Persoonlijke instellingen

Digitale spanning meten: verschil tussen versies

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
k (nav)
 
(46 tussenliggende versies door 2 gebruikers niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
 
{{Koptekst
 
{{Koptekst
−
|Vorige= E16.04.02 - Metingen aan een Elco welke aangesloten is op de digitale spanning
+
|Vorige= Paneelmeters
−
|Volgende= E17 - The American way
+
|Volgende= Meten van de motorstroom vóór het inbouwen van een locdecoder
 +
|VorigeMenu= Meten is weten
 
|Auteur= Fred Eikelboom
 
|Auteur= Fred Eikelboom
−
|Niveau= Beginner
 
−
|Aantalwoorden= 00000
 
−
|Aantalplaatjes= 03
 
−
|Aantalfilmpjes= 00
 
−
|Auteursrecht= Nee
 
 
}}
 
}}
−
{{Inhoudsopgave|Rechts|Klein}}
+
{{Inhoudsopgave||Klein}}
−
De 'Digitale spanning' is geen sinus-golfvorm zoals bij wisselspanning, en ook geen pure gelijkspanning.<br />
+
'''De digitale spanning meten''' die op de rails staat, kan niet eenvoudig met een multimeter op AC of DC bereik. De digitale spanning die op de rails staat, is namelijk geen sinus-golfvorm zoals bij wisselspanning en ook geen pure gelijkspanning. Het DCC signaal is een symmetrische blokgolfvormige spanning die van polariteit wisselt. De blokgolf is voor te stellen als de streepjes van een barcode, zie het artikel "[[Inleiding digitale baanbesturing]]". Het signaal bestaat uit een spanning die (bij schaal H0) tussen &plusmn; plus 17 volt en min 17 volt wisselt, met verschillende pulslengtes. Het totale spanningsverschil tussen de beide spoorstaven is dus ongeveer 17 volt.
−
Het signaal dat op de rails staat, is namelijk een spanning in de vorm van een blokgolf. Die blokgolf kunt u zich het beste voorstellen als de streepjes van een barcode (zie: [[E10.01 - Inleiding digitale baanbesturing#Digitaal|Artikel E10.01)]]. Het signaal bestaat uit een spanning die tussen &plusmn; +9 volt en -9 volt wisselt, in twee verschillende pulslengtes. Het totale spanningsverschil tussen de beide spoorstaven is dus ongeveer 18 Volt. Volgens NEM 670 en NEM 671 zijn de lange pulsen 100 microseconden lang. De korte pulsen zijn 58 microseconden lang. Een lange positieve en een lange negatieve puls vormen samen een logische '0'. Een korte positieve en een korte negatieve puls vormen samen een logische '1'. Met behulp van, bijvoorbeeld een digitale centrale, kunnen combinaties van 'nullen' en 'enen' op de rails worden gezet. Daarmee kunnen dan de (loc)decoders worden aangestuurd.
 
  
−
====<u>Meten van de spanning</u>====
+
Volgens NEM 670 en NEM 671 zijn de lange pulsen 100 microseconden lang. De korte pulsen zijn 58 microseconden lang. Een lange positieve en een lange negatieve puls vormen samen een logische "0". Een korte positieve en een korte negatieve puls vormen samen een logische "1". Met behulp van bijvoorbeeld een digitale centrale, kunnen combinaties van "nullen" en "enen" op de rails worden gezet. Daarmee kunnen dan de (loc)decoders worden aangestuurd.
−
Het meten van de digitale spanning op de rails kan niet zonder een adapter (aanpassingseenheid tussen twee systemen), worden gedaan. Met een normale [[Trefwoorden - R#RMS|(RMS)]] voltmeter of een digitale multimeter [[Trefwoorden - D#DMM|(DMM)]] krijgt u afwijkende aflezingen (spanningswaarden). We willen echter wel graag de werkelijk aanwezige spanning weten. Daarvoor bestaat, in de handel verkrijgbare, apparatuur zoals de RRAmp (zie: 'Meer informatie', hieronder). U kunt echter ook zelf een adapter-schakeling in elkaar zetten, om de 'digitale spanning' te kunnen meten met een digitale multimeter. Hier ziet u twee schema's, waarmee u kunt meten hoe hoog de spanning is die op de spoorstaven staat.
+
====Meten van de spanning====
−
Bij 'Drierail' gaat het dan om de spanning die tussen de puntcontacten (PuCo's) en de spoorstaven staat.
+
Het meten van de digitale spanning kan niet zonder een [[Woorden - A#Adapter|adapter]] worden gedaan. Een normale [[Woorden - R#RMS.|(RMS)]] voltmeter of een digitale multimeter [[Woorden - D#DMM.|(DMM)]] geven afwijkende spanningswaarden. Om de werkelijk aanwezige spanning te meten bestaat in de handel verkrijgbare apparatuur, zoals de RRAmp (zie: [[Digitale spanning meten#Meer informatie|"Meer informatie"]]), hieronder).
  
