THEMA: Gleichstrom?

Hallo Claus

Ich habe auch vor meine Anlage mit Gleichstrom zu Beleuchten und zu Steuern

Vorteile:  Gleichstrom ist für meine Eigenbauelektronik (Zugerkennung,A ufenthaltssteuerung, Helligkeitsregelung über Zufallsgeneratoren  u.s.w.)  besser geeignet.
Nachteile:  Es werden mehr Relais benötigt, da die Magnetartikel wie Weichenantriebe Entkuppler oder Flügelsignale weiterhin Wechselstrom  benötigen.

Grüsse aus FrankeN
Peter


              

Claus, Peter,
ich halte die Stromkreise für Beleuchtung, Fahrspannung und Magnetartikel komplett getrennt.
Relais verwende  ich nur da, wo es sinnvoll erscheint.
Gleichspannung für Fahrspannung und Elektronik. Wechselspannung für Magnetartikel.

Für Beleuchtung nehme ich (noch) Gleichspannung. Das liegt daran, das ich noch aus alten Zeiten hierfür Steuerteile hatte, die ich irgendwann mal gebaut hatte. Damit ließ sich das alles wunderbar in der Helligkeit steuern und per Zufall (aber auch manuell) schalten und das alles ohne Relais komplett kontaktlos!
Da ich aber die Beleuchtung mit nur ca. 75% der Nennspannung fahre, muss ein relativ großer Anteil der Spannung in Wärme "verbraten" werden. Das ist ein großer Nachteil bei der DC - Versorgung der Beleuchtung.

In Zukunft will ich meine Beleuchtung auch mit Wechselspannung steuern, genauso wie mit der DC-Ansteuerung und auch kontaktlos. In der Helligkeitssteuerung werde ich nach dem gleichen Verfahren arbeiten, wie jeder handelsübliche Dimmer. Das Problem mit der sinnlosen Wärmeerzeugung ist damit auch so gut wie vom Tisch.

Claus,
wenn du einen Trafo über hast, und die Leistung der Lämpchen ist nicht so groß, das der Trafo abschaltet, fahre mit Gleichspannung (ca. 70-75% der Nennspannung der Lämplein....). Die Birnchen danken es dir mit hoher Lebenserwartung!.

So denn,
Günter

Hallo Günter

Klar, die einzelnen Stromkreise halte ich auch getrennt.
Mit dem "Mehr" an Relais meine ich wenn ein Gleichstrom-Elektronikausgang einen Magnetartikel schalten soll, kann ich das nicht direkt ansteuern, sondern muss über ein Relais entkoppeln.
Ansonsten stimme ich mit dir überein:
Relais soviel wie nötig, sowenig wie möglich.

Grüsse aus  FrankeN
Peter

Stimmt Claus, Ich hatte es (mehrfach) hier erwähnt. Und zwar tu ich das aus mehreren Gründen, hier die vier Wichtigsten:
1. ob es um die Lenkung der Fahr- oder Schaltspannung geht, in beiden Fällen ist dieses mit Gleichspannung einfacher (Diodenmatrix).
2. Zusatz/Eigenbauelektroniken wie Blink-,Zeit-,Aufenthalts-,Polwendeschaltungen usw müssen sowieso mit Gleichspannung versorgt werden.
3. alle Magnetartikel (Weichen,Signale,Relais) arbeiten genauso gut oder sogar besser (bei niedrigerer Spannung) als bei gleicher Wechselspannung,welche bei Standardtrafos von Gerät zu Gerät zudem noch unterschiedliche Werte aufweist.
Auch ist bei Gleichspannung hier wieder die Direktansteuerung per Diodenmatrix bzw C-MOS Bausteine (zb. 4017) und Linear IC (zb. LM 3914)(ggf. über Transistorstufen/ ULN 2001) möglich.
4. herkömmliche Lampen,motorische (Weichen-)Antriebe sind auf einfachem Wege (LM 317) regelbar oder über Festspannungsregler entsprechend einzustellen.

All dieses ist bei Wechselspannung nur schwer (mit erhöhtem Schaltungsaufwand) oder gar nicht realisierbar. Selbstverständlich sind die einzelnen Stromkreise zu trennen, bei größeren Anlagen in jedem Fall von verschiedenen Trafos zu versorgen (galvanische Trennung).
Für mich als Analogbahner bietet somit der ausschliessliche Einsatz von Gleichspannung eigendlich nur Vorteile.

