ZitatNach wie vor ist ja die Frage noch nicht beantwortet, über welchen Zeitrahmen muss die Überbrückung mindestens funktionieren? Hab' ich freies Volumen in der Lok, so muss ich über diese Frage nicht nachdenken! Muss ich mir die Kubikmillimeter aus den Rippen quälen, so bau ich keine Reserve-Farads in die Lok ein, die nicht benötigt werden.
Letztendlich ist das ne Frage, die du für dich selbst beantworten musst. Man sollte auch dran denken, das nicht immer nur gefahren wird, sondern auch mal das eine oder andere Lämpel an ist. Wann haben mir denn die meisten Verbindungsabbrüche? Bei Fahrstufe 1... Wann verwenden wir diese? Beim Rangieren/Kuppeln... (Die Elek. Kupplungen ziehen da dann auch grad Strom!!)
Ne weitere entscheidende Frage ist doch... Wie schnell werden die Caps nachgeladen? Was nützt mir 3 Sek. Stromlose Fahrzeit, wenn ich 15 Min zum laden brauche? Man muss da immer den Zusammenhang betrachten.
ZitatDie Angabe von Doehler & Haas, dass der Fahrzeugdecoder DH10C sogar mit 30 V betrieben werden darf, macht mich nicht gerade fröhlich, wenn ich meine LEDs für 15 V konfigurieren würde. Aber das nur am Rande.
Trenne dich von den Gedanken zum Vorwiderstand. Ich nutze FET´s als Konstantstromquelle... Derzeit den BF511... Bringt 7mA... Funzt auch bis >30V und man hätte im Analogbetrieb immer gleich helles Licht. Gabs als BF510 auch als 3mA-Version, wird aber wohl nicht mehr produziert. Müsste man ggf. nen Vergleichstyp finden.
Zitat von DRG-ler im Beitrag #41[quote] Ne weitere entscheidende Frage ist doch... Wie schnell werden die Caps nachgeladen? Was nützt mir 3 Sek. Stromlose Fahrzeit, wenn ich 15 Min zum laden brauche? Man muss da immer den Zusammenhang betrachten.
Die Zeit fürs vollständige Laden liegt bei Annahme der vorgegebenen Daten bei etwa 35 Sekunden.
Zitat von DRG-ler im Beitrag #36Du schreibst im vorletzten Beitrag von 500mA Strombegrenzung... Ist das die Dauerlast?
Ok, die Angabe bezog sich nur auf das dort gezeigte Schaltbild, nicht als Einschätzung für den realen Anwendungsfall. Der Motor der BR 180 macht im Leerlauf 80 mA. Der Step-Up-Wandler könnte aber locker 1 A liefern, der interne Switch kann sogar 1,75 A ab.
Hallo Batucada, also die meisten Digitalzentralen fahren bei H0 mit ca. 18V Digitalspannung. Nach den Gleichrichtern auf den Decodern bleiben davon ca. 16,5V zwischen Decoder U+ und GND.
Der Warnhinweis von Matthias ist m.M.n. falsch. 15V oder selbst 16V als Pufferspannung sind völlig unkritisch. Matthias befürchtete, dass die Pufferspannung sonst die Zentrale zerstören würde. Faktisch ist das aber gar nicht möglich, denn wie soll die Pufferspannung denn aus dem Decoder zum Gleis kommen? Geht nicht!
Also kann man die Pufferspannung ruhig auf 15V setzen, wobei dies natürlich die Wandlerverluste erhöht. Dafür sieht man den Spannungsabfall an den LEDs nicht bzw. weniger stark.
Bzgl. der 30V Spannungsfestigkeit, die D&H garantiert (Märklin mSD-Decoder können ca. 50V Umschaltimpuls ab), das ist völlig irrelevant. Dafür lege ich weder die LED-Vorwiderstände aus noch die Puggerschaltung. Meine Loks dürfen nur digital betrieben werden, da viele der Decoder gar nicht für analoge Wechselspannung geeignet sind.