 +
Een adapterschakeling om de digitale spanning te kunnen meten met een digitale multimeter is ook zelf te maken. Hieronder twee schema's waarmee de spanning op de spoorstaven staat te meten is. Bij "drierail" gaat het dan om de spanning die tussen de puntcontacten en de spoorstaven staat.
 +
 +
Nog mooier is het om de meting rechtstreeks met een oscilloscoop te doen, dan is ook de vorm van het signaal te zien.
 +
===== NMRA meetmethode =====
 +
De NMRA geeft in [https://www.nmra.org/sites/default/files/standards/sandrp/pdf/S-9.1.2_2012_07.pdf S-9-1.2] bij punt 2.2.1 aan dat er een 1k-weerstand over de spoorstaven aangesloten dient te worden bij het meten van de railspanning (zie [[Digitale spanning meten#Meer informatie|"Meer informatie"]]). Deze weerstand is in onderstaande schema's opgenomen. Bij het meten mogen er verder geen [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]verbruikers op de centrale aangesloten zijn. Bij het meten aan de baan dienen dus alle locomotieven en alle wagens/rijtuigen met detectie en/of verlichting van de baan gehaald te worden. Zijn er wisseldecoders e.d. op de railaansluiting aangesloten, dan dienen die ook allemaal losgekoppeld te worden, maar dat is meestal geen haalbare kaart. De gemakkelijkste meetmethode is dan ook: centrale loskoppelen van de baan en dan de spanning op de uitgang (railaansluiting) van de centrale meten. Als er een apart programmeerspoor aanwezig is, kan dat ook gebruikt worden om de spanning te meten.
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
 
{{Afbeelding 2 naast elkaar  
−
|Bestand= Meetschakeling-01.gif
+
|Bestand= Meetschakeling-01.png
 
|Bestand2= Meetschakeling-01a.gif  
 
|Bestand2= Meetschakeling-01a.gif  
 
|Grootte= 325px
 
|Grootte= 325px
 
|Grootte2= 325px
 
|Grootte2= 325px
−
|Volgnummer= E16.04.03-01  
+
|Volgnummer= 01  
−
|Volgnummer2= E16.04.03-02  
+
|Volgnummer2= 02  
−
|Omschrijving= Schakeling met germaniumdiode
+
|Omschrijving= Schakeling met siliciumdiode
 
|Omschrijving2= Schakeling met bruggelijkrichter  
 
|Omschrijving2= Schakeling met bruggelijkrichter  
 
|Type1= Schema
 
|Type1= Schema
Regel 31: Regel 31:
 
|Maker2= Fred Eikelboom  
 
|Maker2= Fred Eikelboom  
 
}}
 
}}
−
 
+
=== Siliciumdiode ===
−
=== Germaniumdiode ===
+
In schema 01 is een siliciumdiode toegepast. Het toegepaste type is een 1N4007. Deze heeft een [[Woorden - D#Drempelspanning|drempelspanning]] van circa 0,6 V. Voor de echte waarde van de digitale spanning moet die [[Elektronica basis#Drempelspanning meten|drempelspanning]]  bij de gemeten spanning opgeteld worden.<br />
−
In schema E16.04.03-01 is een germaniumdiode toegepast. Deze heeft een lagere stapspanning c.q. drempelspanning dan een siliciumdiode. Door de lagere stapspanning komt de uitgangspanning beter overeen met de ingangsspanning van de schakeling. Ofwel, we hebben minder spanningsverlies. Het toegepaste type is een 1N60. We kunnen ook andere germanium-types toepassen, zoals de 1N34A, OA90 en OA91.
+
Bij de ECoS 2 werd achter de gelijkrichtdiode een spanning van 16,7 volt gemeten.
−
 
