BeneluxSpoor.net forum
Vraag en antwoord => (Her)beginners => Topic gestart door: PvE op 04 September 2008, 19:00:52
-
Hallo,
Ik beschik over een aantal Roco 46020 wisselaandrijvingen, en ik ben op zoek naar het stroomverbruik hiervan tijdens het schakelen. Omdat ze over een eindafschakeling beschikken is dit met een gewone universeelmeter niet goed te meten.
Wie beschikt over deze kennis?
bvbd
PvE
-
Helaas niet van dit model. Maar van de zusjes 10010 em 10011 wordt opgegeven dat ze 600 mA pakken. Ik schakel er echter 2 tegelijk met een Hema trafo die 14 Volt en 6,5 VA wisselspanning levert. Valt nogal mee dus.
Voor wat het waard is,
Mvrgr
Koopmans
-
Hoi,
Je kunt, als je het zeker wilt weten, de eindschakelaar even overbruggen, en dan de stroomopname meten. Zet er niet langer dan één tot anderhalve seconde stroom op, anders wordt de spoel veel te heet.
mvg,
Fred.
-
Fred, hoe nauwkeurig is die meting ?
In het begin trek je een aanloopstroom. Die meet je niet door -tijdelijk- de eindafschakeling te overbruggen. Die aanloopstroom (piek) kan best wel wat hoger zijn dan de continue stroom.
Bij normale omstandigheden is overigens de korte aanloopstroom al voldoende om de klik-klak wissel om te zetten.
Je hebt wel het voordeel van deze eigenschap : Een tafo kan nominaal (langdurig) een bepaald vermogen leveren, piekbelastingen van trafo's liggen ruim boven de continue belastbaarheid.
Sander
-
Die aanloopstroom (piek) kan best wel wat hoger zijn dan de continue stroom.
Waarom denk je dat? ;)
Ik heb het even anders benaderd. Hoewel ik ze zelf niet gebruik heb ik hier toevallig een 10010/10011 liggen. Daarvan met een ohmmeter de spoelweerstand gemeten. Merkwaardig genoeg verschillen die nogal. De "groene" spoel is 30 ohm, de "rode" spoel is 18 ohm.
Dat levert bij 14V een stroom op van 466, resp. 777 mA. Hoger kan die niet worden.
-
Klaas, ik baseer de mogelijkheid op het feit dat dit effect optreedt bij magneetkleppen (in leidingsystemen). Daar wordt bij het ontwerp van bewakingssystemen duidelijk rekening mee gehouden, omdat meer (soms veel) kleppen gelijktijdig omgaan.
De werking van magneetkleppen verschilt niet zo veel van wisselspoelen, het is alleen allemaal een maatje groter en zwaarder.
-
Sander, het effect wat jij bedoelt wordt waarschijnlijk veroorzaakt doordat de zelfinductie van de spoelen verandert. In het begin zit de kern nog grotendeels buiten de spoel, dus is er weinig zelfinductie. Naarmate de spoel de kern meer opslokt, neemt de zelfinductie toe, en neemt de stroom af.
Bij wisselaandrijvingen speelt dat veel minder, omdat ze zo akelig snel zijn. Ik heb net aan die Roco aandrijving zitten meten met de scoop, om de stroom te kunnen bepalen. De stroom blijkt een piekwaarde te hebben van ongeveer 1A, en dat duurt maar 4 ms, dat is dus nauwelijks de helft van een halve periode.
Het opmerkelijke was dat dat voor beide spoelen gelijk was. Op grond van het verschil in spoelweerstand had ik ook een duidelijk verschil in stroom verwacht. Daarom na afloop nog eens de spoelweerstanden gemeten. Die bleken beide 16 ohm te zijn. De eerste weerstandsmeting was waarschijnlijk beinvloed door verweerde afschakelcontacten. Dat ding ligt hier dan ook al jaren niks te doen.
-
Een hoop reacties in korte tijd! Slapen jullie wel eens :)?
Maar goed, ze zetten me wel aan het denken. Ik besef nu dat de vraag eigenlijk onvolledig was.
De effecten van het gebruik van wisselspanning speelden nogal een rol in de discussie - en terecht - maar daardoor komen we net iets buiten het onderwerp dat ik in gedachten had.
Mijn precieze 'probleem' is als volgt:
- Ik bouw een computergestuurde baan van eigen ontwerp en om het eenvoudig te houden zullen de accessoires dus ook met gelijkspanning (of misschien pulserende gelijkspanning) bedreven worden.
- Voor de wisselaansturing had ik (voorlopig) ULN2803A's in gedachte; die kom je ook vaak tegen in deze toepassing.
