Hallo liebe Modellbahner,

ich benötige Hilfe von „Wissenden“ zum ESU-Powerpack mini.

Ich baue mir gerade eine Kameralok. Die Kamera wird vom AUX 1 eines ESU Lok-Pilot V4 mit Spannung versorgt. Da die Kamera eine Eingangsspannung von 3,5 bis 5 Vdc hat, wird die Spannung mit einem Buck Converter MP1584EN, von 14,9Vdc des AUX1 auf die 5Vdc runtergeregelt. Das funktioniert soweit ganz gut und die Kamera sendet ein schönes Bild.

Auffällig war aber, dass bei Überfahren von Weichen die Versorgungsspannung kurz einbricht und damit die Übertragung des Kamerabildes unterbrochen wird. Also habe ich mir ein ESU Powerpack mini besorgt und am Lok-Pilot V4 angeschlossen.
Prinzipiell funktioniert das Powerpack, der Fahrmotor und die an den Funktionsausgängen angeschlossenen Verbraucher werden weiter mit Spannung versorgt, wenn die Gleisspannung unterbrochen wird. Soweit so gut, aber …

Die Funktionsausgänge, die im Normalbetrieb eine Spannung von 14,9 Vdc haben, brechen im Pufferbetrieb auf 8V ein. Das habe ich an allen Funktionsausgängen nachmessen können. Damit geht meine Kamera wieder aus …

Mein Verdacht, dass der Laststrom der Kamera (120mA) zu groß sein könnte, hat sich nicht bestätigt. Auch im Leerlauf sinkt die Spannung am Funktionsausgang im Pufferbetrieb von 14,9Vdc auf 8Vdc.

Mache ich hier etwas falsch? Hat jemand eine Idee für mich?

Viele Grüße
Heiko

Hallo Heiko,

die Kombination ESU Lokpilot 4 & Power Pack ist bei mir auch im Einsatz. Funktion einwandfrei - leider ohne Kamera
Die Überbrückungszeit läßt sich in Sekunden einstellen, wenn ein Powerpack installiert ist. Ich mache dies mti dem Lokprogrammer. CV steht auch in der Anleitung.

Eine Ursache für den Spannungsabfall könnte hiermit zusammenhängen. Letztlich ist der Powerpack irgendwann leer. Je länger die Zeit eingestellt ist, destso geringer muß zwangsläufig die Spannung ausfallen.
Ergo: Überbrückungszeit kürzer einstellen.
Vielleicht hilft es ja...

Hallo Heiko,

das PP stellt nur eine niedrigere Spannung zur Verfügung. Am Motor merkt man es nicht, da der Decoder automatisch die Impulsbreite erhöht, wenn die Spannung absinkt. An den Ausgängen meist auch nicht, wenn LEDs angeschlossen sind.

Ich stabilisiere meine 5V-Verbraucher immer mit einem einfachen 7805, bei einem Drop von bis zu 3 V dürfte das eigentlich mit 8 V Eingangsspannung noch hinkommen. Ansonsten gibt es diese einfachen Spannungsregler auch als Low-Drop Variante.

Die CV 113 sollte natürlich hoch genug eingestellt sein, damit die Zeit der Kontaktunterbrechung auch vollständig überbrückt wird, ohne das das PP sich abschaltet.

Vielen Dank für die Hinweise.

Die Idee mit dem LM7805 finde ich gut und werde es probieren.
Dazu noch eine Frage: Wird der Spannungsregler schnell genug sein, den Sprung von knapp 15Vdc auf 8Vdc auszuregeln?

Ich habe noch ein paar B3170 aus DDR-Zeiten da, damit kann ich es gleich mal testen.

Viele Grüße
Heiko

Zumindest ist er so schnell, dass die Beleuchtung für das Auge Null flackert - aber das Auge ist ja auch langsam.
Ansonsten mal das Datenblatt bemühen. Ein kleiner Kondensator vor dem 7805 könnte etwas nützen, das ist aber alles nur Theorie.
Und weil du Elektronik ansteuerst, muss ggf. hinter den 7805 ein ganz kleiner Kondensator hin zur Glättung, der könnte evtl. auch etwas bringen.

