Persoonlijke instellingen

Toepassing van geheugenmetaal: verschil tussen versies

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
k (Tekst aangepast vanwege leverbaarheid van kant-en-klaar systeem.)
k (cat)
 
(40 tussenliggende versies door dezelfde gebruiker niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
−
__NOTOC__
 
 
{{Koptekst
 
{{Koptekst
−
|Vorige= E11.13 - Boren
+
|Vorige= Snijden
−
|Volgende= E11.15 - Lasersnijden en -graveren
+
|Volgende= Toepassing van magneten
 +
|VorigeMenu= Methoden, technieken en materialen
 
|Auteur= Huib Maaskant
 
|Auteur= Huib Maaskant
−
|Niveau= Gevorderde
 
−
|Aantalwoorden= 00000
 
−
|Aantalplaatjes= 11
 
−
|Aantalfilmpjes= 00
 
−
|Auteursrecht= Nee
 
 
}}
 
}}
−
{{Inhoudsopgave|Rechts|Klein}}
+
{{Inhoudsopgave||Klein}}
−
In dit artikel bespreken we de toepassing van geheugenmetaal om objecten te bewegen (c.q. aan te drijven). U kunt dan denken aan het omstellen van een wissel, het bewegen van een armsein of het op- en neer halen van spoorbomen.  
+
In dit artikel bespreken we de toepassing van [[Woorden - G#Geheugenmetaal|'''geheugenmetaal''']] (geheugendraad) om objecten te bewegen (c.q. aan te drijven). We kunnen dan denken aan het omstellen van een wissel, het bewegen van een armsein of het op- en neer bewegen van spoorbomen.  
−
 
 
−
 
 
 
=== Geheugenmetaal als wisselaandrijving ===
 
=== Geheugenmetaal als wisselaandrijving ===
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_1.jpg
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_1.jpg
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Grootte= Groot
−
|Volgnummer= E11.14-01
+
|Volgnummer= 01
 
|Omschrijving= Wisselaandrijving mooi weggewerkt  
 
|Omschrijving= Wisselaandrijving mooi weggewerkt  
 
|Maker= Huib Maaskant
 
|Maker= Huib Maaskant
 
}}
 
}}
 +
Aandrijvingen voor wissels zijn er in allerlei soorten en maten. Bijvoorbeeld als wisselspoelen, motorische [[Wissels digitaliseren|wisselaandrijvingen]] of [[Servo's en servo-aansturing|servo's]]. In dit artikel gaan we aan de slag met [[Woorden - F#Flexinol|geheugendraad]] als wisselaandrijving. Dit geheugendraad wordt o.a. verkocht als Flexinol of [[Woorden - N#Nitinol|Nitinol]].
  
−
Wisselaandrijvingen zijn er in allerlei soorten en maten. Bijvoorbeeld als wisselspoelen of wisselmotoren. Zie voor meer informatie het artikel ''Wissels digitaliseren''. In dit artikel gaan we aan de slag met geheugendraad als wisselaandrijving.<br />
+
Voor de zelfbouwers onder ons, die liever zelf met geheugendraad willen knutselen, is een simpele en betrouwbare aandrijving met geheugendraad ontworpen.
−
Helaas waren zulke aandrijvingen, tot voor kort, niet kant-en-klaar te koop. Een firma in België heeft nu (medio september 2012) de kant-en-klare Silentdrive-wisselaandrijving in het leveringsprogramma zitten.<br />De Silentdrive-wisselaandrijving kan echter ook prima gebruikt worden voor het aandrijven van armseinen. De Silentdrive is leverbaar met- en zonder omschakelcontacten voor het puntstuk (zie: 'Meer informatie').
+
Geheugenmetaal heeft diverse voordelen boven wisselspoelen en wisselaandrijvingen. Zo maakt geheugenmetaal helemaal geen geluid. Door de afwezigheid van tandwielen en andere bewegende delen is de aandrijving heel betrouwbaar. De beweging is mooi langzaam en geheugenmetaal is ook nog eens erg voordelig.
−
 
 
−
Voor de zelfbouwers onder ons, die liever zelf met geheugendraad willen knutselen, is een simpele en betrouwbare aandrijving met geheugendraad ontworpen:
 
−
 
 
−
Geheugenmetaal heeft diverse voordelen boven wisselspoelen en wisselmotoren. Zo maakt geheugenmetaal helemaal geen geluid. Door de afwezigheid van tandwielen en andere bewegende delen is de aandrijving heel betrouwbaar. De beweging is mooi langzaam en geheugenmetaal is ook nog eens erg voordelig.
 
