Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#1 von Natsukashi , 06.02.2022 15:43

Grüßt euch,

erster Beitrag hier von mir, daher ein freundliches 'Hallo' in die Runde. Bin nach ~25 Jahren wieder auf den Geschmack der Modelleisenbahn gekommen. Reinige derzeit meine alten Märklin Loks und bereite sie auf. Wegen kleiner Hauptstadtwohnung wird es auf absehbare Zeit bei einer Mini-Anlage (150x95cm) bleiben, die auch noch flach sein muss (12mm Sperrholz + Kork + K-Gleise), damit sie unterm Sofa verschwinden kann. Das passt aber, da mir das Basteln an und reinigen der Loks am meisten Freude bereitet.

Nun zum Thema:

Ich möchte einigen meiner Analog-Loks eine LED-Spitzenbeleuchtung verpassen und würde mich freuen, wenn ihr mal über die Schaltpläne schauen würdet - vermute, dass ich Fehler gemacht habe.

Schaltung 1: Duo-LED (warmweiß + rot)
Ziel ist es abhängig von der Fahrtrichtung weiße/rote Beleuchtung zu haben. Daher zweimal Brückengleichrichter und Spannungswandler (7805). 6 Duo-LEDs (selbe Kathode) würden angesteuert werden: 3 Front-Lichtern + 3 Rücklichtern.
Frage: Das braucht am Ende trotz SMD-Bauteile einiges an Platz. Kann ich da irgendwo was einsparen? Z.B. kleinerer Elko? Passt die Schaltung so?



Schaltung 2: LED-Spitzenbeleuchtung (Helligkeit einstellbar über Trimmpoti)
Nicht bei allen Loks will/brauche ich unterschiedliche Front/Rückbeleuchtung. Daher diese Schaltung um einfach eine Spitzenbeleuchtung machen zu können. Das Trimmpoti, da ich ultrahelle 3mm LEDs nutzen möchte (10000mcd) und mir nicht sicher bin, wie hell ich sie am Ende haben möchte. Klappt das so?



Wie gesagt, wäre super wenn diejenigen mit mehr Ahnung da nochmal drüberschauen könnten. Und falls ich die 1. Schaltung irgendwie vereinfachen kann oder ob ich zwingend 2x Brückengleichrichter und 7805 benötige!?

Kleiner Hinweis: Bitte keine Decoder-Vorschläge, bei mir wirds bei Analog-Betrieb bleiben.

Lieben Dank!


 
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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#2 von rmayergfx , 06.02.2022 16:17

Hallo @Natsukashi

ich vermisse in deinen Schaltungen die Schutzdiode. Die 78xx sind nicht unempfindlich.

mfg
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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#3 von Natsukashi , 06.02.2022 16:30

Zitat von rmayergfx im Beitrag #2
Hallo @Natsukashi

ich vermisse in deinen Schaltungen die Schutzdiode. Die 78xx sind nicht unempfindlich.

mfg
Ralf


Super Punkt, hatte ich in der Tat nicht auf dem Schirm. Das wäre dann einfach eine 1N4001 zwischen IN/OUT, richtig?


 
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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#4 von WolfgangReder , 06.02.2022 16:46

Hallo !

Was in diesem Anwendungsfall noch wichtiger als die Diode ist:
Ein 100nF Kondesator am Ausgang des 7805! Sonst neigt der Spannungsregler zum Schwingen.
Die Diode kann man hier weg lassen.

Und wenn man die Dioden in Serie schaltet und anstelle des 7805 eine Konstantstromquelle verwendet minimiert man die Verlustleistung und damit Baugröße.
Beispiel:


Als Transistor kann man MMBF4393 und für den Widerstand 470 Ohm (bzw. entsprechendes Poti) verwenden.

lg
Wolfi


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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#5 von alexus , 06.02.2022 16:48

Hallo Natsukashi

Schau dir doch mal diese Konstantstromquelle von Reichelt an.
Damit habe ich für meinen Nachbarn eine 111er auf weiß-roten Lichtwechsel umgestellt.
Die Schaltung habe ich auf 50V ausgelegt, er fährt teilweise mit einem 6600 Fahrpult (am Oszi 48V Umschaltspannung).
Die Schaltung besteht aus Gleichrichter, Siebelko, kleiner Kondensator, Widerstand für die Regelung und Konstantstromquelle, 2x3 weiße LEDs und 2x2 rote LEDs jeweils parallel. Die LEDs sind solche 2-farb LEDs von Schönwitz. Die sind auf einer neuen kleinen Platine direkt hinter den Lampen untergebracht
Je 2 Schaltungen (weiß-rot) sind auf einer Platine von 17,5x12mm. Für die 111er benötigte ich 4 Schaltungen, je 2x für weiß und 2x für rot.