Hallo Heiko,

Zitat

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Die Funktionsausgänge, die im Normalbetrieb eine Spannung von 14,9 Vdc haben, brechen im Pufferbetrieb auf 8V ein. Das habe ich an allen Funktionsausgängen nachmessen können. Damit geht meine Kamera wieder aus …

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Funktionsausgänge führen keine Spannung! Der Decoder legt im eingeschalteten Zustand einfach 0 Volt (Masse) an. Dieses Missverständnis liest man permanent, ich weiß nicht woher die Vorstellung kommt, dass der Decoder an seinen Funktionsausgängen eine Spannung ausgeben würde...

Die Spannung führst du dem Verbraucher durch die Wahl des Rückleiters zu. Nutzt du die Versorgungsspannung des Decoders, sinkt diese natürlich auf die Spannung des Powerpacks ein. Üblich sind Spannungen zwischen 8 Volt und knapp 11 Volt (je nach Anbieter des Powerpacks).

Daran kannst du nichts ändern. Du musst also deine Kamera so bearbeiten, dass diese mit 8 Volt Eingangsspannung sauber funktioniert! (Eventuell Step-Up-Modul vorschalten.)

Liebe Grüße, dany

Hallo dany,

herzlichen Dank für deine Belehrung ...

Zitat

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Funktionsausgänge führen keine Spannung! Der Decoder legt im eingeschalteten Zustand einfach 0 Volt (Masse) an. Dieses Missverständnis liest man permanent, ich weiß nicht woher die Vorstellung kommt, dass der Decoder an seinen Funktionsausgängen eine Spannung ausgeben würde...

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Deiner geschätzten Aufmerksamkeit ist es sicher entgangen, dass ich bei meinen Spannungsangaben keinerlei Vorzeichen verwendet habe, somit auch keine Aussage zur Polarität getroffen habe. Es ist mir durchaus bekannt, dass die eingeschalteten Funktionsausgänge ein negatives Potenzial gegenüber dem gemeinsamen Rückleiter haben. Mit dem Einschalten liegt sehr wohl eine Spannung zwischen dem Funktionsausgang (-) und dem gemeinsamen Rückleiter (+) an, denn sonst könnte kein Strom fließen. Insofern kann ich bei meiner Fragestellung keinen Fehler finden, der deiner Korrektur bedürfe.

Aus den vielen Antworten konnte meine Frage nach dem Spannungsniveau des Hochsetzstellers am Powerpack beantwortet werden, nämlich ca. 8Vdc, die dann am Funktionsausgang im Pufferbetrieb anliegen.

In meinem ursprünglichen Beitrag hatte ich bereits erwähnt, dass ich die 5Vdc für die Kamera aus einem Step-Down-Modul auf Basis des MP1584 erzeuge.
Deinen Vorschlag ein Step-Up-Modul zu verwenden, kann ich nicht folgen, denn ich muss das Spannungsniveau auf 5V absenken und nicht erhöhen.

Viele Grüße
Heiko

Zitat

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Zumindest ist er so schnell, dass die Beleuchtung für das Auge Null flackert - aber das Auge ist ja auch langsam.
Ansonsten mal das Datenblatt bemühen. Ein kleiner Kondensator vor dem 7805 könnte etwas nützen, das ist aber alles nur Theorie.
Und weil du Elektronik ansteuerst, muss ggf. hinter den 7805 ein ganz kleiner Kondensator hin zur Glättung, der könnte evtl. auch etwas bringen.

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Hallo Wolle,

die Tests mit dem LM7805 bzw. dem B3170 haben leider nicht den gewünschten Effekt gebracht.
Aus Platzgründen bin ich dann zurück auf den MP1584.
Hier hat der Anschluss eines Elko´s am Ausgang eine leichte Verbesserung erzielt, mit der ich ganz gut leben kann.

Nochmals vielen Dank für deine Tipps.

