Hallo,
ich habe einen Märklin Digitalkran 46715 bei dem sich leider der Decoder verabschiedet hat. 4 Bauteile sind auf dem Decoder mit offensichtlichen Schäden zu erkennen.
Mir ist klar, dass da viel mehr auf dem Decoder kaputt gegangen sein kann. Nur würde ich gerne versuchen, falls mal an die Decoder-Einzelteile käme, diese zu ersetzen und dann zu schauen, ob der Decoder ggf. wieder funktioniert.
Weiß jemand was für Bauteile da beschädigt sind?
Auf den ersten Bildern könnten das 3 Dioden sein? Das vierte defekte Bauteil hat auf jeder Seite 3 Beine, es hat leider keine Aufschrift.

Moin,

hast Du schon bei MÄRKLIN nachgesehen ?
Über Ersatzteilsuche und so weiter, da findet man evtl die komplette Platine.

Gruß … Thomas

Wenn ich mir die Brandflecken so ansehe,
denke ich dass eventuell die Platine selbst Schaden genommen haben könnte.

Selbst wenn nicht, rechne ich fest damit, dass der Decoderchip im Zuge des Ausfalls ebenso beschädigt wurde.

Ich würde den Decoder aufgeben

Andreas

Hallo Stefan,


ich habe mir Deine Bilder einmal angesehen. Du hast die Decoder Variante 5.0, wenn ich das richtig sehe. Es gibt da verschiedene Versionen. Mein damals vorbestellter 46715 aus der ersten Lieferung hat z.B. die Variante 4.0.

Deine Bilder habe ich bearbeitet und die Platinenseiten gegenübergestellt (Dein Einverständnis habe ich einfach mal vorrausgesetzt)...



... und eine Version 5.2 dazu fotografiert sowie darin Bereiche farblich markiert:




Der hauptsächliche Unterschied der Layouts 5.0 zu 5.2 dürfte die Verstärkung bzw. Ergänzung der Leiterbahnen zwischen Gleichrichter und OSC sein.


Fangen wir rechts an:
Die drei Mosfets übereinander treiben die Piezos. Daneben rechts liegt der Gleichrichter mit Siebelko.
Darüber ist vermutlich der Oszillator für die Ansteuerung der Piezos. Bei mir wie auch auf Deiner Platine ist eine Position nicht bestückt. Hier hat Märklin anscheinend vorgesehen, den N/P-Kanal zu doppeln, um höhere Leistung zu erhalten. Die Pins sind nummerngleich miteinander verbunden. Auf der älteren Version 4.0 des Decoders gibt es nur EINE Position für EINEN CHip und der 220mOhm Widerstand (zur Strombegrenzung am OSC, könnte auch ein Meß-Shunt sein) ist auch noch nicht vorgesehen.
Links davon findest Du eine Spannungsversorgung mit 5V-Stabi und Siebung, die mindestens den Tiny versorgt.
Die beiden verbleibenden Bauteile sind links oben die LED und unten ihr Vorwiderstand.


Linke Seite:
Unten links sind drei Widerstände gruppiert zur Strombegrenzung und eine Zener-Schutz-Diode plaziert. Die Widerstände haben je 18Ohm, sind parallelgeschaltet und resultieren so in 6Ohm Gesamtwiderstand.
Das restliche Gemüse habe ich mir noch nicht angesehen.

Nachfolgend der Versuch der Erfassung bisheriger Erkenntnisse dazu:



[edit: 20220327 Zeichnung durch v4 ersetzt, Ergänzungen und Korrektur]

Beschreibung:
Oben die Erfassung der Spannungsversorgung. Von links Brückengleichrichter, Strombegrenzung (3*18Ohm parallel), Siebelko, Zener Schutzdiode W T2 (BZX84-C27), Spannungsregler 5V mit Siebkondensator.

In der Mitte der Oscillator. Dazu gehören der Treiber .333 (vermutlich Fairchild FDC6333c, N+P-CH Mosfet 30V, 2 bzw 2,5A), die Spule, ein Widerstand mit 220 mOhm (siehe oben) und vermutlich noch Gemüse auf der anderen Seite des Decoders. Ich gehe davon aus, dass der OSC verstimmt werden muss für die Umkehr der Motorrichtung (80kHz, 90khz, habe ich damals gelesen).

