Napájení přestavníků BTTB se zpětným hlášením LED

[inz]

Zdravím ostřílené vláčkaře!
Pro syna (a mě samozřejmě ) plánuju udělat kolejiště z původního materiálu BTTB včetně přestavníků se zpětným hlášením. Aby bylo kolejiště maximálně jednoduché na ovládání (i zapojení), chci vést zpětné hlášení od přestavníků do návěstidel před příslušnými výhybkami - elegantně se tak zbavím nutnosti ovládat návěstidla (a kupovat relé) a současně bude na první pohled jasné, jestli vlak může projet (s realitou to nebude a ani nemá mít nic společného). Návěstidla ovšem žádná nemám, pořídím tedy patrně nějaká s LED (jiná už asi ani nejsou k mání), např. od Němečka. LEDky by se ovšem měly napájet stejnosměrným proudem, kdežto přestavníky střídavým... Co s tím?
Přečet jsem tunu diskusí hlavně na německých fórech o nevýhodách napájení přestavníků stejnosměrným proudem (možnost jejich postupného zmagnetování, nebezpečí "vybití" naakumulovaného proudu po přestavení a odpálení okolních zařízení, vypálení kontaktů v přestavníku). Naopak napájení LED střídavým proudem také není úplně dobrý nápad, nehodlám ale ke každému návěstidlu pájet odpory, tranzistory a další diody...
Máte s tím někdo nějaké zkušenosti? Mohou se návěstidla od Němečka napájet střídavým proudem? Někde jsem se dočetl, že v některé z variant mají ty odpory a diody už v sobě, ale na tom jejich webu o tom není ani slovo nebo jsem špatně hledal...
Díky za rady!

[BohousP]

Pokud jsi si vybral takovéto řešení, stačí ti jedna usměrňovací dioda a jeden elektrolytický kondenzátor, a to společný pro všechny přestavníky a návěstidla. Náklady cca 6 Kč. Teď nemůžu, ale až budu doma u počítače, nakreslím a pošlu. Přestavníky budou i nadále napájené střídavým proudem a LED stejnosměrným.
Návěstidla od J. Němečka (novější) již mají v sobě předřadný odpor.

[inz]

Super, díky, schéma by mi pomohlo.
Ještě jsem asi měl doplnit, že i všechno ostatní osvětlení by mělo (logicky) být LED, tj. lampy a osvětlení budov, tam je tedy také vhodnější stejnosměrný proud. Mám k dispozici dvě trafa Z1 (střídavý 16V) a dvě známá FZ1, ovšem ovládací pult bude vyklápěcí, takže tam FZ1 nepasují. Pro ovládání jízdy vlaků tedy budu muset pořídit něco menšího (2 kusy pro 2 nezávislé vlaky), a to právě v závislosti na tom, jestli budu potřebovat ten stejnosměrný proud pro (alespoň některé) příslušenství (třeba to osvětlení) - pokud ano, asi bych zabil obě mouchy jednou ranou regulátorem PIKO 55000, který má i pro příslušenství stejnosměrný proud (16V DC 0.5 A) a současně je dostatečně malý a lehký, aby se vešel na pult (a ještě má na vlaky 0-16V 1.5 A, což je poměrně dost). Pokud stejnosměrný proud nebudu potřebovat, vystačím si třeba s ojetými F2 nebo koupím Tillig TFi2 anebo "obyčejný" Tillig 08132 a příslušenství pojede z mojí stávající Z1 (která na pultu být nemusí).
Tj. moje otázka zní: je na LED-osvětlení vhodné trafo PIKO 55000? Pokud ne, čím a jak je vhodné LED-osvětlení napájet?
Anebo i na LED-osvětlení můžu použít výše navržený vývod pro přestavíky a návěstidla?
Díky.

[BohousP]

Super, díky, schéma by mi pomohlo.
Ještě jsem asi měl doplnit, že i všechno ostatní osvětlení by mělo (logicky) být LED, tj. lampy a osvětlení budov, tam je tedy také vhodnější stejnosměrný proud. Mám k dispozici dvě trafa Z1 (střídavý 16V) a dvě známá FZ1, ovšem ovládací pult bude vyklápěcí, takže tam FZ1 nepasují. Pro ovládání jízdy vlaků tedy budu muset pořídit něco menšího (2 kusy pro 2 nezávislé vlaky), a to právě v závislosti na tom, jestli budu potřebovat ten stejnosměrný proud pro (alespoň některé) příslušenství (třeba to osvětlení) - pokud ano, asi bych zabil obě mouchy jednou ranou regulátorem PIKO 55000, který má i pro příslušenství stejnosměrný proud (16V DC 0.5 A) a současně je dostatečně malý a lehký, aby se vešel na pult (a ještě má na vlaky 0-16V 1.5 A, což je poměrně dost). Pokud stejnosměrný proud nebudu potřebovat, vystačím si třeba s ojetými F2 nebo koupím Tillig TFi2 anebo "obyčejný" Tillig 08132 a příslušenství pojede z mojí stávající Z1 (která na pultu být nemusí).
Tj. moje otázka zní: je na LED-osvětlení vhodné trafo PIKO 55000? Pokud ne, čím a jak je vhodné LED-osvětlení napájet?
Anebo i na LED-osvětlení můžu použít výše navržený vývod pro přestavíky a návěstidla?
Díky.

