|
|
| (14 tussenliggende versies door dezelfde gebruiker niet weergegeven) |
| Regel 6: |
Regel 6: |
| | }} | | }} |
| | {{Inhoudsopgave||Klein}} | | {{Inhoudsopgave||Klein}} |
| − | | + | Voor het detecteren van treinen op een modelspoorbaan kan gebruik gemaakt worden van '''detectieschakelingen''', opgebouwd rond lichtgevoelige cellen ([[Woorden - O#Optische sensor|optische sensoren]]), [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]detectie of sensoren die gevoelig zijn voor magnetisme, zoals het [[Woorden - R#Reed-contact|reed-contact]] en [[Woorden - H#Hall sensor|Hall sensoren]]. |
| − | Voor het detecteren van treinen op een modelspoorbaan kan gebruik gemaakt worden van '''detectieschakelingen''', opgebouwd rond lichtgevoelige cellen (optosensoren), sensoren die gevoelig zijn voor magnetisme (zoals [[Woorden - R#Reed-contact|reed-contact]]en en Hall sensoren) of [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]detectie. | |
| | | | |
| | Dit artikel geeft een uitleg over het toepassen van een aantal van die sensoren. | | Dit artikel geeft een uitleg over het toepassen van een aantal van die sensoren. |
| − | === Optosensoren === | + | === Optische sensoren === |
| | ===== Aandachtspunten ===== | | ===== Aandachtspunten ===== |
| − | Bij het aansturen van de regelelektronica voor een overweg dient rekening te worden gehouden met voldoende afstand van de sensoren tot de overweg. | + | Bij het aansturen van de regelelektronica voor een [[Woorden - O#Overweg|overweg]] dient rekening te worden gehouden met voldoende afstand van de sensoren tot de overweg. Ook de positie van de sensoren is belangrijk. Er moet rekening worden gehouden met de snelheid van de treinen. Wanneer een optische [[Woorden - O#Optische sensor|sensor]] te dicht bij een overweg wordt geplaatst, bestaat het risico dat op het moment dat een [[Woorden - T#Trein|trein]] passeert de slagbomen nog niet volledig gesloten zijn. Het is dus zaak om ervoor te zorgen dat de optische sensoren zich op dusdanige afstand van de overweg bevinden dat ook met de trein op topsnelheid de [[Woorden - S#Slagboom|slagbomen]] geheel gesloten zijn, kort voordat de trein de overweg passeert. Ook wanneer de optische sensoren "de verkeerde kant op kijken" zullen de slagbomen te laat gesloten worden. |
| − | | |
| − | Ook de positie van de sensoren is belangrijk. Er moet rekening worden gehouden met de snelheid van de treinen. Wanneer een optosensor te dicht bij een overweg wordt geplaatst, bestaat het risico dat op het moment dat een trein passeert de slagbomen nog niet volledig gesloten zijn. | |
| − | | |
| − | Het is dus zaak om ervoor te zorgen dat de optosensoren zich op dusdanige afstand van de overweg bevinden dat ook met de trein op topsnelheid de slagbomen geheel gesloten zijn, kort voordat de trein de overweg passeert. Ook wanneer de optosensoren 'de verkeerde kant op kijken' zullen de slagbomen te laat gesloten worden/zijn. | |
| | ===== Theorie en praktijk ===== | | ===== Theorie en praktijk ===== |
| | {{Afbeelding 2 naast elkaar | | {{Afbeelding 2 naast elkaar |
| Regel 32: |
Regel 27: |
| | |Maker2= Fred Eikelboom | | |Maker2= Fred Eikelboom |
| | }} | | }} |
| − | Tekening 01 hierboven geeft weer dat de sensoren dwars op de rails 'kijken'. Pas wanneer de trein die vanaf punt A bij punt B aankomt, zullen de bomen in beweging komen. Hetzelfde geldt wanneer de trein vanaf punt A bij punt C aankomt. Gevolg is dat de trein al op de overweg rijdt terwijl de bomen nog niet volledig gesloten zijn. Er moet dus voor gezorgd worden dat de trein eerder 'gezien' wordt. Dat is te doen door de sensoren verder van de overweg te plaatsen en ook door er voor te zorgen dat de sensoren 'in de richting van de trein kijken' zoals in tekening 02 aangegeven is. De trein komende vanaf punt A zal nu eerder door het 'blikveld' van de sensor bij punt B of C rijden en daardoor zullen de bomen eerder dicht gaan. | + | Tekening 01 hierboven geeft weer dat de sensoren dwars op de rails "kijken". Pas wanneer de trein die vanaf punt A bij punt B aankomt, zullen de bomen in beweging komen. Hetzelfde geldt wanneer de trein vanaf punt A bij punt C aankomt. Gevolg is dat de trein al op de overweg rijdt terwijl de bomen nog niet volledig gesloten zijn. Er moet dus voor gezorgd worden dat de trein eerder "gezien" wordt. Dat is te doen door de sensoren verder van de overweg te plaatsen en ook door er voor te zorgen dat de sensoren "in de richting van de trein kijken" zoals in tekening 02 aangegeven is. De trein komende vanaf punt A zal nu eerder door het "blikveld" van de sensor bij punt B of C rijden en daardoor zullen de bomen eerder dicht gaan. |
| | | | |
| − | Wanneer er naast het getekende spoor nog een ander spoor ligt (niet zijnde een parallelspoor), zou het kunnen dat de treinen op dat andere spoor ook door de sensoren gezien worden. Dan moeten we de hoek en de positie van de sensoren zodanig kiezen, dat die andere trein niet 'stoort' op de werking van onze overweg. Willen we echter dat de sensoren beide sporen 'in de gaten houden', dan moeten we er voor zorgdragen dat beide sporen goed door de sensoren gezien worden. Dat vereist soms enig experimenteren met de opstelling. Een overweging zou hierbij kunnen zijn, om de reflectie-optosensoren in de treintafel te verzinken, en deze schuin- of recht naar boven te laten 'kijken'. Het hangt echter van de situatie op uw baan af, welke opstelling het beste is. | + | Wanneer er naast het getekende spoor nog een ander spoor ligt (niet zijnde een parallelspoor), zou het kunnen dat de treinen op dat andere spoor ook door de sensoren gezien worden. Dan moeten we de hoek en de positie van de sensoren zodanig kiezen, dat die andere [[Woorden - T#Trein|trein]] niet "stoort" op de werking van onze overweg. Willen we echter dat de sensoren beide sporen "in de gaten houden", dan moeten we er voor zorgdragen dat beide sporen goed door de sensoren gezien worden. Dat vereist soms enig experimenteren met de opstelling. Een overweging zou hierbij kunnen zijn, om de reflectie-optische sensoren in de treintafel te verzinken, en deze schuin- of recht naar boven te laten "kijken". Het hangt echter van de situatie op onze baan af, welke opstelling het beste is. |
| − | === Typen optosensoren === | + | === Typen optische sensoren === |
| − | Er bestaan twee hoofdsoorten: optosensoren die werken d.m.v. reflectie en optosensoren die 'aangestraald' worden door een led of infrarood-led. | + | Er bestaan twee hoofdsoorten: [[Woorden - O#Optische sensor|optische sensoren]] die werken d.m.v. reflectie en optische sensoren die "aangestraald" worden door een [[Wat is een led|led]] of infrarood-led. |
| − | :* Bij de eerste zit in de behuizing van de sensor een ontvanger (een lichtgevoelige diode of transistor) en tevens een 'zender' die een zichtbare of onzichtbare (infrarood)lichtstraal uitstraalt. Bij weerkaatsing van de lichtbundel zal de sensor actief worden. Er zijn echter ook sensoren die bij het wegvallen van de weerkaatsing actief worden. En ook bestaan er sensoren waarbij dit gedrag ingesteld kan worden, zodat gekozen kan worden tussen '' actief'', of ''niet actief'' bij weerkaatsing van de lichtstraal. | + | :* Bij de eerste zit in de behuizing van de sensor een ontvanger (een lichtgevoelige [[Woorden - D#Diode|diode]] of [[Elektronica basis#De transistor|transistor]]) en tevens een "zender" die een zichtbare of onzichtbare ([[Woorden - I#Infrarood|infrarood]])lichtbundel uitstraalt. Bij weerkaatsing van de lichtbundel zal de sensor actief worden. Er zijn echter ook sensoren die bij het wegvallen van de weerkaatsing actief worden. En ook bestaan er sensoren waarbij dit gedrag ingesteld kan worden, zodat gekozen kan worden tussen ''"actief"'', of ''"niet actief"'' bij weerkaatsing van de lichtbundel; |
