Persoonlijke instellingen

Diodeschakeling

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Ronald Koerts - Bewerkt door Fred Eikelboom


Inleiding

Deze schakeling staat genoemd in veel handleidingen van bezetmelders. De diodeschakeling is een hulpschakelingen om problemen met bezetmelding op basis van stroomdetectie te voorkomen. De schakeling zorgt ervoor dat de spanning van gedetecteerde stukken en niet-gedetecteerde stukken gelijk gemaakt wordt.

Wanneer moet u de diodeschakeling gebruiken?

Bij massadetectie (zoals bij Drierail toegepast wordt) is de diodeschakeling niet nodig. Deze schakeling moet u toepassen wanneer u digitaal rijdt, en bezetmelders gebruikt op basis van stroomdetectie (voor de terugmelding aan de centrale en/of computer).
Wanneer u gebruik maakt van bovenstaande bezetmelders is de kans groot dat er 'niet-gedetecteerde stukken' in uw modelbaan aanwezig zijn.

Wat zijn niet-gedetecteerde stukken?

Dit zijn stukken rails in de modelbaan die niet zijn aangesloten op een bezetmelder. Deze zijn dus rechtstreeks met de centrale verbonden.

Waarom worden niet-gedetecteerde stukken (niet-gedetecteerde secties) gebruikt?

Een bezetmelder kost geld, of u deze nu zelf bouwt of kant-en-klaar gebouwd koopt. Er kunnen maar een beperkt aantal railstukken op een bezetmelder worden aangesloten, maximaal acht of 16 railstukken. Hoe meer railstukken u heeft, hoe meer bezetmelders u nodig heeft, dus hoe duurder uw modelbaan wordt. Diverse treinbesturingsprogramma's (computersoftware) hebben de mogelijkheid om ook goed te werken wanneer niet alle railstukken van de modeltreinbaan (denk bijvoorbeeld aan wisselstraten en niet-gedetecteerde secties) op een bezetmelder aangesloten zijn. Dat bespaart kostbare aansluitingen op een bezetmelder. Maar dan moet u wel de diodeschakeling gebruiken om detectieproblemen te voorkomen. Er mag namelijk geen verschil in spanning aanwezig zijn, tussen de gedetecteerde- en de niet-gedetecteerde secties. Dit spanningsverschil ontstaat doordat de stroom naar de gedetecteerde sectie in de bezetmelder via diodes loopt en de niet-gedetecteerde sectie rechtstreeks op de centrale aangesloten is (zie schema 01).

Bezetmeld-sectie-01.gif
Afbeelding: 01
Schema aansluiting centrale via bezetmelder.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Dit heeft als oorzaak dat, wanneer een loc van de niet-gedetecteerde sectie naar de gedetecteerde sectie rijdt, de meeste stroom vanaf de niet-gedetecteerde sectie naar de loc loopt (omdat stroom de weg van de minste weerstand neemt), en er daardoor niet voldoende stroom door de detectieschakeling loopt om de detectieschakeling te activeren. Door in de aansluiting (via de rode draad) naar de niet-gedetecteerde sectie een diodeschakeling plus weerstand op te nemen, zal de spanning op de niet-gedetecteerde sectie circa 1,4 volt lager zijn, en dus gelijk zijn aan de spanning op de gedetecteerde sectie (zie schema 02).

Om nu te zorgen dat er geen spanningsverschil is tussen de gedetecteerde- en de niet-gedetecteerde secties, gebruiken we een aantal antiparallel geschakelde diodes (zie afbeelding 03 en 04). Hierover treedt bij twee diodes een spanningsverschil op van ongeveer 0,7 volt en bij vier diodes (twee-aan-twee antiparallel) is dat 1,4 volt, evenveel als over de diodes in de detectieschakeling.
Het aantal diodes in de diodeschakeling dient gelijk te zijn aan het aantal diodes per ingang van de bezetmelder. In veel bezetmelders is over de meetdiodes een weerstand van 4K7 gemonteerd om de gevoeligheid in te stellen. Om er nu voor te zorgen dat het spanningsverschil nihil is, monteert u over de diodeschakeling ook een weerstand. Dit om ervoor te zorgen dat er geen spanningsverschil tussen de gedetecteerde en niet-gedetecteerde secties aanwezig is. Gebruikt u te veel of te weinig diodes (of geen weerstand), dan is er weer een spanningsverschil tussen de gedetecteerde en niet-gedetecteerde secties aanwezig en daarmee grote(re) kans op detectieproblemen.

