RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#1 von DarkRider , 01.03.2006 18:20

Hallo!

In einem parallelen Thread gings mal wieder um die unseelige Strombegrenzung der MS.
Der Verlauf der Diskussion mit der Aussage "es gehe nicht" liess mir keine Ruhe und so habe ich mich nach der Arbeit gleich an die MS gesetzt.
Nach ca. 1Stunde habe ich es zumindest so weit geschafft, dass meine MS derzeit OHNE Strombegrenzung funktioniert (also auch ohne Schutz ist). (bei ca. 1,5A habe ich aufgehoert, da mein 32W-Trafo aufgegeben hat).

Wie ich vermutet habe, ist der 4-fach OpAmp LM339 darin verwickelt, und die entsprechende Stelle auf der Platine auf dem Praesentierteller liegt (die grosse Durchkontaktierung unten rechts fuehrt das entsprechende Signal).

Der Pin 13 des LM339 ist der Ausgang des dritten Operationsverstaerkers, der auf Masse zieht, sobald ein Kurzschluss erkannt wird. Ich habe diesen Pin von der Platine abgehoben und schon war der Schutz ausgehebelt.

Das ist natuerlich nicht der Wunschzustand, da jetzt ein Kurzschluss die MS ueber den Jordan befoerdert, und hier braeuchte ich Eure Hilfe bevor ich unnoetig weitersuche, da ich nur ueber die kleinen MSse verfuege.

Auf dem Bild sieht ihr den entsprechenden Pin und ich moechte Euch bitten auf der "starken" MS nachzuschauen, ob nicht doch einer der Widerstaende einen anderen Wert aufweist als abgebildet (die beschrifteten SMD-Teile). In der Zwischenzeit schaue mir die Beschaltung des Bausteins genauer an.



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#2 von Reinhard ( gelöscht ) , 01.03.2006 20:21

Moin,

ja, gute Arbeit!
Jetzt mach dich mal ran und nehme die komplette Schaltung der MS auf (bis auf den Tasten und Displayteil). Erst dann kann man sich gedanken machen was die Jungs bei Märklin oder die es für Märklin entwickelt haben vorhaben.
Leider kann ich aus Jobsteßgründen nicht selber ran. Und jeden Urlaub für Märklinschaltungen zu verballern ist auch nicht so pretty.

Es wäre auch interessant heraus zu finden wofür die freien Pads auf dem PCB sind. Dies läßt sich halt nur mit einen Schaltplan erahnen.

Also, welcher Student will sich den LOB des ganzen Forums erheimsen?



Reinhard

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#3 von DarkRider , 01.03.2006 23:48

Hallo Reinhard!

Danke Ich weiss, es wurde schon oft gesagt, aber kannst du mir 100% bestaetigen, dass alle Rs um den LM bei der grossen identisch sind (ich gehe schwer davon aus, dass Du beide Versionen hast)?

Der Schaltplan der kompletten MS zu erstellen ist mir zu muehselig. Ich hoffe, dass ich fuer das Vorhaben drumherum komme (die Platine scheint aber nur 2-Lagig zu sein).

Was ich nach der kompletten Lueftung des Strombegrenzungsgeheimnsses gerne in Angriff nehmen moechte ist der CAN-Bus. Es wuerde mich reizen die MS als Regler fuer eine PC-Basierende Steuerung zu verwenden. Man koennte mit einfachen Mitteln die 10-Lok-Grenze uebergehen. Es scheint so, als ob ein Slave bereits beim Scrollen durch die Lokliste an Master seine aktuelle Lok uebermitteln wuerde. Der PC koennte den Master simulieren und eine sich staendig aendernde Lokliste vorgaukeln und so die Lokliste erweitern... mal schauen. Eins nach dem anderen

hmmm.. mich wundert doch ein wenig die schwache Resonanz



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#4 von Holger ( gelöscht ) , 01.03.2006 23:59

Hallo DR!

Danke für diese prächtigen Antworten! Es kann sein das mir ein Bekannter zu dem Bussystem was sagen kann, so daß ich dich dann darüber informieren kann. Das wird allerdings noch etwas dauern, da er grad arbeitstechnisch im Strß ist!

