Boordverlichting op batterij en opladen?

[Piebe]

Hallo Iedereen,

Ik had het idee om de boordverlichting van de trein met een batterij te doen, zodat het voordelen brengt met LEDs en dat ze blijven branden ten tijde dat de trien op het station staat of stilstaat op de analoge baan...


Bijv. hier traditionel met batterij op een trein met vier rijtuigen (2 LEDs per rijtuig), alle LEDs parralel.


Hier mijn eerste idee om de batterij (evt twee batterijen) te laten opladen, maar loop tegen drie problemen aan;

(de rode draadjes van de LEDs zouden aan de onderste rode vanaf de spanning vast moeten zitten)


1 De analoge trafo kan plus en min omwisselen, dus zal er in ieder geval een gelijkrichter moeten zijn (deze heb ik getekend)

2 De trafo is regelbaar, loopt van 0~12 volt (ongeveer), maar de batterij zal een spanning van 1,2 volt nodig hebben om op te laden, hoe zorg ik ervoor dat dit gebeurd?

3 De motor wordt aangedreven op dezelfde stroomvoorziening, zoals het schakelschema nu is zal de batterij, volgens mij,  in stilstand de motor willen aandrijven? hoe kan ik dit voorkomen?

Is dit project haalbaar, of kan ik beter gewoon elke keer de batterijen zelf opladen?
Of zijn er nog andere manieren om op het station de boordlichten te laten branden (behalve overstappen op digitaal, of een 3e stroomingang op de trein (bovenleiding gebruiken), enz)?

[tinus]

Piebe,

Een en ander is misschien ook nog afhankelijk van een aantal andere factoren.
1- Hoe schakel je de stopsecties? gehele trein spanningsloos of alleen de lok.
2- Denk je met 2 leds je gehele rijtuig van een nette lichtspreiding te kunnen voorzien?

Tinus.

[Piebe]

Dat snap ik;
De stopsecties gaan betrekking hebben op de gehele trein

De 2 LEDs heb ik nog niet beslist, maar dat kunnen er eventueel meer worden. Kan dus eventueel ook op 2 batterijen (AA of AAA, NiCd) het geheel gaan schakelen.

[Klaas Zondervan]

Piebe,

Je idee is goed, maar er valt nog wat aan te verbeteren. Om te beginnen heb je de bruggelijkrichter verkeerd getekend. Alle diodes moeten van de min afwijzen, en naar de plus toe. Je hebt dan meteen een probleem opgelost, nl. het terugvoeden naar de motor. Dat kan dan gewoon niet meer.
Verder moet je de batterij niet direct aan de spanning hangen. Daar moet een stroombegrenzer tussen. Op zijn minst dus een weerstand, maar mooier is nog een stroomstabilisator. Die zorgt ervoor dat de schakeling altijd met een constante stroom wordt gevoed. Een deel van die stroom gaat direct naar je leds, en je moet nog iets over hebben om de batterij te laden.
Je moet overigens ook nog weerstanden in serie met de leds hebben. En je moet de batterijspanning hoger kiezen dan 1,2V. Dat is nl. te weinig voor een led. Als je alleen maar rode en gele leds hebt dan is 2,4V genoeg (2 cellen in serie), heb je ook nog witte leds, dan moet je 3,6V hebben (3 cellen in serie).

[Wim Ros]

Hi,

Ik denk dat je tijdens het rijden je accu's niet moet opladen. Maar die gewoon op een laadstation moet zetten, die de juiste spanning en stroom kan leveren voor je accu's Is ook een stuk beter voor de levensduur van je accu's.

Je kunt een telefoon oplader overwegen om te gebruiken. Er is dan geen contact meer met de rails.

Mvg
Wim.

[Piebe]

Dacht al dat door de gelijkrichter het terugkoppelen naar de motor wegviel, maar door het verkeerd tekenen ontbrak dat inderdaad.

Opzich wel handiger om de batterijen zelf op te laden, maar dna zal ik wel welke keer een va de rijtuigen uit elkaar moeten halen. Bovendien wordt dit bij DECT-telefoons enzo ook toegepast, die staan vaak op te laden en weinig gebruik, die batterijen worden ook niet elke keer leeg gemaakt en weer opgeladen. Volgens mij zijn NiCd batterijen ook iets minder gevoelig hiervoor dan de nieuwere NiMH.

Dit is wat ik nu voor schema heb, maar kom er nog niet uit hoe een stroombegrenzer er uit moet gaan zien. Volgens mij twee transistors en een weerstand, maar hoe geschakeld? En zou die op de (-)kant moeten of op de (+)kant, als het al uitmaakt?

Wat ik nu heb dan:

[Klaas Zondervan]

En zou die op de (-)kant moeten of op de (+)kant, als het al uitmaakt?

Kan allebei. Ik heb een tekeningetje gemaakt met een stroombegrenzer in de min.



De weerstand R bepaalt de stroom. Die moet zo gekozen worden dat de spanning over de weerstand ongeveer 0,5V is bij de gewenste stroom.
Eventueel moet de weerstand van 4k7 aangepast worden als de gewenste stroom niet wordt gehaald.

