Hallo

bin seit zwei Wochen stolzer Besitzer eines Hobbytrade Dosto-Wagensets (4 Stck.).
Insgesamt sind die Wagen bis jetzt nicht mal eine Stunde in Betrieb gewesen.
In den letzten drei Tagen ist jetzt in zwei Wagen die Innenbeleuchtung ausgefallen.
Symptom: Fahrspannung bricht zusammen, Loks schleichen nur noch und der defekte Wagen ist dunkel.
Nach Entfernen des Wagens ist alles wieder normal.

Nun ist das passiert, nachdem ich vor ein paar Tagen den Piko-Hobby-Startset-Trafo (mit Impulsbreitensteuerung) durch einen gebraucht gekauften Trix/Siemens Gleichstromtrafo (der blaue) mit variabler Spannung 0-14V 14VA ersetzt habe.
Dieser Trafo zeigt augenscheinlich keinerlei Auffälligkeiten. Die Loks fahren jetzt wesentlich sanfter an und brummen nicht mehr beim Anfahren.

Die Ausgangsspannung habe ich durchgemessen -14V bis +14V alles OK.
Ein Piko-Wagen mit Innenbeleuchtung ist ebenfalls unauffällig.
Es kann doch nicht sein, dass die Wagenbeleuchtung nicht mit der variablen Spannung des neuen Trafos zurechtkommt, oder?

Kann ein alter Trafo irgend einen schleichenden Defekt haben der meine Wagen killt, oder ist der Austausch des Trafos doch wohl eher Zufall und es ist ein Produktionsfehler der Wagen zu vermuten?

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

Gibt es nähere Angaben zu den tatsächlich verwendeten Beleuchtungen dieser Dostos. Sind es vom Werk aus eingebaute Beleuchtungen? LED oder Glühlampen? Nicht von Hobbytrade? Hast du mal die Spannungen gemessen? Wenn LED, wie sind diese beschalten? Kriegen die etwa zu viel Spannung? Gibt es einen Brückengleichrichter davor?

Mich würde es keineswegs wundern, dass der Hersteller aus Spargründen (Es darf ja nix kosten) etwas wichtiges vernachlässigt hat in der Auslegung seiner Schaltung. Aber pauschal lässt sich sowas nicht sagen, wenn Details fehlen.

Hallo Martin,

danke für die Antwort. Die Beleuchtung ist serienmäßig an Bord und sieht so aus:





Im Oberdeck ist sie noch OK, im Unterdeck ist ein Kurzschluss auf der Platine.
(Natürlich leuchtets im Oberdeck auch nur wenn ich dort im demontierten Zustand Spannung separat anlege).
Habe die Wagen reklamiert und mir wurde auch ohne Probleme Ersatz zugesagt.

In erster Linie geht es mir darum herauszufinden, ob die Ursache wahrscheinlicher bei den Wagen liegt, oder ob auch in meiner Anlage irgendwo der Wurm sein könnte (siehe oben).

Gruß
Stefan

Hallo , Jogi hier


Das sieht ja nach einem ganz einfachen Teil aus .

4 x Dioden ( wohl 1N4148 ) 1 Widerstand und alle LEDs parallel .

Ich tippe mal , das die Dioden defekt sind ( 1N4148 )

Hallo Stefan

Zitat von Jim_Knopf

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Hallo Martin,

danke für die Antwort. Die Beleuchtung ist serienmäßig an Bord und sieht so aus:

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Aha, ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.

Schmeiss diese Murksschaltung raus und bau was Vernünftiges ein. Eine direkte Parallelschaltung von LEDs wird nicht lange funktionieren. Das ist leider so.

Dass dies nicht einmal Hersteller beachten wundert mich eigentlich nicht.

Hallo Martin,

danke für deinen Hinweis. Was mir allerdings nicht einleuchtet:

Es gibt ja einiges an Berichten über diese Wagen hier im Forum, aber niemand klagt über defekte Beleuchtungen.
Im Prinzip waren ja die überwiegend positiven Berichte für mich auch kaufentscheidend.

