Persoonlijke instellingen

Rijtuigverlichting

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

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


Voor de interieurverlichting (gemakshalve ook wel binnenverlichting genoemd) van rijtuigen kunt u prima leds toepassen. U kunt losse leds toepassen, maar ook gebruik maken van kant-en-klare led-strips.
De grote voordelen van leds t.o.v. lampjes zijn, dat leds:

  • niet heet worden;
  • een veel langere levensduur hebben;
  • veel minder stroom nodig hebben.

Vooral dat laatste is van groot belang bij digitale banen, omdat meerdere treinen gevoed worden uit dezelfde voeding, ook de stilstaande. Maar ook bij een analoge baan is het fijn dat led-rijtuigverlichting minder vraagt van de trafo. Het is ook van groot belang dat u, bij gebruik van meerdere leds, de leds zo veel mogelijk in serie zet, zolang de spanning dat toelaat. Het is sterk aan te bevelen om altijd minimaal 3V over te houden voor de voorschakelweerstand. Daarmee voorkomt u dat bij een eventuele spanningspiek, de leds defect raken.
Bij parallel schakelen neemt het stroomverbruik op de baan (lees: het totale verbruik van de locmotoren en de interieurverlichting) onnodig toe. Een centrale heeft maar een beperkt vermogen (gewoonlijk drie tot vier ampère). Wanneer u veel rijtuigen met interieurverlichting op uw baan wilt laten rijden, komt u, wanneer u de leds van de interieurverlichting parallel schakelt, al snel op het punt dat u èèn of zelfs meerdere extra boosters nodig heeft.

Losse leds

Losse leds zijn verkrijgbaar in twee types: 'standaard', die maximaal 20 milliampère aankunnen (mogen hebben) en bij ongeveer 8 tot 10 milliampère al meer dan voldoende licht geven, en 'high efficiency' (ook wel 'low current' genoemd), die bij 2 milliampère al heel veel licht geven. Het verdient sterk aanbeveling om voor de interieurverlichting 'high efficiency' types toe te passen. Des te minder het stroomverbruik per rijtuig, des te beter.

De drempelspanning van de led

De vuistregel is ongeveer 2 volt voor (normale) rode, gele, oranje en groene leds en 3 volt voor (warm) witte, blauwe en high efficiency groene leds. Wilt u het exact weten, dan kunt u deze waardes vinden via Google in de datasheet
Door het verschil in drempelspanning kunt u geen witte led (3 volt) met een rode led (2 volt) in serie zetten. Beide kleuren leds krijgen dan namelijk dezelfde stroomsterkte, en dat kon nog wel eens een heel uiteenlopende helderheid opleveren! Sluit dus rode en witte leds altijd via een eigen voorschakelweerstand aan.

Hebt u genoeg aan een paar leds en een voorschakelweerstand?

Nee, u zult bij toepassing van losse leds te allen tijde een gelijkrichter moeten tussenschakelen. Bij analoge banen verwisselen namelijk de polen van de rijspanning bij het omkeren van de rijrichting. Zonder gelijkrichter zou dan de interieurverlichting maar in één rijrichting werken. En, niet minder belangrijk, de leds zullen bij tegengestelde spanning (plus en min verwisseld), binnen de kortste keren defect raken (zie hieronder).
Bij 'analoge banen' heeft u ook te maken met het feit dat de interieurverlichting alleen maar op volle sterkte brandt wanneer de spanning op de rails maximaal is. Zodra u de trein langzamer laat rijden, vermindert ook de lichtsterkte.

Bij digitale banen staat er een spanning in de vorm van een variabele blokgolf op de rails, deze blokgolf wisselt ook nog eens van polariteit. Zonder gelijkrichter zouden de leds maar op halve kracht branden. Tevens is daarbij de kans zeer groot dat de leds te veel tegenspanning krijgen, waardoor ze binnen de kortste keren defect raken. Een led kan namelijk, afhankelijk van het type, maximaal 5 tot 6 volt tegenspanning (sperspanning) aan!!
Dus, of het nu om een 'analoge' of om een digitale baan gaat, een gelijkrichter is onmisbaar.

Schakeling voor de analoge baan

Binnenverlichting01.gif
Afbeelding: 01
Basisschema
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom
Onderdelenlijst
B1 Buggelijkrichter
R1 560R D1-D2 led   Wit of geel
Tabel: 01
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom


Het basisschema bestaat uit een gelijkrichter (B1), een voorschakelweerstand ofwel serieweerstand (R1) en twee leds (D1 en D2) die in serie staan, zie afbeelding 01. U kunt voor de bruggelijkrichter een kant-en-klaar exemplaar aanschaffen, maar u kunt ook heel simpel vier stuks 1N4148 gebruiken. Uit kostenoogpunt is dat laatste veruit het voordeligst, wanneer u veel rijtuigen van interieurverlichting wilt gaan voorzien.

