printplaat laten maken van schema op transparant

Op 4 juni 2019 18:51:19 schreef Herms Lunenborg:
de print is klaar. Ziet er prima uit!

Nog spijt dat Radio Piet geen printen meer maakt? Het is een mooie oplossing geworden. Dank zij de forum leden maar niet in het minst door jou open geest. Een pluim voor allen en vooral fatbeard.

Op 26 mei 2019 21:58:46 schreef fatbeard:
Plaats wat foto's van het eindresultaat, vinden we leuk.

Op 4 juni 2019 18:51:19 schreef Herms Lunenborg:
de print is klaar. Ziet er prima uit!

Het "eindresultaat" gaat iets verder: Componenten er op, en werkend in een treinen-opstelling. Het is leuk om het ding in z'n uiteindelijke omgeving te zien.

Mogelijk heb ik er overheen gelezen over hoe de print nu uiteindelijk fysiek gemaakt is, maar... hoe is ie gemaakt? Bij elecrow-seed-jlc? Een andere chinees? OSHpark? eurocircuit? Bij iemand thuis?

De print is gemaakt door SHENZHEN JLC ELECTRONICS. Op 27 mei aan hun opgezonden, op 4 juni kant en klaar in huis. Mijn zelf ontworpen print kan daar absoluut niet aan tippen. Het verschil tussen een in Paint gemaakte print en een professioneel ontwerp is te groot voor woorden. Met erg veel dank aan Fatbeard. En aan Thevel voor het mee helpen ontwerpen.
En uiteraard wil ik ook de andere schrijvers dankzeggen voor hun meestal opbouwende kritiek.
Een foto van de opgebouwde print komt uiteraard, maar dat zal nog even duren.

los daarvan staat nog mijn oproep naar aanleiding van deze reactie:

Wel is duidelijk dat, uitgaande van 10 wissels, dit alles met 20 FETjes (of een paar arrays zoals een ULN2803 of vergelijkbaar) en een microcontrollertje klaar kan zijn. Geen 4017 nodig, geen relais nodig, geen 555's nodig, geen triacs nodig. Maar zelfs zonder microcontroller kan het vele malen eenvoudiger.

Het lijkt me interessant om dit idee in een schakeling uitgewerkt te zien!

Ja met FETjes op DC kan het veel simpeler dan met triacs. En icm een kleine microcontroller is dat het meest eenvoudig. Let op: dat betekent niet dat je ineens iets met een PC krijgt of iets dergelijks, dat is een misvatting. Natuurlijk kán dat als je het zou willen, maar ik begrijp volkomen dat je gewoon lekker ouderwets de knop in wilt drukken om een wissel om te zetten. Onderdeel van de charme.

Oftewel: een schakeling met microcontroller en FETs zou precies zo kunnen werken als je huidige oplossing met 4017/555/triac. Het zorgt er alleen voor dat je veel minder onderdelen nodig hebt en dat je bijvoorbeeld op zeer eenvoudige wijze de aan-/uit-tijden kunt instellen.

Ik wil dat gerust eens voor je uittekenen maar heb de komende weken waarschijnlijk geen tijd. Als je er wat geduld voor op kunt brengen doe ik het een ander keertje, of misschien is iemand me voor.

ik heb er absoluut geen haast mee. Lijkt me gewoon leuk om te zien hoe het ook kan. En voor een volgende schakeling kan ik het dan wellicht toepassen. Mijn kennis/ervaring zit veel meer op niveau van de 555 en de TIC206.
Waar ik nog wel iets aan zou hebben is een stappenplan hoe ik van een ontworpen schakeling langs digitale weg kan komen tot een printontwerp. Wellicht is er op dit forum voldoende over te vinden. Ik ga zoeken.

Op 5 juni 2019 21:46:50 schreef Jochem:
Ja met FETjes op DC kan het veel simpeler dan met triacs.
[...]

Het maakt voor de uiteindelijke schakeling redelijk weinig verschil of je FETs of trias gebruikt...
Die Märklin wissels zijn ontworpen voor wisselstroom, ik weet niet of ze het op DC wel zo goed (blijven) doen (magnetisatie enzo).
Dat alleen al (je bent ook het karakteristieke bzzzz geluid kwijt) zou een motivatie kunnen zijn om de AC en de triacs te handhaven, en het alleen op een andere manier aan te sturen.

Ook mijn tijd is wat krap de komende tijd, maar ik zal wel proberen iets op schema te gooien.

