Nieuwe circuit breaker, een must have!

[bask185]

Beste modelspoorder,

Ik heb naar aanleiding met mijn ervaringen met de BMB een nieuw stukje elektronica gebouwd, wat een kortsluiting kan detecteren en de spanning in ca 5ms kan afschakelen. Het ding is naar mijn mening rete handig voor elke half grote baan waarop meer dan 1 trein tegelijk rijdt.

Wat was het probleem?
Tijdens de rijdagen met de BMB in Stroe, viel het mij en eigenlijk iedereen op, dat de hele baan regelmatig vaak uitviel ten gevolge van een kortsluiting. Het vervelende is, als 1 persoon op 1 plaats kortsluiting veroorzaakt, heeft de hele baan kortsluiting.

Dit gebeurde wanneer iemand niet op zat te letten en zijn trein te vroeg de keerlus in stuurde, het gebeurde ook wanneer ik niet goed zat op te letten bij een bepaalde 3-weg wissel van de branchline of wanneer iemand zat te suffen bij de fiddle yard.

Dit komt ook deels door hun digitaal systeem. De witte z21 en vier roco boosters doen het erg goed alleen kent dit systeem 1 groot nadeel. Als 1 booster kortsluiting ervaart, ervaren alle boosters kortsluiting.

Buiten de BMB om, is het natuurlijk voor elke half grote baan hinderlijk als een kortsluiting er voor zorgt dat je hele baan stil staat. Hoe groter de treinbaan hoe vervelender het is.

Mijn oplossing.
Ik bedacht me dat de enige oplossing zou zijn, om bepaalde onderdelen van de baan apart te zekeren met het idee dat een lokale kortsluiting niet meteen de hele baan stil zet. Dat idee heb ik tussen mijn grotere projecten zoals m'n handregelaar en Nx schakeltableau door uitgewerkt en dat heeft tot deze circuitBreaker geleid:

<a href="https://www.youtube.com/v/99Gkl7HWomI" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/99Gkl7HWomI</a>

<a href="https://www.youtube.com/v/3gcMQ_PF8H0" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/3gcMQ_PF8H0</a>

In geval van de BMB zou je de circuitBreaker kunnen toepassen tussen de ringleiding en de keerlus bakken, tussen de ringleiding en de fiddleyard en tussen de ringleiding en... elke kortsluitgevende hotspot.

De technische werking
Voor de geïnteresseerde: De kern van het circuit is niet al te ingewikkeld en ziet er als volgt uit:



De DCC spanning komt links binnen en loopt via een van de diodes door de mosfet, door de 2 shuntweerstanden (R1 en R2) en door een andere diode naar de uitgang rechts. Vanwege de ligging van de diodes, maakt de polariteit niets uit en zal de stroom altijd door de mosfet en shuntweerstanden lopen. De stroom wordt alleen door gelaten als de mosfet in geleiding staat. Als de stroom door de shuntweerstanden te groot wordt, loopt de spanning te hoog op waardoor de controller (attiny45) begrijpt dat er een kortsluiting is. Bij een kortsluiting wordt de mosfet direct afgeschakeld.

Om goed om te gaan met hoge piekstromen, heb ik het systeem gecalibreerd aan mijn slechtst rijdende loc met de hoogste piekstromen (2A). Er wordt elke ms een meting gedaan en van 5 metingen wordt een gemiddelde berekend. Pas als dit gemiddelde de maximale stroom (instelbaar via potmeter tussen 0.5A en 2A) overschrijdt, is er sprake van kortsluiting. Deze 5ms is zo snel dat de z21 niet wordt getript.

De circuitBreakerprobeert na een kortsluiting elke seconde om de spanning te herstellen. Als uit de eerste meting al blijkt dat er nog steeds kortsluiting is, wordt de spanning direct afgeschakeld.

De print heeft tot nu toe alleen gewerkt met een arduino Nano omdat ik een usb interface nodig had om de data te bekijken. De uiteindelijke versie zal op een attiny45 draaien en heeft verder niks nodig. Je hoeft er slechts 4 draadjes op aan te sluiten (of eigenlijk 3, omdat je maar 1 rail hoeft te schakelen).

Mvg,

Bas

[St00mboy]

Dat ziet er goed uit, Bas.   Laten we het binnenkort maar eens uitproberen. De huidige baan heeft twee boostersecties en totaal kunnen we met onze aansluitkoffer vier secties maken.

Leen.

[Jozz]

Zeer interessant! En met zo verrassend weinig onderdelen.
Met welke componenten kan je de uitschakelstroom beïnvloeden? Of gebeurt dat in de Arduino software.

[bask185]

De stroom vloeit door een mosfet en de arduino zet de mosfet aan of uit

Mvg,

Bas