Die NO2 (vermutlich Zetex ZXM61N02F) treiben die Motoren.

Alle Angaben ohne Gewähr...


Zurück zu Deiner Frage:
Die 18Ohm Widerstände sind erhältlich, der FDC6333c auch. Ebenfalls zxm61n02f (evtl. Ersatztyp) und bzx84-c27.
Durch die Widerstände ist erheblicher Strom geflossen, evtl. gezogen vom OSC. Der OSC ist, betrachtet man die Auslegung der Leiterbahnen und die doppelt angelegten Durchkontaktierungen um den .333, für starken Strom ausgelegt. Er wird wohl den Strom zur Verfügung stellen, der potentiell als Signal rot an jedem Piezo anliegt und über die drei N02 durch den jeweiligen Piezo blau abgerufen werden kann.


Ursache?
Ich habe meinen Kran vorhin einige Male drehen lassen. Dabei wird die Widerstandsgruppe mehr als handwarm. Von EINEM Piezo. Vielleicht wurden mehrere Piezos zeitgleich angesteuert, weiß gerade gar nicht, ob das geht, und haben die Schaltung übermäßig belastet?

Möglich vielleicht eine Überspannung durch einen analogen Trafo (Umschaltimpuls)? Der .333 verträgt maximal 30V, die Zener bricht bei 27 durch. Wäre auch denkbar. Gedankengang: der Umschaltimpuls zerstört den .333, der erzeugt intern einen Kurzschluß. Solange noch Gleisspannung anliegt fließt erhöhter Strom und überlastet die Widerstandsgruppe.

Vielleicht ist eine Bewegungsachse schwergänger als vorgesehen, der Motor zieht mehr Strom und hat die Schaltung zu stark belastet?

Ob die CPU etwas abbekommen hat muss nicht sein. Ich denke, wenn man den Spaß beim Reparaturversuch betrachtet: es lohnt sich.


VG
Rainer

Hallo Rainer,
Wahnsinn, was für ein toller Beitrag.
Ich muss mir das alles noch mal in Ruhe durchlesen und dann schaue ich, ob ich die Teile bestellt bekomme.
Ich will das auf alle Fälle ausprobieren. Due anderen könnten natürlich Recht haben, dass da mehr kaputt gegangen ist.
Aber durch die Identifizierung der Bauteile lohnt sich der Versuch bestimmt.
Vielen vielen Dank!
Grüße
Stefan

Hallo Stefan,


bitte, keine Ursache. Das Teil wollte ich schon immer mal unter die Lupe nehmen. Und Deine Anfrage hat meine Neugier einfach verstärkt :-)
Klar kann es sein, dass der Tiny durch irgendeine Rückwirkung defekt ist. Dann ist es halt so. Aber mich persönlich würde der Reparaturversuch einfach reizen. Einfach, weil man's machen kann :-)

Ich habe meine Zeichnung oben eben nochmal ausgetauscht gegen "v2", den Siebelko hatte ich zwischen Gleichrichter und W-Gruppe eingezeichnet, sitzt aber zwischen Gruppe und 5V-Stabi.


Viel Freude beim Basteln
Rainer

Hallo,
nur mal zur Information,
die letzte Woche habe ich mal einen Kran mit ESU Hamomagneten
auf Gleichstrom umgebaut. Mir ging‘s in erste Linie darum den Hubmagneten
mit Gleichstrom zu betreiben und den Kran mit Tastern zu steuern.
( die Steuerung ist noch nicht fertig)
Fazit: die Motore laufen schon mal leiser.

Hallo Wilfried,
kann es sein, dass Du von dem Drehkran 7051 sprichst?

ja bei mir ist es der Standkran,

Sorry,

ich habe jetzt erst gesehen das hier von einem
Kranwagen "geredet" wird.

Hallo Rainer,

sehr treffende Analyse.

Der 5V Spannungsregler muss auch die Motoren versorgen. Mehr als 5V vertragen die Piezos nicht.
Die Induktivtät bildet zusammen mit der Kapazität der Motoren einen Schwingkreis, der über den P-N-Mosfet und der passenden Frequenz angeregt wird.
Der 220mOhm Widerstand ist mir großer Wahrscheinlichkeit ein Shunt zur Strommessung des Schwingkreises. Die optimale Frequenz der Motoren ist vom individuellen Bauteil abhängig und wird normalerweise mit einem Frequenzsweep je Motor ermittelt.

