LED осветлување за модел железници; Почетна страница на Кристијан
Неколку основни кола за користење на ЛЕД осветлување на моделски пруги
На оваа страница
За да го осветлам автомобилот рамномерно и без одржување, веќе некое време пробувам различни варијанти на ЛЕР. Тука треба да се објаснат неколку основни кола со кои може да се реализира вашето сопствено осветлување.
Основни кола
Како прво, Мдрклин и дигиталниот сектор не користат директен напон, но повеќе или помалку дури и наизменичен напон. Во аналогно работење, тоа е едноставна, рамномерна, синусоидална осцилација. Во дигиталното работење тоа не е баш така рамномерно, бидејќи податоците се пренесуваат и преку работен напон.
Наједноставното коло за ЛЕР може да биде претставено со диода, отпорник и самата ЛЕР:
Работниот напон е овде лево и десно, при што позитивниот пол секогаш е наизменично лево или десно поради наизменичната струја. Ако е лево, диодата спроведува, струјата тече низ серискиот отпорник и ЛЕР и LED свети.
Диодата и серискиот отпорник служат за заштита на диодата што емитира светлина. Диодите што емитуваат светлина се осветлуваат само кога струјата тече низ нив во „правилна“ насока - односно од анодата до катодата. Во спротивна насока тие се заклучуваат наспроти него. За разлика од „нормалната“ диода, диодите што емитуваат светлина го сфаќаат лошо ако работат подолго време во обратна насока, т.е. диода за заштита.
Алтернативно, можете да го користите и ова коло:
Ако позитивниот пол е лево, струјата тече низ диодата што емитира светлина. Ако позитивниот пол е десен, наместо тоа, струјата тече низ нормалната диода.
Како ги препознавате „+“ (анода) и „-“ (катода) на диода што емитува светлина? Лесно е со нови диоди што емитуваат светлина: подолгата нога е +. Треба внимателно да ги разгледате LED диодите од кутијата за ракотворби:
На сликата можете да видите како нозете продолжуваат да работат во куќиштето на ЛЕР. Катодата е поголем дел - на сликата над катодата е десно, анодата лево.
Серискиот отпорник се користи за генерирање на правилна струја за ЛЕР од напонот на напојување. Неговата големина се пресметува според законот на Ом користејќи ја формулата R = U/I, каде што R е отпорната вредност, U е напонот што треба да падне преку отпорот, а јас тековниот интензитет на ЛЕР.
Еве еден пример: railwayелезничкиот трансформатор обезбедува до 16 V наизменична струја. Но, ЛЕР треба само 2 V. Значи, 14 V мора да "паднат" на отпорник: U = 14V.
Повеќето LED диоди работат со 20 mA, затоа I = 20 mA или 0,02 A.
Целиот вметнат во нашата формула обезбедува отпор:
Не зависи од секој еден ом - па ако нашиот сериски отпорник има нешто од 650 до 750 оми, тогаш ќе биде добро.
При пресметувањето, самата диода не смее да се заборави. Над секоја диода обично паѓа напон од 0,7 волти. Ова можеби ќе треба да се одземе пред пресметката. Ова е занемарливо за горенаведениот пример, но треба да се има на ум кога се прават попрецизни пресметки.
Ако ЛЕР работи со премногу висок напон, преку него ќе тече премногу струја. ЛЕР се загрева и се менува бојата или директно се согорува. Ако пренапонот е мал, процесот на стареење се забрзува: ЛЕР станува сè потемна и на крајот целосно не успева.
Сериско поврзување
Отпорот ја претвора електричната енергија што ја „троши“ во топлина. Колку е поголем падот на напонот, станува потопло. Особено кога треба да се испорачаат неколку LED диоди, како што е случајот со внатрешното осветлување, внатрешноста на вагонот може брзо да стане непријатна од топлината.
Решението е многу едноставно: сериска врска. Ајде само да го земеме нашиот пример погоре: Ако наместо еден, четири LED диоди се снабдуваат со отпорник, кои се поврзани во серија, напон од 2 V паѓа низ секоја ЛЕР. Значи, отпорот треба само да „намали“ 8 V за да стигнеме до нашите 16V. Наместо 700 оми, мора да има 400 оми. Колото тогаш изгледа вака:
Наместо диодата во колото погоре, истиот број на LED диоди може да се инсталираат во спротивна насока. Со нормална наизменична струја, двата реда LED диоди ќе се запалат наизменично и ќе се заштитат едни со други.
