|
|
Binnenverlichting voor rijtuigen: verschil tussen versiesUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Versie van 20 okt 2017 om 16:33
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
Voor de interieurverlichting (gemakshalve ook wel binnenverlichting genoemd) van rijtuigen kunt u prima leds toepassen. U kunt losse leds toepassen, maar ook gebruik maken van kant-en-klare led-strips.
Vooral dat laatste is van groot belang bij digitale banen, omdat meerdere treinen gevoed worden uit dezelfde voeding, ook de stilstaande. Maar ook bij een analoge baan is het fijn dat led-rijtuigverlichting minder vraagt van de trafo.
Het is ook van groot belang dat u, bij gebruik van meerdere leds, de leds zo veel mogelijk in serie zet, zolang de spanning dat toelaat. Het is sterk aan te bevelen om altijd minimaal 3V over te houden voor de voorschakelweerstand.
Daarmee voorkomt u dat bij een eventuele spanningspiek, de leds defect raken. Losse ledsLosse leds zijn verkrijgbaar in twee types: 'standaard', die maximaal 20 milliampère aankunnen (mogen hebben) en bij ongeveer 8 tot 10 milliampère al meer dan voldoende licht geven, en 'high efficiency' (ook wel 'low current' genoemd), die bij 2 milliampère al heel veel licht geven. Het verdient sterk aanbeveling om voor de interieurverlichting 'high efficiency' types toe te passen. Des te minder het stroomverbruik per rijtuig, des te beter. De drempelspanning van de ledDe vuistregel is ongeveer 2 volt voor (normale) rode, gele, oranje en groene leds en 3 volt voor (warm) witte, blauwe en high efficiency groene leds. Wilt u het exact weten, dan kunt u deze waardes vinden via Google in de datasheet Hebt u genoeg aan een paar leds en een voorschakelweerstand?Nee, u zult bij toepassing van losse leds te allen tijde een gelijkrichter moeten tussenschakelen. Bij analoge banen verwisselen namelijk de polen van de rijspanning bij het omkeren van de rijrichting. Zonder gelijkrichter zou dan de interieurverlichting maar in één rijrichting werken. En, niet minder belangrijk, de leds zullen bij tegengestelde spanning (plus en min verwisseld), binnen de kortste keren defect raken (zie hieronder). Bij digitale banen staat er een spanning in de vorm van een variabele blokgolf op de rails, deze blokgolf wisselt ook nog eens van polariteit. Zonder gelijkrichter zouden de leds maar op halve kracht branden. Tevens is daarbij de kans zeer groot dat de leds te veel tegenspanning krijgen, waardoor ze binnen de kortste keren defect raken. Een led kan namelijk, afhankelijk van het type, maximaal 5 tot 6 volt tegenspanning (sperspanning) aan!! Schakeling voor de analoge baan
Het basisschema bestaat uit een gelijkrichter (B1), een voorschakelweerstand ofwel serieweerstand (R1) en twee leds (D1 en D2) die in serie staan, zie afbeelding 01. U kunt voor de bruggelijkrichter een kant-en-klaar exemplaar aanschaffen, maar u kunt ook heel simpel vier stuks 1N4148 gebruiken. Uit kostenoogpunt is dat laatste veruit het voordeligst, wanneer u veel rijtuigen van interieurverlichting wilt gaan voorzien. Knipperende ledsBij het gebruik van de schakeling in afbeelding 01 is het onvermijdelijk dat de leds knipperen bij stroomonderbrekingen, bijv. door vuile rails. Om dat knipperen tegen te gaan, kunt u een elektrolytische condensator (afgekort elco) over de plus en min van de bruggelijkrichter plaatsen (plus van de elco aan de plus van de gelijkrichter, zie afbeelding 02). Bij een waarde van 470 microfarad (µF) is het knipperen al een heel stuk minder. Bent u er nog niet geheel tevreden over, dan kunt u zondermeer een hogere waarde voor C1 nemen. Dan zit u meestal wel met het probleem dat u die grotere elco niet kwijt kunt in het rijtuig. U kunt in dat geval ook heel goed twee kleinere elco's parallel aansluiten, bijv. twee van 470 microfarad.
