• Conrad 210177 ombouw naar Viessmann multiplex - deel 1

    Conrad 210177 lichtsein bouwpakket opgebouwd voor Viessmann multiplex-sturing

    DB Ausfahrsignal mit Vorsignal
    Onlangs heb ik een Conrad zelfbouwsetje van een Viessmann sein aangeschaft. In dit geval artikle 210177, het "DB Ausfahrsignal mit Vorsignal". Standaard worden alle leds – 9 stuks – apart aangesloten.

    Menig modelspoorder zal zich afgevraagd hebben of het niet met minder draadjes kan. Wie het programma van Viessmann bekijkt, zal ongetwijfeld de seinen (en bijbehorende stuurmodules) voor de zogenaamde "multiplex"-sturing gezien hebben. Deze variant vergt slechts 4 draadjes.

    Laten we dus eens kijken of we voor ons bouwpakketje ook een dergelijk multiplex sturing kunnen maken.

    "The challange is set...".

    Deel 1 - De theorie

    Wat is multiplex?

    Een goede vraag en niet een vraag die zich 1-2-3 laat beantwoorden. Zaken als matrix en een zekere Charlie komen hierbij aan de orde. En het werkt alleen met LEDs, hoewel dat strikt genomen niet juist is. Waar het hier om draait is dat een LED in feite een diode is, die toevallig licht afgeeft wanneer er stroom door gaat.

    Om het allemaal goed te begrijpen, lijkt het mij verstandig de zaak eerst eens theoretisch aan te pakken. Daarna zullen we verder gaan met de praktische uitvoering.

    Een uitstapje naar de diode

    Een diode is elektronisch component, een zogeheten halfgeleider die in maar één richting stroom kan geleiden. Deze stroom loopt dan van de anode (positief) naar de kathode (negatief). Voor een diode bestaat een eenduidige schematische tekening die de aansluitingen en de zogenaamde doorlaatrichting van de stroom aangeven. Hieronder staan verschillende afbeelding die allemaal een diode voorstellen (afhankelijk van de norm van de symbolen zijn er nl. kleine verschillen in de tekenwijze).

    ANSI ANSI (variant) IEC Assorted diodes

  • Conrad 210177 ombouw naar Viessmann multiplex - deel 2

    Conrad 210177 lichtsein bouwpakket opgebouwd voor Viessmann multiplex-sturing

    DB Ausfahrsignal mit Vorsignal
    Onlangs heb ik een Conrad zelfbouwsetje van een Viessmann sein aangeschaft. In dit geval artikel 210177, het "DB Ausfahrsignal mit Vorsignal". Standaard worden alle leds – 9 stuks – apart aangesloten.

    Menig modelspoorder zal zich afgevraagd hebben of het niet met minder draadjes kan. Wie het programma van Viessmann bekijkt, zal ongetwijfeld de seinen (en bijbehorende stuurmodules) voor de zogenaamde "multiplex"-sturing gezien hebben. Deze variant vergt slechts 4 draadjes.

    Laten we dus eens kijken of we voor ons bouwpakketje ook een dergelijk multiplex sturing kunnen maken.

    "The challange is set...".

    Deel 2 - De praktijk

    Multiplex en Charlieplexing

    Over multiplex hebben we in het vorige deel gehad. In essentie is het snel achtereen aan en uit schakelen van LEDs, zodat het net lijkt of deze tegelijk oplichten. Dat wil zeggen, in onze context met betrekking tot de lichtseinen.

    Een andere benadering is die, waarbij met een beperkt aantal stuurlijnen een selectie gemaakt wordt uit een matrix van mogelijkheden, waarvoor anders een veelvoud van stuurlijnen nodig zou zijn. Dit wordt veelal bij het schakelen van b.v. wissels of mechanische seinen gedaan, waarbij kortstondig een spoel wordt bekrachtigd.

    (We zullen hier verder niet op ingaan omdat dit voor de seinen niet van belang is. Wellicht dat we daar in een ander artikel nog eens op terug komen).

    Hierna zullen wij het, met betrekking tot lichtseinen, hebben over Charlieplexing. Voor wie graag wil weten waar deze benaming vandaan komt: deze schakeling is begin 1995 voorgesteld door Charlie Allen, toen werkzaam bij Maxim Integrated.

    3 wire multiplex
    Een stuurlijn erbij

    Herinneren we ons uit het vorige deel nog de anti-parallel geschakelde LEDs? Dan moet het niet moeilijk zijn, om met nog een stuurlijn extra, een tweede sectie anti-parallel geschakelde LEDS aan te sturen.

    Wanneer we nu LED L1 willen laten oplichten, zetten we een positieve spanning op R2 en een negatieve spanning op R1. Hierdoor loopt er stroom door L1, terwijl L2 in sperrichting staat en dus niet oplicht. Op R3 sluiten we niets aan, dus door L3 of L4 kan geen stroom lopen en lichten ook niet op.

    Door nu telkens de juiste keuze te maken op welke weerstanden we spanning zetten en met welke polariteit, kunnen we alle vier LEDs alten oplichten. In de onderstaande tabel zijn de mogelijkheden nog eens aangegeven.

