Hallo in die Runde!

Meine Suche im Forum blieb leider erfolglos, darum frage ich:
Wieviel Strom nehmen die Antriebe von Märklin-Weichen (C-Gleis, K-Gleis fest angebaut, K-Gleis nachgerüstet) auf, wenn man sie mit Wechselstrom speist?
Also die 74490 / 91 / 92 für C, die 7549 für K und die älteren Weichen 22xx mit fest angebautem Antrieb, versorgt mit 16 V 50 Hz (Märklin-Trafo oder vergleichbar).

Ich kann den Wert leider nicht messen, weil ich kein Gerät habe, das die Stromstärke in der kurzen Zeit (bis zur Endabschaltung) zuverlässig erfassen kann.
Und weil ich die Induktivitäten der Spulen nicht kenne, scheidet auch eine Berechnung aus.

Grund meiner Frage: Ich möchte meine Weichen-Antriebe mit AC speisen (keine magnetische Remanenz, geringere Belastung der Endabschaltung) und dabei elektronisch ansteuern, also über einen Triac.
Der soll seinerseits von einem Mikrocontroller (vermutlich Arduino) kontrolliert werden, also brauche ich eine galvanische Trennung - am besten einen der Opto-Triacs.
Auf welche Stromstärke muss ich die Schaltung auslegen?
(Mir ist klar, dass ich eine Zeitbegrenzung brauche, damit Antriebe ohne oder mit überbrückter Endabschaltung nicht durchbrennen.)

Vielen Dank für alle Tipps und Hinweise!
Jörg

Für die elektromagnetischen Weichenantriebe die Schaltung auf 1A auslegen sollte reichen, die Kurzzeitbelastung ist bei den üblichen Halbleitern ja eh grösser. Den Aufwand mit Triacs etc. kann man sich grundsätzlich sparen, ich habe noch keinerlei negative Erfahrungen bei der Ansteuerung mit Gleichstrom gemacht.

Hallo Jörg,

die alten Weichen mit festem Antrieb haben keine Endabschaltung, also solltest du da messen können.
Für eine grobe Abschätzung miss den Widerstand einer Spule und du kannst den Strom mit dem Ohmschen Gesetz ausrechnen - das sollte genau genug sein.

Viel Erfolg
Railstefan

Hallo Jörg
Durch den Induktiven Widerstand ist bei geglätteter Gleichpannung der Einschaltstrom infolge des induktiven Widerstandes geringer als der Dauerstrom nach erreichen der magnetischen Sättigung. Die Begrenzung für den Maximalstrom ist einzig der ohmsche Widerstand. Den kannst du messen.
Bei der Speisung mit Wechselspannung sieht es etwas anders aus, denn da ist immer der induktive Widerstand wirksam. Der Einschaltstrom ist damit unwesentlich und vernachlässigbar höher als der Dauerstrom. Damit kannst du den auch messen - allerdings nur den Effektivstrom. Wegen des frequenzbedingten Sinusverlaufes musst du für die Strompitzen diesen mit 1,4142 multiplizieren, falls notwendig.

Die üblichen gleichgerichteten Wechselspannungen ohne Glättung (Sinus-Halbwellen) verhalten sich je nach Induktivität und der Frequenz des Ausgangstromes irgend wo zwischen den beiden beschriebenen Verhaltensweisen

Die Beschreibung kann sicher fachlich weiter vertieft werden, aber so werden für den Frager einige notwendigen Kenntnisse vermittelt und er kann die Ausslegung seiner Schaltung nach dem ohmshen Widerstand und der Effektivspannung vornehmen.

Hallo,
Euch allen ein "Danke!" für die Antworten.

@Stahlblauberlin : Es gibt hier im Forum genug Beiträge über Probleme mit den Kontakten der Endabschaltung, dass ich jedes Risiko verringern möchte.
Typisch scheint mir, dass in den Threads sehr oft ein "mit AC läuft bei mir alles bestens" enthalten ist.
Und da mir grundsätzlich die galvanische Trennung zwischen Weichen-Versorgung und Arduino sinnvoll erscheint, habe ich die Wahl zwischen Optokopplern mit Transistoren (Darlingtons) bei DC-Speisung und Optokopplern mit Triacs bei AC-Speisung, da erkenne ich bisher keinen Mehraufwand durch AC.
Bei 1 A muss ich hinter den Opto-Triac noch einen stärkeren schalten (ähnlich Darlington bei Transistoren), weil die Opto-Triacs wohl nur bis 300 mA vertragen.

