RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#26 von gaulois , 13.08.2020 21:22

Hallo zusammen
und Danke für die angeregte Diskussion. Leider werde ich die Beiträge mehr als einmal lesen müssen, bis ich alles verarbeitet habe.

Bei den Dioden kann ich mich auch vertan haben, ist schon eine Weile her, dass ich die mal gekauft habe, für einen ganz anderen Zweck, ich muss mal gucken, ob ich eine Bezeichnung finde. Ich würde - auch wenn das richtig ist, die richtig dimensionierten Bauteile für jede Schaltung einzusetzen - ungern wieder Material bestellen und sobald die Bestellung abgesetzt ist, dann hier lesen müssen, dass dieses Teil dann aus diesem oder jenem Grund doch nicht so geeignet ist. Da mir das schon ein paar Mal passiert ist, weil ich vielleicht auch zu schnell auf Vorschläge reagiert habe, werde ich mir das erst mal ansehen, was ich noch so im Bestand habe und ob das ggf. auch die Spezifikation erfüllt.

Was meine Multimeter angeht, erstens habe ich ein uraltes aus den 80er Jahren, das aber fast nicht mehr im Einsatz ist, auf der Intermodellbau hatte ich mir und meinen drei Kindern mal bei Conrad die 5-€ Billig-Schätzeisen geholt, aber nur für Wald- und Wiesen-Zwecke bzw. damit die Kinder mal lernen, damit umzugehen, ich selbst nutze mein Ultra-Billig-Schätzeisen schon länger nicht mehr, weil es einerseits nie da ist, wo es gebraucht wird, und weil ich andererseits eines habe, das ein bisschen mehr kann, aber vermutlich nicht das, was ich benötige: ein King Craft MD 10759. Ist sicher kein High-End Produkt und auch nicht mehr das neueste. In der Anleitung habe ich folgende Daten gefunden:

Eingangsimpedanz: 10 M in allen Spannungsmessbereichen
Frequenzbereich: 40 Hz bis 400 Hz
Transistor: Basisstrom: ca. 10 μA I Testspannung U_CE: ca. 2,8 V
Stromversorgung: Batterie 9V 6F22 oder 6LR61
Sicherungen: F 200 mA L/250 V
Überspannungskategorie: CAT II
Temperaturbereich: 5 °C bis 40 °C

Gleichspannungsmessung
Messbereich Auflösung Genauigkeit
200 mV 0,1 mV ±0,5 % v.M./± 1 digit
2 V 1 mV ± 0,5 % v.M./± 2 digits
20 V 10 mV ± 0,5 % v.M./± 2 digits
200 V 100 mV ± 0,5 % v.M./± 2 digits
1.000 V 1 V ± 0,5 % v.M./± 2 digits
Wechselspannungsmessung
Messbereich Auflösung Genauigkeit
2 V 1 mV ± 0,8% v.M./± 3 digits
20 V 10 mV ± 0,8% v.M./± 3 digits
200 V 100 mV ± 0,8% v.M./± 3 digits
750 V 1 V ± 1,2% v.M./± 3 digits

Aber das sagt wohl nichts darüber aus, wie dieses Messgerät mit Digitalspannungen in dieser hohen Frequenz umgeht über die Rechteckspannung bzw. den Begriff True Root Mean Square findet man in der Anleitung jedenfalls nichts...

Ich müsste noch mal lesen und überlegen, was zu veranlassen ist. Ein neues Multimeter stand eigentlich nicht auf dem Programm, andererseits wäre es natürlich nicht von Nachteil, etwas mehr als das zu haben, was ich jetzt habe...


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#27 von volkerS , 13.08.2020 21:47