Kann es irgendwie damit zusammenhängen, dass die meisten hier digital fahren und dass die LEDs (in dieser Schaltung) mit der Konstantspannung besser klar kommen als mit der variablen Spannung des alten Trix-Trafos?

Mit meinem ersten Piko-Trafo (Impulsbreitensteuerung) leuchteten die LEDs auch konstanter und mit weniger Flackern beim Fahren.

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

Wenn ich das richtig sehe, dann ist ein einziger Vorwiderstand vor dem Gleichrichter und vor 6 Stk LED die alle direkt parallel geschaltet sind. Die Frage ist jetzt wie ist der Vorwiderstand definiert (Welcher Wert). Wenn er so dimensioniert ist, dass die LEDs an ihre Nennwerte kommen, dann muss es so sein, dass das eine oder andere LED ausfällt.

Aus folgendem Grund:
Die Paralllelschaltung zwingt allen LEDs die selbe Spannung auf. Durch die Streunug ist es dann so, dass leider nicht alle LEDs am gleichen Arbeitspunkt arbeiten können. Eine minimale Spannungsäderung am Arbeitspunkt ruft einen starken Stromanstieg hervor. So kann es durchaus passieren, dass bei der kleinsten Änderung der Betriebsspannung, das eine LEd locker wegsteckt, das benachbarte aber bereits stark überlastet wird. Dieses schmilzt weg. Pech, wenn es dann zum Kurzschluss kommt. Dann ist der Vorwiderstand auch gleich überlastet und kann abbrennen.

Eigentlich sollte jedem klar sein, der sich nur ein bisschen mit LEDs auskennt, dass man LEDs nicht so beschalten sollte. Aber leider halten sich nicht einmal Hersteller an solche Regeln.

Nicht nur, dass diese Schaltungsart kaum funktioniert und problematisch ist. Es ist meiner Meinung nach auch sträflich in Bezug auf die Energiebilanz dieser Schaltung. Man muss bei Parallelschaltung von LEDs trotzdem die Spannung an der LED Gruppe auf diese 2 bis 3V (je nach Lichtfarbe) bringen. Man verbrennt also buchstäblich den allergrösste Teil der Energie im Vorwiderstand. Eine Reihenschaltung wäre hier um Welten effizienter. Der Entwickler, der diese Schaltung verbrochen hat, hätte eine dicke Ohrfeige verdient.

Guten Abend Stefan,

Zitat von Jim_Knopf

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Kann es irgendwie damit zusammenhängen, dass die meisten hier digital fahren und dass die LEDs (in dieser Schaltung) mit der Konstantspannung besser klar kommen als mit der variablen Spannung des alten Trix-Trafos?
Mit meinem ersten Piko-Trafo (Impulsbreitensteuerung) leuchteten die LEDs auch konstanter und mit weniger Flackern beim Fahren.

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Im Digitalbetrieb ist i.d.R. die Versorgungsspannung größer als im Analogbetrieb, daher müßte dort das selbe Problem auftreten. Beim Flackern ist das eine Frage der Frequenz: mit 4,8kHz (MMS) bzw. 8,4kHz (DCC) kann das menschliche Auge dem (nach der Gleichrichtung) nicht mehr folgen, folglich sieht man kein Flackern.
Zum aufgetretenen Defekt: wie Martin tippe ich auf die Brückenschaltung, die sich aus welchem Grund auch immer mit den parallel geschaltenen LED's nicht verträgt. Was genau nun defekt ist, kann man nur durch ablöten der Bauteile herausfinden.

Nachtrag @Martin: meinst Du den da für den Verursacher der Schaltung:

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo Martin & Stephan-Alexander,

vielen Dank für Eure ausführlichen Erläuterungen. Man braucht auch wirklich nicht lange googeln, um Eure Ausführungen vielfach bestätigt zu bekommen.

Traurig genug, dass man für rund 70€ pro Wagen sowas geliefert bekommt.

Schade auch, dass noch kein weiterer Besitzer dieser Wagen seine diesbezüglichen Erfahrungen berichtet hat.

