Hallo Elektrolurche,
Zunächst einmal vielen Dank für die vielen Bedankungen zu meinem letzten Beitrag.
Netzteile sind, zur recht, ein kritisches Thema im Forum. Sie versorgen schließlich unsere Anlagen mit Energie. Diese Kraft kann aber auch unerwünschte und sehr gefährliche Wirkungen zeigen. Darum gibt es hier die klare Aussage, dass nur das vom Hersteller der Komponenten angebotene Netzteil verwendet werden soll.
Im Fall der MobaLedLib seid Ihr die Hersteller! Das bedeutet, dass Ihr ganz genau wissen müsst was Ihr macht. Wenn Ihr Euch nicht sicher seid, dann fragt einen Kollegen mit Erfahrung. Ich stehe euch natürlich auch gerne zur Verfügung aber auf die Ferne kann man nicht alles überblicken. Bei schönem Wetter und wenn Ihr im Umkreis von 150 km um Mainz herum wohnt besuche ich Euch auch gerne…
Im Folgenden werde ich eine mögliche Verkabelung der LEDs zeigen. Diese passt sicherlich nicht zu jeder Anlage. Die elektrischen Anschlüsse müssen unbedingt Fachgerecht mit den entsprechenden Steckern und Kabelquerschnitten ausgeführt werden.
Schon vor einiger Zeit haben mein Sohn und Ich zwei Videos gedreht und hochgeladen. Bisher hatte ich nicht die Zeit diese vorzustellen. Doch zunächst zur Vorgeschichte…
Meine Kinder und ich sitzen häufig im Keller und basteln. Dabei zeige ich ihnen immer wieder was die verschiedenen elektronischen Bauteile so machen und sie dürfen das am Labornetzteil ausprobieren.
Vor einigen Jahren hat mein Töchterlein wahllos Komponenten an die Krokodilklemmen des Netzteils angeschlossen. Warnung vom Papa: „Achtung …“ Aber das hilft ja nicht wirklich. Darum habe ich Ihr einen Widerstand zum Anschließen in die Hand gedrückt. Sie hat nicht schlecht gestaunt was dann passiert ist. Das habe ich jetzt mit meinem Sohn nachgestellt. Aber seht selbst:
Es zeigt dramatisch was passiert, wenn man versehentlich einen falschen Widerstand verwendet. Hier hat sich ein 10 Ohm Kohleschicht Widerstand bei nur 16V, also unserer Eisenbahnspannung entzündet. Wenn man nicht aufpasst kann das schnell mal passieren. Beim bestücken der Servo Platine habe ich lange nach einem 510K Widerstand gesucht. Es war keiner da. Nach einiger Zeit habe ich doch einen gefunden und eingebaut. Dummerweise hat die Schaltung nicht gemacht was sie sollte. Nach langem Suchen habe ich festgestellt, dass ich versehentlich einen 510 Ohm Widerstand eingebaut habe. In diesem Fall war es unkritisch, aber es hätte auch gefährlich werden können!
Ganz gemein ist es, wenn nicht sofort was passiert. Bei einem 270 Ohm Widerstand an 16 V wird es vermutlich erst nach einiger Zeit zu solchen Effekten kommen.
=> Es ist ganz wichtig, dass Ihr genau wisst was Ihr macht. Wenn Ihr euch unsicher seid, dann lasst die Finger davon.
[user]Jürgen[/user] hat letztens einen eigenen Post aufgemacht in dem viel darüber diskutiert wird: viewtopic.php?f=21&t=165906#p1922746
Zitat von Jürgen im Beitrag (Un-)Sicherheit durch Modellbahnelektrik
Hallo Stummis,
in Anbetracht der immer wiederkehrenden Diskussion um die Sicherheit bzw. der Unsicherheit, die von elektrischen Anlagen der Moba ausgehen, möchte ich heute einen Link hier einstellen, den ich gerade durch Zufall gefunden habe.
https://www.ka-news.de/region/karlsruhe/...art6066,2285542
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Hier weitere Beispiele:
viewtopic.php?t=169601#p1973169viewtopic.php?t=156755#p1790229Ein anderes Problem kann durch fehlerhafte oder falsch beschriftete Bauteile entstehen.
Ich habe für erstaunlich wenig Geld 470uF Elkos aus China bekommen. Diese sollen laut Aufdruck bis zu 16 V vertragen. Das schien mir recht hoch bei der geringen Größe der Kondensatoren. Als ich einen zum Test and 12V angeschlossen habe ist folgendes passiert:
Die Explosion dieses kleinen Kondensators ist sehr beeindruckend. Man sieht wie mein Sohn erschreckt obwohl wir das Experiment schon mehrfach gemacht hatten. In Video kommt auch der Knall nicht richtig rüber. Nach dem Versuch haben uns noch einige Zeit die Ohren geklingelt. Die Hülle des Kondensators wird mit einer unglaublichen Wucht weggeschossen. In vorangegangenen Versuchen wurde eine Blisterpackung, die wir zum Schutz darübergelegt hatten, glatt durchschlagen. Für das Video haben wir darauf verzichtet. Wir hatten beide Brillen auf und in eine ungefährliche Richtung gezielt. Aber es hätte trotzdem ins Auge gehen können. Darum habe ich es bei diesem, etwas unscharfem, Video belassen und keinen weiteren Elko geopfert.
