Persoonlijke instellingen

Diodeschakeling

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Versie door Martin Hilvers (overleg | bijdragen) op 25 jan 2019 om 17:06
(wijz) ← Oudere versie | Huidige versie (wijz) | Nieuwere versie → (wijz)
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Ronald Koerts - Bewerkt door Fred Eikelboom


Inleiding

De diodeschakeling is een hulpschakelingn om problemen met bezetmelding op basis van stroomdetectie te voorkomen. De schakeling zorgt ervoor dat de spanning van gedetecteerde stukken en niet-gedetecteerde stukken gelijk gemaakt wordt. De schakeling wordt genoemd in handleidingen van veel bezetmelders.

Wanneer de diodeschakeling gebruiken?

Bij massadetectie zoals bij drierail toegepast wordt, is de diodeschakeling niet nodig. Deze schakeling moet toegepast worden bij digitaal rijden waarbij bezetmelders voor de terugmelding aan de centrale en/of computer gebruikt worden op basis van stroomdetectie. Bij deze bezetmelders is de kans groot dat er 'niet-gedetecteerde stukken' in de modelbaan aanwezig zijn.

Wat zijn niet-gedetecteerde stukken?

Dit zijn stukken rails in de modelbaan die niet zijn aangesloten op een bezetmelder. Deze zijn dus rechtstreeks met de centrale verbonden.

Waarom worden niet-gedetecteerde stukken gebruikt?

Een bezetmelder kost geld, zowel zelf gebouwd of kant-en-klaar. Er kan maar een beperkt aantal railstukken op een bezetmelder worden aangesloten, maximaal acht of 16 railstukken. Hoe meer railstukken er zijn, hoe meer bezetmelders, dus hoe duurder de modelbaan wordt. Diverse treinbesturingsprogramma's hebben de mogelijkheid om ook goed te werken wanneer niet alle railstukken van de modeltreinbaan (bijvoorbeeld wisselstraten en niet-gedetecteerde secties) op een bezetmelder aangesloten zijn. Dat bespaart aansluitingen op een bezetmelder. Maar dan moet wel de diodeschakeling gebruikt worden om detectieproblemen te voorkomen. Er mag namelijk geen spanningsverschil aanwezig zijn tussen de gedetecteerde en de niet-gedetecteerde secties. Dit spanningsverschil ontstaat doordat de stroom naar de gedetecteerde sectie in de bezetmelder via diodes loopt en de niet-gedetecteerde sectie rechtstreeks op de centrale aangesloten is (zie schema 01). Over iedere diode in doorlaatrichting valt een spanning van 0,7 volt.

Bezetmeld-sectie-01.gif
Afbeelding: 01
Schema aansluiting centrale via bezetmelder.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom

Dit heeft als oorzaak dat wanneer een loc van de niet-gedetecteerde sectie naar de gedetecteerde sectie rijdt, de hoogste stroom vanaf de niet-gedetecteerde sectie naar de loc loopt en er daardoor niet voldoende stroom door de detectieschakeling loopt om de detectieschakeling te activeren. Door in de aansluiting (via de rode draad) naar de niet-gedetecteerde sectie een diodeschakeling plus weerstand op te nemen, zal de spanning op de niet-gedetecteerde sectie circa 1,4 volt lager zijn en dus gelijk zijn aan de spanning op de gedetecteerde sectie (zie schema 02).

Om nu te zorgen dat er geen spanningsverschil is tussen de gedetecteerde- en de niet-gedetecteerde secties, wordt een aantal antiparallel geschakelde diodes gebruikt (zie afbeelding 03 en 04). Hierover treedt bij twee diodes een spanningsverschil op van ongeveer 0,7 volt en bij vier diodes (twee-aan-twee antiparallel) is dat 1,4 volt, evenveel als over de diodes in de detectieschakeling.