LG Willi

Peter,
muss man nicht!
Ich schalte weder Weichen noch Signale mit Relais sondern über Optokoppler mit integriertem Nullpunktschalter und nachfolgendem TRIAC.
Das hat den Vorteil, das dieses Gebilde im Gegensatz zu einem Relais so gut wie keine Störungen produziert.

Aber wollte Claus nicht was über Lampen an Gleichspannung wissen???
)

Gruß,
Günter

Magnetartikel kann man genau so mit Gleichspannung (vorzugsweise gepulste Gleichspannung) betreiben, wird ja bei den meisten Magnetartikeldecodern (ausser der neue Lenz LS150) so gemacht!

Ich betreibe alle meine Magnetartikel mit geglaettetem Gleichstrom.
Den Spulen ist es voellig egal, ansonsten gibt es folgnde Vorteile
1. der 50 Hz Brumm, vor allem bei Entkupplern, ist vorbei
2. Die Kontakte zur Endabschaltung halten deutlich laenger, da es praktisch keine Funken mehr gibt, da ich die Funken mit gegenpolig parallel zu den Spulen geschalteten Dioden loesche.
Als ich noch mit Wechselstrom geschaltet habe, mussten regelmaessig Weichen (Mtx) wegen verschlissenen Endabschaltungen ausgewechselt werden, seit ich vor ein paar Jahren auf Gleichstrom umgestellt habe ist das vorbei.

Magnetartikel sollen nur für Wechselstrom gut sein? Wer hat denn das Märchen in die Welt gesetzt...

@7
Volle Zustimmung! Mach ich auch so!

Felix

Dies Märchen haben wahrscheinlich die Hersteller von Weichenantrieben in die Welt gesetzt.... so hat man regelmässig neuen Bedarf....

Npit

nur funzt es nicht so einfach mit dem Weichenumschalten mit Gleichstrom bei den Hoffmännern und Conrads wie mit den reinen Magnetartikelumschaltungen der Mtrx, GFN, Roco usw. Wer gemischte Weichenantriebe verbaut wird da wohl leider mit Wechsspannung vorlieb nehmen müssen, oder spezielle Polumschaltungen beim Weichenumstellen für die vorgenannten Typen.
H-W.

Hallo H-W,
da hast du schon recht, bei diesen Weichenantrieben muss man etwas tricksen.
Aber es dürfte wohl ein minimales Probelem darstellen,  die Antriebe entweder über einen 2-poligen Kippschalter (am billigsten) oder über Drucktasten und ein läppisches bistabiles Relais zu steuern. Ein wirkliches Argument gegen das Steuern von Magnetartikeln mit Gleichspannung stellt dein Einwand für mich aber nicht dar.

LG am Morgen
Willi

Beitrag editiert am 19. 09. 2005 08:19.

Von der Konzeption her sind sie auch für Wechselspannung dimensioniert. Alle elektrischen Werte beziehen sich auf.
Daher ist zu bedenken, das der fließende Strom im DC-Betrieb um ein vielfaches höher ist, als im AC-Betrieb, der nur noch der ohmsche Spulenwiderstand. Der ist gegenüber dem induktiven Widerstand, der zusätzlich bei Wechselspannung wirkt, sehr klein.
Beim Dauerbetrieb sollte man sich also tunlichst nicht auf die Endabschaltungen verlassen sondern ausschließlich eine Pulsansteuerung wählen oder die Spannung reduzieren. Die Kontakte der Abschaltungen sind m. E. sowieso nicht sonderlich vertrauenerweckend und ohne Maßnahmen zwecks Funkenlöschung ist denen kein langes Leben mehr beschehrt (Pulsansteuerung, Funkenlöschung wurden aber ja schon erwähnt).

Gruß,
Günter

Moin Günter,

in #5 hast du erwähnt, mit Triac's zu schalten.
Um ein bistabiles Relais mit 4 Umschaltern zu ersetzen, brauchst du damit nach meiner Rechnung 8 Triac's.
Das sind (TIC 206 oder BT 136 zu Conradpreisen zu Grunde gelegt) allein schon mal 8€ . Dazu kommt noch die Entstör- und Ansteuerelektronik (Flipflop?) und der zeitliche Aufwand zu derer Erstellung. Damit dürfte man selbst die Kosten für ein Takamisawa oder Kako Relais überschreiten, welches 10,20€ kostet und ratzfatz installiert ist .

