BeneluxSpoor.net forum

Vraag en antwoord => Elektronica en analoog => Topic gestart door: bask185 op 05 February 2024, 10:24:15

Titel: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 05 February 2024, 10:24:15
Citaat
Dat is zo snel dat de kortsluitstroom niet schadelijk hoog kan worden.
Die stroom is sws niet schadelijk hoor :P. Ik zou eerder het woord 'hinderlijk' toepassen omdat je niet je treinen ziet knipperen en je centrale niet afschakelt. Maar je hebt gelijk, hij schakelt zeker snel genoeg. Dat is 1 ding wat zeker is.

Naar aanleiding van dit draadje heb ik toch mijn thru-hole DIY design ver-SMD'd en besteld voor de test. Volgens de printenboer zijn ze al in de maak. Lichtsluizen FTW!
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65c0a5a93bb5c.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65c0a5a93bb5c.png)
Absoluut bare mininum en total kiss ontwerp.. alles wat je nodig heb.

Omdat er blijkbaar wel eens vraag naar is, komt er ook nog een 2e versie die je kan koppelen aan bestaande current sense terugmelders. Die 50 centjes aan extra spulletjes  ::). Hoeft er ook geen microprocessor en loconet op de keerlus module.

Ik weet zeker dat mensen echt niet meer dan ~€7,50 hoeven te besteden aan zo iets simpels als een keerlus module.

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Klaas Zondervan op 05 February 2024, 11:01:34
Ik weet zeker dat mensen echt niet meer dan ~€7,50 hoeven te besteden aan zo iets simpels als een keerlus module.
Helemaal mee eens. Maar het hangt er maar vanaf welke benadering je gebruikt. Als je b.v. de LK200 wil nabouwen, dan wens ik je veel geluk met die € 7,50.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 05 February 2024, 11:20:26
Ik wil de Sharps IS471 IR sensoren toepassen.

Citaat
Als je b.v. de LK200 wil nabouwen
Wel een leuke uitdaging  ::). Ik zou zelf een optocoupler met een tweetal zeners over de voedingsspanning van de keerlus zetten. Wanneer de spanning onder de 10V (zener afhankelijk) valt die direct af. Welliswaar iets trager dan die van Lenz met die toroide van ze.. maar nog steeds snel genoeg. Volgens mij is die van Lenz echt 100x sneller dan strikt noodzakelijk is ofzo  ::)

Had jij niet dat schema van dat ding reverse engineered? Ik meen me te herinneren dat je had vast gesteld hoe ze met 8 mosfets de sectie schakelen. Had je dat circuit naar hoe ze mosfets aansturen ook nog uitgevogeld? Die 8 mosfets kosten namelijk aanzienlijk minder dan zo'n relais en sharps lichtsluisje.

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Klaas Zondervan op 05 February 2024, 11:31:47
Volgens mij is die van Lenz echt 100x sneller dan strikt noodzakelijk is ofzo  ::)
De LK200 is 1000 keer sneller dan de LK100 (5 microseconden tegen 5 milliseconden) De LK100 blijkt snel genoeg te zijn, dus de LK200 is dat zeker.

Ik zou even moeten zoeken of ik het schema nog ergens heb. Staat me vaag iets van bij dat ik het niet helemaal kon doorgronden. Het cruciale onderdeel is een speciale transformator die de kortsluiting vaststelt. Die kijkt niet alleen naar de grootte van de kortsluitstroom, maar ook naar de asymmetrie. Je hebt op de overgang nl. in beide spoorstaven een scheiding, en zelfs als die precies haaks tegenover elkaar liggen ontstaan de twee kortsluitstromen niet precies tegelijk. Dat is volgens mij de belangrijkste oorzaak waardoor het ding zo snel schakelt.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: MartinRT op 05 February 2024, 11:34:11
Heb je iets aan een foto ?
Als je hier uit zou komen dan kun je meteen denken aan ingebouwde bezetmelding.  Wel universeel natuurlijk, dus voor diverse bussen.
En dan kun je meteen meenemen voor verdere ontwikkeling:  "BM3" 's, maar dan jouw versies, voor in een keerlus.
Ik heb daar geen ervaring mee, maar Lenz heeft daar een aparte versie voor.  En dat snap ik eerlijk gezegd niet, waar is dat voor nodig ?   Kom ik niet uit met de info van Lenz.  Zou bij een andere opzet (jouw opzet ?) waarschijnlijk niet nodig zijn.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: MartinRT op 05 February 2024, 11:36:47
Klaas, was er destijds niet sprake van een soort van detectie net als bij een aardlekschakelaar ?  Had Lenz daar ook niet een speciale benaming voor ?

