Ander schema knippervrije verlichting?

[wvdm]

Hallo,

In de Railhobby, waarin beschreven wordt hoe een DE2 en DE1 gemaakt kan worden met Mastica zijwanden van plan E, staat een electronische schakeling voor knippervrije front en sluit lichten met ledjes. (1990 geloof ik)
Een diode (N4001) voor de weerstand en een condensator (25V470Uf) met de plus aangesloten voor de weerstand en de min na de ledjes op de minzijde van de ledjes.
Alleen die condensators zijn nogal groot en passen niet in mijn treinen..

Nou is mijn vraag, kan er ook een condensator aan gesloten worden na de weerstand?
De ledjes branden op 1,5 volt. Dan kan de condensator toch veel kleiner zijn 3 volt 470Uf?

Als de rijstroom 14 volt is, kan een condensator van 25V tot 25 V opgeladen worden?

Groetjes
Wil

[HansQ]

Nee dat gaat niet werken, want dan zal de condensator zich via de weerstand doodleuk volladen tot zowat de voedingsspanning minus de spanningsval over de diode. Dit zou dan ook wel eens het einde van je LEDjes kunnen betekenen...
Vraagje: rijd je digitaal?

Edit: zie commentaar Karst... 

[Karst Drenth]

...volladen tot zowat de voedingsspanning minus de spanningsval over de diode...

Jammer dan Hans   Maar over de LED(s) en dus de condensator zal nooit meer spanning ( kunnen ) komen te staan dan de spanningsval over de LED(s)
Dus heel blijven doen ze wel, maar werken inderdaad niet ( of misschien een heel klein beetje ).

Overigens zou je met een weerstand aan 'weerszijden' van de condensator wel een gewenst resultaat kunnen bereiken.

Grtzz,

Karst

[HansQ]

Aha, weer wat geleerd!
Ik heb wel es wat in elkaar geknutseld met een 78L05 (1 LED) of 78L08 (2 LEDs in serie) om de spanning over de condensator en dus de grootte ervan te beperken, maar omdat ik zowel analoog als digitaal wil kunnen rijden kreeg ik dat niet echt lekker werkend voor de lagere spanningen bij analoog rijden.
Als je alleen digitaal rijdt moet dat wel kunnen denk ik...

Ik zie overigens niet wat het verschil zou zijn tussen een weerstand aan een, of twee aan weerszijden van de condensator.
Je moet kunnen garanderen dat de (piek)spanning over de condensator niet hoger wordt dan bijvoorbeeld 10 Volt, en dat gaat zo toch niet volgens mij?

[HansQ]

Als de rijstroom 14 volt is, kan een condensator van 25V tot 25 V opgeladen worden?

Met de meeste analoge rijregelaars voor modelspoor heb je te maken met een spanning die van wisselstroom is afgeleid en dus niet 'vlak', bij de betere regelaars zelfs expres omdat de motoren daar beter op lopen.
Gevolg is dat de piekspanning vaak veel hoger is dat wat je met een meet als je er een gewone multimeter op zet.
Mijn ervaring is dat als je de rijspanning van een standaard modelspoor trafo afvlakt met een flinke elco, je al gauw op een Volt of 18 uitkomt... Dus je moet je condensator volgens mij toch zeker 50% hoger nemen dan de nominale spanning, 25 Volt is dan een goeie.

Als je digitaal rijdt heb je te maken met een signaal annex rijspanning dat tot wel +20 en -20 Volt kan bereiken. En ook hier geldt dat je wat ruimte moet nemen en rekeming moet houden met wat spanningspiekjes dus ook daar is 25 Volt een mooie.

Omdat veel bijvoorbeeld standaard LED verlichtingsstrips voor zowel analoog als digitaal (moeten) kunnen worden gebruikt, gaat men dus uit van minimaal 20 Volt...

[Karst Drenth]

Hoi Hans,

Graag dedaan

Maar... wil je nog meer leren, klik dan hier geen gemakkelijke stof, maar het laat wel zien dat je zeker kunt garanderen, dat er niet meer dan b.v. 10 Volt over een bepaalde LED-weerstand-condensator-weerstand configuratie komt te staan

Grtzz,

Karst

[HansQ]

Mja, ga ik wel es lezen op een regenachtige zondagmiddag!   Bedankt!   

Maar, de grote vraag is dus voorlopig nog hier; rijdt Wil analoog of digitaal?!

[Klaas Zondervan]

Dit lijkt mij een z.g. lood-om-oud-ijzerprobleem.
Je kunt er wel naar streven om de elco op een punt met lagere spanning aan te sluiten, maar dan ben je er nog niet. Het gaat nl. niet om de capaciteit van de elco, maar om de lading die hij kan opslaan.

Aangezien de lading die een condensator bevat gelijk is aan C*V moet je dus de capaciteit vergroten als de spanning lager is. En dan ben je niks opgeschoten, want het volume van een elco is ook ongeveer evenredig met C*V.

Wat je dan beter kan doen is de elco opdelen in een aantal kleinere. Dus in plaats van 470uF neem je er b.v. 5 van 100uF. Die kan je waarschijnlijk beter verstoppen dan één zo'n dikke jongen.

[HansQ]

Uhm, volgens mij klopt je redenering niet Klaas, het gaat volgens nl niet om de capaciteit maar om de stroom van 10 a 20 mA die de LEDs continue nodig hebben. Als je wegkomt met een lagere spanningsval en dus impedantie zul je dus wel degelijk een minder grote elco nodig hebben.

Edit: Je redenering klopt alleen als de elco volledig kan ontladen, maar in deze toepassing zal de elco alleen de spanningsval ontladen die nodig is om de LEDs brandend te houden en die zal proportioneel zijn met de stroom dus bij een hogere totaalspanning ook hoger...