Viele Grüße
Stefan

Hallo,

das Ganze mal im Detail betrachtet:

mein Hobbytrade Dosto 63142 hat bei 18V DC eine Stromaufnahme von 40 mA, also 0,7 Watt für den gesamten Wagen. Was ist das schon im Vergleich zu einer Wagenbeleuchtung mit Glühlampen oder einer Lok, die ein mehrfaches an Leistungsbedarf haben. Was soll daran sträflich sein?

Natürlich könnte man die LEDs teilweise in Reihe schalten, das hätte aber auch deutliche Nachteile. Fährt man konventionell DC analog, so liegt die Schienenspannung überwiegend im Bereich von 6 – 12 V. Mit der jetzigen LED-Beschaltung ist die Wagenbeleuchtung bereits bei 6 V deutlich erkennbar, bei einer Reihenschaltung würden die LEDs erst im oberen Geschwindigkeitsbereich oder überhaupt nicht leuchten. Es gibt also durchaus Gründe, auf eine Reihenschaltung der LEDs zu verzichten.

Im Dosto sind zwei Leiterplatten mit jeweils eigener Schaltung eingebaut, ergibt also pro Leiterplatte eine Stromaufnahme von 20 mA. Da die LEDs parallel geschaltet sind, teilen sich die 20 mA auf die 6 LEDs auf, das sind etwa 3,3 mA pro LED. Und natürlich darf man baugleiche LEDs parallel schalten, auch wenn hier immer wieder das Gegenteil behauptet wird. Angenommen, bis auf eine LED würden alle anderen ausfallen, so wird diese letzte LED mit 20 mA betrieben, ein durchaus normaler Betriebsstrom für die üblichen LEDs. Und selbst wenn eine LEDs einen Kurzschluss hätte, deutlich mehr Strom kann nicht fließen, dafür sorgt schon der Strombegrenzungswiderstand. Auch wenn dieser bei höheren Digitalspannungen verlustleistungsmässig vielleicht schon etwas grenzwertig dimensioniert ist.

Soviel zu dem Horrorscenario von starkem Stromanstieg, wegschmelzender LED und abbrennendem Vorwiderstand. Nüchtern und sachkundig betrachtet alles reichlich unrealistisch. Wer es besser zu wissen glaubt möge dies dann aber bitte auch mit Zahlen belegen.

Warum ist denn jetzt die Beleuchtung beim TE ausgefallen? Da zwei Wagen innerhalb kurzer Zeit nach der Inbetriebnahme ausgefallen sind, ist ein sporadischer Bauteildefekt eher unwahrscheinlich. Die Dimensionierung der Bauteile scheint in Ordnung zu sein, eine statische Überlastung ist deshalb ebenfalls unwahrscheinlich. Da offensichtlich ein Kurzschluss vorliegt, und die LEDs hinter einem strombegrenzenden Widerstand liegen, bleiben eigentlich wie schon in den anderen Beiträgen angeführt nur noch die Gleichrichterdioden übrig. Ausfallursache könnte eine elektrische Überspannung oder eine mechanische Überbeanspruchung sein.

Die auf dem Bild sichtbaren Dioden sind von Hand nachgelötet worden, das ist bei SMD-Dioden mit Glasgehäuse nicht ganz unproblematisch. Vielleicht gab es da eine Vorschädigung.

Aber ohne Untersuchung der Ausfallteile bleibt alles spekulativ.

Hallo Stefan,

bei DC analog sollten im Gleis Kondensatoren zur Unterdrückung von Störspannungsspitzen eingebaut sein, sind diese in Deiner Anlage vorhanden (z.B. im Anschlussgleis)?

Zitat von Rainer48

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Hallo,

das Ganze mal im Detail betrachtet:

mein Hobbytrade Dosto 63142 hat bei 18V DC eine Stromaufnahme von 40 mA, also 0,7 Watt für den gesamten Wagen. Was ist das schon im Vergleich zu einer Wagenbeleuchtung mit Glühlampen oder einer Lok, die ein mehrfaches an Leistungsbedarf haben. Was soll daran sträflich sein?

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Heutige Glühlämpchen dieser Grösse verbrauchen so etwa 20mA. Mal 4 (2 pro Wagenetage) ergibt gerade mal das Doppelte. Aber das ist hier nicht einmal das Hauptproblem. Problematischer ist die direkte Parallelschaltung.

