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THEMA: Amperemeter in Digitalleitung einbinden

THEMA: Amperemeter in Digitalleitung einbinden
Startbeitrag
Torbra - 30.09.14 17:25
Hallo Spur N Gemeinde und hier besonders die Elektrofachleute

Ich habe mir ein Programiergleis gebaut das umschaltbar von Analog auf Digital per
Z-Schalter sein soll.
Umschaltbar deshalb da die Station gleichzeitig Prüf und Reinigungsstation sein soll
Auch für meine Analogis.
Um hier auch Werte zu sehen, habe Ich von Arnold Hübsch den
Digitalvoltmeter für Digital und für Normale Analogströme einen herkömmlichen
Analogvoltmeter eingebaut. Es funktioniert auch fast alles.
Nur der Amperemeter macht mir Probleme.
Den Analogstrom scheint er zu messen da nach Umschaltung erst korrekt 0 angezeigt wird
Und wenn eine kleine Lok dann auf den Gleisen steht und fährt, zeigt  er 15 bis 25 an.
Was die 15 bis 25 sind weis Ich noch nicht so recht sind es mA ,dann  kommt das mir
etwas wenig vor. Ich dachte so um die 50 bis 100 mA müssten da erscheinen.
Das größte Problem ist aber wenn Ich umschalte auf Digital.
Da steht keine 0 sondern er springt immer von 10 bis 15 hoch runter. Und ändert sich nicht
wesentlich auch wenn eine Digi Lok auf den Gleisen fährt.
Ich glaube und hoffe das es nur ein Anschlussfehler ist.
Es gibt hier etliche Varianten wie der angeschlossen werden kann.
Die habe Ich auch alle auspropiert bin aber nicht weiter gekommen.

Das wäre dann folgende
Strom Extern Plus und Minus über ein Netzteil
Strom kommt von Digital Einspeisung (Hatte Ich anfangs so gemacht da hier immer Strom anliegt)
Strom kommt von Analog Einspeisung (ist der derzeitige Anschluss ,setzt aber voraus das der Trafo mindestens auf 3 Volt steht und liefert)
Strom kommt von Digi oder Analog Einspeisung mit jeweiligem Masseschluss (Was aber dann komischerweise immer die jeweilige LED immer dauerhaft brennen läst ,obwohl die am Amperemeter gar nicht angeschlossen ist)
Strom kommt von Digi oder Analog Einspeisung ohne Masseschlus (LED brennt dann nur bei richtiger Schaltung und bei Analog wird anscheinend gemessen.
Die Messung am Amperemeter soll wenn Ich richtig bin über das schwarze und weise Kabel erfolgen
Schwarz ist minus und weis ist Plus .
Also habe ich den Amperemeter in Reihe geschaltet und was von der Schiene zurückkommt auf den
Weisen (Plus) gelegt und dann den schwarzen (Minus) wieder an Minus (Z-Schalter Digi oder Analog)

Ich würde gerne den Stromverbrauch auch  bei den Digitalen Loks erfahren um zu sehen sind diese
Schwergängig brauchen ne Wartung usw.
Vieleicht kann Ich den Amperemeter auch gar nicht verwenden und muss einen speziellen haben.
Wenn das nun nicht zu viel lesen war und der ein oder andere Spezi den Fehler kennt
Wäre ich froh über eine Mitteilung.
Um das ganz auch Bildlich erfassen zu können habe Ich mal das Bauteil als Foto angehängt
Und mach eine Skizze meiner jetzt derzeit benutzten Schaltung dazu.

Die Hilfe die Ich hier hoffentlich bekomme sollte nicht zu Fachtechnisch werden.
auch gerne über PN damit das nicht in Fachkriege ausartet.

