Persoonlijke instellingen

Logische uitgang van decoder aansluiten

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

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom


De logische uitgangen van een decoder

Diverse decoders, zoals de Lopi V3 en V4, zijn, naast de versterkte functie-aansluitingen, voorzien van logische uitgangen. Deze logische uitgangen kunnen standaard uitgeschakeld zijn (=zijn nog niet inschakelbaar via een functieknop) en dienen dan eerst geactiveerd te worden, door volgens de gebruiksaanwijzing een aantal CV's in te stellen.

LoPi-V3NEM651.gif LoPi-V3NEM652.gif
Afbeelding: 01 Afbeelding: 02
Decoder LokPilot Micro V3 (steker vlg. NEM651) Decoder LokPilot Micro V3 (steker vlg. NEM652)
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Een logische uitgang houdt in dat er op de uitgang twee spanningsniveau's aanwezig kunnen zijn: 'laag' en 'hoog'. Wanneer de functie uitgeschakeld is, is deze 'laag' ofwel 0 volt, en wanneer deze ingeschakeld is, is deze 'hoog' ofwel er staat +5 volt op de uitgang. (er zijn ook LoPi's die voorzien zijn van 3,9 volt ATMEL-processoren. Dan is de uitgang 3,9 volt wanneer deze ingeschakeld is) Het is een puur logische functie, waaraan nooit direkt een verbruiker mag worden aangesloten. De maximale stroom die een logische uitgang kan leveren is ongeveer twee milliampère. Proefondervindelijk is vastgesteld dat bij een zwaardere belasting de spanning op de logische uitgang 'in elkaar zakt' (afneemt). Wanneer we de logische uitgang te zwaar belasten, lopen we het grote risico dat de processor op de decoderprint defect raakt! Er moet ten allen tijde een transistorschakeling op de logische uitgang aangesloten worden. Een geschikte schakeling staat in afbeelding 07. U moet dan de emitter van de transistor (de aansluiting genummerd met 20) aansluiten op de - (min) van de gelijkrichter van de decoder.

LoPi-V4-21MTC.gif
Afbeelding: 03
Decoder LokPilot V4 21MTC
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
Let-op.jpg
  LET OP
Bij sommige typen decoders zijn af-fabriek reeds draden aan de logische uitgangen gesoldeerd. U moet dus goed in de gebruiksaanwijzing kijken of het om gewone functie-aansluitingen of om logische uitgangen gaat, want een vergissing is zo gemaakt, en dan is de kans zeer groot dat de decoder defect raakt.

Aux3 en Aux4 bij 21MTC-decoders

Naast de vier versterkte aansluitingen, bezitten LoPi-decoders met een 21MTC-steker, twee extra aansluitingen, namelijk AUX3 (pin 4) en AUX4 (pin 13). Het zijn puur logische functies, waaraan nooit direkt een verbruiker mag worden aangesloten.
Wanneer we deze logische uitgangen willen gebruiken, moeten er externe transistoren op aangesloten worden. AUX3 en AUX4 zijn alleen maar via de 21MTC interface bereikbaar. Ze zijn functioneel gelijkwaardig aan de andere functie-aansluitingen. ESU levert voor de 21MTC een kant-en-klare adapter met transistoren onder nummer 51968 (zie afbeelding 04 en 05). Deze adapterprint is reeds voorzien van de belangrijkste bedrading. De GND (min of massa), de Aux3- en Aux4-aansluitingen dient u zelf nog van draden te voorzien.

21MTC-adapterprint-01.gif 21MTC-adapterprint-02.gif
Afbeelding: 04 Afbeelding: 05
21MTC-adapterprint 51968 (bovenaanzicht) 21MTC-adapterprint 51968 (onderaanzicht)
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

De extra leds worden, volgens het schema in afbeelding 06, op de normale wijze (blauw = plus, functieaansluiting = massa) via een voorschakelweerstand (serieweerstand) op de adapterprint aangesloten. De GND (massa-aansluiting) wordt hier niet gebruikt. In speciale gevallen, zoals bijvoorbeeld de Artitec DE1, wordt de GND-aansluiting wel gebruikt.

21MTC-adapterprint-03.gif
Afbeelding: 06
Aansluitschema 21MTC-adapterprint 51968 (onderaanzicht)
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Zelfbouw

We kunnen ook zelf een transistorschakeling maken (zie afbeelding 07). Dit doen we door een transistor via een weerstand op de soldeeraansluiting van de decoder aan te sluiten (zie afbeelding 01 en 02 hierboven).