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_2.gif
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_2.gif
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Grootte= 685px
−
|Volgnummer= E11.14-02
+
|Volgnummer= 02
 
|Omschrijving= De onderdelen van de wisselaandrijving  
 
|Omschrijving= De onderdelen van de wisselaandrijving  
 
|Type= Tekening
 
|Type= Tekening
 
|Maker= Huib Maaskant
 
|Maker= Huib Maaskant
 
}}
 
}}
−
 
−
 
 
=== Het principe van de wisselaandrijving ===
 
=== Het principe van de wisselaandrijving ===
−
Het principe van de aandrijving is heel eenvoudig. Wanneer geheugenmetaal warm wordt, krimpt het met ongeveer 3,5%. Wanneer het afkoelt, wordt het weer langer. Met een stukje geheugendraad van 11 cm verkrijgt u zo een lineaire beweging van ruim 3,5 mm. Dat is ruim voldoende om een H0 wissel om te zetten. De beweging duurt ongeveer drie seconden. Om precies uit te rekenen, hoe lang de geheugendraad moet zijn, kunt u gebruik maken van de geheugendraad berekening van Henny Bouman. Zie hieronder bij Downloads.
+
Het principe van de aandrijving is heel eenvoudig. Wanneer geheugenmetaal warm wordt, krimpt het met ongeveer 3,5%. Wanneer het afkoelt, wordt het weer langer. Met een stukje geheugendraad van 11 cm verkrijgen we zo een lineaire beweging van ruim 3,5 mm. Dat is ruim voldoende om een schaal H0 wissel om te zetten. De beweging duurt ongeveer drie seconden. Om precies uit te rekenen, hoe lang de geheugendraad moet zijn, kunnen we gebruik maken van de geheugendraad berekening van Henny Bouman. Zie hieronder bij "Downloads".
−
 
+
{{Afbeelding 2 naast elkaar
−
{{Afbeelding
+
|Bestand= Wissel_geheugendraad_1_3.jpg
−
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_3.jpg
+
|Bestand2= Wissel_geheugendraad_1_3a.jpg
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Grootte= Klein
−
|Volgnummer= E11.14-03
+
|Grootte2= Klein
−
|Omschrijving= De onderdelen: een spijkertje, een veertje, een paperclip, een klembusje, een stukje messing buis en een stukje geheugenmetaal.
+
|Volgnummer= 03  
−
|Maker= Huib Maaskant
+
|Volgnummer2= 04
 +
|Omschrijving= De onderdelen: een spijkertje, veertje, paperclip, klembusje,<br />stukje messing buis en een stukje geheugenmetaal.  
 +
|Omschrijving2= De paperclip wordt een haak.<br />Het rechtopstaande deel bedient het wissel.
 +
|Maker= Huib Maaskant
 +
|Maker2= Huib Maaskant  
 