+
=== Minimale en maximale spanning ===
−
 
+
* Bij het helemaal naar links draaien van de instelknop op de voeding staat er 14,0 V op de rails.
−
=== Stapspanning meten ===
+
* Bij het helemaal naar rechts draaien van de instelknop op de voeding staat er 20,5 V op de rails.
−
Zoals hierboven reeds vermeld, hebben we bij een diode te maken met een stapspanning. We moeten dus weten hoe hoog die stapspanning is, en deze waarde bij de uitgangsspanning van de adapter-schakeling optellen om de juiste waarde te verkrijgen.
+
=== Bruggelijkrichter ===
−
{{Afbeelding
+
In schema 02 is een bruggelijkrichter toegepast. Een bruggelijkrichter bestaat uit (is inwendig opgebouwd met) vier siliciumdiodes. De bruggelijkrichter kan ook worden vervangen door vier losse 1N4007 diodes.
−
|Bestand= Stapspanning-meten-01.gif
+
Ook met een bruggelijkrichter werd achter de gelijkrichter een spanning van 16,7 volt gemeten.
−
|Grootte= 325px
+
=== De waarde van C1 ===
−
|Volgnummer= E16.04.03-03
+
Elco C1 in schema 01 en 02 had bij de testen een waarde van 1 microfarad. De waarde van C1 mag liggen tussen 0,1 en 1 microfarad.
−
|Type= Schema
+
=== Elco voor afvlakking ===
−
|Omschrijving= Meten van de stapspanning
+
Wat gebeurt er wanneer een aantal leds in een rijtuig worden ingebouwd met een voedingsschakeling met een bruggelijkrichter en een elco om de spanning af te vlakken? Dat is te zien wanneer de elco in schema 02 wordt vervangen door een elco van 470 &micro;F/63V en dan op schakelaar S1 wordt gedrukt. Nu blijkt dat de spanning op de plus en de min van de gelijkrichter hetzelfde is. Ook wel logisch daar de uitgangsspanning van de centrale een blokgolfvormige spanning is.<br />
−
|Maker= Fred Eikelboom
+
Bij de ECoS 2 werd na het sluiten van de schakelaar een spanning van 16,7 volt op de plus en min van de gelijkrichter gemeten.  
 +
{{Linkssectie begin
 +
|Box= AlleenInfo
 +
}}
 +
{{Linkssectie tussenkop
 +
|Koptekst= Encyclopedie
 +
}}
 +
{{Link intern
 +
|Link= Inleiding digitale baanbesturing
 +
|Linknaam= Inleiding digitale baanbesturing
 +
}}
 +
{{Link intern
 +
|Link= Modelbaannormen NEM/MOROP, NMRA en RCN
 +
|Linknaam= Modelbaannormen NEM/MOROP, NMRA en RCN
 +
}}
 +
{{Linkssectie scheiding}}
 +
{{Linkssectie tussenkop
 +
|Koptekst= Externe websites:
 +
}}
 +
{{Link Algemeen-overige
 +
|Volgnr= 123
 +
|ExtraInfo= Meten van de digitale spanning (pdf).
 +
}}
 +
{{Link Algemeen-Meerkeuze
 +
|Volgnr= 320 <!-- tonystrains -->
 +
|ExtraInfo= RRAmp DCC-spanning-/[[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]tester.
 +
}}
 +
{{Link Algemeen-Meerkeuze
 +
|Volgnr= 272 <!-- zeeland -->
 +
|ExtraInfo= Meten van de digitale spanning.
 
}}
 
}}
−
 
+
{{Linkssectie einde}}
−
Bij een diode is de stapspanning mede afhankelijk van de stroom die door de diode loopt. Bij toenemende stroom door de diode zal de stapspanning evenredig toenemen. Daar er bij het meten met een multimeter een zeer lage stroom door de diode vloeit (dan gaat het om microamp&egrave;res), zal die stapspanning laag zijn en tevens constant.
 
−
 
 
−
Het meten van de stapspanning gaat heel eenvoudig met behulp van een 9 Volt blokbatterij. U meet met behulp van een multimeter de spanning van de batterij. In het voorbeeld van schema E16.04.03-03 is dat bijvoorbeeld een spanning van 8,94 Volt. Daarna sluit u de batterij op de ingang van de adapter aan, en meet op de uitgang hoeveel spanning daar aanwezig is. Het verschil tussen die twee is de stapspanning over de diode. In het voorbeeld is dat (8,94-8,81)=0,13 Volt. Deze spanning telt u op bij de gemeten waarde van de spanning die u straks op de spoorstaven meet.
 
−
 
 
−
 
 
−
=== Bruggelijkrichter ===
 
−
In schema E16.04.03-02 is een bruggelijkrichter toegepast. In de meeste gevallen bestaat een bruggelijkrichter uit siliciumdiodes. Bruggelijkrichters met germaniumdiodes zijn in de handel zeer moeilijk verkrijgbaar. De bruggelijkrichter kunt u ook vervangen door vier losse 1N60 diodes of door vier maal 1N4148.
 
