[volkerS]

Hallo Erich,
die Diode parallel zum Widerstand ist keine Freilaufdiode.
Wie schon weiter oben geschrieben ist ein ungeladener Elko im Einschaltmoment wie ein Kurzschluß.
Betrachten wir die Schaltung der Wagenbeleuchtung:
- Deine Gleisspannung wird vom Gleichrichter in eine pulsierende Gleichspannung gewandelt.
- Der Widerstand begrenzt den Ladestrom zum Elko, sonst könnte es im Einschaltmoment (Anlegen der Gleisspannung) zu einem hohen Einschaltstrom kommen, der im WorstCase die Kurzschlußsicherung der Digitalzentrale auslöst.
- Die gegengepolte Diode soll aber es dem Elko ermöglichen sehr schnell seine Ladung (Energie) an die Led-Strips abzugeben, wenn die Spannung vom Gleichrichter geringer ist als die Ladespannung des Elkos. Würde dies, ohne Diode, über den Widerstand erfolgen könnte nur ein geringer Strom fließen und dies auch langsamer.
Der Poti ist nichts anderes als ein einstellbarer Widerstand der den Strom durch die Led-Strips reduziert. Da Potis nur eine geringe Leistung haben sollte man sie, wenn man den optimalen Wert gefunden hat, ausmessen und durch einen Widerstand ersetzen.
Ich würde auf den Widerstand am Relais nicht verzichten, da ich ja schon schrieb, dass bei 200% Betriebsspannung die abgegebene Wärme der Relaisspule das 4-fache ist. Je nach Einbausituation des Relais in der Lok kann da ein Kunststoffgehäuse durchaus Schaden nehmen. Die 0,5Watt sind nicht viel aber in einer Lok gibt es noch weitere Wärmequellen (Motor) und durch das Gehäuse ist eine Luftkonfektion kaum möglich (Hitzestau).
Volker

[K.Wagner]

Hi Erich,

nur kurz zu Deiner Schaltung in der Lok: Der Kondensator ist überflüssig - er wirkt aber im Einschaltmoment nocht als Kurzschluß, da er ja hinter dem Widerstand hängt - der wirkt als Strombegrenzung. Der Einschaltstrom wäre dann bei 100 Ohm (jiktiver Wert!!!!) und 24 V 240 mA.
- also: Kondensator = unnötig
- Zum Dimmen brauchts keine Ergänzung, bei Relais nicht sinnvoll
- Der Wert des Vorwiderstand für Dein 12V-Relais würde ich in der Größenordnung des Spulenwiederstandes wählen - eher etwas geringer, da die Spannung Dekoder+ / Dekoder - in der Realistät whl zwischen 15 und 20 V liegt (bei mir sinds 18V....)

Beleuchtungsschaltung: Ich selber habe keinen Kondensator in meinen Schaltungen - ein Flackern kommt kaum vor. Allerdings betreibe ich meine Beleuchtung auch mit Konstantstrom von 2-3 mA / Zweig. Den Kondensator würde ich optional vorsehen - dann aber klassischerweise direkt hinter dem Gleichrichter. Im Netzt gibt es dann die Formeln für die Entladung - je nachdem welche Zeit Du überbrücken willst, kannst Du die Größe definieren.
Hier nur beachten, dass LEDs eine Flussspannung haben - d.h. wenn z.B. 3 weiße LEDs in Reihe sind, dann ist ca. 9,5V "Ende der Fahnenstange" - d.h. wenn die ELKO-Spannung unter 10V sinkt, wirds (fast schlagartig) dunkel.

[tektemek]

(Ein Bild sagt mehr als tausend Worte)
Daher habe Ich mir erlaubt, aufgrund oben genannter Infos, einen kleinen Schaltplan zu erstellen. Die Legende ist (aufgrund Zeitmangel) nicht komplett, aber ich denke, der Ganze ist selbsterklärend. Die Werte für R und C sind dabei je nach Bedarf zu ermitteln. Und LED kann selbstverständlich auch für eine ganze Reihe LEDs stehen.

D2 bringt einen kleinen Spannungsabfall mit, was die Stützwirkung des C1 leicht mindert. Das kann, je nach beschaltung einer LED-Gruppe schon sichtbar sein. Daher noch eine Alternative:

Ich denke, bei kleiner Last (-> kleiner C1) kann auf R2 auch verzichtet werden.

Gruss, Adrian

[Hackfix]

Toll, danke für die nützlichen Zeichnungen (und auch den Vorrednern für ihre Tipps). Insbesondere nützlich zu verstehen, was beim Einschaltstrom eines Kondensators passiert und wieso das problematisch sein kann.

- R3 kann also auch der Poti sein, richtig?