Gruß Holger



Holger

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#5 von Alfred Hangl , 02.03.2006 02:59

Hallo,
es gibt in der MS mehrere Loklisten, eine für 10 Loks als Master, eine für 10 Loks von der CS und vermutlich auch für 10 Loks als Slave.
Die CS schreibt die Lokliste auf die MS nachdem man die Liste erstellt hat und auf OK drückt. Es folgt Wartezeit und reboot der MS.
Vermutlich wird auch im Slavemodus die komplette Liste beim booten bereits übertragen.
Wenn dem so ist, gibt es 3 Loklisten mit 10 Einträgen.

Grüße,
Alfred



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#6 von Der Krümel , 02.03.2006 08:46

Zitat von DarkRider
hmmm.. mich wundert doch ein wenig die schwache Resonanz


Hallo Darky,

um diesem abzuhelfen bzw. dies zu erklären:

Ich finde diese Diskussionen sehr interessant und lese sie gespannt mit.

Allerdings gehöre ich nicht zu den versierten Elektronikbastlern (naja, Decoder habe ich schon in Loks gelötet).

Meine MS würde ich nicht auseinandernehmen und an SMD-Bauteilen herumzulöten, vor allem mit meinem (bestenfalls ) Halbwissen, traue ich mich nicht so recht.

Ich denke, es wird vielen hier so gehen wie mir.



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#7 von Weltenbummler , 02.03.2006 09:20

Zitat von Hendrik Albrecht

Zitat von DarkRider
hmmm.. mich wundert doch ein wenig die schwache Resonanz


Hallo Darky,

um diesem abzuhelfen bzw. dies zu erklären:

Ich finde diese Diskussionen sehr interessant und lese sie gespannt mit.

Allerdings gehöre ich nicht zu den versierten Elektronikbastlern (naja, Decoder habe ich schon in Loks gelötet).

Meine MS würde ich nicht auseinandernehmen und an SMD-Bauteilen herumzulöten, vor allem mit meinem (bestenfalls ) Halbwissen, traue ich mich nicht so recht.

Ich denke, es wird vielen hier so gehen wie mir.




Hallo Darky,
bei mir sieht es genauso aus.



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#8 von Holger H. , 02.03.2006 11:21

Hallo Darky,

ich habe beide und werde mal genauer hinschauen. Eventuell mache ich ein paar Photos. Ich hatte das schon mal verglichen, ist mir aber beim ersten Mal nicht untergekommen, daß die Bestückung anders ist.
Hoffe dieses kurzfristig zu machen, falls von anderen nichts geschehen ist.

Deine Kurzschlusssperre ist zuminest mehr, als bisher bekannt wurde.
Sicher ist, daß irgendwo der Strom gemessen wird, da er im Menü der Mobilestation auch aktuell angezeigt werden kann. Strom misst man über einen einen Spannungsabfall an einem Widerstand. Bleibt nur die Frage, wo steckt er. Wenn er sicher bekannt ist kann man den Messwert verfälschen, um größeren Strom zu ziehen, bis die MS 'Zu' macht. Der Grenzwert ist sicher softwaremäßig vorgegeben.

Gruss
Holger



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#9 von DarkRider , 02.03.2006 11:46

Hallo Holger!

Genau das habe ich vor. Ich gehe davon aus, dass der Spannungsteiler am Operationsverstaerker diese Messung durchfuehrt, hatte gestern aber keine Zeit mehr das genau anzuschauen. Deswegen meine Vermutung, dass einer der Widerstaende, die den Spannungsteiler am OpAmp bilden einen anderen Wert bei der grossen hat. Bei den 0805 kann man schon schnell was uebersehen.

Ich werde bis spaetestens Wochende weitermachen. Waere halt spitze, wenn Du bis dahin die Widerstandswerte kontrollieren koenntest, weil da koennte ich mir die weitere Suche sparen.



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#10 von Holger H. , 02.03.2006 12:17

Darky,

da es so dringend scheint, werde ich wohl heute Abend ran gehen.


Gruss
Holger



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#11 von Hp2 ( gelöscht ) , 02.03.2006 12:20

Hallo!