Werkspanning van de elco (analoge baan)De werkspanning van de elco('s) moet voor analoge banen minimaal 1,5 × de voedingsspanning bedragen, bij analoge banen dus: 14 volt × 1,5 = 21 volt. U neemt hier een elco met een werkspanning van minimaal 25 volt. Schakeling voor de digitale baan
Het basisschema bestaat hier uit een gelijkrichter (B1), een buffer-elco (C1) (ook antiknipper-elco genoemd), een voorschakelweerstand (R1) en twee leds (D1 en D2) die in serie staan, zie: afbeelding 03. De voedingsspanning op de railuitgang van de centrale is 16,7 volt (gemeten bij ECoS 1). Achter de gelijkrichter staat dus ook een spanning van 16,7 volt over C1. Voor de berekening van de waarde van de voorschakelweerstand verwijzen we u naar het artikel 'Minimale led voorschakelweerstand berekenen' bij 'Meer informatie'. Uitbreiding met spanningsregelaar
Wanneer u een nog betere 'antiknipper'-werking wilt, kunt u een spanningsregelaar toevoegen (zie: afbeelding 04 en 05). Door dan tevens C1 in waarde te vergroten (van 470µ tot 2200µ) en C2 (2,2µ) toe te voegen, krijgt u een vrijwel storingvrije werking. De grotere waarde van C1 zorgt er bij onderbreking van de spanning vanaf de rails voor, dat het IC zijn voedingsspanning nog een tijdje uit C1 kan halen. C2 zorgt voor een betere werking van het IC. Omdat er na het IC een lagere spanning aanwezig is (in vergelijking met afbeelding 03), moet u de waarde van R1 opnieuw gaan berekenen. De minimale spanning waarop het nu werkt, is gestegen naar 12V + 1,7V + 1,4V = 15,1V. De marge tegen knipperen is hiermee ook aardig afgenomen. We geven hier geen bestelnummers van weerstanden. Ten eerste is niet van te voren bekend welke weerstand(en) u nodig heeft, en ten tweede zou het een wel erg lange lijst worden, wanneer alle leverbare weerstandwaarden hier vermeldt zouden worden. Bij 'Meer informatie' staan meerdere weerstandenleveranciers.
Werkspanning van de elco (digitale baan)Bij digitale banen dient de werkspanning van de elco hoger te zijn dan de maximale baanspanning. 1,5× die spanning is hiervoor een mooie vuistregel, met genoeg marge. Wanneer u echter een elco met een werkspanning van minimaal 35 volt neemt, zit u altijd aan de veilige kant. Overbelastingsverschijnselen bij centrales en boosters
Bij het gelijktijdig gebruik van een behoorlijk aantal binnenverlichtingsschakelingen met elco's, kan het gebeuren dat de overload-beveiliging (=kortsluitbeveiliging) van de centrale of van één- of meer booster(s) aanspreekt, bij het inschakelen van de baanspanning. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt door een te grote laadstroom, doordat alle elco's nog ongeladen zijn. Het is dan raadzaam om bij alle gelijkrichter/elco-combinaties een weerstand van 100Ω 1/2 watt (zie: R1a in afbeelding 06) tussen de plus van de gelijkrichter en de plus van de elco te schakelen. Dit verlaagt de inschakelpiek aanzienlijk. Zijn er dan toch nog boosters waarbij de overload-beveiliging aanspreekt, dan verhoogt u de waarde van R1a tot bijv. 220Ω. Maak de waarde van deze weerstand echter niet onnodig hoog, want dan doet u de 'antiknipper-werking' van de elco weer teniet! Zie ook: Inschakelpiekstroom begrenzen. Led-stripsDe uitvoeringen
Led-strips zijn er in vijf hoofdvarianten:
Bij de versies A, B, C en D is het vaak nodig om een buffer-elco aan te brengen om het knipperen van de leds tegen te gaan. De plaats waar deze elco gemonteerd moet worden is altijd ná de gelijkrichter en vòòr een eventuele spanningsregelaar.