Achtung: Das kann auch passieren, wenn man einen Elko verkehrt herum anschließt. In dem Video ist der Kondensator richtig herum angeschlossen (Plus pol = Langer Anschluss).
Mit diesem Video will ich zeigen, dass es auch dann gefährlich sein kann, wenn man alles richtig macht aber qualitativ schlechte Komponenten benutzt. So etwas kann sicherlich auch bei anderen Produkten (aus China) passieren.
Und damit kommen wir wieder zum Thema Netzteile. Für die LEDs welche mit der MobaLedLib angesteuert werden sollen benötigen wir 5V.
Eine RGB LED verbraucht nur maximal 60mA. Mit der Bibliothek können aber bis zu 256 RGB LEDs angesteuert werden. In Summe können diese etwas
über 15A verbrauchen! Bei dem Widerstand im Video sind zunächst nur 1.5A geflossen! Zur Versorgung der LEDs wird ein zehnmal so großer Strom benötigt! Das ist mehr als Brandgefährlich!
Einzelne Abschnitte bilden: Darum ist es Sinnvoll, wenn man die Versorgung der LEDs in einzelne Abschnitte unterteilt. Jeder Bereich sollte mit einem eignen kleinen Netzteil versorgt werden. Mit 2A kann man 33 RGB LEDs betreiben. Normalerweise werden nicht alle LEDs gleichzeitig aktiv sein. Das ist ja gerade der Sinn der MobaLedLib. Wenn man davon ausgeht, dass höchstens die Hälfte der LEDs gleichzeitig leuchten dann reicht ein 2A Netzteil für 66 RGB LEDs. Bei der Bestimmung der Abschnitte sollte man auch berücksichtigen, dass die LEDs meistens nicht mit voller Helligkeit betrieben werden. Auf der anderen Seite gibt es auch stromhungrige Verbraucher wie Servos. Diese können kurzzeitig bis zu ein Amper ziehen.
=> In den Abschnitten sollte eine ausreichende Reserve für Erweiterungen eingeplant werden.
Zur Unterteilung der Bereiche ist auf der Verteilerplatine der normalerweise verbundene Lötjumper „J_Power“ vorgesehen.
Wenn dieser Jumper mit einem scharfen Messer getrennt wird, dann trennt man damit den Bereich vom vorangegangenen. Die Versorgung aller an diesen und die folgenden Verteiler angeschlossener LEDs muss über ein eigenes Netzteil erfolgen. Diese Trennung wiederholt man bei Bedarf bei den nachfolgenden Verteilern und erhält so verschiedene Abschnitte welche mit kleineren und damit weniger gefährlichen Netzteilen versorgt werden können. Aber Achtung: Wie im Video gezeigt können auch 1.5A großen Schaden anrichten.
Zum Anschluss eines Netzteils sind auf der Verteilerplatine Schraubklemmen vorgesehen. Die unteren Klemmen sind für die 5V Einspeisung gedacht.
Das folgende Bild zeigt eine mögliche Unterteilung in verschieden Bereiche.
Die Unterteilung kann sich auch an der Anordnung der LEDs auf der Anlage orientieren. Man kann für jeden Bereich ein eigenes kleines Netzteil vorsehen.
Im Bild oben versorgt das Steckernetzteil A den Arduino und den Verteiler I und II.
Die Straßenlaternen sollen mit 12-16V versorgt werden. Sie bekommen ihre Versorgungsspannung über das 12V Netzteil D.
Die Häusergruppe an Verteiler IV werden von der Spannungsquelle B gespeist. Das rote X auf der Verteilerplatine symbolisiert das der Jumper „J_Power“ hier getrennt wurde.
Auch der Verteiler V ist getrennt. Damit wird die dritte „Stadt“ separat versorgt.
Die LEDs auf den Verteilerplatinen leuchten, wenn die Versorgungsspannung anliegt. Sie sind hinter dem Jumper „J_Power“ angeschlossen.