Bezetmeld-sectie-02.gif
Afbeelding: 02
Schema aansluiting centrale, via bezetmelder en via diodeschakeling.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Het schema

De diodeschakeling is vrij gemakkelijk na te bouwen. Het enige wat u nodig heeft, zijn twee of vier diodes (1N5408, BYV27-200 of BYV28-200), een weerstand van 4k7 (4700 Ω) 1/2 watt en een stukje experimenteerprintplaat (zie afbeelding 07 en 09). De meeste bezetmelders hebben een spanningsval (drempelspanning over de diodes in doorlaatrichting) van 1,4 volt, maar de Litfinski GBM-8 heeft een spanningsval van 0,7 volt. Daardoor staat op een baanstuk dat niet is aangesloten op een bezetmelder, een hogere spanning ten opzichte van de aansluitende niet-gedetecteerde sectie. Dit spanningsverschil kun u met één diode of met twee diodes (die in serie staan) vereffenen. Doordat 'digitale spanning' een soort blokspanning is, waarvan de polariteit wisselt, dient u twee diodes (antiparallel geschakeld) of twee maal twee diodes (antiparallel geschakeld) te gebruiken (zie: afbeelding 03 en 04).

Spanningval (Forward voltage) bij 3 ampère:

  • 1N5408 − 0.84 volt.

Spanningval (Forward voltage) bij 2 ampère:

  • BYV27-50 tot 200   − 0.98 volt.
  • BYV27-300 en 400 − 1.05 volt.
  • BYV27-500 en 600 − 1.25 volt.

Spanningval (Forward voltage) bij 3.5 ampère:

  • BYV28-50 tot 200   − 1.02 volt.
  • BYV28-300 en 400 − 1.05 volt.
  • BYV28-500 en 600 − 1.25 volt.

De BYV27 en BYV28 zijn zogenaamde 'Ultra fast low-loss controlled avalanche rectifiers'. De firma Lenz adviseert om de BYV27 te gebruiken.

E10.05.01-01.jpg Diodeschakeling01.jpg
Afbeelding: 03 Afbeelding: 04
Schema diodeschakeling, toepasbaar bij de meeste bezetmelders Schema diodeschakeling voor Litfinski GBM-8
Schema gemaakt door: Ronald Koerts Schema gemaakt door: Ronald Koerts/Fred Eikelboom

Meerdere niet-gedetecteerde baanstukken (secties) op één diodeschakeling

U kunt natuurlijk voor ieder niet-gedetecteerd baanstuk een diodeschakeling bouwen en plaatsen, maar dat is niet meteen nodig. Met één diodeschakeling bij de centrale of de versterker c.q. booster en een extra draad bij de centrale voedingsleiding (CVL of ringleiding) kunt u alle niet-gedetecteerde baanstukken (secties) voeden. Dan ziet het geheel er uit als in het onderstaande schema. Houd dan wel rekening met de totaal afgenomen stroom die door de diodeschakeling kan gaan lopen, zoals hieronder beschreven is.

E10.05.01-02.jpg
Afbeelding: 05
Schema diodeschakeling, inclusief bezetmelders en rails
Schema gemaakt door: Ronald Koerts

De diodeschakeling in tekening 03 en 04 is geschikt voor meerdere niet-gedetecteerde baanstukken (secties) die gelijktijdig bereden worden. U moet echter wel rekening houden met het totaal van de stroomsterkte, van het aantal niet-gedetecteerde secties wat gelijktijdig bereden kan worden. Wanneer de stroomsterkte te hoog wordt voor één diodeschakeling, moet u meerdere diodeschakeling gebruiken, en daar de overige niet-gedetecteerde secties op aansluiten, enz.
De diodes moeten geschikt voor minimaal drie ampère. De 1N5408 kan max. drie ampère aan, de BYV27-200 kan twee ampère aan, en de BYV28-200 kan 3,5 ampère aan. Indien u (vanwege de maximale stroom) meerdere diodeschakelingen met losse diodes moet gaan bouwen, is het gebruik van een bruggelijkrichter een stuk handiger.