Zitat

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Da Potis nur eine geringe Leistung haben

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Ein Widerstand verträgt ja normalerweise 250mW, ist das bei einem Poti weniger?

- Was ist der Grund, warum man den Widerstand R3 nicht einfach in die Position von R2 platziert (also R2 wäre dann sowohl der Schutzwiderstand für den Kondensator also auch Vorwiderstand für die LEDs) - gehe ich richtig, dass das Problem dann wäre, dass der Vorwiderstand dann nicht mehr Teil des Stromkreises ist, wenn eine Unterbrechung des Stromzufuhrs von der Schiene vorkommt, also wenn der Kondensator sich entlädt? Also dann würden die LEDs wohl kurzzeitig zuviel Strom und/oder Spannung bekommen?

Gruß, Erich

[volkerS]

Hallo Erich,
du verwendest wegen des Platzbedarfs eher einen Trimmer (Poti hat eine Achse, Trimmer wird mit Schraubendreher eingestellt); funktional aber gleich. Je nach Bauform/Größe haben sie eine zulässige Belastung von 0,063 - 0,25Watt; Typ PT06 und PT10 0,1W; PT15 0,25W. Die Belastbarkeit bezieht sich dabei immer auf die komplette Widerstandsbahn. Du nutzt aber nur einen Anschluß der Widerstandsbahn und den Schleiferanschluß. Je nach Stellung des Schleiferanschlußes sinkt somit die Belastbarkeit erheblich.
Der Widerstandswert des Trimmers R3 ist meist erheblich größer als der Wert des Ladewiderstandes R2 (ca. 100Ohm). Damit würde sich die Ladezeit des Elkos erheblich verlängern.
Volker

[Hackfix]

Ja, indertat, nach Deiner Definition habe ich Trimmer. Gefällt mir sowieso besser, weil die Rechtschreibungskorrektur dauernd Poti auf Pott umstellen möchte!

20K Ohm Single Turn Trimpot Phenolic trimming potentiometer Pack of 20 (D12- 9)

Zitat

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Je nach Stellung des Schleiferanschlußes sinkt somit die Belastbarkeit erheblich

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Ich vermute mal, dass ich von den maximal 20 kOhm nur etwa 1 kOhm brauche - gehe ich recht, dass die Wärmeentwicklung größer wäre, je höher der Widerstandswert eingestellt wird? Da werde ich dann auch einfach mal probehalber einen einbauen, und sehen wie warm er wird.

Danke auch für die Erklärung von R2 und R3, soweit alles klar!

[tektemek]

Zitat

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- Was ist der Grund, warum man den Widerstand R3 nicht einfach in die Position von R2 platziert (also R2 wäre dann sowohl der Schutzwiderstand für den Kondensator also auch Vorwiderstand für die LEDs) - gehe ich richtig, dass das Problem dann wäre, dass der Vorwiderstand dann nicht mehr Teil des Stromkreises ist, wenn eine Unterbrechung des Stromzufuhrs von der Schiene vorkommt, also wenn der Kondensator sich entlädt? Also dann würden die LEDs wohl kurzzeitig zuviel Strom und/oder Spannung bekommen?

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Nein, das Gegenteil ist der Fall (komme gleich darauf zurück).

Zitat

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Der Widerstandswert des Trimmers R3 ist meist erheblich größer als der Wert des Ladewiderstandes R2 (ca. 100Ohm). Damit würde sich die Ladezeit des Elkos erheblich verlängern.

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Soweit habe ich noch gar nicht gedacht. Aber ich finde, eine länger Ladezeit muss ja nicht zwingend stören. Das Problem liegt darin, dass die Stützwirkung geradezu flöten geht, da der Kondensator nur auf die LED-Spannung geladen wird.

Zitat

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Hier nur beachten, dass LEDs eine Flussspannung haben - d.h. wenn z.B. 3 weiße LEDs in Reihe sind, dann ist ca. 9,5V "Ende der Fahnenstange" - d.h. wenn die ELKO-Spannung unter 10V sinkt, wirds (fast schlagartig) dunkel.

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Also, hängt der Kond. direkt vor der LED geht das Licht aus, obschon er erst einen kleinen Teil seiner Ladung abgegeben hat. Die eigentliche Reserve wird über den Vorwiderstand (in unserem Fall R3) aufgebaut.
War das verständlich? Wenn nicht, lass es mich wissen und ich setz mich nochmal ans Zeichenbrett.