Da ist mir gerade ein Gedanke gekommen. Ich habe auch schon mal erfolglos einen stromdurchflossenen Meßwiderstand gesucht. Könnte nicht einfach der Spannungsabfall an den FETs als Meßgröße dienen?

Grüße

vom Schutzleiter



Hp2

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#12 von Holger H. , 02.03.2006 12:21

Zitat von DarkRider


Deswegen meine Vermutung, dass einer der Widerstaende, die den Spannungsteiler am OpAmp bilden einen anderen Wert bei der grossen hat. Bei den 0805 kann man schon schnell was uebersehen.




Das glaube ich widerum nicht. Das würde ja heißen der Laststrom läuft über den Spannungsteiler, was er bei den SMD sicher nicht tut.
Es muss eine niedrigohmigen Shunt geben, der mehr Leistung verträgt.

Gruss
Holger



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#13 von Walter ( gelöscht ) , 02.03.2006 12:40

Hallo,

ich war mit nicht ganz sicher, aber nach einem Blick bei http://www.ti.com hab ich's wieder. Der LM339 ist ein vierfach Komperator - kein OP im eigentlichem Sinne - und er hat einen Open Collector Ausgang (der Widerstand 102 = 1kOhm). Der müßte zum MC gehen und beim erreichten Stromwert umschalten - so wie DarkRider schrieb.
So nehme ich an, das mit einem Spannungsteiler irgendwo ein Schwellwert eingestellt wird. Und eine Rückkopplung für die Hysteris (der Widerstand 105 = 1MOhm). Die Kondensatoren sind wohl für einen kleinen Tiefpass. Wo ist dieser Spannungsteiler? Da würde es genügen, einen Widerstand zu ändern ...

Datenblatt dazu: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/lm339.pdf

Leider komme ich mit dem Foto nicht viel weiter und ich hab' immer noch keine MS Und schlimmer, zu wenig Zeit.

Die Endstufe kann eine Menge ab, zweieinhalb Ampere sollte kein Problem sein.

Viele Grüße,
Walter.



Walter

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#14 von CR1970 , 02.03.2006 12:45

*/nur staun, aber interessiert mitlesend...



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#15 von DarkRider , 02.03.2006 13:01

Hallo Walter!

Genau mein Gedankengang.
Ein Komparator ist ja ein OpAmp. In der Beschaltung ist es ein integrierender Komparator. Am WE weiss ich mehr.



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#16 von ElTango , 02.03.2006 14:54

Hallo an die Tüftler

Interessante Geschichte und ich werde diesen Thread mal genausten verfolgen.

Zwei interessante und auch richtige Beiträge sind bereits von DarkRider und Walter erfolgt.

Der Baustein LM339 ist für OP-Zwecke eingesetzt. Auch die Aussage von Reinhard kann ich bestätigen, dass die Strombegrenzung softwaretechnisch durchgeführt wird.

In den ganzen Überlegungen würde ich gerne noch eine Eventualiät mit reinbringen:

1. Möglichkeit:
Der LM339 ist mit seinen 4 Komparatoren je nach Beschaltung durch R´s & C´s für die Strombegrenzung in der MS zuständig. Sobald bestimmte Spannungen am Eingang vorhanden sind wird auch der Ausgangspegel verändert. D.h. konkret...Signaländerung für den Eingang des MC´s. Daraus folgt --> Die Software im MC bemerkt eine Änderung des Pegels an einem der abgefragten Pins --> Digital Pegel 1 oder 0. Somit wären beide Aussagen richtig, dass sowohl LM339 und Software für die Abschaltung und indirekt auch für die Strombegerenzung zuständig sind.

2. Möglichkeit:
Ein Strom-Shunt an dem bedingt durch den Stromfluß auf das Gleis der Spannungsabfall am Shunt sich verändert. Dieser Spannungsabfall wird durch einen evtl. analogen Eingang im MC gemessen. Durch diese Messung kann dann wieder softwaretechnisch erfasst werden und auch softwaretechnisch festgelegt werden, bei welchem Spannungsabfall die Abschaltung der MS erfolgen soll. Dass wäre dann der Fall von Reinhard....und da muss man an die Software dran oder an traut sich an die Änderung des Strom-Shunt.....mit Vorsicht zu geniessen, bzgl. Messtoleranzen !!

