De 'Leistungsstufe' die fischertechnik vanaf 1981 zelf uitbracht inspireerde mij een universele printplaat met kortsluitvaste vermogensuitgangen te ontwikkelen. Dat ontwerp voegt stroombegrenzing met externe koeling op de achterzijde van de module toe. De 3D-geprinte behuizing is compatible met de klassieke elektronicamodules (de 'Silberlingen') van fischertechnik. De driver-printplaat (met twee of vier BD132 transistoren) biedt de mogelijkheid achterop een externe voeding aan te sluiten en vereist in principe alleen nog een stuurprint met bussen voor de in- en uitgangen. Compleet opgebouwd vormt één dergelijke ‘driver-Silberling’ een functioneel ‘solid-state’ alternatief voor twee klassieke fischertechnik 'Leistungsstufen' of vier relais-modules.
De (digitale) uitgangen van de met discrete elektronica opgebouwde ‘Silberlingen’ zijn niet bedoeld om direct lampen, motoren, enz. aan te sturen. Om deze reden wordt in de meeste bouwvoorbeelden met deze elektronicamodules, zoals in o.a. de fischertechnik Hobby4-boeken, de bekende RB I Relaisbaustein (36392) gebruikt om de uiteindelijke verbruiker te schakelen. Dit artikel, dat in beginsel uit twee delen bestaat, onderzoekt welke z.g. ‘solid-state’ alternatieven er zijn voor de fischertechnik relais-modules. Een voorwaarde bij de ontwikkeling van beide ‘nieuwe’ Silberlingen was dat deze zowel mechanisch als elektronisch compatible zijn met de traditionele modules zodat ze gemakkelijk in de bestaande bouwontwerpen gebruikt kunnen worden.
In de gevallen waar de contacten van een relais slechts als enkelvoudig maak- of verbreekcontact worden gebruikt kan het schakelen doorgaans ook met een halfgeleider, zoals een stroombegrensde transistor, worden overgenomen. In het vervolg van dit artikel wordt een zelfbouw Silberling met een dubbele z.g. ‘H-Bridge’ besproken. Hiermee is het ook mogelijk een relais te vervangen waarvan de contacten worden gebruikt om de draairichting van een motor te schakelen.
De eerder besproken universele driver-printplaat gebruik ik inmiddels onderin de behuizing van diverse, tot dusverre hier nog onbesproken gebleven, zelfbouw modules. De printplaat maakt het bijvoorbeeld indien gewenst mogelijk met CMOS technologie nagebouwde logische AND/NAND en OR/NOR module-varianten uit te breiden met ‘eigen’ driver-uitgangen zodat niet voor elke actuator (zoals bijvoorbeeld een eenvoudige controlelamp) direct een hele relaismodule vereist is.
Bij de hier besproken zelfbouwmodule wordt de printplaat ingezet om een universeel bruikbare module te bouwen die de relaismodule kan vervangen die in veel klassieke bouwontwerpen vereist is. Slechts één exemplaar van de hier besproken module is vervangt tot vier fischertechnik Relais Bausteinen (of twee LST Leistungsstufe Bausteinen).
Het ontwerp van de printplaat bovenin de Silberling-behuizing is erg eenvoudig en wordt hoofdzakelijk gebruikt om de bussen voor de 2,5mm fischertechnik stekkers te kunnen monteren. Hoewel ik voor veel zelfbouw-elektronicamodules in de ‘Silberlingen’-behuizingen inmiddels de Dupont experimenteerdraad aansluitingen op het deksel toepas, besloot ik voor deze module de reeds eerder besproken PTN2-10 bussen te gebruiken. Zodra deze bovenste printplaat van de ‘sandwich’ op zijn plaats gedrukt wordt, verbinden twee connector-rails op de printplaat de bussen met de respectievelijke in- en uitgangsbussen van de driverprint die onderin de modulebehuizing. Aan de uitgangszijde is nog voorzien in een viertal LED’s die de uitsturings-status van de individuele uitgangen aangeven.
De afbeelding hiernaast toont de nieuwe printplaat met de stekker-bussen en het nog te monteren deksel. Ook is de achterzijde van de module met de vier transistoren van de eerder besproken driver-printplaat zichtbaar. Op deze print zitten ook de twee JST-connectoren voor het optioneel aansluiten en doorlussen van een externe voedingbron. Deze optionele 12 volt spanningsingang wordt (over een Schottky diode) elektronisch samengevoegd met de werkspanning van de module die via de metalen strips aan de zijkant van de behuizing wordt aangeboden. De module ‘kiest’ dus zelf welke voedingsspanning hij gebruikt om de aangesloten verbruikers te voeden. Het aansluiten van een extra externe voedingsbron is dus niet noodzakelijk. De aangesloten verbruikers kunnen ook worden gevoed door de spanning die via de reguliere rode verbindingsclips wordt aangeboden. Ik printte tevens enkele isolerende grijze clips. Deze gebruik ik om de overbodige (of ongewenste) verbindingen tussen de modules netjes af te werken. Natuurlijk zijn deze ook nuttig als verschillende rijen modules met gescheiden stroomvoorziening moeten worden geïsoleerd.
Ik kon mijn ‘Quadruple Driver’-module meteen toepassen in enkele regelingen voor verkeerslichten. De getoonde regelingen kunnen stuk voor stuk ook volledig functioneel worden opgebouwd met de originele fischertechnik elektronicamodules. In dat opzicht voegt de hier besproken module dus geen nieuwe functionaliteit toe. Maar door toepassing van dergelijke driver-uitgangen kunnen tot wel vijf relaismodules per regeling worden bespaard. Het is in de praktijk erg prettig om ook bij de experimenten met de klassieke elektronicamodules dezelfde ‘solid-state’ schakelmogelijkheden te hebben die we inmiddels gewend zijn van de TXT-controller of andere moderne microcontrollers met driver-uitgangen.