Gevonden:
Das LK200 arbeitet nach dem Fehlerstromprinzip  (Bron:  site van Lenz)
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Klaas Zondervan op 05 February 2024, 11:51:31
Martin, dat bedoelde ik met de asymmetrie van de beide kortsluitstromen.

Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: henk op 05 February 2024, 13:50:05
Klaas heeft weleens een LK200 open gehad.  :)
Was destijds een handig draadje om feiten en fabels uit elkaar te houden.

https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=61421.msg3221551308#msg3221551308 (https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=61421.msg3221551308#msg3221551308)

(https://images.beneluxspoor.net/bnls/lk200print.jpg)
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: MartinRT op 05 February 2024, 14:17:10
 (y) Voor het terugvinden van de foto.
En daar heb je de 8 mosfets waar Bas het over heeft. 
Nu de aansturing nog ? :D

Inmiddels dat item waar de foto uit komt doorgenomen. Voor Bas: misschien is de daar weergegeven aansturing voldoende voor jou ?
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Klaas Zondervan op 05 February 2024, 14:59:50
Ben, je hebt gelijk, het hele verhaal staat al in dat andere draadje. Ik wist niet dat het alweer 9 jaar geleden was, en daarom had ik geen duidelijk beeld meer over hoe de discussie toen is gelopen.
Voor Bas hoef ik niet meer naar foto's en tekeningen te zoeken, alles wat ik er van heb staat in dat topic.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 05 February 2024, 15:25:57
Gevonden idd  ;).

Adhv alle data van deze dag, had ik voor een alternatieve keerlusmodule dit schema bedacht. Ik denk trouwens dat ik hier nog goedkoper af ben dan die lichtsluis versie. Die sensor zelf al is al minstens €2,50

Globale idee is om een JK flipflop te gebruiken. Die optocoupler trekt de clock pin omlaag. Bij een kortsluiting (<12V) valt die optocoupler af, de clock pin krijgt een Rising flank, Q en !Q togglen en de kortsluiting moet dan opgeheven zijn. Deze opto heeft een niet al te snelle fall time van 18uS, de mosfets zijn dikke hufters met een ruime Vgs en de Flip Flop kan tegen deze spanningen. Ik denk dat dit dan toereikend moet zijn en het kost heel weinig. Die mosfets zijn nog geen 6ct.

(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65c0ec88e8bfe.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65c0ec88e8bfe.png)

En het mosfet schema. Ik heb dit gekopieerd maar ik moet bekennen dat ik de werking achter D9 en C6 niet helemaal snap.
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme1-65c0ec88e8d07.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme1-65c0ec88e8d07.png)

Mvg,

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Klaas Zondervan op 05 February 2024, 15:35:45
Interessante benadering. Het hoofdstroomschema heb je duidelijk gekopieerd van de LK200.
Voor de triggering gebruik je niet de kortsluitstroom, maar de spanningsdaling die daarvan het gevolg is.

Zo'n kortstondige spanningsdaling kan ook optreden door andere gebeurtenissen op de baan. Ik heb nog niet helemaal in beeld of dat ongewenste gevolgen heeft.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 05 February 2024, 16:02:43
Ik kan plaats laten voor een kleine condensator over de clock pin om niet 'te snel' te klokken.

Ik denk dat je evt ook nog stroom kan meten door een shunt weerstand. Over die weerstand kan je dan evt een opamp circuit plaatsen waarmee je de JK een clock puls kan geven. Ik weet alleen zelf niet wat nou handiger is om te doen. Dit is wel meer gebasseerd op overstroom.

