• Ten serwis używa "ciasteczek" (cookies). Korzystając z niego, wyrażasz zgodę na użycie plików cookies. Learn more.
  • Szanowny Użytkowniku, serwisy w domenie modelarstwo.info wykorzystują pliki cookie by ułatwić korzystanie z naszych serwisów. Jeśli nie chcesz, by pliki cookies były zapisywane na Twoim dysku zmień ustawienia swojej przeglądarki.

Wyjścia funkcyjne dekodera

Blue

Użytkownik
Reakcje
30 1 0
#1
Po długiej przerwie rozpoczynam kolejny samouczek, a Jaśnie Oświecone Moderatorstwo proszę o "przyklejenie".


1. Wstęp

Wyjście funkcyjne dekodera DCC służy do sterowania światłami lub innymi akcesoriami umieszczonymi w modelu, np. generatorem dymu. Tradycyjnie dekodery są wyposażone w 2..4 wyjść funkcyjnych – dwa do sterowania podstawowymi światłami lokomotywy, pozostałe do innych celów, określonych przez użytkownika. Wyjścia te załączają na dołączonych do nich odbiornikach napięcie zbliżone do panującego w torach, a maksymalne możliwe natężenie prądu określone przez producenta zawiera się w granicach od 100 mA do 1 A.
Nowsze, bardziej rozbudowane modele dekoderów mogą być wyposażone w więcej wyjść, przy czym mogą one być zrealizowane w dekoderze na dwa sposoby, jako tradycyjne – wysokonapięciowe i wysokoprądowe oraz (te o wyższych numerach) jako tzw. logiczne – dające napięcie do 5 V i natężenie prądu do kilkunastu mA. Wyjścia logiczne mogą być używane do sterowania pojedynczych diod świecących lub do sterowania zewnętrznych wzmacniaczy sterujących odbiornikami wysokoprądowymi. O wyjściach logicznych napiszę więcej w dalszej części samouczka.


2. Wyjścia „zwykłe”

Schemat wyjścia „zwykłego” jest pokazany na rysunkach poniżej. Odbiornik (np. żarówki świateł) jest włączony pomiędzy wyjście i wspólny dla wszystkich wyjść biegun dodatni. Napięcie panujące na wyjściu w stanie włączenia jest równe napięciu w torach pomniejszonemu o spadek napięcia na prostowniku zawartym w dekoderze. Prostownik ten służy do zasilania całego dekodera i silnika. Jest on zwykle zrealizowany przy użyciu diod Schottky'ego o niskim napięciu przewodzenia i spadek napięcia na nim wynosi ok. 1 V. W amatorskich konstrukcjach dekoderów często spotyka się prostowniki zbudowane ze zwykłych diod krzemowych, które mają dwie istotne wady: zwiększają obciążenie wzmacniacza DCC („boostera”) oraz – wskutek większego spadku napięcia – wydzielają więcej ciepła. Spadek napięcia na takim prostowniku wynosi od 1.4 do ok. 2 V.

W dekoderach dla mniejszych skal, wyposażonych w złącze 6-stykowe, wspólny biegun dodatni nie jest wyprowadzony na złączu. W takim przypadku często odbiornik jest włączony pomiędzy wyjście dekodera i jeden z przewodów odbierających prąd z szyn. Rozwiązanie takie z wielu ważnych względów nie jest zalecane przez standard DCC i należy go unikać. Przy takim podłączeniu prąd płynie przez odbiorniki podłączone do wejść funkcyjnych przez ok. 1/2 czasu, czyli światła świecą słabiej, a przy braku sygnału DCC (np. przy sterowaniu analogowym) – świecą mocno lub wcale, w zależności od tego, z którą szyną są połączone.

