn als "gemeenschappelijke anode" of "gemeenschappelijke kathode". In schema 13 (hierboven) is te zien wat dit inhoudt. Links op de tekening (GA), is de "gemeenschappelijke anode"-aansluiting te zien. Hierbij zijn beide anodes van de leds in het sein met elkaar verbonden. Rechts op de tekening (GK), is de "gemeenschappelijke kathode"-aansluiting te zien. Hierbij zijn beide kathodes van de leds in het sein met elkaar verbonden. We dienen dus bij kant-en-klare seinen te weten hoe de leds inwendig (lees: in het sein) aangesloten zijn. WUBO-schakeling voor seinen met leds met "gemeenschappelijke anode"
In schema 13 staat het relais getekend in de "werkstand" (er is spanning aanwezig op de stuuringang, dus het relais in "aangetrokken"). Nu worden de witte leds om-en om aangestuurd. Transistor T1 inverteert (keert de polariteit om van) het signaal dat op pin 3 van het IC staat. Schakelingen voor AKI'sDe knipperfrequentie van een AKIBij het grootspoor knipperen de rode lampen van een AKI met een frequente van 90 keer per minuut. De witte lamp knipperde tot 2002 op de helft van die frequentie (45 keer per minuut). Vanaf 2002 knippert de witte lamp 90 keer per minuut. Deze verhoging is per 2002 landelijk ingevoerd voor alle lampen op alle overwegen. Bij het modelspoor is die frequentie van 90 per minuut eigenlijk te laag, omdat ons rollend materieel (en eventuele scenery) een stuk kleiner is. Zouden we echter die 90 knipperingen per minuut omrekenen naar bijv. schaal H0, dan verkrijgen we een veel te hoge frequentie. We moeten daarom een iets hogere knipperfrequentie kiezen dan bij het grootspoor, om onze modelspoor-AKI er natuurgetrouw uit te laten zien. Een frequentie van 100 tot 110 per minuut komt dan veel natuurgetrouwer op ons over. Maar dit is ook weer een kwestie van persoonlijke smaak. We kunnen het beste de frequentie van de AKI-schakeling zo instellen dat we er tevreden mee zijn, want daar gaat het in modelspoorland toch eigenlijk om. Twee rode en een witte knipperende led (voor AKI)Door een extra led én een relais toe te voegen aan de schakeling in afbeelding 06 (hierboven) verkrijgen we een knipperlichtschakeling die twee rode leds, om-en-om laat knipperen. Zodra de stuurspanning op het relais wegvalt en de rode leds uitgaan, zal de witte led gaan knipperen met de halve frequentie van beide rode leds.
In schema 14 staat het relais getekend in de ruststand (er is geen spanning aanwezig op de stuuringang). Nu wordt de witte led aangestuurd, en zijn de rode leds gedoofd.
In schema 15 staat het relais getekend in de "werkstand" (er is spanning aanwezig op de stuuringang, dus het relais in "aangetrokken"). Nu worden de rode leds om-en om aangestuurd, en is de witte led gedoofd. Vier rode en twee witte knipperende leds (voor AKI)Door drie extra leds toe te voegen aan de schakeling in afbeelding 18 (hierboven) verkrijgen we een knipperlichtschakeling, die vier rode leds, of twee witte leds laat knipperen. Zodra de stuurspanning op het relais wegvalt en de rode leds uitgaan, zullen de witte leds gaan knipperen met de halve frequentie van de vier rode leds.
In schema 16 staat het relais getekend in de ruststand (er is geen spanning aanwezig op de stuuringang). Nu worden de witte leds aangestuurd, en zijn de rode leds gedoofd.
In schema 17 staat het relais getekend in de "werkstand" (er is spanning aanwezig op de stuuringang, dus het relais is "aangetrokken"). Nu worden de rode leds (per twee) om-en-om aangestuurd, en zijn de witte leds gedoofd. Het bedradingsschema voor de AKI-schakeling
De bedrading vanaf de schakeling (de print) naar de leds bestaat uit in totaal vijf draden, zie: schema 18). Twee rode en twee witte knipperende leds, plus twee oranje leds (voor AKLI)
Door de schakeling uit schema 18 iets aan te passen kunnen we de voorloper van de AKI, de AKLI aansturen. In schema 22 staat het relais getekend in de ruststand (er is geen spanning aanwezig op de stuuringang). Nu worden de witte leds aangestuurd, en zijn de rode leds gedoofd. Zodra de stuurspanning op het relais aanwezig is, zullen de rode leds gaan knipperen, en zullen de witte leds doven.
In schema 20 staat het relais getekend in de "werkstand" (er is spanning aanwezig op de stuuringang, dus het relais is "aangetrokken"). Nu worden de rode leds aangestuurd, en zijn de witte leds gedoofd. StoringOm een storing te simuleren kan schakelaar S1 omgezet worden. De knipperschakeling krijgt geen spanning meer, dus de gewone leds (de rode en witte) zijn gedoofd. De oranje leds branden nu, ten teken dat de installatie gestoord is. Uitbreiding van bovenstaande schakeling (voor AKLI). Twee snelheden.Door de schakeling uit schema 18 uit te breiden met een extra instelpotmeter, kunnen we er voor zorgen dat de rode lampen dubbel zo snel knipperen als de witte lampen.
In schema 21 staat het relais getekend in de ruststand (er is geen spanning aanwezig op de stuuringang "S"). Nu worden de witte leds aangestuurd (aantal knipperingen instelbaar met P1), en zijn de rode leds gedoofd.
Zodra de stuurspanning op het relais aanwezig is (zie: schema 22, punt "S"), zullen de rode leds gaan knipperen, en zullen de witte leds doven. Tegelijkertijd schakelt het extra contact van het relais om, en verbindt P2 met knooppunt R1/P1. In schema 22 staat het relais getekend in de "werkstand" (er is spanning aanwezig op de stuuringang, dus het relais is "aangetrokken"). Nu worden de rode leds aangestuurd met hogere knippersnelheid, omdat P2 nu parallel aan P1 geschakeld is, en zijn de witte leds gedoofd. Wanneer de spanning op de stuuringang (punt "S") uitgeschakeld wordt, valt het relais af, waardoor het tweede relaiscontact omschakelt. De rode leds doven. Nu zullen de witte leds gaan knipperen op een lager tempo dan de rode leds, omdat P2 nu niet meer parallel aan P1 staat. Afregelen van de schakeling Stel beide instelpotmeters in op de maximale waarde. Zorg dat er geen spanning op de stuuringang staat (relais in de ruststand). Stel nu met P1 het aantal knipperingen van de witte leds in. Schakel daarna de stuurspanning (punt "S") in. Het relais is aangetrokken. Stel daarna met P2 het aantal knipperingen van de rode leds in. De waarden van R2, R3 en R4 zijn richtwaarden. De werkelijke waarde is afhankelijk van het type led en het aantal leds dat in serie staat. Het bedradingsschema voor de AKLI-schakeling
De bedrading vanaf de schakeling (de print) naar de leds bestaat uit in totaal zes draden (zie: schema 23). Het relaisHet in bovenstaande schakelingen gebruikte relais betreft een dubbel omschakelend relais. Dus een zogenaamd 2x om relais met 1 ruststand en het heeft dus maar 1 spoel. Een bi-stabiel relais is hier niet toepasbaar, want het moet altijd in de beginstand terugkeren. We kunnen bijvoorbeeld de Conrad 507435-62 of de 504394-62 daarvoor gebruiken. Met de LM 3909 kunnen ook leuke schakelingen gebouwd worden. Zie "Meer informatie". Meer informatie
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