Het aantal diodes in de diodeschakeling dient gelijk te zijn aan het aantal diodes per ingang van de bezetmelder. In veel bezetmelders is over de meetdiodes een weerstand van 4k7 (4700, geel-violet-rood) Ω gemonteerd om de gevoeligheid in te stellen. Om er nu voor te zorgen dat het spanningsverschil nul is, komt over de diodeschakeling ook een weerstand, dit om ervoor te zorgen dat er geen spanningsverschil tussen de gedetecteerde en niet-gedetecteerde secties aanwezig is. Bij te veel of te weinig diodes (of geen weerstand), dan is er weer een spanningsverschil tussen de gedetecteerde en niet-gedetecteerde secties aanwezig en daarmee grote(re) kans op detectieproblemen.

Bezetmeld-sectie-02.gif
Afbeelding: 02
Schema aansluiting centrale, via bezetmelder en via diodeschakeling.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom


Het schema

De diodeschakeling is vrij gemakkelijk na te bouwen. Het enige wat nodig is, zijn twee of vier diodes ( type 1N5408, BYV27-200 of BYV28-200), een weerstand van 4k7 Ω 1/2 watt en een stukje experimenteerprintplaat (zie afbeelding 07 en 09). De meeste bezetmelders hebben een spanningsval van 1,4 volt, maar de Litfinski GBM-8 heeft een spanningsval van 0,7 volt. Daardoor staat op een baanstuk dat niet is aangesloten op een bezetmelder, een hogere spanning ten opzichte van de aansluitende niet-gedetecteerde sectie. Dit spanningsverschil is met één of met twee diodes (die in serie staan) te vereffenen. Doordat 'digitale spanning' een soort blokspanning is, waarvan de polariteit wisselt, moeten twee diodes (antiparallel geschakeld) of twee maal twee diodes (antiparallel geschakeld) gebruikt worden (zie: afbeelding 03 en 04).

Spanningsval (forward voltage) bij 3,0 A

  • 1N5408 − 0,84 V

Spanningsval bij 2,0 A

  • BYV27-50 tot 200 − 0,98 V
  • BYV27-300 en 400 − 1,05 V
  • BYV27-500 en 600 − 1,25 V

Spanningsval bij 3,5 A

  • BYV28-50 tot 200 − 1,02 V
  • BYV28-300 en 400 − 1,05 V
  • BYV28-500 en 600 − 1,25 V

De BYV27 en BYV28 zijn zogenaamde Ultra fast low-loss controlled avalanche rectifiers. De firma Lenz adviseert om de BYV27 te gebruiken.

E10.05.01-01.jpg Diodeschakeling01.jpg
Afbeelding: 03 Afbeelding: 04
Schema diodeschakeling, toepasbaar bij de meeste bezetmelders Schema diodeschakeling voor Litfinski GBM-8
Schema gemaakt door: Ronald Koerts Schema gemaakt door: Ronald Koerts/Fred Eikelboom

Meerdere niet-gedetecteerde baanstukken één diodeschakeling

Het is niet altijd nodig om voor ieder niet-gedetecteerd baanstuk een diodeschakeling bouwen en plaatsen. Met één diodeschakeling bij de centrale of de versterker c.q. booster en een extra draad bij de centrale voedingsleiding (CVL of ringleiding) zijn alle niet-gedetecteerde baanstukken (secties) te voeden. Dan ziet het geheel er uit als in het onderstaande schema. De totaal afgenomen stroom die door de diodeschakeling kan gaan lopen, mag niet hoger zijn dan hieronder beschreven:

E10.05.01-02.jpg
Afbeelding: 05
Schema diodeschakeling, inclusief bezetmelders en rails
Schema gemaakt door: Ronald Koerts

De diodeschakeling in tekening 03 en 04 is geschikt voor meerdere niet-gedetecteerde baanstukken die gelijktijdig bereden worden. De totale stroom door het aantal niet-gedetecteerde secties wat gelijktijdig bereden kan worden, mag dan niet te hoog worden. Wanneer de stroomsterkte te hoog wordt voor één diodeschakeling, moeten er meerdere diodeschakeling gebruikt worden en daar de overige niet-gedetecteerde secties op aangesloten worden.