Ова коло секако не е погодно за дигитално работење. Со аналоген наизменичен напон трепери рамномерно, но тоа сепак е прилично подносливо. Во дигиталното работење, сепак, напонот ги пренесува сигналите до локомотивите и одзивот, што значи: Двете страни не треперат рамномерно, туку во ритамот на податоците. Најдоцна кога централната единица има команди за неколку локомотиви во меморијата и ги испраќа континуирано, станува грдо. Затоа треба да се користи коло со дополнителна диода.
Не можете ли само да го земете дигиталниот напон и да поставите вистински број на LED диоди помеѓу нив, без сериски отпорник? Во принцип, тоа би функционирало, се разбира, но дигиталниот напон е ретко точно множител на напонот нанапред на ЛЕР - дури и ако изгледа вака на прв поглед. Ако напонот стане пренизок, LED диодите многу брзо се затемнуваат. Ако напонот е преголем, претерано високите струи ќе течат многу брзо и ЛЕР ќе се уништи. Сериски отпорник може да го компензира ова до одредена мера - секако ЛЕР ја следи кривата на напон, но промените се само мали. Значи, не работи без сериски отпорник, освен ако не се потпрете на напредни кола за стабилизирање на напонот - повеќе за тоа подоцна.
Значи, да се вратиме на колото во кое заштитната диода, отпорник и ЛЕР се поврзани во серија. Ова коло може да се користи и дигитално: Тековните импулси од шината (+) до централниот спроводник (-) се прилично изедначени, така што колото може да се користи ако обрнете внимание на поларитетот на линиите за напојување: Левата страна на овие дијаграми на коло до шината, вистинскиот до централниот спроводник.
Секако можете да закачите неколку "жици" со сериски отпорник и ЛЕР зад заштитната диода. Со ова коло го дизајнирав едноставното осветлување на автомобилите со конверзија и одделите:
Теоретски, друга варијанта би била замислива. Еден отпорник може да снабди неколку редови LED диоди:
Се разбира, вредноста на отпорникот треба соодветно да се прилагоди, бидејќи двојно треба да тече струјата. Нашиот отпор би имал вредност 8 V/0,04 A = 200 Ohm. Сепак, двојната струја предизвикува отпорникот да стане малку потопол. Постојат и отпорници со различна носивост и колку повеќе струја тече низ нив, толку поголем отпор мора да биде. Не мора да биде решението ако треба да се осветлат неколку автомобили.
Исправувач и мазнење мост
Претходните кола блескаа преку повеќе или помалку силно треперење за време на работата. Ова сè уште може да работи за улично осветлување на светлосниот трансформатор, но најдоцна со едно движење на дигиталниот систем, многу јасно може да се види дека осветлувањето не е константно. Кондензатор помага тука. Во исто време, служи за прилагодување на кратки прекини на напојувањето. Конвенционалните извори на светлина го прават ова со нивната вродена инерција, но ние треба да помогнеме со LED диоди.
Така што навистина го користиме секој дел од струјата што трансформаторот ја става на располагање, ја заменуваме едноставната заштитна диода со вистинско коло на исправувач, кое се состои од четири диоди:
Со ова коло, може да се постигне многу рамномерно осветлување. Диодите лево осигуруваат дека "погрешниот" раб на наизменичната струја е обратен. Кондензаторот се полни и ја снабдува ЛЕР за време на „прекините на напонот“. Како упатство, претпоставувам околу 1 μF на mA. Во горниот пример 20 μF кога ЛЕР црта 20 mA. Колку е поголем кондензаторот, толку е порамномерно осветлувањето, дури и ако нема контакт со шината - но: колку е поголем кондензаторот, толку е поголемо просторно барање и поголеми се струите што системот ги пренесува од трансформаторот преку водови, шини, Мелница и конечно диодите мора да издржат.
И уште една забелешка: Горе претпоставив дека трансформаторот испорачува 16V и потоа го пресметува отпорот на серијата. Треба да се напомене дека ефективниот напон е наведен на AC-трансформаторите. Ако исправувањето е ограничено на едноставна диода, сеуште можете да живеете со неа.