}}
 
}}
−
 
+
De complete aandrijving bestaat uit een spijkertje, een veertje, een paperclip, een klembusje, een stukje messing buis van circa vier cm en een stukje geheugenmetaal (zie afbeelding 03). Het veertje wordt gespannen en vastgezet met een spijker (zie afbeelding 05), de draad wordt om het messing buisje gewonden. Door het omgebogen buisje te verdraaien kunnen we de draad verstellen, ook later nog. Het veertje trekt het wissel in de ene stand en houdt de geheugendraad gespannen. Als we spanning op het geheugenmetaal zetten, wordt de draad warm. De draad krimpt en trekt het wissel naar de andere stand. Na het uitschakelen van de spanning koelt alles weer af en keert het wissel terug in de eerste stand.
−
De complete aandrijving bestaat uit een spijkertje, een veertje, een paperclip, een klembusje, een stukje messing buis van circa vier cm en een stukje geheugenmetaal. Het veertje wordt gespannen en vastgezet met een spijker, de draad wordt om het messing buisje gewonden. Door het omgebogen buisje te verdraaien kunt u de draad verstellen, ook later nog. Het veertje trekt het wissel in de ene stand en houdt de geheugendraad gespannen. Als u spanning op het geheugenmetaal zet, wordt de draad warm. De draad krimpt en trekt het wissel naar de andere stand. Na het uitschakelen van de spanning koelt alles weer af en keert het wissel terug in de eerste stand.
+
{{Afbeelding 2 naast elkaar
−
{{Afbeelding
+
|Bestand= Wissel_geheugendraad_1_4.jpg
−
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_4.jpg
+
|Bestand2= Wissel_geheugendraad_1_4a.jpg
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Grootte= Klein
−
|Volgnummer= E11.14-04
+
|Grootte2= Klein
−
|Omschrijving= Sleuf gefraisd/Wissel geplaatst  
+
|Volgnummer= 05
−
|Maker= Huib Maaskant
+
|Volgnummer2= 06
 +
|Omschrijving= Sleuf gefraisd. Veer, haak en geheugendraad aangebracht 
 +
|Omschrijving2= Het wissel is geplaatst
 +
|Maker= Huib Maaskant
 +
|Maker2= Huib Maaskant  
 
}}
 
}}
−
 
+
De eerste stap is het frezen van een ondiepe geul onder het wissel (zie afbeelding 05). Met een bovenfrees is dat zo gedaan. Na het schilderen van de ondergrond wordt de aandrijving in de geul bevestigd. De paperclip wordt verbogen tot een dubbele haak die het veertje en de draad met elkaar verbindt. De lange poot van de haak trekt het wissel om (zie afbeelding 06). Wanneer we de baan hebben afgewerkt, is er van de aandrijving niets meer te zien.
−
De eerste stap is het frezen van een ondiepe geul onder het wissel. Met een bovenfrees heeft u dat zo gedaan. Na het schilderen van de ondergrond wordt de aandrijving in de geul bevestigd. De paperclip wordt verbogen tot een dubbele haak die het veertje en de draad met elkaar verbindt. De lange poot van de haak trekt het wissel om. Wanneer u de baan heeft afgewerkt, is er van de aandrijving niets meer te zien.
 
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_5.gif
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_5.gif
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Grootte= 650px
−
|Volgnummer= E11.14-05
+
|Volgnummer= 07
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
|Omschrijving= Het schema van de voeding  
 
|Omschrijving= Het schema van de voeding  
 
|Maker= Huib Maaskant
 
|Maker= Huib Maaskant
 
}}
 
}}
−
 
 
=== De voeding ===
 
=== De voeding ===
−
Het geheugenmetaal heeft een stroom van 200 mA nodig om maximaal samen te trekken. U kunt het geheugenmetaal niet rechtstreeks op een treintransformator aansluiten, omdat de hoge spanning voor een veel te grote stroom zorgt. Met een beetje elektronica is dat probleem snel opgelost. De LM317 spanningsstabilisator is prima te gebruiken als constante stroombron (zie: schema E11.14-05). Met een weerstandje wordt de uitgangsstroom begrensd tot 200 mA. Het maakt niet uit hoe lang de draad is. De LM317 wordt gevoed met 12V gelijkspanning en moet voorzien worden van een koellichaam.
+
Het geheugenmetaal heeft een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] van 200 milliampère nodig om maximaal samen te trekken. We kunnen het geheugenmetaal niet rechtstreeks op een rijregelaar aansluiten, omdat de hoge spanning voor een veel te grote stroom zorgt. Met een beetje elektronica is dat probleem snel opgelost. De LM317 spanningsreglaar is prima te gebruiken als constante stroombron (zie schema 07). Met een weerstandje wordt de uitgangs[[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] begrensd tot 200 milliampère. Het maakt niet uit hoe lang de draad is. De LM317 wordt gevoed met 12 volt gelijkspanning en moet voorzien worden van een koellichaam.
 
