Hierop heb ik toe de veilige 25V variant gelanceerd naast de 16V versie. De 16V presteert beduidend beter dan de 25V maar ondanks het controleren van de voedingen kwam het probleem nog steeds met regelmaat voor. Er moest dus onderzocht gaan worden wat nu eigenlijk de baanspanning voor voltage heeft en wat er weer uit de decoder tevoorschijn komt. Hierbij kwam ik tot een iets wat schokkende ontdekking.
Om de baanspanning te meten heb je toch echt een oscilloscoop nodig die op zijn beurt het verloop van de voltage kan afspiegelen tegen tijd op een x/y schaal. Voor wie niet begrijpt wat digitale spanning is:
Digitale spanning is een gelijkstroom die door de centrale als blokspanning op de baan wordt gebracht. Omdat deze blokspanning snel wisselend positief dan wel negatief is ten opzichte van de ground (0V) gedraagt het zich als een wisselspanning. Vaak hebben centrales een wisselspanning trafo en word hiervan door middel van een goede gelijkrichting een gelijkstroom van gemaakt. Althans dat dachten we. Overigens als je een wisselspanning (AC) om wilt zetten naar een gelijkwaardige gelijkspanning (DC) vermenigvuldig je de AC-spanning met factor 1,4. Trek daar vervolgens de spanningsval van de diodebrug vanaf en je hebt je dc-gelijkspanning. De spanningsval is meestal 2x 0,7V dus 1,4V.
Bijvoorbeeld de analoge trafo geeft in volle stand een sinusvormige positieve spanning uit van 19,6V wat indiceert dat de 230V wisselspanning wordt omgezet in een 15V wisselspanning wat als je dit simpel gelijkricht een gelijkstroom geeft van 21V (15x1,4) trek daar de spanningsval vanaf en je hebt inderdaad die voltage.
Maar een gelijkgerichte spanning is niet echt gelijkgericht maar enkel een positieve sinusvormige spanning. Om deze spanning stabiel en gelijk te krijgen moet hij door middel van condensatoren en regelaars worden afgevlakt. Alleen dan krijg je een stabiele ware gelijkspanning. Doe je dat niet dan zal de spanning in een frequentie variëren tussen 0V en een piekspanning met daartussenin de effectieve spanning welke je op de multimeter zult kunnen aflezen. Ook multimeters kunnen liegen uit onwetendheid, vandaar de oscilloscoop
Sinus op wiki
Wisselspanning op wiki
Gelijkspanning op wiki
Afvlakking op wiki
Wat doet de decoder nu met de dc-blokspanning?
De decoder vlakt deze blokspanning af naar een gestabiliseerde gelijkspanning en gebruikt dit voor de aansturing van de motor. De blokgolf zelf bestaat uit het dcc commando welke eruit wordt gefilterd. Op bijna elke decoder zit een aansluiting waaruit je de v+ en ground kan gebruiken voor een bufferschakeling. Deze uitgangen geven dus de ware gelijkspanning.
Zo genoeg theorie, ik had een mysterie van de uitbrandende schakelingen op te lossen, hopelijk kan ik hiermee direct de problemen oplossen van te warm wordende decoders, uitbrandende motoren etc. wat ik in het werk vaker hoor en zie.
- 1232224740.49453427.jpg (13.92 KiB) 14472 keer bekeken
Hier begint het allemaal mee, het testapparaat bij uitstek. Als je op de transformator kijkt staat daar dat hij primair zoals gebruikelijk 230V AC lust maar secundair 14V DC (dus gelijk) effectief heeft. Heel vreemd want op de rails lees ik toch echt een piekspanning van 18,34 VAC. En op de decoder gemeten op de aansluiting van de buffer meette ik een waarde van 17,8 VDC. Het is niet gebruikelijk dat een voeding in de centrale wordt versterkt naar een hogere waarde.