Зад коло на исправувач и кондензатор за измазнување, напонот е поблизу до максималниот напон, т.е. не 16V, туку околу 22,6 V. При аналогно работење на Mдrklin H0, максималната вредност е уште поголема поради пулсот на вклучување. Ова секако мора да се земе предвид при пресметување на сериските отпорници и особено на кондензаторите. Кондензаторите треба да можат да управуваат со 35 волти.
Регулатор на ВОЛТАЖА
Со LM317 како извор на постојана струја, LED диоди може да се направат да светат дури и кога напонот се менува:
LM317 обично е регулатор на напон што може да се прилагоди. Колото погоре исто така го претвора во извор на постојана струја: Регулаторот на напон се прилагодува така што 1,25 V е помеѓу "Vout" и "Adj". За да го пресметате потребниот отпор, вметнете го посакуваниот интензитет на струјата во формулата R = U/I.
Пример за пресметка: LED диодите се дизајнирани за 20 mA.
Тука треба да се земе следниот поголем отпор. Ако се користи помал отпорник, струјата станува поголема:
Со други LED диоди, вредноста може да се прилагоди соодветно - со ултра-светли LED диоди понекогаш може да се работи до 100 mA. Точните вредности може да се најдат во листовите со податоци на ЛЕР. Со испраќачи како Конрад или Рајхелт, овие се поврзани директно со соодветните компоненти за преземање.
Регулаторот на напон компензира за различни влезни напони. Ако автомобилот се снабдува со мала моќност во аналоген режим, бидејќи возот се движи бавно, контролорот се отвора малку подалеку - и LED-светлата се палат со целосна моќност. Ако автомобилот има проблеми со контактот, кондензаторот ги перничи ова и LED диодите продолжуваат да светат постојано, дури и ако кондензаторот повеќе не може да го задржи оригиналниот напон. Со претходното коло, LED диодите полека ќе потемнуваа - тука тие продолжуваат да светат постојано.
Со извор на постојана струја, не треба да се грижите за номиналниот напон на ЛЕР. Колото работи како променлив отпорник, кој автоматски го поставува оптималниот напон за поврзаниот потрошувач.
Треба да се напомене дека и тука напонот може да се намали само, исто како кај отпорник. Значи, ако работите 4 LED диоди во серија, но напонот е само 6 волти, тогаш LM317 не го претвора магично во 8 волти што му требаат најмногу. Напротив: Влезниот напон треба да биде 2-3 волти над влезниот напон за да работи сигурно, бидејќи на контролорот му е потребен и мал напон за себе.За дигитална работа добивате 6-7 LED диоди, со кои може да се работи зад LM317.
Регулатор за вклучување
Последната опција е да користите регулатор за префрлување. Тука, вишокот на напон не се претвора едноставно во топлина, но регулаторот на напон всушност го менува напонот и со тоа останува кул.
Ова нуди голем број на предности. Најважната работа кога се користи „скапа“ дигитална струја е секако ефикасноста: Колото е многу поекономично од сите алтернативи. Во исто време, можете лесно да закачите голем број индивидуални LED диоди со низок отпор во серија паралелно со излезот, така што осветлувањето да свети со целосна осветленост дури и во аналоген режим со која било брзина.
Ако останете под номиналниот напон на употребената ЛЕР, можете дури да додадете LED диоди без сериски отпорник, што под одредени околности во голема мера го поедноставува каблирањето - на мојата железничка станица се користат само два регулатори за вклучување за стотици ЛЕР. Сепак, не можете да ја користите максималната моќност на ЛЕР, бидејќи номиналниот напон никогаш не смее да се надмине.
Недостаток на регулаторот за вклучување е зголемената сложеност на колото и поголемите трошоци. Дали овој напор е вреден, зависи од различни фактори: Со автомобил за аналогно работење или кога користите готови 12 V LED ленти со спојки што носат струја, колото може да се скрие во багажниот простор. Ако, пак, осветлувате само еден автомобил кој секогаш се управува дигитално, тогаш таквиот регулатор за префрлување е веројатно претеран.
Составив неколку примери за изгледот за ЛЕР осветлување со MC34063A на страницата со регулаторот за вклучување.
Сето ова треба да биде доволно како мал вовед во темата и за првите чекори. Затоа, или добиете повеќе литература за оваа тема или само пробајте.
Како понатамошен вовед, можам да ја препорачам книгата „Моделбан-Електроник“ од Буркхард Оертел од Алба-Верлаг: Напишана на разбирлив начин, ефтина и ги нуди најважните основи за моделните железничари - исто така и надвор од осветлување.