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Albert de Heer op 13 February 2024, 13:05:00
In het verleden heb ik eens iets soortgelijks gemaakt. Ook de LK200 als basis, maar net al jij laten schakelen op de spanningsdaling. Dat werkte op zich niet verkeerd. Maar na 10 rondjes vond een oude Lenz Lokdecoder (nog zonder cc) het welletjes. Aangezien ik zuinig ben op mijn lokdecoders heb ik toen maar een variant gemaakt die op basis van bezetmeldingen schakelde, zonder kortsluiting.
Dat was toen nog een 1 richting variant, die is inmiddels vervangen voor een 2 richtingsvariant, met 5 bezetmeld secties. Printje bij JLC laten maken en klaar. (totaal kosten max 20 euro).
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 13 February 2024, 13:40:49
Wel frapant dat een keerlus module een decoder weet te rellen. Dat lijkt mij eerder toeval of een losse draad ofzo. Het is niet dat de kortsluitstroom door een decoder kan lopen onder normale keerlus omstandigheden  :o.

Terwijl ik nog wacht op de lichtsluis versie, heb ik naast de spanningval versie ook een overstroom versie bedacht. Zelfde idee met de mosfets alleen de manier van schakelen is hier op basis van stroom en niet door spanning.

Het idee is dat de stroom door een gelijkrichter loopt en door een paar shunt weerstanden. De spanning over die weerstanden loopt naar een comparator die de spanning vergelijkt met een instelbare referentie spanning. Die is in dit voorbeeld instelbaar waarmee je kan triggeren op stromen van 1,48A tot 3,38A. Zodra de stroom groter is dan de referentie 'stroom' toggle't de flipflop. Ik denk dat dit nog sneller schakelt dan de spanningsbewakende optocoupler in het voorgaande schema. Ik geloof echter wel dat beiden 'toereikend' is.

Ik vraag me alleen af of ik er goed aan doe om er nog een schmitt-trigger van te maken. Als hij 2x toggle't als gevolg van dendering van iets.. dan heb je nog steeds sluiting.

(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65cb5e452a5ad.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65cb5e452a5ad.png)

Al bij al gaat mijn voorkeur nog steeds uit naar de lichtsluis of! een setje LDR's. En dat combineren met de mosfets. Deze 8 tamelijk grote mosfets zijn nog steeds goedkoper dan 1 enkel relais. Alleen de print is ietsjes groter.

Mvg,

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Albert de Heer op 13 February 2024, 14:35:37
Feit blijft dat je kortsluiting detecteert (op basis van dalende spanning of verhoging stroom), en dat stuit iedere elektroman tegen de borst.  ;)

Ik ben eigenlijk wel zeker dat die decoder sneuvelde door alle kortsluit perikelen. Tijdens het schakelen tijdens kortsluiting krijg je allerlei scherpe en vooral hoge stoorpulsen en die zijn vaak funest voor wat gevoelige elektronica.

Theoretisch was ik altijd al van mening dat je kortsluiting moet voorkomen, zeker als dat simpel te doen is. Als je de gewone kortsluitmodule (bijv die van Rosoft) te duur vindt kun je er ook zelf 1 maken voor minder dan de helft. Zo te zien ben je niet onbekend met elektronica dus dat moet lukken. 
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Albert de Heer op 13 February 2024, 14:45:48
Eens kijken of het uploaden van het plaatje goed gegaan is :

(niet dus)...
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 13 February 2024, 15:05:01
Citaat
Theoretisch was ik altijd al van mening dat je kortsluiting moet voorkomen, zeker als dat simpel te doen is.
Ben ik wel een beetje met je eens. Ik geloof vaak ook in: Als iets niet mogelijk goed kan zijn, dan moet het wel slecht zijn.