Hallo Gerd,
mit den maximal 400Hz Frequenz deines Multimeters kommst du bei Digitalspannung erst mal nicht weit.
Allerdings kannst du mit der Einstellung Wechselspannung 20V schon mal die Versorgungsspannung der Delta4f messen.
Die Angaben im Datenblatt besagen dass die Abweichung der Anzeige von der tatsächlichen Trafospannung +/-0,8% betragen kann.
Weiter kann die Anzeige um 3 digit, in diesem Messbereich also 30mV, vom Ist abweichen.
Und logischerweise kann die Messung, da du ein Multimeter mit 3 1/2-stelliger Anzeige hast, nur auf 10mV genau sein, keinster Schritt auf der letzten Stelle.
Wenn du also (Beispielrechnung) 16V angezeigt bekommst, dann kann die Spannung tatsächlich zwischen 15,84V und 16,16V liegen.
Wenn du jetzt die maximal mögliche Spannung mit Wurzel 2 multiplizierst hast du die theoretisch maximale Digitalspannung, 22,85V DC. Theoretisch deshalb weil diese Rechnung von idealen Bauteilen ausgeht. In der Realität muss man den Spannungsverlust an Gleichrichter und Leistungstransistoren abziehen. Dazu muss man aber die verwendeten Bauteile und ihre Daten kennen.
Deine Gleisspannung ist also definitiv <22,85V.
So, und jetzt musst du mal real messen.
Volker


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#28 von SAH , 13.08.2020 22:10

Moin Gerd ,

Dein Messgerät hat gleichwertige Spezifikationen zum Voltcraft VC260, dessen Eignung für Messungen im Beitrag #23 verlinkt habe.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn


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www.sheyn.de/Modellbahn/index.php


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#29 von gaulois , 15.08.2020 17:46

Hallo Volker,

Zitat
Hallo Gerd,
mit den maximal 400Hz Frequenz deines Multimeters kommst du bei Digitalspannung erst mal nicht weit.
Allerdings kannst du mit der Einstellung Wechselspannung 20V schon mal die Versorgungsspannung der Delta4f messen.
Die Angaben im Datenblatt besagen dass die Abweichung der Anzeige von der tatsächlichen Trafospannung +/-0,8% betragen kann.
Weiter kann die Anzeige um 3 digit, in diesem Messbereich also 30mV, vom Ist abweichen.
Und logischerweise kann die Messung, da du ein Multimeter mit 3 1/2-stelliger Anzeige hast, nur auf 10mV genau sein, keinster Schritt auf der letzten Stelle.
Wenn du also (Beispielrechnung) 16V angezeigt bekommst, dann kann die Spannung tatsächlich zwischen 15,84V und 16,16V liegen.
Wenn du jetzt die maximal mögliche Spannung mit Wurzel 2 multiplizierst hast du die theoretisch maximale Digitalspannung, 22,85V DC. Theoretisch deshalb weil diese Rechnung von idealen Bauteilen ausgeht. In der Realität muss man den Spannungsverlust an Gleichrichter und Leistungstransistoren abziehen. Dazu muss man aber die verwendeten Bauteile und ihre Daten kennen.
Deine Gleisspannung ist also definitiv <22,85V.
So, und jetzt musst du mal real messen.
Volker



Die Messung habe ich bereits durchgeführt, siehe mein Beitrag 3 auf Seite 1, ist vielleicht in dem Zusammenhang mit dem DC-DC-Wandler untergegangen, hier noch mal die Werte der Messung:

Zitat
Ich habe mal an einem analog-Netzgerät gemessen, rein gehen 18,08 V Wechselspannung



Das ist die Messung an einem Märklin Fahrgerät gewesen. Und genau solche Fahrgeräte nutze ich ja, um die Delta4F-Geräte zu speisen, also müsste das doch der Wert sein, oder verhält sich die Ausgangsspannung des Fahrgerätes am Eingang eines Delta4F anders als am Eingang des Spannungswandlers mit nachgeschaltetem LED-Strip? Natürlich kann der Delta4F mehr Ampere raushauen und daher auch benötigen, dann wären aber die Spannungen definitiv niedriger, niemals höher als die am Beleuchtungs-Exemplar gemessene Spannung.

Jetzt rechne ich die 18,08V, mit den Abweichungswerten von 0,8% und bekomme ein Intervall von 17,94V bis 18,22V, die Maximalspannung von 18,22 multipliziert mit Wurzel aus 2 wäre dann 25,77V und das müsste dann der Grund sein, denn das ist zu viel für den Spannungswandler. Allerdings muss man ja noch den Spannungsabfall im Brückengleichrichter abziehen... Nun weiß ich über die Bückengleichrichter nicht allzu viel, aber immerhin, dass es sich um DB107 DIP-4 1A 1000V handeln soll... dann wäre das hier wohl hoffentlich das richtige Datenblatt:

http://www.diodes.com/assets/Datasheets/.../ds21211_R5.pdf

Wenn ich das richtig interpretiere, was ich lese, dann fallen in dem Bauteil höchstens (!) 1,1V ab. In dem Fall, hätten wir 24,67V am Eingang des DC-DC-Wandlers, das wäre ja dann wieder noch im Rahmen. Es heißt im Datenblatt aber Maximum Instantaneous Forward Voltage drop per Element at IF = 1.0A und von diesem einen Ampere sind wir mit dem LED-Streifen ja nun sehr weit entfernt. Was fällt denn dann bei den paar Milliampere für 5 LED-Baugruppen a je 3 LED ab?