Osobně považuji napájení LED osvětlení 16V napětím za nesmysl. Fungovat to sice bude, ale LED potřebuje na to, aby svítila, malý proud (dnešní svítí mnohé již při 1 mA, 20 let staré třeba při 20 mA). Napětí na diodě je při tom od 1,8 do 3,5 Voltu, podle barvy. Zbytek do 16V musíme srážet na předřadných odporech a zbytečně tím topit. (V podstatě na odporu spálíme 88 % energie - 14V ze 16V.) Upřednostnil bych pro napájení zdroj 5V, dnes např. různé USB nabíječky. Němečkova návěstidla jsou sice s odporem na 12V, ale mám vyzkoučeno, že dostatečně svítí i při 5V.
Něco jiného je to u těch výhybek. Tam to lze akceptovat, hodně se tím zjednoduší řešení.
Na obrázku je původní zapojení s ohlasem pomocí žárovek (přerušovaná červená) a úprava pro napájení LED návěstidla. Návěstidlo je v zeleném ovále, doplněný odvod napájení ve žlutém kroužku. Ten "žlutý" obvod můžeš použít jeden i pro několik (i desítek ) návěstidel. Dioda 1N4001až 4007, kondenzátor přibližně uvedené hodnoty (ale vyhoví jakýkoliv od 100 uF do 2000 uF, jen musí být alepoň na 35V).
Pokud by jsi měl návěstidla s opačně zapojenými LED (společnou anodu) musíš otočit jak diodu 1N4001, tak i elektrolyt. Odpory v návěstidle, pokud jsou na 12V, by bylo vhodné doplnit ještě jedním odporem do série s diodou 1N4001, vhodnou hodnotu můžeš vyzkoušet v rozmezí 330 ohm až 2 kohm, podle požadované svítivosti.

[inz]

Díky moc.
Jen pro jistotu: při tom napájení normálních LED pro osvětlení (tj. ne návěstidel s odporem) stejnosměrným proudem (třeba tou 5V USB-nabíječkou) už nejsou potřeba žádné dodatečné diody/odpory/kondenzátory...? Prostě je zapojím sériově za spínač a je to?

[BohousP]

Díky moc.
Jen pro jistotu: při tom napájení normálních LED pro osvětlení (tj. ne návěstidel s odporem) stejnosměrným proudem (třeba tou 5V USB-nabíječkou) už nejsou potřeba žádné dodatečné diody/odpory/kondenzátory...? Prostě je zapojím sériově za spínač a je to?

Ne, na to pozor! Každá LED má mít sériový odpor (pokud neuvažujeme o nějakém elektronickém proudovém zdroji, nebo sériovém zapojení více LED). Bez odporu rozsvítí jen jednou. Jeho hodnota se spočítá:
R= (napětí zdroje - úbytek na LED) / (proud LED).
Úbytek na LED je cca 1,8 V pro červené, žluté, 2V pro zelené a kolem 3V pro bílé a modré. Proud je hodně rozdílný, nové "supersvítivé" LED stačí i méně než 1 mA, starší potřebují někdy i 20 mA. Pro 5V zdroj bude ten odpor někde mezi 270 ohm (méně raději ne) až po 3 kiloohmy (více může být, zejména, pokud to ještě moc svítí). Chce to prostě vyzkoušet.
http://diskuze.modely.biz/viewtopic.php?f=26&t=5590#p105858
http://www.masinky.info/2014/01/led-led-a-zase-led/

[JendaTT]

Trochu odbočím:
Když už to má v analogu - tak když si do každého domečku k letkám udělá jednoduchý proudový zdroj (třeba s LM 317) a navíc s nastavitelným proudem pomocí trimru, bude si moci u každého domečku nastavit i jak moc to má svítit a nemusí řešit předřadné odpory u LEDek. LEDky buď musí mít stejné (pro LED v paralelním zapojení) nebo i na různá napětí (různé barvy pro LED v sérii). U sériového zapojení LEDek je to ale závislé na velikosti vstupního napětí, pokud bude používat jen 5V, tak pak raději stejné LEDky v paralelním zapojení.