| − | :* De tweede soort heeft een aparte ontvanger (een lichtgevoelige diode of transistor in de sensor) en een zender (een led, of een infrarood-led, die licht uitstraalt). De zender en de ontvanger bevinden zich op enige afstand van elkaar. Wanneer nu een loc of een trein tussen de zender en de ontvanger komt, zal de sensor actief worden. | + | :* De tweede soort heeft een aparte ontvanger (een lichtgevoelige [[Woorden - D#Diode|diode]] of -[[Woorden - T#Transistor|transistor]] in de sensor) en een zender (een led, of een infrarood-led, die licht uitstraalt). De zender en de ontvanger bevinden zich op enige afstand van elkaar. Wanneer nu een loc of een [[Woorden - T#Trein|trein]] tussen de zender en de ontvanger komt, zal de sensor actief worden. |
| | === Detectie d.m.v lichtsluis met IC === | | === Detectie d.m.v lichtsluis met IC === |
| − | Voor signalering van naderende treinen bij overwegen, kan een lichtsluis gebouwd worden en de lichtsluis kan met een S88-bezetmeldprint worden verbonden. Hierboven werden lichtsluizen toegepast voor het bewaken van een overweg. Een ander voorbeeld van toepassing van een lichtsluis is het in de gaten houden bij meerdere sporen, zoals bijv. parallel lopende sporen in een schaduwstation, samen met het programma Koploper en één lichtsluis de treinenloop. | + | Voor signalering van naderende [[Woorden - T#Trein|treinen]] bij overwegen, kan een [[Woorden - L#Lichtluis|lichtsluis]] gebouwd worden en de lichtsluis kan met een [[S88, S88-N, XpressNet en LocoNet#LocoNet|S88]]-bezetmeldprint worden verbonden. Hierboven werden lichtsluizen toegepast voor het bewaken van een [[Woorden - O#Overweg|overweg]]. Een ander voorbeeld van toepassing van een lichtsluis is het in de gaten houden bij meerdere sporen, zoals bijv. parallel lopende sporen in een schaduwstation, samen met het programma "Koploper" en één lichtsluis de treinenloop. |
| | | | |
| − | Een ideaal IC voor het maken van een lichtsluis is de IS471F, deze is verkrijgbaar met rechte aansluitdraden (IS471FE) of met gebogen aansluitdraden (IS471FS). Het IC maakt gebruik van een gemoduleerd signaal en is daardoor vrijwel ongevoelig voor omgevingslicht. Tevens is het IC voorzien van een interne spanningsregelaar, waardoor een zeer betrouwbare werking gegarandeerd is. | + | Een ideaal [[Woorden - I#IC.|IC]] voor het maken van een [[Woorden - L#Lichtluis|lichtsluis]] is de IS471F, deze is verkrijgbaar met rechte aansluitdraden (IS471FE) of met gebogen aansluitdraden (IS471FS). Het IC maakt gebruik van een gemoduleerd signaal en is daardoor vrijwel ongevoelig voor omgevingslicht. Tevens is het IC voorzien van een interne spanningsregelaar, waardoor een zeer betrouwbare werking gegarandeerd is. |
| | {{Afbeelding 2 naast elkaar | | {{Afbeelding 2 naast elkaar |
| | |Bestand= IS471F-01.gif | | |Bestand= IS471F-01.gif |
| Regel 58: |
Regel 53: |
| | |Tussenruimte= 7px | | |Tussenruimte= 7px |
| | }} | | }} |
| − | Op de tekening in afbeelding 03 staat het originele schema van Sharp. Hierin is R1 de belasting. Dit kan bijvoorbeeld een relais zijn. De minimale waarde voor R1 is 280 ohm. Dit i.v.m. de maximale [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] die via pen 2 mag lopen. Als op bijv. de pennen 1 en 2 een relais aangesloten wordt dan mag dit relais dus geen kleinere spoelweerstand hebben dan 280 ohm. | + | Op de tekening in afbeelding 03 staat het originele schema van Sharp. Hierin is R1 de belasting. Dit kan bijvoorbeeld een [[Elektronica basis#Het relais|relais]] zijn. De minimale waarde voor R1 is 280Ω. Dit i.v.m. de maximale [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] die via pen 2 mag lopen. Als op bijv. de pennen 1 en 2 een relais aangesloten wordt dan mag dit relais dus geen kleinere spoelweerstand hebben dan 280Ω. |
| | ==== Toepassing van een relais ==== | | ==== Toepassing van een relais ==== |
| − | Om nu veel meer vrijheid te hebben bij het kiezen van een relais kan een schakeltransistor T1 (zie afbeelding 04) gebruikt worden. De basis van transistor T1 wordt via een weerstand van minimaal 82k verbonden met pin 2. De emitter van T1 komt aan pin 1 (de massa) en op de collector van T1 komt het relais. De andere zijde van het relais komt aan pin 1 (de plus). Zolang nu de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door het relais niet hoger wordt dan 95 ma, is hier vrijwel elk type relais toe te passen met de werkspanning en de hoogte van de voedingsspanning. Voor een 5 V relais bij een 12 V voedingsspanning moet in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] met het relais een voorschakelweerstand opgenomen worden. | + | Om nu veel meer vrijheid te hebben bij het kiezen van een relais kan schakeltransistor T1 (zie afbeelding 04) gebruikt worden. De basis van [[Woorden - T#Transistor|transistor]] T1 wordt via een [[Elektronica basis#De weerstand|weerstand]] van minimaal 82k verbonden met pin 2. De emitter van T1 komt aan pin 1 (de massa) en op de collector van T1 komt het relais. De andere zijde van het relais komt aan pin 1 (de plus). Zolang nu de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door het relais niet hoger wordt dan 95 ma, is hier vrijwel elk type relais toe te passen, rekening houdend met de [[Woorden - S#Spoelspanning|spoelspanning]] van het relais en de hoogte van de [[Woorden - V#Voeding|voeding]]sspanning. Voor een 5 V relais bij een 12 V voedingsspanning moet in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] met het relais een [[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]] opgenomen worden. |
| | | | |
| − | De waarde van de voorschakelweerstand wordt als volgt berekend: stel de relaisspanning is 12 volt, de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door het relais is 60 ma (0,06 A) en de voedingsspanning is 16 volt. Over T1 valt 0,7 volt. Blijft over een spanningsverschil van (16 - 12) - 0,7 = 3,3 V. Uit de wet van Ohm volgt dan de waarde met de formule R = U / I, oftewel R = 3,3 / 0,06 = 55 ohm. Standaardwaarde volgens de E-reeks is 56 ohm, dus die waarde wordt gebruikt. Bij een relaisspoelspanning van 5 volt en een voedingsspanning van 12 volt is dat (12 - 5) - 0,7 = 6,3 V. R = 6,3 / 0,06 = 105 ohm. De eerstvolgende waarde in de E-reeks is 120 ohm. Dus deze waarde wordt hier toegepast, of, met de multimeter uit een aantal 100 ohm weerstanden, een exemplaar selecteren, dat minimaal 105 ohm is). | + | De waarde van de serieweerstand wordt als volgt berekend: stel; de relaisspanning is 12 volt, de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door het relais is 60 ma (0,06 A) en de voedingsspanning is 16 volt. Over T1 valt 0,7 volt. Blijft over een spanningsverschil van (16 - 12) - 0,7 = 3,3 V. Uit de wet van ohm volgt dan de waarde met de formule R = U / I, oftewel R = 3,3 / 0,06 = 55Ω. Standaardwaarde volgens de E-reeks is 56Ω, dus die waarde wordt gebruikt. Bij een [[Woorden - S#Spoelspanning|spoelspanning]] van 5 volt en een voedingsspanning van 12 volt is dat (12 - 5) - 0,7 = 6,3 V. R = 6,3 / 0,06 = 105Ω. De eerstvolgende waarde in de E-reeks is 120Ω. Dus deze waarde wordt hier toegepast, of, met de multimeter uit een aantal 100Ω weerstanden, een exemplaar selecteren, dat minimaal 105Ω is). |
| | {| class="wikitable" | | {| class="wikitable" |
| − | | valign='center'| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small> '''LET OP'''</small>||valign='top'| Vergeet niet om diode D2 te monteren. Deze dient om de transistor te beschermen tegen de hoge inductiespanningen, die optreden bij het afvallen van het relais. | + | | {{TblAgKleur1|#E8E8E8;}} valign="center"| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small> '''LET OP'''</small>|| {{TblAgKleur1|#E8E8E8;}} valign="top"| Vergeet niet om [[Woorden - D#Diode|diode]] D2 te monteren. Deze dient om de [[Elektronica basis#De transistor|transistor]] te beschermen tegen de hoge inductiespanningen, die optreden bij het afvallen (wegvallen) van het relais. |
| | |- | | |- |
| | |} | | |} |
| Regel 71: |
Regel 66: |
| | |Grootte= Klein | | |Grootte= Klein |
| | |Volgnummer= 05 | | |Volgnummer= 05 |
| − | |Omschrijving= Collimatorlenzen voor het bundelen van de lichtstraal van leds | + | |Omschrijving= Collimatorlenzen voor het beter bundelen van de lichtbundel van leds |
