Gelijkrichter en andere elektrische vraagjes

[Pompopom]

Dag iedereen,

Ben nieuw hier, zelf heb ik geen treintjes (tenzij Lego, hopelijk vloek ik nu niet in de kerk ) maar een collega dus wel. Die heeft mij gevraagd of ik voor hem geen interface wilde maken tussen zijn arduino en zijn wissels, afkoppelrail, verlichting etc.... Heb afgelopen dagen al wat gelezen en rondgezocht en veel is er mij al duidelijk maar heb toch nog enkele vraagjes:
1) Op de wisselmotor van mijn collega staat 18VDC max. Ik las dat vele onder jullie de 16VAC gelijkrichten om brom in de wisselspoelen te vermijden. Dat doen jullie met een bruggelijkrichter met daar gewoon een elco achter voor wat af te vlakken. Alleen geeft dat ongeveer zo’n 22V. Geen problemen mee op lange termijn? Ik zou niet graag iets ontwerpen waar vodden van komen.
2) Als voeding heeft hij nog een oude primex van 10VA liggen. Hoeveel wissels kan je daarmee bedienen (gelijktijdig) maw: heeft iemand een idee wat het stroomverbruik is van een wisselspoel? Ook handig om weten voor ontwerp van stuurelektronica.
3) ik begrijp dat die wisselmotor in verschillende soorten sporen kan worden ingebouwd. In de handleiding van een M83 zie ik echter staan dat ze verschillende dutycycles adviseren voor verschillende modellen spoor. Waarom is dat?
3) aansluitend hierbij. Ik zie pulsbreedten en perioden (frequentie) maar hoelang moet je dat PWM signaal geven om uw wissel te bedienen? Ik las namelijk dat je spoel kan doorbranden indien je te lang stuurt.

Dat is het voorlopig.
Alvast bedankt voor de info!

Mvg,
Koen

[henk]

Legotreinen worden hier zeer gewaardeerd. 

Over wat voor wisselaandrijvingen gaat het? Soms heb je het over een motor, dan weer over spoelen. Dat scheelt nogal.

[Pompopom]

Het gaat over de 74492 voor de wissels en zo een 24997 (ontkoppelaar?)

[henk]

Dat gaat om een traditionele magneetspoelenaandrijving van Märklin. In dit geval een exemplaar dat je in een Märklin c-wissel kan bouwen. Spoelenaandrijvingen zijn stroomvreters. Je stuurt ze aan met pulsen, maar dat gaat al gauw over 1 tot 2 A piekverbruik. Een zwaardere voeding is dus wel prettig. Je zal overigens zien dat het wissel best omgaat als je hem direct met dat trafootje voedt. De trafo wordt even overbelast en daar kunnen ze goed tegen. Maar de voorkeur heeft dat toch niet en zeker niet in combinatie met electronica.

Dat brommen gaat over sommige motoraandrijvingen. Bij een magneetspoelaandrijving is dat vraagstuk niet aan de orde. Die mogen alleen een korte puls krijgen. Bij permanente belasting branden ze door. Deze aandrijving heeft eindafschakeling die ervoor moet zorgen dat de spoel wordt afgeschakeld, zodra de wisseltong de eindstand heeft bereikt. Geheel betrouwbaar is dat niet, dus zorg voor pulsen. Wisselspanning of gelijkspanning boeit niet; afvlakken is nergens voor nodig. Het wissel gaat normaal in enkele tientallen ms om. Een gangbare bekrachtigingstijd is 200 ms. Als het wissel dan nog niet om is, is er iets met het wissel aan de hand.

Een ontkoppelspoel moet enkele seconden kunnen worden bekrachtigd. Afgevlakte of zelfs gestabiliseerde gelijkspanning zou iets in de geluidsproductie kunnen schelen, maar of dat de moeite waard is? Het geluid van oude ontkoppelrails had wel wat weg van een tandartszoemer. Hedendaagse exemplaren klinken al een stuk beschaafder en je gebruikt ze sporadisch. Probeer eens of het scheelt en vraag je collega of dat verschil boeit.

[Pompopom]

2A?? Jawadde
Aangezien het een 10VA voeding betrof had ik gerekend op zo'n 8W bij 16V oftwel 500mA kan de voeding leveren.

Daaraansluitend dacht ik aan een ULN2803 te gebruiken die zelfs permanent 500mA kan sinken per poort, dus meer dan overschot, enfin dat dacht ik dus...

[henk]

 
Die trafootjes zijn vrij eenvoudig beveiligd met een thermische zekering of zo. Die reageert niet eens op een piekoverbelasting die enkele tientallen miliseconden duurt. Maar je eindtrappen misschien wel.

