THEMA: Zu hohe Spannung am Gleis?

Hallo Johannes,
das kann schon hinkommen. Verwende am bestenein Netzteil mit 15 V Gleichspannung, dann hast du knapp 14 V am Gleis. Mit zu hoher Spannung kannst du kleine Decoder zerstören, größere werden unnötig warm.

Viele Grüße
Carsten

Normale Messgeräte aus der Einfach-Klasse gehen von sinusförmiger Wechselspannung aus und können ein Digitalsignal nicht korrekt messen.
Es wird daher regelmäßig ein zu hoher Messwert angezeigt!
Sofern man kein geeignetes Messgerät zur Hand hat, sollte man sich besser auf die Herstellerangaben des Boosters bzw. der Zentrale verlassen. Die liegen im Zweifelsfall näher an der Wahrheit.

Hallo Johannes,
Du hast die von Rautenhaus empfohlene Kombination, die ich so auch seit vielen Jahren problemlos betreibe.

Jürgen H.

Hallo,

von AMW gibt es jetzt recht günstig ein Digitalspannungs-Messgerät für genau solche Messungen: http://www.1zu160.net/neues/news.php?id=2863

lg
ismael

An den Loks weniger, aber solltest Du Decoder der Serie 05 verwenden, dann an diesen. Die Spezifikation besagt maximal 18V.

Grüße Michael Peters

@Peter : Ich habe von den baugleichen RMX991 ca, 25 Stück im Einsatz.
Die werden nicht wärmer als die anderen Decoder, die ich einsetze.
Maximal handwarm.
Da auch der Vertreiber dieser Decoder auf seiner umfangreichen Schauanlage genau diese Gerätekombination anwendet, gehe ich von einem sachgemäßen Gebrauch und voller Herstellerabsegnung aus.
Es wäre noch zu berücksichtigen, dass es zu einem Spannungsabfall am Gleis bei Verwendung von Gleisbesetztmeldern kommen kann.

Jürgen H.

Hallo Johannes,

du mußt dir da keine Gedanken machen - diese Konstellation ist durchaus korrekt

Die Herstellerangaben zur Gleisspannung beziehen sich auf einen Wert der als absolut sicher für den Betrieb gilt.
Ich habe DH05-Typen im Langzeitverhalten mit 18V~ vor dem Erscheinen dieses Typs getestet, ohne Ausfall. Für diese sind die 18V Gleisspannung als sichere obere Grenze anzusehen (betrifft auch die SX/RMX-Typen von MDVR).
Alle anderen D&H-Typen bzw. baugleiche von MDVR/Rautenhaus (DH10....) vertragen 30V Gleisspannung.

Für andere Hersteller möchte ich keine Aussage treffen, allerdings fallen bei 18V Gleisspannung einige Typen bzw. Hersteller besonders häufig im Ausfallverhalten auf.

gruß
hajo

Hallo,

es würde mich interessieren wie sich die etwas seltsam anmutende Zahl von 18 V bei verschiedenen Decodern technisch erklären lassen. Mir sind keine Bauteile mit einer Nennspannung von 18 V bekannt. Es gibt MLCCs mit 16 V, und MOSFETs mit 20 V als Grenzparameter.

Grüße, Peter W.

Hallo,
die U nenn ist bezogen auf DC.
Am Eingang jeden Decoders sitzt ein Gleichrichter mit Spgs.-Abgriffen.
Der Proz. braucht Z.Bps. so an die 5-6V DC.
Sowie ein Demod der die Info herausfiltert.

Hans-I.

Hallo Johannes,
solange Du ausschließlich Decoder von Doehler & Haass verwendest wirst Du keine Probleme haben. Die Dinger erwärmen sich auch bei höheren Spannungen kaum und haben damit null Probleme.

Viele Grüße,
Mathias

Hallo,

dieses Thema wurde schon x-mal diskutiert. Mal kurz die Fakten:
- Herkömmliche Meßgeräte sind nicht für "Digitalspannungen" geeignet.
- Auf dieser Website gibt es unter "Tipps" eine einfache und preiswerte Bauanleitung für einen Meßgerätevorsatz, der die Spannung von einem herkömmlichen Billigmeßgerät korrekt anzeigen lässt.
- Im Eingang eines jeden (?) Dekoders sitzt ein Brückengleichrichter, durch den die Spannung reduziert wird, wodurch die Spannung an der eigentlichen Elektronik bei 18V Betriebsspannung tatsächlich nur etwa 16V beträgt. Die häufig zu findende Angabe von 18V dürfte von dort kommen.
- Unter Tipps ist eine einfache Anleitung zu finden, wie man die Gleisspannung einfach und preiswert reduzieren kann.

