Hallo zusammen,

bisher war ich nur ein stiller Mitleser. In den vergangenen Monaten ist aber etwas entstanden, dass hier für den ein oder anderen von Interesse sein könnte.
Los ging es, dass wir für die Spur Z Bahn meines Vaters zwei neue Regler benötigt haben. Und dann gings dank dieses Forums hier los.... Nachdem ich ursprünglich mal Elektrotechnik studiert habe, viel selbst baue, Programmiere, konstruiere und auch 3D Drucke, wurde das Projekt immer größer.

Entstanden ist ein Regler, der der Grundidee von 1-zu-220 .de (inzwischen wohl offline) entspricht. Das Ergebnis weicht aber doch davon ab. U.a. wurde statt des L298 Treibers ein L6205 eingesetzt. Dieser hat kaum Spannungsabfall/Verlustleistung und es Bedarf deshalb auch keines Kühlkörpers. Dadurch ist eine kompaktere Bauweise möglich.



Unter anderem gibts folgende Features:

• OLED Display, LCD Anzeige und/oder LEDs zur Anzeige von Infos und Zuständen
• Der Regler deckt einen Ein-/Ausgangsspannungsbereich von 8-52V ab.
• Einstellbare Frequenz (Jumper oder Codierschalter): 61,04 bis 62500Hz
• Simulation des Zuggewichtes
• Einstellung eines Offsets zur Anpassung des Reglers an die spezifischen Eigenheiten der Motoren

• Zwei modulare Platinen für den Treiber und Microcontroller
• 3D Druck Gehäuse
• Software

Zitat von cRemE-fReSh im Beitrag #1

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Entstanden ist ein Regler, der der Grundidee von 1-zu-220 .de (inzwischen wohl offline) entspricht.
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Hallo und Moin CF
Grundsätzlich will ich mein Interesse an der Weiterführung des Threads bekunden.
Vor ca. 25 Jahren hatte ich mir für meine damalige Anlage (N-Spur) eine PWM Steuerung nach einem Schaltplan erstellt. Ich glaube mich daran zu erinnern dass diese den Radioempfang etwas störte, aber die Fahreigenschaften der Loks waren fantastisch. Gefahren wurde analog.
Diese Steuerung, welche noch vorhanden ist, würde ich gerne wieder in meine im Bau befindliche neue analoge Anlage einbauen.
Allerdings bin ich auch für Neues offen und würde mich für diesen Fahrregler doch stark interessieren.
Wenn du also Zeit und Lust aufbringen würdest uns diesen Regler näher zu bringen, meine Begeisterung ist dir sicher.
Gruß Peter

Ich habe mir mit diesem Reglern https://amazon.de/gp/product/B08PJ349QF und einem Umschalter selbst einen mobilen Fahrregler mit Batteriebetrieb gebaut. Funktioniert sehr gut. Der Drehregler hat einen eingebauten Schalter mit dem man ihn auch komplett abschalten kann.
Zusammen mit einem Spannungswandler https://amazon.de/dp/B07WJ82KPF kann man das auch mit einer Powerbank betreiben.

mfg
Ralf

Hallo CF
Das ist durchaus interessant.
Das einzige, was mir etwas negativ auffällt, ist das Netzteil in einer weiteren Box. Das halte ich aus thermischen Gründen für nicht optimal.
Die Frequenzeinstellung bis 62,5 khz für eine Einspeißung ins Gleis wirft bei meinen nur rudimentären Eektronikkenntnissen auch ein paar Fragen auf.

Hallo CF,

ich finde dein Projekt sehr interessant.