{{Afbeelding
 
{{Afbeelding
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_6.gif
 
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_6.gif
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Grootte= 650px
−
|Volgnummer= E11.14-06
+
|Volgnummer= 08
 
|Type= Schema
 
|Type= Schema
 
|Omschrijving= De elektrische aansluitingen  
 
|Omschrijving= De elektrische aansluitingen  
 
|Maker= Huib Maaskant
 
|Maker= Huib Maaskant
 
}}
 
}}
−
 
+
Onderdelen voor de voeding:
 +
{| class="wikitable" style="text-align:left; font-size:90%;"
 +
!style="background:#D1D1E1;" Width="55" | Symbool
 +
!style="background:#D1D1E1;" Width="100"| Type
 +
!style="background:#D1D1E1;" Width="130"| Conrad bestelnummer
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#E4E1E1;" | IC1 ||style="background:#E4E1E1;"| LM317T (TO220)||style="background:#E4E1E1;"| 176001 - 8J
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#D1D1E1;" | R1 ||style="background:#D1D1E1;"| 5,6 Ohm, 0,5 Watt  ||style="background:#D1D1E1;"| 1583926 - 8J
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#E4E1E1;" | Relais ||style="background:#E4E1E1;"| RA4-12W-K ||style="background:#E4E1E1;"| [https://www.google.com/search?-b-d&q=RA4-12W-K Geen bestelnummer]
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#D1D1E1;" | C1 ||style="background:#D1D1E1;"| 220uF,25V ||style="background:#D1D1E1;"| 1301762 - 8J
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#E4E1E1;" | C2 ||style="background:#E4E1E1;"| 0,1 uF, 25V ||style="background:#E4E1E1;"| 453358 - 8J
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#D1D1E1;" | G1 ||style="background:#D1D1E1;"| Gelijkrichter  ||style="background:#D1D1E1;"| 501883 - 8J
 +
|-
 +
|style="text-align:left; background:#E4E1E1;" |    ||style="background:#E4E1E1;"| Koellichaam ||style="background:#E4E1E1;"| 188271 - 8J
 +
|}
 +
{{Tabelonderschrift
 +
|Volgnummer= 01
 +
|Maker= Redactie
 +
}}
 
=== Ompoling van het puntstuk ===
 
=== Ompoling van het puntstuk ===
−
De schakeling is genoeg om het wissel te verzetten, maar bij een Tweerail-baan moet ook het puntstuk worden omgepoold. Dat is eenvoudig te realiseren door een relais parallel aan de LM317 te zetten (zie: schema E11.14-06). Het relais schakelt de polariteit van de spanning om, die op het puntstuk van het wissel staat.<br />
+
De schakeling is genoeg om het wissel te verzetten, maar bij een tweerail-baan moet ook het puntstuk worden omgepoold. Dat is eenvoudig te realiseren door een relais parallel aan de LM317 te zetten (zie schema 08). Het relais schakelt de polariteit van de spanning om, die op het puntstuk van het wissel staat. Zie ook het artikel [[Puntstuk van het wissel polariseren]].
−
Zie ook het artikel ''Puntstuk wissel polariseren'' bij 'Meer informatie'.
+
In eerste instantie zijn beide wisseltongen van de Tillig wissels rechtstreeks op de digitale spanning aangesloten. In de praktijk veroorzaakten sommige locs echter kortsluiting, omdat de wielen bij het puntstuk even de andere wisseltong raken. Daarom zijn het puntstuk en de wisseltongen van elkaar geïsoleerd. Extra contacten van het relais zorgen ervoor dat alléén de aanliggende wisseltong van spanning wordt voorzien.
−
{{Afbeelding
+
{{Afbeelding 2 naast elkaar
−
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_7.png
+
|Bestand= Wissel_geheugendraad_1_8.jpg
−
|Grootte= Gemiddeld
+
|Bestand2= Wissel_geheugendraad_1_8a.jpg
−
|Volgnummer= E11.14-07
+
|Grootte= Klein
−
|Type= Tabel
+
|Grootte2= Klein
−
|Omschrijving= Onderdelen voor de voeding 
+
|Volgnummer= 09
−
|Maker= Huib Maaskant
+
|Volgnummer2= 10
−
}}
+
|Omschrijving= Printje met daarop de onderdelen  
−
 
