Faller AMS regelaar werkt niet

[72sonett]

In het Faller Auo Motor Sport (AMS) systeem uit de jaren '70 kunnen twee auto's onafhankelijk achter elkaar rijden. Dit werd gerealiseerd door enkelzijdig gelijkrichten en een regelweerstand. In een auto zit een diode die de positieve of de negatieve fase doorlaat. Dit werkt OK maar door de regelweerstand is het niet echt efficient.
Dit is  het versimpelde schema van de Faller AMS regeling:


In het Elektuurboekje "273 schakelingen" uit 1974 staat  een schema voor aansturing met thyristoren die de positieve en negatieve helft van een wisselspanning apart regelen met faseaansnijding, dat is efficienter.

Ik was al jaren van plan om dit eens te bouwen en nu is het er eindelijk van gekomen... Dit is het originele schema uit het boekje:



Het idee achter de schakeling is a.v:
- D1, C1, R1 en zener D4 maken uit de 16 V~ een 5 V= voeding voor IC1, een 74121 monostabiele MV.
- D2, R2 en zener D5 maken uit de sinus een triggerpuls voor de MMV
- met C3 en potmeter P1 kan de lengte van de uitgangspuls op pen 1 van de 74121 worden gevarieerd
- C2 laat alleen de opgaande en neergaande flank van de uitgangspuls door, D3 laat daarvan alleen de positieve puls door naar de gate van thyristor Th1
- de thyristor laat een deel van de positieve fase door naar de baan met de auto's, de 'positieve' auto rijdt daarmee sneller of langzamer.

Het bovenste deel van de schakeling regelt de positieve fase, het onderste deel is identiek maar regelt de negatieve fase voor de 'negatieve' auto.

Dit is de uitvoering:


Nu het probleem, na aansluiten van het printje gebeurt er niet wat ik verwacht: R1 (R5) en D4  (D10) worden heet maar leveren wel 5 V op pen 14 (R1 en R5 verkleuren zelfs), op pen 5 zie ik een positieve puls, op pen 1 verschijnt niets (0 V) ook niet bij verdraaien P1 of P2.

Na wat Googlen blijkt dat de niet gebruikte ingangen 3 en 4 van de 74121 meestal aan massa liggen en dat de potmeter tussen de +5 V en pen 11 zit, zo dus:


en het printje bij het 2e schema:

en de soldeerkant:


maar dit geeft geen ander resultaat. 


Wie ziet wat er eventueel mis is met het schema, of de uitvoering? Of misschien een ander schema voor b.v. PWM ipv faseaansnijding?

[kostenzer]

We zijn ondertussen 3,5 jaar verder en vond je berichtje zonet.
Ben je verder gekomen met je schakelingetje of heb je zelfs een oplossing gevonden? Het zou me interesseren.

mvg

Rob

[72sonett]

Nee, nooit aan de praat gekregen en daarom een software-oplossing gezocht en gevonden, met een Arduino, zie hier.

[Menno]

Voor wat het nog waard is:

Nu het probleem, na aansluiten van het printje gebeurt er niet wat ik verwacht: R1 (R5) en D4  (D10) worden heet maar leveren wel 5 V op pen 14 (R1 en R5 verkleuren zelfs), op pen 5 zie ik een positieve puls, op pen 1 verschijnt niets (0 V) ook niet bij verdraaien P1 of P2.

Dat R1 en R5 warm worden is niet zo gek: daar loopt best wel wat stroom, TTL stond niet bekend om zuinig energieverbruik. Maar verkleuren duidt toch vaak op overbelasting. Vergeet niet dat dit soort schakelingen uit een tijd stammen dat stabiliseren met regelaars nog minder gebruikelijk was omdat deze gewoon niet bestonden of veel duurder waren dan een zener en een weerstand.

Daarnaast mis ik ontkoppeling met een 100 nF condensator zo dicht mogelijk bij de voedings-pinnen van de IC's. Dat is bij TTL en CMOS verplicht. Dat zou eventueel de verkleurende weerstanden kunnen verklaren, omdat de IC's kunnen gaan oscilleren en daardoor flink stroom gaan trekken.

Ander punt: het zal niet de eerste keer zijn dat er een foutje in het schema geslopen is, wat dan in een Elektuur of opvolgende 200-zoveel schakelingen, rechtgezet wordt.

Na wat Googlen blijkt dat de niet gebruikte ingangen 3 en 4 van de 74121 meestal aan massa liggen en dat de potmeter tussen de +5 V en pen 11 zit, zo dus:

Het lijkt er op dat je gelijk hebt. Maar het datablad rept alleen van gebruik van Rext naar Vcc als de herhalings-nauwkeurigheid en pulsbreedte-nauwkeurigheid verbeterd moet worden ten opzichte van gebruik van Rint. In dit geval lijkt dat me niet nodig.

Wat er met de ongebruikte ingangen moet gebeuren, hangt af van wat deze ingangen doen en of het laag-trekken of hoog-houden ervan invloed heeft op de werking. Vaak gaat dat alleen op voor complete poorten die je niet gebruikt, maar natuurlijk wel gevoed worden door de interne verbindingen met de voedings-spanningen. Die ingangen moet je vaak laagtrekken om ongewenst stroomverbruik en oscillaties te voorkomen.
In dit geval staat in het datablad dat de ingangen open mogen blijven (de waarheidstabel heeft meerdere 'x' staan: = don't care)

maar dit geeft geen ander resultaat. 

Wie ziet wat er eventueel mis is met het schema, of de uitvoering? Of misschien een ander schema voor b.v. PWM ipv faseaansnijding?

Foutzoeken met dit soort schakelingen is relatief makkelijk: dat IC kan maar 1 functie vervullen, dus dan kun je het IC sowieso eerst los op een breadboard testen op functies met gelijkspanning. Als dat werkt, kun je daarna nalopen op afwijkende voedingsspanningen op het echte printje door beide tegelijkertijd onder spanning te zetten en verschillen te meten. Dat is het voordeel dat je twee identieke schakelingen hebt.

[72sonett]

Bedankt voor je analyse, maar het is water onder de brug. Ik heb het opgelost met een Arduino, wel zo makkelijk.