Jako element załączający wyjście w dekoderze jest używany tranzystor bipolarny npn lub tranzystor NMOS. Tranzystory npn używane w dekoderach są to tzw. „tranzystory cyfrowe”, z wbudowanymi rezystorami. Ich zastosowanie umożliwia zmniejszenie liczby elementów dekodera (bo nie wymagają one zewnętrznych rezystorów). Tranzystory te nie są jednak zbyt popularne w handlu i w przypadku konieczności wymiany ich zakup może okazać się trudny. Tranzystor npn w stanie włączenia w nasyceniu (a tak właśnie pracuje w dekoderze) charakteryzuje się spadkiem napięcia ok. 0.3 V, a więc wydziela on pewną moc, zależną od natężenia prądu obciążenia, w postaci ciepła.
Tranzystory NMOS działają w dekoderze jak wyłączniki. W stanie włączenia tranzystor NMOS zachowuje się jak rezystor. Rezystancja w stanie włączenia zależy od typu tranzystora i waha się od pojedynczych miliOhmów (nowsze typy) do kilku Ohmów. Jeżeli w dekoderze użyto tranzystora o małej rezystancji lub natężenie prądu wyjściowego jest niewielkie (do ok. 200 mA), to nie będzie się on grzał wcale. Te o większej rezystancji, np. popularne BSS138, przy większych natężeniach prądu, rzędu kilkuset mA, grzeją się podobnie do typowych npn. Nowsze modele NMOS, o rezystancji w stanie przewodzenia nie przekraczającej kilkudziesięciu miliOhmów, pozostają całkiem zimne, niezależnie od natężenia prądu.

Dekodery umożliwiają zwykle sterowanie energią dostarczaną do wyjścia funkcyjnego przez modulację współczynnika wypełnienia. W ten sposób zmieniając wartość CV można sterować jasnością świateł. Odbiornik jest w takim przypadku zasilany przebiegiem prostokątnym – prąd płynący przez odbiornik jest załączany i wyłączany kilkaset lub kilka tysięcy razy na sekundę. Przy takim sterowaniu stopień wyjściowy dekodera z tranzystorem NMOS, do którego dołączono odbiornik inny niż LED, będzie się grzał, bo podczas włączania i wyłączania na tranzystorze tym będzie wydzielane ciepło. Stopień wyjściowy z tranzystorem bipolarnym nie grzeje się podczas włączania i wyłączania, za to grzeje się wskutek przepływu prądu w stanie włączenia. Jak widać oba rozwiązania mają swoje wady, chociaż to z NMOS jest zdecydowania lepsze.
 

Załączniki

OP
OP
B

Blue

Użytkownik
Reakcje
30 1 0
#2
3. Podłączenie odbiornika o niewielkiej mocy (np. świateł)

Podłączając obciążenie do wyjścia funkcyjnego należy zwrócić uwagę na kierunek przepływu prądu oraz maksymalne natężenie prądu. Kierunek podłączenia jest istotny w przypadku LED lub układów elektronicznych; dla żarówek jest bez znaczenia, a w przypadku silników (np. wentylatorów) wpływa jedynie na kierunek obrotów.
Diody świecące podłączamy do wyjścia funkcyjnego zawsze przez rezystor (ale o tym już pisałem obszernie gdzie indziej). Niestety do określenia właściwego kierunku podłączenia diod nie można użyć metody prób i błędów, bo błąd z dużym prawdopodobieństwem spowoduje uszkodzenie diody. Anodę diody podłączamy do niebieskiego przewodu (kto wymyśli, że niebieski, to biegun dodatni?!...), a katodę przez rezystor łączymy z wyjściem dekodera. (Elektronom wszystko jedno, rezystor może być pomiędzy anodą i plusem, ale tak będzie bardziej elegancko.) Możemy połączyć szeregowo do trzech diod białych, niebieskich lub zielonych albo do czterech czerwonych, pomarańczowych lub żółtych.
Do wyjścia dekodera możemy podłączyć żarówkę lub 2..3 żarówek połączone równolegle, o ile mogą one być zasilane napięciem 14..16V, bo taka jest typowa wartość napięcia zasilania w systemie DCC. Żarówki 12 V będą świeciły nieco za jasno i mogą łatwo ulegać uszkodzeniom. możemy również podłączyć kilka szeregowo połączonych żarówek niskonapięciowych, pamiętając o odpowiednim rezystorze szeregowym, podobnie jak dla diod.
 
Autor wątku Podobne wątki Forum Odpowiedzi Data
DCC 5
DCC 4
DCC 8
DCC 9
M
DCC 2

Podobne wątki