Leds aansluiten op een functiedecoder: Welke weerstand heb je nodig?
Je bent lekker aan het bouwen aan je modelspoorbaan en wilt die saaie gloeilampjes in je loc vervangen door heldere, zuinige LEDs.
Of je wilt nette seinlichtjes op je baan. Maar dan komt die ene, cruciale vraag: welke weerstand heb je eigenlijk nodig om die LED niet meteen te laten fikken? Geen paniek.
Het is een kwestie van simpele rekenen en weten waar je op moet letten. Laten we het stap voor stap uitzoeken, zodat jij straks met vertrouwen aan de slag kunt.
Feiten: de basis van LED en weerstand
Een LED is eigenlijk een heel klein, kwetsbaar lampje dat maar één richting op stroom doorlaat. Sluit je hem rechtstreeks op de spanning van je decoder (zo'n 14-15 volt) aan, dan vliegt hij direct in de fik.
Dat wil je niet. Daarom zet je er altijd een weerstand in serie mee. Die weerstand beperkt de stroom tot een veilige waarde, meestal rond de 10 milliampère (mA) voor een standaard modelspoor-LED.
Het principe is simpel: de weerstand 'pakt' de overtollige spanning op. De formule die je nodig hebt is: Weerstand (R) = (Voedingsspanning - LED-spanning) / Gewenste stroom.
Voor een typische decoderuitgang van 15 volt en een LED met een doorsneespanning van zo'n 2 volt, bij 10 mA stroom, kom je uit op: (15V - 2V) / 0,010A = 1300 ohm. In de praktijk kies je de dichtstbijzijnde standaardwaarde: 1,5 kΩ (1500 ohm). Dat is veilig en geeft mooi licht.
Loc lampjes door leds vervangen?
Bij het vervangen van loclampjes kom je vaak een specifiek probleem tegen: veel decoders, zoals de populaire DR4018, hebben een gemeenschappelijke plus. Dat betekent dat de pluspool van alle functie-uitgangen met elkaar verbonden is.
Maar de meeste originele gloeilampjes in een loc zijn aangesloten met een gemeenschappelijke min.
Die twee systemen werken niet zomaar samen. Je kunt dan niet simpelweg een LED met weerstand aansluiten. Je hebt een kleine ombouw nodig. De oplossing is een PNP-transistor, zoals de BC557, of een P-channel MOSFET.
Deze componenten zetten het signaal van de decoder (gemeenschappelijke plus) om naar wat je loc nodig heeft (gemeenschappelijke min). Voor de basis van de BC557 zet je een weerstand van 12 kΩ, en voor de gate van een MOSFET een van 10 kΩ. Zo is je loc weer klaar voor de toekomst met heldere LEDs.
Tips: zo voorkom je fouten
Het grootste gevaar bij meerdere LEDs is luiheid. Het is verleidelijk om één weerstand in de gemeenschappelijke kathode-lijn (de min-draad) te zetten als je bijvoorbeeld twee frontlichten tegelijk laat branden. Niet doen!
Als je dat doet, verdeelt de stroom zich ongelijk over de LEDs. De ene wordt feller dan de ander, en als er één kapotgaat, krijgt de andere de volle laag. Plaats altijd weerstand per LED, in de anode-lijn (de plus-draad).
Zo is elke LED beschermd. Een andere handige tip: besteed een paar euro aan een assortiment weerstanden.
Je hebt ze nodig van 1 kΩ tot 2,2 kΩ voor de meeste toepassingen. En mocht je echt veel functies willen aansturen, kijk dan naar een speciale driver-IC zoals de UDN2981. Dat is een chip met acht ingebouwde drivers, die het werk voor je doet en je decoder beschermt.
Tip: Test je LED-circuit altijd even op je werkbank met een losse voeding voordat je het in je dure loc inbouwt. Een foutje is dan snel en goedkoop opgelost.
Veelgemaakte fouten vermijden
De meest gemaakte fout is dus die ene weerstand voor meerdere LEDs.
Maar er is meer. Gebruik nooit een te kleine weerstand. Een 470 Ω weerstand op 15V geeft al snel 25 mA door je LED – dat is te veel en verkort de levensduur drastisch.
Blijf bij die 1,5 kΩ voor een veilige 10 mA. Wil je ook een ESU PowerPack Mini aansluiten? Let dan ook op de poolrichting.
Een LED werkt maar één kant op. De langste poot (anode) gaat naar de plus-kant van de weerstand, de kortste (kathode) naar de min.
Verkeerd om doet hij het gewoon niet, en je decoder kan er in sommige gevallen zelfs schade van ondervinden. Dubbelchecken dus.
Praktisch aan de slag
Je hebt nu de kennis. Voor een standaard klusje – één LED op een decoderuitgang – heb je nodig: een LED, een 1,5 kΩ weerstand, en soldeergerei. Wil je een rookgenerator op je digitale decoder aansluiten? Dat vereist wat extra aandacht.
Kosten: hooguit een paar dubbeltjes. Voor het ombouwen van een loc met gemeenschappelijke min naar een decoder met gemeenschappelijke plus, bestel je naast de weerstanden en LEDs een BC557-transistor of een vergelijkbare P-channel MOSFET. Wil je flikkerende verlichting in treinen oplossen met een buffercondensator? Deze componenten zijn overal te koop.
In Nederland kijk je op de bekende modelspoorwebshops of bij elektronicazaken. Op forums als BeneluxSpoor.net of het N-Spoorforum vind je altijd wel iemand die je specifieke vraag kan beantwoorden.
Begin klein, meet alles even na, en voor je het weet verlicht jouw baan professioneel en veilig. Succes met bouwen!