Welche Pufferzeit wird benötigt? Also eigentlich reichen 1-2 Sekunden völlig aus! Bei DC evtl. wegen unpolariserter Herzstücke etwas mehr, aber mit 2 Sekunden sollte man da auf der sicheren Seite sein. Meine V5 SJ fährt mit Sound je nach Geschwindigkeit so 30 - 50 Zentimeter ohne Gleisspannung. Das liegt aber an dem extrem sparsamen Glockenankermotor, den ich eingebaut habe. Meinem VT133 dagegen werde ich nochmal etwas mehr Kapazität spendieren, denn dessen Motor zieht deutlich mehr Strom und die verbaute Kapazität ist deutlich weniger als in der V5 SJ.
Zitat von BR365 im Beitrag #45 also die meisten Digitalzentralen fahren bei H0 mit ca. 18V Digitalspannung. Nach den Gleichrichtern auf den Decodern bleiben davon ca. 16,5V zwischen Decoder U+ und GND.
Also revidiere ich mal meine derzeitige Annahme von 12 auf 16,5 V. Mit dieser Aussage kann ordentlich was anfangen. Ich leg' dann mal einen Spannungsabfall für als worst case Szenario nach und gehe somit davon aus, dass im schlimmsten Falle immer noch 14 V an den Pins des Dekoders anstehen. Demnach kann man den STep-Up-Wandler für knapp unter 14 V auslegen, mit auslegen meine ich, den Wandler optimal für diese Spannung zu bemessen, das ist eben nicht nur die beiden Widerstände für den FB zu bestimmen. Dazu muss man aber das ganze Gedöhns auf der Ausgangsseite betrachten, so dass Wandlerverluste nicht überwiegend zunehmen müssen.
Zitat von BR365 im Beitrag #45 Welche Pufferzeit wird benötigt? Also eigentlich reichen 1-2 Sekunden völlig aus!
Das ist doch mal ein Wort!
Ich hab' bisher bei meinen Betrachtungen immer noch einen Wert von 2,5 Sekunden angenommen. Also weg damit, was nicht überbrückt werden muss, muss auch nicht gespeichert werden.
Lieber Moritz, ich danke Dir für Deine klaren Worte.
jetzt hab' ich mal den Schalter umgelegt und das Signal auf HALT gestellt. Redaktionsschluss! Viele Einflüsse hab' ich aufgesogen, vielen Dank für all die netten und äußerst hilfreichen Hinweise. Ich fasse mal den Stand zusammen, den die Entwicklung bis hierhin genommen hat. Die BR 160, genannt das Bügeleisen, wird mit einer Leiterplatte ausgerüstet, die solche Funktionen übernehmen soll:
• eine grundsätzliche Funktion ist die eines physischen Trägers für den Dekoder, hier der DH10C 2. Generation von Doehler & Haass • Ersatz der üblichen Verdrahtung • Ersatz der Motorhalterung • Betrieb der Fahrzeugbeleuchtung mittels LED mit den Farben weiß und rot • Betrieb von elektromagnetischen Kupplungen • einen modernen Energiespeicher mit Supercaps zur Überbrückung von kurzen Spannungsaussetzern
Die Leiterplatte gibt es jetzt in der 14. Version bei einer kontinuierlichen Entwicklung. Eine der letzten wesentlichen Änderungen war der Austausch der Baugröße 0402 gegen 0603 - da hab' ich mir den Spruch vom DRG-ler zu Herzen genommen.
Zitat von DRG-ler im Beitrag #36Ich meine, ich hab auch schon SMD Bauform 0402 von Hand gelötet, aber mutest du da dem Nachbau-Interessierten Brateisenschwinger nicht etwas viel zu?
Der Wechsel auf eine noch größere Bauform habe ich jedoch nicht vorgesehen.
Bei den LEDs hat sich was getan, ich hab' einen neuen Typ (EASV2010RWA0) von Everlight Electronics Co Ltd gefunden. Der hat eine interessante Bauform, da alle 4 Anschlüsse auf der Leiterplatte liegen und er trotzdem seitlich strahlen kann. Die LEDs habe ich heute zusammen mit allen anderen Bauteilen bestellt. Mit der Bestellung der Leiterplatte warte ich noch, bis ich die LEDs in den Händen halte.