- Ik heb met deze oplossing geexperimenteerd, en functioneel werkte het naar behoren.
- Ik wil echter ook andere componenten op geschiktheid hiervoor kunnen beoordelen, en dat inspireerde de vraag.
Enerzijds betekent het gebruik van gelijkspanning dat de Ohmse weerstand zwaarder gaat wegen (omdat het effect van de zelfinductie verdwijnt en de stroom dus toeneemt); anderzijds is het stuursignaal per definitie een puls, waardoor alsnog hoogfrequente effecten een rol spelen.
De vraag is dus of de combinatie van deze effecten een stroom oplevert die binnen de specificaties van de aansturende component vallen. Waarschijnlijk is het nodig om ook de zelfinductie van de spoelen te kennen.
Ik vond met name de meting van Klaas Zondervan (1A in 4 ms) interessant, want het geeft aan hoe lastig het is om de datasheet van de componenten te interpreteren. Ik ga dat nog eens nazoeken.
De gemeten Ohmse weerstand van 16 Ohm komt in elk geval overeen met een piekstroom van 1A bij ca. 15V.
Toch worden ULN2803A's massaal gebruikt, terwijl de specs niet tot 1A gaan. Vandaar dus de vraag.
Ik vind deze discussie erg interessant, en ik stel alle bijdragen erg op prijs.
PvE
-
PvE,
Over de zelfinductie van de spoelen zou ik me helemaal niet druk maken. Als je uitgaat van de ohmse weerstand dan zit je altijd safe. De totale impedantie kan nl. nooit kleiner worden dan de ohmse weerstand. Dus de stroom kan nooit groter worden dan volgt uit spanning en weerstand.
Ik kan de meting nog wel even herhalen met een afgevlakte gelijkspanning als ik je daarmee gerust kan stellen. Nog voorkeur voor een spanningswaarde?
Ik verwacht eigenlijk geen spectaculaire verandering, aangezien het schakelen met wisselspanning ook binnen de tijdsduur van 1 "bult" voorbij is.
-
...Toch worden ULN2803A's massaal gebruikt, terwijl de specs niet tot 1A gaan...
Volgens de specs gaan de ULN2803A's per uitgang tot 500mA, er staat echter ook, dat je meerdere uitgangen ongestraft parallel mag schakelen om meer uitgangs stroom te verwerken.
In jouw geval zou dan 3 uitgangen parallel aan de veilige kant zijn.
De meeste 'ontwerpen' die ik inmiddels gezien heb, gebruiken echter er maar 2 parallel... 1 A dus :-|
Grtzz,
Karst
-
PvE,
Wat is de reden om de ULN2803A te gebruiken? Als je losse Darlingtons gebruikt, b.v. de BD679, dan heb je 4A collectorstroom beschikbaar. Dan zijn je zorgen in één klap over.
-
Over de zelfinductie van de spoelen zou ik me helemaal niet druk maken. Als je uitgaat van de ohmse weerstand dan zit je altijd safe. De totale impedantie kan nl. nooit kleiner worden dan de ohmse weerstand. Dus de stroom kan nooit groter worden dan volgt uit spanning en weerstand.
Twee punten:
- Dat is niet helemaal zoals ik electronica geleerd heb; zet maar een condensator parallel aan de inductie+weerstand, en zet er een puls op. Dan kan de stroom wel hoger worden...
Ik heb laatst zitten meten aan een serieschakeling van een gasontladingsbuis en een smoorspoel, bij 50Hz spanning, en ik kan je verzekeren dat zulke metingen hele verassende waarden van stroom en spanning geven, bij gebruik van een gewone meter.
(Maar dat terzijde).
- Mijn streven is er meer op gericht om de feitelijke effectieve stroom te vinden bij pulsvormig gebruik (en dus niet de maximale) want dat is de waarde die binnen de specs moet blijven.
Ik kan de meting nog wel even herhalen met een afgevlakte gelijkspanning als ik je daarmee gerust kan stellen. Nog voorkeur voor een spanningswaarde?
Dat zou ik inderdaad interessant vinden, bij 15V b.v.
Ik verwacht eigenlijk geen spectaculaire verandering, aangezien het schakelen met wisselspanning ook binnen de tijdsduur van 1 "bult" voorbij is.
Daar heb je inderdaad volkomen gelijk in, maar dat betekent alleen maar dat wissel- en gelijkspanning niet zullen verschillen.
Blijft het feit dat de inslingerverschijnselen van de puls vanwege de inductie, volgens jouw bovenstaande argument, dus leiden tot een lagere stroom dan de maximale, hetgeen interessant kan zijn.
