Schakelaars

Speciale schakelaars maken de bediening eenvoudiger...

Aanraakschakelaars Ik koos voor aanraakschakelaars in plaats van gewone schakelaars op de bedieningspanelen om de volgende redenen: plaatsbesparing: drukschakelaars nemen meer ruimte in, en om het paneel compact te houden staan de (vele) LED's en knoppen dicht bijeen - er is gewoon te weinig ruimte om zelfs miniatuurknopjes te plaatsen. kostenbesparing: een (degelijk) miniatuurschakelaartje kost ongeveer 1,5 Euro, de aanraakschakelaars maak ik voor 60 Eurocent...

Het is natuurlijk wel zo dat aanraakschakelaars een stuk meer werk, en dus tijd, vergen. Maar als je er rekening mee houdt dat ik er ongeveer 300 moet hebben, is dat toch een stevige kostenbesparing: 270 Euro!

De schakelaar zelf reageert op aanraking met een lichaamsdeel. Hierdoor wordt een 50Hz-golf overgebracht naar de twee transistors, die het signaal stevig opvoeren en gelijkrichten. De condensator en voorschakelweerstand zorgen voor een filter, zodat aan de ingang van de schmitt-trigger in rust +5v staat, bij aanraking een "0". De 40106 ontstoort dit signaal verder en geeft een "1" aan zijn uitgang bij aanraking. Vermits het IC 6 dergelijke buffers bevat, worden er per printplaatje dus 6 dergelijke aanraakschakelaars gemaakt.

Het contact op het bedieningspaneel bestaat uit een messing spijkertje: de platte kop hiervan kan aangeraakt worden, aan de schacht van het spijkertje wordt een draadje naar het printplaatje gesoldeerd. Deze verbinding moet zo kort mogelijk gehouden worden, teneinde zo weinig mogelijk storing op te vangen.

Noodknoppen

Dit verscheen in Modelspoormagazine 96 (oktober 2010). Meer tekst en afbeeldingen vind je in die uitgave.

Op diverse plaatsen, zowel aan de fascia als onder de baan en aan de bedieningspanelen zijn noodknoppen aangebracht. Deze zorgen ervoor dat de clock van de snelheidsregelaars onderbroken wordt, zodat alle treinverkeer onmiddellijk stopt.
Het gebeurt wel eens dat we net aan een stukje baan aan het werken zijn, en we intussen een trein laten rondbollen. Plots horen we het geluid van een ontspoorde wagen, of zien we ergens een dreigende aanrijding. Op dat moment hol je naar je besturingsunit om de trein of je hele baan uit te schakelen. Zeker bij een grotere baan kan je echter te laat zijn en is er schade. Vanuit de eigen praktijk hebben we dit meegemaakt, en vonden een oplossing die intussen zijn nut bewezen heeft:

Wat we nodig hebben, zijn meerdere noodknoppen, die elk op zich onmiddellijk het rijden kunnen stoppen. Al deze noodknoppen dienen samen te werken. Een centraal “brein”, waar al de schakelaars mee verbonden zijn, is zodoende een logische oplossing. Wat er wordt afgesloten zal ieder voor zich moeten uitmaken. Dat kan simpelweg de hoofdzekering zijn, maar zelf gebruikten we het om een gemeenschappelijk stuursignaal van de snelheidsregelaars te onderbreken.
De werking beknopt : Uiterst links zie je N1 en N2. Deze flipflop wordt bediend met een eenvoudige drukknop: kort indrukken zet hem in één stand, langer indrukken zet de flipflop in de andere stand. De “langer”-tijd wordt bepaald door de weerstand van 100k en de condensator van 47µF. Het leuke is daarbij dat je meerdere drukknoppen op dezelfde “S”-ingang kan plaatsen. De onderste uitgang van de flipflop stuurt via een transistor een relais aan. Deze kunnen we gebruiken om “ergens” op onze baan stroom te onderbreken, en alle treinverkeer te stoppen.
De andere uitgang stuurt N3 aan, een oscillator, versterkt door N4 en enkele transistors. In de ruststand komt er een stabiele stroom uit de transistors, in de actieve stand af en toe stroom. Hiermee sturen we Leds aan, die we bij elke drukknop plaatsen. Deze zullen in rust constant branden (en in het donker de plaats van een drukknopje aangeven) en bij een actieve noodknop knipperen. Er zijn drie Led-uitgangen voorzien, waarbij elke uitgang zo’n 30 ledjes aan kan.

Deze centrale schakeling is in werkelijkheid niet groot. De vier “N”-poorten zitten immers in één IC. Bij een standaardgrootte van printplaten (10x16cm) kan je buiten de centrale schakeling nog verschillende drukknop/Led – combinaties opbouwen. In het ontwerp zie je rechts van de “centrale” twee van dergelijke printplaatjes, de andere tekening biedt op 10cm breedte plaats voor 6 schakelaars. Zelf geëtste printplaatjes zijn als basis het handigst, maar de zaak opbouwen op stukken gaatjesprint kan uiteraard ook. Denk er wel aan dat je nog een 12v voeding nodig.

Op de foto zie je de opgebouwde centrale printplaat. Het relais dat wij hier gebruikt hebben is niet “krachtig”, omdat we er alleen maar een stuursignaaltje mee schakelen. Indien je de noodknop gebruikt om zware transformatoren mee uit te schakelen heb je zeker een pittiger relais nodig, en kan het ook nodig zijn om de aansturende transistor te vervangen.
Het printplaatje waarop de schakelaar en de verklikkerled is geplaatst is erg eenvoudig op te bouwen. Zelf gebruikten we voor de drukknopjes afgedankte exemplaren van een oud computertoetsenbord. Het weerstandje beperkt de stroom door de led, voor de aansluitingen met de centrale is een op de printplaat gesoldeerd kroonsteentje een goed idee: hiermee kan je immers gemakkelijk een extra aansluiting maken voor de volgende noodknop.

De noodknoppen aan de buitenkant van je baan dienen niet alleen bruikbaar, maar ook een beetje “mooi” te zijn. Een rond gat laat de drukknop door, en door de aansluitdraden van je led wat te verbuigen kan je ervoor zorgen dat de toestand van de noodschakeling zichtbaar is: knipperend = noodstand ingeschakeld, constant licht = “hier is de noodknop”.
Je hebt ook noodknoppen nodig in verdekte baandelen. Het is immers de bedoeling dat je gelijk waar bij problemen snel en effectief de baan kan stilleggen. Andersom is het ook handig dat je, wanneer het euvel is verholpen, je gelijk waar de baan kan herstarten. Het is dus belangrijk om vele knopjes te voorzien, telkens binnen handbereik.
Elke knop met LED is via twee draden verbonden met een centrale sturing (de massalijn is gemeenschappelijk met de centrale massa uit de voeding). Die centrale sturing verzorgt de schakellogica en onderbreekt via een relais het kloksignaal van de snelheidsregelaars.