Hallo,

ich habe vor einiger Zeit meine Doppelstockwagen mit einer Innenbeleuchtung versehen. Das Ganze wurde recht primitiv zusammengebastelt aus fertigen Standard-LED-Streifen, die an einen Funktionsausgang des Funktionsdecoders im Steuerwagen angelötet wurden. Die Wagen sind mit Stromleitenden Magnetkupplungen versehen, so dass es nur eine Stromabnahme im Steuerwagen gibt.

Funktioniert auf gerader Strecke auch prima und flackerfrei. Nur in zu kleinen Kurvenradien habe ich ein Problem. Hier lösen sich manchmal kurz die Magnetkupplungen an einem Pol, wodurch das Licht ausgeht.

Um dies zu verhindern, möchte ich in jeden Wagen einen Kondensator einbauen. Allerdings komme ich hier leider schon an die Grenzen meines Elektronikgrundschulwissens. Kann ich jeweils einen Kondensator parallel zu den LEDs verbauen oder benötige ich noch eine Ladeschaltung, Sperrdioden um den Decoder zu schützen etc.?

Grober "Schaltplan":


Schon mal ein großes Dankeschön für eure Empfehlungen.

Hallo Bill
Mache in deinen ersten Wagen nach deinem Vorwiderstand einen Kondensator parallel zu der gesamten Strecke "Widerstand und LED". 470µF reichen dann für deinen ganzen Zug. Dein Vorwiderstand sollte dann etwa 150 ... 300 Ohm haben, damit du den möglichen Spitzenstrom auf etwa 100 mA begrenzt. Dieser von dir schon vorgesehene Vorwiderstand ist praktisch auch die "Ladeschaltung". Bedenke aber, dass eine Dimmung durch PWM durch den Decoder praktisch unwirksam wird.

Hallo Bill,

genau so, wie Joachim das beschrieben hat, geht es. Nachfolgend ein Schaltplan.

Zitat von persus im Beitrag LED-Beleuchtungen selbstgebaut

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@ Joachim
PWM des Decoders habe ich nicht benutzt, da dadurch die LEDs anfingen zu flackern. Habe dann das Licht mit dem Vorwiderstand (glaube 1k Ohm) entsprechend gedimmt (Keine Ahnung, ob dass eine gute Idee war).
Gerade nur ein Kondensator im ersten Wagen hilft nicht, da das Problem ja durch die kurzzeitigen Trennungen der stromführenden Kupplungen verursacht wird.

@ Pero
Die Anleitung von Ingo kenne ich. Sie hat mich aber mehr verunsichert. Den Brückengleichrichter glaube ich, kann ich weglassen, da diese Aufgabe vom Decoder übernommen wird. Bleiben noch Lade- und Vorwiderstände und die Tatsache, dass ich in jedem meiner 3 Wagen einen Kondensator brauche.

Hallo Bill,
die Schaltung funktioniert, die Ladestrombegrenzung der Elkos ist ja durch den Vorwiderstand gegeben.
Ich würde allerdings von der durchgehenden Plusleitung im Wagen am Abzweig zur Led/Widertand/Kondensatoreinheit noch eine Diode (1N414 einfügen. Damit bleibt die Energie des Elkos im Wagen. Es kann dann bei unterschiedlicher Entladung der einzelnen Elkos zu hohen Ausgleichströmen über die Magnetkupplungen kommen. Nebeneffekt, sollten mal die Magnetkupplungen, sofern möglich, verpolt angeschlossen werden ist die Schaltung im Wagen geschützt.
Wenn du die Wagenbeleuchtung mit Decoder-Rückleiter (Plus) und Schaltausgang (Aux x, Minus) schaltest, bedenke die maximal zulässige Schaltleistung. Besser wäre im Decoder tragenden Wagen zusätzlich einen Brückengleichrichter und ein Relais einzubauen. Der Decoder schaltet das Relais das dann die Spannung, egal ob Plus oder Minus, für alle Wagen schaltet. So bleibt der Decoder vor Kurzschlüssen und Überlast geschützt.
Volker

Hallo Volker,

eine Verpolung ist zum Glück nicht möglich, aber ein bisschen zusätzliche Sicherheit schadet nie.