Ik ken het argument van parallel-schakelen, maar nodeloos het aantal componenten verdubbelen is mij toch wat te gemakkelijk ;).
Schiet maar weer...
PvE
-
PvE,
Wat is de reden om de ULN2803A te gebruiken? Als je losse Darlingtons gebruikt, b.v. de BD679, dan heb je 4A collectorstroom beschikbaar. Dan zijn je zorgen in één klap over.
Aha, een goede vraag.
Punt 1 is (zoals ik hierboven al zei) mijn streven niet om maximale stroom te leveren, maar de minimaal noodzakelijke.
Punt 2 is al mijn electronica gebaseerd op het uitsluitend gebruik van TTL ICs, op een elke weerstandje na. Ik heb een hekel aan discrete componenten. ICs geven een ontwerp waarvan het gedrag goed voorspelbaar is, compacte schakelingen, en veel minder soldeer- en testwerk. Een soort filosofie dus ;).
PvE
-
Maar hoe zit het nu met het stroomverbruik van de Roco 46020 wisselaandrijvingen ? (Daarmee houden we dit draadje ook leesbaar voor de meesten op dit forum)
Sander
-
Dat is niet helemaal zoals ik electronica geleerd heb; zet maar een condensator parallel aan de inductie+weerstand, en zet er een puls op. Dan kan de stroom wel hoger worden...
Dit is wel een beetje buiten het onderwerp. Een spoel is een ohmse weerstand in serie met een zelfinductie. En ik hoop dat je bij de elektronicalessen hebt geleerd dat de gezamenlijke impedantie dan altijd groter is dan de samenstellende delen. ;D
Maar hoe zit het nu met het stroomverbruik van de Roco 46020 wisselaandrijvingen ?
Dan zal iemand die zo'n ding heeft er even een ohmmeter tegenaan moeten houden. Of nog wat diepergaande metingen moeten doen. Ik kan me niet voorstellen dat ik de enige ben die tot zulke metingen in staat is. :-|
-
Hallo Klaas,
Dan zal iemand die zo'n ding heeft er even een ohmmeter tegenaan moeten houden. Of nog wat diepergaande metingen moeten doen. Ik kan me niet voorstellen dat ik de enige ben die tot zulke metingen in staat is.
Ik heb er in totaal 12 stuks 46020 van Roco doorgemeten, (24 metingen) enkele gebruikt en de meeste nieuw.
Ongeveer de helft had een waarde van 18,6 a' 18,7 ohm de andere helft ongeveer 19,6 ohm en merkwaardig bij een meting 80 ohm.
Gr Piet
-
Piet,
Dan lijkt 19 ohm mij een aardig gemiddelde voor deze aandrijving. Die 80 ohm is een afwijking. Misschien veroorzaakt door een vuil afschakelcontact.
Intussen heb ik aan mijn aandrijving (10010/10011) zitten meten met 15V gelijkspanning.
De puls van de stroom die ik op de scoop zie heeft vrijwel dezelfde vorm als bij wisselspanning. De lengte is nog steeds 4 ms, de stroomwaarde is wat lager, 0,9A.
Overigens zit ik me wel af te vragen wat de 46020 voor een aandrijving is. In de Roco catalogus kan ik hem niet terugvinden.
-
Hallo Klaas,
Overigens zit ik me wel af te vragen wat de 46020 voor een aandrijving is. In de Roco catalogus kan ik hem niet terugvinden
Er zitten twee spoeltjes in, een links en een rechts van het midden, en in het midden zit een bewegend gedeelte dat naar de linker of rechterspoel wordt getrokken en daardoor komt het staaafje waaraan het oogje zit om de wissel te laten bewegen naar buiten of weer naar binnen al naar gelang je schakeld.
De spoeltjes lijken op de spoeltjes die ook in de wisselaandrijving zitten van de geoline alleen zijn ze dan ook nog met een ijzer plaatje aan beide zijde afgedekt.
Wissel van de geoline bijgevoegd hieronder.
Mogelijk kun hier wat mee.
(https://images.beneluxspoor.net/bnls/geoline_wissel.jpg) (https://images.beneluxspoor.net/bnls/geoline_wissel.jpg)
Gr Piet
-
Dit is wel een beetje buiten het onderwerp. Een spoel is een ohmse weerstand in serie met een zelfinductie. En ik hoop dat je bij de elektronicalessen hebt geleerd dat de gezamenlijke impedantie dan altijd groter is dan de samenstellende delen. ;D
Ook al is dat inderdaad een zijspoor, daar moet ik toch even op reageren: om precies te zijn moet je de complexe impedanties bij elkaar optellen, en dan kan de uitkomst (door fase-verschillen) van twee impedanties best 0 zijn. Daarom krijg je resonantie bij een parallel-schakeling van een spoel en een condensator.
