26 april 2015
Vanaf het begin van de bouw rijden we op een traditionele wijze van voeden van de modelspoorbaan, 3 spanningsregelaars (1 per circuit) voorzien de circuits van spanning, regelen van 0 tot 15 volt. Rijden bij lage snelheid, lage spanning, geeft altijd veel irritatie zeker wanneer er enige tijd niet gereden is en de baan wat vuil is. Digitaal rijden willen we niet en vergt een te grote aanpassing. Al enige tijd lopen we al met de gedachte om over te stappen met rijden op basis van “PulsBreedteModulatie” (PBM, of op zijn Engels, Pulse-Width Modulation, PWM). In een notendop PBM: (Knip/Plak) Men stuurt een elektrisch signaal in de vorm van een blokgolf met een vaste frequentie. De spanning is dus volledig ingeschakeld (1) of volledig uitgeschakeld (0). Bij PBM wordt de arbeidscyclus (Engels: duty cycle) van het signaal aangepast. De arbeidscyclus is de verhouding van de tijd dat het signaal hoog (1) is tot de periode dat het signaal laag (0) is. Men beïnvloedt zo de gemiddelde waarde van het signaal en dus de snelheid van een trein wanneer aangesloten op een treincircuit. Lopen met de gedachte is 1, uitvoeren is 2. Echter na het bezoeken van de jaarlijkse Trix Express Club dag in de Bilt kreeg onze gedachtes een nieuwe “impuls” na het bijwonen van de lezing over modelspoorbeveiliging door PiCommIT. Na wat schoolbord sessies waren we er snel achter dat rijden op basis van PBM zeker een haalbare kaart was. Echter het kunnen laten ingrijpen door de computerbeveiliging, maar ook het kunnen rijden zonder computerbeveiliging, gaf wat extra uitdagingen.
In hoofdlijnen is de volgende oplossing bedacht en uitgewerkt:
Over de bestaande schuifpotmeters in de regelkasten wordt een stuurspanning gezet welke vervolgens via een ADC0804 Analoog/Digtaal converter wordt geconverteerd naar een 8 bits digitaal signaal. De hoogste 4 bits worden actief gebruikt (4 bits, 16 standen). Dit signaal kan gelezen en verwerkt worden door de computer. Bij actief gebruik van de computer zal deze ervoor zorgen dat het binnenkomende 4-bits signaal verwerkt wordt en weer, eventueel aangepast, naar buiten wordt gestuurd. Hiervoor zijn in totaal 3 PCI parallelpoortkaarten geplaatst om deze acties te kunnen uitvoeren. Als de computer niet actief is of uit staat, zorgt de 7408 AND port voor het “overbruggen” van de computer zodat er direct gereden kan worden.
De 4-bits uitgangssignalen van de ADC0804 / dan wel computer worden aan twee analoge multiplexers 4067 aangeboden. Tussen de corresponderende uitgangen van de 4067 zitten diode/weerstandsbruggen. Afhankelijk van de 4 bits wordt een diode/weerstandsbrug verbonden aan een timer NE555. Deze diode/weerstandsbrug bepaald de puls/pauzeduur van het BPM-signaal wat door de NE555 wordt opgewekt. Dit BPM-signaal stuurt een optocoupler aan die op zijn beurt weer een BUZ11 aanstuurt. De BUZ11 zorgt voor de rijspanning van de trein.
De optocoupler is noodzakelijk om een betrouwbare scheiding te krijgen tussen rijspanning en voeding van de elektronica.
 |
 |
 |