Strombelastbarkeit der Flachkabel und Wannenstecker Die Flachkabel und die Wannenstecker sind mit einer Strombelastbarkeit von 1A spezifiziert. Wenn zwischen zwei Verteilern ein größerer Strom fließt oder die Kabellänge größer als 1.5 Meter ist, dann sollte, parallel zum Flachkabel, eine zweiadrige Litze mit 0.75mm² verlegt werden. Diese wird über die Schraubklemmen mit der Verteilerplatine verbunden. Die unteren Klemmen sind für 5V vorgesehen. Die oberen Schraubklemmen (beschriftet mit „Opt“) können entweder für 5V oder für eine zusätzliche Spannung (z.B.12V) benutzt werden. Die zusätzliche Spannung kann allerdings nur in Verbindung mit 6-poligen Kabeln und Wannensteckern genutzt werden. Wenn keine zusätzliche Spannungsebene benutzt werden soll, dann wird der Lötjumper J1 auf der Unterseite der Platine verbunden. Dann können die oberen Schraubklemmen als 5V Ausgang zur Speisung der nächsten Verteilerplatinen verwendet werden. Bei der Verwendung von 6-poligen Kabeln werden die beiden zusätzlichen Leitungen dann zur Erhöhung der Strombelastbarkeit genutzt. Wenn J1 geschlossen ist können 2A zwischen den Verteilern fließen. Bei 6-poligen Leitungen verringert sich auch der Spannungsabfall weshalb die Abstände zwischen den Verteilern vergrößert werden kann.
Man sollte den Spannungsabfall auf den Verbindungsleitungen in jedem Fall überprüfen. Dazu kann man sich ein Testkabel erstellen mit dem Wannenbuchse auf der einen Seite und Bananensteckern auf der anderen Seite welche man mit einem Spannungsmessgerät verbindet. Während die WS2812 LEDs mit einer Spannung von 4V auskommen kann es z.B. bei den Sound Modulen schon problematisch werden.
Auswahl der NetzteileJetzt komme ich endlich zu dem Tabu Thema. Es gibt sehr viele 5V Steckernetzteile die für die Versorgung der LEDs geeignet sind. Allerdings kann man auch, wie das Video mit dem Kondensator zeigt, Komponenten bekommen die nicht das halten was die Beschreibung verspricht. Hier kann ich keinen Rat geben. Die meisten Netzteile werden vermutlich in China produziert. Wenn man einen europäischen Lieferanten auswählt, dann kann man hoffen, dass dieser das Netzteil entsprechend geprüft hat.
In jedem Fall muss das Netzteil Schutzisoliert sein:
und ein CE Zeichen besitzen:
Das entsprechende Logo kann natürlich auch einfach so aufgedruckt werden. Darum sollte man diese kritischen Teile nicht direkt in China erwerben.
Die Netzteile sollten wie oben erläutert einen Strom von ein bis zwei Ampere liefern.
Paralelschaltung mehrerer NetzteileBei der Parallelschaltung mehrerer Schaltnetzteile kommt es zu einer Addition der Entstörkondensatoren. Das wird in dem Thread von [user]Jürgen[/user] ausgiebig diskutiert (
viewtopic.php?f=21&t=165906#p1922746). Trotz der Trennung über den Jumper „J_Power“ auf den Verteilerplatinen sind die Minus Pole der Netzteile miteinander verbunden. Das ist auch unbedingt nötig damit die Daten übertragen werden können.
Damit addieren sich die Ableitströhme auch hier. Darum darf man die Anschlüsse nicht berühren wenn Spannung anliegt. Diese Forderung ist nicht so wirklichkeitsfremd wie die Anweisung das die Schienen nicht berührt werden dürfen weil die meißten Verbindungen nicht so offen zugänglich sind wie die Schienen. Zum Schutz der Bauteile (und des Menschen) sollte auf keinen Fall an den LEDs gearbeitet werden wenn die Versorgungsspannung angeschaltet ist.
Achtung: Wenn die MobaLedLib mit der Steuerung per CAN Bus oder LocoNet verbunden ist, dann werden beide Stromkreise galvanisch miteinander verbunden. Bei der Anbindung per DCC ist das nicht der Fall.
SicherheitGenerell sollte man einen Hauptschalter vorsehen mit dem die gesammte Anlage abgeschaltet wird. Diesen sollte man immer betätigen wenn man an der Anlage Arbeitet oder den Raum verlässt. Ich habe es selber erlebt, das eine Komponete eines nahmhaften Eisenbahnherstellers Rauchzeichen abgegeben hat währen ich nur kurz den Raum verlassen habe. Zum Glück ist dabei kein größerer Schaden entstanden.
Nach den Berichten im Thread von [user]Jürgen[/user] habe ich mir außerdem sofort einen FI-Schalter besorgt. Dieser kann im Fehlerfall leben retten!
Denkt daran: Spannung und Strom können sehr gefährlich sein! Hardi
P.S.: Kennt Ihr das Lied vom Elektrolurch? Guru Guru: „… ich wohne in der Lüsterklemme neben dem Nebenzähler…“ (Kann vom Campingplatz aus nicht prüfen ob der Link stimmt:
https://www.youtube.com/watch?v=_YMp9kOsb2k)
bezeichnet in der Elektrotechnik einen Verbund aus Ansteuerungs- und Antriebseinheit. 