Keine Ahnung, aber ich hatte ja gemessen: 16,6V DC lagen am Ausgang des Brückengleichrichters an, an dem ein LED-Streifen hing... und jetzt frage ich mich zum zweiten Mal, ob dieses Messergebnis denn stimmen kann...

Ach ja: Brückengleichrichter vor die Delta4F-Geräte: Ich hätte da noch einen B40R, kann 80V vertragen und lässt 2A durch. Ob man damit hinkommt? An der Analogbahn (Hafenbahn) habe ich so ein Ding direkt hinter dem Fahrgerät eingesetzt, um z. B. den Märklin-Kran flatterfrei steuern zu können, aber ob die Delta4F ggf. mehr raushauen wollen, das muss ich auch erst mal nachgucken... jedenfalls hat der Gleichrichter ein UF von 1 V

Hallo Stephan-Alexander,
danke für die klare Aussage, dann lohnt sich kein Neukauf...


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#30 von volkerS , 15.08.2020 20:29

Hallo Gerd,
dein Brückengleichrichter kann 40V (B40Cxxxx) bei 80V heißt er B80Cxxx. Ich hatte die 1N4005 als Spielzeug bezeichnet, da die Dioden den Strom der Delta4f beherschen müssen, die 1N4005 kann nur 1A. Trenne eine Ader zwischen Trafo und Delta4f (nicht Delta4f - Gleis) auf. Wenn du dort 2 in Reihe geschaltete Dioden und dazu 2 Dioden antiparallel schaltest sinkt die Wechselspannung am Eingang des Delta4f um etwa 2V. Alternativ nimmst du den Brückengleichrichter.
Die beiden ~Anschlüsse an die Drahtenden den du durchgeschnitten hast. + und - Anschluß des Gleichrichters werden verbunden. Ist dann funktional wie die 4 Einzeldioden.
Bei einem Gleichrichter ist der Spannungsfall über den Dioden geringer je geringer der Strom ist. Deshalb ist die Spannung bei geringer Belastung hinter dem Gleichrichter höher, somit ist die Spannung am DC/DC-Wandler höher. Hattest du nicht von 23V Vmax am Wandler geschrieben?
Volker


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#31 von gaulois , 15.08.2020 23:23

Hallo Volker,
ich hab mich auch gewundert, dass der B40R 80V können soll, steht aber so bei Conrad... Komisch.
Jedenfalls können die Dioden da drin 2A. Da ein Delta4f 32VA Scheinleistung hat, denke ich mal, das passt...

Ich werde an der Anlage mal eine Versuchsschaltung machen, sonst müsste ich Delta4F aus dem Karton fischen... Dauert ggf. ein wenig, weil in den nächsten Tagen erst mal andere Sachen dran sind..


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#32 von jogi , 16.08.2020 20:18

Hallo Gerd

Irgendwo stand geschrieben, das du für die DELTAs einen Trafo, bzw analoges Fahrgerät benutzt.
( einen MÄ Trafo ? ) Dann schließe das DELTA doch an BRAUN und ROT des Trafos an und NICHT an BRAUN und GELB . So kann man dann die Spannung einstellen. Ist bei meine 6 DELTAs auch so. Ja, ich betreibe meine Anlage auch mit DELTAs als BOOSTER.
Und man muß keine Klimmzüge machen um die Eingangsspannung zu reduzieren.
Den Vorschlag hat „ VolkerS „ schon in Beitrag „ 17 „ gemacht.

Anbei noch ein Vorschlag, wie es mit dem DC – DC Wandler funktionieren könnte.



Gleichrichter z.B. diese:
https://www.conrad.de/de/search.html?sea...Ft12%1Fc1202469

Nachteil ist : Beim Einschalten ist der Elko ( 470µF – 1000µF ) entladen und gleicht einem Kurzschluss, könnte ein abschalten der Booster veranlassen. Wird aber so gebraucht, damit eine sauber Gleichspannung raus kommt.