In dem Sweep entstehen charakteristische StromKurven aus denen sich über den Stromgradienten die optimale Frequenz für Vorwärts und Rückwärts ermitteln lassen. Solange sich der Motor nicht nennenswert erwärmt, bleibt die charakteristische Frequenz konstant.

Es kann immer nur ein Motor betrieben werden, da sonst drei Spulen und P-N-Mosfets und Shunts erforderlich wären. Die drei kleinen Mosfets dürften den entsprechenden Motor jeweils an die Treiberschaltung legen.

Die defekten Widerstände und der Fet sind extrem überlastet worden. Wenn der uC keine Gleisspannung abbekommen hat, könnte eine Reparatur machbar sein.

Grüße
Florian

Hallo Florian,


danke für Deine Einschätzung.

In meinem ersten Beitrag oben hatte ich im Hinterkopf die Idee davon, dass da ein freilaufender OSC existiert, der vom Tiny synchronisiert wird (vorwärts, rückwärts, Geschwindigkeit). Als ich mich näher mit dem Layout beschäftigt habe, verwarf ich die Idee und habe mir die Schaltung näher angesehen. Die Platine hat nur 2 Lagen, insofern ging es ganz gut. Auch auf die 5V Versorgung habe ich nochmal geachtet. Von den 5V zum Betrieb eines Piezos hatte ich auch gelesen, aber ebenfalls von Angaben jenseits dieser Höhe bei "ähnlich aussehenden" Aktoren des gleichen Herstellers.

Herausgekommen ist ein Schaltbild für die Decoder Version v4.0, das ich hier einmal anhänge. Ich hoffe, Stefan hat nichts dagegen, hat er doch die Version 5.0 (dazwischen gibt es Variationen des Layouts wegen des zweiten P/N-Mosfets, Änderungen in der Dimensionierung der Bauteile und einen Widerstand mehr.).

Vorweg: einen Shunt an der Endstufe gibt es auf der V4 doch (auf der anderen Platinenseite), der ist allerdings mit 1 Ohm etwa 5 mal so groß wie auf dem V5.0 und späteren Versionen.

Hier das Schaltbild von Endstufe und Netzteil:



Die Bauteilwerte habe ich abgelesen und/oder per Schätzeisen bestimmt. Für die Piezos habe ich den Kapazitätsbereich gewählt. Somit komme ich für den angedeuteten Reihenschwingkreis grob auf 10µH für die Spule und 460nF für die Piezos. Das ergibt eine Resonanz bei ungefähr 74kHz.

Die Endstufe wird an "+2" betrieben, somit könnten die Piezos deutlich mehr als 5V abbekommen. Die Signale im Betrieb habe ich mir nicht angesehen.

Die Endstufe wird vom Tiny mit 2 PINs 30 und 2 bedient. Da am PIN 26 ein Kondensator gegen Masse liegt, stelle ich mir dort einen Tiefpass vor, der ein Meßsignal für den Tiny bereitstellt.
PINs 15, 17 und 23 schalten über die MOSFETs die Piezos an Minus.
Mit "TP" sind Testpunkte des Herstellers auf der Platine gemeint, die ich nachfolgend zusammengefasst habe (Decoder V4.0):



Alle Angaben ohne Gewähr.

Soweit erstmal.

Viele Grüße
Rainer

Hallo,
ich hatte mir die Ersatzteile bestellt und versucht den Decoder zu reparieren. Es hat leider nicht geklappt. Der original Fairchild FDC6333c hatte scheinbar so viel Hitze abbekommen, dass sich die Lötkontakte auf auf der Leiterplatte gelöst hatten. Da kriege ich den neuen leider nicht mehr angelötet. Am Decoder leuchtet sobald man Spannung anlegt, einmal kurz die gelbe LED auf und das war es dann.
Naja es war ein Versuch wert...Wenn man nur irgendwie an den kompletten Decoder als Ersatzteil käme...