Als Elektronikentwickler würde man in erser Linie die Variante 1 bevorzugen, da dadurch nur eine Umbestückung alles regeln kann und die Software immer gleich bleibt. Der Aufwand der Umbestückung ist weit günstiger als die Handhabung von zwei verschiedenen Softwareversionen auf dem internen EEPROM des MC´s oder auch eines externen EEPROM.

Also dann mal ran an den Speck, bei genaueren Bilder (ich hab leider keine MS) lässt sich das relativ einfach herausfinden, den der Bereich auf den sich die Messung beschränkt ist ja nur 14 PINS + 11R´s und 6 C´s + MOSFET/Transistor groß

Ich bin gespannt auf den interessantesten Thread in letzter Zeit.



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#17 von Walter ( gelöscht ) , 02.03.2006 18:35

Hallo Allemiteinander,

ich bin der Meinung, der LM339 macht nur als "Schwellendetektor". Ist eine sehr billige Lösung und der MC in der MS muß nicht den ADC mitlaufen lassen, sondern einfach einen Interrupt abwarten. Dies zeugt auch das Verhalten des MC, der entsprechende Pin am MC hängt eben mit einem Widerstand an einen definierten Pegel, weil der Pin des LM339 hochgebogen ist.
(Oh Mann, diese Abkürzungen immer wieder )
Wäre für die Produktoin einfacher, eine SW für den MC zu entwickeln und dann einen Widerstand anders zu bestücken. Lass' mich aber gerne vom Gegenteil überzeugen, ehrlich.

Das mit dem shunt, denke ich, der muß irgendwo sein. Billiger kann man Strom nicht messen - und eine hohe Genauigkeit ist auch nicht vornöten. Die Idee mit den Bahnwiderstand der Endstufe kenne ich - dieser ist leider etwas Stromabhängig, aber das sollte auch gehen.

Wenn man cool genug ist, könnte man erstmal mit den hochgebogenen Pin leben, eine sog. "Multifuse" (= ~ Rückstellbare Sicherung) könnte man einschleifen, die gibt es mit unterschiedlichen Werten.

Schönen Feierabend noch,
Walter.



Walter

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#18 von Reinhard ( gelöscht ) , 02.03.2006 19:21

Für alle Stromgeilen....

Ändert doch einfach mal diesen 100 Ohm Widerstand ab....




@ Walter.
Großes JAAP!

Denn der LM339 liefert seinen Wert an den PIN1 vom MC9S12D64.
Der Eingang (PIN1) ist PP3 und ist als Watchdog programmiert der den MC auf HOLD oder gar STOP setzen kann.



Reinhard

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#19 von Reinhard ( gelöscht ) , 02.03.2006 19:28

PS...erhofft euch aber dann beim Abbrennen nicht (wenn der Ihr über 2A geht) das Märklin das Teil dann noch repariert.
Sicher können die Treiber-ICs bis zu 3A, aber dafür muss das PCB angepasst sein, denn mit so pisseligen Leiterbahnen kann keine Wärme über das PCB abgegeben werden. Die Treiber-ICs sterben als den stolzen Indianertod.



Reinhard

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#20 von DarkRider , 02.03.2006 23:09

Howdy!

Na dann haben wir es ja doch noch geschafft!

Es ist natuerlich klar, dass es nur die machen sollen, die auch wissen was sie tun!

In diesem Fall haette ich den austausch der HEXFETs auf welche mit noch kleinerem Rdson vorgeschlagen. Zum Beispiel:

IRF7313PBF: 2xN-Ch 30V 6,5A 2,0W 0,029R SO8
und
IRF7316PBF: 2xP-Ch 30V 4,9A 2,0W 0,058R SO8

Die sollten sogar pinkompatibel sein. Bei einem Rdson von 0.058Ohm gibts auch bei 3A keine Probleme... dann aber sollte man gleich auch die Leitungen zum Anschlussgleis vielleicht anders dimensionieren und den MiniDIN-Stecker gegen was passenderes austauschen.

Garantie ist ja natuerlich futsch

Fuer mich gilt als Fazit: mission accomplished und ich bleibe bei Delta-Boostern



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#21 von sbetamax , 03.03.2006 18:16

Hallo,
ich lese die ganze Zeit hier mit und finde es sehr intereesant.