| | |Bron= www.Conrad.nl | | |Bron= www.Conrad.nl |
| | }} | | }} |
| | ==== De reikwijdte ==== | | ==== De reikwijdte ==== |
| − | Met de infrarood-led SFH409 (15 milliwatt) is een afstand van ongeveer 30 cm te overbruggen. Met de infrarood-led LD274-1 (50 milliwatt) is deze afstand aanmerkelijk groter, daar de LD274-1 meer licht uitstraalt en een veel smallere bundel licht afgeeft. Volgens diverse berichten op internet is de maximale afstand tussen de infrarood-led (LD274-1) en de IS471F een meter of 11 (in de testopstelling werd een afstand van 80 cm moeiteloos overbrugd). Voor het geval dat de infrarood-led LD274-1 niet voldoende afstand is te overbruggen, kan de infrarood-led LD274-3 (85 milliwatt) gebruikt worden. Deze geeft een nog sterkere lichtbundel af. Maar voor de meeste toepassingen in 'modelspoor-land' zal de reikwijdte wel voldoen. Mocht dat toch niet zo zijn, dan zijn er speciale voorzetlenzen, zogenaamde collimatorlenzen (zie foto 05), te koop waarmee de lichtstraal van de infrarood-led nog beter gebundeld kan worden (zie ook hieronder bij [[Detectieschakelingen#Meer informatie|'Meer informatie']]). | + | Met de infrarood-led SFH409 (15 milliwatt) is een afstand van ongeveer 30 cm te overbruggen. Met de [[Woorden - I#IR-led|infrarood]]-led LD274-1 (50 milliwatt) is deze afstand aanmerkelijk groter, daar de LD274-1 meer licht uitstraalt en een veel smallere bundel licht afgeeft. Volgens diverse berichten op internet is de maximale afstand tussen de infrarood-[[Wat is een led|led]] (LD274-1) en de IS471F een meter of 11 (in de testopstelling werd een afstand van 80 cm moeiteloos overbrugd). Voor het geval dat met de infrarood-led LD274-1 niet voldoende afstand is te overbruggen, kan de infrarood-led LD274-3 (85 milliwatt) worden gebruikt. Deze geeft een nog sterkere lichtbundel af. Maar voor de meeste toepassingen in "modelspoor-land" zal de reikwijdte wel voldoen. Mocht dat toch niet zo zijn, dan zijn er speciale voorzetlenzen, zogenaamde collimatorlenzen (zie foto 05), te koop waarmee de lichtbundel van de [[Woorden - I#Infrarood|infrarood]]-led nog beter gebundeld kan worden (zie ook hieronder bij [[#Meer informatie|"Meer informatie"]]). |
| | ==== De werking van de schakeling ==== | | ==== De werking van de schakeling ==== |
| − | Wanneer de lichtstraal tussen de infrarood-led (SFH409) en het IC onderbroken wordt, zal het relais aantrekken. Hiermee kan een spanning worden doorgegeven (via een relaiscontact) naar bijv. een S88-bezetmeldprint, een motor, of wat dan ook. Het relais zou weggelaten kunnen worden en de collector van de transistor kan rechtstreeks op een andere schakeling worden aangeslotenn, maar of dat goed gaat is niet altijd zeker, daarom is het beter een relais toe te passen, dan worden de diverse spanningen goed gescheiden. | + | Wanneer de lichtbundel tussen de [[Woorden - I#IR-led|infrarood]]-led (SFH409) en het [[Woorden - I#IC.|IC]] onderbroken wordt, zal het relais aantrekken. Hiermee kan een spanning worden doorgegeven (via een relaiscontact) naar bijv. een [[S88, S88-N, XpressNet en LocoNet#LocoNet|S88]]-bezetmeldprint, een [[Woorden - E#Elektromotor|motor]], of wat dan ook. Het relais zou weggelaten kunnen worden en de collector van de [[Woorden - T#Transistor|transistor]] kan rechtstreeks op een andere schakeling worden aangesloten, maar of dat goed gaat is niet altijd zeker, daarom is het beter een [[Elektronica basis#Het relais|relais]] toe te passen, dan worden de diverse spanningen goed gescheiden. |
| | ==== Het IC ==== | | ==== Het IC ==== |
| − | Op één van de brede zijden van het IC bevindt zich een klein bobbeltje. Vlak onder dit bobbeltje bevindt zich het lichtgevoelige gedeelte van het IC. De IS471F stuurt de SFH409 aan met een gemoduleerd signaal. Hierdoor is de schakeling niet- of nauwelijks gevoelig voor sterk omgevingslicht. Dit waarborgt een storingvrije en betrouwbare werking. Het IC werkt binnen een ruim voedingsspanningsbereik; namelijk van 4,5 tot 16 volt. Het IC kan dus vrij vaak op een bestaande (lees: reeds aanwezige) voedingsspanning worden aangesloten. Een voorschakelweerstand voor de IR led zit al in het IC. | + | Op één van de brede zijden van het IC bevindt zich een bobbeltje. Vlak onder dit bobbeltje bevindt zich het lichtgevoelige gedeelte van het [[Woorden - I#IC.|IC]]. De IS471F stuurt de SFH409 aan met een gemoduleerd signaal. Hierdoor is de schakeling niet- of nauwelijks gevoelig voor sterk omgevingslicht. Dit waarborgt een storingvrije en betrouwbare werking. Het IC werkt binnen een ruim [[Woorden - V#Voeding|voeding]]sspanningsbereik; namelijk van 4,5 tot 16 volt. Het IC kan dus vrij vaak op een bestaande (lees: reeds aanwezige) voedingsspanning worden aangesloten. Een [[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]] voor de IR [[Wat is een led|led]] zit al in het IC. |
| | ==== Ontstoring ==== | | ==== Ontstoring ==== |
| − | C1 en C2 dienen om eventuele stoorpulsen te onderdrukken. Deze stoorpulsen kunnen er voor zorgen dat het IC begint te klapperen, of onbetrouwbaar werkt. Deze ontstoorcondensatoren dienen dan ook altijd aanwezig te zijn in de schakeling. Voor C1 kan eventueel een 0,47 μF/35 volt tantaal-elco worden gebruikt. Deze neemt veel minder ruimte in beslag en ontstoort stukken beter dan een gewone elektrolytische condensator (elco). | + | C1 en C2 dienen om eventuele stoorpulsen te onderdrukken. Deze stoorpulsen kunnen er voor zorgen dat het [[Woorden - I#IC.|IC]] begint te klapperen, of onbetrouwbaar werkt. Deze ontstoorcondensatoren dienen dan ook altijd aanwezig te zijn in de schakeling. Voor C1 kan eventueel een 0,47 μF/35 volt [[Woorden - T#Tantaal-elco|tantalium-elco]] worden gebruikt. Deze neemt veel minder ruimte in beslag en ontstoort stukken beter dan een gewone [[Elektronica basis#De elektrolytische condensator (afgekort: elco)|elektrolytische condensator]] (=elco). |
| | {{Afbeelding 2 naast elkaar | | {{Afbeelding 2 naast elkaar |
| | |Bestand= Lichtsluis_opstelling-01.gif | | |Bestand= Lichtsluis_opstelling-01.gif |
| Regel 97: |
Regel 92: |
| | }} | | }} |
| | ==== Opstelling ==== | | ==== Opstelling ==== |
| − | De lichtsluis kan op twee manieren opgesteld worden: gescheiden, bijv. aan weerszijden van het spoor voor grotere afstanden (zie afbeelding 06), of voor kleine afstanden de infrarood-led naast het IC en het licht van de infrarood-led met behulp van een spiegel reflecteren (zie afbeelding 07). In het laatste geval dient het IC aan de zijde waar de infrarood-led zich bevindt, afgeschermd worden, zodat het IC geen direct licht opvangt van de led. Het beste kan dan een kapje worden gemaakt van niet-lichtdoorlatend materiaal, dat alleen aan de voorzijde open is, met daarin een tussenschotje. | + | De [[Woorden - L#Lichtluis|lichtsluis]] kan op twee manieren opgesteld worden: gescheiden, bijv. aan weerszijden van het spoor voor grotere afstanden (zie afbeelding 06), of voor korte afstanden de infrarood-led naast het IC en het licht van de [[Woorden - I#Infrarood|infrarood]]-led met behulp van een spiegel reflecteren (zie afbeelding 07). In het laatste geval dient het IC aan de zijde waar de infrarood-led zich bevindt, afgeschermd worden, zodat het IC geen direct licht opvangt van de [[Wat is een led|led]]. Het beste kan dan een kapje worden gemaakt van niet-lichtdoorlatend materiaal, dat alleen aan de voorzijde open is, met daarin een tussenschotje. |
| | === Detectie m.b.v. bezetmelders === | | === Detectie m.b.v. bezetmelders === |
| | {{Afbeelding | | {{Afbeelding |
| Regel 107: |
Regel 102: |
| | |Maker= Fred Eikelboom | | |Maker= Fred Eikelboom |
| | }} | | }} |
| − | Inplaats van lichtsluizen is ook gebruik te maken van detectie m.b.v. meldsecties. Door het isoleren van een stuk rails en daar een detectieschakeling op aan te sluiten en door bezetmelders toe te passen die werken op het principe van [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]detectie, zoals de zelfbouwdetector (zie tekening 09 en de foto's 10 en 11).