Maar als 5 kleinere elcos makkelijker te verstoppen zijn, kan dat Wil's probleem oplossen!

[Klaas Zondervan]

...het gaat volgens nl niet om de capaciteit maar om de stroom van 10 a 20 mA die de LEDs continue nodig hebben.

Dat zeg ik toch?
Het gaat niet om de capaciteit, maar om de stroom, en de tijd die je met die stroom wil overbruggen. En aangezien stroom maal tijd hetzelfde is als lading bekrachtig je hiermee juist mijn redenering.

[HansQ]

Hmm, dus stel je hebt een LED (3 Volt) die normaal brandt met een voorschakelweerstand van 1,2K Ohm bij 15 Volt of een die brandt bij 5 Volt met een weerstand van 200 Ohm.
Een toegevoegde elco zal in geval van de 200 Ohm weerstand verder ontladen bij dezelfde stroom omdat de totale impendantie veel lager is en er kan dus dan ook naar mijn mening met een elco van vergelijkbare capaciteit volstaan kunnen worden.

[henk]

In welk materieel moet het passen Wil? Zo groot zijn elco's van 470 microfarad bij 25 volt tegenwoordig niet meer.

[Klaas Zondervan]

@HansQ,

ik zal aan de hand van jouw voorbeeld de zaak eens verduidelijken met een rekensom.

Geval 1: 15V, weerstand 1k2, led 3V. over de weerstand staat dan 12V, dus de stroom is 10mA.
Geval 2:  5V, weerstand 200ohm, led 3V, over de weerstand staat 2V, dus stroom 10mA.

Voor het gemak stel ik de capaciteit van de elco even op 1000uF.
Er is even geen stroomtoevoer, dus de elco moet het doen.
Laten we voor het gemak even aannemen dat de stroom in de eerste seconde 10mA blijft. Is niet helemaal waar omdat de ontlading niet lineair verloopt, maar om het niet te ingewikkeld te maken nemen we dat als uitgangspunt.

Voor de condensator gelden twee formules:
Lading Q=CV en Lading Q=It. Dus: CV=It.
C =capaciteit
V=spanningsdaling
I =stroom
T=tijd

Waarden invullen: 1000u * V = 10m * 1. Daaruit volgt: V =1volt
In de eerste seconde daalt de spanning van de elco dus met 1V.

Resultaat geval 1: spanning over 1k2 is 11V, dus de stroom wordt 11/1k2 = 9,16mA
Resultaat geval 2: spanning over 200ohm is 1V, dus de stroom wordt 1/200 = 5mA

Dus als je de elco van gelijke capaciteit op een lagere spanning laat werken dan daalt de stroom door de led sneller.

Je kan dit rekensommetje nog verder doortrekken. De lage spanning (5V) is 1/3 van de hoge spanning (15V).
Als je dit compenseert door de elco 3 keer zo groot te maken, dan zal je zien dat de stroom dan toch nog sneller daalt dan bij de elco van 1000uF op 15V.
Dus mijn conclusie is: in alle gevallen is het nuttiger om de bufferelco op een zo hoog mogelijke spanning te laten werken.

[wvdm]

Hallo,

Allemaal heel hartelijk bedankt voor de reacties.

Ik rij analoog met automatisch bloksysteem printjes van van Meekeren/Mecktronics.
De rij spanning komt van een gewone (geen treintrafo) transformator.
De wisselspanning van 14 volt wordt gelijk gericht, maar niet afgevlakt.
Sterker nog, mag niet afgevlakt worden, anders werken de printen niet goed.
Nog sterker, de sinussen van de rijspanning worden ook nog eens afgesneden electronisch.
Dus halve snelheid is halve boogjes. Kwart snelheid een kwart van die golfjes. Etc.
De locomotieven rijden er heel mooi op, maarrrrr de front en sluit leds knipperen heel erg.
Een discotheek zou er jalours op kunnen zijn.
De helaas te vroeg overleden Sieg van Meekeren adviseerde om de front en sluit seinen maar weg te laten. Nee, niet zo'n goed idee.
Dus ik denk, dat het geknipper met deze schakeling niet meer gebeurt.

Klaas: Een hele duidelijke uitleg. Dus gewoon de Elco's voor de weerstand aan sluiten.

Henk: het moet in H0 treinen passen. In de meeste past het ook wel, maar sommige modellen zitten onder de kap zo vol met ballast, dat het niet past.

HansQ en Klaas: 5 kleinere elco's van 100uf zou wel kunnen passen, maar moeten die dan in serie of moeten die paralel worden aan gesloten?

In drie stuurstand wagons met front en sluit verlichting en twee lokomotieven heb ik die knippervrije schakeling al in gebouwd. Als ik de stroom van een gewone rijregelaar van  de rails haal, branden de ledjes nog zo'n tien seconden na.
Voor de ledjes heb ik inderdaad 1000uf genomen en voor een lampje 4700uf. Het lampje brand +/- 4 seconden na wegnemen van de stroom.

Ik heb alleen nog met vier printen gereden en dat beviel me zeer goed.
Bijvoorbeeld: er zat 10 cm. ruimte tussen twee stilstaande treinen en telkens stopte de tweede trein precies op 10 cm. van zijn stilstaande voorganger. Ik had drie treinen op het rondje staan, waarvan er telkens maar een naar het vrije blok reed.
Nu heb ik al 70 printjes. Er komen er nog 20 bij en dan is m'n hele spoorbaan automatisch, behalve de goederen sporen, die ik met een gewone analoge regelaar bedien.

Groetjes
Wil

[HansQ]

Condensators moet je in parallel schakelen om hun capaciteit 'op te kunnen tellen'...
succes, Hans