Gruss, Adrian

[volkerS]

Hallo Erich,
Leistung = Spannung x Strom (P=UxI; W=VxA). Liegt ein Widerstand direkt zwischen der Spannungsquelle ohne Led-Stripe so gilt:
20V / 20kOhm = 1mA ergibt 20V x 1mA = 20mW Leistung am Widerstand/Trimmer. 20V / 1kOhm = 20mA ergibt 20V x 20mA = 400mW (0,4W) Leistung am Widerstand/Trimmer. Das überlebt weder der Widerstand (0,25W) noch der Trimmer!
Wenn der Led-Stripe 12V hat, dann wäre der Spannungsfall über dem Trimmer 8V. 8V / 1kOhm = 8mA ergibt 20V x 8mA = 160mW Leistung am Trimmer.
Die 20K Ohm Single Turn Trimpot Phenolic trimming potentiometer haben 0,1W Verlustleistung (lt. Internet, bitte korrigieren wenn andere Werte)
Auch die Überleben es nicht. Und da ja die Verlustleistungsangabe für die gesammte Widerstandsbahn des Trimmers gilt du aber bei 1kOhm nur noch 5% des Trimmers nutzt kannst du auch nur 5% der Verlustleistung des Trimmers (5mW) in Anspruch nehmen.
Daraus folgt: Trimmer sind ungeeignet, besser 0,25W-Widerstände der R6 oder R12-Reihe beschaffen und damit die Helligkeitsanpassung vornehmen.
Für dich geeignete Werte wären 1k, 1k5, 2k2, 3k3, 4k7, 6k8 (R6) oder 1k, 1k2, 1k5, 1k8, 2k2, 2k7, 3k3, 3k9, 4k7, 5k6, 6k8, 8k2 (R12).
R12 bietet eine feinere Abstimmung. Und man sollte immer in Reihe zu einem Trimmer, der als einstellbarer Widerstand genutzt wird einen Festwiderstand als Mindestwiderstand in Reihe schalten.
Volker

[Hackfix]

Das sind super Infos, danke. Damit ist indertat vollkommen klar, dass 20 kOhm Trimmer für mich nutzlos sind (waren zum Glück nur 3 Euro!). Damit wurde wohl Plastikschmelze in ein paar Wagen verhindert, also nochmals danke!

Ich hab auf dieser Basis bei Ebay jetzt Trimmer gefunden, die eher das richtige wären:
3362P-1-501 500 Ohm 500V Trimmer Variable Resistor Potentiometers 10 Pcs

Die sind für 0.5W ausgelegt, aber besonders nützlich zu wissen, dass das dann nur zB 0.25W sein dürfen, wenn man den Trimmer auf zB die Hälfte (250 Ohm) eingestellt hat.

Ich werde mir allerdings dann auch, wie empfohlen, überlegen, ob Trimmer überhaupt sinnvoll sind statt eines festen Widerstands.

Interessant auch noch, dass die Leistung über den Trimmer/ Vorwiderstand auch davon abhängt, wieviele LED Strips man anschliesst. Da die Strips parallel geschaltet sind, muss ich bei zB drei Strips dreimal soviel Strom durch den Trimmer/ Vorwiderstand laufen lassen um noch dieselbe Helligkeit zu bekommen (was auch jeweils zu einer anderen Einstellung des Trimmers (bzw ein kleinerer Vorwiderstand) führt). Hab mir das alles jetzt durchgerechnet, und denke bei einem 500 Ohm Trimmer bekäme ich gerade ein bisschen Flexibilität um die Helligkeit einzustellen, in Reihe geschaltet mit einem Vorwiderstand den ich kleiner dimensioniere, je nachdem wieviele LED Strips im Wagen sind. Kann die Excel Kalkulationen hier nicht zeigen, aber so sieht das Ergebnis aus:

[hu.ms]

Das Relais wird räumlich neben dem decoder positioniert.
Der von diesem durchgeschaltete "puko-pol" geht über die stromführenden kupplungen an die wagen.
Dort hat dann jeder wagen die kleine schaltung mit gleichrichter, elko und lade-entladewiderstand
und - wenn gewünscht - das trimmpoti für die helligkeit.
Bei mir fliessen da bei 15 led pro wagen (5 dreiereinheiten der bekannten 12V-strips) rd. 4 mA.
Es genügt also ein trimmer mit 100 mW belastbarkeit.
Ich habe 25 K eingesetzt. Der errechnete wert und der wert lt. versuchen weicht meist ab. Hier gilt: "versuch macht kluch".

Es ergeben sich mehrere vorteile wenn die bauteile in jedem wagen eingebaut
und über die stromführende kupplung immer den "puko-pol" geführt wird:
- alle so ausgestatteten wagen sind frei miteinander kombinierbar
- max. flackerschutz: kurze versorgungsunterbrechungen an den kupplungen haben keine auswirkung
sh. auch: https://stummiforum.de/viewtopic.php?f=2...art=50#p1837805

Hubert