Mijn Modelspoorbaan: treinprojecten

Zelfbouw bezetmelders

Foto van Lenz module LB101

 
 

Inleiding
Lenz levert treinbezetmelders met typenummer LB101. Op een printje zitten 2 bezetmelders. Deze printjes zijn niet goedkoop (bijna 20 Euro). Een hobbyist met enige soldeerervaring, zonder al te veel kennis van elektronica, kan deze bezetmelders ook zelf nabouwen.
In dit artikel beschrijf ik zelfbouw van bezetmelders.
Het in dit artikel getoonde elektronische schema heb ik opgetekend naar voorbeeld van een Lenz LB-100. Ik wijk feitelijk alleen van het originele schema af door een andere keuze van enkele componenten.
 
 
Schema van de schakeling van de bezetmelder

 
 

Schema
Hier boven staat het elektronische schema van één treinbezetmelder. Alle benodigde elektronische onderdelen zijn zichtbaar. Tevens is weergegeven op welke wijze de baanspanning J/K wordt aangesloten.
Baanspanning-J wordt altijd direct op een railstaaf gezet (deze railstaaf hoeft ook nergens onderbroken te worden, behalve bij een keerlus-sectie), baanspanning-K wordt NOOIT rechtsstreeks aangesloten op een railstaaf-sectie (deze railstaaf is altijd onderverdeeld in secties), maar via 2 anti-parallel geschakelde stroomdetectiediodes (D3 en D4 in het schema).
Deze diodes heb ik zelf niet op de print geplaatst, maar onder de baan direct bedraad tussen de desbetreffende railsectie en baanspanning-K. De rail-aansluiting van de diodes sluit ik met een draad aan op de INPUT van de print.
In het schema zijn 2 output-secties met een optische koppeling (Opto1 en Opto2) zichtbaar. Normaal wordt slechts 1 zo'n sectie toegepast. De onderdelen in het donker gekleurde deel vervallen in dat geval en pen 2 van Opto1 wordt direct aangesloten op het knooppunt van T1 en R2.
Het kan niettemin soms handig zijn om 2 onafhankelijke outputs op één bezetmelder te hebben. Ik gebruik die bijvoorbeeld bij een spoorwegovergang om enerzijds de trein te melden aan het besturingsprogramma en anderzijds de overwegbeveiliging in te schakelen.
De condensatoren C2 en C3, die zijn geschakeld over de uitgang van de optische koppelingen Opto1 en Opto2, zorgen voor een vertraagd uitschakelen na een bezetmelding. Wanneer Lenz terugmeldmodules LR-101 worden gebruikt, zijn deze condensatoren overbodig. Bij deze modules kan de houdtijd (dat is de tijd dat de bezetmelding nog wordt gehandhaafd door de terugmeldmodule, terwijl het signaal op de ingang al is weggevallen) immers zeer ruim ingesteld worden (tussen 10 milliseconde en 2,55 seconde, met stapjes van 10 milliseconde).

 

Onderdelenlijst
De benodigde onderdelen kunnen worden verkregen bij een lokale elektronica-zaak of een postorder bedrijf, zoals bijvoorbeeld Conrad Electronics.

Nummer Type/beschrijving onderdeel
R1 Weerstand 220 kiloOhm, 1/8 W
R2 Weerstand 10 kiloOhm, 1/8 W
R3 Weerstand 1 kiloOhm, 1/8 W
R4 Weerstand 330 Ohm, 1/8 W
C1 Condensator 150 picoFarad (bijv. keramisch type)
C2, C3 Electrolytische condensator 10 microfarad, 25 Volt
D1, D2 Diode 1N4148
D3, D4 Diode 1N5404, maar diverse andere typen zijn bruikbaar.
Lenz gebruikt op bezetmelder LB-100 een snelle detectie-diode type BYV28-100. Die zijn echter vrij duur. Ik gebruik zelf veelal 4 goedkope diodes type 1N4007, die ik 2 aan 2 anti-parallel heb geschakeld. 
T1 Transistor BC550. Elke andere vergelijkbare NPN-schakeltransistor kan eveneens worden gebruikt.
Opto1, Opto2 Optische koppeling 4N37. Vele andere types kunnen eveneens worden gebruikt.
Gaatjesprint Gebruik bijvoorbeeld gaatjesprint op epoxy-basis met afzonderlijke eilandjes. Uit een print op Eurokaart-formaat (16x10 cm) kunnen 3 x 4 bezetmelders worden ondergebracht.
Overigens is het voor velen wellicht makkelijker om strokenprint te gebruiken. Wim Ros beschrijft op zijn website de opbouw van een bezetmelder op strokenprint.