Viele Grüße
Zwengelmann

Das sind aber nur 1,2 bis1,4V.
Die ICs auf dem Decoder arbeiten nur mit 5V, d.h. ein "Spannungsregler" auf dem Decoder muß ca. 11V und mehr verbraten, er wird also mehr oder weniger warm.

Ein einfacher Test: man nehme einen 78L05, schließe eine Glühlampe an und regle dan die Eingangsspannung hoch. So bei 25V wird der 78L05 ganz schön heiß.

Grüße Michael Peters

... wie das hier halt allgemein so üblich ist

Duchundwech

Gerhard

Hi,
ein Blick in die http://www.nmra.org/standards/DCC/standards_rps/S-91-2004-07.pdf
könnte da noch mehr Fragen aufwerfen

Hallo,

es wird aber selten ein Grund dafür angegeben, warum!

Grüße Michael Peters

Der Eigenverbrauch eines Decoders liegt bei wenigen mA .
Die zu "verbratende" Leistung ist also sehr gering und weit entfernt von einer Glühlampe.
Wie hier bestätigt wurde, haben die RMX bzw. D+H Decoder kein Wärmeproblem.

Jürgen H.

Wenn ihr angebt, was eure Netzteile hergeben, bitte auch dazuschreiben ob es ich um Gleich- oder Wechselstrom handlet. Ein Titan 216 ist ein klassischer Transformatorklumpen, also Wechselstrom (AC). Da rechnet man so die ungefähre Gleisspannung nach Gleis nach Gleichrichtung und DCC-Umwandlung: 16V * 1,4 - 2V =~ 20V.

Gruß,
Harald.

Hallo,
die DC aufteilen in 5V und 16V, oder awas auch immer,  macht man dann über hochohmische Spannungsteiler.

Einfache SMD-Widerstände wie in jedlicher elektronischer Feld-Wald und Wiesen-Schaltung.

Hans-I.

Wie meinen?

Grüße, Peter W.

Hallo Peter,
einfach zwei, drei  hochohmische Widerstände in Reihe zur "+ Masse".

´An den Widerständen wird dann die Versorgungsspannung für die Proz., OPs, MOSFET; EEROPMs; etc. abgegriffen.
Die brauchen ja nur ein paar Milliampere.

Hans-I.

Hallo Hans-I.,

mit einem hochohmigen Spannungsteiler kann man konstante Lasten mit Strom versorgen, aber ich würde niiiiieeeeemals einen µC versorgen, denn dessen Stromverbrauch ändert sich ständig und somit würde sich auch die Versorgungsspannung ständig ändern. Da sind Fehlfunktionen schon vorprogrammiert. Als einfachste Stabilisierung kann man eine Zener-Diode nehmen, wenn die Stromaufnahme relativ gering ist, so wie bei den µC auf den Decodern.


Grüße,
Dietmar

Anolog zu dem braucht mein PC-Prozessor auch keinen Lüfter



Ich habe immer geglaubt, daß diese Schaltungstechnik seit Entwicklung der Diode (z-) vorbei sei.

Grüße Michael Peters

Stimmt.

http://www.pokini.de/cms/pokini/index.php?id=home

Jürgen H.

Hallo Hans,

nun wird's aber skurill. Wenn ich etwas ins wissenschaftliche OT ausholen darf:

Es ist leider ein verbreiteter Irrglaube, dass man beliebige Konstantspannungen aus einem Widerstandsteiler gewinnen könnte bzw. Spannungsreduktionen zuverlässig mit Widerstandsteilern erzielen könnte.

Das kann man machen, um z.B. an den hochohmigen Eingang (Eingangswid.: MOhm) eines Operationsverstärker oder eines Comparators aus einer Konstantspannung eine andere Konstantspannung als Referenzspannung zu legen.

Beim Lokdecoder nicht. Man muss hier den belasteten Widerstandsteiler berücksichtigen. Die von der Lok aufgenommene Gleisspannung ist nicht konstant. Demnach würde die herunter geteilte Versorgungsspannung zum einen im Takt der Eingangsspannung, zum anderen auch im Takt des eigenen Stromverbrauchs der CPU und deren Peripherie schwanken. Eine solche Spannung ist zu instabil, um ein Rechenwerk zuverlässig zu betreiben. Der Prozessor würde sich schlichtweg "verrechnen", das Programm würde abstürzen.