−
 
 
−
De stapspanning van de schakeling meet u ook hier weer met behulp van een 9 Volt blokbatterij en telt u op bij de gemeten uitgangsspanning. Doordat de spanning nu dubbelzijdig gelijkgericht wordt, zal er een iets andere spanning op de uitgang te meten zijn. Door nu de waarde van C1 aan te passen, kunt u de uitgangspanning ongeveer gelijk maken aan de schakeling met een enkele diode.
 
−
 
 
−
====<u>De waarde van C1</u>====
 
−
Elco C1 had bij de testen een waarde van 0,47 &micro;F (de kleinste waarde die de auteur op dat moment in voorraad had). De waarde van C1 mag liggen tussen 0,1 en 1 &micro;F.
 
−
 
 
−
----
 
−
=== Meer informatie ===
 
−
Encyclopedie artikel:
 
−
 
 
−
:* [[E10.01 - Inleiding digitale baanbesturing|Inleiding digitale baanbesturing]]
 
−
:* [[E04.01 - Modelbaan normen (NEM/MOROP en NMRA)|Modelbaan normen (NEM/MOROP en NMRA)]]
 
−
----
 
−
 
 
−
Website:
 
−
:*[http://www.tonystrains.com/technews/rrampmeter.htm tonystrains.com] RRAmp DCC-tester.
 
−
 
 
−
 
 
 
{{Appendix
 
{{Appendix
 
|1= bron
 
|1= bron
 
|2=
 
|2=
−
* [http://www.nmra.org/standards/DCC/standards_rps/DCCStds.html NMRA-standaarden]
+
* [https://www.nmra.org/search/node/dcc%20standards NMRA-standaarden].
−
* [http://www.morop.org/de/normes/index.html MOROP, de Normen]
+
* [https://www.morop.org/index.php/en/nem-the-norms.html MOROP, de Normen].
−
* [http://www.miba.de/morop/index.htm MiBa, de Normen]
 
 
|LetterGrootte= 75%
 
|LetterGrootte= 75%
 
|KaderBreedte= 100%
 
|KaderBreedte= 100%
 
}}
 
}}
−
 
−
 
 
{{Voettekst
 
{{Voettekst
−
|Vorige= E16.04.02 - Metingen aan een Elco welke aangesloten is op de digitale spanning
+
|Vorige= Paneelmeters
−
|Volgende= E17 - The American way
+
|Volgende= Meten van de motorstroom vóór het inbouwen van een locdecoder
 +
|VorigeMenu= Meten is weten
 
}}
 
}}
−
 
+
{| width="100%"
 +
|- valign="top"
 +
! scope="row" width="70%" |
 +
| <small>Laatste wijziging: 16 feb 2024 11:26 (CET)</small>
 +
|}
 
[[Categorie: Alles|D]]
 
[[Categorie: Alles|D]]
 +
[[Categorie: Artikel|Digitale spanning meten]]
 
[[Categorie: Elektronica|D]]
 
[[Categorie: Elektronica|D]]
 
[[Categorie: Elektronica digitaal|D]]
 
[[Categorie: Elektronica digitaal|D]]
 
[[Categorie: Digitale baanbesturing|D]]
 
[[Categorie: Digitale baanbesturing|D]]
 +
[[Categorie: Normen|D]]
 
[[Categorie: Testen en meten|D]]
 
[[Categorie: Testen en meten|D]]
 
[[Categorie: Fred Eikelboom]]
 
[[Categorie: Fred Eikelboom]]

Huidige versie van 10 feb 2025 om 11:44

Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

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

De digitale spanning meten die op de rails staat, kan niet eenvoudig met een multimeter op AC of DC bereik. De digitale spanning die op de rails staat, is namelijk geen sinus-golfvorm zoals bij wisselspanning en ook geen pure gelijkspanning. Het DCC signaal is een symmetrische blokgolfvormige spanning die van polariteit wisselt. De blokgolf is voor te stellen als de streepjes van een barcode, zie het artikel "Inleiding digitale baanbesturing". Het signaal bestaat uit een spanning die (bij schaal H0) tussen ± plus 17 volt en min 17 volt wisselt, met verschillende pulslengtes. Het totale spanningsverschil tussen de beide spoorstaven is dus ongeveer 17 volt.