Bei der PCB-Entwicklung der Step-Down- und Step-Up-Wandler habe ich mir besonders viel Mühe gegeben, damit ich die Empfehlungen von Linear Technology einhalten konnte. Ist eigentlich gar nicht so schwierig, weil sich die Grundregel in der Hauptsache auf 3 Pins anwenden lässt. Lediglich die nutzbare Breite der Leiterplatte an den zur Verfügung stehenden Stellen ist mit 8 mm nicht gerade üppig. Der Einsatz des Energiespeichers als Lieferant erfolgt, wenn die Spannung unter 13,3 Volt sinkt, die Spannung an den Supercaps sollte dann auf 3,7 Volt aufgeladen sein, die Ausgangsspannung des Step-Up-Wandlers ist für 13 Volt vorgesehen. Das Schaltungsprinzip selbst ist im Wesentlichen unverändert geblieben, lediglich die Steuerung des Step-Up-Wandlers durch einen Signalausgang des Dekoders ist entfallen, da ich sonst auf die Beleuchtung des Führerstandes hätte verzichten müssen.
Die Darstellung der Leiterplatte hab' ich mal in Photoshop "aufgehübscht". Da mein PCB-Layout-Programm grundsätzlich mit schwarzem Hintergrund arbeitet und die Board-Umrisse mit blauen Linien kennzeichnet, habe ich in der Abbildung zur Verdeutlichung die Durchbrüche in der Leiterplatte mit Weiß dargestellt. Zusätzlich habe ich den Layer der PCB-Rückseite durch den Layer der PCB-Oberseite "durchschimmern" lassen. Die Maße sind in "mil" angegeben.
An den Enden sieht man die Durchbrüche für die Lichtleiter der Fahrzeugbeleuchtung. Der mittige Durchbruch schafft Platz für den Dekoder. Im linken "großen" Durchbruch - jetzt sind's noch 3 - findet der Motor seinen Platz. Im rechten "großen" Durchbruch - jetzt sind's hier auch noch 3 - ragt das Getriebe hindurch. 2 kleinere Durchbrüche sind für die Fahnen der Gleisstromabnehmer. Die "größeren" Durchbrüche enthalten die Lagerkonsolen, mit denen die neue Motorhalterung aufgebaut werden soll.
Ein bisschen Platz ist noch auf der Leiterplatte - aber bitte keine neuen Vorschläge, denn irgendwann soll das Projekt auch mal reale Formen annehmen
kaum glaubt man dem Ziel sehr nahe zu sein, kommen möglicherweise schon wieder neue Probleme auf, die es zu lösen gilt. Noch hab' ich ja ein bisschen Platz auf meiner neuen Platine, was mir Mut macht, das Thema weiter zu verfolgen.
Doch ich bin mir unsicher, was den Betrieb der digitalen Kupplungen ausmacht. Mal lese ich, das man den Kupplungswalzer programmieren sollte, um so die Einschaltzeit automatisch zu begrenzen.
Dann lese ich wieder etwas anderes, dass man eine Schutzplatine/Schutzschaltung benötigen würde. Die Schutzschaltung würde dann mit 3 Widerständen, 2 Dioden, 1 Transistor und 1 Kondensator je Kupplung daherkommen. Platz ist also noch vorhanden, die Platine noch nicht bestellt. Somit würde die Unterbringung der zusätzlichen Bauteile kein Problem darstellen. Aber ist das wirklich nötig?
Kupplungswalzer reicht... Wer die Spulen durchbrennen lässt, baut neue Kupplungen ein... so einfach! Man kann und muss nicht auf den DAU (Dümmsten anzunehmenden User) vorbereitet sein!
die bei dem Dekoder DH10C (2. Generation) verwendet werden. Im Gegensatz zu den Open-Collector-Ausgängen AUX1/AUX2 mit je 300 mA bzw. AUX3/AUX4 mit je 1000 mA sind die Ausgänge AUX5/AUX6 bei Doehler&Haass als Logik-Ausgänge mit unverstärkten Pegeln zu verstehen. Jetzt hab ich so meine Probleme mit dem Verständnis dieser digitalen Modellbahnwelt.
Die Open-Collector-Ausgänge beziehen sich auf die gemeinsame Versorgungsspannung VS, der auf der Platine erreichbare GND-Anschluss wird dafür nicht benötigt. So weit so gut.
Aus der Beschreibung von Doehler&Haass geht aber nicht hervor, auf welches Potential sich der Logik-Pegel bezieht. Weiterhin wird in der Beschreibung vermerkt, dass der Logik-Pegel im Bereich von 0/5 Volt liegt und keine höheren Spannungen oberhalb von 5V schalten kann und darf. Ich folgere aus diesen Angaben, dass sich die Logik-Pegel auf den GND-Anschluss beziehen! Liege ich da richtig?