@Railstefan : Stimmt, die festen Antriebe kann ich messen. Ich traue mich aber nicht, Werte von einer Sorte Antriebe auf die anderen zu übertragen.
Der Spulen-Widerstand und das Ohmsche Gesetz bilden (in meinem Fall) nur eine obere Schranke für den Strom, im AC-Betrieb kommt noch die Impedanz durch die Induktivität der Spule dazu.
Aber danke für die Erinnerung, allein die obere Schranke ist ja schon hilfreich für mich.

@JoWild : Eine Messung der endabgeschalteten Antriebe scheitert an der kurzen Betriebszeit. Gleichrichtung und Glättung will ich vermeiden - beim Triac brauche ich den Nulldurchgang des Stroms, damit er abschaltet.
Ja, ich werde wohl bei einigen Antrieben den Widerstand messen und daraus die obere Schranke für den Strom bestimmen.

Mal sehen, wie schnell ich genug Messungen habe.

Frohe Ostern und Gute Fahrt!
Jörg

Hallo Jörg

die Idee den Strom bei Wechselspannung im Nulldurchgang abzuschalten, ist zunächst gut.
Nach meiner Meinung musst Du dann Sicherstellen das beim Abschalten die Endabschaltung noch nicht erreicht wurde.
Weil sonst der Strom schon über die Kontakte abgestellt wurde. Ich schalte meine Eigenbaudecoder mit Gleichstrom und ca. 100ms Stromimpuls.
Theoretisch ist dann vermutlich die Endschaltung noch nicht erreicht. Wenn ich das richtig verstehe, wird aber über die Spule eine Rückwärtsspannung erzeugt wenn das Magnetfeld abfällt.
Ob sich diese, auf die Endschalter negativ wirkt weiß ich nicht. Die Freilaufdioden sitzen im Decoder.
Ich habe von Elektrik nur wenig Ahnung, daher bin ich für jede fachliche Information dankbar.
Mein DCC Decoder:
https://bluethners.de/DCCProjekt/Zentral...ecoderPlus.html

Viele Grüße Martin

Hallo Jörg,

der Strom an einem C-Gleis-Weichenantrieb steigt, wenn man direkt mit DC einschaltet,
innerhalb 600µs (aufgrund der Induktvität) auf 1A an, und bleibt da dann ca. 15ms lang an,
bis ihn der Endschalter abschaltet mit allen Überspannungen, die dabei entstehen. Wenn
dein Triac also nach 2 Halbwellen abschaltet, hat der Endschalter wahrscheinlich schon
vorher den Strom abgedreht. Es kann aber auch sein, dass es gerade so passt. Da hilft nur,
das unter AC mit Graf Oszillo anzuschauen. Ich kenne nur das Verhalten bei 19VDC und
kann das auch mit Screenshots belegen.

Gruß est2fe

Zitat von Langsamfahrer im Beitrag #5

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Hallo,
....

@JoWild : Eine Messung der endabgeschalteten Antriebe scheitert an der kurzen Betriebszeit. Gleichrichtung und Glättung will ich vermeiden - beim Triac brauche ich den Nulldurchgang des Stroms, damit er abschaltet.
Ja, ich werde wohl bei einigen Antrieben den Widerstand messen und daraus die obere Schranke für den Strom bestimmen.

Mal sehen, wie schnell ich genug Messungen habe.

Frohe Ostern und Gute Fahrt!
Jörg

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Hallo Martin!

Zitat von Hobbyprog im Beitrag #6

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die Idee den Strom bei Wechselspannung im Nulldurchgang abzuschalten, ist zunächst gut.

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Zitat

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Nach meiner Meinung musst Du dann Sicherstellen das beim Abschalten die Endabschaltung noch nicht erreicht wurde.
Weil sonst der Strom schon über die Kontakte abgestellt wurde.

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Es wäre natürlich perfekt, wenn ich den Triac bei genau dem letzten Nulldurchgang vor der Endabschaltung abschalten könnte. Der Schwung des Ankers würde reichen, dass der die Endposition erreicht.
Dieser Moment ist aber nicht erkennbar, und auch eine Testreihe für die experimentelle Bestimmung der Einschaltdauer ist mir nicht zuverlässig genug - es kann immer Exemplar-Streuungen und Alterung bei den Antrieben geben.