1. Für besseres Fahrverhalten von analogen Loks verwende ich Tomix bzw. Kato-"Trafos".
2. Für Tests von Lokzukäufen etc. verwende ich Labornetzteile, weil ich hier eine informative Anzeige habe. Lästig ist hier der Fahrtrichtungswechsel, weil ich entweder was umstecken muss oder einen Umschalter dazwischensetzen.
3. Da ich ein mehrgleisiges Testoval habe, verwende ich auch mehrere Netzteile / Trafos gleichzeitig, um Loks parallel im direkten Vergleich fahren zu lassen oder Zukäufe simultan einfahren zu lassen. Das Brummen der alten Trafos nervt, man braucht viel Platz, viele Kabel und jeder Trafo verhält sich anders, so dass der direkte Vergleich (ohne Labornetzteile) schwierig ist.
4. das kann ich dann noch auf Digital umklemmen.

Deshalb könnte ich mir vorstellen, dass das, was ich anhand deiner Fotos zu erkennen glaube, eine Kombination von 1., 2. und 3. möglich macht.
Also ein starkes und leises Netzteil mit Reglern für 4 bis 6 Loks (je Lok ein Regler, nichts zum Umschalten - das nervt mich bei Digitalsteuerung schon genug )wäre schon fantastisch.
Für Anlagensteuerung vielleicht mit einem "Notaus-Knopf", da man dann schon mal die Übersicht verlieren kann bei so vielen manuell geregelten Loks.

Wenn dem so ist, würde ich gerne mehr erfahren über deine Pläne und Umsetzungsmöglichkeiten.

beste Grüße
Andreas

Hallo zusammen,

ich versuche mal, zu allem eine Rückmeldung zu geben.

Zitat von Anton_Zett im Beitrag #2

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Zitat von cRemE-fReSh im Beitrag #1

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Entstanden ist ein Regler, der der Grundidee von 1-zu-220 .de (inzwischen wohl offline) entspricht.
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1-zu-220.de ist umgezogen zu: [TOTERLINK]

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Zitat von horli im Beitrag #3

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Hallo und Moin CF
Grundsätzlich will ich mein Interesse an der Weiterführung des Threads bekunden.
Vor ca. 25 Jahren hatte ich mir für meine damalige Anlage (N-Spur) eine PWM Steuerung nach einem Schaltplan erstellt. Ich glaube mich daran zu erinnern dass diese den Radioempfang etwas störte, aber die Fahreigenschaften der Loks waren fantastisch. Gefahren wurde analog.
Diese Steuerung, welche noch vorhanden ist, würde ich gerne wieder in meine im Bau befindliche neue analoge Anlage einbauen.
Allerdings bin ich auch für Neues offen und würde mich für diesen Fahrregler doch stark interessieren.
Wenn du also Zeit und Lust aufbringen würdest uns diesen Regler näher zu bringen, meine Begeisterung ist dir sicher.
Gruß Peter

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Zitat von rmayergfx im Beitrag #4

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Ich habe mir mit diesem Reglern [TOTERLINK] und einem Umschalter selbst einen mobilen Fahrregler mit Batteriebetrieb gebaut. Funktioniert sehr gut. Der Drehregler hat einen eingebauten Schalter mit dem man ihn auch komplett abschalten kann.
Zusammen mit einem Spannungswandler [TOTERLINK] kann man das auch mit einer Powerbank betreiben.
mfg
Ralf

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Zitat von JoWild im Beitrag #5

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Hallo CF
Das ist durchaus interessant.
Das einzige, was mir etwas negativ auffällt, ist das Netzteil in einer weiteren Box. Das halte ich aus thermischen Gründen für nicht optimal.
Die Frequenzeinstellung bis 62,5 khz für eine Einspeißung ins Gleis wirft bei meinen nur rudimentären Eektronikkenntnissen auch ein paar Fragen auf.

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Zitat von Freetrack im Beitrag #6

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Hallo CF,

ich finde dein Projekt sehr interessant.

