THEMA: LED Beleuchtungsplatine

@Zsivany
schick, schick.
Für welche Loks hast du dir denn diese Platine machen lassen ??? Wahrscheinlich ja welche mit innen liegendem Schlußlicht, also folglich 145, 185, usw. Oder irre ich ??
Und wenn man fragen darf, woher hast du sie bezogen??
Bei der Digitalfrage kann ich dir aber leider nicht helfen, da gibt es andere Experte.
Gruß, Eike

Hallo,

toll! Wer wo wie hat das gemacht, was für LEDs sind da drauf?

Die Ausgangsspannung der Decoder ist so hoch wie die jeweilige Gleisspannung abzüglich ca. 1 V Verlust. Die Gleisspannung liegt je nach Zentrale und Einstellung zwischen 12 und 22 Volt, wobei 16...22 Volt am häufigsten anzutreffen sind. 14 V sind also zu wenig.

Grüße, Peter W.

"Für welche Loks ..."

Es ist für eine bestimmte ÖBB Lok, aber ich sage es nicht welche. Soll es ein Überraschung sein. ;)

Eigentlich kann man das für fast jede Lok benutzen: ein wenig Kunststoffdraht für Licht führung, und dann passt an alle Lok.

"woher hast du sie bezogen?"

Bei einer kleine ungarische Firma habe ich diese anfertigen lassen.
Es hat ein Stück etwa 8 Euro gekostet.

Brauchst du welche? Schicke ein Mail an mich.

Gruß

Zoltan

@2:

"was für LEDs sind da drauf"

Wie meinst du das? SMD LEDs. 5 weiße (5x5mA) und 2 rote (2x14mA).

"14 V sind also zu wenig."

Davor habe ich gefürchtet...

Danke!

Zoltan

na dann lassen wir und einmal überraschen ;)
Gruß, Eike

Auf die Überraschung bin ich auch gespannt

Gruß
Roman

Hä?

Wieso sind 16-22V am häufigsten? Ist die Spannung mit der Loks betrieben werden nicht auch weitestgehend einheitlich in Spur N? Also bei meinen Fleischmann-Loks steht Betriebsspannung 4-14V. (sind schon ein wenig älter und erst auf digital umgerüstet)

Da über den Gleichrichter-Dioden noch ca. 1V abfällt kann man die Gleise mit 15V betreiben um auf die ca. 14V im Dekoder zu kommen. Und das ist auch das, was der Dekoder an den Motor und die Funktionsausgänge abgeben kann.

Die Stilechten unter den Mobahnen drosseln ja sogar die Höchstgeschwindigkeit der Loks. Und da macht dann eine noch höhere Spannung garkeinen Sinn. Man bedenke, daß jedes Volt extra dem Dekoder eine höhere Verlustleistung beschert.

Oder sehe ich da irgendwas falsch?

Gruß
Andreas

Beitrag editiert am 19. 02. 2008 20:55.

@MagIO

Naja,das siehst Du "fast" richtig. Die Verlustsleistung hat nur der Spannungsregler (für den Prozessor) zu bewältigen. An den Motorausgang liegt immer die volle Spannung an, nur je nach Fahrstufe in kleine bzw. große Impulse zerhackt (PWM).

Gruß, Raimond


Beitrag editiert am 19. 02. 2008 21:35.

Richtig, den Spannungsreger meinte ich auch hauptsächlich. Aber es gibt ja noch Loks die mit Birnchen betrieben werden. Damit steigt dann auch die Belastung des Funktionsausgangs, der auch nur begrenzt Strom liefern kann. Und bei LED wird die zusätzliche Leistung im Vorwiderstand verbraten.

Und nicht zu vergessen, man sollte sich dann auch davor hüten mit maximaler Geschwindigkeit zu fahren. In dem Fall ist dann nämlich die PWM auch nix anderes als ca. Gleisspannung. Ein 14V Motor wird es einem dann auf Dauer übel nehmen, wenn er mit 22V fährt.

Also, Zsivany, mein Tipp an Dich:
Messe doch einfach deine Gleisspannung (hinter einem Gleichrichter) oder lese in der Beschreibung, was der Booster oder das daran angeschlossene Netzteil für eine Spannung bereitstellt. Wenn die ca. 15V ist, dann steht dem Betrieb der Leuchtdioden am Decoder nichts im Weg.