Ein weiterer Irrglaube ist, dass MOSFETs (z.B. Lichtausgänge) leistungslos geschaltet werden könnten. Diese Betrachtung ist nur für statische Zustände korrekt, da am Gate keine Gleichströme fließen, gilt jedoch auf Grund der kapazitiven Kopplung von Gate zum Drain-Source Kanal nicht für dynamische Vorgänge, d.h. für den Umschaltvorgang selbst wird kurzzeitig ein mitunter heftiger Stromimpuls benötigt. Dazu benötigt die Port-Baugruppe des Prozessors eine niederohmige Stromversorgung.

Ein Microcontroller nimmt zudem je nach aktueller Taktrate (diese kann programmatisch herunter geschaltet werden - ein gängiger Trick, um Energie zu sparen), je nach ausgeführtem Befehl und je nach den internen Schaltzuständen des Rechenwerks und der Peripheriebausteine (Timer, A/D Wandler, EEPROM, Flash-ROM etc.) mal mehr und mal weniger Strom auf. Mit anderen Worten, je nachdem was der Microcontroller gerade "macht", schwankelt die Stromaufnahme in einem großen Bereich von µA bis mehreren 10 mA herum.

Beim Lokdecoder benötigt man einen Spannungsregler der innerhalb eines Eingangsspannungsbereichs von 6...24 V (SX) bzw. 7...27 V (DCC) stabile 5 V oder 3,3 V erzeugt.

Um wieder on Topic zu kommen: Auf Grund der hohen Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang fällt am Spannungsregler bzw. an der Z-Diode bei hoher Gleisspannung entsprechend viel Verlustleistung an, selbst wenige mA fallen da ins Gewicht.

Grüße, Peter W.

Guten Abend,

um noch eins nachzulegen: Die Linearregler der 78xx-Reihe oder auch Low-Drop-Regler sind für den Hobbygebrauch ganz nett. Heutzutage nimmt man allerdings auch gerne Step-Down-Schaltregler. Da fällt dann nur eine minimale Verlustleistung an. Der Vergleich mit einer Impulsbreitensteuerung hinkt ein bisschen, aber so ungefähr kann man sich das vorstellen.

Viele Grüße
Zwengelmann

Hallo Zwengelmann,

im Prinzip ist das mit dem Schaltregler richtig. Aber bei den paar mA, den der Prozessor braucht, ist der nicht wesentlich effizienter als ein Linearregler, braucht aber noch eine Spule, d.h. mehr Platz auf der Leiterplatte. Ich gehe dabei von der Annahme aus, dass der Motor die volle Digitalspannung über die FETs bekommt, d.h. der wesentliche Teil des Stroms im Decoder würde nicht über den Regler laufen.
Wie gesagt, letzteres ist eine Annahme, da ich nie den Schaltplan eines Decoders gesehen habe. Vielleicht wissen Peter W. oder Arnold Hübsch da mehr.

Grüße,
Dietmar

Nun,
man könnte für die interne fünf Volt Spannungsversorgung extra einen Linearregler einbauen,
oder auch nur eine Zenerdiode, um überflüssige Energie zu verbraten.
Das wäre dann skuril.

Die Leistung dieser kleinen Mirkoprozessoren, mit der eines XEON o.dgl.  gleichzusetzten ist unfair!
Eine Maus braucht meißt nicht soviel Futter wie vier Elefanten.

Werde mal die Schaltung, auf dem Papier, diskret mit großen Bauteile schematisch aufbauen.

Hans-I.

hallo

ich will mal hier ein wenig zusätzliche verwirrung stiften
(oder mal etwas klarstellen):

ich habe eine Zentrale, die mit 19 Volt DC netzteil versorgt wird.
da habe ich folgende spannungen gemessen:
ZE Eingang: 19.3 Volt
an einem angeschlossenen D&H Decoder habe ich nach der Gleichrichtung 18.1 Volt!

bei dieser ZE, die hat natürlich eine Vollweg-Gleichrichtung, da dieses teil - frühere sagte man Allstromgerät - sowohl mit DC als auch mit AC versorgt werden kann.

da ist aber nix mit 2 x 0.7 volt spannungsabfall durch die gleichrichtung.

der spannungsabfall zwischen ZE Stromversorgung und decoder nach gleichrichtung des digitalsignals teilt sich wohl in 6 x 0.2 volt auf:
2 x 0.2 Volt in der ZE, 2 x 0.2 volt nach den ausgangstreiber der ZE
und 2 x 0.2 volt nach der gleichrichtung im decoder.
am motor dürften dann spannungsimpulse von 17.7 volt ankommen (nochmals 2 x 0.2 volt spannungsabfall).