1. Für besseres Fahrverhalten von analogen Loks verwende ich Tomix bzw. Kato-"Trafos".
2. Für Tests von Lokzukäufen etc. verwende ich Labornetzteile, weil ich hier eine informative Anzeige habe. Lästig ist hier der Fahrtrichtungswechsel, weil ich entweder was umstecken muss oder einen Umschalter dazwischensetzen.
3. Da ich ein mehrgleisiges Testoval habe, verwende ich auch mehrere Netzteile / Trafos gleichzeitig, um Loks parallel im direkten Vergleich fahren zu lassen oder Zukäufe simultan einfahren zu lassen. Das Brummen der alten Trafos nervt, man braucht viel Platz, viele Kabel und jeder Trafo verhält sich anders, so dass der direkte Vergleich (ohne Labornetzteile) schwierig ist.
4. das kann ich dann noch auf Digital umklemmen.

Deshalb könnte ich mir vorstellen, dass das, was ich anhand deiner Fotos zu erkennen glaube, eine Kombination von 1., 2. und 3. möglich macht.
Also ein starkes und leises Netzteil mit Reglern für 4 bis 6 Loks (je Lok ein Regler, nichts zum Umschalten - das nervt mich bei Digitalsteuerung schon genug )wäre schon fantastisch.
Für Anlagensteuerung vielleicht mit einem "Notaus-Knopf", da man dann schon mal die Übersicht verlieren kann bei so vielen manuell geregelten Loks.

Wenn dem so ist, würde ich gerne mehr erfahren über deine Pläne und Umsetzungsmöglichkeiten.

beste Grüße
Andreas

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Zitat von cRemE-fReSh im Beitrag #7

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Hallo zusammen,
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The Frequenz von 62,5 kHz würde ich offen gesprochen auch nicht einsetzen. Ich habe mich hier allerdings an der Lösung (beyenbach .de/modellbahn/arduino/fahra.htm) orientiert, da ich es universell halten wollte und offen gesprochen viel zu wenig Ahnung von den verschiedenen, am Markt befindlichen Bahnen habe. Bei uns laufen die Züge mit 61Hz. Einer läuft mit 244Hz deutlich ruhiger.
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Wäre es möglich, die Schaltung so zu erweitern, dass ein Mix aus alter geregelter Spannung (also mehr Volt für mehr Geschwindigkeit) und der PWM-(Digital)-Spannung anliegt?
Ich habe den Eindruck die sich ändernde aber dafür konstante Spannung ist besser für die Lebensdauer der Motoren als die "digitale" Ansteuerung.
Bei https://www.mikrocontroller.net/articles...euerung_mit_PWM wird im Abschnitt zur PWM Frequenz auch auf Motoren mit Entstörkondenstoren hingewiesen...

Ich habe bei Tests von alten Loks den Eindruck, dass sich deren Motoren stark erhitzen. Bei neueren Loks scheint das Problem nicht so ausgeprägt zu sein.

moin,

ich lese hier mal Hz, mal kHz : ist denn beides da immer richtig ?

meines Wissens werden jedenfalls die meisten Servos mit 50-60Hz (!) PWM-Frequenz bedient (z.B. SG90)

was sollen denn die Fahrmotoren (hier Spur-N minitrix und Arnold, analog) optimalerweise bekommen ?

Hallo Wolf,
50Hz ist die Wiederholfrequenz bei RC Servos, d.h. alle 20msec kommt ein Puls mit einer Breite von 1 - 2 msec, daraus ergibt sich dann die Stellung des Servos.
Die Arnold / Minitrix Motoren wurden zu Zeiten entwickelt? / hergestellt als die DC-Fahrpulte aus Regeltrafo und nachgeschaltetem Brückengleichrichter bestanden. Daraus ergibt sich 100Hz pulsierende Gleichspannung. Der von Siemens hergestellte Trafo für Arnold besaß neben dem normalen Fahrspannungsausgang noch einen Rangiergang-Ausgang (Halbwelle).
244Hz ist eine Teilerfrequenz aus der 4MHz Taktfrequenz des Microcontrollers. Ein Leistungssteller mit dieser Frequenz läßt aber einen Motor recht deutlich pfeifen, (Lautstärke hängt von der Motorgröße ab). Kommerzielle Motorsteller arbeiten meist mit PWM-Frequenzen um 20kHz (10 MHz Taktfrequenz des Microcontrollers) und damit oberhalb des Hörbereichs eines Menschen.
Achtung, diese Frequenz kann von Hunden durchaus noch gehört werden.
Volker