  • Conrad 210177 ombouw naar Viessmann multiplex - deel 3

    Conrad 210177 lichtsein bouwpakket opgebouwd voor Viessmann multiplex-sturing

    DB Ausfahrsignal mit Vorsignal
    Onlangs heb ik een Conrad zelfbouwsetje van een Viessmann sein aangeschaft. In dit geval artikel 210177, het "DB Ausfahrsignal mit Vorsignal". Standaard worden alle leds – 9 stuks – apart aangesloten.

    Menig modelspoorder zal zich afgevraagd hebben of het niet met minder draadjes kan. Wie het programma van Viessmann bekijkt, zal ongetwijfeld de seinen (en bijbehorende stuurmodules) voor de zogenaamde "multiplex"-sturing gezien hebben. Deze variant vergt slechts 4 draadjes.

    Laten we dus eens kijken of we voor ons bouwpakketje ook een dergelijk multiplex sturing kunnen maken.

    "The challange is set...".

    Deel 3 - Het elektrisch schema van het sein

    Voor dat we kunnen beginnen met de opbouw van ons sein, moet eerst duidelijk zijn hoe de matrix van de LEDs er uit moet komen te zien. Uiteindelijk moeten deze in een Charlieplex configuratie worden aangesloten op de vier beschikbare stuurlijnen in het multiplex systeem.

    De indeling van de schermen
    Schematische weergave schermen

    Voor de duidelijkheid zullen we eerst de schermen van ons seinen gaan bespreken. Hiernaast ziet u het sein en de schermen schematisch weer gegeven. Ons sein is een hoofdsein gecombineerd met een voorsein. Boven bevindt zich het scherm van het hoofdsein. Er onder vinden we het scherm van het voorsein.

    Voor de duidelijkheid zijn er cijfers geplaatst bij de lampen die meerdere keren voorkomen in de schermen (deze staan natuurlijk niet in het echt op het sein). In het schema duiden we de betreffende lamp aan door er het nummer voor te plaatsen. Zo wordt in het hoofdsein de linker rode lamp 1Hp0.

    LEDs in de schermen
    HoofdseinVoorsein
    Hp1 groen, boven 1Vr1 groen, boven
    1Hp0 rood, links 2Vr1 groen, onder
    2Hp0 rood, rechts 1Vr0 geel, boven
    1Sh1 wit, links 2Vr0 geel, onder
    2Sh1 wit, rechts  
    Hp2 geel, onder
  • Conrad 210177 ombouw naar Viessmann multiplex - deel 4

    Conrad 210177 lichtsein bouwpakket opgebouwd voor Viessmann multiplex-sturing

    DB Ausfahrsignal mit Vorsignal
    Onlangs heb ik een Conrad zelfbouwsetje van een Viessmann sein aangeschaft. In dit geval artikel 210177, het "DB Ausfahrsignal mit Vorsignal". Standaard worden alle leds – 9 stuks – apart aangesloten.

    Menig modelspoorder zal zich afgevraagd hebben of het niet met minder draadjes kan. Wie het programma van Viessmann bekijkt, zal ongetwijfeld de seinen (en bijbehorende stuurmodules) voor de zogenaamde "multiplex"-sturing gezien hebben. Deze variant vergt slechts 4 draadjes.

    Laten we dus eens kijken of we voor ons bouwpakketje ook een dergelijk multiplex sturing kunnen maken.

    "The challange is set...".

    Deel 4 - De bouw van het hoofdsein

    In het bouwpakket vinden we naast het scherm voor het hoofdsein, de benodigde LEDs voor de groene, de gele en de twee rode "lampen". Verder de al op een printje gemonteerde SMD-LEDs voor de witte lampen en een printje waar all LEDs op gemonteerd zullen worden.

    Voor dat we kunnen beginnen met de opbouw van ons sein, moet eerst wel duidelijk zijn, hoe de LEDs in het scherm van het hoofdsein gemonteerd dienen te worden. Omdat we een matrix gebruiken, is de instructie in de handleiding niet meer van toepassing.

    Modificatie montageprint van het hoofdscherm
    Gemodificeerde montageprint

    Voor de montage van de LEDs kan beginnen, moeten we eerst de montageprint van het hoofdsein iets aanpassen.

    Omdat we een matrix gaan toepassen, kan deze niet in originele staat worden toegepast.

    Hiernaast is de montageprint afgebeeld. De achterzijde, waarop de koperbanen zich bevinden, is naar ons toegekeerd. In de afbeelding is met pijlen aangegeven, waar de twee onderbrekingen in de gemeenschappelijke baan zijn gemaakt.

    Met een scherp hobby mes en een beetje geduld is dit snel gedaan. Maak telkens twee sneden naast elkaar in de koperbaan, op de plek waar een onderbreking moet komen. De afstand tussen de sneden is ca. 1 mm. Dit is ruim voldoende voor een betrouwbare scheiding.

    Probeer niet in een keer door de koperbaan te gaan, maar maak liever op dezelfde plek meerder sneden. Zorg ook voor een vlakke, stevige ondergrond en zorg dat de print niet doorbuigt en breekt.

    Wanneer de snede voldoende diep is, kan met het hobby mes voorzichtig het te verwijderen stukje koperbaan worden weggehaald. Lukt het niet goed, dan kan het nodig zijn de sneden iets dieper te maken. Probeer wel de print verder intact te laten.