+
|Omschrijving2= Een ander printje met daarop de onderdelen 
−
In eerste instantie zijn beide wisseltongen van de Tillig wissels rechtstreeks op de digitale spanning aangesloten. In de praktijk veroorzaakten sommige loc's echter kortsluiting, omdat de wielen bij het puntstuk even de andere wisseltong raken. Daarom zijn het puntstuk en de wisseltongen van elkaar ge&iuml;soleerd. Extra contacten van het relais zorgen ervoor dat all&eacute;&eacute;n de aanliggende wisseltong van spanning wordt voorzien.
+
|Maker= Huib Maaskant
−
{{Afbeelding
+
|Maker2= Huib Maaskant  
−
|Bestand= info_wissel_geheugendraad_1_8.jpg
 
−
|Grootte= Gemiddeld
 
−
|Volgnummer= E11.14-08
 
−
|Omschrijving= Printje met daarop de onderdelen
 
−
|Maker= Huib Maaskant
 
 
}}
 
}}
−
 
+
De complete schakeling is gemakkelijk op een klein printje te bouwen. We kunnen zelf een print etsen (zie: afbeelding 9) of gebruikmaken van strokenprint c.q. experimenteerprint. De laatste optie is sneller, gemakkelijker en goedkoper. Zaag eerst de printjes op maat en plak een etiket (met daarop het onderdelenschema getekend) op de bovenkant (zie afbeelding 10). Zo weten we precies waar wat moet komen en hoeven we niet steeds de gaatjes uit te tellen. Het geheugendraad is verkrijgbaar bij onderstaande leveranciers (zie: [[Toepassing van geheugenmetaal#Meer informatie|"Meer informatie"]]). De elektronica kunnen we bestellen bij "Conrad". In tabel 01 staan de bestelnummers van de componenten.
−
De complete schakeling is gemakkelijk op een klein printje te bouwen. U kunt zelf een print etsen of gebruikmaken van strokenprint (experimenteerprint). De laatste optie is sneller, gemakkelijker en goedkoper. Zaag eerst de printjes op maat en plak een etiket (met daarop het onderdelenschema getekend) op de bovenkant. Zo weet u precies waar wat moet komen en hoeft u niet steeds de gaatjes uit te tellen. Het geheugendraad, de veertjes en de klembusjes zijn verkrijgbaar bij '''ProRail International'''. De elektronica kunt u bestellen bij '''Conrad'''. In de tabel vindt u de bestelnummers van de componenten.
 
−
 
 
 
{{Download
 
{{Download
 
|Tekst= XLS-bestand:
 
|Tekst= XLS-bestand:
Regel 110: Regel 120:
 
|TekstErNaast= Ja
 
|TekstErNaast= Ja
 
}}Berekeningen van geheugendraad door Huib Maaskant.
 
}}Berekeningen van geheugendraad door Huib Maaskant.
−
<br clear='all'>
+
<br clear="all">
−
 
 
 
{{Linkssectie begin
 
{{Linkssectie begin
 
|Box= AlleenInfo
 
|Box= AlleenInfo
Regel 119: Regel 128:
 
}}
 
}}
 
{{Link intern
 
{{Link intern
−
|Link= E10.04.02 - Puntstuk wissel polariseren
+
|Link= Puntstuk van het wissel polariseren
−
|Linknaam= Puntstuk wissel polariseren
+
|Linknaam= Puntstuk van het wissel polariseren
 