Weiter viel Erfolg


Bastelnde Grüße Jogi ;
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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#33 von gaulois , 17.08.2020 18:33

Hallo Jogi,
das hatte ich früher auch mal gemacht, das ist aber nicht ohne und deshalb habe ich es irgendwann wieder gelassen. Da ich ja mehrere Boosterkreise habe, muss ich darauf achten, dass die Spannungen der einzelnen Booster identisch sind, denn ich habe keine Gleiswippen verbaut. Wenn ich rot und braun verwende, müsste ich an jedem Segmentkopf, der ein benachbartes Segment mit anderem Boosterkreis hat, Gleisbereiche in Länge des längsten genutzten Schleifers verwenden, die per Dioden so verschaltet sind, dass nichts vom einen in den anderen Stromkreis fließt Und wenn da mal eine Lok stehen bleibt, dann kriege ich die nicht so ohne weiteres gestartet

Da ist eine einheitliche Regelung vonnöten, damit beim kurzzeitigen Überfahren der Boostergrenzen keine Störungen auftreten, daher ist die Nummer mit dem Brückengleichrichter vielleicht doch cleverer ?


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#34 von jogi , 17.08.2020 20:42

Zitat

Hallo Jogi,
das hatte ich früher auch mal gemacht, das ist aber nicht ohne und deshalb habe ich es irgendwann wieder gelassen. Da ich ja mehrere Boosterkreise habe, muss ich darauf achten, dass die Spannungen der einzelnen Booster identisch sind, denn ich habe keine Gleiswippen verbaut. Wenn ich rot und braun verwende, müsste ich an jedem Segmentkopf, der ein benachbartes Segment mit anderem Boosterkreis hat, Gleisbereiche in Länge des längsten genutzten Schleifers verwenden, die per Dioden so verschaltet sind, dass nichts vom einen in den anderen Stromkreis fließt Und wenn da mal eine Lok stehen bleibt, dann kriege ich die nicht so ohne weiteres gestartet

Da ist eine einheitliche Regelung vonnöten, damit beim kurzzeitigen Überfahren der Boostergrenzen keine Störungen auftreten, daher ist die Nummer mit dem Brückengleichrichter vielleicht doch cleverer ?




Hallo Gerd

meine 7 DELTAS sind alle über rot / braun angeschlossen und die Spannung ist auch unterschiedlich eingestellt. In der Wendel abwärts anders ( weniger ) als auf freier Strecke, oder auch die Zufahrt zum Sch.Bhf. Und Gleiswippen habe ich KEINE eingebaut. Früher, als die Decoder noch keine Lastregelung hatten, war das optimal, jetzt muß ich die Decoder so einstellen, das die Lastregelung nicht mehr so stark greift.
Wichtig ist aber, das alle Trafos Phasengleich angeschlossen sind. Die DELTAs haben eine einfache Gegentakt Endstufe. Bei mir läuft das so schon über 15 Jahre ohne Probleme.


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#35 von Lokführer01 , 20.08.2020 22:35

Hallo Gerd (gaulois),

du musst nicht so ein riesen Aufwand betreiben. Ich hab in letzter Zeit 12 Wagen mit Beleuchtung ausgestattet und habe auch die fertigen Leuchtstreifen genommen. Auf dem sind 3 LED's in Reihe geschaltet und haben einen Widerstand von 150 biss 330 Ohm drauf. Du musst nach dem Brückengleichrichter nur den Kondensator (470µ/25V reichen) anlöten und dann einen Widerstand von MINDESTENS 1k in Reihe zum Leuchtstreifen. Somit ist das Wärmeproblem gelöst.
Die LED-Streifen sind für 12V/20mA ausgelegt - Discobeleuchtung und das ist viel zu hell für die Wagen und die LED's und der Widerstand wird warm - fast heiß. Also 1k - 2,4 k dazischen und Problem ist gelöst.
Da interessieren auch nicht die unterschiedlichen Boosterkreise.


Gruß Andreas

Wer glaubt hört auf zu denken.


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#36 von hu.ms , 20.08.2020 23:45

Hallo Andreas,

der themenersteller will unbedingt die spannungswandler verbauen.
Ich verstehe zwar auch nicht warum - aber auf hinweise, dass es diese eigentlich garnicht braucht (sh. auch meinen beitrag #16),
geht er nicht ein.