Knipperende leds

Bij het gebruik van de schakeling in afbeelding 01 is het onvermijdelijk dat de leds knipperen bij stroomonderbrekingen, bijv. door vuile rails. Om dat knipperen tegen te gaan, kunt u een elektrolytische condensator (afgekort elco) over de plus en min van de bruggelijkrichter plaatsen (plus van de elco aan de plus van de gelijkrichter, zie afbeelding 02). Bij een waarde van 470 microfarad (µF) is het knipperen al een heel stuk minder. Bent u er nog niet geheel tevreden over, dan kunt u zondermeer een hogere waarde voor C1 nemen. Dan zit u meestal wel met het probleem dat u die grotere elco niet kwijt kunt in het rijtuig. U kunt in dat geval ook heel goed twee kleinere elco's parallel aansluiten, bijv. twee van 470 microfarad.

Binnenverlichting02.gif
Afbeelding: 02
Antiknipperelco toegevoegd
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom
Onderdelenlijst
B1 Buggelijkrichter C1 Elco 470 uF
R1 560R D1-D2 led   Wit of geel
Tabel: 02
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom


Werkspanning van de elco (analoge baan)

De werkspanning van de elco('s) moet voor analoge banen minimaal 1,5 × de voedingsspanning bedragen, bij analoge banen dus: 14 volt × 1,5 = 21 volt. U neemt hier een elco met een werkspanning van minimaal 25 volt.


Schakeling voor de digitale baan

Binnenverlichting02.gif
Afbeelding: 03
Basisschema met antiknipperelco
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
Onderdelenlijst
B1 Buggelijkrichter C1 Elco 470 uF
R1 560R D1-D2 led   Wit of geel
Tabel: 03
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom


Het basisschema bestaat hier uit een gelijkrichter (B1), een buffer-elco (C1) (ook antiknipper-elco genoemd), een voorschakelweerstand (R1) en twee leds (D1 en D2) die in serie staan, zie: afbeelding 03. De voedingsspanning op de railuitgang van de centrale is 16,7 volt (gemeten bij ECoS 1). Achter de gelijkrichter staat dus ook een spanning van 16,7 volt over C1.

Voor de berekening van de waarde van de voorschakelweerstand verwijzen we u naar het artikel Minimale led voorschakelweerstand berekenen.

Uitbreiding met spanningsregelaar

Binnenverlichting03.gif
Afbeelding: 04
Schema met spanningsregelaar
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


Aansluiting-spanningsregelaar-02.gif
Afbeelding: 05
De aansluitingen van de spanningsregelaar
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Wanneer u een nog betere 'antiknipper'-werking wilt, kunt u een spanningsregelaar toevoegen (zie: afbeelding 04 en 05). Door dan tevens C1 in waarde te vergroten (van 470µ tot 2200µ) en C2 (2,2µ) toe te voegen, krijgt u een vrijwel storingvrije werking. De grotere waarde van C1 zorgt er bij onderbreking van de spanning vanaf de rails voor, dat het IC zijn voedingsspanning nog een tijdje uit C1 kan halen. C2 zorgt voor een betere werking van het IC. Omdat er na het IC een lagere spanning aanwezig is (in vergelijking met afbeelding 03), moet u de waarde van R1 opnieuw gaan berekenen. De minimale spanning waarop het nu werkt, is gestegen naar 12V + 1,7V + 1,4V = 15,1V. De marge tegen knipperen is hiermee ook aardig afgenomen.

We geven hier geen bestelnummers van weerstanden. Ten eerste is niet van te voren bekend welke weerstand(en) u nodig heeft (hangt af van de spanning die de centrale afgeeft), en ten tweede zou het een wel erg lange lijst worden, wanneer alle leverbare weerstandwaarden hier vermeldt zouden worden. Bij 'Meer informatie' staan meerdere weerstandenleveranciers.


Onderdelenlijst

Leverancier/fabrikant Omschrijving Aantal Artikelcode Opmerkingen
Conrad Bruggelijkrichter B40C1500 1 501433 (of vier diodes 1N4148)
Conrad Diode 1N4148 4 162280 (of Bruggelijkrichter B40C1500)
Conrad Spanningsregelaar 78L12 1 183059
Conrad Elco 2,2μ   16 volt Tantaal 1 447030 Standaard elco van 10μ mag ook.
Conrad Elco 470μ   25 volt. 1 421951
Conrad Elco 2200μ   35 volt. 1 445252 Radiaal.
Tabel: 04
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

Werkspanning van de elco (digitale baan)

Bij digitale banen dient de werkspanning van de elco hoger te zijn dan de maximale baanspanning. 1,5× die spanning is hiervoor een mooie vuistregel, met genoeg marge. Wanneer u echter een elco met een werkspanning van minimaal 35 volt neemt, zit u altijd aan de veilige kant.