}}
 
}}
 
{{Link intern
 
{{Link intern
−
|Link= E10.04 - Wissels digitaliseren
+
|Link= Wissels digitaliseren
 
|Linknaam= Wissels digitaliseren
 
|Linknaam= Wissels digitaliseren
 
}}
 
}}
 +
{{Linkssectie scheiding}}
 
{{Linkssectie tussenkop
 
{{Linkssectie tussenkop
 
|Koptekst= Exerne websites:
 
|Koptekst= Exerne websites:
 
}}
 
}}
−
{{Link extern
+
{{Link Conrad-Meerkeuze
−
|Omschrijving= 'Avontuur in Miniatuur'
+
|Volgnr= 36 <!-- conrad -->
−
|Link= http://www.floodland.nl/aim/index.htm
+
|ExtraInfo= Modelbouw
−
|ExtraInfo= Huib Maaskant
+
}}
 +
{{Link Algemeen-Meerkeuze
 +
|Volgnr= 110 <!-- floodl -->
 +
|ExtraInfo= Avontuur in miniatuur (Huib Maaskant)
 +
}}
 +
{{Linkssectie scheiding}}
 +
{{Linkssectie tussenkop
 +
|Koptekst= Geheugendraad:
 +
}}
 +
{{Link Algemeen-Meerkeuze
 +
|Volgnr= 25 <!-- gmens -->
 +
|ExtraInfo= Speciale onderdelen.
 
}}
 
}}
−
{{Link extern
+
{{Link Algemeen-Meerkeuze
−
|Omschrijving= Conrad modelbouw
+
|Volgnr= 298 <!-- flexmet -->
−
|Link= http://www.conrad-electronic.nl/extra/modelbouw.html
+
|ExtraInfo= Geheugendraad.
−
}}
 
−
{{Link extern
 
−
|Omschrijving= modeltech.be
 
−
|Link= http://www.modeltech.be/B_SilentDrive_NL.htm
 
−
|ExtraInfo= SilentDrive, kant-en-klare wisselaandrijving met geheugendraad
 
 
}}
 
}}
−
{{Link extern
+
{{Link Algemeen-Meerkeuze
−
|Omschrijving= ProRail International
+
|Volgnr= 299 <!-- nodna -->
−
|Link= http://users.skynet.be/pro-rail/ukindex.htm
+
|ExtraInfo= Flexinol geheugendraad.
 
}}
 
}}
−
 
 
{{Linkssectie einde}}
 
{{Linkssectie einde}}
 
{{Voettekst
 
{{Voettekst
−
|Vorige= E11.13 - Boren
+
|Vorige= Snijden
−
|Volgende= E11.15 - Lasersnijden en -graveren
+
|Volgende= Toepassing van magneten
−
}}
+
|VorigeMenu= Methoden, technieken en materialen
−
 
+
}} {| width= "100%"
 +
|- valign= "top"
 +
! scope= "row" width="70%" |
 +
| <small>Laatste wijziging: 18 apr 2024 10:42 (CET)</small>
 +
|}
 
[[Categorie: Alles|T]]
 
[[Categorie: Alles|T]]
 
[[Categorie: Artikel|Toepassing geheugenmetaal]]
 
[[Categorie: Artikel|Toepassing geheugenmetaal]]
 
[[Categorie: Bedrading|T]]
 
[[Categorie: Bedrading|T]]
 +
[[Categorie: Experimenteerprint|T]]
 +
[[Categorie: Henny Bouman]]
 
[[Categorie: Materialen|T]]
 
[[Categorie: Materialen|T]]
 
[[Categorie: Praktijk|T]]
 
[[Categorie: Praktijk|T]]
 +
[[Categorie: Stroombron|T]]
 +
[[Categorie: Technieken|T]]
 
[[Categorie: Wissels|T]]
 
[[Categorie: Wissels|T]]
 
[[Categorie: Huib Maaskant|T]]
 
[[Categorie: Huib Maaskant|T]]

Huidige versie van 23 apr 2025 om 10:18

Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Huib Maaskant

In dit artikel bespreken we de toepassing van geheugenmetaal (geheugendraad) om objecten te bewegen (c.q. aan te drijven). We kunnen dan denken aan het omstellen van een wissel, het bewegen van een armsein of het op- en neer bewegen van spoorbomen.

