Sluitseinen in rijtuigen

[Bruno]

Nu er verlichtingsstrips met ingebouwde functie decoders zijn die ook nog eens 4 functie-uitgangen hebben werd het naar mijn mening ook eens tijd voor sluitsein verlichting in mijn rijtuigen. Erg veel oplossingen zijn hiervoor naar mijn mening nog niet te koop, dus heb ik eens een overzichtje gemaakt van mijn eisen en de oplossingen die beschikbaar zijn.

Eisen
- Moet gebruikt kunnen worden bij een hart op hart afstand van de sluitlichten van 17 tot 27 mm, maar dan wel zodat de sluitseinen nog goed verlicht worden. Dus niet alleen door lichtschijnsel, maar dat de LED er ook recht achter zit
- Moet kunnen worden gebruikt bij sluitseinen op diverse hoogtes
- Verlichting moet van LED’s zijn
- Moet ook voor analoog bruikbaar zijn en van anti-knipper condensator en stroomstabilisatie te voorzien zijn.
- Prijs mag niet duurder zijn dan 5 euro per rijtuig!

Vooral dat laatste punt zal met de kant en klaar oplossingen lastig gaan worden…

Oplossingen
Na enig zoek- en denkwerk kwam ik op de volgende oplossingen:
- Fleischmann 6451
- Digirails DR15
- Zelf solderen op gaatjesprint
- Printplaat naar eigen ontwerp maken

Iedere oplossing had wat voor en nadelen die ik even op een rijtje heb gezet.

Fleischmann 6451
+ Verlichting met LED’s
+ Ook analoog te gebruiken
- Afstand/hoogte niet te veranderen
- Niet van stroomstabilisatie of condensator op de print te voorzien
- 30 euro per rijtuig

Digirails DR15
+ Verlichting met LED’s
+ Ook analoog te gebruiken
+ Afstand en hoogte instelbaar
- Niet van stroomstabilisatie of condensator op de print te voorzien
- 20 euro per rijtuig

Zelf op gaatjesprint solderen
+ Verlichting met LED’s
+ Ook analoog te gebruiken
+ Afstand en hoogte beperkt instelbaar
+ Wel van stroomstabilisatie en condensator op de print te voorzien
+ Ongeveer 1 euro per rijtuig
- Lastig te solderen op gaatjesprint

Eigen ontworpen print
+ Verlichting met LED’s
+ Ook analoog te gebruiken
+ Afstand en hoogte instelbaar
+ Wel van stroomstabilisatie en condensator op de print te voorzien
+ Ongeveer 3 euro per rijtuig
+ Makkelijker te solderen

Keuze
Alle oplossingen zijn voorzien van LED’s en ook analoog te gebruiken, daar zit het probleem dus niet in. Aangezien de oplossingen van Fleischmann en Digirails naar mijn mening belachelijk duur zijn (voor alleen mij ICR beneluxtrein zou me dat al minimaal €130 kosten!!!), is de keus gevallen op één van de twee zelfbouw oplossingen, en dan wel een eigen ontworpen print, omdat dat er toch net iets mooier uitziet en makkelijker te solderen is.

Ontwerp schakeling
Voordat er iets gemaakt kan worden, moet er uiteraard eerst een ontwerp worden gemaakt wat aan alle eisen voldoet. Als eerste heb ik het schema ontworpen van de schakeling die op de printplaat moet komen.

Kleine uitleg over het schema:
De diodes D1 en D2 zijn bedoeld om de componenten te beschermen tegen het verkeerd om aansluiten van de spanning, en zorgt er tevens voor dat de condensator geen stroom gaat terugleveren aan de decoder, of bij analoog gebruik naar de rails.
De condensatoren C1 en C2 dienen voor het opvangen van kleine stroomonderbrekingen in de rails bij analoog en digitaal gebruik (indien niet op de decoder aanwezig). Er is gekozen voor twee condensatoren van 10 Volt omdat condensatoren van een hoger voltage en op klein formaat moeilijk te verkrijgen zijn. Omdat de condensatoren in serie staan wordt de capaciteit 165 µF en de maximale spanning 20 Volt.
De rest van het schema is een keuze voor analoog of digitaal gebruik, bij analoog worden R1, R2, D2, T1, LED1 en LED2 aangesloten, welke een stabiele LED-voeding vormen naar ontwerp van Tams Elektronik. Bij digitaal gebruik worden R3, LED1 en LED2 aangesloten wat niet meer voorstelt dan 2 led’s met een voorschakelweerstand.
Waarom twee mogelijkheden voor analoog en digitaal? Met een LED-voeding en condensator kunnen de effecten, zoals dimmen en knipperen, van de decoder niet meer worden benut, terwijl de constante voeding en condensator bij analoog gebruik wel nuttig kunnen zijn.