Overbelastingsverschijnselen bij centrales en boosters

Binnenverlichting04.gif
Afbeelding: 06
Begrenzingsweerstand toegevoegd
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
Onderdelenlijst
B1 Buggelijkrichter C1 Elco 470 uF
R1a 100R
R1 560R D1-D2 led   Wit of geel
Tabel: 05
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom


Bij het gelijktijdig gebruik van een behoorlijk aantal binnenverlichtingsschakelingen met elco's, kan het gebeuren dat de overload-beveiliging (=kortsluitbeveiliging) van de centrale of van één- of meer booster(s) aanspreekt, bij het inschakelen van de baanspanning. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt door een te grote laadstroom, doordat alle elco's nog ongeladen zijn. Het is dan raadzaam om bij alle gelijkrichter/elco-combinaties een weerstand van 100Ω 1/2 watt (zie: R1a in afbeelding 06) tussen de plus van de gelijkrichter en de plus van de elco te schakelen. Dit verlaagt de inschakelpiek aanzienlijk. Zijn er dan toch nog boosters waarbij de overload-beveiliging aanspreekt, dan verhoogt u de waarde van R1a tot bijv. 220Ω. Maak de waarde van deze weerstand echter niet onnodig hoog, want dan doet u de 'antiknipper-werking' van de elco weer teniet! Zie ook: Inschakelpiekstroom begrenzen.


Led-strips

De uitvoeringen

Ledstrip1.gif
Afbeelding: 07
Diverse typen led-strips
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Led-strips zijn er in vijf hoofdvarianten:

  • de eenvoudigste uitvoering heeft alleen een gelijkrichter  (zie fig. A);
  • de tweede versie heeft een gelijkrichter en een spanningsregelaar  (zie fig. B);
  • de derde versie heeft een gelijkrichter, een spanningsregelaar en de mogelijkheid de lichtsterkte te verminderen door een 0 ohm weerstand te vervangen door één van bijv. 220 ohm   (zie fig. C);
  • de vierde versie heeft een gelijkrichter, een spanningsregelaar en de mogelijkheid de lichtsterkte te regelen door een regelbare weerstand (=potentiometer) te verdraaien (zie fig. D);
  • de vijfde versie heeft een gelijkrichter, een spanningsregelaar, de mogelijkheid de lichtsterkte te regelen door een regelbare weerstand (=potentiometer) te verdraaien, en tevens een buffer-elco om het knipperen van de leds tegen te gaan  (zie fig. E).

Bij de versies A, B, C en D is het vaak nodig om een buffer-elco aan te brengen om het knipperen van de leds tegen te gaan. De plaats waar deze elco gemonteerd moet worden is altijd ná de gelijkrichter en vòòr een eventuele spanningsregelaar.

Let-op.jpg
  LET OP
Sluit nooit een elco vòòr de gelijkrichter aan, want dan is het vrijwel zeker dat de elco naar de eeuwige jachtvelden gaat, en - wat nog erger is - in het ergste geval kan zelfs de led-strip defect raken!

Voor de elco neemt u een exemplaar van minimaal 35 volt werkspanning. De waarde moet minimaal 470 microfarad zijn. Hoe meer capaciteit, hoe langer de leds 'nabranden'. Maar helaas kunt u meestal geen grote elco in het rijtuig kwijt. U zou wel twee kleinere exemplaren parallel kunnen schakelen (bijvoorbeeld twee stuks 330 microfarad/35 volt). Die zijn gemakkelijker 'weg te werken'. Bijkomend voordeel van die hogere werkspanning is, dat een elco met een hogere werkspanning een lagere lekstroom heeft.

In een goede gebruiksaanwijzing, zoals bijv. van de firma DigiKeijs, staat aangegeven hoe, en waar, een eventuele buffer-elco op de led-strip aangesloten dient te worden. Staat er echter niets in de gebruiksaanwijzing, dan gaat u als volgt te werk:

Het aansluiten van een buffer-elco op een diodebrug

Ledstrip2.gif
Afbeelding: 08
Diverse gelijkrichters
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Indien een op de print te monteren elco te veel ruimte inneemt (zodat de led-strip niet goed meer in het rijtuig past), zou u kunnen overwegen om de extra elco('s) met twee stukjes draad (minimaal 0,14 mm²) op een beter geschikte plaats te monteren. In veel gevallen kunt u op deze manier de elco('s) mooi 'wegwerken'.
(indien er een SMD-bruggelijkrichter gemonteerd is, dan hieronder verdergaan bij 'SMD-bruggelijkrichter')