Geheugenmetaal als wisselaandrijving

Info wissel geheugendraad 1 1.jpg
Afbeelding: 01
Wisselaandrijving mooi weggewerkt
Foto gemaakt door: Huib Maaskant

Aandrijvingen voor wissels zijn er in allerlei soorten en maten. Bijvoorbeeld als wisselspoelen, motorische wisselaandrijvingen of servo's. In dit artikel gaan we aan de slag met geheugendraad als wisselaandrijving. Dit geheugendraad wordt o.a. verkocht als Flexinol of Nitinol.

Voor de zelfbouwers onder ons, die liever zelf met geheugendraad willen knutselen, is een simpele en betrouwbare aandrijving met geheugendraad ontworpen. Geheugenmetaal heeft diverse voordelen boven wisselspoelen en wisselaandrijvingen. Zo maakt geheugenmetaal helemaal geen geluid. Door de afwezigheid van tandwielen en andere bewegende delen is de aandrijving heel betrouwbaar. De beweging is mooi langzaam en geheugenmetaal is ook nog eens erg voordelig.

Info wissel geheugendraad 1 2.gif
Afbeelding: 02
De onderdelen van de wisselaandrijving
Tekening gemaakt door: Huib Maaskant

Het principe van de wisselaandrijving

Het principe van de aandrijving is heel eenvoudig. Wanneer geheugenmetaal warm wordt, krimpt het met ongeveer 3,5%. Wanneer het afkoelt, wordt het weer langer. Met een stukje geheugendraad van 11 cm verkrijgen we zo een lineaire beweging van ruim 3,5 mm. Dat is ruim voldoende om een schaal H0 wissel om te zetten. De beweging duurt ongeveer drie seconden. Om precies uit te rekenen, hoe lang de geheugendraad moet zijn, kunnen we gebruik maken van de geheugendraad berekening van Henny Bouman. Zie hieronder bij "Downloads".

Wissel geheugendraad 1 3.jpg Wissel geheugendraad 1 3a.jpg
Afbeelding: 03 Afbeelding: 04
De onderdelen: een spijkertje, veertje, paperclip, klembusje,
stukje messing buis en een stukje geheugenmetaal. 		De paperclip wordt een haak.
Het rechtopstaande deel bedient het wissel.
Foto gemaakt door: Huib Maaskant Foto gemaakt door: Huib Maaskant

De complete aandrijving bestaat uit een spijkertje, een veertje, een paperclip, een klembusje, een stukje messing buis van circa vier cm en een stukje geheugenmetaal (zie afbeelding 03). Het veertje wordt gespannen en vastgezet met een spijker (zie afbeelding 05), de draad wordt om het messing buisje gewonden. Door het omgebogen buisje te verdraaien kunnen we de draad verstellen, ook later nog. Het veertje trekt het wissel in de ene stand en houdt de geheugendraad gespannen. Als we spanning op het geheugenmetaal zetten, wordt de draad warm. De draad krimpt en trekt het wissel naar de andere stand. Na het uitschakelen van de spanning koelt alles weer af en keert het wissel terug in de eerste stand.

Wissel geheugendraad 1 4.jpg Wissel geheugendraad 1 4a.jpg
Afbeelding: 05 Afbeelding: 06
Sleuf gefraisd. Veer, haak en geheugendraad aangebracht Het wissel is geplaatst
Foto gemaakt door: Huib Maaskant Foto gemaakt door: Huib Maaskant

De eerste stap is het frezen van een ondiepe geul onder het wissel (zie afbeelding 05). Met een bovenfrees is dat zo gedaan. Na het schilderen van de ondergrond wordt de aandrijving in de geul bevestigd. De paperclip wordt verbogen tot een dubbele haak die het veertje en de draad met elkaar verbindt. De lange poot van de haak trekt het wissel om (zie afbeelding 06). Wanneer we de baan hebben afgewerkt, is er van de aandrijving niets meer te zien.