 
 

Bovenzijde van de print
Dit is een foto van de bovenzijde van een voorbeeldprint.
Ik heb de onderdelen van 2 treinbezetmelders op een stuk gaatjesprint gezet.
De diodes D3 en D4 van elke bezetmelder heb ik niet op de print gesoldeerd, maar onder de baan aangesloten tussen de desbetreffende railsectie en de K-lijn. In het schema heb ik dat ook al zo getekend. De rail-aansluiting van beide diodes heb ik met een groene draad aangesloten op de print (gewoon op weerstand R3 gesoldeerd), zoals op de foto zichtbaar is.
Ook de overige bedrading is zichtbaar: een blauwe draad voor aansluiting van Baanspanning-J, een bruine draad voor aansluiting van Baanspanning-K, een zwarte draad voor de GROUND-aansluiting van de Lenz terugmeldmodules LR-10X en rode draden voor aansluiting op ingangen van de Lenz terugmeldmodules LR-10X.


 
 

Onderzijde van de print
Dit is een foto van de onderzijde van de voorbeeldprint. De verschillende verbindingen kunnen makkelijk gevolgd worden.


 
 

Onderdelenopstelling
Op de linker foto's is de plaats van de verschillende onderdelen op de print duidelijk te zien. Op de rechter foto zijn de soldeerverbindingen tussen de verschillende onderdelen op de print aangegeven. Op de rechter foto is te zien dat 3 verbindingen naar andere bezetmelders op dezelfde print lopen: namelijk Baanspanning-J, Baanspanning-K en Ground (aangeduid met het ground-symbool: een omgekeerde hoofdletter T).

Componentenopstelling Printsporen

 
 

Tips en aanwijzingen

Op de bezetmelder LB-100 van Lenz zitten 2 bezetmelders op 1 printje.
Dit heeft als voordeel dat de bezetmelders dicht bij de locatie van de railsecties onder de baan kunnen worden geplaatst waardoor de draadverbindingen kort kunnen blijven (ik raad aan om deze verbindingen niet langer dan zo'n 50 cm te houden).
Ik heb ervoor gekozen om 4 tot 8 bezetmelders op 1 print te plaatsen. Een Lenz terugmeldmodule LR-101 heeft 8 aansluitingen voor melders en er kunnen dan dus 2 printen met elk 4 melders of 1 print met 8 melders worden aangesloten. 
Let erop dat een print met melders nooit verdeeld over 2 LR-101-modules mag worden aangesloten (want de Ground-aansluiting van een LR-101 mag nooit met de Ground-aansluiting van een andere LR-101 worden verbonden !).
Wanneer meerdere bezetmelders op 1 print worden geplaatst, dan kunnen de aansluitingen J, K en GROUND gemeenschappelijk worden gebruikt (en met 1 draad aangesloten op resp. Baanspanning-J, Baanspanning-K en GROUND op de Lenz terugmeldmodule).
 
Bedrading
Er kan worden gekozen voor toepassing van printkroonsteentjes op de print om alle aansluitingen te maken. Dat maakt (her)bedrading makkelijker. Ik heb ervoor gekozen om de aansluitdraden direct op de print te solderen (dat bespaart op kosten !). Bedenk wel dat het niet makkelijk is om draden te solderen op een printje die al onder de baan is geschroefd !
Voor de bedrading kan dun schakeldraad worden gebruikt. Het is raadzaam om een kleurschema op te zetten: kies bijv. altijd dezelfde kleur draad voor Baanspanning-J en Baanspanning-K.
Gebruik wat dikker draad om de stroomdetectie-diodes D3/D4 aan te sluiten tussen de railsectie en Baanspanning-K. De draad van de rail-aansluiting van dit dioden-paar naar de bezetmelderprint kan weer met dun draad worden uitgevoerd: door deze draad loopt namelijk geen rijstroom.
Het voorbeeld van Lenz om deze diodes op de bezetmelderprint te plaatsen kan ook worden opgevolgd: gebruik dan dikker draad voor de aansluiting van de railsecties naar de diodes D3/D4. Gebruik zeker een dikke draad om de gemeenschappelijke aansluiting van Baanspanning-K te bedraden: alle stroom door de aangesloten baansecties loopt namelijk door deze draad.
Alle aansluitingen Output van een bezetmelderprint worden verbonden met afzonderlijke ingangen op een Lenz terugmeldmodule LR-101. Aansluiting Ground wordt verbonden met de GROUND-aansluiting van de Lenz-terugmeldmodule (aangeduid met het ground-symbool = omgekeerde hoofdletter T). Nogmaals: een print met melders mag nooit verdeeld over 2 LR-101-modules worden aangesloten !!
Aansluiting Ud op de Lenz terugmeldmodule mag overigens niet worden aangesloten op een output van een bezetmelder. Deze mag volgens Lenz alleen worden aangesloten op een module LB-050 en dient voor bewaking van de baanspanning in het gebied waar een terugmeldmodule werkzaam is: zodra de baanspanning wegvalt mag een terugmeldmodule geen bezetmeldingen meer doorgeven.

Alternatieve treinbezetmelders
Op de website van Wim Ros staat een eenvoudiger schema van een treinbezetmelder.
Hier wordt ook beschreven op welke wijze de Lenz-bezetmelder opgebouwd kan worden op strokenprint.


Website gertvanvoorst.nl - © Gert van Voorst - Gewijzigd op 28-6-2012.