| + | In de plaats van lichtsluizen is ook gebruik te maken van detectie m.b.v. meldsecties. Door het isoleren van een stuk rails en daar een detectieschakeling op aan te sluiten en door [[S88, S88-N, XpressNet en LocoNet#LocoNet|S88]]-bezetmelders toe te passen die werken op het principe van [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]detectie, zoals de zelfbouwdetector (zie tekening 09 en de foto's 10 en 11). |
| | {{Afbeelding 3 naast elkaar | | {{Afbeelding 3 naast elkaar |
| − | |Bestand= DHZ_Detectorschema01.gif | + | |Bestand= DHZ_Detectorschema01.png |
| | |Bestand2= Detector01.gif | | |Bestand2= Detector01.gif |
| | |Bestand3= Detector02.gif | | |Bestand3= Detector02.gif |
| Regel 119: |
Regel 114: |
| | |Volgnummer3= 11 | | |Volgnummer3= 11 |
| | |Omschrijving= Het schema van de zelfbouwdetector | | |Omschrijving= Het schema van de zelfbouwdetector |
| − | |Omschrijving2= Eén condensator is geplaatst aan de onderzijde van het printje | + | |Omschrijving2= Eén condensator is geplaatst aan de onderzijde van het printje |
| | |Omschrijving3= Het prototype van de zelfbouwdetector | | |Omschrijving3= Het prototype van de zelfbouwdetector |
| | |Type= Schema | | |Type= Schema |
| Regel 128: |
Regel 123: |
| | |Tussenruimte2= 6px | | |Tussenruimte2= 6px |
| | }} | | }} |
| − | Die detectieschakeling kan dan weer via een relais de overwegbeveiliging aansturen. <b>Let op!</b> De lengte van het spoor tussen de punten A en B dient altijd groter te zijn dan de langste trein. Ook dient er in de laatste wagen c.q. het laatste rijtuig een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]gebruiker aanwezig te zijn. Die stroomgebruiker kan bestaan uit een led of simpel een weerstandje van 10k. Ook kan, in plaats van een weerstandje, gebruik worden gemaakt van weerstandslak, aan te brengen op de plaats waar de isolatiering in het wiel zit. Door de weerstandlak contact te laten maken met het wiel en de as heeft dit hetzelfde effect als een weerstandje. Wel is het zaak om met een multimeter te controleren of de weerstandswaarde tussen de as en het wiel de juiste minimale waarde heeft. Is de waarde te laag, dan stroomt er 'kostbare' stroom nodeloos weg. | + | Die detectieschakeling kan dan weer via een relais de [[Woorden - O#Overweg|overweg]]beveiliging aansturen. <b>Let op!</b> De lengte van het spoor tussen de punten A en B dient altijd groter te zijn dan de langste [[Woorden - T#Trein|trein]]. Ook dient er in de laatste wagen c.q. het laatste rijtuig een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]gebruiker aanwezig te zijn. Die stroomgebruiker kan bestaan uit een [[Wat is een led|led]] of simpel een [[Elektronica basis#De weerstand|weerstand]] van 10k. Ook kan, in plaats van een weerstand, gebruik worden gemaakt van weerstandslak, aan te brengen op de plaats waar de isolatiering in het wiel zit. Door de weerstandlak contact te laten maken met het wiel en de as heeft dit hetzelfde effect als een weerstand. Wel is het zaak om met een multimeter te controleren of de weerstandswaarde tussen de as en het wiel de juiste minimale waarde heeft. Is de waarde te laag, dan stroomt er "kostbare" stroom nodeloos weg. |
| | | | |
| | Het verdient overigens aanbeveling om altijd twee wagens (of rijtuigen) achter aan de trein te laten meerijden die voorzien zijn van een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]gebruiker. Dit omdat een loc vrij zwaar is en daarom goed contact maakt met de spoorstaven, maar het getrokken materieel een stuk lichter is. Daardoor bestaat de kans dat er bij gebruik van maar één voertuig een korte onderbreking in het stroomverbruik is. Dit zou dan weer ongewenste effecten kunnen hebben, zoals bijv. het voortijdige openen van overwegbomen. | | Het verdient overigens aanbeveling om altijd twee wagens (of rijtuigen) achter aan de trein te laten meerijden die voorzien zijn van een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]gebruiker. Dit omdat een loc vrij zwaar is en daarom goed contact maakt met de spoorstaven, maar het getrokken materieel een stuk lichter is. Daardoor bestaat de kans dat er bij gebruik van maar één voertuig een korte onderbreking in het stroomverbruik is. Dit zou dan weer ongewenste effecten kunnen hebben, zoals bijv. het voortijdige openen van overwegbomen. |
| | | | |
| − | De beide condensatoren van 10 nF/50 volt in afbeelding 09, dienen voor het onderdrukken van stoorpulsen. Die stoorpulsen kunnen afkomstig zijn uit het lichtnet en/of veroorzaakt worden door bijv. het (uit)schakelen van wisselspoelen e.d. Diode D1 in afbeelding 08 is een zogenaamde 'blusdiode'. Het doel van deze diode is om de tegen-EMK-impuls te onderdrukken die ontstaat bij het uitschakelen van de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de relaisspoel. Door deze tegen-EMK-impuls onstaat een zeer hoge spanning waardoor de transistor defect raakt. Daarom moet in gelijkspanningsschakelingen altijd een blusdiode worden toegepast bij relais die verbonden zijn met een transistor, of een andere elektronische halfgeleidercomponent. <b>Let op!</b> De kathode (ring) van de blusdiode moet altijd aan de +zijde komen (diode in sperrichting). | + | De beide condensatoren van 10 nF/50 volt in afbeelding 09, dienen voor het onderdrukken van stoorpulsen. Die stoorpulsen kunnen afkomstig zijn uit het lichtnet en/of veroorzaakt worden door bijv. het (uit)schakelen van wisselspoelen e.d. [[Woorden - D#Diode|diode]] D1 in afbeelding 08 is een zogenaamde [[Woorden - B#Blusdiode|"blusdiode"]]. Het doel van deze diode is om de tegen-EMK-[[Woorden - P#Puls|puls]] te onderdrukken die ontstaat bij het uitschakelen van de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de relaisspoel. Door deze tegen-EMK-puls onstaat een zeer hoge spanning waardoor de [[Woorden - T#Transistor|transistor]] defect raakt. Daarom moet in gelijkspanningsschakelingen altijd een blusdiode worden toegepast bij relais die verbonden zijn met een transistor, of een andere elektronische halfgeleidercomponent. <b>Let op!</b> De [[Woorden - K#Kathode|kathode]] (ring) van de blusdiode moet altijd aan de <big>+</big>zijde van het [[Elektronica basis#Het relais|relais]] komen (diode in sperrichting). |
| | | | |
| − | De transistor in afbeelding 08 is een BC547C. De weerstand heeft hier een waarde van 22k. Dit is een richtwaarde. De waarde hangt namelijk mede af van de gevoeligheid van de detectorschakeling en de gevoeligheid van het toegepaste relais. Er zijn altijd verschillen tussen de diverse typen relais. Het ene 12 V-relais trekt bijv. bij 9,2 volt aan en een ander type trekt bijv. bij 8,9 volt aan. Om veel soldeer- en testwerk te besparen, kan in plaats van de 22k weerstand, een [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]schakeling worden toegepast van een 2200 ohm weerstand en een 25K instelpotentiometer. Dan is de schakeling heel snel op de juiste gevoeligheid in te stellen. | + | De [[Woorden - T#Transistor|transistor]] in afbeelding 08 is een BC547C. De [[Elektronica basis#De weerstand|weerstand]] heeft hier een waarde van 22k. Dit is een richtwaarde. De waarde hangt namelijk mede af van de gevoeligheid van de detectorschakeling en de gevoeligheid van het toegepaste relais. Er zijn altijd verschillen tussen de diverse typen relais. Het ene 12 V relais trekt bijv. bij 9,2 volt aan en een ander type trekt bijv. bij 8,9 volt aan. Om veel soldeer- en testwerk te besparen, kan in plaats van de 22k weerstand, een [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]]schakeling worden toegepast van een 2200Ω weerstand en een 25K instelpotentiometer. Dan is de schakeling heel snel op de juiste gevoeligheid in te stellen. |
