THEMA: LEDs - Welcher Kondensator macht Sinn?

Kommt drauf an wie viel Spannung die Beleuchtung braucht (Serienschaltung?) und wie viel Strom sie zieht (Parallelschaltung?).

Hallo,

bei reiner Gleichrichtung der Fahrspannung muss ein Kondi mit minimal 25 V Spannungsfestigkeit verwendet werden. Die Dinger sind gleich recht groß, wenn sie als "Flackerschutz" was bringen sollen.
Da bei einer LED-Beleuchtung sowieso eine Anpassung von erzielter Betriebsspannung an den Bedarf der LED vorgenommen werden muss, empfiehlt sich folgende Methode:

Konventionell schaltet man einen Widerstand (und eine Schutzdiode) vor die LED. Über den Widerstand erzielt man einen eingeprägten Strom durch die LED und kann die Helligkeit steuern. Ein Flackerschutz ist mit einem Kondensator zu machen, allerdings sind die (a: von der Größe her genügend kleinen und b: deswegen etwas schwierig zu beschaffenden) etwa 1000 MikroFarad nicht sehr wirksam.

Besser ist es, die Fahrspannung über einen Brückengleichrichter auf eine definierte Polarität zu bringen, danach einen Spannungsregler zu schalten (5 Volt-Typ), dann einen GoldCap mit  0,2 bis 0,5 Farad als Speicher  dahinter zu hängen und erst jetzt die 5 Volt über Widerstände an die LED zu geben.

Der GoldCap (0,5 Farad) hat die 500fache Wirkung des 1000 MikroFarad Kondis und ist kleiner. Die GoldCaps sind aber nur mit Spannungen bis max. 5,5 Volt verfügbar, deshalb die Notwendigkeit einer Spannungsregelung auf 5 Volt.

Suche mal hier im Forum, da gab es schon einige Beiträge, die dir helfen könnten.

Gruß aus Bonn

Wilhelm Hesse

Hallo Tobias,

ein Beispiel für einen Thread, der das Thema intensiv diskutiert ist http://www.1zu160.net/scripte/forum/forum_show.php?id=262639 .

Viele Grüße
Burkhard

Hallo,

Ich habe auch lange mit verschiedenen Kondensatoren und Elekroniken experimentiert. Dazu muss ich sagen, dass ich analog fahre. Und mir ist es sehr wichtig, dass die Wägen nicht flackern.

Meine zur Zeit favorisierte Lösung besteht aus

Diode / Gleichrichter
GoldCap 0,1 Farad
Zenerdiode 5,6 V
100 Ohm.Widerstand
2,2kOhm Widerstand
LED

Die Kommbination Diode bzw. Gleichrichter und 100 Ohm Widerstand lädt den GoldCap auf. Dabei sorgt die Zenerdiode für eine Spannungsbegrenzung auf 5,6 V. Dies ist notwendig, da der GoldCap nur diese Spannung verträgt. Würde man einen GoldCap nutzen der die 14 V (25V bei Digital) aushält wäre er wesentlich größer. Da ich meine Wägen so einstelle, dass sie immer in eine Richtung fahren kann ich statt eines Gleichrichters eine Diode nutzen - das spart Platz.

Mit dem 2,2k Ohm Widerstand  wird die LED betrieben. Hier kann man natürlich je nach Anzahl der LEDs andere Werte nutzen. Wird jedoch ein zu kleiner Wert bernutzt wird der Strom größer und man merkt bei einer Unterbrechung ein flackern.

Bisher habe ich die Schaltung in 6 Wägen eingebaut. Hier gibt es praktisch kein Flackern mehr. Maximal beim ersten Anfahren nach längerem Stillstand flackert ein Wagen eventuell kurz. Auch leuchten die Wägen schön nach, wenn der Zug im Bahnhof steht. Bei zwei Güterwägen mit Schlusslicht leuchtet dieses mehrere Minuten.

Demnächst werde ich weitere Wägen auf diese Schaltung umbauen. Durch die Größe passt sie auch in sehr kleine Wägen.

Prinzipiell müsste die Schaltung auch mit einer Digitalsteuerung funktionieren. Durch die höhere Spannung müsste der 100 Ohm Widerstand allerdings vergrößert werden. Durch die Wechselspannung solte auch eine Diode statt des Gleichrichters reichen.

Vielen Dank schonmal für Eure Antworten!

Spannungsregler gibt es ja auch in SMD-Bauform. Könnt Ihr mir sagen, welche Ausführung (Bezeichnung) ich für gleichgerichtete Digitalspannung (die Gleisspannung ist begrenzt auf 15 Volt) benötige, um 5 Volt für Goldcaps zu erhalten?

Viele Grüße,
Tobias

Hi!

Ich verwende üblicherwiese 100µF oder 150µF mit 16V. Damit flackert selbst ein 2 Achser der also nur je ein Rad pro Gleis als Stromabnahme hat nicht mehr. Das Bauteil ist ein TantalElko mit 16V gibts im Elektronikfachhandel oder auch bei mir im WEB Shop. Konnte man zuletzt am ZIMO Stand in Köln beaugapfeln.

Klar keine Lösing für Grobiane die meinen mit 20V am Gleis fahren zu müssen

Hallo,

der Klassiker ist seit Jahren der 7805 bzw. 7905 - Je nach Polarität. Beide gibt es auch in einer SMD-Ausführung. Die Variante xxLxx ist auch sehr klein Jede halbwegs gut sortierte Elektronikladen sollte diese Bauteile vorrätig haben. Die Beschaltung kannst du beispielsweise beim großen C nachlesen. Dort gibt es beim Bauteil ein Datenblatt....