@7,9  - Andreas,

Lese mal die Beschreibungen von Trix Loks: Analog 14 V, Digital 22 V
Die sind dafür ausgelegt. Fleischmann Loks übrigens auch.
Hier mal schnell aus dem Kopf eine Übersicht über gängige Digitalgeräte:

Lenz: LZV100 einstellbar geregelt 11,5...22 V
Lenz Compact: fix 17 V
Intellibox: Spur N fix 18 V, Spur H0 20 V und mehr
Trix CC2000: ungeregelt bis 22 V (je nach Trafo)
Trix Mobile Station: ca. 20 V (genau Daten liegen mir leider nicht vor)
Roco Lokmaus, Multimaus: ungeregelt bis 22 V (je nach Trafo)

So und jetzt ziehe draus den Schnitt.

@4 - Zsivany,

ich weiß schon warum ich frage! Du hast mir genau die richtige Antwort geliefert. Die weißen LEDs haben mit 5 mA noch viel Reserve, die roten sind nicht wirklich kritisch.
Also keine Angst, das geht schon!

Bei typ. 18 Volt ergibt das:
   18/14 * 5 = 6,4 mA für weiß
   18/14 * 14 = 18 mA für rot

Bei Maximalspannung 22 Volt ergibt sich:
   22/14 * 5 = 7,9 mA für weiß
   22/14 * 14 = 22 mA für rot

Es wird bloss etwas heller. Bei vielen Decodern kann man die Ausgänge dimmen, wenn das zu hell ist.

Für meine ÖBB 1014 kann ich sowas gebrauchen - jetzt müsste ich nur noch die Abmessungen wissen.

Grüße, Peter W.

Nachtrag: Ist da vielleicht eine Konstantstrom-Schaltung drauf? Dann ist obige Rechnung hinfällig. Man muss dann nur prüfen, ob die Schaltung die erhöhte Verlustleistung aushält.

Ich steuere mit der Intellibox und habe am Gleis ziemlich genau 16,5 Volt Spannung. Ist das nun ungewöhnlich - weil hier so oft von 18 oder gar 22 Volt die Rede ist?

Peter.

@10:

Ich finde das ist nicht so einfach wie du es gerechnet hast. Es ist eine Art "Stromgenerator"-Stromkreis (sagt man dass so in deutsch?), es gibt jede Menge Transistoren drinn. (Eins für jedes LED.) Laut Beschreibung von der Firma darf man nicht mehr als 14 V benutzen, weil die Transistoren zu heiß werden, und geht das ganze kaput.

"Für meine ÖBB 1014 kann ich sowas gebrauchen - jetzt müsste ich nur noch die Abmessungen wissen."

Es ist eine 14 mm x 15 mm große Platine. Du wirdst stanunen wie gut das in einem 1014 passt. ;o)

Gruß

Zoltan

@ 12:

Nö, von ungewöhnlich könnte man nur reden, wenn du mit einem wirklich für Digi-Steuerung geeigneten Messgerät diesen Wert erhalten hättest.
Ich geh mal davon aus, dass du mit einem normalen Vielfachmessgerät gearbeitet hast. Diese Sorte Messgerät mutiert bei den Digi-Steuerungen leider zum "Schätzeisen", weil es nicht in der Lage ist, die mit ungleichmäßigen Impulsen belegte Gleichspannung wirklich richtig zu messen. Das können (mit leichten Einschränkungen) nur True RMS Geräte oder ein (absolut genau) Oszilloskop.

Gruß aus Bonn

Wilhelm Hesse

@10, Peter:
Deine Aussagen überführen aber meine Aussagen nicht als falsch, oder?
Auch bei Trix steht also, daß die Analog-Spannung max. 14V sein sollte. Was passiert, wenn man mehr Spannung anlegt? Erst mal nur, daß der Motor schneller läuft und auch wärmer wird.
Wieso liegt die Digital-Spannung höher? Das liegt an dem Unterschied zwischen Dauerbelastung und Peak-Belastung. Bei digital gehen die Hersteller davon aus, daß die 22V eben nur per PWM am Motor anliegen (die Lok wird nicht mit Höchstgeschwindigkeit gefahren). Im Mittel darf aber auch im digital-Betrieb die Leistungsaufnahme nicht höher sein, als im analog-Betrieb. Was eben auch heißt: Wenn die PWM eine ~22V Dauerspannung an den Motor anlegt, dann ist das dem Motor auf Dauer zuviel.