Schaut euch mal das hier an, speziell Beitrag #3 ff. Es handelt sich um einen recht ausgefuchsten Fahrregler aus den 80er Jahren.
Gruss

Ich finde die Diskussion hier sehr interessant und möchte noch ein paar Bemerkungen dazu machen, diese resultieren aus meiner persönlichen Erfahrung
und sind keineswegs despektierlich gemeint:
1. ich hab' mir den "Teichmann" Fahrregler angeschaut und hatte sofort ein déja vu:
mein selbst entwickelter analoger Fahrregler aus den frühen 90er Jahren war sehr ähnlich aufgebaut, genauso mit Massensimulation und S&H-Schaltung ( LF398 ) um die EMK zu messen.
Meine Lösung hat damals erlaubt, die PWM Frequenz zwischen 30Hz bis 250Hz einzustellen. PWM's bis 20Khz wäre mit den damaligen Bauteilen eher schwierig.
Ich gehe daher davon aus, dass alle, die im Studium in Regelungstechnik aufgepasst haben, zu einem ähnlichen Ergebnis kommen.
2. Ich bin Mitte der 90er auf einen reinen DCC-Betrieb gewechselt und wenn ich mit meinen relativ modernen Fahrzeugzoo anschaue, stelle ich fest, dass mit neueren Motoren, die
von Euch genannten Probleme weitgehend verschwunden sind. In den wenigsten Fällen musste ich die Motorregelung anpassen, nur Vmax und die Kennlinie ( ich nutze immer die mit 28 FST ).
Probleme mit Anfahren ( Motoren noch ohne Schwungmasse ) gibt es fast nicht mehr. Und die Motoren brauchen viel weniger Strom. Die größten Stromfresser ( Roco V200 ) haben einen Fauli bekommen.
Und was die modernen Decoder machen, kann man 1:1 auf "quasi analoge" Regler projizieren, sprich z.B. PWM mit 20Khz oder mehr.
Die berühmten Parallelkondensatoren zum Motgor sollte man da allerdings entfernen, die Umladeverluste steigen mit der Freequenz, die H-Brücke freut sich darüber nicht.
Der L6205 ist etwas veraltet, ich habe gute Erfahrungen mit dem MAX14870 gemacht, der kann bis 50Khz PWM. (Nutze ich für meine Lüfter im Haus )
3. Oft wird mit zu hoher Gleisspannung gefahren, nach meiner Erfahrungen reichen bei H0 15V am Gleis völlig aus, wenn die Motoren max. 12-13V bekommen, schont das u.a. die Kollektoren.
Wie gesagt meine persönliche Erfahrung, in jedem Fall bin ich davon überzaugt, dass "digitale" Loks nicht schlechter laufen als analog gefahrene, wenn es sich nicht um Uralt-Schätzchen handelt,
die Motorregelkung muss gut sein egal, ob sie in der Lok oder extern sitzt.
Gruß Thomas

Der "Teichmann" Fahrtregler heisst zwar so, weil er von ihm vertrieben wurde, ist aber meine Entwicklung, die ich ihm damals unentgeltlich zur Verfügung gestellt habe. Wir waren beide Mitglied im Modellbahnclub Marburg. Er müsste eigentlich "Meinhold" Regler heissen .
Gruss

OK, das verstehe ich, dann gerne Meinhold-Regler und wie gesagt, für die damalige Zeit sicher eine Supersache!
Nur ( auch wenn's weh tut ), die HW/SW Entwicklung hat heute einen Stand erreicht, den wir damals nicht für möglich gehalten hätten.
Man bekommt für Cent-Beträge extrem leistungsfähige Bauteile und vieles erledigt man nebenbei in SW mit frei verfügbaren Modulen.
Bei aller Nostalgie, egal ob das Moba oder Hifi oder ( mein 2. Hobby ) Fotografie ist, die "vintage" Teile können da einfach bei weitem nicht mehr mithalten......
Gruß Thomas