| | === Zelfbouw diodeschakeling === | | === Zelfbouw diodeschakeling === |
| − | Normaliter gaan de draden van de [[diodeschakeling]] door de gaatjes in de print en moet op 10 plaatsen aan de (stroken)print gesoldeerd worden. Daar het de voorkeur verdient om zo weinig mogelijk aan gaatjesprint/strokenprint te solderen (omdat de kans aanwezig is dat tijdens het solderen per ongeluk sluiting tussen printsporen ontstaat), is de bijgaande oplossing bedacht. Doordat er door deze constructiemethode nog maar twee draden zijn, is er aan de onderzijde van de strokenprint een stuk minder te solderen. | + | Normaliter gaan de draden van de [[Diodeschakeling|diodeschakeling]] door de gaatjes in de print en moet op tien plaatsen aan de (stroken)print gesoldeerd worden. Daar het de voorkeur verdient om zo weinig mogelijk aan gaatjesprint/strokenprint te solderen (omdat de kans aanwezig is dat tijdens het solderen per ongeluk sluiting tussen printsporen ontstaat), is de bijgaande oplossing bedacht. Doordat er door deze constructiemethode nog maar twee draden zijn, is er aan de onderzijde van de strokenprint een stuk minder te solderen. |
| | {{Afbeelding | | {{Afbeelding |
| | |Bestand= Diodeset maken.gif | | |Bestand= Diodeset maken.gif |
| Regel 145: |
Regel 140: |
| | |Maker= Fred Eikelboom | | |Maker= Fred Eikelboom |
| | }} | | }} |
| − | <b>Let op!</b> Bij het ene diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden 'naar links' wijzen en bij het andere diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden 'naar rechts' wijzen (zie 'D' in afbeelding 12). De werkwijze is als volgt: | + | <b>Let op!</b> Bij het ene diodepaar moeten de ringen op de [[Woorden - D#Diode|diode]]s beiden "naar links" wijzen en bij het andere diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden "naar rechts" wijzen (zie "D" in afbeelding 12). De werkwijze is als volgt: |
| | | | |
| − | De aansluitdraden van de diodes inkorten tot ongeveer 6 mm lengte en aan elkaar solderen (zie 'A' in afbeelding 12). Herhaal deze handeling bij de andere twee diodes. Neem een platbektang met dunne, halfronde punten (zogenaamde [[Het gereedschap van de modelspoorder#Tangen|telefoontang]]) en houd de draad zo dicht mogelijk bij het bolletje (de behuizing) vast. Buig nu, zo dicht mogelijk bij het bolletje, de draad haaks om (zie 'B' in afbeelding 12). Herhaal deze handeling bij de andere diode. Het andere diodepaar wordt op dezelfde wijze behandeld, maar nu moeten de draden iets verder van de bolletjes af omgebogen worden (zie 'C' in afbeelding 12). De bedoeling is dat de draden over het eerder gemaakte diodepaar heen vallen (zie 'D' in afbeelding 12). Nu komt de 4700 ohm weerstand op de diodes. Daarna worden de aansluitdraden van de weerstand om de draden van de diodes in elkaar gedraaid (zie 'E' in afbeelding 12) en het geheel wordt aan elkaar gesoldeerd. Voor de duidelijkheid staat de weerstand hier onder de diodes getekend, op foto 11 zit de weerstand achter de diodes. | + | De aansluitdraden van de diodes inkorten tot ongeveer 6 mm lengte en aan elkaar solderen (zie "A" in afbeelding 12). Herhaal deze handeling bij de andere twee diodes. Neem een platbektang met dunne, halfronde punten (zogenaamde [[Het gereedschap van de modelspoorder#Tangen|telefoontang]]) en houd de draad zo dicht mogelijk bij het bolletje (de behuizing) vast. Buig nu, zo dicht mogelijk bij het bolletje, de draad haaks om (zie "B" in afbeelding 12). Herhaal deze handeling bij de andere [[Woorden - D#Diode|diode]]. Het andere diodepaar wordt op dezelfde wijze behandeld, maar nu moeten de draden iets verder van de bolletjes af omgebogen worden (zie "C" in afbeelding 12). De bedoeling is dat de draden over het eerder gemaakte diodepaar heen vallen (zie "D" in afbeelding 12). Nu komt de 4700Ω weerstand (R in afbeelding 09) op de diodes. Daarna worden de aansluitdraden van de weerstand om de draden van de diodes gedraaid (zie "E" in afbeelding 12) en het geheel wordt aan elkaar gesoldeerd. Voor de duidelijkheid staat de [[Elektronica basis#De weerstand|weerstand]] hier onder de diodes getekend, op foto 11 zit de weerstand achter de diodes. |
| | === De werking van het geheel === | | === De werking van het geheel === |
| | ==== De functie van de diodes in de diodeschakeling ==== | | ==== De functie van de diodes in de diodeschakeling ==== |
| − | Een diode heeft een zogenaamde drempelspanning. Dit is de spanning over een geleidende diode. De drempelspanning is echter afhankelijk van het type diode en de hoogte van de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] die er doorheen vloeit (de stroomsterkte). De drempelspanning variëert dan ook tussen ongeveer 0,2 en 0,75 volt, afhankelijk van het type diode en de stroomsterkte. In de diodeschakeling staan, per tak, twee diodes in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]], waardoor er een voldoende hoge spanning over de diodes ontstaat om een achterliggende schakeling (zoals bijv. een S88-print) aan te sturen. Daar hier gebruik gemaakt wordt van twee antiparallel geschakelde takken, zal die drempelspanning in beide richtingen van de stroom over de diodes aanwezig zijn. | + | Een [[Woorden - D#Diode|diode]] heeft een zogenaamde drempelspanning. Dit is de spanning over een geleidende diode. De [[Woorden - D#Drempelspanning|drempelspanning]] is echter afhankelijk van het type diode en de hoogte van de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] die er doorheen vloeit (de stroomsterkte). De drempelspanning variëert dan ook tussen ongeveer 0,2 en 0,75 volt, afhankelijk van het type diode en de stroomsterkte. In de diodeschakeling staan, per tak, twee diodes in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]], waardoor er een voldoende hoge spanning over de diodes ontstaat om een achterliggende schakeling (zoals bijv. een [[S88, S88-N, XpressNet en LocoNet#LocoNet|S88]]-print) aan te sturen. Daar hier gebruik gemaakt wordt van twee antiparallel geschakelde takken, zal die drempelspanning in beide richtingen van de stroom over de diodes aanwezig zijn. |
| − | | |
| | ==== De functie van de weerstand in de diodeschakeling ==== | | ==== De functie van de weerstand in de diodeschakeling ==== |
| − | De weerstand tussen de diodes in de afbeeldingen 11 en 12 heeft een dubbele functie. | + | De [[Elektronica basis#De weerstand|weerstand]] tussen de [[Woorden - D#Diode|diode]]s in de afbeeldingen 11 en 12 is voor het instellen van de gevoeligheid van de PC817. Bij een hogere waarde reageert de PC817 iets eerder en bij een lagere waarde zal deze iets later reageren.<br /> |
| − | # voor het instellen van de gevoeligheid van de PC817. Bij een hogere waarde reageert de PC817 iets eerder en bij een lagere waarde zal deze iets later reageren.
| + | De weerstand zal, omdat hij niet "richtinggevoelig" is, in beide richtingen van de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] zijn werk doen. |
| − | # geeft een stukje van het digitale signaal (=de digitale informatie) door, dat door de drempelspanning die over de beide in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] geschakelde diodes staat 'wegvalt'.