Daarom begon ik eerst met de lichtsluis + relais. Total KISS. Ik had er eerst een DIY printje van met THT componenten, dat zou iemand ongeveer ~€6,- kosten. De SMD versie zijn ze nog aan het maken, (althans volgens mij moeten ze nog beginnen. Hebben ze daar nu geen vakantie? nieuwjaar? ). De print zelf kost mij ongeveer €2 aan fabricage en dan moet ik nog €2,50 ~ €3,- neertellen voor de lichtsluis zelf. Dan nog doosje, sticker, moeite, btw, kosten, dingen.... Al bij al zal ik deze dan voor ongeveer €9 ~ €10 aan kunnen bieden. Helaas nog niet de beloofde €7,50  ;).

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 19 February 2024, 22:37:04
Dag Bas,

Kijk ik er nu naast of moeten de back to back mosfets niet in common source geschakeld worden? In het kicad schema staan ze common drain maar ik heb daar zo mijn twijfels over.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 19 February 2024, 22:55:43
Dag Bas,

Ben vrij zeker dat er een foutje in je schema zit. Body diode van Q5 zal via D9 gate van Q6 open sturen en vice versa omdat de gates en je drains common zijn.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 19 February 2024, 23:01:25
now you mention it  :-X. Ik had ze gekopieerd van Klaas zijn schema, maar dat heb ik dus niet goed gedaan. Goed gespot! thnx  ;). Hij is iig niet zo besteld, ik wacht immers nog steeds op de lichtsluis proto's. Volgens de shipping tracker zijn die half 4 vandaag opgestegen vanuit Hong Kong dus ik denk dat ik deze week een goede vangst zal aantreffen in mijn pakketkluis (y).

Ik denk trouwens dat ik de lichtsluis (en/of LDR) ga combineren met die 8 mosfets. Best of both worlds.

Mvg,

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 20 February 2024, 22:51:49
Dag Bas,

Mijn aandacht ging uit naar d9 en toen zag ik iets vreemd ;).
Nu had ik zelf ipv d9 een weerstand verwacht tss. de sources en de gates. Heb ook geen idee waarom Lenz kiest voor een diode op die plaats. Zal er nog eens over nadenken.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 21 February 2024, 21:30:57
Dag Bas,

In de getekende opzet en voedingen zit er volgens mij ook nog iets in de aansturing van de gates van de Mosfets rechtstreeks vanuit de JK FF.
Ik vermoed dat de Mosfet's altijd in geleiding zullen blijven. Voor ze uit te krijgen zul je de gates floating moeten maken, bvb uitgang van de JK via een npn transistor of P-channel fet naar de gates.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 21 February 2024, 22:25:22
Ik zal er nog even naar kijken. Maar volgens de datasheet van dat ding, zijn het geen open collector uitgangen. Ze moeten de gates continu naar uit of aan sturen. Ik heb nog een paar van die dingen liggen in DIP en nog wat grote TO220 N mosfets dus ik kan kan wel even kijken of ik er een AC switch mee kan maken om een stukje DCC spoor af/in te schakelen ofzo.

Ik heb voor nu een gelijksoortig ontwerp waar ik de gates wil aansturen met die sharps lichtsluis.

Ik heb hier wel pull-up en pull-down weerstanden zitten. In het geval dat er geen trein is, komt er +12V van de sensor. De transistor Q101 trekt dan de gates van mosfets 3 en 2 laag en de sensor zet dan de gates van 1 en 4 hoog.

Wanneer een trein door de sluis crosst, wordt V0 0V en dan moet de situatie precies omgekeerd zijn.
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65d66768989d6.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65d66768989d6.png)

Mvg,

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 21 February 2024, 22:56:45
Dag Bas,

Ik zie dat ik mijn post een foutje gemaakt heb. Moet zijn een PNP transistor ipv NPN.
Ik zal morgen het schema eens invoeren in LTSpice om te simuleren.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: **Jelle** op 21 February 2024, 23:45:55
Waarom zo ingewikkeld doen met kortsluiting? Even een hele andere kant uit denken.