Hubert


Mein anlagenneubau: https://stummiforum.de/viewtopic.php?f=15&t=140152
Meine fahrzeugverbesserungen: https://stummiforum.de/viewtopic.php?f=27&t=132888

Fahre moba und ID.3 mit selbst produzierten PV-strom.


 
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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#37 von persus , 21.08.2020 09:27

Hallo Gerd,

hier muss ich mich den diversen Vorrednern anschließen. Die Schaltung von Ingo Mögling ist - nun, sie mag vielleicht nicht perfekt sein aber sie ist dermaßen hinreichend gut genug für die Beleuchtung von Wagen im Digitalsystem, dass alles darüber hinaus zu viel Aufwand für zu wenig Effekt ist. Auch ich habe Unmengen von Wagen damit ausgestattet. Es funktioniert problemlos, hält jahrelang, ist einfach (KISS-Prinzip), klein (geht sehr gut mit SMD), handlich (passt überall rein), erzeugt nicht viel Abwärme (da das meiste recht gut von den LEDs verbraucht wird), verbraucht nicht viel Strom (ca. 5mA pro Wagen) und ist im Handumdrehen zusammen gelötet.

Nachfolgend ein Post von viel früher aus einem anderen Thread, der das gut aufarbeitet.

Zitat

Ich verwende diese Relais hier: https://www.voelkner.de/products/541720/...esser-1St..html

Das sind die besten Realais, die mir bisher untergekommen sind. Sie sind extrem klein: 10,7 x 7,2 x 5,2mm. Und sie haben einen weiten Spannungsbereich und einen relativ hohen Spulenwiderstand; man benötigt keinen Vorwiderstand sondern kann das Relais direkt an den Decoder anschließen und fertig.

Bei Völkner sind sie aktuell leider nicht lieferbar. Aber bei AliExpress und bei Alibaba schon. Einfach nach FTR-B3GA012Z suchen.

Nachfolgend die Schaltung (abgeleitet von der Schaltung von Ingo Mögling), die verdeutlichen soll, wie man mithilfe eines Relais am Decoder die Wagenbeleuchtung schaltet. Die Ansammlung an LEDs (in der gezeigten Schaltung drei mal drei LEDs) stellen 12V-LED-Streifen dar, wie man sie zuhauf in Onlineshops findet. Dazu passt auch der Widerstand von 1,5kΩ. Je nach Farbgebung der Inneneinrichtung und je nach Tönung der Wagenfenster kann es nötig sein, den Widerstand zu variieren. Man kann hier gerne ein Mikro-Poti verwenden. So eine Anordnung zieht bei zwölf LEDs (vier Segmente besagter LED-Streifen à 3 LEDs) pro Wagen etwa 4 bis 5mA Strom.

VORSICHT: Nicht jedes Relais kann ohne Vorwiderstand an den Decoder geschaltet werden. Bei den empfohlenen FTR-B3SA012Z und FTR-B3GA012Z geht das problemlos. Ansonsten muss man wissen, was man tut. Eine Relais kann man übrigens auch falsch rum verpolen. Man muss die Spule richtig rum anschließen. Schließt man es falsch an, dann schaltet das Relais nicht.

Dreileiter-Fahrer haben es hier einfacher. Zweileiter-Fahrer müssen beide Gleise über das Relais schalten, Dreileiter-Fahrer hingegen können nur den PuKo-Schleifer über das Relais schalten. Somit können Dreileiter-Fahrer einpolige stromführende Kupplungen verwenden. Als Rückleiter können sie das Gleis verwenden. Das bedingt aber, dass jeder Wagen Radkontakte hat. Wer keine Radkontakte haben möchte, der muss zweipolige stromführende Kupplungen verwenden.

[img="https://abload.de/img/schaltung.relais_an_d0cksa.png"][ /img]



Klar kann man einen echten DC-DC-Wandler (die leiten die Spannungsreduktion nicht als Abwärme ab) statt eines statischen Widerstandes oder eines linearen Potis verwenden, die Frage ist aber, wozu der Aufwand? Einen DC-DC-Wandler würde ich nur im Analogsystem verbauen, keineswegs aber im Digitalsystem, da im Digitalsystem die Gleisspannung recht konstant ist und einer Rechteckspanung entspricht, man also keine Verluste von Sinusspannungen hat.