Voor het tekenen van een schakeling en het omzetten in een PCB zijn vele programma's beschikbaar die allemaal hun pro's en cons hebben, het is voor een hobbyist uiteindelijk een kwestie van smaak en mogelijkheden welk er gebruikt gaat worden.
Er zijn op CO al meerdere discussies over geweest (en er zullen er vast nog wel meer komen ook).

Ik ben ooit begonnen (onder DOS) met Layo1 voor de PCBs, later vanuit mijn werk OrCad3.2 voor de schema's. Layo1 kon ook schema's maken, maar dat beviel me niet dus die deed ik nog 'met de hand'.
Later ben ik overgestapt naar Tango (kon ook schema's maken maar ook dat beviel me niet) voor de PCBs, want dat werd op het werk ook gebruikt en was betaalbaar (49 gulden ofzo).
Toen ik -letterlijk- uit de mogelijkheden van al deze DOS programma's knapte zijn we op het werk overgestapt naar het Windows pakket Protel99SE, een zogenaamd geïntegreerde omgeving (heb ik zelf ook een licentie voor overgenomen). Er is toen ook kort gestoeid met Mentor Graphics, maar dat lag me niet.

Op mijn huidige werk gebruik ik Eagle5.12 (daar is jouw print ook in gemaakt), maar er gaan stemmen op om over te stappen op KiCad. Wat het uiteindelijk gaat worden weet ik niet, het zal in elk geval een programma zijn wat zonder de cloud kan blijven draaien (de huidige Eagle bijv. moet om de twee weken contact opnemen met Autodesk, anders werkt het niet meer).

Hier een beetje het zelfde verhaal, ook ik ben in de jaren 90 op mijn werk begonnen met met Layo1, OrCad had ik niet dus ik deed ook alles 'met de hand'.
Ontwerpen werden afgedrukt met een inkjetprinter afgedrukt op kalkpapier en na belichting werd de print geëtst met een sproei-ets machine.
Omdat de transparanten niet helemaal dekkend zwart waren was het pionieren met de juiste belichtingstijd maar uiteindelijk heel wat mooie printen gemaakt. (mooie tijd)

Jaren geleden ben ik begonnen met Desigspark (wat ik inmiddels kan lezen en schrijven).
Inmiddels is het aanbod aan gratis PCB ontwerp programma's behoorlijk groot wat resulteert dat collega's ontwerpen gaan maken met allerlei verschillende programma's wat behoorlijk lastig is.
Net als fatbeard gaan we ook ontwerpen maken met KiCad.

Als je Kicad goed inricht, qua libraries, dat lijkt in het begin nogal eigenwijs is het een prima (gratis) pakket met een behoorlijke (resource) sponsor in het CERN.
Zelf ook ervaring met Layo, Protel99, Orcad/Ultiboard, Altium ( neusje van de zalm maar onbetaalbaar) , en nu Kicad.
Eagle heeft mij nooit kunnen bekoren (niet intuitief) en is ook een cloud pakket tegenwoordig. EasyEda ziet er mi niet uit.

@fatbeard: de wissels hoef je geen zorgen om te maken met DC. ESU en vele anderen doen het gewoon met een ULN2803 2 uitgangen parallel. EDiTS (elektuur) deed het op dezelfde wijze maar dan nog met een ULN2003. De ULN2803 bestond nog niet. Eventueel met een kleine weerstand naar de uitgang toe als de spoel weerstand te klein is. Ik dacht niet dat dit een probleem was bij Märklin maar bij Piko.

@Herms Lunenborg: Eerste vraag die je dient te beantwoorden, hoeveel wissels wil je per printje omzetten? Dat bepaald het aantal in en out die je nodig hebt. Per ULN2803 worden er 2 wissels geschakeld. Wil je automatisch je wissels in een bepaalde stand of wil je dat doen met een reset knop? Of beide? Hoe lang wil je de wissel bekrachtigen? Zo lang je op de knop drukt of een vaste tijd? Wil je visuele indicatie van de wisselstand (vraagt weer een output) of niet?

Op 6 juni 2019 08:44:44 schreef buckfast_beekeeper:
Wil je automatisch je wissels in een bepaalde stand of wil je dat doen met een reset knop?

Met een microcontroller kun je zelfs onthouden hoe de wissels staan als je bij het uitzetten de wisselstanden opslaat in eeprom.
Dan hoef je slechts de baan weer onder spanning te brengen en kun je verder rijden zoals de treinen op de baan staan. Zelfs voor een korte koffiepauze.