Bruggelijkrichter

Nog beter is het toepassen van een kant-en-klare bruggelijkrichter, die geschikt is voor meer ampères (=grotere stroomsterkte), bijv. het type B40C5000 (zie: afbeelding 04 en 06). Deze zijn verkrijgbaar bij de elektronicawinkel of op internet.
Het beste kunt u dan een bruggelijkrichter kiezen die de maximale stroom van de centrale (of de booster) gemakkelijk aan kan. Heeft uw centrale bijvoorbeeld een maximale uitgangsstroom van 4 ampère, kies dan een bruggelijkrichter die 5 ampère of meer aan kan.
In afbeeldingen 06 en 08 is een 40V/5A bruggelijkrichter aangegeven. Mocht deze niet verkrijgbaar zijn, dan kunt u gerust een exemplaar nemen dat geschikt is voor een hogere spanning, bijv. een B250C5000 (250V/5A).

Door het doorverbinden van de plus-en de min-aansluiting van de bruggelijkrichter en het op de juiste wijze aansluiten van de aan- en afvoerdraad, onstaat hetzelfde schema als wat u in afbeelding 03 en 04 ziet.
Wanneer u weet wat de centrale (of booster) maximaal aan stroom kan leveren, en de bruggelijkrichter daarop aangepast hebt, berekent u aan de hand van het maximale stroomverbruik van de locs/treinen dat maximaal tegelijkertijd in de niet-gedetecteerde secties kan rijden, hoeveel niet-gedetecteerde secties u maximaal op de bruggelijkrichter (diodeschakeling) aan kunt sluiten. Blijkt dan dat u stroom tekort komt, dan moet u de baan in stukken verdelen en een gedeelte via een eigen booster voeden. U moet er dan voor zorgen dat de niet-gedetecteerde secties die met de centrale verbonden zijn, niet in contact staan met de niet-gedetecteerde secties die met de booster verbonden zijn!

Controleer de door u toegepaste bezetmelders, om te zien of er twee of vier diodes per ingang gebruikt zijn, en aan de hand daarvan maakt u een keuze uit de volgende mogelijkheden:

Diodeschakeling voor bezetmelders met vier diodes per ingang

Brugceltruuk01.gif Diodeschakeling02.gif
Afbeelding: 06 Afbeelding: 07
Doorverbinden van de bruggelijkrichter Diodeschakeling op stukje strokenprint
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Diodeschakeling voor GBM-8 en vergelijkbare typen

Brugceltruuk02.gif Diodeschakeling04.gif
Afbeelding: 08 Afbeelding: 09
Doorverbinden van de bruggelijkrichter (voor GBM-8) Diodeschakeling op stukje strokenprint (voor GBM-8)
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

De schakeling uit afbeelding 03 of 04 is heel gemakkelijk op een stukje strokenprint op te bouwen (zie afbeelding 07 en 09). Vergeet daarbij bij toepassing van de schakeling in afbeelding 07 de onderbreking niet in de middelste printbaan.

normaal
Afbeelding: 08
Aansluiten van de diodeschakeling
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

De aansluiting van de diodeschakeling op de centrale (of versterker c.q. booster) en de CVL (ringleiding) naar de niet-gedetecteerde secties doet u zoals in tekening 08 aangegeven is. Hier ziet u hoe u de diodeschakeling d.m.v. een extra ringleiding (hier aangegeven met geel/groen) op de centrale aangesloten wordt. Op deze extra ringleiding sluit u dan alle niet-gedetecteerde secties aan. Omdat de diodeschakeling geheel symmetrisch van opbouw is (zie afbeelding 03, 04 en 08), maakt het niet uit hoe u deze aansluit.


Meer informatie

Encyclopedie
Externe websites:
Meer over de diodeschakeling.
Kant-en-klare diodeschakeling.



Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
Contact met de redactie: Contact met de redactie 

Laatste wijziging: 8 dec 2017 11:27 (CEST)