Wenn du also unbedingt einen Spannungswandler verbauen willst - z.B. aus Experimentiergründen - dann ist das völlig in Ordnung. Aber die optimalste Lösung im Digitalsystem ist nun einmal die Schaltung von Ingo Mögling.


Gruß
Pero


 
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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#38 von Martin Lutz , 21.08.2020 13:03

Zitat


Klar kann man einen echten DC-DC-Wandler (die leiten die Spannungsreduktion nicht als Abwärme ab)

DC-DC Wandler heisst nicht automatisch, dass sie als Schaltregler definiert sind. Normale, lineare Längregler verhalten sich gleich wie ein Vorwiderstnd, was die Verlustleistung angeht. Nur mit dem Unterschied, dass sie die Ausgangsspannung konstant halten.

Aber klar, die meisten modernen DC-DC Wandler haben sehr geringe Verlustleistung.

Aber wieso sollte es nicht mit solchen gemacht werden? Wenn die Anlage eine gewisse Grösse erreicht hat und der Fahrzeugpark entsprechend gross, kann es sich schon lohnen, wenn man Verlustleistung sparen kann. Wenn es letztlich darum geht, weitere Boosterleistung anzuschaffen.


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#39 von oligluck ( gelöscht ) , 21.08.2020 15:08

Moin,
ich mache mir um meinen "wertvollen Digitalstrom" keine Sorgen, dafür gibt es Booster.

Aber darum geht es ja gar nicht: wenn ich die Fragestellung richtig verstehe, lautet sie sinngemäß "wie bekomme ich bei dem angedachten DC-DC-Wandler das Problem mit der Wärme in den Griff" und dann ist es unerheblich, wie jemand anders seine Schaltung aufbaut - egal, wie überzeugt er von deren Einfachheit ist..

Das wäre so, als würde ich in einem Kochforum fragen, wie lange ich idealerweise Goulasch koche und dann kommt eine Antwort "mache doch Bratkartoffeln, die sind schneller fertig"
(natürlich hinkt der Vergleich, aber das liegt in der Natur der Sache bei Vergleichen).

Ich finde die Idee, den Buckregler einzusetzen, nicht verkehrt. Der ist mir wesentlich lieber als ein µA78xx, um die Spannung für meine im Wagen verbauten LEDs bereit zu stellen.
Und er hat den angenehmen Nebeneffekt, dass ich über den Poti die Spannung in gewissem Rahmen variieren kann und damit Einfluss auf den Strom und in Folge auf die Helligkeit nehmen kann.

Kleiner Nachteil: AC-Analogbetrieb ist damit nicht mehr möglich. Das kratzt mich als Gleichströmer nicht allzu sehr, darf aber gerne in die Überlegung mit einfließen.

Viele Grüße,
Oliver


oligluck

RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#40 von persus , 21.08.2020 15:27

Zitat

[...] Aber darum geht es ja gar nicht: wenn ich die Fragestellung richtig verstehe, lautet sie sinngemäß "wie bekomme ich bei dem angedachten DC-DC-Wandler das Problem mit der Wärme in den Griff" und dann ist es unerheblich, wie jemand anders seine Schaltung aufbaut - egal, wie überzeugt er von deren Einfachheit ist.. [...]



Ja, hast Recht.


Gruß
Pero


 
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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#41 von Martin Lutz , 21.08.2020 16:08

Zitat

Moin,
ich mache mir um meinen "wertvollen Digitalstrom" keine Sorgen, dafür gibt es Booster.


Wenn ich immer wieder die "Geiz ist geil" Debatten lese, wo sich einer über die aktuellen Preise voks beklagt, wundere ich mich manchmal schon, dass es bei Booster plötzlich keine Rolle mehr spielt, wieviel Energie letztlich nur in Widerständen verbraten wird. Klar, bei kleinen Anlagen mit wenig Fahrzeugen ist das sicher kein Thema.

Zitat

Aber darum geht es ja gar nicht: wenn ich die Fragestellung richtig verstehe, lautet sie sinngemäß "wie bekomme ich bei dem angedachten DC-DC-Wandler das Problem mit der Wärme in den Griff" und dann ist es unerheblich, wie jemand anders seine Schaltung aufbaut - egal, wie überzeugt er von deren Einfachheit ist..