Ik heb in mijn baan 2 keerlussen zitten die door mijn computer programma aangestuurd worden, maar dit zou ook zo in een processor gestopt kunnen worden. Elke keerlus heeft 3 sectie's met bezetmelding, de twee buitenste zijn schakelbaar, de middelste poolt om. Ze schakelen allemaal tegelijk, met relais. De computer zet ze vantevoren gereed, maar dat kan je eventueel ook met detectie doen (goedzetten zodra een lege sectie iets detecteert, dat kan door een weerstand van 1k over de contacten van het schakelende relais te zetten).
Zodra de middensectie bezet is gaat een timer van 12 seconden lopen, als die 12 seconden voorbij zijn schakelt alles om en kan de trein gewoon verder rijden. Beide keerlussen worden met maximaal 40 km/u bereden.
Ik heb tot nog toe slechts één combinatie gevonden die er niet door kwam, een stam DDM1 van 6 rijtuigen met een 1600 er achter (die viel stil in de eerste sectie :o, rara, hoe ben ik daar achter gekomen 8)), verder gaat dit altijd goed.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: henk op 22 February 2024, 06:12:20
Alles is wat betreft keerlussen zo langzamerhand weleens bedacht en in praktijk gebracht.
Volgens mij is Bas vooral bezig een variant op de LK200 te bedenken, maar dan voor €7,50 (een tientje mag ook) in plaats van €75. Ook nuttig en een hobby op zich.  (y)

En Patrick hoef je al helemaal niet uit te leggen dat het ook anders kan.  ;D
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 22 February 2024, 09:23:46
Citaat
ingewikkeld doen met kortsluiting
Ik vind het eigenlijk wel een beetje grappig dat iemand een compleet omgekeerde visie heeft over het woord "ingewikkeld".

Ik ontwerp spul vanuit het perspectief van alle eindgebruikers. Dingen die ik maak moeten
A). makkelijk aan te sluiten zijn
B). makkelijk te gebruiken zijn
C). niet overpriced zijn
D). het moet geschikt zijn voor zowel handrijders als computer rijders.

De kortstluitmethode is in dit opzicht bij verreweg de grote winnaar. Je hebt slechts 1 sectie, er gaan 2 draden in en 2 draden uit. Makkelijker aansluiten dan dit, niet mogelijk.

Winnaar #2 is de lichtsluis. Er komt slechts 1 printje met zender / ontvanger bij kijken, maar verder gaat ook hier op. 2 draden go in, 2 draden go uit. (En of je nou 8 mosfets of een relaistje gebruikt, lood om oud ijzer) en je hebt

Dus ja wat vind je nu ingewikkeld?

Wat ik ingewikkelde oplossingen vind, voor zo'n simpel keerlusprobleempje:
Citaat
.. computer programma ..
.. dit zou ook zo in een processor gestopt kunnen worden
.. heeft drie sectie's met bezetmelding
.. gaat een timer van 12 seconden lopen,

Mvg,

Bas

Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Montanbahn op 22 February 2024, 11:00:31
Zodra die van Bas beschikbaar is voor een dermate lage prijs  (y), dan wil ik er wel een paar. ;D
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 22 February 2024, 20:21:08
Post dag vandaag:

https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=110078.msg3222455082#msg3222455082 (https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=110078.msg3222455082#msg3222455082)

Zal hem eerdaags op mijn website zetten en mijn demo plankje afmaken. Het is natuurlijk leuker om zo'n ding in werking te zien met een daadwerkelijke trein ipv een vinger en een klik geluidje  ::)

Mvg,

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 23 February 2024, 00:11:04
Dag Bas,

ik heb een werkende LTSpice simulatie van een DCC switch. Toch wel wat aanpassingen vereist om e.e.a. goed te krijgen:

1) Enkelzijdige gelijkrichting ipv bruggelijkrichter, noodzakelijk voor 0V referentie goed te krijgen voor aansturing Mosfet's. Maakt ook dat de afvlakcondensator wat groter moet zijn en waarde kritischer.
2) Aansturing gates via een PNP. Gates moeten echt wel floating zijn om ze toe te krijgen.
3) De diode en de condensator vormen een charge pump die aangestuurd wordt door het DCC signaal. Als die er niet staan zakt de uitgangsspanning met ongeveer 4V (Gate-Source spanningsval). De weerstand R3 is nodig om de condensator van de charge pump te ontladen. RC tijd is ook wel kritisch. Als deze te lang wordt dan knalt volgens mij de boel uit mekaar omdat een andere switch dan actief wordt. Ik denk dat er best nog en RC vertragingsnetwerkje tussen de uitgang van de JK en de PNP transistor. Zal ik tijdens het weekend nog ff toevoegen in de simulatie. Enkele ms moet kunnen en is veel veiliger.
4) R4 heb ik erbij gezet om zeker te zijn dat de PNP dicht gestuurd wordt als de uitgang van de JK FF logisch 1 is.
5) Op het plaatje zie je een blauwe blokgolf. Dit is de uitgang van de JK-FF. Het DCC signaal (groen) wordt netjes in/uit geschakeld  (output).
6) Bron V1 simuleert het DCC signaal met een swing tussen -18V en +18V. Bron V2 simuleert een JK die periodiek omklapt. De types van de componenten zijn nu wat lukraak gekozen. Ik kan ook wel eens kijken wat het doet met jouw voorkeur componenten.
7) De glitches die je nog ziet in de uit-toestand komen van de parasitaire capaciteiten in de mosfet's. In praktijk denk ik niet dat die veel problemen gaan opleveren.

(https://live.staticflickr.com/65535/53545167847_2b546de4d9_k.jpg)
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Bert55 op 23 February 2024, 14:29:08
Dag Bas,
Semi offtopic:
Tot nu toe heb ik een aantal printen through hole ontwikkeld. Dat gaat me goed af.

Voor het eigen car systeem gaat dat niet lukken ivm dimensies.
In eagle iets smd fabrieken gaat nog wel likken, het door JLC laten bestukken op zich ook wel maar dan zit ik met 5 printen die ik weg kan gooien inclusief componenten indien er toch een aanpassing nodig zou zijn.

Heb je ervaring met zelf solderen met pasta en een smd föhn?
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 24 February 2024, 16:04:37
Dag Bas,

ik ben er even terug ingedoken omdat ik een aantal zaken niet helemaal kon verklaren zoals waarom een brug het niet zou doen. E.e.a. heeft een nieuw schema opgeleverd.

1) In tegenstelling tot wat ik in mijn vorige email gesteld heb werkt het dus wel met een bruggelijkrichter. Geen idee waarom ik dat donderdag niet aan de praat kreeg. In deze versie gewoon dus een brug en dat maakt dat de afvlakcondensator wel wat kleiner kan. Zal de booster ook wel fijn vinden en het DCC signaal blijft ook mooier.
2) Het is ook niet nodig om de gates floating te maken. Als je de gates aan Vcc legt gaat de switch off. Aan 0V netjes aan. Ook donderdag was dat niet werkend te krijgen in de simulatie. Of  het iets te maken heeft met 1 weet ik niet zeker maar ik vermoed van wel.
3) Puur theoretisch zou je dus de anode van D3 nu rechtstreeks op de uitgang van de JK FF kunnen hangen echter dat komt niet goed. De JK FF kan slechts 3,5 (6,8)mA sinken/sourcen en dat is veel te weinig om de gates van de Mosfets inclusief de capaciteit aan te sturen. M.a.w., Q1 moet daar blijven om voldoende stroom te leveren.
Diode D3 moet wel blijven want anders doet de chargepump het niet (ontlading via collector basis diode van Q1)
4) Ik heb nu ook C3 toegevoegd bij Q1 zodat de transistor wat vertraagd open gestuurd wordt. De switch wordt nu met enige vertraging gesloten waardoor er zeker geen kortstondige kortsluiting kan optreden (switches gaan nu sneller open dan ze sluiten, break before make, mooi te zien in het signaaldiagram).
5) Hou wel de max. voeding van de CD4027B in het hoog. Die bedraagt namelijk 18V. Nu is 19,4V als topwaarde voor de DCC spanning al best hoog maar met een trafo van 14V~ ben je er al (op mijn baan is het bvb zo). Mogelijk moet je dus het gelijkgerichte DCC signaal met een zenertje toch wat naar beneden halen.

