Hulpschakeling voor het omschakelen van de lokverlichting

In deze beschrijving gaan we uit van een rijspanning van 15 volt, maar de precieze waarde is niet zo belangrijk. Deze kan ergens tussen 12 en 18 Volt liggen.

We beschrijven eerst even de meest uitgebreide schakeling voor lampen aan voor -en achterzijde, waarbij de lampen met een pool gezamenlijk aan massa liggen. Bij veel loks is dit het geval en dit is de schakelingtechnisch meest lastige situatie:

lightswitch_full.gif
Zolang de schakeling spanningsloos is zijn de condensatoren C1 en C2 ontladen. Als bij het aantreden van de HF blokgolf de spanning eerst positief wordt laadt C1 op. Op de gate van TH1 komt hierdoor via de weerstanden R1/R2 een spanning te staan van ca 3,5V. TH1 wordt hierdoor getriggerd en gaat in geleiding. De spanning op de Kathode wordt dan ca 14V en de lamp V gaat branden. Als gevolg van het geleiden van TH1 voert deze ook op de gate een spanning van ca 14V. Gedurende de negatieve periode van de blokgolf wordt ook C2 opgeladen. Als gevolg van het geleiden van TH1 blijft de gate van TH1 echter op ca 14V. T1 spert (de basis van T1 wordt beschermd door diode D3) en T2 ook, dus lamp A blijft uit. Gedurende de negatieve periode ontlaadt C1 enigszins (enkele Volts), maar de spanning blijft groot genoeg om lamp V te laten branden en TH1 in geleiding te houden. Pas als na afloop van de blokgolf C1 geheel ontladen is stopt de stroom door lamp V en spert TH1. Omdat lamp V stroom gebruikt en lamp A niet, zal, na afloop van de blokgolf, C1 sneller ontladen dan C2. De spanning tussen R1 en R2 zal daardoor op een gegeven moment onder 0V komen, waardoor T1 gaat geleiden en daardoor T2. De lamp A voert daardoor even de lading van C2 af, maar dit zal veel te weinig zijn om de lamp te laten branden. Het laatste restje spanning van C2 zal door R6 worden afgevoerd, waarna de ruststand weer bereikt is.

Als bij het aantreden van de HF blokgolf de spanning eerst negatief wordt laadt C2 op. Via het weerstandsnetwerk R1/R2 en diode D3 komt daardoor een negatieve spanning op de basis van T1 te staan. Deze gaat geleiden. Daardoor geleidt ook T2 en gaat lamp A branden. Gedurende de positieve periode van de blokgolf laadt C1 op. De spanning aan de basis van T1 zal echter altijd negatief blijven (ook als de spanning over C2 als gevolg van het stroomverbuik van lamp A een paar Volt daalt). De spanning op de gate van TH1 blijft daardoor altijd -1,4V en deze zal niet ontsteken. Lamp V blijft uit. Na afloop van de blokgolf zal C2 ontladen. Op een gegeven moment zal dan toch TH1 ontsteken. Deze trekt dan via lamp V alsnog C1 geheel leeg. Het vermogen zal echter te gering zijn om lamp V te laten branden. Het laatste restje lading van C2 wordt afgevoerd via R6, waarna de rusttoestand weer is bereikt.

Hieronder zie je een opname van de 'lichtschakelaar' in z'n meest uitgebreide vorm in een BR64 van Fleischmann:

lightswitch_in_steamer.jpg


Heb je 2 lampen (voor/achter), maar kun je ze vrij aansluiten, dan kun je T2 en de weerstanden R4/R5 weglaten. Het is wel raadzaam T1 dan te vervangen door een bc327. Kan voldoende stroom leveren voor 2 lampen (koplampen achter + sluitlichten voor). Heb je maar 1 lampje van max 50mA, dan volstaat een bc557:

lightswitch_simpl.gif 

Wil je alleen koplampen achter schakelen (bv in de tender van een stoomlok) dan kun je gebruik maken van de volgende schakeling. De Thyristor zit nu aan de negatieve kant. Het weerstandsnetwerkje R2/R3 zorgt ervoor, in combinatie met T1, dat TH1 alleen ontstoken wordt als de negatieve periode het eerst verschijnt. Is de eerste periode positief dan is C1 al opgeladen en zal T1 nooit tot geleiding komen. Merk dat C2 nu aanzienlijk kleiner is, immers C1 hoeft geen stroom te leveren. De waarde van C1 is zo gekozen dat deze gedurende enkele periodes leegloopt via R2/R3:

lightswitch_neg.gif 

Wil je alleen koplampen voor schakelen (bv aan voorzijde van een stoomlok met losse tender) dan wordt het nog iets simpeler. De schakeling is eigenlijk alleen de bovenste helft van de volledige schakeling, aangezien je het negatieve deel hier niet nodig hebt, behalve C2 uiteraard. C2 is weer aanzienlijk kleiner omdat deze geen stroom hoeft te leveren aan lampen. Overigens zou ik de koplampen van een lok met losse tender niet schakelen. Een lok met sleeptender rijdt in principe alleen vooruit, behalve bij rangeren en in dat geval neem ik het voor lief dat de koplampen gewoon blijven branden en alleen de 'achterlichten' schakelen. Je kunt de schakeling echter ook gebruiken wanneer je alleen sluitverlichting wilt schakelen of wanneer je alleen achterlichten wilt schakelen waarbij de lampen niet aan massa liggen. Om eze reden kun je de schakeling toch vrij veel toepassen en het voordeel is: hij is lekker simpel:

lightswitch_pos.gif 

Tussen het eindigen en starten van de HF blokgolf moet enige tijd zitten om C1 en C2 voldoende te ontladen (ca 10 perioden van de HF blokgolf). Voor je DINAMO systeem betekent dit dat de lichtintensiteit instellingen 14 en 15 beter niet gebruikt kunnen worden. Bij instelling 13 (afhankelijk van de rijspanning) hebben je passagiers al zonnebrillen nodig, dus in de praktijk is dat niet echt een probleem.
Als de HF blokgolf voorafgegaan wordt door een normale PWM puls voor de motor verandert dit niets aan het principe. De eerste periode van de blokgolf is dan alleen flink wat langer. Zelfs als er helemaal geen HF blokgolf aanwezig is maar alleen een normale PWM rijpuls of zelfs op een gewone analoge baan werkt deze schakeling, alleen is de verlichtingssterkte dan wel afhankelijk van de rijsnelheid. Je "aangepaste" loks blijven dus gewoon bruikbaar op traditionele banen.