Zitat von Rainer48

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Natürlich könnte man die LEDs teilweise in Reihe schalten, das hätte aber auch deutliche Nachteile. Fährt man konventionell DC analog, so liegt die Schienenspannung überwiegend im Bereich von 6 – 12 V. Mit der jetzigen LED-Beschaltung ist die Wagenbeleuchtung bereits bei 6 V deutlich erkennbar, bei einer Reihenschaltung würden die LEDs erst im oberen Geschwindigkeitsbereich oder überhaupt nicht leuchten. Es gibt also durchaus Gründe, auf eine Reihenschaltung der LEDs zu verzichten.

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Mag sein. DOch niemals direkt parallelschalten, sondern immer ein LED mit einem Vorwiderstand bestücken und die LED - Widerstandpärchen parallel schalten. So machens viele Modellbahnhersteller. Genau aus diesem Gedanken. Oder zwei LEDs in Reihe zu einem Widerstand und dann parallel. Das wäre der beste Kompromiss, den auch sehr viele Beleuchtungshersteller machen.

Zitat von Rainer48

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Im Dosto sind zwei Leiterplatten mit jeweils eigener Schaltung eingebaut, ergibt also pro Leiterplatte eine Stromaufnahme von 20 mA. Da die LEDs parallel geschaltet sind, teilen sich die 20 mA auf die 6 LEDs auf, das sind etwa 3,3 mA pro LED. Und natürlich darf man baugleiche LEDs parallel schalten, auch wenn hier immer wieder das Gegenteil behauptet wird. Angenommen, bis auf eine LED würden alle anderen ausfallen, so wird diese letzte LED mit 20 mA betrieben, ein durchaus normaler Betriebsstrom für die üblichen LEDs. Und selbst wenn eine LEDs einen Kurzschluss hätte, deutlich mehr Strom kann nicht fließen, dafür sorgt schon der Strombegrenzungswiderstand. Auch wenn dieser bei höheren Digitalspannungen verlustleistungsmässig vielleicht schon etwas grenzwertig dimensioniert ist.

Soviel zu dem Horrorscenario von starkem Stromanstieg, wegschmelzender LED und abbrennendem Vorwiderstand. Nüchtern und sachkundig betrachtet alles reichlich unrealistisch. Wer es besser zu wissen glaubt möge dies dann aber bitte auch mit Zahlen belegen.

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Natürlich würde mich der Wert des Vorwiderstandes interessieren. Erst da kann man schlüssig eine Antwort geben. Tatsache ist aber, dass eine direkte Parallelschaltung von LEDs nicht den allgemeinen Regeln der Schaltungstechnik entspricht und hier scheinbar reihenweise Ausfälle zu beklagen sind. Wie ich schon schrieb: mich wundern die Ausfälle nicht, nachdem ich die Schaltung sehe.

Zitat von Rainer48

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Die Dimensionierung der Bauteile scheint in Ordnung zu sein, eine statische Überlastung ist deshalb ebenfalls unwahrscheinlich.

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Solange du die genauen Werte nicht kennst ist das genau so spekulativ.

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Zitat von JSteam

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Hallo Martin,

der ganze Wagen hat 3 Parallelschaltungen.

1. Im Dach 6 weiße LED und ein Widerstand 1K
2. Im Untergeschoß 6 weiße LED und ein Widerstand 1k
3. Zugzielanzeiger 2 grüne LED und ein Widerstand 1k

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Bravo! Hobbytrade hat 0.03 Eurocent pro Wagen eingespart! Das ist doch eine positive Meldung für die "Geiz ist geil" - Mobahner.

Hallo Martin,

Zitat von Martin Lutz

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Wie ich schon schrieb: mich wundern die Ausfälle nicht, nachdem ich die Schaltung sehe

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Kannst Du mir mal erklären, was Dich zu dieser Erkenntnis veranlasst.

Stefan berichtet von einem Quasi-Kurzschluss zum Gleis. Die Beschaltung der LEDs kann doch nicht die Ursache sein, denn hinter dem Strombegrenzungswiderstand fließen maximal 20 mA, egal wie die LEDs dort verschaltet sind, und egal, ob diese LEDs normal arbeiten oder einen Kurzschluss oder eine Unterbrechung haben.