Deine Auflistung an Boxen ist ja ganz nett, aber hier muss man bedenken, daß die dafür ausgelegt sind sowohl ne Spur N Lok, als auch ne H0 Lok vernünftig betreiben zu können. Irgendwo habe ich auch schon ganz klare Empfehlungen gelesen (bei NEM oder NRMA?) die da lauten Spur N 12-16V.

Übrigens fehlt in deiner Liste der iBooster ;o) Da ist ein geregeltes Schaltnetzteil verbaut, bei dem man die Spannung zwischen 14 und 16V einstellen kann.

Und nochmal: Ein Mehr an Spannung bedeutet auch ein Mehr an Verlustleistung. Nicht umsonst sind moderne Decoder mit einer Temperatur-Überwachung ausgestattet.
Gleichrichter: 2x0.6Vx300mA = 0,4W Fahrstrom
                         2x0.6Vx 20mA = 0,024W Beleuchtung
Vorwiderstand: (22V-3,6V*3)*5mA = 0,057W  für 3 mal LED weiß in Reihe
                            (22V-1,2V*2)*20mA=0,392W für 2 mal LED rot in Reihe
Spannungsregler: (22V-5V) x 10 mA = 0,17W
macht also 0,4+0,024+0,057+0,392+0,17 = 1,043 W .... nur so als kleinen und nicht vollständigen Überschlag.

Je höher also die Gleisspannung, umso wahrscheinlicher ist, daß man die Temperatur-Überwachung auch braucht ;o)

Zum Thema Analog/Digital-Spannung werde ich - wenn mein Lokprüfstand mal fertig ist - einfach mal messen was durch die PWM wirklich an Spannung ankommt.
Wie wäre es, wenn schon mal jemand mit 22V Gleisspannung eine Lok mal eine Stunde in Höchstgeschwindigkeit fahren lässt?! ;o)

@ 14

Wilhelm, da hast Du vollkommen recht mit Deiner Ferndiagnose "Multitester". Und um meinem Dilletantentum noch eines drauf zu setzen: Es "natürlich" so ein Ding von Voltcraft, gekauft bei C...

Nach Deinem Hinweis habe ich noch mehrfach gemessen - und lache mich kugelig: Von 14,4 bis 19,6 Volt war alles dabei. Ist fast wie Lotto spielen. Vorher raten wieviel es wird uuuund - dranhalten! Grandiose Unterhaltung, auch für die Kinder!

Gruß,
Peter.

@16:
Deshalb habe ich in 9 geschrieben: (hinter einem Gleichrichter)

Und was ist an Voltcraft so verkehrt?

Sag Du es mir Andreas, Du bist doch der Elektroniker von uns beiden.

Ich kann nur aus Erfahrung sagen, dass dieses Gerät eben nicht ein High-End-Produkt ist (gekauft für damals 16,96 DM) und Profis über solche Sachen nur müde lächeln weil es in Spezialfällen wie dem oben genannten schlicht unbrauchbar ist für eine exakte Messung.

Peter.

Daß heißt ja, als nicht Profi sollte man sich am besten ein absolutes Profi-Gerät kaufen, damit man auch richtige Werte angezeigt bekommt, egal was man damit misst. ;o)

Als Profi dagegen darf man auch ein billiges benutzen. Man weiß ja dann, wie man es einsetzen muss/darf.

Das wird die Messgeräte-Hersteller sicher freuen, wenn dann jeder unbedarfte Mobahner auf Profi-Geräte umsteigt.

Hallo zusammen,

ist die gemessene Spannung denn die Leerlaufspannung, oder unter Last gemessen?

Analogtrafos haben auch einen höhere Leerlaufspannung als die angegeben (bei Belastung gemessene) Spannung.

Gruß Detlef

@13

Hallo Zoltan,
eine solche Schaltung, die einen konstanten Strom ausgibt, wird Konstantstromquelle genannt. Die Verlustleistung der SMD-Transistoren ist mit 300mW angegeben, der Konstantstrom wird wahrscheinlich 20 mA betragen. Daher rührt die Beschränkung auf 14V (genauer ca. 16V) für Analogbetrieb. Es ist auch zu vermuten, dass daher Transistoren, die auch nicht mehr als 16V vertragen, eingesetzt werden.

Beim Digitaldecoder wird die Gleisspannung noch durch die Spannungsabfälle am Gleichrichter (1,4V) und Beleuchtungsausgangs-Treiberstufe (0,5V) reduziert.

