Treinbaan­blokken – deel 2

In ‘Treinbaanbloken gnireenigne‘ introduceerde ik dit project: Met een vriend met een treinbaan treinbaanmodules reverse engineeren en bijmaken.

In de vorige post ging het over de BB-module, welke de treinbaan in blokken indeelt. De BB module stopt de trein als er een andere trein in de weg staat (in het erna volgende spoorblok). Van deze BB module hebben we het schema ge-reverse-engineerd, en op basis daarvan een printontwerp gemaakt.

We hebben een BB module opgebouwd op breadbord, ter controle van het gemaakte schema. Dit is een filmpje¹ van de werking van het BB blok op een kort testbaantje. Eerst met de originele blokken, daarna met een op breadboard opgebouwd BB blok.

Het systeem kent nog meer blokken dan alleen de BB. De rest van deze post gaat het over de AB-module.

De AB module regelt het rustig afremmen en rustig optrekken van een trein. In combinatie met andere modules die de trein laten stoppen² en/of vertrekken, zorgt de AB module ervoor dat de verandering van snelheid gelijkmatig gebeurt.

De handleiding van de AB module staat hier, en een kladje van een vlugge vertaling in deze git gist.

Ook van deze AB module hebben we via een kladje een schema opgesteld en vervolgens een printontwerp gemaakt.

Op de originele print zitten zowel 1n4002 als 1n4001³. Verrassend vond ik ook dat aan beiden een 1n4148 parallel staat. De 1n4148⁴ is sneller dan de 1n400x⁵ en de 1n400x kan meer stroom voeren, maar ik denk dat de stroom zich niet eerlijk over de diodes zal verdelen en dus ook bijvoorbeeld grotendeels door de 1n4148 zou kunnen lopen. Blijkbaar gaat het goed⁶.

De module wordt als volgt gebruikt:
Met aansluiting A en B staat de schakeling in serie met de motor van de trein (op het “stopstuk”⁷ van de baan). Via een schakelaar wordt aangegeven of de trein moet afremmen of op gang komen. Met de schakelaar tussen C en E zal de trein afremmen als de schakelaar gesloten is en optrekken nadat de schakelaar geopend is. Met de schakelaar tussen C en D precies omgekeerd (door Q5). Bij gebruik samen met het BB blok worden de relaiscontacten van het BB blok hier aangesloten.

Ik begrijp de werking van de schakeling als volgt:
Q3 of Q4 regelt de stroom door de motor van de trein. Op wisselspanning nemen Q3 en Q4 elk 1 “helft” van de stroom door de motor voor hun rekening: Als A positief is t.o.v. B is het Q3 (en D2//D5), als B positief is t.o.v. A is het Q4 (en D1//D3). Deze transistors worden gestuurd via Q1 en Q2, waarbij C1 (evt //C2) voor een tijdsvertraging zorgt door te laden via R1+RV1 bij het afremmen en ontladen via R1+RV1+R9 bij het optrekken. C3 en D4, D6 zorgen dat er voedingsspanning is voor de schakeling, ongeacht of deze op AC of DC is aangesloten.

Ook de AB-module hebben we op het korte testbaantje getest, op breadboard. Daar is onderstaand een filmpje⁸ van, eerst weer met het origineel en daarna met het AB blok opgebouwd op breadboard.

Het haltestuk vooraan wordt door de AB geregeld, zodat de trein daar rustig stopt en rustig vertrekt. Op de andere haltestukken wordt de trein abrupt gestopt door de BB.

In eerste instantie werkte de breadboard-variant van het AB blok niet. Na vergelijken met het schema en de originele module en controle of alles goed contact maakte in het breadboard, zijn de afzonderlijke componenten getest. Daarbij viel de bc517 door de mand.

Het schema hanteert als pinvolgorde 1=Collector, 2=Basis, 3=Emitter voor de bc517. Dit is ook de volgorde die de datasheet⁹ aangeeft.

Een componententestertje geeft echter 1=Emitter, 2=Basis, 3=collector.

Deze bc517¹⁰ volgt de volgorde die Siemens hanteert. En die is precies omgedraaid. Vergelijk boven- en onderstaande datasheets maar:

Na de transistor correct te hebben geplaatst functioneerde de schakeling. Dan moet het op de print ook maar zo ¹¹.

De op breadboard opgebouwde blokken kunnen natuurlijk net als de originele blokken met elkaar worden gecombineerd. Onderstaande video laat dat mooi zien ¹².

Alle bestanden van dit project staan online in een git-repository. De bestanden van het AB blok staan in deze map daarvan.

Wordt vervolgd¹³!

Voetnootjes:

1. Mijn hoster heeft liever dat je ‘m via youtube kijkt, maar mocht dat niet werken is hier een link naar exact hetzelfde filmpje op mijn eigen website. ↩︎
2. Zoals bijvoorbeeld de BB module, de stationsmodule (AS), of handmatig bediende seinen en wissels. ↩︎
3. In het reverse engineered schema dus ook, maar in de praktijk zullen voor beiden waarschijnlijk 1n4004’s gebruikt worden. Het verschil tussen 1n400x (x=1;2;3;4;5;6;7) is de sperspanning, die in alle gevallen ruimschoots voldoet. ↩︎
4. 1n4148: 75V 200 mA 4 pF 4 ns https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/196195/PHILIPS/1N4148.html ↩︎
5. 1n4002: 100V 1 A 15 pf 30 us https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61832/GE/1N4001.html ↩︎
6. Maar het zou een interessant experiment kunnen zijn de parallelle 1n4148 weg te laten, want ik denk dat de snelheid hier niet van belang is. ↩︎
7. Halteergedeelte, halteabschnitt ↩︎
8. Dit is een link naar precies hetzelfde filmpje via mijn eigen site ipv via youtube. ↩︎
9. Van ONsemi. Ter controle hebben we ook die van Fairchild en die van NXP bekeken, maar in principe zou alles met hetzelfde typenummer hetzelfde moeten zijn. Dat is het echter niet altijd. ↩︎
10. Die net als de 7812 bij Ali werd aangeschaft door de treinbaanvriend. ↩︎
11. Verder staan ter vergemakkelijking van de handmatige ”productie” en controle alle diodes 1 kant op, alle elco’s 1 kant op en alle transistors 1 kant op… ↩︎
12. Dit is een link naar precies hetzelfde filmpje, mocht je youtube willen vermijden. ↩︎
13. Dit is geen juridisch advies, maar een aankondiging van de volgende treinbaanblokkenpost. ↩︎