Eerst zoekt u de plus- en min aansluitingen van de gelijkrichter op. U volgt (bij afbeelding A of B) vanaf het punt AC (waar de aansluitdraden zitten naar de sleepcontacten) de printsporen (of geleiderbanen), die naar de gelijkrichter gaan. U ziet dan dat er op die punten één diode met de Kathode (aangegeven door een streep, stip, of inkeping op de behuizing) naar dat punt toe zit, en een andere diode met de kathode er vanaf. Op die punten mag u absoluut geen elco aansluiten omdat op die punten wisselspanning staat!
Ook ziet u dat er op één aansluitpunt twee diodes zijn, die met de Kathodes vlak bij elkaar zitten. Dat punt is altijd de plusaansluiting. Aan de andere zijde ziet u twee diodes, waarvan de Anodes vlak bij elkaar zitten. Dat is altijd de minaansluiting. Verbind de led-strip met de digitale spanning en controleer met een multimeter en of hier een gelijkspanning (meter op het DC-bereik instellen) van ongeveer 16 tot 26 volt aanwezig is.

Verbreek daarna de verbinding met de digitale spanning. Hierna monteert u de minaansluiting van de buffer-elco('s) aan de min van de gelijkrichter. De plusaansluiting van de buffer-elco('s) verbindt u met de plus van de gelijkrichter.

SMD-bruggelijkrichter

Indien er op de led-strip een SMD-bruggelijkrichter (die inwendig uit vier diodes bestaat) aanwezig is, dan is het vaak meteen duidelijk wat de plus en de min zijn, wanneer dit op de behuizing aangegeven is (zie afbeelding C).
Staat er niets op de behuizing, dan gaat u als volgt te werk: Eerst zoekt u de plus- en min aansluitingen van de gelijkrichter op. U volgt (zie afbeelding C) vanaf het punt AC (waar de aansluitdraden zitten naar de sleepcontacten) de printsporen (geleiderbanen), die naar de SMD-bruggelijkrichter gaan. Op die punten bij de gelijkrichter mag u geen Elco aansluiten! U doet dat aan de andere twee aansluitingen. Verbind daarna de led-strip met de digitale spanning en controleer met een multimeter of hier een gelijkspanning van ongeveer 16 tot 26 volt aanwezig is (multimeter op het DC-bereik instellen).

Verbreek daarna de verbinding met de digitale spanning. Hierna monteert (soldeert) u de minaansluiting van de buffer-elco aan de min van de gelijkrichter. De plusaansluiting van de buffer-elco verbindt u met de plus van de gelijkrichter.

Mocht er bij montage van de elco - direct op de print - te weinig ruimte zijn om de led-strip in een rijtuig te bouwen, dan kunt u de elco ook d.m.v. een paar stukjes soepel - niet te dun - montagedraad (0,25 mm kwadraat of dikker) met de led-strip verbinden.

Nog even een waarschuwing:

Probeer nooit - in plaats van een elco - een Goldcap op de led-strip aan te sluiten! Dit werkt gegarandeerd niet, vanwege het feit dat de werkspanning van een Goldcap in deze situatie te laag is, ten opzichte van de voedingsspanning (na de bruggelijkrichter) van de led-strip. De gangbare GoldCaps hebben een werkspanning van 5,5 volt. Dus wanneer de led-strip een voedingspanning nodig heeft die hoger is dan 5,5 volt, zijn GoldCap's niet bruikbaar.


Flexibele led-strips

Een andere mogelijkheid om led-strips in rijtuigen te bouwen, is het gebruik maken van flexibele led-strips. Deze worden aangeboden op een rol. Met het aantal leds dat op zo'n rol zit kunt u een groot aantal rijtuigen van led-verlichting voorzien. Op het forum staat aangegeven hoe u dergelijke led-strips 'van de rol' toepast (zie: 'Meer informatie'.


Meer informatie

Encyclopedie:
Beneluxspoor.net:
over led-trips 'van de rol'.
over het gebruik van een stroombron bij leds.
Externe websites:
Aansluitgegevens 78L15 (pdf).
Standaardleds overzicht.
SMD-leds overzicht.
Weerstanden overzicht.
Fabrikant/leverancier van led-strips.
voorheen Dick Best Leverancier van leds, elco's en weerstanden.
Leverancier van leds, elco's en led-strips.
Leverancier van leds en led-strips.
Informatie over de E-reeksen.



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


Laatste wijziging: 17 feb 2018 16:00 (CET)