@6: Gehr das trotz Digiatlbetrieb ?

Gruß N-ANdi

Das mit dem 78xx / 79xx wird so nicht funktionieren, da diese eine Glättung benötigen. Für einen N-Wagen dürften das dann zu viele Bauteile werden. Aber die Schaltung mit der Zenderdiode müsste funktionieren. Nur muss der 100 Ohm Widerstand vergrößert werden, da bei digital die Spannung größer ist. Aus dem Bauch würde ich sagen 200 Ohm müssten funktionieren. Aber hier kann man ruhig etwas experimentieren.

Nuja,

die Glättung bei den integrierten Spannungsreglern der Serien 78xx und 79xx ist zwar nötig, aber mit einem relativ kleinen (einige zehn MikroFarad) Kondi zu machen. Wenn man dann auf SMD-Typen zurückgreift, kann man mit einer handelsüblichen Streifenlochrasterplatine im Normmaß durchaus zurechtkommen, ohne sich beim Löten die Finger verrenken zu müssen.
Das Hauptargument für die Spannungsregler ist halt a) die damit mögliche Verteilung der Verlustwärme auf verschiedene Bauteile und b) der Einsatz von GoldCaps zur "Entflackerung".
Soweit die elektrische/elektronische Seite.
Wer über Licht in N-Wagen nachdenkt, sollte erst einmal prüfen, ob die von ihm eingesetzten Lokomotiven den erhöhten Rollwiderstand, den die Stromabnahmeschleifer mit sich bringen, überhaupt bewältigen. Bei mir ist gerade solch ein Unternehmen gründlichst in die Hose gegangen, ich hatte die Zugkraft einer Minitrix V 36 völlig überschätzt. Fünf Fleischmann Donnerbüchsen mit der serienmäßigen Beleuchtung (und Stromabnahmeschleifern) setzten die Lok außer Gefecht, sie war nicht in der Lage, diesen Zug zu befördern.
Fazit: Drum prüfe, wer sich bindet .....

Gruß aus Bonn

Wilhelm Hesse

@6 Zur Klärung, meine 100µF sind HINTER einem Gleichrichter geschaltet daher ist die Signalform am Gleis egal. Die LEDs werden mit einer Stromquelle betrieben. Mit simplen Vorwiderstand gehts auch, da ist dann aber früher eine Reduktion der Helligkeit zu sehen.

Stromquellen: FET und ein Widerstand, oder ein Transi und ein Widerstand an einem Logikpegelausgang. http://atw.huebsch.at/elektronik/stromquelle.htm somit alles extrem klein und N tauglich.

Der Weg mit Spannungsregler ist ein falscher, weil man da unnötig "Kondensatorzeit" verschenkt. Eine LED leuchtet aufgrund des Stromes durch sie, die Spannung definiert die LED. Daher sind alle Spannungsquellen, die dann über Vorwiderstände eine (schlechte) Stromquelle machen ein gangbarer Weg, der aber natürlich Zeit verschenkt. Mit GoldCAPs schießt man mit Kanonen auf Spatzen. Außerdem ob das für N ein gangbareer Weg ist???

BTW der Rollwiderstand wirkt sich mit guten Schleifern kaum aus.
http://atw.huebsch.at/images/Modell/WickelAbnehmer.jpg
obiges Bild zeigt ein H0 Fahrzeug das kann man in N auch so machen. Mehrere Wicklungen ums Rad, dann etwas zurückdrehen damit der Wickel locker sitzt. hat damit kaum Reibung aber eine der Wicklungen liegt immer an - fertig!

Hallo Arnold,

Was ich gemacht habe ist prinzipiell nichts anderes als was Du im zweiten Bild (Zenerdiode, Stromquelle) gezeigt hast. Der Unterschied ist nur, dass ich die Spannung auf 5 V begrenzt und einen GoldCap eingesetzt habe. Auch habe ich die Stromquelle durch einen Widerstand ersetzt. Dadurch, dass der GoldCap sehr schnell aufgeladen und der Stromverbrauch der LED niedrig gehalten wird, ergibt sich bei Kontaktproblemen nur eine geringe Spannugsdifferenz.Diese führt nicht zu einem Flackern.

Von der Lehre ist Deine Schaltung ganz eindeutig korrrekt und besser als meine Vereinfachte. Der Grund für diese Vereinfchung liegt darin, dass ich möglichst wenig Bauteile in einem Wagen unterbringen möchte. Erstens wegen dem Gewicht und auch weil ich alles in einer fliegenden Verdrahtung zusammenlöte. Ich möchte dafür keine Platinen ätzen...

Die GoldCaps haben aber gegenüber Tantal-Elkos auf alle Fälle einen wesentlichen Vorteil - zumindest bei Analog-Fahrern. Die Nachleuchtzeit der LEDs liegt im Minutenbereich. Man kann also einen Zug realistisch im Zug halten lassen und das Licht im Wagen leuchtet bis zur Abfahrt weiter.

Aber für welche Variante man sich entscheidet muss jeder selbst entscheiden. Das mit den Zenderdioden lag auch daran, dass hier eine Packung schon mehr als 20 Jahre auf ihren Einsatz wartet...

Mit den Schleifern gebe ich den Vorrednern recht. Spätestens in der Steigung kann es kritisch werden. Hier ist aber nicht nur die Reibung entscheidend, auch das zusätzliche Gewicht spielt eine Rolle.

Übrigens die Idee mit den Draht ist nicht schlecht. Zumindest wesentlich einfacher als mühsam einen Schleifer anbringen. Das werde ich demnächst einmal ausprobieren.