Met een knop zou je dan de wissels in de de hoofdrijrichting kunnen zetten.

vragen...

Eerste vraag die je dient te beantwoorden, hoeveel wissels wil je per printje omzetten? Dat bepaald het aantal in en out die je nodig hebt. Per ULN2803 worden er 2 wissels geschakeld.

De print die Fatbeard heeft gemaakt dan wel Thevel in concept gaat steeds uit van 10 wissels per print, oftewel 2x10 wisselspoelen.
Het is niet mijn bedoeling om direct nog zo'n print te maken, heb er nu voldoende. Maar als ik verder ga met andere vergelijkbare schema's is het wel raadzaam mee te kijken naar de huidige stand van de techniek.

Wil je automatisch je wissels in een bepaalde stand of wil je dat doen met een reset knop? Of beide?

Belangrijkste is dat de stand van de wissel overeenkomt met het relais in de schakeling. Vooral van belang als de spanning er af is geweest en de wissels in een willekeurige stand zijn gekomen.

Hoe lang wil je de wissel bekrachtigen? Zo lang je op de knop drukt of een vaste tijd?

De schakeling zoals hij nu bestaat geeft een puls van ik meen 0,5 seconde. Het ene relais wordt bekrachtigd door een hoge puls of blijvend maakcontact (wisselspoel 1 wordt bekrachtigd), een hoge puls op het tweede zorgt er voor dat relais 1 weer afvalt en wisselspoel 2 wordt bekrachtigd. Relais 1 bepaalt welke wisselspoel een puls krijgt.

Wil je visuele indicatie van de wisselstand (vraagt weer een output) of niet?

In het huidige schema is er een externe uitgang van de relais waarmee een extern relais wordt geschakeld, bedoeld enerzijds voor een led-aansturing op het schakelpaneel, anderzijds om informatie voor het instellen van rijwegen.

In een vervangende schakeling zijn er geen relais meer. Het is dus zaak om goed te definiëren wat je op welke manier aan wilt sturen en/of terug wilt kunnen lezen.

Je hebt nu 2 verschillende ingangen om de wissel in 2 daarmee corresponderende standen te zetten? Komt dat van drukschakelaars? Of heb je 1 ingang die beurtelings de wissel in de ene of de andere stand zet (zeg maar een "toggle")?

Moet de "terugmelding" een bepaald signaalniveau hebben?

Welke spanningen (zowel DC als AC) heb je als voeding voorhanden?

Op 6 juni 2019 13:24:19 schreef hennep:
[...]

Met een microcontroller kun je zelfs onthouden hoe de wissels staan als je bij het uitzetten de wisselstanden opslaat in eeprom.
Dan hoef je slechts de baan weer onder spanning te brengen en kun je verder rijden zoals de treinen op de baan staan. Zelfs voor een korte koffiepauze.

Met een knop zou je dan de wissels in de de hoofdrijrichting kunnen zetten.

Kan allemaal het is aan TS om aan te geven dat hij dat wil. Gaan we uit van wat er nu is, dan zullen de wissels 1 keer 'goed' gezet worden. Je kan bijvoorbeeld ook toevoegen dat de µC de nodige tijd kan geprogrammeerd worden. Bijvoorbeeld 1 knop 10 seconden induwen en dan elke knop druk 1 led bij aan wat dan weer staat voor 0.1s extra.

Bij 10 wissels heb je heel veel I/O (input/output) nodig. Je komt dan snel bij een heel grote µC en een onhandige SMD behuizing (tenzij TS dat wil). Ik kom aan 20 uit voor de wissels, 20 of 21 knoppen (al of geen reset) en 20 LEDS. Kan ook met 10 als je alleen 'afbuigen' gaat weergeven. Al snel 50 à 61 I/O. Atmega gaat maar tot 54 I/O en enkel verkrijgbaar als 64 pins SMD. 4 à 5 wissels per µC lijkt me eenvoudiger. Flexibeler op te bouwen. Kan uiteraard ook op 1 print opgebouwd worden. Een ATmega32A (5 wissels) kost op de website van microchip 2,26$. Een ATtiny88 voor 4 wissels kost slechts 0,63$.