Zitat von tomholzwurm im Beitrag #15

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OK, das verstehe ich, dann gerne Meinhold-Regler und wie gesagt, für die damalige Zeit sicher eine Supersache!
Nur ( auch wenn's weh tut ), die HW/SW Entwicklung hat heute einen Stand erreicht, den wir damals nicht für möglich gehalten hätten.
Man bekommt für Cent-Beträge extrem leistungsfähige Bauteile und vieles erledigt man nebenbei in SW mit frei verfügbaren Modulen.
Bei aller Nostalgie, egal ob das Moba oder Hifi oder ( mein 2. Hobby ) Fotografie ist, die "vintage" Teile können da einfach bei weitem nicht mehr mithalten......
Gruß Thomas

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Man muss nicht Analogfahrer sein aus Angst vor der digitalen DCC Technik.
Als Vollblutinformatiker bevorzuge ich Analog genau weil es Analog ist.

PWM tönt ja interessant für Rangierbetrieb, aber ich möchte es nicht pur einsetzen. Eine Hybridlösung wär mir lieber, vor allem zum Schutz der Motoren.
Bei Streckenloks könnte das PWM Ruckeln sogar die Stufenschaltung der alten ELoks simulieren und bei den neueren Thyristorloks das nervige Summen auch ohne Lautsprecher produzieren.
Rangieren... da wäre der PWM spike nützlich um die Anfahrwiedersrände zu überbrücken, sollte aber so schnell als möglich mit sehr sauberer Gleichspannung ersetzt werden...

hallo,

Zitat

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vor allem zum Schutz der Motoren

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wußte bisher noch nicht, daß PWM den Motoren älterer Bauart (minitrix,Arnold usw) schadet !?

Hallo,
ich experimentiere mit PWM Regler für Rocrail. Daher ist alle wenig getestet.

Meine Idee ist, bis zu 8 Regler für Gleisabschnitte zu verwenden.
Über Weichenadressen kann man jeden Regler eine beliebige Lok aus 8 zuordnen.
Man kann vereinfacht sagen, das sind 8 Lokdecoder die über Weichenadressen die Lokadressen wechseln können.

Die PWM wird vom Mikrocontroller generiert, und es stehen 4 Frequenzen über Funktionstasten 5 bis 8 zur Auswahl.

Ich habe leider nur eine 2 Meter HO Teststrecke, kann daher nur beschränkt testen. Das eigentliche Problem wird wohl sein, alle Trafos Synchron laufen zu lassen, damit an den Trennstellen keine Probleme entstehen. Ich hoffe das ich das gelöst habe.

Die Loks werden mit dem Rocrail Lokregler gefahren. Da ich das DCC Protokoll verwende sollte jede DCC Zentrale damit funktionieren. Ich habe auch noch an einem Handregler gedacht. Ich denke aber das meine Projekt kaum jemand verwenden wird.
Ich könnte mir das auch auf einer digitalen MOBA, als Ergänzung z. B. Nebenstrecke vorstellen. So kommt Digital und Analog auf einer MOBA.Anlage zusammen.

Hier sind z. B. 3 PWM Trafos für Trafo100 (Lok100) von Block2 nach bk5 geschaltet. Ich muss allerdings zugeben, dass einrichten in Rocrail bedarf etwas Einarbeitungszeit. Aber dafür ist die Verkabelung extrem einfach.
Ich denke ein PWM Trafo wird im Eigenbau 22 bis 25 € plus Netzteile kosten.

Hier ein möglicher Gleisplan; Update 9.08.23

In der DCC Version können dann auch Weichen und Signale digital bedient werden.
Die Hardware Digitaler PWM Trafo kann auch als DCC Zentrale oder Booster verwendet werden.