Was de wereld maar zo eenvoudig :(.
-
Daarom krijg je resonantie bij een parallel-schakeling van een spoel en een condensator.
Vertel mij wat. Ik heb mijn halve werkzame leven met resonantiekringen gewerkt (en in de hobby ook nog wel) Maar hier is helemaal geen condensator in het spel. Dus ook geen resonantie.
-
Overigens zit ik me wel af te vragen wat de 46020 voor een aandrijving is. In de Roco catalogus kan ik hem niet terugvinden.
Inderdaad, het is oud spul (ca. 2000), voorganger van de huidige (digitale) aandrijvingen, en daarom voor mij goed bruikbaar.
Met het gegeven van 4ms pulsduur in de hand kan ik wel een schatting maken van de stroom, als ik tenminste de inductie van de spoel ken. Heeft iemand daar een idee van, of een idee hoe die te meten?
PvE
-
Met het gegeven van 4ms pulsduur in de hand kan ik wel een schatting maken van de stroom, als ik tenminste de inductie van de spoel ken. Heeft iemand daar een idee van, of een idee hoe die te meten?
Ik begin je toch langzaamaan kwijt te raken. De stroom heb ik toch gemeten? En als je de ohmse weerstand kent, en de spanning, dan kun je de maximale stroom toch makkelijk uitrekenen? Ik krijg het idee dat je veel te diep zit te graven. Maar vooruit, de inductie meten, dat kan zo:
1. Zet de spoel in serie met een begrenzingsweerstand op een gelijkspanning. Meet de stroom en de spanning over de spoel.
2. Zet dan de spoel met diezelfde weerstand op een wisselspannning. Meet de stroom en de spanning over de spoel.
Als je geen wisselstroommeter hebt, dan kun je de stroom ook bepalen door de spanning over de serieweerstand te meten.
Uit meting 1 kun je de ohmse weersand van de spoel berekenen. Uit meting 2 kun je de totale Z van de spoel berekenen.
Via Pythagoras bereken je dan de X. En uit de X, samen met de frequentie, bereken je dan de L.
-
Ik begin je toch langzaamaan kwijt te raken. De stroom heb ik toch gemeten? En als je de ohmse weerstand kent, en de spanning, dan kun je de maximale stroom toch makkelijk uitrekenen? Ik krijg het idee dat je veel te diep zit te graven.
Je rekenmethode is mij helemaal helder; geen probleem daar, dus. Maar, zoals ik al eerder zei, het ging mij niet om de maximale stroom, maar om de effectieve stroom, dus zeg maar gemiddeld over een korte periode, om het effect van een puls te begrijpen.
Mijn denkwijze was als volgt:
- Bij inschakelen van een stapspanning komt een enigszins vertraagde stroom op gang vanwege de aanwezige inductie.
- Korte tijd later verdwijnt de aangelegde spanning weer, waardoor ook de stroom weer begint af te nemen.
- Afhankelijk van de grootte van de inductie en de pulsduur kan het dus voorkomen dat bij de opgaande stap de stroom nog niet zijn maximale waarde heeft bereikt, op het moment dat de spanning weer wegvalt. In zo'n geval is de praktisch optredende stroom dus kleiner dan de maximaal mogelijke waarde.
Dit is de waarde die ik zoek, en dit effect bestaat wel degelijk.
Maar de gemeten waardes en de zeer korte tijd van 4ms geven aan dat de maximale stroom (d.w.z. spanning gedeeld door alleen de ohmse weerstand) bereikt wordt voor de wisselspanning een volle periode heeft 'gelopen', en de inductie is dus te klein om het effect wat ik bedoel te laten zien. Dat is wat ik hieruit leer, en dat was nuttig.
Ik ben een fysicus van huis uit en ik heb geleerd elke theorie zonder voorafgaand oordeel te toetsen, vandaar ;). Ik denk dat ik maar eens ga experimenteren met variërende pulsduren.
In elk bedankt voor de interessante discussie.
PvE
-
Om je nog een beetje op weg te helpen heb ik zo goed mogelijk de pulsvorm getekend die ik op de scoop heb gezien. Een schermfoto lukte niet. Ik heb zo'n oude bak met nalichtscherm, maar de nalichttijd is te kort om er een foto van te maken.