Warum 1N4148? Da stehe ich ja fast schon wieder auf dem Schlauch. Ich habe 1N5401 oder 1N4001 Dioden vorrätig. Ich dachte immer das sind nur Baugrößen und die Funktion ist immer gleich. Irgendwie sind elektrische Bauteile ein Buch mit sieben Siegeln für mich. Alle verhindern doch, dass Strom in die falsche Richtung fließt.

Bei Relaisschaltungen hört es dann ganz auf. Betreibe ich den Steuerstromkreis dann als Dauerstrom vom Decoder? Schadet das nicht dem Relais? Gab es da nicht noch so was wie eine Selbsthalteschaltung??? Mal nicht zu vergessen, dass mich das konkrete Bauteil völlig überfordert.

Zumindest die Dioden (keine Ahnung, ob ich die richtigen Symbole gewählt habe) habe ich mal eingezeichnet.

Hallo,
warum wollt ihr ein Relais anschließen, um die LEDs zu schalten? Das Relais braucht dann (fast) mehr Strom als alle LEDs selbst. Die Dekoder haben doch einen geschalteten Ausgang. Dieser ist doch meist schon verstärkt, so dass man da 500mA anschließen kann. Dann kann man hier doch direkt anschließen ohne weitere Schaltung.
Wenn das nicht so ist (Verstärkung im Dekoder evtl. nicht ausreichend), kann man mit einem einfachen Transistor schalten. Der braucht viiiiiiiiel weniger Strom, ist billiger, unempfindlicher (keine beweglichen Teile) und kleiner ist er auch noch. Das wäre dann ein Standard PNP-Transistor, da die Schaltausgänge ja auf GND gehen, wenn die LEDs an sein sollen. Alternativ auch einen MOSFET. Den zusätzlichen Brückengleichrichter kann man machen, muss aber nicht, weil im Dekoder bereits einer drin ist. Den kann man mitbenutzen. Ich gehe mal davon aus, dass die Waggonbeleuchtung nicht mehrere Ampere verbraucht. (Über welche Ströme reden wir denn? bzw. welche Spannung brauchen die LED-Streifen und was ist deine Gleisspannung?). Also ist Plus und Minus für den Verstärker (Transistor bzw. MOSFET) direkt die Masse und +U des Lokdecoders. Man hat dann zwar keine galvanische Trennung, wie beim Relais, aber ich denke ja, dass sowohl der Dekoder, als auch die geschaltete Leistung Bahnstrom ist. Dann braucht's das auch nicht weil man sowieso das gleiche Masseniveau hat.

Oder aber: Du nimmst in jedem Waggon Bahnstrom ab. Dann kommt da überall ein Brückengleichrichter rein, ein Elko zur Pufferung und ein Transistor, der den Strom vom Brückengleichrichter auf die LED-Streifen gibt. Wenn ein kleiner Elko (100uF) ausreicht, dann brauchts auch keinen Ladewiderstand für den Elko. Wenn größer, dann halt klassisch mit Ladewiderstand und verpolter Diode (1N410x) zur Entladung, so wie bei den Elkos zur Dekoderpufferung auch.
Es gibt dann eine Steuerleitung vom Dekoder zu allen Waggons, die nur die Transistoren in den Waggons an- und ausschaltet. Dazu braucht man auch nur eine Leitung/Ader. Masse läuft ja über die Brückengleichrichter (und damit das Gleis zurück).

Zu den Dioden allgemein: 1N540x kann bis zu 3A (wäre aus meiner Sicht überdimensioniert), 1N410x kann 1A und 1N4148 macht 300mA. Das reicht wahrscheinlich auch für die LEDs. Also eigentlich ist das dann egal, mehr eine Frage der Größe und des Preises. Preis ist ja eh nur ein paar Cent und wenn du im Waggon Platz hast, dann ist's vollkommen Wurst. Nehm' was du da hast, oder lass sie ganz weg.