Somit verkraftet deine Schaltung den Betrieb an einem Booster, der nicht mehr als
18V ausgibt. Das erfordert jedoch einen geregelten Booster.

@15
Hallo MagIO,

zu deiner Berechnung habe ich folgende Kommentare:

1. Auf der Decoderplatine sitzt nur der Gleichrichter und der Spannungsregler. Die Vorwiderstände sind extern (z.B. auf der eingangs vorgestellten Lichtplatine) untergebracht und werden daher dort in Wärme umgesetzt.

2. Die Verlustleistung des Gleichrichters ist im wesentlichen eine Funktion der Stromaufnahme. Die meisten Spur-N-Decoder vertragen eine Stromaufnahme von 700 oder 800 mA.

Somit würde auf der Decoder-Platine auch bei Betrieb mit 16V annähernd dieselbe Verlustleistung "verbraten". Geringfügige Unterschiede sind lediglich durch den Spannungsregler bedingt. (22V-16V) * 10mA = 0,06W

Viele Grüße
Burkhard

Hallo Burkhard,

die Berechnung des Spannungsabfalles am Gleichrichter ist so nicht ganz richtig, da in den Digitaldecodern entweder schnelle Schottky Dioden verwendet werden (ca. 0,2 V pro Diode) oder ersatzweise Trickschaltungen mit MOSFETs angewendet werden, die sind noch wesentlich niederohmiger. Die Ausgänge können entweder mit Bipolartransistoren (dann gelten die 0,5 V für einen gesättigten Transistor bei Maximalstrom von z.B. 300 mA) oder ebenfalls FETs aufgebaut sein.

Die Ströme hat Zoltan weiter oben schon angegeben: 5 mA für weiß und 14 mA für rot.

Grüße, Peter W.

Hallo Burkhard,

Zu 1.:
Ich hab ja auch nicht behauptet, dass die zusätzliche Verlustleistung ausschließlich auf dem Dekoder umgesetzt wird.

Zu 2.: Stimmt, aber:
Beim schalten der Funktionsausgänge wird aber der Strom durch den Dekoder höher, da die Funktionsausgänge durch die Spannung nach dem Gleichrichter betrieben werden. (Zumindest interpretiere ich so die Angabe des max. erlaubten Stromes pro Funktions-Ausgang, den die Dekoder Hersteller angeben - oder zumindest Lenz - der einzige, den ich bis jetzt habe ;o)

Was ich ja eigentlich nur sagen wollte ist, dass es einfach keinen Sinn macht die Anlage mit 22V zu betreiben, wenn man sowieso nicht die damit erreichbare Höchstgeschwindigkeit fährt. Wichtiger als die Spannung ist ja wohl, daß der max. Strom, der durch Booster und Netzteil geliefert werden kann auch für alle Verbraucher reicht. Und hier kommt man evtl. mit einem 15V/3A weiter, als mit einem 22V/3A, weil eben bei den 22V mehr Strom der Verlustleistung zum opfer fällt.

Beitrag editiert am 21. 02. 2008 10:49.

@22
Hallo Peter,

meine Verlustleistungsberechnung ist ein Beispiel, genau wie die MagIO. Es ist richtig, Schottky-Dioden haben einen geringeren Spannungsabfall als bipolare Dioden. Soweit ich weiß beträgt diese jedoch mit 0,4-0,5 V nicht ganz so wenig wie von Dir angegeben.

@23
Hallo MagIO,

zu deinem zweiten Antwort-Satz: ich bin davon ausgegangen, dass bei höherer Spannung ein höherer Vorwiderstand gewählt wird, so dass durch die Beleuchtung bedingte Strom durch den Gleichrichter konstant bleibt. Auch die Motorstromaufnahme bleibt im Mittel gleich, wenn die Geschwindigkeit und der Lastzustand gleich bleibt.

Es mag noch andere Gründe geben, die für eine höhere Spannung bei Digitalbetrieb sprechen, wie z.B. die Möglichkeit, mehr LEDs für eine Innenbeleuchtung in Reihe zu schalten und damit "wertvollen" Digitalstrom zu sparen. In diesem Zusammenhang verstehe ich auch deinen letzten Satz nicht. Bei höherer Spannung fällt nicht mehr Strom der Verlustleistung zum Opfer, sondern mehr Spannung.

Ich denke hier im Forum denkt keiner daran, Standard-Loks mit 14V oder mehr fahren zu lassen. Das Ergebnis ist nämlich alles andere als vorbildgerecht...

Viele Grüße
Burkhard