Falsch.
Ein reiner Vorwiderstand verbratet immer seine Leistung in Wärme. Will man das selbe mit einem Schaltregler DC-DC machen, verbratet dieser sehr viel weniger Verlustleistung und es entsteht fast keine Wärme. Es wird halt dann nur gerade so viel Energie umgesetzt, wie die LED wirklich benötigen um zu leuchten. Betreibe ich eine einzelne weisse LED an 16V wird ein Fünftel (20%) der ganzen Energie in Licht des LEDs umgesetzt. Vier Fünftel (80%) gehen als Wärme vom Widerstand verloren. Bei einem DC-DC Wandler (getaktet) wäre es umgekehrt.

Zitat
Das wäre so, als würde ich in einem Kochforum fragen, wie lange ich idealerweise Goulasch koche und dann kommt eine Antwort "mache doch Bratkartoffeln, die sind schneller fertig"
(natürlich hinkt der Vergleich, aber das liegt in der Natur der Sache bei Vergleichen).


Falscher Ansatz.
Wenn ich Gulasch koche, braucht dieses Gulasch immer gleich viel Energie, bis es fertig zubereitet ist. Heize ich dafür den ganzen Raum, brauche ich leider viel mehr Energie bis das gleiche Gulasch (man kann sich denken, es handle sich um ein LED) fertig ist. Also muss ich nur die Kochplatte heizen und nicht den ganzen Raum.

Zitat
Ich finde die Idee, den Buckregler einzusetzen, nicht verkehrt. Der ist mir wesentlich lieber als ein µA78xx, um die Spannung für meine im Wagen verbauten LEDs bereit zu stellen.

Eben.


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#42 von oligluck ( gelöscht ) , 21.08.2020 16:24

Moin,
ich brauch hier nicht zitieren, du hast mir in jedem Punkt zugestimmt. Und gelegentlich ist Konsens ja auch mal ganz angenehm


Außer beim Goulasch vielleicht: denn das bereite ich im Dutch Oven zu, was ungefähr 14-16 Stunden dauert.
Aber das gehört nicht in dieses Forum

Viele Grüße,
Oliver


oligluck

RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#43 von jogi , 21.08.2020 18:17

Hallo , Jogi hier

Aus der Praxis

Die Vorschaltelektronik ( Gl ,100 Ohm , Elko , 3 Kohm )

z.B. nach dem Gl haben wir 20V, die LED Stripe mit 5 x 3 LEDs leuchtet bei 10V mit der gewollten Helligkeit und braucht 10mA.
Dann fallen an dem 3 Kohm 10V ab, umgesetzt in wärme. Das sind ( P = U x I ) ( 10V x 0.01A = 0,1W)
100 Wagen würden so 2A verbraten. ( I = U/P 20V : 10W = 2A )

War ein rechen Beispiel.

Mit den 10V am LED Strip leuchtet es aber viel zu hell. Bei mir liegen da nur 8V und dann fließen auch nur 3mA.

Da mache ich mir bei der Wärme keinen Kopf und für den verbrauchten DIGITAL Strom auch nicht.


Bastelnde Grüße Jogi ;
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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#44 von moppe , 21.08.2020 18:31

[quote="Martin Lutz" post_id=2154350 time=1598018902 user_id=124]
Ein reiner Vorwiderstand verbratet immer seine Leistung in Wärme. Will man das selbe mit einem Schaltregler DC-DC machen, verbratet dieser sehr viel weniger Verlustleistung und es entsteht fast keine Wärme. Es wird halt dann nur gerade so viel Energie umgesetzt, wie die LED wirklich benötigen um zu leuchten. Betreibe ich eine einzelne weisse LED an 16V wird ein Fünftel (20%) der ganzen Energie in Licht des LEDs umgesetzt. Vier Fünftel (80%) gehen als Wärme vom Widerstand verloren. Bei einem DC-DC Wandler (getaktet) wäre es umgekehrt.
[/quote]

Viellecht.

In Jogis Beispiel, wo er nutzen 3 mA um einer LED Strip zu betrieben, hab er natürlich ein Verlust in der widerstand.
Aber jeder DC/DC Wandler hab auch ein Eigenverbrauch. Ob dieser Eigenverbrauch höher als 1,5mA ist, sind der totaler Stromverbrauch höher mit DC/DC Wandler als mit widerstand.

Meistens DC/DC sind effiziente bei Vollast.


Klaus


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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#45 von persus , 22.08.2020 21:47

Genau so ist es, Jogi und Klaus.