Hi,


Kannst Du bitte ein scharfes Foto von der Platine mit den Kontakten einstellen (ohne den 333)? Sind alle Kontakte des 333 betroffen? Was ist mit den Kontakten rechts daneben? Evtl lassen sich Signale durch eine Drahtbrücke neu heranführen, die Durchkontaktierungen sind zu überprüfen.

Liegen am Ausgang des 7805 5V an? Konntest Du die 3 Widerstände tauschen? Liegt Spg auch nach der Gruppe an?

VG
Rainer

Hallo Rainer,
man muss leider davon ausgehen, dass inzwischen alle Kontakte des .333 betroffen sind. Ich habe ihn versucht auf das Pad rechts daneben anzulöten, aber auch da keine Funktion. Die 3 Widerstände konnte ich tauschen.
Was für eine Spannung am 7805 anliegt konnte ich leider noch nicht prüfen, ich versuche das gerade mal mit den schärferen Bildern.

Frohe Ostern!
VG
Stefan

PS: Leider ist die Qualität der Bilder sehr dürftig, sorry.

Hallo,

darf ich fragen ob es hier noch zu einem Ergebnis gekommen ist?

Viele Grüße
Markus

Hallo Markus,


wenn ich mich richtig erinnere, wurde der Kran schließlich defekt verkauft von Stefan.
Mich hatte das Thema nicht losgelassen und ich besorgte mir selbst einen defekten Kran.

Der ist dem Vorbesitzer ebenfalls abgefackelt wie Stefans, es handelt sich auch um diegleiche Decoderversion
(meine ich mich zu erinnern, müsste ich nachschauen).

Nach dem ich alle Ersatzteile besorgt hatte, begann ich mit dem Ablöten und Reinigen
der Platine. Die Ausmaße der Zerstörung sind -gemessen an der Größe der Platine-
schon gewaltig.

Es kam dann ein größerer Einschnitt, so dass ich nun über ein Jahr mich mit dem
Thema nicht auseinandersetzen konnte.

Der Wille und die Motivation dazu sind aber unbeeinträchtigt und ich werde mir das
Teil noch einmal vornehmen.

Meine eigenen Kräne mit anderen Decoderversionen sind bisher unauffällig. Der
Grund für das Abbrennen ist mir bisher nicht bekannt.

Warum fragst Du, hast Du auch einen Problemkran?


VG
Rainer

Hallo,

ich Frage, weil ich zwischenzeitlich zwei solcher Kräne habe/hatte. Einer "läuft" und ist wieder verkauft, der andere läuft sehr gut. Ich hätte gerne einen weiteren aber würde auch gerne diese Technik verstehen und versuchen so etwas zu reparieren.

Während der Reparatur bzw. dem Tausch der Seile, konnte ich den Decoder ebenfalls anfassen. Er wird warm, für meinen Geschmack sehr warm! Es ist also so, dass der Kran eine Bewegung machen kann, dann schaltet man auf die nächste und kann weiter machen. Nach drei Bewegungen würde ich eine kurze Pause machen.

Was mich überrascht hat war, dass der nicht mehr so gute Kran - einige reden von (mechanischem) Verschleiß, was ich mir kaum vorstellen kann - bei der Hubbewegung des Hakens gefühlt weniger warm wurde am Decoder. Der Verschleiß wird dadurch sichtbar, dass der Decoder die Bewegungen nicht mehr in Stufen schaltet, sondern alles nur noch in FS1 stattzufinden scheint.

Meine Theorie ist jetzt, dass hier hohe Ströme fließen. Das ergibt sich für mich aus den verhältnismäßig großen Leitungsquerschnitten und dem warm werdenden Decoder. Da die Piezo-Motoren dauerhaft schnell vibrieren, wäre es durchaus möglich, dass am Ende der Lötstellen einzelne Litzen der Motorzuleitung brechen. Hierdurch kann kein ausreichend hoher Strom mehr fließen und die Bewegungen laufen langsamer, da die Schwingungen nicht mehr so ausgeprägt sein können.

Leider habe ich keinen Kran mehr um das zu testen aber vielleicht möchte jemand an seinem Kran hier mal einen Versuch machen.

Bezüglich der Reparatur des Decoders bin ich natürlich interessiert, ob es geklappt hat.

Viele Grüße
Markus