RGBW LEDstrip besturing met LocoNet en DCC
Een beetje modelbaan kan niet zonder fatsoenlijke verlichting. Vaak worden daar RGBW LEDstrips voor gebruikt. Het leuke van zulke strips is dat ze verschillende kleuren licht kunnen weergeven. Daarmee kun je mooie effecten aan je model toevoegen. Bijvoorbeeld de opkomende zon, de avondschemer en een blauwige nacht. Je kunt het zelfs laten onweren en nog veel meer.
Om de LEDstrips te bedienen heb je een LEDstrip controller nodig. Bij de strips kun je vaak een afstandsbediening kopen. Dat is heel leuk om verschillende kleurtjes te kiezen, maar voor een modelbaan is het niet echt handig. Het liefst bedien je de LEDstrips natuurlijk via je digitale centrale. Daarom heb ik een LEDstrip controller in elkaar geprutst die LocoNet en DCC begrijpt. En die kun je makkelijk nabouwen.
Dit zelfbouw project is er in twee versies: voor de Arduino Uno en voor de Arduino Nano. Afgezien van de maat zijn ze zo goed als gelijk. Voor dit project gebruiken we versie R3, niet de nieuwere R4. Dat heeft te maken met de beschikbaarheid van de LocoNet bibliotheek. Een originele Arduino kost rond de 25 euro. Maar een net zo prima Chinese kloon heb je al vanaf een euro of 3, 4.
De kleine NANO komt op de print. Hoe hij erop moet, kun je op de print zien. De grotere UNO komt onder de print. Het aantal pinnetjes is links en rechts anders, dus hij past maar op een manier. De officiële UNO en de meeste klonen met een hele dikke USB aansluiting. De metalen knobbel geeft kortsluiting. Het metaal moet je isoleren met tape of de print hoger monteren met een extra setje headers. Er zijn ook klonen met een kleine USB connector en dan heb je dat probleem niet.
Als je naar het schema van de print kijkt, zie je een paar blokken. Het eerste blok is de voeding. Zolang de Arduino aan de computer zit, krijgt hij spanning via de USB kabel. Als je de controller in gebruik neemt, plaats je een jumper en komt de spanning van LocoNet of van de LEDstrip voeding. De schakeling maakt daar een mooie 9 Volt spanning van, waar de Arduino dan zelf weer 5 Volt van maakt.
Het tweede blok is de LocoNet interface. De schakeling maakt de binnenkomende signalen geschikt voor de Arduino en stuurt de uitgaande signalen het LocoNet op. Dit is een standaard schema dat veel bij Arduino projecten wordt gebruikt. Dan komen we bij de DCC interface terecht. Het schakelingetje is niet veel meer dan een optocoupler die de data van de rails doorgeeft zonder de Arduino aan de veel te hoge railspanning te hangen. Ook dit is een standaard schema.
Tenslotte hebben we een blok met vier MOSFET transistoren om de LEDs aan te sturen. Eentje voor rood, groen, blauw en wit. Met een controle LEDje erbij, zodat je ook zonder LEDstrip ziet wat gebeurt. De vijfde LED is een statusLED die gaat branden als de Arduino bezig is om een overgang van de ene lichtstand naar de andere uit te voeren. De print heeft connectoren voor RGB en witte LEDstrips, maar je kunt net zo goed gecombineerde RGBW LEDstrips aansluiten; je gebruikt dan slechts een van beide +-en.
Hoewel de MOSFETS hoge vermogens kunnen verwerken, zit er wel een grens aan de stroom door de print. En die grens ligt ergens bij 8A-10A totaal, wat neerkomt op 100-120 Watt bij 12V strips en 200-240 Watt bij 24V strips. Bij stevige vermogens kunnen de twee grote diodes heet worden. Let daar op als je de grenzen opzoekt. Neem ze desnoods een maatje groter of monteer ze iets hoger voor meer koeling.
| Onderdelen | ||
| Aantal | Omschrijving | Reichelt # |
| 7 | Weerstand 330 Ohm | 1/4W 330 |
| 4 | Weerstand 1 kilo Ohm | 1/4W 1,0K |
| 1 | Weerstand 4,7 kilo Ohm | 1/4W 4,7K |
| 2 | Weerstand 10 kilo Ohm | 1/4W 10K |
| 1 | Weerstand 27 kilo Ohm | 1/4W 27K |
| 1 | Weerstand 39 kilo Ohm | 1/4W 39K |
| 1 | Weerstand 47 kilo Ohm | 1/4W 47K |
| 1 | Weerstand 150 kilo Ohm | 1/4W 150K |
| 1 | Weerstand 240 kilo Ohm | 1/4W 240K |
| 1 | Condensator 1000 µF 25 V (rad) | RD1E108M10020180 |
| 1 | Condensator 10 µF 25 V (rad) | KS-A 10U 16 |
| 2 | Condensator 100 nF | Z5U-2,5 100N |
| 3 | Diode 1N4004 | 1N 4004 DIO |
| 1 | Diode 1N4148 | 1N 4148 |
| 2 | Diode 6A | P 600B |
| 2 | LED rood 3 mm | LED 3MM RT |
| 1 | LED groen 3 mm | LED 3MM GN |
| 1 | LED blauw 3 mm | LED 3MM BL |
| 1 | LED wit 3 mm | LED EL 3-2850KW |
| 1 | Transistor 2N3904 | 2N 3904 |
| 4 | MOSFET IRLB8721 | IRLB 8721 |
| 1 | Spanningsregelaar 7809 | µA 7809 |
| 1 | LM393N | LM 393 DIP |
| 1 | 6N137 | 6N 137 |
| 2 | IC voetje 8 pins | GS 8 |
| 2 | RJ12 (6p6c) | MEBP 6-6S |
| 5 | Schroefconnector 2 polig, RM 5,08 | AKL 101-02 |
| 1 | 1 x 36 header | SL 1X36G 2,54 |
| 2 | 1 x 16 female header (alleen Nano versie) | MPE 094-1-016 |
| 1 | Stackable shield headers (alleen Uno versie) | Webshop Magica Miniatura |
| 1 | Jumper | JUMPER 2,54GL RT |
| 1 | Arduino Uno/Nano R3 | |
Nadat je de printplaat hebt gebouwd, installeer je de Arduino ontwikkelomgeving van de Arduino website om de Arduino te programmeren. Je kunt mijn Arduino sketch downloaden en gebruiken. Daarbij moet je via de library manager eerst de bibliotheken Loconet en NMRADCC installeren. Je vindt de library manager in de balk aan de linkerkant van het venster.
De controller werkt net als een willekeurige sein- of wisseldecoder: je stuurt een rood of goen commando naar een adres. In de sketch wordt aangegeven welk commando wat doet. Het basisadres kun je een paar regels lager instellen in de code. Standaard staat dit op 101.
Let op bij de Roco Multimaus: de adressen zijn 4 verschoven (dit geldt voor alle decoders die je met de muis aanstuurt). Als het basisadres is ingesteld op 101, kies je op de Multimaus adres 105.
Belangrijk: dit is een hobbyproject om zelf te bouwen en te experimenteren, geen door-en-door getest perfect product. Bouwen en gebruik is op eigen risico.
De onderdelen bestel je zelf bij Reichelt. Hier is de complete onderdelenlijst bij Reichelt.
De printplaten zijn te koop in de shop van Magica Miniatura.
2024