Já si takto kdysi dělal analogovou osvětlovací lištu (nastavitelný jas bílých LEDek) do dlouhých osobních BTTB vagónů a fungovalo to naprosto perfektně.

[BohousP]

Trochu odbočím:
Když už to má v analogu - tak když si do každého domečku k letkám udělá jednoduchý proudový zdroj (třeba s LM 317) a navíc s nastavitelným proudem pomocí trimru, bude si moci u každého domečku nastavit i jak moc to má svítit a nemusí řešit předřadné odpory u LEDek. LEDky buď musí mít stejné (pro LED v paralelním zapojení) nebo i na různá napětí (různé barvy pro LED v sérii). U sériového zapojení LEDek je to ale závislé na velikosti vstupního napětí, pokud bude používat jen 5V, tak pak raději stejné LEDky v paralelním zapojení.

Já si takto kdysi dělal analogovou osvětlovací lištu (nastavitelný jas bílých LEDek) do dlouhých osobních BTTB vagónů a fungovalo to naprosto perfektně.

Samozřejmě, jde to i tak. Možných variant je daleko více, ale je to i otázka praxe i ceny. Jen bych se vyhýbal paralelnímu řazení LED, ne vždy můžeme zaručit absolutní shodu parametrů diod a pak obvykle jedna shoří ...

[lajblt]

Nedá mi to, abych se nezeptal: Nemá náhodou ten elektrolyt ve schématu být zapojen obráceně???

[BohousP]

Nedá mi to, abych se nezeptal: Nemá náhodou ten elektrolyt ve schématu být zapojen obráceně???

Řekl bych, že ne. Zkusil jsem to překleslit, aby to bylo názornější.

[lajblt]

Tak, jak je kondenzátor zapojen, ale nemůže filtrovat, ne? Pokud bude na anodách diod kladná půlvlna (tj. LED dioda svítí a ochranná dioda vede), kondenzátor se nabije. Ale pokud se v následující půlvlně polarita obrátí, bude obvod přerušen, protože obě diody budou uzavřeny kladným napětím na katodách, tudíž ani LED nebude svítit. A ani kondenzátor na tom nic nezmění. Nebo jsem to pochopil špatně?

[sidlo]

A co když se při záporné půlvlně zavře jenom ochranná dioda? Kondenzátor se potom bude vybíjet přes LED diodu, která bude dále svítit.

[BohousP]

A co když se při záporné půlvlně zavře jenom ochranná dioda? Kondenzátor se potom bude vybíjet přes LED diodu, která bude dále svítit.

Přesně tak. Zde je důkaz: Průběh proudu LED diodou při připojeném kondenzátoru 22 uF. Zvlnění cca 45%. Při 470 uF už nebylo téměř pozorovatelné (cca 5%).
Napětí bylo snímané na ochranném odporu před LED (1,5 kohm), napájení 16,5V stř., proud diodou ve špičce 13,6 mA, v "sedle" 7,5 mA. Žádné blikání nebylo pozorovatelné.

[lajblt]

Díky, pánové, neuvědomil jsem si, že ta ochranná dioda působí právě takhle, tj. oddělí obvod od napájení a kondenzátor zůstane funkční.

[inz]

Přátelé,

díky za potvrzení schématu. Průběh vaší diskuse byl pro mne sice stejně přínosný, jako diskuse třeba kvantových fyziků (nic nesrozumitelnějšího mne momentálně nenapadá) v maďarštině, ale důležitý je výsledek . Navržený obvod k ovládání návěstidel přes zpětná hlášení výhybek snad s pomocí někoho zasvěceného stvořím (klíčové je, že stačí jeden na všechny výhybky/návěstidla), tam je ten přínos pro mne obrovský (navíc jiná než LED-návěstidla se asi už nedělají).

Ovšem do LED-osvětlení (lampy, domečky) jsem trochu ztratil chuť. Nějak jsem naivně doufal, že když už tedy není možné LEDky připojit přímo ani ke zdroji stejnosměrného napětí, bude existovat nějaká "krabička", kterou před ně zapojím a můžu LEDky zapojovat stejně jako žárovičky. Ale přidávat ke každé LED odpor, jehož hodnotu musím nejdřív zkusmo zjistit , je pro mne asi nepřekonatelná komplikace. Vidím to na použití klasických žároviček a zapojení trafa Z1...

Jen snad ještě váhám s těmi lampami, tam je LED-provedení také nepoměrně elegantnější než humpolácké žárovky - nedělají se nějaké lampy (TT), resp. tedy "řada" lamp, které by také v sobě měly už správný odpor, jako Němečkova návěstidla?