LG Willi

@12
Ich schlage im Gegenteil vor, die Wechselspannung gleichzurichten und zu glätten, das ergibt eine Gleichspannung die um Faktor 1.4 höher ist als die Ausgangs-Wechselspannung. Damit steigt die Leistung im Weichenantrieb auf das Doppelte, dieser erzeugt mehr Kraft und damit steigt die Zuverlässigkeit beim Umschalten.

Natürlich geht das nur bei Impulsbetrieb gut - da hast du recht.

Felix

@13 - Brummel

Diese Dinger gibt es fixfertig um einige Euro, je nach zu schaltendem Strom, zu finden auch unter dem Begriff "Solid State Relais".

Z.B. Reichelt Art.Nr. S202 S01 (3,30 EUR) - für 8A

Es handelt sich aber immer um Lastrelais, also quasi 1 Arbeitskontakt. Für zB ein bistabiles Relais musst Du die Logik dazu in den Ansteuerkreis (indem Fall von 2 SSR) verlegen.
Der Vorteil dieser SSR ist, dass es
a) auch Ausführungen für Gleichstrom gibt, die vernünftig leistbar sind, und
b) Wechselstromausführungen, die im Nullpunkt die Last schalten.

Steuerspannungen/-ströme sind meist im Bereich 3 - 30V DC, etwa 5 - 30 mA und damit ideal geeignet, von irgendwelchen elektronischen Bauteilen die Ansteuerung zu erhalten (zB auch direkt aus einem PC heraus).

Natürlich lassen sich für so manche Anwendungen Relais nicht unbedingt so leicht ersetzen, überhaupt für Relaislogiken - aber als Schaltelement sind die SSR preisgünstig und sehr betriebssicher.

LG
eNrico

Guten morgen Willi,
sicher, ab einer gewissen Größenordnung wird die Sache unhandlich. Aber andererseits bin ich noch nicht in die Verlegenheit gekommen, solch ein Relais einzusetzen. Und wenn dem so wäre, hätte ich es aber mit Sicherheit getan. Es ist nicht so, das ich mich gegen Relais sträube, allerdings vermeide ich sie dort, wo es möglich und sinnvoll ist.

Aber eines solltest du nicht machen: Conrad-Preise als Standard anzusetzen! ! !

Felix,
ich hatte bei meiner alten H0 Bahn (der allwissende Schaffner habe sie selig) die Weichen mit einer Gleichspannung von 20V angesteuert. Die Versorgung war in der Lage, bei Bedarf einen Impuls von 0,5 sec. länge mit einem Spitzenstrom von 25 Ampere zu liefern. Hierbei ist mir aufgefallen, das einige ROCO Weichen Probleme mit ihrer Mechanik bekamen: es hat tatsächlich einige zerlegt.
Ich habe dann später die Sache dahingehend abgeändert, das eine Strombegrenzung bei 5A einsetzte und die Weichen sequentiell geschaltet wurden.
Aber ist schon verdammt lang her .........

Grüße
Günter

Hallo Günter,
ich musste in dem Falle Conrad als Grundlage nehmen, Reichelt führt keine bistabilen Relais (jedenfalls hab ich keine gefunden). Zudem dürfte Conrad am bekanntesten sein. Das Conrad-Preise nicht das Minimum darstellen, ist so sicher wie es Amen in der Kirche, da sind andere Versender oder Elektronikfritzen vor Ort schon öfters günstiger.

Wie brutal ! 20V an nen Weichenantrieb. 14-16V / 0,5-1s hätten doch gereicht.

Gruss Willi

`türlich hätte das auch gereicht,
aber ich hatte grade solch einen passenden Trafo da ........

Aber man bedenke, es ist niemals eine Weiche elektrisch gekillt worden, nur mechanische Schäden gab es.

Günter

> Wie brutal ! 20V an nen Weichenantrieb. 14-16V / 0,5-1s hätten doch gereicht.