Zitat

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Ich schalte meine Eigenbaudecoder mit Gleichstrom und ca. 100ms Stromimpuls.
Theoretisch ist dann vermutlich die Endschaltung noch nicht erreicht.

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Welche Antriebe benutzt Du?

Zitat

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Wenn ich das richtig verstehe, wird aber über die Spule eine Rückwärtsspannung erzeugt wenn das Magnetfeld abfällt.
Ob sich diese, auf die Endschalter negativ wirkt weiß ich nicht. Die Freilaufdioden sitzen im Decoder.

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Eine Spule benimmt sich für den elektrischen Strom ähnlich wie ein Schwungrad: Sie wirkt jeder Änderung entgegen.
Wenn an eine Spule eine Spannung angelegt wird, dann fließt der Strom nicht sofort, sondern verzögert.
Wenn die Spannung abgeschaltet wird, dann "versucht" der Strom, weiterhin in der bisherigen Richtung zu fließen. Die dafür notwendige Energie steckt im Magnetfeld, das der Strom beim Einschalten aufgebaut hat.
Dieser Strom führt beim Öffnen des Endabschaltungs-Kontakts zu einem Abreißfunken, der die Kontaktflächen beschädigt. Wenn das genügend oft genügend stark passiert ist, schließt der Kontakt nicht mehr.

Die Freilaufdioden sollen verhindern, dass dieser Strom die umgebende Schaltung beschädigt. Das Problem ist nur, dass sie außerhalb des Antriebs verbaut sein müssen (weil der Antrieb ja für Analog-Betrieb AC-tauglich sein muss) und darum zwar die umgebende Schaltung schützen, aber nicht den Kontakt im Antrieb.

Frohe Ostern!
Jörg

Zitat von Langsamfahrer im Beitrag #9

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Hallo Martin!
...
Die Freilaufdioden sollen verhindern, dass dieser Strom die umgebende Schaltung beschädigt. Das Problem ist nur, dass sie außerhalb des Antriebs verbaut sein müssen (weil der Antrieb ja für Analog-Betrieb AC-tauglich sein muss) und darum zwar die umgebende Schaltung schützen, aber nicht den Kontakt im Antrieb.

Frohe Ostern!
Jörg

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Hallo,
und nochmals danke für die vielen Antworten!

@est2fe : Bei 19 V DC fließt der Strom etwa 15 ms? Dann kann ich hoffen, dass es bei 16 V AC "ein kleines bisschen" länger dauert und 20 ms, also zwei Halbwellen, ungefähr passen. Das werde ich probieren müssen.
Leider habe ich kein Speicheroszilloskop, und das alte Hameg meines Vaters wird bei so kurzen Vorgängen nicht viel bringen.

@JoWild : Wie gerade geschrieben - der Vorgang ist zu kurz für mein geerbtes Oszilloskop.
Stimmt, ein Eingriff in den Antrieb zum Einbau der Dioden wäre eine Möglichkeit. In der Bettung des C-Gleises würde der Platz sicher reichen, und die K-Antriebe sitzen unsichtbar im Schattenbahnhof. Muss ich mal näher anschauen.
Bisher hatte ich nur erwogen, die Schaltdauer in der Ansteuerung zu begrenzen und etwa ausgefallene Endschalter zu überbrücken.

Das Thema bleibt spannend ...
Jörg

Bild entfernt (keine Rechte)Hallo Jörg

Als Anhaltspunkt habe ich Dir den Scheitelwert von 1,14A beim Schalten einer Märklin M-Doppelkreuzweiche 5202. Messung: 0,56Ohm Messshunt mit Speicheroszilloskop. Speisung 0-L 17,8Veff/50Hz Leerlaufspannung Märklin-Trafo 6671, geschaltet über ein Relais mit Kontaktschutzbeschaltung (RC-Glied parallel zu VDR/50V). 100ms reichen, um M-Weichen/Signale zuverlässig zu betätigen. Typisch reichen schon 20 ms.

Gruss Peter

Hallo Peter,
schade dass du das Bild auf einem Hoster hochgeladen hast der von Firefox als unsicher eingestuft wird.
Wieso nicht direkt eingebunden?
Volker

Hallo Volker
Hab es nochmals versucht und die Original-Datei mit paint-Programm geöffnet und abgespeichert.
Danke für Deinen Hinweis.
Peter