Ontwerp printplaat
Als eerst moest de afstand van de LED’s worden bepaald, omdat dit bij de verschillende rijtuigen nog al verschillend is moest er dus een oplossing verzonnen worden waarbij de LED’s niet op een vaste positie zitten.
Om te beginnen heb ik van verschillende rijtuigen de hart op hart afstanden van de sluitseinen opgemeten, de gemiddelde afstand is rond de 22 millimeter die ongeveer 5 millimeter naar beide kanten moet kunnen bewegen.
Daarvoor had ik de volgende oplossing bedacht, de printplaat gaat uit 3 delen bestaan, het basisdeel, met de weerstanden, diodes en stabiele voeding, en 2 delen met ieder een LED. Deze twee delen worden doormiddel van stevig draad met een harde kern met elkaar verboden die dan tevens dient voor de spanningstoevoer naar de LED. Voordeel van dit systeem is dat de afstand ten opzichte van het basisdeel te variëren is door de draad langer of korter te maken, en de LED kan ook enigszins naar boven, onderen, links en rechts verplaatst worden door de flexibiliteit van het draad.

Na veel ontwerpen, verplaatsen, verwijderen en toevoegen van componenten is dit het resultaat geworden:

Het hele printplaatje is 39 x 7 mm, na het afzagen van de LED-delen zelfs 28 x 7 mm, past in vrijwel alle H0 rijtuigen dus. Mocht het dan nog te groot zijn, is er nog enigszins ruimte om enkele millimeters van de print af te zagen.
Voor de mensen die niet zoveel kaas gegeten hebben van printplaten: Dit is een dubbelzijdige printplaat, met op beide lagen dus koperen lijnen en soldeervlakken, de groene delen zijn het koper van de bovenste laag, het geel zijn de daarbij behorende opschriften (die in het wit op de print komen). Let wel op dat de groene en gele laag nog gespiegeld worden. Blauw is het koper aan de achterzijde van de print. De lichtblauwe rondjes zijn through-hole paths/via’s, in normale mensentaal een verbinding tussen de beide lagen van de print.

Bestellijstje
Nu alles uitgedacht en ontworpen is laat is het eerst een paar dagen liggen, en kijk er daarna nog eens naar of er geen fouten in zitten, in dit geval bleek de transistor gespiegeld te zitten, dus dat werd nog even aangepast. En daarna konden de bestellingen worden geplaatst. In eerste instantie maak ik alleen de digitale versie, omdat ik die zelf wil gaan gebruiken, en werd het bestellijstje dus:

50x Printplaat + verzendkosten € 45,-
500x SMD LED 0805 rood         € 11,-
5000x SMD Weerstand 680 Ω 0805 € 6,50
500x SMD 1N4148 SOD80          € 3,25
Vloeibaar soldeertin 3ml       € 3,75
Verzendkosten componenten      € 7,50

Nu vragen jullie je natuurlijk af, wat moet ie met 5000 weerstanden, 500 LED’s enz., het antwoord is: Het is gewoon veel goedkoper om grote aantallen te bestellen in het buitenland dan bij de elektronicaboer om de hoek iets te kopen. Voorbeeld: Nu ben ik voor 1 LED iets meer dan 2 eurocent kwijt, bij de elektronicaboer betaal ik € 4,30 voor 10 LEDjes, dat is dus 43 eurocent per LED! Bij Conrad is het al iets goedkoper, maar betaal ik ook nog 14 eurocent voor een LED. Doe de bedragen keer 100 (voor 50 printplaten) en je bespaart al 11 tot 40 euro!
Die vloeibare soldeertin is overigens niet noodzakelijk, maar heb ik gelijk even mee besteld om te testen wat makkelijker werkt.
De totale kosten zijn nu dus 77/50 = € 1,54 per printplaatje.
Niet duur, al zeg ik het zelf!

Wachten
Nu is het moment van wachten aangebroken, om precies te zijn, wachten op de postbode!
Op 29 December 2009 kwam het eerste pakje met, jawel, de componenten:

Van links naar rechts: De diodes, de LED’s en de weerstanden met daarboven het vloeibare soldeertin.

Zodra de printplaten ook binnen zijn volgt er weer een update!

[henk]

Stoer.  

[Hasenwald]

Interessant! Ik ga dit draadje volgen.
Groet, Enrico

[Remie_märklín]

Hallo,
Leuk dat je het zelf gaat maken.
Ik wil binnenkort binnenverlichting maken.
Ga jij dat nou ook er bij maken.
Ik neem aan dat 2 rode lichtjes van fleischmann geen 10 euro zijn, maar dat dit ook met interieur verlichting is.
Moet mij er nog even in verdiepen.
Ik heb net een soldeerbout.
Dus nog niet veel ervaring.
Het enige wat ik er mee heb gedaan is in mijn Fallercarsystem bus AAA batterijen zetten ipv de standaard batterijen.
Dus ik ga je zeker volgen!
Waar heb je dit allemaal gekocht?

Ik neem natuurlijk niet meteen 50 printplaten voor een stuk of 15 wagonnen die ik ga verlichten.
En wat mindere aantallen.
Maar dat is logisch.
Met rode led's ga ik niet werken.
De verlichting van sluitseinen zie je wel schijnen door de interieur verlichting

Is het erg moeilijk?

Ik blijf je volgen.
Succes, Remie

[2rail-Tim]

Heej goed idee zeg..
Ga het volgen..

Succes!