Info wissel geheugendraad 1 5.gif
Afbeelding: 07
Het schema van de voeding
Schema gemaakt door: Huib Maaskant

De voeding

Het geheugenmetaal heeft een stroom van 200 milliampère nodig om maximaal samen te trekken. We kunnen het geheugenmetaal niet rechtstreeks op een rijregelaar aansluiten, omdat de hoge spanning voor een veel te grote stroom zorgt. Met een beetje elektronica is dat probleem snel opgelost. De LM317 spanningsreglaar is prima te gebruiken als constante stroombron (zie schema 07). Met een weerstandje wordt de uitgangsstroom begrensd tot 200 milliampère. Het maakt niet uit hoe lang de draad is. De LM317 wordt gevoed met 12 volt gelijkspanning en moet voorzien worden van een koellichaam.

Info wissel geheugendraad 1 6.gif
Afbeelding: 08
De elektrische aansluitingen
Schema gemaakt door: Huib Maaskant

Onderdelen voor de voeding:

Symbool Type Conrad bestelnummer
IC1 LM317T (TO220) 176001 - 8J
R1 5,6 Ohm, 0,5 Watt 1583926 - 8J
Relais RA4-12W-K Geen bestelnummer
C1 220uF,25V 1301762 - 8J
C2 0,1 uF, 25V 453358 - 8J
G1 Gelijkrichter 501883 - 8J
Koellichaam 188271 - 8J
Tabel: 01
Tabel gemaakt door: Redactie

Ompoling van het puntstuk

De schakeling is genoeg om het wissel te verzetten, maar bij een tweerail-baan moet ook het puntstuk worden omgepoold. Dat is eenvoudig te realiseren door een relais parallel aan de LM317 te zetten (zie schema 08). Het relais schakelt de polariteit van de spanning om, die op het puntstuk van het wissel staat. Zie ook het artikel Puntstuk van het wissel polariseren. In eerste instantie zijn beide wisseltongen van de Tillig wissels rechtstreeks op de digitale spanning aangesloten. In de praktijk veroorzaakten sommige locs echter kortsluiting, omdat de wielen bij het puntstuk even de andere wisseltong raken. Daarom zijn het puntstuk en de wisseltongen van elkaar geïsoleerd. Extra contacten van het relais zorgen ervoor dat alléén de aanliggende wisseltong van spanning wordt voorzien.

Wissel geheugendraad 1 8.jpg Wissel geheugendraad 1 8a.jpg
Afbeelding: 09 Afbeelding: 10
Printje met daarop de onderdelen Een ander printje met daarop de onderdelen
Foto gemaakt door: Huib Maaskant Foto gemaakt door: Huib Maaskant

De complete schakeling is gemakkelijk op een klein printje te bouwen. We kunnen zelf een print etsen (zie: afbeelding 9) of gebruikmaken van strokenprint c.q. experimenteerprint. De laatste optie is sneller, gemakkelijker en goedkoper. Zaag eerst de printjes op maat en plak een etiket (met daarop het onderdelenschema getekend) op de bovenkant (zie afbeelding 10). Zo weten we precies waar wat moet komen en hoeven we niet steeds de gaatjes uit te tellen. Het geheugendraad is verkrijgbaar bij onderstaande leveranciers (zie: "Meer informatie"). De elektronica kunnen we bestellen bij "Conrad". In tabel 01 staan de bestelnummers van de componenten.


Downloads.png
Klik op onderstaande link:
XLS-bestand:
Geheugendraad-berekening

Berekeningen van geheugendraad door Huib Maaskant.

Meer informatie

Encyclopedie:
Exerne websites:
Modelbouw
Avontuur in miniatuur (Huib Maaskant)
Geheugendraad:
Speciale onderdelen.
Geheugendraad.
Flexinol geheugendraad.


Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
 Contact met de redactie: Contact met de redactie 
Laatste wijziging: 18 apr 2024 10:42 (CET)
Overgenomen van "https://encyclopedie.beneluxspoor.net/index.php?title=Toepassing_van_geheugenmetaal&oldid=54466"