DC Zapojení analogových lokomotiv

<small>Z ZababaWiki</small>

Klasika - zapojení od vzniku elektrických modelů vláčků.

Připojíme-li ke kolejím stejnosměrné napájení, motorek se začne otáčet a lokomotiva se rozjede jedním směrem. Poznámka : Neuvažujeme zde také dříve používané zapojení se střídavým proudem, byť předešlé schema to neříká. Střídavý proud používaly především tříkolejnicové systémy např. Märklin či Trix.

Připojíme-li ke kolejím stejnosměrné napětí opačné polarity, vozidlo se rozjede na druhou stranu.

Pro předcházející obrázky jsem použil jisté zjednodušení. V modelech je motor zpravidla odrušen kondenzátorem a tlumivkami.

V nejnovějších modelech jsou také tlumivky nahrazovány odpory cca 1 Ohm či jsou dokonce vynechány - to souvisí s případnou možností digitalizace. Motory jsou ve všech modelech zapojeny podobně a není na tom z hlediska elektrotechnického nic složitého.

Často jsou ovšem méně zkušení modeláři bezradní, pokud se mají zapojit světla. Pro snadnější orientaci už na dalších schematech nebude nakreslen motor, ale jen zapojení světel. Následující zapojení se objevilo v modelech již v 70. letech.

S masivním nástupem polovodičové techniky na konci 70. let se začaly polovodiče a zejména svítivé diody LED používat i v modelářské technice a i v modelech vozidel. Žárovky pak byly nahrazeny LED diodami.

Zde je však zapojení trochu zjednodušeno - chybí ochranný prvek chránící LED při přepólování. LED je především dioda a svítí pouze při správné polaritě (propustný směr), ale nedokáže odolávat velkému napětí při napětí opačném (závěrný směr). Katalogy udávají zpravidla maximální velikost závěrného napětí jen 5V!! Proto je zejména v analogových zapojeních potřeba k ní přidat klasickou usměrňovací diodu.To je důvod, proč je na obrázku velký vykřičník. Jak takovou LED chránit, je schematicky naznačeno na následujícím obrázku.

• A – Dioda v sérii – zde přidaná usměrňovací dioda přebírá většinu závěrného napětí místo LED
• B - Dioda antiparalelně – zde dioda nedovolí, aby na LED v závěrném směru bylo větší napětí, než je úbytek napětí na usměrňovací diodě v propustném směru, tedy cca 0,7 V.
• C - Je obdobou B – zde je ovšem nahrazena usměrňovací dioda LED diodou . To je výhodné v případě, že se přepíná barva světel nebo světla v jiném směru.

Protože je LED dioda polovodičovou součástkou (tedy nikoliv klasická žárovka na určité napětí), musí mít v serii předřadný odpor omezující maximální proud, protože při jejím rozsvícení je na ní téměř konstantní napětí. Porovnání vlastností žárovek a LED je nejlépe vysvětleno v článku Joži Kisse.

Pro obě zapojení s diodou v serii i antiparalelně platí, že je nutné vycházet z katalogových udajů k LED. V žádném případě by se neměly překračovat její mezní hodnoty, zejména proud. Pro výpočet doporučuji vzít

Napětí v propustném směru LED při jmenovitém proudu lze orientačně uvažovat:

• červená 1,6V
• žlutá 2,0V
• zelená 2,1V
• modrá a bílá 3,3V

Ale i v rámci jedné barvy může být v závislosti na technologii a parametrech diody rozptyl větší jak 0,5V.

Zde je doporučení od Štěpána Huška - raději dát na začátek odpor rezistoru větší a podle svítivosti nebo změřeného úbytku odpor zmenšovat a nastavit na míru. Napětí v propustném směru usměrňovací diody takový rozptyl nemá. Lze tedy počítat s obecně uznávaným průměrem 0,7 V.

Jedno z možných zapojení LED v modelu je na následujících obrázcích.

Pro snadnější představu ještě ukáži obrázky skříňové lokomotivy, které odpovídají předchozímu schematu.

Dalším rozvojem technologie LED se objevily tak zvané duální LED, kde v jednom pouzdře jsou LED různé barvy v našem případě červené a žluté.

Výrobci vyrábějí dvoubarevné LED v těchto zapojeních

• A - se společnou katodou – nejsnáze dostupné v maloobchodě
• B - se společnou anodou – nejhůře dostupné v maloobchodě *
• C – dvoupólové – celkem dostupné i v maloobchodě
• poznámka: tohle pouzdro je ovšem výhodné při digitalizaci

V analogových modelech lze pak s výhodou použít posledně jmenované typu C. Nebo ostatní zapojení A i B upravit tak, aby LED svítila na obě polarity, buď červeně, nebo žlutě.

Tyto LED se s výhodou dají použít v modelech lokomotiv, které mají dvojitá světla, tedy svítí jak červeně, tak žlutě.

Schématu odpovídá zapojení modelu skříňové lokomotivy se světly, která svítí oběma barvami.