Overigens heb ik wel Edits wisseldecoders gebouwd en die gebruikten ULN2001. Omdat er altijd maar één uitgang tegelijk actief is, was die schakeling volgens specificatie gemaximeerd op 500 mA. Die gingen niet zozeer kapot, maar de wissels gingen onbetrouwbaar om. In ieder geval worden wisseldecoders vaak gemaximerd op 2A.

[Eric B]

Hou ook even rekening met de flinke zelfinductiespanningen die dat soort spoelen generen, genoeg om relaiscontacten in te branden en zeker genoeg om de rook uit je elektronica te laten verdwijnen... (en dan werkt het niet meer).

[72sonett]

... Ik zie pulsbreedten en perioden (frequentie) maar hoelang moet je dat PWM signaal geven om uw wissel te bedienen? Ik las namelijk dat je spoel kan doorbranden indien je te lang stuurt.

Een wissel stuur je niet met PWM maar met één enkele puls van een schakelaar of relais. Je kunt ook een wisselmotor gebruiken, sommige kun je constant onder spanning laten staan. Als je de wissels met een servo bedient, moet de servo een pwm-achtig signaal krijgen.

Zie ook de encyclopedie.

[Timo]

1) Ik denk dat je VDC en VAC verwisseld hebt Maar het maakt niet zo veel uit of je AC of DC gebruikt. AC kan misschien wel brommen maar je stuurt maar zo kort en het omgaan maakt zo veel meer herrie dan de brom dat het er eigenlijk niet toe doet. Maar elektronisch gezien is DC natuurlijk makkelijker. En daarbij maakt het ook niet uit of je gewoon gelijkgerichte DC of afgevlakte DC pakt. Zelfs de spanning is niet zo spannend zolang je maar kort schakelt. Enige waar de spoelen namelijk van kapot gaan is de warmte, niet de spanning. Nu is meer spanning natuurlijk meer warmte maar in een halve seconde weet het op 22V ook niet zo warm te worden.

2) 10VA kan wel mits je genoeg buffer (met laad circuit) in bouwt en maar één wissel tegelijk schakelt. Wissels vreten kortstondig echt veel. 10VA is dus wat krap maar niet onmogelijk. Een ULN zou ook kunnen maar zou ik twee uitgangen parallel zetten voor 1A continue. Piek capaciteit ligt dan nog wel hoger.

Denk er overigens ook aan dat die ULN's al wat oudere BJT techniek is. Ze mogen dan wel 500mA per uitgang aan maar de hele verpakking mag (uit me hoofd) wegens thermische redenen maar 2A aan voor alle uitgangen. Je zou dus kunnen overwegen om iets als de IRF7313 te gebruiken.

3) (beide ) Verschillende duty cycles? Niet verschillende schakeltijden? Magneet wisselaandrijvingen zijn snel (en daardoor wat luidruchtig) dus hebben aan een halve seconde vaak voldoende. Een wisselmotor moet de hele weg afleggen dus die zal je langer moeten bekrachtigen. Tijdens het bekrachtigen zal een wisselmotor ook een stuk lagere stroom hebben dan een magneetaandrijving.


Timo

[henk]

Een spoelenaandrijving die een halve seconde nodig heeft, moet worden nagekeken Timo.  Deel maar door tien voor deze Märklin 74492.

En wissels kan je mede daarom prima één voor één schakelen.

[Timo]

Nauwja, dat name ik voor het gemak even als max. Zal inderdaad nog korter zijn.


Timo

[Pompopom]

Bedankt voor de info tot dusver.
Van elektronica zelf heb ik wel wat kaas gegeten hoor.
ULN's zijn misschien 'oud' maar als je er nog een deel hebt liggen en in 't verleden al projectjes mee tot een goed einde gebracht dan is de stap snel gezet. Groot voordeel is dat ze pin-through zijn, dus die steek ik op een voet. Als er dan een poort stukgaat door verkeerd gebruik dan is hij zo vervangen.

Weet er iemand wat er al eindtrap zit in zo een M83?

[gvandersel]

Je zou het booekje "Bits en biels" van elektuur moeten hebben. Daar staan voldoende schema's in. Voor een wissel is een BD6.. voldoende.
Ik zou niet voor massa sturing gaan. Lekker in de plus, geeft eenvoudigere circuits.

Groet,

Gerard van der Sel.

[henk]

Hier heeft iemand een m83 opengemaakt.

https://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=100406

Oudere decoders zijn wat meer rechtoe rechtaan met de eindtrappen. Inderdaad gewoon een BDzus-en-me-zo per uitgang.

[Timo]

Zeg ook niet dat ULN's onbruikbaar zijn maar ken de beperkingen


Timo