|
|
Verlichting in gebouwen met ledsUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
In dit artikel behandelen wij de verlichting in gebouwen met leds. InleidingOp een natuurgetrouwe modelspoorbaan moet vanzelfsprekend verlichting in de huizen, kantoor- en fabriekspanden aanwezig zijn. We kunnen zelfs flitslichten (bijvoorbeeld laslicht) in een fabriekshal nabootsen. Voor de verlichting maken we gebruik van leds. Wanneer we veel verlichting nodig hebben op onze baan, dan is het zeker aan te bevelen om leds te gebruiken. We kunnen dan veel meer lichtpunten aanbrengen. Dat heeft te maken met het lage stroomverbruik van de leds en het feit dat leds niet warm worden. De hoeveelheid lichtOp heel veel modelspoorbanen zien we dat huisjes doorgaans (veel) te fel worden verlicht. Less is more... anders krijgen we van die situaties dat de hele baan wordt verlicht door de verlichting in de huisjes. In real life kunnen we een à twee meter vanaf een raam de krant al niet meer lezen, bij het licht dat van binnen komt. De keuze van het aantal lichtpunten is afhankelijk van hoe het bouwwerk is uitgevoerd en hoe groot de oppervlakte van het gebouw is. De soort lichtWe kunnen het beste kijken wat voor licht we op welke plaatst willen imiteren. Witte leds zijn prima geschikt om TL-licht of PL-licht in industriehallen na te bootsen. Maar willen we een klassieke sfeer, dan is een gele tint wellicht een betere keus. Bij een baan uit het stoomtijdperk, past geelachtig licht het best. Een stationsgebouw kunnen we wel voorzien van witte leds en die geven een wel wat kille, maar mooie immitatie van TL-licht weer. Dat past bijv. prima in een stationsgebouw van 35 jaar geleden. De sfeer die we willen weergeven, is geheel naar onze eigen smaak. Fiets na zonsondergang eens door een aantal straten, en kijk wat voor verlichting we zien en wat het beste bevalt. De verschillende ruimtenEen belangrijk uitgangspunt is, dat niet in alle gebouwen licht brandt. Wanneer er wél licht aan is, dan is dat in het echt ook niet in alle ruimten van een gebouw. Dit betekent dat in één gebouw de verschillende ruimten gescheiden moeten worden door wanden. Wanneer we werken met verschillende lichtpunten, moeten tussen bijv. de beneden- en bovenverdiepingen lichtdichte afscheidingen aanwezig zijn. Lichtdicht makenOm het doorschijnen van het licht te voorkomen, zijn er meerdere methoden: Masker Schoolbordenzwart Denk er ook aan om op plaatsen waar de bedrading door een plafond gaat, met kit o.i.d de doorvoeropening af te dichten. Dit om het doorschijnen van licht te voorkomen. Led-verlichting met reflectorsBij gebruik van leds kunnen we ook gebruik maken van reflectors. We moeten ons echter niet teveel voorstellen van zo'n reflector, behalve het visuele aspekt. De reflektor weerkaatst het licht en bundelt het. Een led straalt maar in een bepaalde hoek. Zijdelings straalt een led maar weinig licht uit. De led-reflektor weerkaatst dus weinig, en bundelt ook weinig. Een led met een stralingshoek van 15 graden, zal in een reflektor niet een grotere of kleinere lichtbundel geven. Een led met een stralingshoek van 60 graden ook niet. Als reflector nemen we bijvoorbeeld: Conrad reflektor voor 5 mm leds: bestelnummer 149502 - 8J De elektrische aansluitingElk gebouw krijgt, afhankelijk van het aantal lichtgroepen, twee of meer aansluitingen voor de spanningtoevoer. Bij meerdere lichtpunten zouden we kunnen kiezen voor gescheiden spanningtoevoer zodat bijv. de verlichting beneden en boven afzonderlijk in te schakelen is. De verbinding voor één lichtpunt kan worden gerealiseerd met de bekende banaanstekker en contrastekker. Bij meerdere aansluitpunten in een gebouw zijn DIN-pluggen zeer handig. We hebben dan de mogelijkheid om meerdere groepen via aparte leidingen van spanning te voorzien. Koppel aan de onderkant van de treintafel de bedrading van het gebouw d.m.v. een stekker en contrastekker (bijvoorbeeld een DIN-plug) aan de aparte voedingsleiding (CVL) voor de verlichting of aan een aanwezig vast aansluitpunt. Op deze manier kunnen we, bij eventuele storingen, het gebouw gemakkelijk loskoppelen van de tafel, zonder eerst de bedrading los te moeten maken. Bij leds moeten we op de polariteit te letten, omdat ze anders niet branden, en zelfs defect kunnen raken door de vrij lage sperspanning. Leds moeten altijd in de doorlaatrichting worden aangesloten. Daarvoor is een ezelsbruggetje: KNAP = Kathode Negatief, Anode Positief. ZekerenBij gebruik van een 70 VA trafo mag maximaal 4,3 ampère afgenomen worden. Bij kortsluiting kan er echter een stroom van meer dan 10 ampère gaan lopen. Iets om terdege rekening mee te houden. Zonder zekering is de kans zeer groot dat bij eventuele kortsluiting de bedrading door oververhitting vlam vat! Vooral wanneer we een trafo met groot vermogen gebruiken, verdient het sterke aanbeveling om de bedrading tussen de trafo en de leds te zekeren. De zekering plaatsen we zo dicht mogelijk bij de transformator. Bij o.a. Conrad zijn zekeringhouders voor glaszekeringen verkrijgbaar, welke heel simpel op een stuk printplaat te solderen zijn (zie Meer informatie).