Meine Anlage betreibe ich mit 16V. Folglich kommen aus dem Decoder knapp 14V rum. Ein handelsüblicher, weißer LED-Streifen kommt mit 3,4V LEDs daher. Drei dieser LEDs in Reihe sorgen also für einen Spannungsabfall von etwas mehr als 10V. Blieben also noch 4V übrig, um die ich mich kümmern muss. Auf meiner Anlage schalte ich folglich einen 1,5kΩ Widerstand davor und erhalte eine moderate Lichtstärke bei kaum Abwärme.

Super optimal wären natürlich LED-Streifen mit vier oder gar fünf in Reihe geschalteter LEDs, da gäbe es kaum noch Verlustleistung an einem Widerstand sondern alles würde für das Licht aufgebraucht.

Mein Argument also ist, dass ein DC-DC-Wandler pro Wagen sowohl kostentechnisch als auch aufwandstechnisch einfach eine Riesenkanone für den recht mickrigen Spatz von ein paar zerquetschten Milliampere darstellt. Und das aus der Motivlage heraus, der Abwärme Herr zu werden. Eigentlich dürfte der Vorwiderstand bei dieser einfachen Schaltung nicht spürbar warm werden. Wenn die Abwärme problematisch hoch ist, dann hat man weiter vorne was falsch gemacht.

Wenn das Ziel die Effizienz ist, dann würde ich meine (zeitlichen wie auch monetären) Anstrengungen viel eher darauf darauf lenken, aus der zur Verfügung stehenden Energie möglichst viel Licht heraus zu bekommen und so erst garnicht in die Verlegenheit zu kommen, mit überschüssiger Energie umgehen zu müssen. Hier wäre die Suche nach 18V-LED-Streifen vielleicht nicht unsinnig (keine Ahnung, ob es die gibt). Oder das herstellen eigener Streifen mit flexiblen RM1.27mm Leiterbahnen. Das ist eine sehr leichte Übung und die erforderlichen Materialien gibt es alles auf dem Markt zu überraschend annehmbaren Preisen.

Wenn doch unbedingt ein DC-DC-Wandler zum Einsatz kommen soll, dann ist es sicherlich eine ernste Überlegung wert, nur einen einzelnen direkt hinter den Decoder zu schalten und über diesen den ganzen Wagenverbund mit der nötigen Spannung zu versorgen.


Gruß
Pero


 
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RE: Waggonbleuchtung mit Spannungswandler - wohin mit der Wärme?

#46 von Railwolf , 08.09.2020 16:34

Zitat

Hallo Jogi,
das hatte ich früher auch mal gemacht, das ist aber nicht ohne und deshalb habe ich es irgendwann wieder gelassen. Da ich ja mehrere Boosterkreise habe, muss ich darauf achten, dass die Spannungen der einzelnen Booster identisch sind, denn ich habe keine Gleiswippen verbaut. Wenn ich rot und braun verwende, müsste ich an jedem Segmentkopf, der ein benachbartes Segment mit anderem Boosterkreis hat, Gleisbereiche in Länge des längsten genutzten Schleifers verwenden, die per Dioden so verschaltet sind, dass nichts vom einen in den anderen Stromkreis fließt Und wenn da mal eine Lok stehen bleibt, dann kriege ich die nicht so ohne weiteres gestartet

Da ist eine einheitliche Regelung vonnöten, damit beim kurzzeitigen Überfahren der Boostergrenzen keine Störungen auftreten, daher ist die Nummer mit dem Brückengleichrichter vielleicht doch cleverer ?



Hallo,

wie Jogi schon sagt: die Delta-Boxen halten das aus. Übergangsbereiche brauchst du da nicht.
Was die Spannungseinstellung angeht, hast du theoretisch recht. Praktisch haben die Boxen alle ihre eigene Ausgangsspannung, auch bei identischer Einggangsspannung - und wenn man da ohne Spannungssprünge beim Überfahren der Trennstellen hinkommen will, muß man geradezu jede Box penibel einstellen. Mit dem Regler zwischen 0 (braun) und B (rot).
Nebenbei haben auch Dioden ihre Toleranzbereiche, so daß zwei Diodenketten aus theoretisch identischen Dioden längst nicht denselben Spannungsabfall ergeben müssen.


Mit vielen Grüßen

Wolf 🐺


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