LicHt, de aansluitingen

Onderstaande afbeelding laat schematisch zien hoe alle onderdelen, waaruit het LicHt-systeem, bestaat kunnen worden aangesloten.
Klik op de afbeelding voor een PDF bestand.

Alle aansluitingen, naam, functie en betekenis

• DCC-in Digitale aansluiting, railsignaal. LicHt is een DCC decoder en kan hiermee worden aangesloten op de digitale centrale.

• Din Data-in, een pixel ontvangt op deze aansluiting het stuursignaal.

• Do Data-out, een pixel verzend met deze aansluiting het stuursignaal door naar de volgende pixel.

• FX het stuursignaal voor de 8 effect pixels.

• VL het stuursignaal voor de 40 verlichting pixels voor 120 verschillende leds

• DL het stuursignaal voor de 240 verschillende pixels in de dag/nacht verlichting.

• GND is de massa, minpool voor het hele systeem. Alle onderdelen hebben een GND aansluiting. Alle GND aansluitingen moeten met elkaar worden verbonden. De 'common ground'.

• 5V, VCC De voedingsspanning voor de pixels en aangesloten leds. Voor de voeding de pixels opdelen in groepen. 1 pixels gebruikt bij vol branden ongeveer een 50mA. Ohms wet leert ons dan dat we ongeveer een 20 pixels met 1A kunnen voeden. Met 6A ongeveer een 120pixels. De 5V aansluitingen van de verschillende benodigde adapters NOOIT met elkaar verbinden, alleen verbinden met de 5V van de pixels in de groep die door deze adapter van stroom moeten worden voorzien.

Aansluitingen van de LicHt-module

De shield zit met 28 pinnen gestoken op een arduino. Voor montage kunnen de arduino en de shield van elkaar af worden gehaald.
Op de shield rechts een aansluiting voor een voeding. Gebruik deze aansluiting voor de voeding of gebruik een adapter van 9V1A die met zijn aansluiting past op de dc-entree van de arduino.
Links op de shield een 6-delige schroefconnector. GND-FX-GND-VL-GND-DL. De stuursignalen voor de pixels.
Daaronder de DCC aansluiting.

Aansluitingen van een pixel

Pixels, ledstrips, ze zijn er in vele soorten en maten maar hebben altijd dezelfde aansluitingen.

• Di (din) staat voor data in. Aansluiting voor het inkomende stuursignaal.

• Do staat voor data out. Aansluiting van het uitgaande stuursignaal naar de volgende pixel.

• 5v ook wel hier en daar VCC genoemd. De aansluiting voor de positieve voedingsspanning. Beste is de pixels opdelen in groepen en iedere groep zijn eigen voeding. (adapter). Reken voor een pixel met ongeveer 50mA. De 5V van de groepen NOOIT met elkaar verbinden. De GND wel verbinden.

• GND De massa. Het systeem werkt met een 'common ground'. Alle GND van de pixels, adapters en LicHt-module met elkaar doorverbinden.

Aansluiten van een voeding, adapter

De LicHt-module heeft een voedingsspanning nodig tussen de 7V en 12V. Een adapter van 9V bij 1A is een goede keus.
De GND, van de module wordt op de shield al verbonden met alle andere GND aansluitingen. Deze voeding is alleen voor de LicHt-module bedoeld.

De pixels hebben 5V nodig als voeding. Beste is meerdere 5V adapters te gebruiken die iedere hun eigen groep pixels van stroom te voorzien. De 5V van zo een adapter verbinden met alle 5V aansluitingen van de pixels in zo een groep. Beslist nooit de 5V van de adapters onderling verbinden. De GND (massa, minpool) van de adapters wel met elkaar verbinden en met alle andere GND aansluitingen in het systeem.

De adapters voor de voeding van de pixels moeten de energie leveren voor de verlichting en worden daarom erg warm tot heet. Zorg altijd voor voldoende koeling. Niet de adapters in gesloten behuizingen plaatsen.

Natuurlijk is het gebruik van 1 voeding voor alle pixels in theorie mogelijk, maar niet aan te raden.
Voor goed verlichten van een modelspoorbaan, zodat je echt een 'zonlicht-effect' krijgt, zijn een 60pixels per m2 nodig. Een baan van 2 bij 4 meter, 8m2 wordt dan 480pixels. Te verdelen over twee 'lijnen' van 240 pixels. 480x50mA = 24 Ampere =120Watt led licht.

24 Ampere voedingen aan 5V zijn peperduur, onhandelbaar door de dikke minimaal 2,5mm2 draden en onveilig (brandgevaar!).
Daarom mijn advies: Doe dit gewoon niet! en gebruik adapters, voedingen max. tot 6 ampere. In het bovenstaande voorbeeld heb je er dan 4 nodig.

Aansluiten van een WS281xx smartled enkele pixel

Je hebt ze in alle soorten en maten, op de beurs heb ik altijd mee, de vierkant 5x5mm mini smartled gemonteerd op een koelplaat en smartleds in 'led-vorm' van 5mm met 4 pootjes. Eerstgenoemde op de achterkant van de koelplaat 6 soldeer eilandjes 2x 5V 2XGND een Din en een DO.