Als einzelner Trafo kann der am USB angeschlossen werden, dafür sind nur wenige Arbeitsschritte erforderlich.
Ich werde später den Gleisplan als Rocrail-Arbeitsbereich zum Download anbieten.

Ich versuche auch noch, ob ein Automatik-Betrieb möglich ist. Fahrstraßenschaltung mit Start und Ziel habe ich versuchsweise ausprobiert. Siehe Fahrwegausleuchtung auf dem Bild.

Das Projekt ist in Arbeit:
https://bluethners.de/DCCProjekt/Zentrale/DigitalTrafo.html

Anregungen zu dem Projekt sind willkommen.


Viele Grüße Martin

Aus euren Antworten schliesse ich, dass ihr entweder meinen alten Fahrregler nicht angesehen habt oder nicht verstanden habt, wie er funktioniert .
Trotz aller Weiterentwicklungen in der Elektronik würde ich ihn im Prinzip heute noch genau so aufbauen.

Zitat von AlexanderJesse im Beitrag #17

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Man muss nicht Analogfahrer sein aus Angst vor der digitalen DCC Technik.
Als Vollblutinformatiker bevorzuge ich Analog genau weil es Analog ist.
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Zitat von lupus51 im Beitrag #18

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hallo,

Zitat

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vor allem zum Schutz der Motoren

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wußte bisher noch nicht, daß PWM den Motoren älterer Bauart (minitrix,Arnold usw) schadet !?

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Eher so eine "Bauchahnung" aus den Tatsachen, dass Aussenläufer bei geringen PWM Frequenzen warm werden und ich von frühen RC-Auto Versuchen eigentlich gelernt hatte, dass ein kühler laufender Motor gesünder ist...
Die induzierten Spannungsspitzen sind mir einfach unsympatisch...

Und solche Sätze:
Bei diesem BEMF-geregeltem Fahrpult ist die Endstufe analog, d.h. auch sehr schonend für Glockenankermotore.

helfen auch, diese Bauchahnung zu bestärken

Zitat von md95129 im Beitrag #21

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Zitat von AlexanderJesse im Beitrag #17

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Man muss nicht Analogfahrer sein aus Angst vor der digitalen DCC Technik.
Als Vollblutinformatiker bevorzuge ich Analog genau weil es Analog ist.
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Ein tolles Argument. Hast Du auch sachliche Gründe ?

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Hallo,
noch ein Nachtrag.
So kann die analoge Lok 100 aus Rocrail heraus gesteuert werden.




Frage an einem Elektroniker.

Kann man sinnvoll mit einem Kondensator den PWM etwas glätten. So das ein sehr welliger Gleichstrom entsteht.
Der dann für empfindliche Motoren besser geeignet ist. Ich vermute das für kleine Frequenzen < 20Khz der Kondensator eine große Kapazität haben muss. Der dann auch noch bipolar sein muss.
Viele Grüße Martin

Zitat von Hobbyprog im Beitrag #23

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Hallo,
noch ein Nachtrag aus
PWM Fahrregler - Eigenbau
So kann die analoge Lok 100 aus Rocrail heraus gesteuert werden.




Frage an einem Elektroniker.

Kann man sinnvoll mit einem Kondensator den PWM etwas glätten. So das ein sehr welliger Gleichstrom entsteht.
Der dann für empfindliche Motoren besser geeignet ist. Ich vermute das für kleine Frequenzen < 20Khz der Kondensator eine große Kapazität haben muss. Der dann auch noch bipolar sein muss.
Viele Grüße Martin

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@Martin
Man kann die PWM relativ einfach glätten, aber dann geht der Vorteil des "Hammerschlags" der Pulse verloren und die Langsamfahreigenschaften werden genau so lausig wie bei Gleichspannung.
@Alexander

Zitat von AlexanderJesse im Beitrag #22

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Nach 40 Jahren programmieren und automatisieren geniesse ich immer mehr Manuelles und Analoges. Digital (nur ein und aus) ist einfach langweilig.
Genug sachlich?

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