Volgens NEM 670 en NEM 671 zijn de lange pulsen 100 microseconden lang. De korte pulsen zijn 58 microseconden lang. Een lange positieve en een lange negatieve puls vormen samen een logische "0". Een korte positieve en een korte negatieve puls vormen samen een logische "1". Met behulp van bijvoorbeeld een digitale centrale, kunnen combinaties van "nullen" en "enen" op de rails worden gezet. Daarmee kunnen dan de (loc)decoders worden aangestuurd.

Meten van de spanning

Het meten van de digitale spanning kan niet zonder een adapter worden gedaan. Een normale (RMS) voltmeter of een digitale multimeter (DMM) geven afwijkende spanningswaarden. Om de werkelijk aanwezige spanning te meten bestaat in de handel verkrijgbare apparatuur, zoals de RRAmp (zie: "Meer informatie"), hieronder).

Een adapterschakeling om de digitale spanning te kunnen meten met een digitale multimeter is ook zelf te maken. Hieronder twee schema's waarmee de spanning op de spoorstaven staat te meten is. Bij "drierail" gaat het dan om de spanning die tussen de puntcontacten en de spoorstaven staat.

Nog mooier is het om de meting rechtstreeks met een oscilloscoop te doen, dan is ook de vorm van het signaal te zien.

NMRA meetmethode

De NMRA geeft in S-9-1.2 bij punt 2.2.1 aan dat er een 1k-weerstand over de spoorstaven aangesloten dient te worden bij het meten van de railspanning (zie "Meer informatie"). Deze weerstand is in onderstaande schema's opgenomen. Bij het meten mogen er verder geen stroomverbruikers op de centrale aangesloten zijn. Bij het meten aan de baan dienen dus alle locomotieven en alle wagens/rijtuigen met detectie en/of verlichting van de baan gehaald te worden. Zijn er wisseldecoders e.d. op de railaansluiting aangesloten, dan dienen die ook allemaal losgekoppeld te worden, maar dat is meestal geen haalbare kaart. De gemakkelijkste meetmethode is dan ook: centrale loskoppelen van de baan en dan de spanning op de uitgang (railaansluiting) van de centrale meten. Als er een apart programmeerspoor aanwezig is, kan dat ook gebruikt worden om de spanning te meten.

Meetschakeling-01.png Meetschakeling-01a.gif
Afbeelding: 01 Afbeelding: 02
Schakeling met siliciumdiode Schakeling met bruggelijkrichter
Foto gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Siliciumdiode

In schema 01 is een siliciumdiode toegepast. Het toegepaste type is een 1N4007. Deze heeft een drempelspanning van circa 0,6 V. Voor de echte waarde van de digitale spanning moet die drempelspanning bij de gemeten spanning opgeteld worden.
Bij de ECoS 2 werd achter de gelijkrichtdiode een spanning van 16,7 volt gemeten.

Minimale en maximale spanning

  • Bij het helemaal naar links draaien van de instelknop op de voeding staat er 14,0 V op de rails.
  • Bij het helemaal naar rechts draaien van de instelknop op de voeding staat er 20,5 V op de rails.

Bruggelijkrichter

In schema 02 is een bruggelijkrichter toegepast. Een bruggelijkrichter bestaat uit (is inwendig opgebouwd met) vier siliciumdiodes. De bruggelijkrichter kan ook worden vervangen door vier losse 1N4007 diodes. Ook met een bruggelijkrichter werd achter de gelijkrichter een spanning van 16,7 volt gemeten.

De waarde van C1

Elco C1 in schema 01 en 02 had bij de testen een waarde van 1 microfarad. De waarde van C1 mag liggen tussen 0,1 en 1 microfarad.

Elco voor afvlakking

Wat gebeurt er wanneer een aantal leds in een rijtuig worden ingebouwd met een voedingsschakeling met een bruggelijkrichter en een elco om de spanning af te vlakken? Dat is te zien wanneer de elco in schema 02 wordt vervangen door een elco van 470 µF/63V en dan op schakelaar S1 wordt gedrukt. Nu blijkt dat de spanning op de plus en de min van de gelijkrichter hetzelfde is. Ook wel logisch daar de uitgangsspanning van de centrale een blokgolfvormige spanning is.
Bij de ECoS 2 werd na het sluiten van de schakelaar een spanning van 16,7 volt op de plus en min van de gelijkrichter gemeten.

Meer informatie

Encyclopedie
Externe websites:
Meten van de digitale spanning (pdf).
RRAmp DCC-spanning-/stroomtester.
Meten van de digitale spanning.


Bronnen


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


Laatste wijziging: 16 feb 2024 11:26 (CET)
Overgenomen van "https://encyclopedie.beneluxspoor.net/index.php?title=Digitale_spanning_meten&oldid=53812"