| |
| − | | |
| − | De weerstand zal, omdat hij niet 'richtinggevoelig' is, in beide richtingen van de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] zijn werk doen en geeft dan ook in beide richtingen van de stroom het digitale signaal door. | |
| | === Detectie met schakelrails === | | === Detectie met schakelrails === |
| | {{Afbeelding 2 naast elkaar | | {{Afbeelding 2 naast elkaar |
| Regel 180: |
Regel 171: |
| | |Volgnummer2= 16 | | |Volgnummer2= 16 |
| | |Omschrijving= Fleischmann Profirail schakelrails | | |Omschrijving= Fleischmann Profirail schakelrails |
| − | |Omschrijving2= Märklin schakelrails | + | |Omschrijving2= Märklin schakelrails |
| | |Bron= {{Bron conrad}} | | |Bron= {{Bron conrad}} |
| | |Bron2= {{Bron conrad}} | | |Bron2= {{Bron conrad}} |
| | |Tussenruimte= 11px | | |Tussenruimte= 11px |
| | }} | | }} |
| − | Voor het detecteren van naderend materieel kan ook schakelrails worden gebruikt. Dit zijn korte stukken rails waarin een schakelaar gebouwd is, meestal een reed-schakelaar. Vóór- en na de overweg komt een schakelrails in het spoor. Wanneer materieel over de schakelaar rijdt, zal de schakelaar in de schakelrails gesloten worden en zo een signaal geven aan de overwegbeveiliging. | + | Voor het detecteren van naderend materieel kan ook schakelrails worden gebruikt. Dit zijn korte stukken rails waarin een schakelaar gebouwd is, meestal een reedschakelaar. Vóór- en na de overweg komt een schakelrails in het spoor. Wanneer materieel over de schakelaar rijdt, zal de schakelaar in de schakelrails gesloten worden en zo een signaal geven aan de overwegbeveiliging. |
| | === Detectie met reed-contacten === | | === Detectie met reed-contacten === |
| | {{Afbeelding | | {{Afbeelding |
| − | |Bestand= Digitaal800px-Reed_switch.jpg | + | |Bestand= Reed switch.jpg |
| | |Grootte= 200px | | |Grootte= 200px |
| | |Volgnummer= 17 | | |Volgnummer= 17 |
| | |Omschrijving= Reed-contact | | |Omschrijving= Reed-contact |
| − | |Bron= André Karwath en [http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:Reed_switch_(aka).jpg Wikipedia] [[Bestand:CCimage.jpg|15px|link=http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/nl]] | + | |Bron= André Karwath en [http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:Reed_switch_(aka).jpg Wikipedia] [[Bestand:CCimage.jpg|15px|link=http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/nl]] |
| | }} | | }} |
| − | Een reed-contact of reed-schakelaar is een zogenaamd pulscontact. Dit schakelaartje wordt geactiveerd door een magnetisch veld. Door een reed-contact tussen de spoorstaven te plaatsen zal, wanneer een loc, trein of treinstel die voorzien is van een magneetje over het reed-contact rijdt, het reed-contact kortstondig een spanningpulsje afgeven. Het contact zit in een met inert gas gevuld glazen buisje (zie foto 17 hierboven). Het beste is om een reed-contact haaks op de spoorstaven te monteren, anders schakelt het reed-contact twee keer achter elkaar. | + | Een reed-contact of reed-schakelaar is een zogenaamd pulscontact. Dit schakelaartje wordt geactiveerd door een magnetisch veld. Door een reed-contact tussen de spoorstaven te plaatsen zal, wanneer een loc, [[Woorden - T#Trein|trein]] of treinstel die voorzien is van een magneetje over het reed-contact rijdt, het reed-contact kortstondig een spanningpuls afgeven. Het contact zit in een met inert gas gevuld glazen buisje (zie foto 17 hierboven). Het beste is om een reed-contact haaks op de spoorstaven te monteren, anders schakelt het reed-contact twee keer achter elkaar. |
| | {{Linkssectie begin | | {{Linkssectie begin |
| | |Box= AlleenInfo | | |Box= AlleenInfo |
| Regel 227: |
Regel 218: |
| | }} | | }} |
| | {{Link Conrad-Meerkeuze | | {{Link Conrad-Meerkeuze |
| − | |Volgnr= 29 <!-- conrad tracking link --> | + | |Volgnr= 1 |
| | |ExtraInfo= Webshop. | | |ExtraInfo= Webshop. |
| | }} | | }} |
| Regel 245: |
Regel 236: |
| | }} {| width= "100%" | | }} {| width= "100%" |
| | |- valign= "top" | | |- valign= "top" |
| − | ! scope= "row" width="75%" | | + | ! scope= "row" width="70%" | |
| − | | <small>Laatste wijziging: 13 mei 2023 14:504 (CET)</small> | + | | <small>Laatste wijziging: 30 jan 2024 10:12 (CET)</small> |
| | |} | | |} |
| | [[Categorie: Alles|D]] | | [[Categorie: Alles|D]] |
| Regel 252: |
Regel 243: |
| | [[Categorie: Bedrading|D]] | | [[Categorie: Bedrading|D]] |
| | [[Categorie: Bezetmelding/Terugmelding|D]] | | [[Categorie: Bezetmelding/Terugmelding|D]] |
| | + | [[Categorie: Detectie|D]] |
| | [[Categorie: Elektronica|D]] | | [[Categorie: Elektronica|D]] |
| | [[Categorie: Elektronica analoog|D]] | | [[Categorie: Elektronica analoog|D]] |
| | + | [[Categorie: Infrarood|D]] |
| | [[Categorie: Led|D]] | | [[Categorie: Led|D]] |
| | [[Categorie: Praktijk|D]] | | [[Categorie: Praktijk|D]] |
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
Voor het detecteren van treinen op een modelspoorbaan kan gebruik gemaakt worden van detectieschakelingen, opgebouwd rond lichtgevoelige cellen (optische sensoren), stroomdetectie of sensoren die gevoelig zijn voor magnetisme, zoals het reed-contact en Hall sensoren.
Dit artikel geeft een uitleg over het toepassen van een aantal van die sensoren.
Optische sensoren
Aandachtspunten
Bij het aansturen van de regelelektronica voor een overweg dient rekening te worden gehouden met voldoende afstand van de sensoren tot de overweg. Ook de positie van de sensoren is belangrijk. Er moet rekening worden gehouden met de snelheid van de treinen. Wanneer een optische sensor te dicht bij een overweg wordt geplaatst, bestaat het risico dat op het moment dat een trein passeert de slagbomen nog niet volledig gesloten zijn. Het is dus zaak om ervoor te zorgen dat de optische sensoren zich op dusdanige afstand van de overweg bevinden dat ook met de trein op topsnelheid de slagbomen geheel gesloten zijn, kort voordat de trein de overweg passeert. Ook wanneer de optische sensoren "de verkeerde kant op kijken" zullen de slagbomen te laat gesloten worden.
Theorie en praktijk
|
|
|
| Afbeelding: 01
|
|
Afbeelding: 02
|
| Lichtsluizen foutief opgesteld
|
|
Lichtsluizen goed opgesteld
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
|
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Tekening 01 hierboven geeft weer dat de sensoren dwars op de rails "kijken". Pas wanneer de trein die vanaf punt A bij punt B aankomt, zullen de bomen in beweging komen. Hetzelfde geldt wanneer de trein vanaf punt A bij punt C aankomt. Gevolg is dat de trein al op de overweg rijdt terwijl de bomen nog niet volledig gesloten zijn. Er moet dus voor gezorgd worden dat de trein eerder "gezien" wordt. Dat is te doen door de sensoren verder van de overweg te plaatsen en ook door er voor te zorgen dat de sensoren "in de richting van de trein kijken" zoals in tekening 02 aangegeven is. De trein komende vanaf punt A zal nu eerder door het "blikveld" van de sensor bij punt B of C rijden en daardoor zullen de bomen eerder dicht gaan.
Wanneer er naast het getekende spoor nog een ander spoor ligt (niet zijnde een parallelspoor), zou het kunnen dat de treinen op dat andere spoor ook door de sensoren gezien worden. Dan moeten we de hoek en de positie van de sensoren zodanig kiezen, dat die andere trein niet "stoort" op de werking van onze overweg. Willen we echter dat de sensoren beide sporen "in de gaten houden", dan moeten we er voor zorgdragen dat beide sporen goed door de sensoren gezien worden. Dat vereist soms enig experimenteren met de opstelling. Een overweging zou hierbij kunnen zijn, om de reflectie-optische sensoren in de treintafel te verzinken, en deze schuin- of recht naar boven te laten "kijken". Het hangt echter van de situatie op onze baan af, welke opstelling het beste is.
Typen optische sensoren
Er bestaan twee hoofdsoorten: optische sensoren die werken d.m.v. reflectie en optische sensoren die "aangestraald" worden door een led of infrarood-led.