Viele Grüße
Heiko

Hallo Heiko,

Zitat

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Deiner geschätzten Aufmerksamkeit ist es sicher entgangen, dass ich bei meinen Spannungsangaben keinerlei Vorzeichen verwendet habe, somit auch keine Aussage zur Polarität getroffen habe. Es ist mir durchaus bekannt, dass die eingeschalteten Funktionsausgänge ein negatives Potenzial gegenüber dem gemeinsamen Rückleiter haben. Mit dem Einschalten liegt sehr wohl eine Spannung zwischen dem Funktionsausgang (-) und dem gemeinsamen Rückleiter (+) an, denn sonst könnte kein Strom fließen. Insofern kann ich bei meiner Fragestellung keinen Fehler finden, der deiner Korrektur bedürfe.

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Das ist mir nicht entgangen. Ich denke aber auch an die anderen Leser des Forums oder an die, welche irgendwann den Beitrag im Internet finden. Es sind so viele Modellbahner, die das eben nicht wissen. Die sprechen dann von "Masse" wenn sie einen Schienenanschluss meinen oder von "Masse" wenn sie den gemeinsamen Rückleiter meinen oder fragen gar gezielt danach, welche Spannung aus einem Funktionsausgang komme, wenn sie den Vorwiderstand für eine LED usw. berechnen wollen.

Es ist daher gut, dass du das alles weißt - aber das ist nicht allgemeingültig.

Natürlich liegt immer eine Spannung über einen Verbraucher an, sonst könnte kein Strom fließen. Das ist doch wohl klar...

Zitat

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In meinem ursprünglichen Beitrag hatte ich bereits erwähnt, dass ich die 5Vdc für die Kamera aus einem Step-Down-Modul auf Basis des MP1584 erzeuge.
Deinen Vorschlag ein Step-Up-Modul zu verwenden, kann ich nicht folgen, denn ich muss das Spannungsniveau auf 5V absenken und nicht erhöhen.

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Das habe ich auch gelesen, aber du berichtest von Problemen mit den 8 Volt. Und dashalb schrieb ich, dass entweder der Aufbau so geändert werden müsste, dass die 8 Volt direkt für den Verbraucher ausreichend sind - oder, darauf beziehst du dich jetzt, die Spannung anzuheben, damit diese für deinen derzeitigen Aufbau ausreichend ist.

Bedenke bitte, dass der Einsatz von Linearreglern hinter einem Power-Pack nicht sinnvoll ist! Du vernichtest damit sinnlos die Energie in Wärme, die erst aufwändig erzeugt wurde. (Der Doppelschichtkondensator hat maximal 2,7 Volt!) Das heißt, dass bei etwa 8 Volt der dreifache Strom aus dem Kondensator fließen muss - bei fortschreitender Entladung sogar noch mehr. Verheizt du nun von 8 auf 5 Volt mit einem Linearregler verlierst du an dieser Stelle fast die Hälfte der Energie ohne sinnvollen nutzen.

Aber du weißt das ja vermutlich sowieso alles...

Zitat

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die Tests mit dem LM7805 bzw. dem B3170 haben leider nicht den gewünschten Effekt gebracht.
Aus Platzgründen bin ich dann zurück auf den MP1584.

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Ja natürlich musst du zurück. Die anderen Dinger sind doch Linearregler.

Zitat

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Hier hat der Anschluss eines Elko´s am Ausgang eine leichte Verbesserung erzielt, mit der ich ganz gut leben kann.

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Sei vorsichtig mit Elkos am Ausgang eines Step-Down-Reglers! Das Datenblatt sagt dir, welche Kapazitäten erlaubt sind. Ein Elko ohne Strombegrenzung beim Laden kann sehr schnell die Strombegrenzung des Reglers ansprechen lassen, dann "dümpelt" dir die Spannung auf niedrigem Niveau vor sich hin. Versuche lieber die Pufferung eingangsseitig vor dem Wandler. Bedenke aber, dass dein Elko dann die volle Gleisspannung aushalten muss und entkoppele diesen vom Energiespeicher mit einer Diode und erzeuge den Pluspol zum Laden des Elkos besser mit zwei separaten Dioden von der Gleisspannung (dann muss das Power-Pack deinen Elko nicht nachladen!)