Schakeltrap.gif SMD-schakeltrap-01.gif SMD-schakeltrap-02.gif
Afbeelding: 07 Afbeelding: 08 Afbeelding: 09
Schakeltrap met BC547B Schakeltrap met SMD dubbeltransistor BC847S Schakeltrap met SMD dubbeltransistor FMB3904
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom
Onderdelenlijst
R1 4k7
R2 15k
R3 3k9
Tabel: 01
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

Een geschikte transistor is de BC547B (in TO-92 behuizing) zie afbeelding 07 of de BC847B (SMD-uitvoering), zie afbeelding 08. Om aan de veilige kant te blijven, kunnen we het beste niet meer dan één milliampère trekken uit een logische uitgang (volgens de datasheet van de fabrikant). Bij een stroom van één milliampère door de basis van de transistor, kunnen we 100 milliampère collectorstroom aansturen c.q. schakelen.
De 15kΩ weerstand (R2) dient om er voor te zorgen dat de transistor volledig spert (niet meer geleidt), wanneer er geen stuurspanning op R1 staat. Zonder weerstand R2 zou het kunnen gebeuren dat de led heel flauwtjes brandt, wanneer de functie-aansluiting uitgeschakeld is.

Het berekenen van de weerstandswaarde van R1:

Over de basis-emitterovergang van de BC547B staat 0,7 volt. Op de logische uitgang staat 5 volt. We moeten dus 5 - 0,7 = 4,3 volt 'wegwerken' met een weerstand.
I = 1 milliampère ofwel 0,001 ampère. We berekenen nu de weerstandwaarde met de volgende formule: R = U / I en doen dat als volgt: R = (5 - 0,7) / I R = 4,3 / 0,001 R = 4300. Dichtstbijzijnde hogere waarde in de E12-reeks is 4,7 kΩ.

Door twee van bovenstaande transistorschakelingen op de 21MTC-decoder aan te sluiten (op Pin4 en Pin13) kunnen we gebruikmaken van Aux3 en Aux4.

SMD-dubbeltransistoren

Inplaats van twee losse BC547B's kunnen we, met het oog op ruimtebesparing, ook gebruikmaken van een SMD-dubbeltransistor, zoals de BC847S (zie afbeelding 08) of de FMB3904 (zie afbeelding 09). Ook hier verdient het aanbeveling om tussen de basis en de emitter van de transistoren een weerstand van 33 kΩ plaatsen om er voor te zorgen dat de transistor volledig spert, wanneer er geen stuurspanning op Aux3 of Aux4 staat.

FET

Schakeltrap02.gif SMD-schakeltrap-03.gif
Afbeelding: 10 Afbeelding: 11
Schakeltrap met BS170 (BS170RL1) Schakeltrap met SMD dubbel-FET IRF7103
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom
Onderdelenlijst
R1 2k2 tot 3k9
R2 10k tot 33k
Tabel: 02
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

In plaats van een gewone transistor, zoals in schema 07, kunt u ook gebruik maken van een FET (Field Effect Transistor ofwel Veldeffect-transistor). Een geschikt type is de BS170 in TO-92 behuizing (zie schema 10). Deze kan max. 500 milliampère schakelen, mits voorzien van een koelplaat. Zonder koeling kan hij gemakkelijk 100 milliampère schakelen. Het verdient aanbeveling om tussen de Source en de Gate van de FET een weerstand van 33 kΩ te plaatsen om er voor te zorgen dat de FET volledig spert, wanneer de functieaansluiting uitgeschakeld is.
De BS170 is een zogenaamde N-Channel-FET. Een FET heeft drie aansluitingen, de drain, de gate en de source genaamd. Bij de N-Channel-FET wordt de drain op de + (plus) van de voeding aangesloten, en de source op de min (of massa). Bij de P-Channel-FET wordt de drain op de min (of massa) van de voeding aangesloten, en de source op de + (plus). De gate dient voor de aansturing. Bij een FET hoeft geen weerstand te worden gebruikt om de stroom naar de gate te begrenzen, omdat een FET spanninggestuurd is. Dit in tegenstelling tot een normale transistor, die stroomgestuurd is.
Er kunnen diverse typen FET's gebruikt worden. Waar u op moet letten, is of het een P-Channel- of N-Channel-FET is. Ook belangrijk zijn de maximale stroom, de maximale spanning over drain en source en de maximale spanning over gate en source. Deze gegevens zijn te vinden in de datasheet van de fabrikant.

SMD-dubbelFET

Daar we te maken hebben met twee logische uitgangen, is het wel zo handig om een dubbel-FET te gebruiken in SMD-behuizing (zie schema 11). Geschikte typen zijn de SI9936 of de IRF7103.
Het enige nadeel van een SMD-uitvoering is, dat de soldeerpennen akelig dicht bij elkaar liggen. Het zal echt niet meevallen aan de SMD te solderen, zonder dat er soldeertin tussen twee (of meer) pennen terechtkomt (kortsluiting!). Mocht er echter soldeertin tussen de pennen komen, dan kunt u dit m.b.v. soldeerlitze weer verwijderen. Ook hier verdient het aanbeveling om tussen de source en de gate van de FET's een weerstand van 33 kΩ te plaatsen om er voor te zorgen dat de FET volledig spert (zie R2 in afbeelding 11), wanneer er geen stuurspanning op Aux3 of Aux4 staat. In de praktijk voldoen alle waarden tussen 10k en 33k uitstekend.


Meer informatie

Encyclopedie:
Externe website:
Wikipedia over de MOSFET.
Wikipedia over de Veldeffecttransistor (FET).



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

Laatste wijziging: 10 feb 2018 15:20 (CEST)