Na wat overleggen en brainstormen met Joost van Dijk en Vincent Bogers kon er maar één ding betekenen: Het is geen stabiele voedingsbron! Om het echt maar eens te gaan testen heb ik de adapter losgeknipt en de ossie (nerdterm voor oscilloscoop) rechtstreeks aan de trafo gehangen. Met de multimeter (True RMS ding van 400 euro van de baas) meette ik inderdaad 14VDC. Maar nu met de oscilloscoop:
De middelste lijn is 0V, zoals te lezen is varieert de spanning tussen 0V en maximaal 21,6V DC dus gelijkspanning. Kortom om een kortverhaal niet langer te maken, er gaat een wisselende gelijkspanning van 21,6V-1,4V= 20,2V (diodeval) de Profi-boss in, die vlakt hem niet af maar maakt er een blokspanning van Op zich klopt die theorie aardig want met de vuistregel van 1,4 factor over 14VDC naar een sinusvorm maakt 19,6V.
Dat verklaart direct waarom de condensatoren uitbranden. Maar waarom niet direct? Omdat het geen stabiele spanningsbron is zakt de voltage zodra er een belasting optreedt. Zette ik een loc op de rails had ik 18,6V, als hij ging rijden zakte deze naar 16,7V minimaal.
Gemeten met de FLM trafo op de rails
Gemeten op de decoder
Om nu zeker ervan te zijn dat de slechte adapter van Fleischmann de echte oorzaak is heb ik een computervoeding gebruikt. Deze zijn 100% gestabiliseerd en behouden hun spanning ongeacht de belasting. Ik gebruik zelf altijd Meanwell, de in mijn ogen meest betrouwbaarste voedingen, echter Lenovo mengt zich ook al flink in die strijd. maar goed. Ik heb deze voeding aangesloten:
Meanwell MW 7H50GS van 3A en afgeregeld op 15VDC
Het resultaat van een gestabiliseerde voeding:
Daadwerkelijk 15V op de rails, wat je erin stopt komt er ook weer uit omdat het niet meer gelijkgericht hoeft te worden.
Gemeten op de decoder
Ik vind dit nogal wat, de standaard voedingen zijn dus gewoon vuil! Ik heb deze referentie ook gedaan bij de Sprog en de ESU Lokprogrammer, maar allemaal kreeg ik eruit wat erin ging. Eigenlijk durf ik aan de hand van deze gegevens te stellen dat wanneer je een goed werkend systeem wilt hebben je de standaard voeding het beste kan vervangen door een gestabiliseerde voedingsbron. Bijvoorbeeld de Meanwell MWP series of deze 7H50GS.
Omdat ik toch bezig ben, dit is het effect van de LocBuffer bij een stroomonderbreking:
Er is hier een 200uF tantaalcondensator gebruikt en die kan gedurende 0,7 seconde de decoder in leven houden. Onder de 9V scheiden de meeste decoders ermee uit.
Best wel effectief al zeg ik het zelf.
Uiteraard heb ik het ook getest op Dinamo. Een hybride systeem die met een stabiele voeding zowel analoge PWM als DCC kan genereren. De gebruikte voeding is 15VDC en ook hierbij werd een DCC blokspanning gegenereerd van net onder de 15V!!
Wat leuk is om nog te laten zien is wat PWWM doet op een analoge loc:
EINDCONCLUSIE
Laat je niet voor de gek houden met wat er op de voeding van je centrale staat. Wil je het effectief weten dan moet je er een oscilloscoop aan hangen. Maar ik durf toch wel te stellen dat er maar 1 geval is waarbij je 100% zeker weet dat wat je erin douwt er ook weer uitkomt en dat is een gestabiliseerde computervoeding. Dus heb je veel problemen met je decoders, warm worden van de locs of wil je LocBuffer effectief toepassen: Neem dan zo'n voedingsbron van 15VDC, dat is voor N-spoor een uitstekende spanningswaarde!
Hopelijk heb ik met dit verslag wat meer inzicht weten te geven op wat je baanspanning nu allemaal inhoudt!!!
Groetjes Martin
Mocht iemand het willen weten, ik kan dat op Houten op de demobaan eventueel testen of de werking van een centrale met 15VDC goed is.