Noch ne' Frage. Wo liegen die tatsächlichen thresholds (von low auf high und vs) für die Logik-Pegel? Die Angabe von 0 Volt bzw. 5 Volt ist mir wirklich zu dürftig! Weiß jemand näheres?
Danke schon mal für die Antworten.
LG Batucada
EDIT: wenn man nach meinem Verständnis AUX5/6 zur Ansteuerung verwenden will und das Logik-Signal nicht negieren möchte, dann hilft z.B. ein NPN-Transistor in Emitter-Schaltung zur direkten Umsetzung dieser Funktionsausgänge.
Na ja, als ich das Projekt gestartet habe, hatte ich die Ausmaße, die mein Vorhaben mittlerweile genommen hat, noch nicht im Blickfeld. Ersatz für Verdrahtung, Träger für einen Dekoder und ein paar LEDS waren eher ein bescheidener Umfang. Zu dem Zeitpunkt hat mich nicht im Geringsten interessiert, was die AUX-Ausgänge des Doehler&Hass-Dekoders wirklich können. Das war sicher ein Fehler, den ich mir selbst ankreiden muss. Davon abgesehen, bei ESU finde ich auch keine besseren Angaben. Stutzig wurde ich erst jetzt, als in der Beschreibung bei Doehler&Haass etwas von unverstärkten Pegeln zu lesen war.
Danach war googlen angesagt, um dann auch Hinweise in diesem Forum zu finden, am besten haben mir von den Fundstellen im Internet die Ausführungen bei https://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler gefallen. Jetzt darf ich aber anderen keine Vorwürfe machen, ich hätte es wissen müssen. "Setzen, 6" hätten meine Lehrer zu mir gesagt. Also bin ich auch ganz leise.
Am Ende kommt jetzt folgendes heraus. Bei dem Dekoder DH10C (2. Generation):
• die Open-Collector-Ausgänge LV und LR sind mit 150 mA angegeben, was für die Beleuchtung sehr üppig ist. Die Verlustleistung an den Transistoren werde ich mit meinen LEDs nie und nimmer ausreizen.
• die Open-Collector-Ausgänge AUX1 und AUX2 sind mit 300 mA doppelt so üppig wie LV und LR. Wegen der Belastung von nur 10 mA - siehe oben, keine weiterer Kommentar erforderlich.
• die Open-Collector-Ausgänge AUX3 und AUX4 sind mit 1000 mA die Schwergewichtler bei diesem Dekoder. Diese "nur" für zusätzliche Beleuchtungszustände zu verbraten, ist nicht gerade angesagt. Bei mir sollen sie jetzt die digitalen Kupplungen schalten.
Bis hier hin ist für mich alles klar und bedarf auch keiner weiteren Diskussion, wenigsten für mich.
Der Hammer hängt aber bei den berühmt berüchtigten Ausgängen AUX5 und AUX6. Die Belastbarkeit mit 20 mA ist wie zu verstehen? Und dann auch noch die Einschränkung auf die Zulässigkeit von maximal 5 Volt?
Das klingt für mich sehr dubios. Zu Beginn meiner TTL-Zeiten vor mehr als 40 Jahren gab es die Faustformel, dass 1 Ausgang das Vermögen hatte, 10 Eingänge treiben zu können. Im L-Zustand floss der Strom in den Ausgang, im H-Zustand lieferte der Ausgang gerade mal ein paar jämmerliche µA, es reichte aber für das korrekte Funktionieren der Schaltung, wenn man sich an die Regeln hielt.
Komme ich auf den Schaltungsvorschlag zurück, bei dem mit AUX3 die Zusatzfunktion betrieben werden soll, würde der wahrscheinlich in meinem Falle funktionieren, da ja AUX3 ein Open-Collector-Ausgang ist, dann kann der bei einem Vermögen von 1000 mA die paar µA ab, die über die Basis der PNP-Transistoren in der Schaltung gegen GND fließen. Tausche ich AUX3 gegen AUX5, dann aber sieht's böse aus, wenn man die Funktion der Schaltung prognostizieren möchte. Hat AUX5 den Charakter eines TTL-Ausgangs, dann muss ich mit der invertierten Logik des Ausgangs hantieren, d.h. setzt man den AUX5-Ausgang auf LOW (logisch AUS), dann schalten die PNP-Transistoren durch und setzten die Zusatzfuktion in Betrieb, geht der AUX5-Ausgang auf HIGH (logisch EIN), so sperren die Transistoren und das rote Licht geht aus!!!