Besser wäre aber vermutlich ein kleines Buck/Boost-Modul, welches von einer Versorgung von 8 Volt bis zu voller Gleisspannung die 5 Volt bereitstellen kann.

Liebe Grüße, dany

Hallo Dany,

Zitat

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Bedenke bitte, dass der Einsatz von Linearreglern hinter einem Power-Pack nicht sinnvoll ist! Du vernichtest damit sinnlos die Energie in Wärme, die erst aufwändig erzeugt wurde. (Der Doppelschichtkondensator hat maximal 2,7 Volt!) Das heißt, dass bei etwa 8 Volt der dreifache Strom aus dem Kondensator fließen muss - bei fortschreitender Entladung sogar noch mehr. Verheizt du nun von 8 auf 5 Volt mit einem Linearregler verlierst du an dieser Stelle fast die Hälfte der Energie ohne sinnvollen nutzen.

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hier stimme ich dir vorbehaltlos zu. Der Linearregler muss im Normalbetrieb knapp 10Vdc bei 120mA, also etwa 1,2 Watt verheizen. Da wird er ordentlich warm. Und im Pufferbetrieb verbrate ich immerhin 0,36 Watt die ich vorher aufwendig gespeichert habe. Daher auch der Rückzug auf den MP1584. Beim Elko (natürlich mit Diode und Widerstand zum Laden )bleibe ich aber doch lieber auf der Sekundärseite des MP1584. Damit spare ich die Verluste über den Wandler ein.

Zitat

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Besser wäre aber vermutlich ein kleines Buck/Boost-Modul, welches von einer Versorgung von 8 Volt bis zu voller Gleisspannung die 5 Volt bereitstellen kann.

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Ich denke, der MP1548 kann genau das.

Viele Grüße
Heiko

P.S.: Ich werde meine Erfahrungen zum Selbstbau einer Kameralok hier mal teilen.

Ich habe vor zig Jahren so etwas konstruiert und mit demselben Problem gekämpft. Die damals hochwertigen Kameras benötigten 12V, heute geht das wohl auch mit 5V. Damals habe ich die Digitalspannung mit einer doppelten (oder dreifachen?) Villard-Kaskade auf knapp 60V gebracht, mit gerade noch hineinpassenden Elkos gepuffert und dann mit einem damals speziellen Schaltregler-IC einen Schaltregler zur Reduzierung auf 12V aufgebaut. Der Vorteil war, daß die sozusagen gratis bereitgestellte reichlich überschüssige und mittels Elko gespeicherte Spannung nicht sinnlos verbraten sondern über den Schaltregler sinnvoll genutzt wird und so während des Entladens des Elkos und Absinkens der ca. 60V die 12V-Versorgung über vergleichsweise lange Zeit stabil blieb, was bei einem der Baugröße her identischen dicken Elko an den 12V eben nicht der Fall ist. Das passive Spannungsvervielfachen benötigt dank der vorhandenen Wechselspannung nur ein paar Dioden und Kondensatoren, in SMD kann man das recht klein aufbauen (China-step-up-Regler dürften mit solchen Zielspannungen Probleme haben). Ob es heute ausreichend kleine step-down-Fertigmodule für solche Eingangsspannungen gibt weiß ich nicht. Es verbleibt aber bei jeder Lösung das Risiko, daß die Kamera beim Ausfall des Reglers gegrillt wird - also wäre eine Überspannungsschutzschaltung zu empfehlen.
Da es heute brauchbare Supercaps mit ungleich größerer Kapazität als Elkos gibt und die Kameras wohl mit 5V laufen mag es heutzutage im Ergebnis vergleichbar gut sein, einfach die 5V-Spannung mit einem Supercap zu puffern. Das wäre natürlich viel einfacher. Alternativ könnte man auch an einen kleinen LiO-Akku nebst Ladeschaltung denken.

Hallo DrK,

hier kannst du das Ergebnis sehen: viewtopic.php?f=27&t=192910

Viele Grüße
Heiko