Uitgangspunten voor mij. Theoretisch, want dankzij Fatbeard heb ik goede prints en ga ik de schakeling opbouwen.
Ik ga uit van 60 wissels. Maximaal. Ik heb een drukknop (puls) en een maakcontact (langdurig) waarmee ik elke wisselspoel wil bedienen, dus 2 per wissel. Geen 'toggle'. De 2 spoelen per wissel zijn 'logisch'aan elkaar gekoppeld: het is óf 'rechtdoorgaand', óf 'afslaand'.
Ik wil dat de schakeling de wisselspoelen bedient. Elke spoel vraagt circa 0,5 A. Het mag 18V AC zijn of DC. Als de spanning van het systeem is geweest, moet bij inschakeling led-uitlezing van de wissel corresponderen met de wisselstand, dan wel dat er een inschakeling komt waarbij elke wissel in zijn juiste stand komt. Bij het inschakelen mogen niet alle wisselspoelen gelijk worden bekrachtigd.
Beschikbare spanningen: 5VDC, 12 VDC, 24VDC, 18VAC, 24VAC.
En er moet een vrij wisselcontact van een relais beschikbaar zijn, om wisselstanden elektrisch uit te kunnen lezen (kiezen vrij spoor en bediening wisselstraten). Met vrij relaiscontact bedoel ik dat dit relaiscontact geheel vrij moet zijn van de print en via een x-connector zijn uitgang heeft.
Programmeren en controllers hebben niet mijn voorkeur.

Ik heb een drukknop (puls) en een maakcontact (langdurig) waarmee ik elke wisselspoel wil bedienen, dus 2 per wissel.

Daar heb ik (en ik denk ook een aantal anderen) wat hulp bij nodig, want hoe zit dat geschakeld?
Ik heb zo een aantal dingen kunnen bedenken die toch wel van invloed zijn op de geboden oplossing:

Er bestaan ook omschakelaars die vanuit twee richtingen terugveren naar de middenstand, dat kan je schakelpaneel een stukje overzichtelijker maken, bijvoorbeeld:

_{Plaatje geleend van DigiKey, klik voor groter.}

Een ander vraagje: hoe ben je aan die 0.5A gekomen?
In de zeer informatieve enceclopedie van beneluxspoor.net wordt voor de 74490 wissel (C-rail) 0.93A opgegeven en voor de 7549 (K-rail) zelfs 1.53A...
Zal straks ff kijken op zolder, ik heb nog wat M-rail wissels die ik kan nameten.

@fatbeard: Volgens mij is een wissel een component met drie aansluitingen. Een common waar twee uiteinden van twee spoelen aanzitten en los van mekaar twee andere spoel-uiteinden. Bekrachtig je de ene spoel, gaat de wissel in de ene stand, bekrachtig je de andere spoel gaat ie naar de andere stand. Bekrachtigen van een halve seconde is ruim voldoende.

Met de terugverende schakelaar kan je zo'n wissel prima bedienen.

Mijn M-wissels gebruiken 0,47A (gemeten in een mogelijk te groot meetbereik (20A). Een puls van 0,5 sec. is prima. Ik weet niet wat de inschakelsstroompiek is. Daar heb ik geen meetinstrument voor. Ik gebruik moment tiptoetsen, met alleen een maak-contact. Schakelen mag vanaf de 0 / massa (kleine voorkeur). Kan ook van 5VDC, 12VDC, 24VDC.
In de bijlage het schema voor het bedienen van de wissels.

[Bericht gewijzigd door Herms op zaterdag 8 juni 2019 13:46:05 (16%)

@rew: Klopt helemaal. Zo'n terugverende schakelaar zou ook míjn eerste keuze zijn (icm een bipolair relais voor de terugmelding), maar de tekst van Herms is nogal ambivalent: los van mijn reeds geopperde schakelingen zou het zelfs zo kunnen zijn dat Herms voor elke rijrichting van elke wissel een schakelaar en drukknop parallel of in serie heeft staan..

@Herms: Het blijkt dus schakeling E te zijn.
Maar waarom er een schakelaar parallel staat aan een druktoets ontgaat me wel een beetje, omdat de relais-schakeling op de besturingsprint reset (rechtdoor?) voorrang geeft...
Of het moet zo zijn dat je middels de drukknoppen een tijdelijke 'override' wilt kunnen geven. Riskant, maar het kan een bewuste keuze zijn.
In dat geval zou ík voor de optie F gaan, dan geeft de schakelaar éénduidig de wisselstand aan...