[Bruno]

Ik maak er nog geen binnenverlichting bij, mede omdat die van Digirails mij goed bevallen en niet erg duur zijn, maar misschien als volgende project
2 rode ledjes kosten bij Fleischmann helaas zelfs 15 euro per stuk, en dat is dan zonder verlichting, vandaar ook dat ik het zelf maak, het is goedkoper en het is nog leuk om te doen ook.
De componenten heb ik gekocht via een actie van samenkopen.net, maar zijn ook te bestellen via http://www.ledsee.com/. De printen bestel ik bij http://www.makepcb.net/.
Overigens zie je van de interieurverlichting weinig door de sluitseinen, alleen als het compleet donker is zie je een waxinelichtje branden achter de glaasjes.
En of het erg moeilijk is, dat ligt eraan, voor het ontwerpen heb je vooral inzicht nodig, en veel tijd, wat het solderen betreft komt het vooral aan op ervaring, aangezien de componenten nogal klein zijn.

[Remie_märklín]

Daar dacht ik ook al aan
Eerst maar oefenen.
Remie

[Bruno]

Vandaag kwam dan ook het tweede pakketje met printplaten binnen, precies 50 stuks.

Zien er goed uit
Montage

Alle printplaten zijn makkelijk van elkaar af te halen door een breeklijn tussen de printplaten

Om te beginnen breken we een printplaat af

1 printplaat met alle benodigde componenten

Eerst solderen we de weerstand in het midden

Daarna solderen we de twee LED’s, let hierbij op de polariteit!

Dan de twee diodes in het midden, let ook hier op de polariteit.

Twee draadjes eraan, en hopen dat ie het doet!

Ja, we hebben licht!

Dan zagen we de printplaat op de witte lijnen door het midden (volgende keer misschien ook maar breeklijnen gebruiken!)

En solderen we de twee kleine printjes op de grote, en voila, we hebben sluitseinen voor in een rijtuig!

Volgende keer het inbouwen in een rijtuig met het eindresultaat!

[RobbertJan]

Wat een toppie oplossing, en het ziet er ook nog eens
professioneel uit 
Dit loont wel de moeite want zo kan je wel voor rijtuigen mooie
passende sluitverlichting maken.

Gr.

Robbert Jan.

[henk]

En solderen we de twee kleine printjes op de grote, en voila, we hebben sluitseinen voor in een rijtuig!

Volgende keer het inbouwen in een rijtuig met het eindresultaat!

Dat is de mooiste oplossing, maar ik ben wel benieuwd of in veel rijtuigen het interieur niet in de weg zal zitten.

[nscargo2008]

ik vind het een prachtige oplossing , en met een beetje draad kan je de lichtjes vast wel overal plaatsen zonder dat het prinplaatje in de weg zit
leuk draadje

groet stefan

[Bert van Gelder]

Hallo Bruce Bruno,

Een mooi initiatief.

Kunnen we (als BNLS gebruiker) ook jouw print bestellen bij www.makepcb.net? Ik heb al even gekeken, maar ik kom alleen op een soort 'offerte' deel uit van de site. Kan ik iets van een referentienummer opgeven, zodat ik jouw printje krijg?

En klopt het dat de printjes vanuit Shanghai moeten komen?

Alvast dank, gr

Bert

[henk]

ik vind het een prachtige oplossing , en met een beetje draad kan je de lichtjes vast wel overal plaatsen zonder dat het prinplaatje in de weg zit

Dat begrijp ik wel Stefan, maar dan verdwijnt toch een beetje de ratio achter het gebruik van zo'n klein printje met smd-componenten. Zeker bij digitaal, omdat er plek zat is voor het kleine aantal componenten dat dan nodig is.
Behalve dat het natuurlijk gewoon leuk is zoiets te bedenken en uit te voeren. 

[Olav]

Hallo Bruce,

Een mooi initiatief.

Kunnen we (als BNLS gebruiker) ook jouw print bestellen bij www.makepcb.net? Ik heb al even gekeken, maar ik kom alleen op een soort 'offerte' deel uit van de site. Kan ik iets van een referentienummer opgeven, zodat ik jouw printje krijg?

En klopt het dat de printjes vanuit Shanghai moeten komen?

Alvast dank, gr

Bert

Ook interesse. 

Groeten

Olav

[Klaas Zondervan]

Dit is een goed idee, maar ik heb toch wel wat opmerkingen bij het schema.

Je hebt zowel aan de pluskant als aan de minkant een beschermingsdiode opgenomen. Maar dat is niet nodig, één van de twee is genoeg.

In serie zetten van elco's is een beetje tricky. Je weet nooit zeker of de spanning zich mooi verdeelt over de twee. Ik zou liever twee kleinere elco's parallel zetten.

De stroomstabilisator is een goed idee voor analoog gebruik. Maar waarom werk je met een zener van 4V7? Je hebt al twee leds in serie, dat is 4 volt, dan nog 4,7 volt van de zener, dus de stabilisatie begint pas goed te werken vanaf 9 volt.
Op mijn website onder Frontseinen schakeling 6 zie je een schema waarbij de stabilisatie al begint te werken vanaf 3 volt.