De schakeling
In afbeelding 01 zien we een trafo, een gelijkrchter (B1), en een elco (C1). Deze zorgen voor de voeding van de leds. Dan komen de zekeringen (Z1 t/m Z3), de schakelaars (S1 t/m S3) en de serieweerstanden R1 t/m R3). Voor de gelijkrichter nemen we een bijvoorbeeld een B40C1500. Deze is ontworpen voor een spanning van 40V en maximaal 1,5 ampère.
Voor de elco nemen we bijvoorbeeld een 470uF/35V.
Dit voorbeeld gebruikt een transformator (afgekort: "trafo") met secundair een spanning van 18 volt wisselspanning (AC) omdat we zo veel mogelijk de leds in serie willen zetten. De bruggelijkrichter bestaat uit vier dioden in één behuizing, de "brugcel" (zie B1 op afbeelding 01) of uit vier losse dioden die in brug geschakeld zijn. Dit is de "Graetz-schakeling", genoemd naar de uitvinder ervan. Bij gebruik van losse dioden (voor B1 in afbeelding 1) moeten deze minstens een sperspanningsperspanning]] hebben van twee keer de topwaarde van de wisselspanning. Hoeveel leds?Over de serieweerstand R1 (en ook R2 en R3) moeten we een spanningval van minimaal 4 volt hebben, dit om schommelingen van de voedingsspanning op te vangen. Blijft dus over voor de leds 24 - 4 = 20 volt. Warmwitte leds hebben een brandspanning van 3,3 volt. We delen 20V door 3,3 en weten dan dat we 6 leds (samen 19,8V) in serie kunnen zetten. Een trafo van 70VA geeft een heleboel vermogen af. We kunnen dus heel wat leds aansluiten. Stel dat we bijvoorbeeld 100 strengen van 6 leds willen aansluiten. Dan krijgen we 100 × 4 mA = 400 mA stroomverbruik. Het is dan slim om een trage zekering van 500 mA te gebruiken. Bij gebruikmaking van bijvoorbeeld 3 zekeringen kunnen we dus 300 leds (300 strengen van 6 leds) aansluiten. In de praktijk zullen we dergelijke aantallen niet snel halen. De serieweerstandenNu we weten hoe hoog de voedingsspanning is en we 6 leds in serie kunnen zetten, kunnen we de waarde van de serieweerstand voor 1 streng berekenen. Dat doen we met de formule die hier staat. Zes leds in serie, aan te sluiten op V. Dit rekenvoorbeeld gaat uit van 24 volt. De brandspanning van de led is volgens de datasheet 3,3 volt. Gegevens voor de berekening:
Deze waarden in de formule geeft: R = (Uvoeding - 6 x Uled) / Iled = (24 - 6 x 3,3) / 0,004 = 4,2 / 0,004 = 1050 Ω (Ohm). Uit de voorbeeldberekening blijkt dat bij een voedingsspanning van 24 V, een stroom van 4 mA en zes leds in serie, de minimale weerstand 1050 Ω is. Kijken we naar de E-reeksen, dan zien we dat de dichtsbijzijnde hogere waarde in de E24 reeks (1100 Ω, bruin-bruin-rood) voorkomt. De dichtstbijzijnde waarde in de E12-reeks is 1200 Ω (1k2, bruin-rood-rood), maar wanneer we die waarde toepassen, dan wordt de stroom door de leds lager. Is dat geen probleem dan passen we 1k2 toe. StroomverbruikBij het bedraden van de verschillende verlichtingsaansluitingen dienen we rekening te houden met de stroomsterkte die door de bedrading loopt. Vanaf de transformator dienen twee, voldoende dikke draden (minimaal 1,5mm²) naar de CVL of het verdeelstuk (zie afbeelding 02) te lopen. LichtcomputersBij gebruik van een TAMS Elektronik "53-04026-01-C Flashing control" voor woningen, of van een TAMS Elektronik "53-04105-01-C Flashing control circuit voor werkplaats" is er een maximaal stroomverbruik van 1A per stuk. Hiervoor is een aparte voeding noodzakelijk vanwege de lagere voedingsspanning (max. 22 volt).
We moeten dan een voeding bouwen met een transformator (afgekort: "trafo") met secundair een spanning van 14 volt wisselspanning (AC) De bruggelijkrichter bestaat uit vier dioden in één behuizing, de "brugcel" (zie B1 op afbeelding 01) of uit vier losse dioden die in brug geschakeld zijn. Bij gebruik van losse dioden (voor B1 in afbeelding 1) moeten deze minstens een sperspanning hebben van twee keer de topwaarde van de wisselspanning. De bedrading
Om de leds aan te sluiten dienen we de draden, vanaf de trafo, op een verdeelstuk (zie: afbeelding 02) aan te sluiten. Dit kan met gewone kroonsteentjes. We lussen de aanvoerdraad door naar de andere aansluitingen. Het verdiend sterk aanbeveling om adereindhulzen (bijv. Conrad bestelnummer 611794 te gebruiken. Deze voorkomen dat bij meerdere draden in één kroonsteenklem één van de draden niet goed vastzit. Draai de draden in elkaar en doe de draden samen in een passende adereindhuls en steek dan de adereindhuls in de kroonstrip. Centrale voedingsleiding (CVL) voor de verlichting
Het verdient aanbeveling om onder de treintafel een aparte CVL (drie- of meer draden) aan te leggen voor de verschillende verlichtingsgroepen (zie afbeelding 02). We kunnen dan de bebouwing heel simpel op de ene of de andere groep aansluiten. De centrale voedingsleidingen voorzien we dan via twee of meerdere schakelaars (S1 t/m S3 in afbeelding 01) van spanning. Plaatsen van huisjes/gebouwenVoor het op zijn plaats houden, zijn meerdere mogelijkheden:
Meer informatie
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