Bitte unbedingt auf technischer Basis begründen, nicht wieder nur pauschale Behauptungen. Das sollte bei entsprechendem Fachwissen ja kein Problem sein.

Hallo Rainer,

Zitat

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Hallo Stefan,

bei DC analog sollten im Gleis Kondensatoren zur Unterdrückung von Störspannungsspitzen eingebaut sein, sind diese in Deiner Anlage vorhanden (z.B. im Anschlussgleis)?

Zitat

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Meine Bahn baut auf einem Pico-Analog-Startset auf (Pico A-Gleis) mit ganz ordinären Anschlussgleis. Da sind mit Sicherheit keine Kondensatoren verbaut. Vor kurzem habe ich den einfachen Pico-Mini-Trafo durch einen alten Trix-Trafo 56-5579-00 ersetzt.

Denkst Du mein Problem könnte mit dem fehlenden Entstörglied zusammenhängen?

Gruß
Stefan

Hallo zusammen

Eine sehr simple Schaltung. Der Vorwiderstand ist nach der Graetzschaltung.
Für einen Kurzschluss muss mind. eine Diode defekt sein (Kurzschluss einer Halbwelle).
Aber weshalb soll eine Diode defekt sein? Wie schon berichtet wurde, kann der Strom bei 20 V Schienenspannung auf max. 20 mA ansteigen, sollte eine LED defekt sein. Und wenn Loks dann nur noch schleichen, muss ja schon ein ordentlicher Kurzschlussstrom fliessen. Das würde man den Beleuchtungseinheiten bzw einem Bauteil darauf ansehen.

Ich tippe daher eher auf einen Kurzschluss ausserhalb der Beleuchtungsplatine, beispielsweise bei der Kupplung, der Stromabnahme oder so.

Aber das lässt sich ja ganz einfach testen: Eine "defekte" Beleuchtungseinheit direkt an den Trafoausgang anschliessen.

Gruss
Rainer

Hallo Stefan,

laut Piko ist bei den Analog-Startsets ein Anschluss-Clip mit EMV-Entstörelement (55270) dabei. Ähnliches gibt es auch bei den anderen Modellbahnherstellern für den Analogbetrieb. Da ich digital fahre, habe ich damit allerdings keine Erfahrung.

Wie der bisherige Verlauf der Diskussion gezeigt hat, ist die eigentliche Ursache für Dein Problem noch völlig unklar. Sorry.

Zitat von Rainer48

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Hallo Martin,

Zitat von Martin Lutz

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Wie ich schon schrieb: mich wundern die Ausfälle nicht, nachdem ich die Schaltung sehe

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Kannst Du mir mal erklären, was Dich zu dieser Erkenntnis veranlasst.

Stefan berichtet von einem Quasi-Kurzschluss zum Gleis. Die Beschaltung der LEDs kann doch nicht die Ursache sein, denn hinter dem Strombegrenzungswiderstand fließen maximal 20 mA, egal wie die LEDs dort verschaltet sind, und egal, ob diese LEDs normal arbeiten oder einen Kurzschluss oder eine Unterbrechung haben.

Bitte unbedingt auf technischer Basis begründen, nicht wieder nur pauschale Behauptungen. Das sollte bei entsprechendem Fachwissen ja kein Problem sein.

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Gut, dann muss mir mal jemand WERTE der Bauteile liefern!!

Wenn 20mA durch diesen Widerstand fliessen, dann hat er eine Verlustleistung bei digitaler Gleisspannung von etwa 360mW. Herkömmliche 0603er Widerstande haben eine maximale Verlustleistung von 100mW. 0805er haben eine Leistung von 125mW, erst ein 1206er Widerstand hat eine genügend hohe Leistung für den Kurzschlussfall. Was passiert, wenn ein Widerstand überlastet ist. Er backt zusammen und macht Kurzschluss oder er verbrennt und macht Unterbruch. Soweit ich auf dem Bild erkennen kann ist der Widerstand kleiner wie 1206 Ein Kurzschluss bei den LEDs hält er nicht durch. Da mir noch niemand genauere Angaben machen konnte was für Dioden im Gleichrichter sind (1N4148 wurde nur als Vermutung genannt) kann man auch keine Aussage machen, obs die Dioden aushalten.