Das funktioniert sehr gut, die Helligkeit kann man gut über den Widerstand einstellen, die LEDs leuchten bereits bei 4V~ vom Trafo und ab 7V~ mit der eingestellten Helligkeit.

Einziger Nachteil, das ganze funktioniert nur mit elektronischem Fahrtrichtungsumschalter. Bei Anschluß an die Pole der Feldspule (bei mechanischem Fru) reicht der in der nicht benutzten Feldspule induzierte Strom um die LEDs leuchten zu lassen.


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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#6 von Lokführer01 , 06.02.2022 16:48

Zitat von rmayergfx im Beitrag #2
Hallo @Natsukashi
ich vermisse in deinen Schaltungen die Schutzdiode. Die 78xx sind nicht unempfindlich.
mfg
Ralf

Bei der Schaltung nicht notwendig. Die Eingangsspannung ist bedingt durch den Elko immer höher als die Ausgangsspannung. Schutzdioden beim z.B. 7805 sind nur nötig, wenn der Ausgang nach Spannungsabschaltung eine höher Spannung gegenüber dem Eingang anliegt.


Gruß Andreas

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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#7 von Natsukashi , 06.02.2022 17:34

Besten Dank für die ganzen Antworten!

@WolfgangReder und @alexus

Lieben Dank euch beiden für den Tipp bzgl. Konstantstromquelle ... daran hatte ich noch gar nicht gedacht. Zur Sicherheit: Der MMBF4393 ist nen JFET mit dem ich eine Konstantstromquelle bauen kann und der PSSI 2021SAY (@alexus ) ist ein fertige Konstantstromquelle, korrekt?

Beim Suchen stieß ich auf folgende Platine (kann mangels Beiträgen noch keine Links einfügen, sorry): bei ebay nach "Konstantstromquelle 20mA Gleichrichter LED Treiber KSQ 4-28V AC" suchen:

Ist eine Konstantstromquelle mit 20mA und Gleichrichter für 4-28V AC ... müsste bei einem 6647 Trafo ja reichen, oder?



Wenn ich euch beide richtig verstanden habe, wäre das letztlich eine ähnliche Schaltung wie ihr sie vorgeschlagen habt, oder?

@Lokführer01 besten Dank ebenso, falls es beim 7805 bleibt lasse ich die Diode weg.

EDIT:

Zitat von alexus im Beitrag #5
Einziger Nachteil, das ganze funktioniert nur mit elektronischem Fahrtrichtungsumschalter. Bei Anschluß an die Pole der Feldspule (bei mechanischem Fru) reicht der in der nicht benutzten Feldspule induzierte Strom um die LEDs leuchten zu lassen.


Eben erst gesehen... das wäre ja Mist. Weil hab natürlich noch die mechanischen FRU.


 
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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#8 von Lokführer01 , 06.02.2022 18:20

Zitat von Natsukashi im Beitrag #7

Ist eine Konstantstromquelle mit 20mA und Gleichrichter für 4-28V AC ... müsste bei einem 6647 Trafo ja reichen, oder?



Was willst du mit 20mA. Kommt mal davon weg. Bei deinem Vorhaben werden deine LED's max. 2mA brauchen; ansonsten beleuchtest du das Zimmer mit.


Gruß Andreas

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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#9 von alexus , 06.02.2022 21:18

Hallo Natsukashi

Das ist das Schöne am PSSI 2021SAY, mit dem externen Widerstand stellst du dem gwünschten Strom (sprich Helligkeit) ein. Bei paralell geschalteten LEDs ist der Wert dann halt für alle LEDs gemeinsam.
In dem genannten Fall ist der Wert für die Weißen relativ niedrig - höherer Strom, für die Roten um einiges höher - niedriger Strom.
In einem Testaufbau mit der Schaltung hab ich anstelle des Widerstandes meine selbstgebaute Widerstandsdekade angeklemmt und damit die Werte erhalten, in einem leicht abgedunkelten Raum.