De 'ledvorm' smartled heeft een vlak kantje draad daarnaast is de DO, links daarnaast het langste pootje is de GND, dan volgt de 5V en draad aan de linkerkant is de Din.

Aansluiten van een WS2811 chip

Het kleine printje van 12x9mm. Met het Ic naar boven de ronde aansluitingen rechts en de rechthoekige aansluitingen links.
Links boven, aan de voorkant EN de achterkant van het printje is de GND.
Links midden op de voorkant van het printje is de Do aansluiting, links midden op de achterkant van het printje is de Di aansluiting.
Links onder, voor- en achterkant van het printje is de 5V.

Rechts boven 'R' is de cathode voor de R-led. R staat wel voor rood, maar meestal sluiten we voor huisverlichting overal witte leds op aan.
Daaronder de 5V. Daaronder de G-led. Groen dus. En de onderste is de aansluiting voor de cathode van de b(lauwe) led.
De anodes van alle drie de leds op de 5V aansluiten.

Aansluiten van een WSboard

Omdat die bovenstaande printjes best wel klein zijn, heb ik een printje gemaakt met een beter handelbaar formaat. Hierop 3 van die WS2811 chips. Waarmee tot 9 leds kunnen worden aangesloten. Alle aansluitingen zijn duidelijk gelabeld. De cathodes van de leds komen op de R1~B3 aansluitingen, de anodes van alle leds bij elkaar op de 5V. Nergens serieweerstanden gebruiken.*
Voorzien is in meerder 5V soldeer eilanden. Ook de inzet van een distribution kan handig zijn.
Op de soldeer eiland kunnen ook tot 6 driedelige schroefconnectors worden gesoldeerd om de draden in te klemmen.
Op verzoek kan ik de WSboards voorzien van deze connectors. Op de beurs heb ik normaal alleen de 'kale' mee.

*Parallel weerstanden over de led kunnen wel om de stroomsterkte door de led en daarmee de lichtsterkte te verlagen.

Aansluiten van de ledstrips van 4M en 120 pixels

De ledstrips zijn voorzien van JST 3pins connectors. Op de beurs heb ik altijd extra connector sets mee. Voor 120 pixels is een adapter van 6 ampere een goede waarde. Hoe meer verschillende pixels hoe mooier de dag en nacht simulatie verloopt. Vooral om een geloofwaardige schemering te simuleren zijn heel veel pixels nodig. Bij voorkeur dus de max. 240 pixels gebruiken. Beide strips hun eigen 6A voeding dus de 5V tussen de strips verwijderen. Om de 30 pixels een extra aansluiting maken naar de 5V en GND om alle pixels voldoende voeding te geven. Ook hier is de distribution heel erg goed in te zetten.
De pixels lopen van 0~139 van Oost naar West. Zorg dus dat hoe lager het pixel nummer hoe meer naar het 'Oosten' van je modelbaan, hoe hoger het pixelnummer hoe meer naar het Westen. De zon komt op vaak met spectaculaire kleuren in het oosten en gaat onder in het westen.
Pas het aantal pixels aan in de instellingen als je minder pixels gebruikt.

Welk draad te gebruiken

De verbindingen voor de stuursignalen, FX, VL,DL Din en Do kunnen gemaakt worden met gewoon dun 'modelspoor' draad zijn. Dikte maakt niet uit.

Gebouwen op de baan hebben vaak maar 1 (3 leds) tot max. 4 pixels (12 leds). De slingers, het aantal pixels in een groepje huizen is ook in de praktijk meestal niet groot dus kunnen gebouwen en straatverlichting aangesloten worden met gewoon 3-aderig 'modelspoor' draad. Zorg dat een pixel nooit meer dan 15 pixels verwijderd is van de 5V voeding aansluiting. Lange 'slingers' van pixels om de 30 pixels met een extra 'dikkere' draad naar de 5V en GND van de adapter of centraal voedingspunt van deze groep pixels verbinden.

De verbindingen voor de GND en 5V naar de dag/nacht pixels is een ander verhaal. Een led gebruikt dan wel heel klein beetje stroom, maar een heleboel van die kleine beetjes wordt toch al snel een heleboel. Vooral op de plekken waar dit 'bij elkaar' komt, zoals de 5V en GND aansluitingen bij de adapters is dit echt een issue. Een goede waarde bij gebruik van 6A adapters is 0,75mm2. Als flexibel stroomsnoer te koop. Maar dikker mag ook.

Om precies uit te rekenen hoeveel stroom er door een specifiek stukje draad gaat is een complexe berekening. In de praktijk herken je te dunne verbindingen omdat de pixels bij 'full-out' branden niet echt wit en fel zijn. Vooral bij lange slingers ledstrips of pixels treed dit verschijnsel snel op, de eerste pixels branden mooi fel maar de laatste in de rij geven alleen nog maar een zwak beetje licht. Dit is op te lossen door de ledstrips of slingers van pixels op meerdere plekken, om de 30 pixels, met dikker draad aan te sluiten direct op de 5V en GND van de adapter of centraal voedingspunt, stroomverdeler zoals distribution, van deze groep pixels.