Unabhängig davon was sich hinter der unpräzisen Angabe "unverstärkten Funktionsausgänge (Logikpegel 0 V - 5 V, Max. 20 mA)" im Original-Text von Doehler&Haass verbirgt, habe ich mich entschlossen, die PNP-Transistoren in der Schaltung RE: Fünf Funktionen mit nur vier Ausgängen schalten durch spezielle N-Kanal-MOSFETs des Typs BSS138BKW zu ersetzen. Das spart auch noch einen Widerstand ein. Und sichert mir die positive Logik in jedem Falle. Und macht mir außerdem die "unverstärkten Funktionsausgänge" gefügig
Mittlerweile bin ich bei Version 15 der Platine angekommen. Digikey hat auch schon die Bauelemente geliefert. Die LED-Winzlinge (2,0 x 0,6 x 1,55 mm) sehen unter der Lupe ziemlich spaßig aus, wird sicher auch spannend, die zu löten.
Meine Kamera schafft solche Objekte nicht mehr, wie man unzweifelhaft erkennen kann. Ich hab zwar den 2/3-Chip mit 25 Mio. Pixel drin, aber mit 100 mm Abstand zum Objekt wird das nichts mehr. Ich werd' am WE mal einen Versuch unternehmen, sie zum Leuchten zu bringen.
ZitatHat AUX5 den Charakter eines TTL-Ausgangs, dann muss ich mit der invertierten Logik des Ausgangs hantieren, d.h. setzt man den AUX5-Ausgang auf LOW (logisch AUS), dann schalten die PNP-Transistoren durch und setzten die Zusatzfuktion in Betrieb, geht der AUX5-Ausgang auf HIGH (logisch EIN), so sperren die Transistoren und das rote Licht geht aus!!!
Also ich kenn das so, das "High" bedeutet, Ausgang liegt auf 5V und gibt diese raus. "Low" bedeutet, Ausgang liegt auf GND und gibt diesen raus. Und dann gibts noch Undefiniert, wo keines dieser Potentiale raus geführt werden...
Zitat von DRG-ler im Beitrag #53Also ich kenn das so, das "High" bedeutet, Ausgang liegt auf 5V und gibt diese raus. "Low" bedeutet, Ausgang liegt auf GND und gibt diesen raus. Und dann gibts noch Undefiniert, wo keines dieser Potentiale raus geführt werden...
Das ist so nicht richtig. Ein Ausgang kann niemals auf GND liegen, weil mindesten noch 1 Halbleiterübergang dazwischen liegt, das ist schon mal faktisch gesichert. Wenn bei den Dekoder-Ausgängen die TTL-Charakteristik angenommen werden kann (ich weiß es nicht wirklich, im Netz wird viel gequasselt und die Dekoder-Hersteller schweigen sich vornehm darüber aus), so kann man sich nach den Klassikern wie z.B. die TI-Serien SN74xx richten, denn die sind wie folgt spezifiziert:
Vcc 5V +-5% High Level >2,4 V Low Level <0,4 V
Der generell nicht zulässige Bereich ist also von 0,4 bis 2,4 Volt. Wenn man mit einem solchen TTL-Pegel einen stink normale MOSFET ansteuern will, wird man u.U. ziemlich alt aussehen, weil man mit diesen Pegeln die Grenze von 10 V bei der GS-Strecke des MOSFETs nicht überwinden wird. Es gibt spezielle MOSFETs, die schon früher schalten, aber man muss schon genau hinsehen, dass man mit dem TTL-Pegel im schlechtesten Falle (z.B. 2,45 V) den linearen Bereich von Rds(on) des MOSFETs sicher erreicht. Wenn man sich anderenfalls im Knickpunkt der Kennlinie bewegt, kann ggf. die aktuelle Verlustleistung den MOSFET töten. Genau hier liegt nämlich die Crux an der Sache: In der Annahme, es stünden 5 V am Gate des MOSFETs an, wobei es tatsächlich nur 2,45 V wären, kann man sich die MOSFETs reihenweise verbraten.