Ich habe noch einen Hinweis:
Auf dem Widerstand steht ja 100 drauf, doch das heist das er 10 Ohm hat und nicht 100.
Die Zahlen verhalten sich wie die Farbringe bei bedrahdeten Widerständen. Die ersten 2 geben die Ziffer an, hier 10. Und der dritte wieviel nullen man anhängen muß, hier als 0.

Ein 100 Ohm Widerstand hätte die Beschriftung 101.

Nicht das man sich beim Rumbasteln mit anderen Widerständen wundert das die MS sofort oder garnicht mehr abschaltet.

Hat sich trotz des gefundenen Übeltäters jemand die mühe gemacht die "kleine" und die "große" MS zu vergeleichen?

Gruß Stepahn



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#22 von Reinhard ( gelöscht ) , 04.03.2006 00:19

SORRY!

Mein Fehler! Sicher hast du recht und es sind 10 Ohm!
Das kommt davon wenn mal kurz und hastig über die Schaltung luert.

Ja habe beide MoStas vergliechen, die 60652 und die 60561. Beide sind koplett gleich bestückt und haben die selbe PCB Rev.
Ist halt ne reine Software-Sache. Was anderes wäre so gesehen auch zu teuer.

Aber das habe ich hier schon mal hier geschrieben....



Reinhard

RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#23 von Gast , 04.03.2006 09:07

10 Ohm als Messhunt?

Also ich habe das jetzt mal verfolgt, aber 10 Ohm für einen Messshunt kommt mir reichlich viel vor. Bei 1,2 A fallen da ja volle 12 V und eine leistung von 14,4W an, das kann es nicht sein.

Wolfgang




RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#24 von sbetamax , 04.03.2006 10:41

Hallo Wolfgang,
ja als Messhunt sind 10 Ohm wirklich zu viel. Ich habe mich mit der Schaltung nicht weiter beschäftigt, da ich einen Booster hinter der MS habe.

Ich nehme an der Wiederstand hängt in einem Spannungsteiler der das Schalten des OPs / Komperators entsprechend beeinflusst.


Gruß Stephan

@ Reinhard,
ja das kenne ich: Wenn es schnell gehen muß, geht gerne mal was schief.

Hm, so rein technisch: Die Schaltung ist gleich. Also müsste doch der Komperator immer bei der gleichen Stromstärke schalten? Es sei den er wird mit einer Spannung aus dem Prozessor abgeglichen.

Gruß Stephan



 
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RE: "Hacking MS": Strombegrenzung

#25 von franzmh ( gelöscht ) , 04.03.2006 14:19

Hallo zusammen,

Zitat von DarkRider
... Was ich nach der kompletten Lueftung des Strombegrenzungsgeheimnsses gerne in Angriff nehmen moechte ist der CAN-Bus. Es wuerde mich reizen die MS als Regler fuer eine PC-Basierende Steuerung zu verwenden. Man koennte mit einfachen Mitteln die 10-Lok-Grenze uebergehen. Es scheint so, als ob ein Slave bereits beim Scrollen durch die Lokliste an Master seine aktuelle Lok uebermitteln wuerde. Der PC koennte den Master simulieren und eine sich staendig aendernde Lokliste vorgaukeln und so die Lokliste erweitern... mal schauen. Eins nach dem anderen

hmmm.. mich wundert doch ein wenig die schwache Resonanz



Also ich fände das eine Super Idee, auf diese Weise (über den CAN Bus) eine MS vom PC aus steuern zu können. Ob darüber dann wohl auch die Rückmeldungen gingen ? (Wenn man neue MFX-Lok aufs Gleis stellt, ...) Und was wäre mit dem Programmieren von MFX- und Übergangsdecodern ? Allerdings hätte man wohl keine Rückmeldungen über S88, und ohne Belegtmeldung macht eine PC-Steuerung wenig Sinn, da müsste man eine andere Lösung finden. Also ein weites Feld, das sich hier auftut, vor allem wo angeblich Märklin die Schnittstelle der CS nicht offenlegen will. Oder gibt es hierzu schon etwas ?

Viele Grüße

Franz MH



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