Ik denk dat dit schemaatje dicht in de buurt komt van wat het zou kunnen worden.

(https://live.staticflickr.com/65535/53548108242_c63a6b5633_k.jpg)
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: bask185 op 25 February 2024, 00:24:53
Voor het eigen car systeem gaat dat niet lukken ivm dimensies.
Ik heb het nog nooit geprobeerd. Maar volgens kan je kleinere ontwerpen dan 10x10mm laten bestucken als je er een frame omheen maakt.
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65da783961412.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/deleteme-65da783961412.png)

Citaat
maar dan zit ik met 5 printen die ik weg kan gooien inclusief componenten
Als je 5 printen bestelt, kan je ervoor kiezen om er 2 te laten bestucken. De overige 3 krijg je alsnog. Die zijn dan wel vertind.


Citaat
Heb je ervaring met zelf solderen met pasta en een smd föhn?
Nee, ooit een keer op school gedaan.

Ik heb wel een hot plate, maar ik moet er nog mee oefenen. Vooral het toepassen van dat pasta is lastig... als je geen stencil heb.
https://www.youtube.com/watch?v=VS5-BkiHyM4 (https://www.youtube.com/watch?v=VS5-BkiHyM4)

@ Patrick
Super bedankt voor je bijdrages. Dat zal denk ik wat ellende schelen wanneer ik dit op een breadboard ga testen. Ik kan met kicad ook dingen simuleren maar dat heb ik nog maar 1x gedaan en ik moet nog zoveel dingen leren  ::)

Die 100R R1 moet een 'trein' voorstellen neem ik aan?

Mvg,

Bas
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 25 February 2024, 08:54:12
@ Patrick
Super bedankt voor je bijdrages. Dat zal denk ik wat ellende schelen wanneer ik dit op een breadboard ga testen. Ik kan met kicad ook dingen simuleren maar dat heb ik nog maar 1x gedaan en ik moet nog zoveel dingen leren  ::)

Die 100R R1 moet een 'trein' voorstellen neem ik aan?
Graag gedaan hoor, zo leer ik ook bij  ;). R1 stelt idd de trein voor. Ik kan je de LTSpice bestanden van de switch ook wel bezorgen als je wil. Met wat ik je hier op het forum allemaal zie doen ben je er op enkele avonden zo mee weg als het al niet sneller is (y). LTSpice is ook gratis en prima geschikt om dit soort schakelingetjes ff vooraf  even uit te zoeken en al wat vorm te geven.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Bert55 op 25 February 2024, 10:06:14
Dank Bas.
Met de hotplate is het inderdaad wel ervaring opdoen.
We beginnen eerst maar even met proefprintjes ( voor zeer weinig bij tante A te koop) en een smd föhn.
In het verleden is hier wel eens een defecte PC videoprint in een hete oven gelegd, problem fixed ;D
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Albert de Heer op 12 March 2024, 16:04:26
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/Keerlusmodule-65f06d2f85e8f.jpg) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/Keerlusmodule-65f06d2f85e8f.jpg)

Hierbij mijn kortsluitmodule, puur gebouwd voor eigen gebruik. Het lijkt me dat deze goedkoper is dan wat er te koop is maar onder de 10 euro kom je uiteraard niet.
Belangrijkste eigenschappen :
1. Kortsluitvrij
2. Keerlus moet bestaan uit 5 secties (dus beide richtingen te berijden)
3. Deze 5 secties hebben allen een bezetmeld uitgang (allen met led indicatie) voor S88
4. Ook geschikt om een blok automatisch van één booster naar een andere booster te laten schakelen (dus geen vreemde stromen als booster 1 bijv 16 volt levert en booster 2 16,1 volt).

Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Bert55 op 12 March 2024, 16:11:20
Netjes!
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: RikJ op 13 March 2024, 11:44:32
Hoi,

Ik was nog wel geïntrigeerd door het ompolen met mosfets ipv relais, dus heb een beetje voor zitten borduren op de simulatie van Patrick Smout.

Op de foto van de LK200 staat zijn weerstand R3 niet, maar je ziet op de foto van de PCB nog wel een extra baan weglopen van de gates. Plus het feit dat er over heel wat transistoren gerept werd in de het gelinkte draadje waar Klaas Zondervan al wat uitgezocht had, dacht ik het eens te proberen door de gates (en C1 etc) te ontladen via een extra transistor. De opmerking van Patrick dat je de mosfets vertraagd wil inschakelen is best waar, zonder de 470nF condensatoren (C6 etc) trok ie in simulatie 300A kortsluitstroom :D.

Ik denk trouwens dat de schakeling nog niet helemaal af is. Op de foto van de LK200 zit er ook nog een weerstand voor D2, en ik vermoed dat je die nodig hebt om de stroom te beperken die door de diode richting gates van de mosfets loopt. Bovendien is mijn studie elektrotechniek lang geleden, dus e.e.a is nog wat roestig.

Ik heb wat andere mosfets gebruikt, maar ik wil hem eigenlijk proberen te bouwen met een stapel STP16NF06L's die hier ligt. Ik kwam alleen net tot de conclusie dat ik alleen maar NPN transistoren heb liggen  ::).

Volledig schema (deels lekker gecopy-paste van Patrick):
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/elektronisch-ompolen-65f18265ebc90.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/elektronisch-ompolen-65f18265ebc90.png)

Simulatieresultaat (de faseverschuiving is zichtbaar):
(https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/elektronisch-ompolen-simulatie-65f18265ebb01.png) (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2024/elektronisch-ompolen-simulatie-65f18265ebb01.png)

Rik
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 13 March 2024, 21:35:02
Hoi Rik,

Leuk dat je er op verder bouwt (y).
Nu denk ik wel dat tijdens het omschakelen van Q2 en Q3 de stroom door D2 wel eens erg hoog kan oplopen. Er is voor beide transistoren een periode waarin beide geleiden (vermoedelijk). Weerstand in serie met D2 helpt al een heel stuk  om kortsluiting te voorkomen echter  zorgt er ook voor dat de mosfets trager schakelen ( rc met C1 en gate-source capaciteit). Alternatief is de aansturing wat aan te passen zodat ze beiden niet tegelijk kunnen geleiden.
Mogelijk is dat de reden dat er bij d lk200 ook een weerstand staat. In andere toepassingen plaats je een kleine gateweerstand om de schakelsnelheid van de mosfets naar beneden te brengen en zo EMC problemen te verminderen  (conducted/radiated emission). Als je de schakeling gaat bouwen moet je ook eens kijken naar een alternatief voor  D1. Voor functionele simulatie voldoet die wel maar in praktijk beter een type met een betere reverse recovery tijd.
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: RikJ op 13 March 2024, 22:23:03
Hoi,

Dank voor je input! Ik had inderdaad al zo'n vermoeden dat Q2/3 het ook niet echt leuk zouden vinden. Sowieso zijn ze te vervangen door een bc337/327. Maar een paar weerstanden helpt al volgens de simulatie.

Wat is het doel van een betere reverse recovery time voor de diode? Dat is te lang geleden voor me. Zit wel even te zoeken wat er sneller is, Schottky diodes?

Rik
Titel: Re: Ontwikkelen nieuwe keerlusmodule
Bericht door: Patrick Smout op 15 March 2024, 20:22:03
Dag Rik,

even  gesimuleerd en C6 beschermt Q2 en Q3 tegen te hoge stromen bij het omschakelen dus dat loopt wel lekker.
Ik zie ook ik mijn vorige post een typo staan. D2 moet een Schottky zijn ipv D1.
Een kleiner reverse recovery time betekent dat de diode sneller gaat sperren en verkort de tijd dat er reverse current loopt door de diode (wat je niet wil en schade kan veroorzaken of mindere prestaties van de schakeling)