Gestern kam der Dekoder, ein ein Wunderwerk auf 9 x 13 mm. Den werde ich morgen mal testen, besonders im Hinblick auf die "unverstärkten Funktionsausgänge". Leider war die Lieferfreude etwas getrübt, zum Dekoder DH10C (2. Generation) kam die Gebrauchsanweisung zur 1. Generation. Dann nehm ich halt die aus dem Internet.
Die Platine hat noch einen weiteren Entwicklungsschritt durchlaufen. Die Anschlusspunkte für die digitalen Kupplungen habe ich so festgelegt, dass sich daraus eine günstige Leitungsführung durch den Boden des Lok-Chassis ergibt.
Beim Ausschnitt für den Dekoder hadere ich noch mit mir. Die zündende Idee für den direkten Anschluss fehlt noch, lediglich die Lage der Anschlusspunkte ist eine beschlossene Sache.
Platz für einen Sounddekoder wäre also auch noch bequem vorhanden, wenn er mit dem Platzangebot von 20 x 15 mm auskommen würde. Ein Sounddekoder wäre wohl eine feine Sache beim Rangierbetrieb. Wie nahe käme der Sound an die Wirklichkeit? Welchen Typ sollte ich wählen?
Hatte ich meine letzten SMDs alle noch von Hand gelötet, will ich es dieses Mal mit der Pizza-Pfannen-Methode versuchen. Das scheint eine Methode zu sein, die sich mit geringen Aufwand realisieren lassen soll. Hat das schon mal jemand praktiziert?
Ganz hinten angestellt habe ich die Lösungen zum Einbau der digitalen Kupplungen, denn es gibt keinen NEM-Schacht, der den Austausch wesentlich vereinfachen würde. Das läuft sicher auf eine Bastellösung hinaus, aber die muss ich im Augenblick nicht verfolgen.
Kleiner Tipp am Rande, falls Du es noch nicht weist: Bei D&H Decoder muss bei digitalen Kupplungen eine Freilaufdiode zwischen den Ausgängen und dem Pluspol sein ( blauer Draht ) https://doehler-haass.de/cms/pages/haeufige-fragen.php
Gruß Götz
Lenz DCC Version 3.6, Lenz USB/Ethernet-Interface, Traincontroller Gold 9.0 G3, Railcom mit Lenz LRC120 und Tams RCA-24/RCD-1 Rollmaterial: Roco, Fleischmann, Lima
Zitat von Akustikus im Beitrag #56Kleiner Tipp am Rande, falls Du es noch nicht weist: Bei D&H Decoder muss bei digitalen Kupplungen eine Freilaufdiode
ein Ausschnitt aus dem PCB-Elektroschema.
Die Schaltung ist ein wenig komplexer. Sie realisiert eine Begrenzung der Einschaltdauer. Könnte man zwar auch per Software lösen. Sie lässt sich auch mit der Brücke J4 abschalten, wenn man will. Oder aber auch nicht. WP-CRM hat direkten Kontakt mit dem AUX3 bzw. AUX4. Die obere Linie bezieht sich auf VS.
Bei induktiven Lasten ist die Freilaufdiode immer ein MUSS.
Erstens gibt es ein Pendant zum DH10C den SD10A wenn Sound gewünscht Programmer geht natürlich nur der Hauseigene wenn Sound gewünscht. Ohne Sound geht der ESU über einzelne CV Programmierung D&H verleiht auch Programmer oder frage hier im Forum Ich habe den Programmer könnte also helfen
Gruß Götz
Lenz DCC Version 3.6, Lenz USB/Ethernet-Interface, Traincontroller Gold 9.0 G3, Railcom mit Lenz LRC120 und Tams RCA-24/RCD-1 Rollmaterial: Roco, Fleischmann, Lima
H0-Modellbahnforum.de - das Forum mit der Forumbahn!
»
Technik und Steuerung von Fahrzeugen und Anlage
»
Fahrzeugumbauten und Eigenbauten
»
Ein Dekoder für\'s Bügeleisen
29.09.2021 22:07 (zuletzt bearbeitet: 29.09.2021 22:34)
Thema drucken
Antworten