Ja, das mit dem mech. Umschalter hat mir einiges Kopfzerbrechen beschert. Ich dachte halt, benutze die Spulenanschlüsse um die Beleuchtung fahrtrichtungsabhängig umzuschalten, mit Glühbirnen funktioniert das ja auch. Aber mit LEDs ist die Stromabnahme so gering das der induzierte Strom in der nicht benutzten Spule ausreicht um die leuchten zu lassen (ganz normale Helligkeit). Ich hab mir das dann am Oszi angeschaut, da kommt so eine Art Wechselstrom raus, mit heftigen Störungen, mit etwa 7-8V (bei 12V Trafospannung). Dadurch haben dann immer alle LEDs geleuchtet
Auch Versuche mit Dioden oder Widerständen haben nichts gebracht außer das der Motor langsamer lief.
Ehrlich gesagt hab ich keine Ahnung wie man das mit dem mech. Umschalter lösen könnte.
Mit dem elektronischen Umschalter (Seite von HGH) klappt es einwandfrei, der hat aber auch extra herausgeführte Beleuchtung.
Ob es mit einem Uhlenbrock FRU geht bezweifle ich, da hier ja die Beleuchtung auch an den Spulen angeschaltet wird.

P.S.: Hast du auch einen realen Namen? In japanisch bin ich nicht so gut.


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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#10 von WolfgangReder , 07.02.2022 08:47

Hallo !

Von der Schaltungskomplexität sind beide etwa gleich.
Gleichrichter und Siebelko braucht man immer. Da in M-Loks immer genug Platz ist, würde ich die diversen "Tricks" eher nicht anwenden.
Die Sache mit dem PSSI2021SAY hat den Vorteil einer höheren Spannungsfestigkeit. Ist bei M-Analog auch nicht ganz ohne Relevanz.
Ein MMBF5103 wäre hier vermutlich der besser passende J-FET (meine Schaltung kommt aus dem Digitalbereich).
Zum Strom: Energisparen , 2mA sind meistens genug!

lg
Wolfi


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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#11 von alexus , 07.02.2022 10:34

Hallo Wolfi

Die Spannungsfestigkeit war einer meiner Hauptgründe für die Verwendung der Konstantstromquelle. Mein Nachbar (für den ich das gebaut habe) fährt rein analog mit älteren Trafos und auch mit einem Märklin 6600. Das hat einen, wenn auch sehr kurzen, Umschaltimpuls bis zu 48V.


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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#12 von Natsukashi , 07.02.2022 19:26

Ok, danke euch für die Hilfe.

D.h. ich werde (1) mir mal den PSSI 2021SAY genauer anschauen und damit eine Schaltung bauen und (2) mich nach gebrauchten elektronischen Fahrtrichtungsumschaltern umsehen, da ich die ja sowieso benötige. Melde mich mit nem Update. Lieben Dank aber schon mal.

Alles Gute.
Peter


 
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RE: Märklin analog - LED Spitzenbeleuchtung

#13 von Natsukashi , 15.05.2022 09:38

Grüßt euch, kurzes Update.

@alexus und @WolfgangReder Danke nochmal für die Hilfe. Hab am Ende tatsächlich ne Konstantstromquelle gebaut. Allerdings nicht mit PSSI 2021SAY (der war in den letzten Wochen/Monaten bei reichelt nicht lieferbar) sondern mit BCR420. Hatte erst einen Aufbau mit fliegender Verdrahtung gemacht aber das sah (a) aus wie Hund und (b) nicht sonderlich stabil / wartungsfreundlich. Daher dann kurzer Hand eine Platine gemacht. Schaltplan ist denkbar einfach. R2 kann benutzt werden, um den Strom einzustellen (2mA - 350mA, ohne R2 = 10mA).



Beim PCB könnte man noch einiges an Platz sparen, denke ich. Aber dafür, dass ich das erste Mal ein PCB entworfen und bestellt habe, bin ich recht zufrieden.

Gruß,
Peter


alexus und WolfgangReder haben sich bedankt!
 
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