OK vielen Dank für Eure Unterstützung bei der Fehlersuche!

Ich habe jetzt mal die LED-Leiste im Unterdeck ausgebaut (die obere war ja i.O.) und an meinen Trafo angeschlossen.
Es ist definitiv diese LED-Leiste im Eimer:





Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

ohne jetzt die Sinnhaftigkeit der Schaltung weiter zu kommentieren die Frage, ob Du die ein Multimeter besitzt - das dann auch noch Halbleiter messen kann. Dann einfach mal die Dioden durchmessen - jede sollte in Flußrichtung (- Leitung des Multimeters an der Markierung der Diode) 0,7-1V Flußspannung haben. Wenn nein (z.B. 0 Volt), dann ist diese Diode defekt. Bei der Schaltung kannst Du auch den Widerstand messen, ob der noch seine 1K hat...

Das Flackern der Beleuchtung kann übrigens daher kommen, daß das PIKO Gerät mit Impulsbreitensteuerung arbeitet, wo sofort die volle Spannungshöhe zur Verfügung steht, der Trafo aber halt die Halbwellen langsam hochfährt. Erst wenn diese eine Spannung von 1,4V + 3,2V (Flußspannung der Gleichrichterschaltung + Flußspannung LED) überschritten hat, können die LEDs überhaupt das Leuchten beginnen - dann kommts noch auf den Spannungsabfall des Widerstandes an.....

Aber wie gesagt - zur Fehleranalyse mal die Bauteile messen.
Hast Du kein Multimeter, dann wie schon vorgeschlagen die Einheit mal an den Trafo hängen.

Ich selber sehe übrigens derzeit eigentlich keinen offensichtlichen Ausfallgrund.

@ Martin: Die Schaltung ist für mich ebenfalls zum Haareraufen - wenn ich daran denke, wie oft wir "damals" wo wir auch einige zehntel Cent / LED gespart haben, Kundenreklamationen bearbeitet haben, der - obwohl e-technisch versiert - anfangs nicht verstanden hat, warum unsere Tester denn das nicht rausmessen konnten.....

Oh,
hat sich meine Antwort überschnitten...
Wenn ich mir R7 und die im Bild rechte obere Diode anschau, dann scheinen die thermisch etwas mitgenommen zu sein.
Bleibt das Messgerät als einzige Möglichkeit zur Fehleranalyse....

Zitat von K.Wagner

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Wenn ich mir R7 und die im Bild rechte obere Diode anschau, dann scheinen die thermisch etwas mitgenommen zu sein.
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Das würde ich aufgrund der Bildqualität nicht erkennen wollen.

Zitat von Martin Lutz

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Was passiert, wenn ein Widerstand überlastet ist. Er backt zusammen und macht Kurzschluss oder er verbrennt und macht Unterbruch.

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Wiederstände veerbrannt immer und macht Unterbruch, halbleiter - wie dioden - macht Kurzschluss.

Klaus

Zitat von Jim_Knopf

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Es kann doch nicht sein, dass die Wagenbeleuchtung nicht mit der variablen Spannung des neuen Trafos zurechtkommt, oder?

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Ich hab früher SMD gleichreichterdiode gesehen wer abgebrennt ist (Kurzschluss). Oft wenn alte Märklintransformatoren mit umschaltimpulen mehr als 30 volt ist gebraucht.

Klaus

Wer sagt denn dass bei gleicher Spannung auch der gleiche Strom pro LED in der Praxis fließt? Nur mal im Wiki gucken. Da ist eine LED Kurve abgebildet. Bei 3,6V sinds 400mA. Aber da ist noch ne rote Linie einer andern, aber baugleichen LED drin. Da sind es eben bei 3,6V schon 640mA. Die rote Linie ist nur die Toleranzgrenze nach oben. Ausserdem sind es nach dem Vorwiderstand 6 parallel geschaltete Widerstände die eben nicht linear sind. Viel Spaß beim rechnen mit Toleranzen und nichtlinearen Werten.