De diodes moeten geschikt voor minimaal 3 A. De 1N5408 kan max. 3 A aan, de BYV27-200 kan 2 A aan en de BYV28-200 3,5 A.

Bruggelijkrichter

Indien er vanwege de maximale stroom meerdere diodeschakelingen met losse diodes gebouwd moeten worden, is het gebruik van een kant-en-klare bruggelijkrichter een stuk handiger, b.v. het type B40C5000 (zie: afbeelding 04 en 06). Deze zijn verkrijgbaar bij de elektronicawinkel of op internet.

Het beste is dan een bruggelijkrichter te kiezen die de maximale stroom van de centrale (of de booster) gemakkelijk aan kan. Heeft de centrale bijvoorbeeld een maximale uitgangsstroom van 4 A, kies dan een bruggelijkrichter die 5 A of meer aan kan. In afbeeldingen 06 en 08 is een 40 V/5 A bruggelijkrichter aangegeven. Mocht deze niet verkrijgbaar zijn, kies dan een exemplaar geschikt voor een hogere spanning, bijv. een B250C5000 (250 V/5 A).

Door het doorverbinden van de plus-en de min-aansluiting van de bruggelijkrichter en het op de juiste wijze aansluiten van de aan- en afvoerdraad, ontstaat hetzelfde schema van afbeeldingen 03 en 04.

Wanneer de centrale (of booster) de maximale stroom levert en de bruggelijkrichter daarop aangepast is, bereken dan aan de hand van het maximale stroomverbruik van de locs/treinen die maximaal tegelijkertijd in de niet-gedetecteerde secties kunnen rijden hoeveel niet-gedetecteerde secties maximaal op de bruggelijkrichter (diodeschakeling) aan te sluiten zijn. Blijkt dan dat de stroom te hoog is, dan moet Zde baan in stukken verdeeld worden en een gedeelte moet via een eigen booster gevoed worden. Er moet dan voor gezorgd worden dat de niet-gedetecteerde secties die met de centrale verbonden zijn, niet in contact staan met de niet-gedetecteerde secties die met de booster verbonden zijn!

Controleer de toegepaste bezetmelders om te zien of er twee of vier diodes per ingang gebruikt zijn en maak aan de hand daarvan een keuze uit de volgende mogelijkheden:

Diodeschakeling voor bezetmelders met vier diodes per ingang

Brugceltruuk01.gif Diodeschakeling02.gif
Afbeelding: 06 Afbeelding: 07
Doorverbinden van de bruggelijkrichter Diodeschakeling op stukje strokenprint
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Diodeschakeling voor GBM-8 en vergelijkbare typen

Brugceltruuk02.gif Diodeschakeling04.gif
Afbeelding: 08 Afbeelding: 09
Doorverbinden van de bruggelijkrichter (voor GBM-8) Diodeschakeling op stukje strokenprint (voor GBM-8)
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

De schakeling uit afbeelding 03 of 04 is heel gemakkelijk op een stukje strokenprint op te bouwen (zie afbeelding 07 en 09). Vergeet bij toepassing van de schakeling in afbeelding 07 de onderbreking niet in de middelste printbaan.

normaal
Afbeelding: 08
Aansluiten van de diodeschakeling
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Doe de aansluiting van de diodeschakeling op de centrale (of versterker c.q. booster) en de CVL (ringleiding) naar de niet-gedetecteerde secties zoals in tekening 08 aangegeven. Hier is te zien hoe de diodeschakeling d.m.v. een extra ringleiding (hier aangegeven met geel/groen) op de centrale aangesloten wordt. Op deze extra ringleiding worden dan alle niet-gedetecteerde secties aangesloten. Omdat de diodeschakeling geheel symmetrisch van opbouw is (zie afbeelding 03, 04 en 08), maakt het niet uit hoe deze aangesloten is.


Meer informatie

Encyclopedie
Externe websites:
Meer over de diodeschakeling.
Kant-en-klare diodeschakeling.



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

Laatste wijziging: 8 dec 2017 11:27 (CEST)