- Bij de eerste zit in de behuizing van de sensor een ontvanger (een lichtgevoelige diode of transistor) en tevens een "zender" die een zichtbare of onzichtbare (infrarood)lichtbundel uitstraalt. Bij weerkaatsing van de lichtbundel zal de sensor actief worden. Er zijn echter ook sensoren die bij het wegvallen van de weerkaatsing actief worden. En ook bestaan er sensoren waarbij dit gedrag ingesteld kan worden, zodat gekozen kan worden tussen "actief", of "niet actief" bij weerkaatsing van de lichtbundel;
- De tweede soort heeft een aparte ontvanger (een lichtgevoelige diode of -transistor in de sensor) en een zender (een led, of een infrarood-led, die licht uitstraalt). De zender en de ontvanger bevinden zich op enige afstand van elkaar. Wanneer nu een loc of een trein tussen de zender en de ontvanger komt, zal de sensor actief worden.
Detectie d.m.v lichtsluis met IC
Voor signalering van naderende treinen bij overwegen, kan een lichtsluis gebouwd worden en de lichtsluis kan met een S88-bezetmeldprint worden verbonden. Hierboven werden lichtsluizen toegepast voor het bewaken van een overweg. Een ander voorbeeld van toepassing van een lichtsluis is het in de gaten houden bij meerdere sporen, zoals bijv. parallel lopende sporen in een schaduwstation, samen met het programma "Koploper" en één lichtsluis de treinenloop.
Een ideaal IC voor het maken van een lichtsluis is de IS471F, deze is verkrijgbaar met rechte aansluitdraden (IS471FE) of met gebogen aansluitdraden (IS471FS). Het IC maakt gebruik van een gemoduleerd signaal en is daardoor vrijwel ongevoelig voor omgevingslicht. Tevens is het IC voorzien van een interne spanningsregelaar, waardoor een zeer betrouwbare werking gegarandeerd is.
|
|
|
| Afbeelding: 03
|
|
Afbeelding: 04
|
| Testschema van de fabrikant
|
|
Zelfbouw lichtsluis
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
|
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Op de tekening in afbeelding 03 staat het originele schema van Sharp. Hierin is R1 de belasting. Dit kan bijvoorbeeld een relais zijn. De minimale waarde voor R1 is 280Ω. Dit i.v.m. de maximale stroom die via pen 2 mag lopen. Als op bijv. de pennen 1 en 2 een relais aangesloten wordt dan mag dit relais dus geen kleinere spoelweerstand hebben dan 280Ω.
Toepassing van een relais
Om nu veel meer vrijheid te hebben bij het kiezen van een relais kan schakeltransistor T1 (zie afbeelding 04) gebruikt worden. De basis van transistor T1 wordt via een weerstand van minimaal 82k verbonden met pin 2. De emitter van T1 komt aan pin 1 (de massa) en op de collector van T1 komt het relais. De andere zijde van het relais komt aan pin 1 (de plus). Zolang nu de stroom door het relais niet hoger wordt dan 95 ma, is hier vrijwel elk type relais toe te passen, rekening houdend met de spoelspanning van het relais en de hoogte van de voedingsspanning. Voor een 5 V relais bij een 12 V voedingsspanning moet in serie met het relais een serieweerstand opgenomen worden.
De waarde van de serieweerstand wordt als volgt berekend: stel; de relaisspanning is 12 volt, de stroom door het relais is 60 ma (0,06 A) en de voedingsspanning is 16 volt. Over T1 valt 0,7 volt. Blijft over een spanningsverschil van (16 - 12) - 0,7 = 3,3 V. Uit de wet van ohm volgt dan de waarde met de formule R = U / I, oftewel R = 3,3 / 0,06 = 55Ω. Standaardwaarde volgens de E-reeks is 56Ω, dus die waarde wordt gebruikt. Bij een spoelspanning van 5 volt en een voedingsspanning van 12 volt is dat (12 - 5) - 0,7 = 6,3 V. R = 6,3 / 0,06 = 105Ω. De eerstvolgende waarde in de E-reeks is 120Ω. Dus deze waarde wordt hier toegepast, of, met de multimeter uit een aantal 100Ω weerstanden, een exemplaar selecteren, dat minimaal 105Ω is).
| LET OP |
Vergeet niet om diode D2 te monteren. Deze dient om de transistor te beschermen tegen de hoge inductiespanningen, die optreden bij het afvallen (wegvallen) van het relais.
|
|
| Afbeelding: 05
|
| Collimatorlenzen voor het beter bundelen van de lichtbundel van leds
|
| Bron: www.Conrad.nl
|
De reikwijdte
Met de infrarood-led SFH409 (15 milliwatt) is een afstand van ongeveer 30 cm te overbruggen. Met de infrarood-led LD274-1 (50 milliwatt) is deze afstand aanmerkelijk groter, daar de LD274-1 meer licht uitstraalt en een veel smallere bundel licht afgeeft. Volgens diverse berichten op internet is de maximale afstand tussen de infrarood-led (LD274-1) en de IS471F een meter of 11 (in de testopstelling werd een afstand van 80 cm moeiteloos overbrugd). Voor het geval dat met de infrarood-led LD274-1 niet voldoende afstand is te overbruggen, kan de infrarood-led LD274-3 (85 milliwatt) worden gebruikt. Deze geeft een nog sterkere lichtbundel af. Maar voor de meeste toepassingen in "modelspoor-land" zal de reikwijdte wel voldoen. Mocht dat toch niet zo zijn, dan zijn er speciale voorzetlenzen, zogenaamde collimatorlenzen (zie foto 05), te koop waarmee de lichtbundel van de infrarood-led nog beter gebundeld kan worden (zie ook hieronder bij "Meer informatie").
De werking van de schakeling
Wanneer de lichtbundel tussen de infrarood-led (SFH409) en het IC onderbroken wordt, zal het relais aantrekken. Hiermee kan een spanning worden doorgegeven (via een relaiscontact) naar bijv. een S88-bezetmeldprint, een motor, of wat dan ook. Het relais zou weggelaten kunnen worden en de collector van de transistor kan rechtstreeks op een andere schakeling worden aangesloten, maar of dat goed gaat is niet altijd zeker, daarom is het beter een relais toe te passen, dan worden de diverse spanningen goed gescheiden.
Het IC
Op één van de brede zijden van het IC bevindt zich een bobbeltje. Vlak onder dit bobbeltje bevindt zich het lichtgevoelige gedeelte van het IC. De IS471F stuurt de SFH409 aan met een gemoduleerd signaal. Hierdoor is de schakeling niet- of nauwelijks gevoelig voor sterk omgevingslicht. Dit waarborgt een storingvrije en betrouwbare werking. Het IC werkt binnen een ruim voedingsspanningsbereik; namelijk van 4,5 tot 16 volt. Het IC kan dus vrij vaak op een bestaande (lees: reeds aanwezige) voedingsspanning worden aangesloten. Een serieweerstand voor de IR led zit al in het IC.
Ontstoring
C1 en C2 dienen om eventuele stoorpulsen te onderdrukken. Deze stoorpulsen kunnen er voor zorgen dat het IC begint te klapperen, of onbetrouwbaar werkt. Deze ontstoorcondensatoren dienen dan ook altijd aanwezig te zijn in de schakeling. Voor C1 kan eventueel een 0,47 μF/35 volt tantalium-elco worden gebruikt. Deze neemt veel minder ruimte in beslag en ontstoort stukken beter dan een gewone elektrolytische condensator (=elco).
|
|
|
| Afbeelding: 06
|
|
Afbeelding: 07
|
| Opstelling voor grote rijkwijdte.
|
|
Opstelling (met spiegel) voor kleinere rijkwijdte.
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
|
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Opstelling
De lichtsluis kan op twee manieren opgesteld worden: gescheiden, bijv. aan weerszijden van het spoor voor grotere afstanden (zie afbeelding 06), of voor korte afstanden de infrarood-led naast het IC en het licht van de infrarood-led met behulp van een spiegel reflecteren (zie afbeelding 07). In het laatste geval dient het IC aan de zijde waar de infrarood-led zich bevindt, afgeschermd worden, zodat het IC geen direct licht opvangt van de led. Het beste kan dan een kapje worden gemaakt van niet-lichtdoorlatend materiaal, dat alleen aan de voorzijde open is, met daarin een tussenschotje.