diese ZE hat wohl shottkies zur gleichrichtung. dadurch fällt bei einer ordentlichen leistungsaufnahme der modellbahnanlage einiges an verlustwärme weniger an, d.h. die ZE wird weniger warm.

im decoder sind wohl ähnliche dinger eingebaut (fast recovery dioden / shottkies) damit das teil in der lok sich nicht aufheitzt.

bei einem max. strom dieses decoders von 1A müssten bei 2 x 0.7 Volt spannungsabfall bei der gleichrichtung 1.4 Watt schon mal wegen der gleichrichtung abgeführt werden. und das in einer N-Lok!#
bei 2 x 0.2 volt sind das dann nur noch 0.4 Watt. macht das ding weniger warm.
bei der typischen stromaufnahme einer N-Lok von 50 bis 150 mA wären das 20 bis 50 mW statt 70 bis 210 mW.

eine andere ZE, ebenso mit laptop 19 Volt netzteil hat am ZE Eingang gemessene 19.4 Volt.
Derselbe Decoder hat bei dieser ZE nach der Gleichrichtung 17.4 Volt.

da teilt sich wohl der spannungsabfall folgendermassen auf:
Gleichrichtung ZE: 2 x 0.7 volt, Treiber für Digitalsignal: 2 x 0.3 Volt und 2 x 0.2 Volt Gleichrichtung im Decoder.
Diese ZE hat wohl keine shottkies zur gleichrichtung sonder "normale" dioden.

was ich mit dem ganzen ausdrücken will ist:
verlasst euch nicht auf den spannungsabfall von 2 x 0.7 + 2 x 0.3 Volt in der ZE.
das kommt immer auf die konstruktion der ZE an. das gleiche gilt natürlich auch für Booster!

übrigens:
die ZE mit 2 x 0.2 + 2 x 0.2 Volt ist eine FCC.
die ZE mit 2 x 0.7 + 2 x 0.2.Volt ist eine RMX Zentrale.

etwas zu den kleinen d&h decoder (DH05C):
die 18 Volt, die d&h für diese decoder als max. spannung angibt haben wohl etwas mit der maximalen sperrspannung der zur gleichrichtung verwendeten dioden zu tun. ich kann mich noch erinnern, dass herr haass mir so etwas ähnliches gesagt hatte. deshalb wäre ich bei diesen decoder sehr vorsichtig. ich glaube mich allerdings zu erinnern, dass da etwas von 19 volt im gespräch war. es könnte also sehr wohl sein, dass ein DH05C bei höheren spannungen hopps gehen könnte (muss aber nicht).

noch etwas zu den Zenerdioden:
es gibt hier wohl einige, die glauben, die weisheit mit löffeln gegessen zu haben.
decoder entwickler wissen sicherlich, was sie tun. sonst könnten ihre produkte nicht funktionieren.
wenn jemand eine z-diode zur erzeugung der für einen controller erforderlichen spannung verwendet, dann macht er das in aller regel so, dass der controller unter allen umständen immer diese spannung erhält. da kann man als entwickler schon vorsorgen.
es klingt hier in einigen beiträgen schon so, als ob einer, der eine zener für die spannungsreduktion verwendet, nicht weiss, was er tut. die wissen das aber sehr wohl. und brauchen vielleicht die nachhilfe von solchen besserwissern nicht unbedingt.
aber es klingt ja schon toll, wenn man mit begriffen wie
Linearregler, Low-Drop-Regler, Step-Down-Schaltregler oder
Proz., OPs, MOSFET; EEROPMs und ähnliches um sich wirft.
oder wenn man mal schnell eine schaltung auf dem papier mit grossen bauteilen zusammenzaubert.
klingt schon beeindruckend.
aber beeindruckt sicher nicht jeden.

das meint und informiert ho

Hallo,

das mit der Weisheit - und jetzt artet die Antwort auf eine einfache Frage wieder aus.

Die 0,2V Vorwärtsspannung kriegt man eher nicht mit einer Schottkydiode (0,4...0,9V), sondern mit einer Kupferoxydaldiode. Schottky ist ein Eigenname, deshalb bitte nicht "Schottkies". Dieser Scheinjargon tut in den Augen weh.

Gruß
Zwengelmann

hallo zwengelmann,

tut mir leid für deine augenschmerzen.

gruss ho