Leider nein - meine Peco "Low Current" Magnetantriebe, die ich mit Endabschaltung und Löschdioden ausgerüstet habe, haben immer mal zwischendurch foglenden Effekt gezeigt: Wenn die Mechanik etwas klemmte (Pecofeder lässt grüssen), hat infolge anschliessendem Verkanten des Ankers der Endlagekontakt bereits unterbrochen, während die Weichenzunge erst in der Mitte war.

Seit ich die Peco's mit 20V geglättetem Gleichstrom schalte, hat sich das Problem erledigt.
Die höhere Leistung "wummt" den Anker in die Endlage, Widerstand zwecklos und dann wird durch die Endabschaltung abgeschaltet.

Felix

Beitrag editiert am 19. 09. 2005 14:34.

Nutze nur Gleichspannung.
Allerdings läuft der Faller Motor zum Betrieb von Windmühlen, Wasserrädern, Bahnschranken nicht .
Hier musste ein Ersatz (DC Motor mit Getriebe )diese Motoren ersetzen.

@20
Was allerdings auch besser ist, denn dieser seltsame Faller-Motor ist eher eine Zumutung was Größe und Funktion anbetrifft. Einen DC-Motor (evt. + Getriebe) kann man gut regeln und somit Drehzahl und Drehrichtung dem Einsatzzweck anpassen.

Gruss Willi

@7, Engelbert

>> 2. Die Kontakte zur Endabschaltung halten deutlich laenger, da es praktisch keine Funken mehr gibt, da ich die Funken mit gegenpolig parallel zu den Spulen geschalteten Dioden loesche. <<

Wo und welcher dioden hast du dann eingebaut?
AFAIK müssen die Dioden über die Spulen geschalted werden um wirksam zu sein.
Wann die Dioden uber die Anschlussdrahten geschalted werden sie sie meiner erachtens unwirksam weil die Endabschaltkontakten dan teil der Lösche schaltung wirden.
Stimmt meiner gedanke oder hab ich es falsch redeniert?
Wie hast du das "gelöscht" ?

Grüße
Jan

moin Jan,
die Dioden müssen direkt parallel zu den den Spulen geschaltet werden und zwar mit der Kathode gegen an den + führenden Spulenanschluß.
Es darf natürlich kein Kontaktsatz der Endabschaltung dazwischen liegen !!!
Somit ist die Löschfunktion bei Anschluß in der Zuleitung unwirksam, da hast du recht.
Als Dioden sind Typen wie 1N4007 o.ä. ausreichend, Typen wie1N4148, 1N914 sind Spannungs - und Strommäßig auf Dauer wohl etwas unterdimensioniert.

Gruß,
Günter


Beitrag editiert am 20. 09. 2005 09:21.

Vielen Dank für Eure Meinungen.

Jetzt raucht mir schon wieder die Birne ... kann man eigentlich heutzutage in der Moba nix mehr mit einem simplen Schalter schalten? ))

Ich dachte an eine Gleischstromringleitung durch alle Module, die lokal von den Verbrauchern angezapft werden kann.
Die Idee kam durch die Tatsache, dass beim begucken von Schaltungen für diverse Mobaspielereien, das erste Bauteil nach Uein ein Gleichrichter ist. Wenn man die Gleichrichtung gleich hinter dem Trafo hat, könnte man sich dann doch einige Dioden ersparen, oder?

Verwendet werden Lichtsignale. Bei den Weichenantrieben bin ich mir noch nich sicher ob Hofmann oder Schubstangen.

gleichgerichtete Grüsse,
Claus

Claus,
das klingt recht komplex  
Mach doch mal eine Zeichnung über deine Gedanken....

Gruß auch an die Frau,
Günter

Hallo Noidea,

>Die Idee kam durch die Tatsache, dass beim begucken von Schaltungen für diverse Mobaspielereien, das erste Bauteil nach Uein ein Gleichrichter ist. Wenn man die Gleichrichtung gleich hinter dem Trafo hat, könnte man sich dann doch einige Dioden ersparen, oder?<

ja könnte man, aber..