Grüße
Matthias

Hallo Matthias,

es ist alles richtig, was du sagst. Selber verwende ich MOSFETS und keine klassischen Transistoren, aber vom Prinzip her ist es dasselbe, wie du schreibst. Es gibt nur eine einzige Situation, in der ich ein Relais zwecks galvanischer Trennung verwende: Wenn ich den Decoderausgang vor dem Gleis schützen möchte. In der Regel kommt das nur dann zum Einsatz, wenn die in den Wagen verwendeten Kupplungen dergestalt sind, dass ich befürchten muss, dass im Falle des Entgleisens der stromführende Draht in der Kupplung Kontakt mit dem Gleis bekommen könnte. Ein Beispiel hier sind die zweipoligen stromführenden Kupplungen nach Bauart von Viessmann. Vielleicht bin ich hier ein wenig übervorsichtig, aber das ist meine Motivation, wann ich ein Relais verwende.

Ihr überfordert mich gerade ziemlich.

Noch einmal zur Grundkonstellation:
1 Steuerwagen mit Stromabnahme, Funktionsdecoder, Vorwiderstand und LED-Leiste und 2 Wagen nur mit LED-Leiste (glaube diese https://www.conrad.de/de/p/conrad-compon...ss-1343331.html - pro Wagen eine gekürzt auf 3 Abschnitte)

Verbunden sind die Wagen mit Stromführenden Magnetkupplungen. "Gedimmt" wurde mittels eines Vorwiderstandes direkt hinter dem Decoder, da PWM zu flackern geführt hat.

Problem: In Kurven öffnen sich manchmal die Kupplungen leicht (ich möchte auch die Leichtgängigkeit der Kupplungen noch einmal verbessern, aber unabhängig davon hätte ich gern Kondensatoren).

Meine Idee: In jedem Wagen einen Kondensator platzieren, um kurzfristige Probleme bei der Stromversorgung zu überbrücken.

Was ich vermeiden möchte: Stromabnahme in jedem Wagen, da mehr Umbauarbeit.

Was ich so gar nicht verstehe:
Die Nutzung eines Relais (MOSFETS, Transistors ...) benötigt einen Steuerstromkreis. Wenn ich jetzt in jeden Wagen eine Stromabnahme (mit Brückengleichrichter usw.) einbauen würde (wurde ja vorgeschlagen), dann müsste ich doch meinen Steuerstromkreis durch die leicht unzuverlässigen Kupplungen führen und hätte gefühlt ein noch größeres Problem.
Wenn ich jetzt das Relais nur im ersten Wagen platziere könnte ich die Versorgungsspannung für das Licht zwar vom Decoder entkoppeln, aber auch hier würde ich weiter pro Wagen (oder wenigstens in den hinteren beiden) einen Kondensator benötigen.

Aktueller Plan:
Daher würde ich eigentlich ohne Relais etc. arbeiten wollen, da bisher auch alles funktioniert hat und möchte nur auf korrekte Weise (also primär ohne dem Decoder zu schaden und keine zu große Spannung auf den LEDs) in jeden Wagen einen Kondensator einbauen. Nach den bisherigen Empfehlungen und da der Platz vorhanden ist, würde ich aktuell 470µF oder 1000µF wählen. Kann ich dafür den schon einmal gezeigt Schaltplan verwenden, oder muss ich etwas verändern?

Mein lösungsvorschlag:
Die beiden decoderausgänge ohne widerstand an die kupplungen.
In den beiden folgewagen jeweils einen elko 470µF/25V/8mm ins "klo".
Dazu den ladewiderstand (100 ohm) in die +leitung zwischen kupplung und elko
und den entladewiderstand (mind.820 ohm) in die +leitung zwischen elko und strip.
Um die helligkeit einstellen zu können zusätzlich ein trimmpoti 25K zwischen entladewiderstand und strip.
Aber achtung: es muss sichergestellt sein, dass die kupplung immer gleich kuppelt.
Eine umpolung würde dem elko nicht gefallen!

Diese lösung hat allerdigs das geringe restrisiko, dass bei entgleisungen evtl. einer der decoderausgänge an den kupplungen kontakt mit gleisspannung bekommt und der decoder ex geht.
ist allerdings bei 12 € für einen funktionsdecoder evtl. etwas anderes als bei einem sounddecoder für 90 €.
Deshalb der vorschlag mit dem relais, das vom decoderausgang geschaltet, die gleisspannung auf die kupplungen schaltet.
Dann ist allerdings in jedem wagen zusätzlich ein smd-gleichrichter notwendig.

Hubert