De door jou gemeten stroom kan wel kloppen, het 20A wisselstroom meetbereik van de wat goedkopere multimeters is niet bijster nauwkeurig. En we weten niet hoe dhr. Eikelboom zijn waardes heeft bepaald...
De inschakelstroom van een spoel is niet zo groot als de continu-stroom, omdat door de inductie de stroom niet snel kan stijgen.
Voor een 'worst-kaas' geval kun je (zeker als de inductie niet zo heel groot is) prima uitgaan van de DC-weerstand, de stroom is nooit groter.

Je kunt best alle wissels tegelijk schakelen, als je dat via een elko doet. (de voeding hoeft de stroom dan niet direct te leveren)

Optimist!

Rekent U even mee?

(maximaal) 60 wissels, met een half Ampère per wissel. Da's een slordige 30A, daar heb je bedrading van wel iets meer dan 0.25² voor nodig.
Om die stroom voor een halve seconde te leveren (waarbij we gemakshalve de spanning laten inzakken van 18 tot 9V) heb je een elko nodig van grofweg 1.2 Farad (met een werkspanning van 25V). Da's een beste jongen, en niet bepaald goedkoop.
Dat ding daarna weer opladen via een 1k weerstand gaat bijna drie kwartier duren, niet erg praktisch. Om dat in 10 seconden te doen vergt een voeding van ruim 3A en een 3.3Ω weerstand van een Watt of 40...

Ok, we nemen een reëler aantal van 12 wissels; 6A totaalstroom. Dan kun je toe met een elko van 'maar' 240mF (met een werkspanning van 25V). Is nog steeds erg groot en duur.
Weer opladen duurt met 1k dan nog 'slechts' een dikke 8 minuten, nog steeds niet praktisch. Om dat in 10 seconden te doen heb je nog steeds een 8W weerstand nodig van 16Ω (al kun je dan wel met een 0.7A voeding toe).

De door jou voorgestelde componentwaardes hebben een recuperatietijd van een groffe 6 seconden. Het is alleen jammer dat de elko met slechts één wissel al na 150ms vrijwel leeg is waardoor niet gegarandeerd kan worden dat die wissel betrouwbaar omstelt...

Ik snap het gebruik van zo'n sequencer wel

Bedoeling is uiteraard een elco per wissel...
Ik kwam ook op een wat grotere waarde uit van 4700uF voor de gewenste lengte, maar het lijkt me dat een kortere puls ook wel zal werken.
(opladen is secondenwerk)

Dat de methode die Arco noemt werkt, kan ik bevestigen. Ik heb lang geleden een Maerklin baan gezien waarbij de wissels zo werden aangestuurd. Ik weet niet meer welke capaciteit en weerstand hier werden gebruikt.
Als ik het opnieuw zou moeten bouwen zou ik een BF256C stroombron gebruiken om de condensator te laden, eventueel twee parallel. Een stroombron scheelt aanzienlijk in laadtijd.

Met een halve ampère per wissel kom je er niet. Is eerder kort bij 1A en bij Piko net iets meer. Omzetten duurt normaal geen halve seconde. Er wordt uitgegaan van een halve seconde om zeker te zijn dat de wissel voldoende tijd heeft. In de wissel zit ook een 'schakelaar'. Die onderbreekt de stroom zodra de wissel volledig om is. Er kan dan nog alleen stroom vloeien door het andere spoel. In de originele knoppen bediening bleef de spanning ook gewoon aanwezig op de draden. Veiligheidshalve wordt nu de stroom uitgeschakeld na x tijd. Mocht de wissel zijn eindstand niet bereiken zou er anders stroom blijven lopen. Eigenlijk zijn de spoelen ook onder gedimensioneerd zodat ze geen continu stroom aankunnen.

Voordeel van de elco-weerstand methode is ook dat by-design er nooit spanning op een wissel kan blijven staan; er kan dus niks verbranden.
Oplaadtijd van enkele seconden lijkt me geen probleem.

Met elco's kun je wel meer leuke dingen doen. Ik gebruik ze vaak in serie met een bistabiel relais (1 spoels). Moet dan wel een bipolaire elco zijn.
Dit omdat ik meestal met 3.3v werk, en 5v bistabiele relais makkelijker/goedkoper te vinden zijn. Bij ompolen krijgt het relais dan een 6.6v puls...

[Bericht gewijzigd door Arco op zondag 9 juni 2019 13:17:40 (45%)