(https://images.beneluxspoor.net/bnls/pulsvorm.gif)
Zoals je ziet bereikt de puls binnen 1 ms zijn maximale waarde. Dat is dezelfde waarde die ik zie als ik continu stroom op de spoel zet.
Na ca. 4 ms wordt de puls afgekapt door de eindafschakeling, de stroom valt dan zeer steil af.
Nog eens een vraagje: als je fysicus bent, en je knutselt met elektronische schakelingen, heb je dan zelf geen scoop om dit soort effecten te kunnen meten?
-
Om je nog een beetje op weg te helpen heb ik zo goed mogelijk de pulsvorm getekend die ik op de scoop heb gezien.
Dat is zeer waardevolle informatie; dank voor de moeite.
Zoals je ziet bereikt de puls binnen 1 ms zijn maximale waarde. Dat is dezelfde waarde die ik zie als ik continu stroom op de spoel zet.
Na ca. 4 ms wordt de puls afgekapt door de eindafschakeling, de stroom valt dan zeer steil af.
In ieder geval is ook het geleidelijk oplopen (waar ik op doelde) te zien. Ik ben overigens verrast door de korte afschakeltijd, het is tenslotte allemaal mechanisch. In de 'literatuur' wordt vaak gesproken over pulsen van 200 tot 500 msv voor de aansturing.
/quote]
Nog eens een vraagje: als je fysicus bent, en je knutselt met elektronische schakelingen, heb je dan zelf geen scoop om dit soort effecten te kunnen meten?
[/quote]
Ik weet niet direct waarom je denkt dat alle fysici een scoop thuis hebben - hoewel de meesten er wel een op hun werk hebben, denk ik :). Maar toevallig heb ik er wèl een (een echte Tektronix, anno 1985), maar zonder echte nalichting zodat het lastig is eenmalige verschijnselen waar te nemen. En een wissel snel repeterend te maken is ook lastig....
Maar om op je impliciete vraag in te gaan. Je hebt twee soorten fysici: de 1e soort meet eerst en bedenkt dan achteraf een verklaring, de 2e soort vormt eerst een theorie en meet dan ter bevestiging cq. falsificatie. Je begrijpt tot welke soort ik behoor.
Bovendien kon ik vermoeden dat anderen dezelfde vraag al beantwoord hadden.
En inderdaad, nu is de tijd gekomen om verder te experimenteren, want de specs van de ULN2803A zeggen wel iets over maximaal 500mA continue collectorstroom, maar mijn intuitie zegt dan korte pulsen dan wel een hogere stroom zouden kunnen hebben, b.v. omdat de totale stroom via het substraat 2.5A mag zijn.
Dit vooral interessant omdat jouw meting aangeeft dat een puls niet meer dan 2ms hoeft te duren, zodat er praktisch gesproken altijd maar één driver van de 8 tegelijk actief is.
PvE
-
Ik weet niet direct waarom je denkt dat alle fysici een scoop thuis hebben ....
Niet alle fysici, maar wel als ze ook nog eens met elektronica stoeien.
Ik was zelf eerlijk gezegd ook wel verrast door de korte schakeltijd van de aandrijving. Als je bedenkt dat in die tijd de kern van de ene spoel naar de andere moet verhuizen. Als je het me vantevoren had gevraagd zou ik gezegd hebben dat het ongeveer 1/10 seconde zou duren, maar het blijkt dus veel korter te zijn.
Het was me in de specs van de ULN2803A ook opgevallen dat er alleen maar over een continu maximum wordt gesproken. Gevoelsmatig zou ik zeggen dat bij zulke korte pulsen de stroom best fors hoger mag zijn. Bij diodes is dat wel zo. Dat zou je natuurlijk kunnen testen. Je maakt een ocillator die om de seconde het wissel naar de andere kant schopt, en dat laat je dan een poosje aan zijn lot over. Eens kijken wie het eerst opgeeft, het IC of de wisselspoel. ;D
-
Niet alle fysici, maar wel als ze ook nog eens met elektronica stoeien.
Daar kon je wel eens gelijk in hebben...
Het was me in de specs van de ULN2803A ook opgevallen dat er alleen maar over een continu maximum wordt gesproken. Gevoelsmatig zou ik zeggen dat bij zulke korte pulsen de stroom best fors hoger mag zijn. Bij diodes is dat wel zo. Dat zou je natuurlijk kunnen testen.
(Dacht ik dus ook; hebben we toch een punt van overeenstemming gevonden.) Zo'n test was ik ook van plan, maar dan wel zonder er een wisselspoel aan op te offeren :D. ICs heb ik genoeg.
PvE