Wat betreft je opmerking over het openmaken van de rijtuigen: dat is niet nodig. Je kunt ook een aansluiting in de bodem van het rijtuig maken om de batterij te kunnen opladen. Dezelfde manier dus als bij het Faller Car system wordt toegepast.
Verder is het misschien wel handig om ook een schakelaartje toe te voegen. Anders blijft de verlichting ook branden als de spoorbaan uit staat. (totdat de batterij leeg is uiteraard)

[Piebe]

Ja oke, opladen is dus nog een optie, maar vind dit toch een leuke oplossing

Hier het schakelschema wat ik nu heb:


Hoe kan ik uitrekenen hoe groot de weerstanden moeten worden? en welke transistors ik moet hebben?

Nog een vraag, is het zo ook nog mogelijk de front en sluit verlichting automatisch te laten omwisselen?

Alvast bedankt voor de reacties

[Klaas Zondervan]

Hoe kan ik uitrekenen hoe groot de weerstanden moeten worden? en welke transistors ik moet hebben?

Als je aangeeft hoeveel stroom je denkt te gaan trekken, dan geef ik je een rekenvoorbeeld.

Nog een vraag, is het zo ook nog mogelijk de front en sluit verlichting automatisch te laten omwisselen?

Je bedoelt dat je de front en sluitverlichting ook op de batterij wilt laten branden? Dat is wel mogelijk, maar daar moet ik even over nadenken.
Ik zit te denken aan een soortgelijke schakeling als wat ik in mijn Permaloog systeem toepas, zie mijn website. Maar dat moet worden aangepast naar jouw situatie.

[Piebe]

Batterijen: 2x 1,2V

LEDjes: 8 witte LEDs in de rijtuigen (weet dat ze eigenlijk 3,6V zijn, maar toch witte LEDs, zoals in de fietslampjes) en 1 witte LED als front en één rode LED als sluit, evt. met weerstand. (weet niet wat je exact wilt weten, de amperes van de LEDs?)

Treincontroller:  0-13V  DC - / 400 mA / 5,2W

Met rekenvoorbeeld zie ik in ieder geval hoe ik het uit zou moeten rekenen.... De Amperes enzo zal ik dan nog verder moeten gaan bepalen van de LEDs(?)

Met het gedeelte van front en sluit wilde ik deze eigenlijk nog gaan schakelen op het vooruit of achteruit rijden van de trein, maar deze verlichting wel laten branden op de batterij.

Jammer dat we op middelbare school zo weinig elektro kregen bij natuurkunde (1,2)....

[Klaas Zondervan]

Beetje late reactie. Maar toen ik voor de eerste keer mijn verhaal wilde plaatsen was de site uit de lucht, en daarna ben ik dit onderwerp even uit het oog verloren. Maar nu alsnog:

Je wilt totaal 10 leds laten branden. Laten we even aannemen dat elke led 10 mA vraagt, dat is totaal 100 mA. Daar leggen we nog een toeslag op voor het laden van de batterij, b.v. 20 mA. Komen we totaal op 120 mA.

Nu de werking van de stroomstabilisator: de gewenste stroom loopt via T1 en R. Als de spanning over R boven de 0,5 volt komt, begint T2 te geleiden en deze "steelt" de basisstroom van T1, zodat de stroom door T1 niet verder op kan lopen.
De waarde van R moet je dus zo kiezen dat daarover 0,5 volt valt als de stroom 120 mA is. Aangezien R = U/I komen we aan de rekensom 0,5/0,12 = 4,16 ohm.

Deze waarde zit niet in de normale reeks, dus moet je iets "ritselen". Een mogelijkheid is om een iets kleinere waarde te kiezen, 3,9 ohm, dat geeft een iets grotere stroom, of de grotere waarde, 4,7 ohm, dat geeft een iets kleinere stroom. Of je zet 2 weerstanden van 8,2 parallel, dan krijg je 4,1 ohm, en dat zit heel dicht bij de berekende waarde.
Verder is het een kwestie van fine tunen door wat te experimenteren met de waardes, en meten wat er werkelijk gebeurt met de stroom.

Dan hebben we nog de weerstand van 4k7 die de basisstroom moet leveren voor T1. De collector-emitterstroom is 120 mA, daar waren we mee begonnen. Als je voor T1 en T2 de BC547 gebruikt mag je rekenen op een stroomversterking van minstens 200 keer. Dus in de basis van T1 heb je 120 mA /200 = 0,6 mA nodig. Uitgaande van een beginspanning (uit de gelijkrichter) van 12V, kom je op een weerstand van 12V/0,6mA = 20k. De weerstand van 4k7 levert dus ruim voldoende basisstroom voor T1, eventueel kun je een grotere waarde kiezen, b.v. 10k  of 15k. Maar niet groter dan 20k.

Dan nog over je witte leds, die hebben toch echt een spanning van minstens 3V nodig, dus ik denk dat je met 2,4V niet voldoende hebt. Heb je dat al geprobeerd?