Detectie m.b.v. bezetmelders
|
| Afbeelding: 08
|
| Detectie d.m.v. meldsecties
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
In de plaats van lichtsluizen is ook gebruik te maken van detectie m.b.v. meldsecties. Door het isoleren van een stuk rails en daar een detectieschakeling op aan te sluiten en door S88-bezetmelders toe te passen die werken op het principe van stroomdetectie, zoals de zelfbouwdetector (zie tekening 09 en de foto's 10 en 11).
|
|
|
|
|
| Afbeelding: 09
|
|
Afbeelding: 10
|
|
Afbeelding: 11
|
| Het schema van de zelfbouwdetector
|
|
Eén condensator is geplaatst aan de onderzijde van het printje
|
|
Het prototype van de zelfbouwdetector
|
| Schema gemaakt door: Fred Eikelboom
|
|
Foto gemaakt door: Fred Eikelboom
|
|
Foto gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Die detectieschakeling kan dan weer via een relais de overwegbeveiliging aansturen. Let op! De lengte van het spoor tussen de punten A en B dient altijd groter te zijn dan de langste trein. Ook dient er in de laatste wagen c.q. het laatste rijtuig een stroomgebruiker aanwezig te zijn. Die stroomgebruiker kan bestaan uit een led of simpel een weerstand van 10k. Ook kan, in plaats van een weerstand, gebruik worden gemaakt van weerstandslak, aan te brengen op de plaats waar de isolatiering in het wiel zit. Door de weerstandlak contact te laten maken met het wiel en de as heeft dit hetzelfde effect als een weerstand. Wel is het zaak om met een multimeter te controleren of de weerstandswaarde tussen de as en het wiel de juiste minimale waarde heeft. Is de waarde te laag, dan stroomt er "kostbare" stroom nodeloos weg.
Het verdient overigens aanbeveling om altijd twee wagens (of rijtuigen) achter aan de trein te laten meerijden die voorzien zijn van een stroomgebruiker. Dit omdat een loc vrij zwaar is en daarom goed contact maakt met de spoorstaven, maar het getrokken materieel een stuk lichter is. Daardoor bestaat de kans dat er bij gebruik van maar één voertuig een korte onderbreking in het stroomverbruik is. Dit zou dan weer ongewenste effecten kunnen hebben, zoals bijv. het voortijdige openen van overwegbomen.
De beide condensatoren van 10 nF/50 volt in afbeelding 09, dienen voor het onderdrukken van stoorpulsen. Die stoorpulsen kunnen afkomstig zijn uit het lichtnet en/of veroorzaakt worden door bijv. het (uit)schakelen van wisselspoelen e.d. diode D1 in afbeelding 08 is een zogenaamde "blusdiode". Het doel van deze diode is om de tegen-EMK-puls te onderdrukken die ontstaat bij het uitschakelen van de stroom door de relaisspoel. Door deze tegen-EMK-puls onstaat een zeer hoge spanning waardoor de transistor defect raakt. Daarom moet in gelijkspanningsschakelingen altijd een blusdiode worden toegepast bij relais die verbonden zijn met een transistor, of een andere elektronische halfgeleidercomponent. Let op! De kathode (ring) van de blusdiode moet altijd aan de +zijde van het relais komen (diode in sperrichting).
De transistor in afbeelding 08 is een BC547C. De weerstand heeft hier een waarde van 22k. Dit is een richtwaarde. De waarde hangt namelijk mede af van de gevoeligheid van de detectorschakeling en de gevoeligheid van het toegepaste relais. Er zijn altijd verschillen tussen de diverse typen relais. Het ene 12 V relais trekt bijv. bij 9,2 volt aan en een ander type trekt bijv. bij 8,9 volt aan. Om veel soldeer- en testwerk te besparen, kan in plaats van de 22k weerstand, een serieschakeling worden toegepast van een 2200Ω weerstand en een 25K instelpotentiometer. Dan is de schakeling heel snel op de juiste gevoeligheid in te stellen.
Zelfbouw diodeschakeling
Normaliter gaan de draden van de diodeschakeling door de gaatjes in de print en moet op tien plaatsen aan de (stroken)print gesoldeerd worden. Daar het de voorkeur verdient om zo weinig mogelijk aan gaatjesprint/strokenprint te solderen (omdat de kans aanwezig is dat tijdens het solderen per ongeluk sluiting tussen printsporen ontstaat), is de bijgaande oplossing bedacht. Doordat er door deze constructiemethode nog maar twee draden zijn, is er aan de onderzijde van de strokenprint een stuk minder te solderen.
|
| Afbeelding: 12
|
| Het maken van de zelfbouw diodeschakeling
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Let op! Bij het ene diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden "naar links" wijzen en bij het andere diodepaar moeten de ringen op de diodes beiden "naar rechts" wijzen (zie "D" in afbeelding 12). De werkwijze is als volgt:
De aansluitdraden van de diodes inkorten tot ongeveer 6 mm lengte en aan elkaar solderen (zie "A" in afbeelding 12). Herhaal deze handeling bij de andere twee diodes. Neem een platbektang met dunne, halfronde punten (zogenaamde telefoontang) en houd de draad zo dicht mogelijk bij het bolletje (de behuizing) vast. Buig nu, zo dicht mogelijk bij het bolletje, de draad haaks om (zie "B" in afbeelding 12). Herhaal deze handeling bij de andere diode. Het andere diodepaar wordt op dezelfde wijze behandeld, maar nu moeten de draden iets verder van de bolletjes af omgebogen worden (zie "C" in afbeelding 12). De bedoeling is dat de draden over het eerder gemaakte diodepaar heen vallen (zie "D" in afbeelding 12). Nu komt de 4700Ω weerstand (R in afbeelding 09) op de diodes. Daarna worden de aansluitdraden van de weerstand om de draden van de diodes gedraaid (zie "E" in afbeelding 12) en het geheel wordt aan elkaar gesoldeerd. Voor de duidelijkheid staat de weerstand hier onder de diodes getekend, op foto 11 zit de weerstand achter de diodes.
De werking van het geheel
De functie van de diodes in de diodeschakeling
Een diode heeft een zogenaamde drempelspanning. Dit is de spanning over een geleidende diode. De drempelspanning is echter afhankelijk van het type diode en de hoogte van de stroom die er doorheen vloeit (de stroomsterkte). De drempelspanning variëert dan ook tussen ongeveer 0,2 en 0,75 volt, afhankelijk van het type diode en de stroomsterkte. In de diodeschakeling staan, per tak, twee diodes in serie, waardoor er een voldoende hoge spanning over de diodes ontstaat om een achterliggende schakeling (zoals bijv. een S88-print) aan te sturen. Daar hier gebruik gemaakt wordt van twee antiparallel geschakelde takken, zal die drempelspanning in beide richtingen van de stroom over de diodes aanwezig zijn.
De functie van de weerstand in de diodeschakeling
De weerstand tussen de diodes in de afbeeldingen 11 en 12 is voor het instellen van de gevoeligheid van de PC817. Bij een hogere waarde reageert de PC817 iets eerder en bij een lagere waarde zal deze iets later reageren.
De weerstand zal, omdat hij niet "richtinggevoelig" is, in beide richtingen van de stroom zijn werk doen.
Detectie met schakelrails
|
|
|
| Afbeelding: 13
|
|
Afbeelding: 14
|
| Tillig schakelrails
|
|
Roco Geoline schakelrails
|
| Bron: Conrad.nl
|
|
Bron: Conrad.nl
|
|
|
|
| Afbeelding: 15
|
|
Afbeelding: 16
|
| Fleischmann Profirail schakelrails
|
|
Märklin schakelrails
|
| Bron: Conrad.nl
|
|
Bron: Conrad.nl
|
Voor het detecteren van naderend materieel kan ook schakelrails worden gebruikt. Dit zijn korte stukken rails waarin een schakelaar gebouwd is, meestal een reedschakelaar. Vóór- en na de overweg komt een schakelrails in het spoor. Wanneer materieel over de schakelaar rijdt, zal de schakelaar in de schakelrails gesloten worden en zo een signaal geven aan de overwegbeveiliging.
Detectie met reed-contacten
|
| Afbeelding: 17
|
| Reed-contact
|
Bron: André Karwath en Wikipedia 
|
Een reed-contact of reed-schakelaar is een zogenaamd pulscontact. Dit schakelaartje wordt geactiveerd door een magnetisch veld. Door een reed-contact tussen de spoorstaven te plaatsen zal, wanneer een loc, trein of treinstel die voorzien is van een magneetje over het reed-contact rijdt, het reed-contact kortstondig een spanningpuls afgeven. Het contact zit in een met inert gas gevuld glazen buisje (zie foto 17 hierboven). Het beste is om een reed-contact haaks op de spoorstaven te monteren, anders schakelt het reed-contact twee keer achter elkaar.
Meer informatie
Encyclopedie
|
|
|
|
|
|
|
Meer over relais.
|
|
|
|
|
Externe websites:
|
|
|
Webshop.
|
|
|
Meer over collimatorlenzen (voorzetlenzen).
|
|
|
Overzicht E-reeksen.
|
|
|
Laatste wijziging: 30 jan 2024 10:12 (CET)
|
.jpg){kind=link}