Voor de elco neemt u een exemplaar van minimaal 35 volt werkspanning. De waarde moet minimaal 470 microfarad zijn. Hoe meer capaciteit, hoe langer de leds 'nabranden'. Maar helaas kunt u meestal geen grote elco in het rijtuig kwijt. U zou wel twee kleinere exemplaren parallel kunnen schakelen (bijvoorbeeld twee stuks 330 microfarad/35 volt). Die zijn gemakkelijker 'weg te werken'. Bijkomend voordeel van die hogere werkspanning is, dat een elco met een hogere werkspanning een lagere lekstroom heeft. In een goede gebruiksaanwijzing, zoals bijv. van de firma DigiKeijs, staat aangegeven hoe, en waar, een eventuele buffer-elco op de led-strip aangesloten dient te worden. Staat er echter niets in de gebruiksaanwijzing, dan gaat u als volgt te werk: Het aansluiten van een buffer-elco op een diodebrug
Indien een op de print te monteren elco te veel ruimte inneemt (zodat de led-strip niet goed meer in het rijtuig past), zou u kunnen overwegen om de extra elco('s) met twee stukjes draad (minimaal 0,14 mm²) op een beter geschikte plaats te monteren. In veel gevallen kunt u op deze manier de elco('s) mooi 'wegwerken'. Eerst zoekt u de plus- en min aansluitingen van de gelijkrichter op. U volgt (bij afbeelding A of B) vanaf het punt AC (waar de aansluitdraden zitten naar de sleepcontacten) de printsporen (of geleiderbanen), die naar de gelijkrichter gaan. U ziet dan dat er op die punten één diode met de Kathode (aangegeven door een streep, stip, of inkeping op de behuizing) naar dat punt toe zit, en een andere diode met de kathode er vanaf. Op die punten mag u absoluut geen elco aansluiten omdat op die punten wisselspanning staat! Verbreek daarna de verbinding met de digitale spanning. Hierna monteert u de minaansluiting van de buffer-elco('s) aan de min van de gelijkrichter. De plusaansluiting van de buffer-elco('s) verbindt u met de plus van de gelijkrichter. SMD-bruggelijkrichterIndien er op de led-strip een SMD-bruggelijkrichter (die inwendig uit vier diodes bestaat) aanwezig is, dan is het vaak meteen duidelijk wat de plus en de min zijn, wanneer dit op de behuizing aangegeven is (zie afbeelding C). Verbreek daarna de verbinding met de digitale spanning. Hierna monteert (soldeert) u de minaansluiting van de buffer-elco aan de min van de gelijkrichter. De plusaansluiting van de buffer-elco verbindt u met de plus van de gelijkrichter. Mocht er bij montage van de elco - direct op de print - te weinig ruimte zijn om de led-strip in een rijtuig te bouwen, dan kunt u de elco ook d.m.v. een paar stukjes soepel - niet te dun - montagedraad (0,25 mm kwadraat of dikker) met de led-strip verbinden. Nog even een waarschuwing:Probeer nooit - in plaats van een elco - een Goldcap op de led-strip aan te sluiten! Dit werkt gegarandeerd niet, vanwege het feit dat de werkspanning van een Goldcap in deze situatie te laag is, ten opzichte van de voedingsspanning (na de bruggelijkrichter) van de led-strip. De gangbare GoldCaps hebben een werkspanning van 5,5 volt. Dus wanneer de led-strip een voedingspanning nodig heeft die hoger is dan 5,5 volt, zijn GoldCap's niet bruikbaar. Flexibele led-stripsEen andere mogelijkheid om led-strips in rijtuigen te bouwen, is het gebruik maken van flexibele led-strips. Deze worden aangeboden op een rol. Met het aantal leds dat op zo'n rol zit kunt u een groot aantal rijtuigen van led-verlichting voorzien. Op het forum staat aangegeven hoe u dergelijke led-strips 'van de rol' toepast (zie: 'Meer informatie'. Meer informatie
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