Der Gleichrichter (es reicht auch eine einzige Diode) dient in den Elektronik Baugruppen unterschiedlichen Zwecken:

1. Verpolungsschutz
Schließt man im Eifer des gefechtes Elektronikbaugruppen verpolt an, so werden sie meist zerstört.

2. Entkopplung
Ein gewöhnlicher Gleichrichter lässt keine Ströme in die Speiseleitung zurückfliessen und entkoppelt so alle Elektronik Baugruppen die ja auch Glättungskondensatoren hinter dem Gleichrichter haben voneinander.
Tritt ein Kurzschluß in einer Baugruppe auf, so wird nur dessen Glättungskondensator entladen und die Trafospannung bricht zusammen.
Die Glättungskondensatoren anderer Baugruppen würden durch deren Gleichrichter keinen Strom abgeben konnen, sodaß größere Schäden an der fehlerhaften Baugruppe vermieden werden.

Ohne Gleichrichter würden alle Kondensatoren am Gleichspannungsnetz liegen und  in Summe sehr hohe Ströme in der fehlerhaften Baugruppe fließen lassen können. Da kommen dann schnell mal 10000uF zusammen.

Vorsicht nicht ausprobieren!!!
Wer mal einen geladenen Kondensator mit dieser Kapazität kurzgeschlossen hat, weiß, dass diese Ströme zum Schweissen reichen.

Bei einem Gleichspannungsnetzteil aus Trafo, Gleichrichter und Glättungskondensator für große Ströme, ist ein C in diesen Größenordnungen ebenfalls keine Seltenheit.

Daher macht es durchaus Sinn nur Wechselspannung zu verteilen und sie in den Baugruppen gleichzurichten.
Bei Stromversorgungen größerer Leistung sollte man zudem immer jeden einzelnen Abgang absichern (z.B. mit Polyswitch oder Schmelzsicherungen). Auf diese Weise lassen sich die Ursachen für Kurzschlüsse oder Überströme besser lokalisieren.

Christian

Christian,
zu Punkt1:
Du hast hier die sogenannten "Angstdioden" beschrieben. Sage doch bitte aber auch, wie du sie einsetzt!
zu 2:
Ist dir eigentlich klar, welche Ströme ein geladener ELKO abgeben kann? Bei den derzeitigen Technologien ist ein selektierter 10µF 6,3V Elko allein aufgrund seines Innenwiderstandes in der Lage, einen Puls von ca. 250A bei Nennspannung und in einer Zeit von ca. 180nS abzugeben.
Das Problem ist aber, das Standarddioden diese Spitze garnicht abfangen können, weil sie einfach zu langsam sind.
Ein "Durchschlag" trotz Entkopplung ist daher zu erwarten wobei sensible elektronische Baugruppen gekillt werden können.

Zusammenhang zwischen Netzteil -> Gleichrichtung -> Siebung:

pro Ampere = 1000µF, immer auf der sicheren Seite!

Aber Wichtiger:
ein Kondensator innerhalb einer Gleichrichtung jedweder Form lädt sich immer auf den Spitzenwert der angelegten Spannung auf. Die Spannungsangaben auf den Elko`s beziehen sich daher auf einen Gleichspannungswert, der mit der angelegten , nach Gleichrichtung vorhandenen Wechselspannung in strengem Verhältnis steht. Wohlbemerkt, alles noch ohne irgendwelche externe Belastung des Kondensators.
Wer sich intensiver mit der Materie befassen will:
http://www.1zu160.net/elektrik/kondensator.php
da steht allerhand drinne....

Grüßend,
Günter

#27 - Günther
Zu Deinem Punkt 2:

wenn eine über eine Diode entkoppelte Baugruppe mit eigenem Sieb-C einen Kurzschluss verursacht, dann fließen die Elektronen (sowohl des Kondensators als auch aus der Versorgung) zum Kurzschluss und die Spannung bricht zusammen, es könnte aufgrund der Leistungen der Versorgungsspannung sogar die Diode abbrennen - nur: zurück, in Richtung Versorgung, fließt Dein Stoßstrom aber nicht, egal wie schnell oder nicht schnell die Diode ist.
Christian hat das IMHO richtig beschrieben.

Brenzlig wird die Sache hingegen dann, wenn hinter der Entkopplungsdiode Transienten auftreten, die größer als die Versorgungsspannung sind, dann ist das dynamische Verhalten der Diode entscheidend (wie Du es ja beschreibst) - und genau dieser Fall tritt in der Regel nicht bei den klassischen (Moba)Baugruppen auf.

Hast Du einen bestimmten Fall vor Augen, den ich im Augenblick gedanklich nicht nachvollziehen kann?

LG

eNrico



Beitrag editiert am 21. 09. 2005 01:20.