Freundliche Grüße
Torsten


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Ich gehe einmal davon aus, das du alle 3 Meßwerke aus ein und der selben Stromversorgung betreibst, und das könnte das Problem sein. In deiner Zeichnung fehlen die LED`s und die Betriebsspannungsversorgung der Meßwerke sowie eine Info ob die Betriebsspannung im Meßwerk galvanisch von der Meßspannung getrennt sind oder ein Pol der Meßspannung mit der Betriebsspannung verbunden sind.
Was die Meßwerte angeht, da ist die Frage wie die Meßgeräte für Digitale Wechselströme eingestellt sind. Aber genaue Werte sind ja für deine Zwecke nicht relevant, es geht ja nur um die schwergängigkeit deiner Loks.
Wenn du aber "exakte" Werte wünschst, dann nimmst du "Normalwiderstände" (10Ohm/>20W;100Ohm/>2W;1000Ohm/1W, die Widerstände dürfen sich nicht Erwärmen ) als Last und schaust ob die gemessenen Werte bem Ohmschen gesätz entsprechen.  
Aber wenn die Meßwerke Kalibriert sind, und mit den Digitalspannungen zurecht kommen müßten deine genannten Werte in mA sein, denn die kleinen Loks werden js ohne Last betrieben.
Hallo Torsten,

ich fürchte, das wird so nicht funktionieren. Diese Einbaupanelmeter sind in der Regel für Gleichspannung ausgelegt, Das Digitalsignal ist jedoch eine Art "zerhackte Gleichspannung", für die dabei zugrundegelegten Meßprinzipien nicht gelten. Wenn überhaupt, wird es nur mit einem sog. True-RMS-Meßgerät gehen. Diese sind jedoch teuer und ich bin mir nicht sicher,ob selbst diese mit dem ungleichmäßigen Digitalsignal nicht auch falsche Absolutwerte liefern.

Die bereits erwähnte Problematik der Betriebsspannung der Digitalmeßgeräte wurde bereits erwähnt, prüfe das nach. Es gibt Geräte, die eine galvanische Trennung erfordern als auch solche, bei denen die Betriebsspannung mit der zu messenden Größe zusammenhängen darf.

Ich würde - wenn auch etwas altmodisch anmutend - analoge Drehspulinstrumente verwenden und das Meßsignal vor dem Analoginstrument mit einem Brückengleichrichter gleichrichten. Eine genaue Messung erhältst Du damit zwar auch nicht, aber es wird den Vergleich verschiedener Stromaufnahmen erlauben, weil die digital "zappelnde" Anzeige durch die Massenträgheit des mechanischen Meßwerkes eliminiert wird. Die Sache erfordert allerdings ein wenig Rechnerei bei der Kalkulation der Werte für den Parallelwiderstand (neudenglisch: "Shunt" genannt).

Grüße, Jürgen


Edit: Die Frontplatte und deren saubere Verdrahtung gefallen mir aber!

Edit 2: Es ist möglich, daß der Spannungsabfall über dem Shunt nicht ausreicht, um die Durchlaßspannung der Dioden zu erreichen, das habe ich jetzt auf die Schnelle nicht ausgerechnet. Es gibt aber noch Analoginstrumente, die direkt mit Wechselstrom klarkommen, diese werden als Dreheiseninstrumente bezeichnet. Sie sind unter Umständen aber schon schwierig zu bekommen.

Edit3: Grundsätzlich bedenken sollte man auch, daß zusätzliche Widerstände im Stromkreis (nichts anderes ist ein Amperemeter) die Kurzschlußerkennung der Digitalzentrale negativ beeinflussen können. In anderen Beiträgen wurde bereits darüber geschrieben.

@ ptlbahn

Erst mal Danke für deine Ausführung und folgend die antworten

Die LED und auch sonstiegen verdrahtungen habe ich weg gelassen um nicht zuviel
Chaos aufzubringen.Die sind aber jeweils am Plus der Spanung Digital oder Analog abgenommen ,haben einen Wiederstand (Digi 1000 Ohm. Analog 680 Ohm ) gehen dan auf die Led und wieder auf Masse .Am Ende der Leitung bevor auf Masse habe ich eine z20 Diode an jeder LED gemacht ,da ich Angst das der jjeweilige andere Strom  über den Z Schalter mir in die Diode haut und kurzschluss verursacht.So habe ich ( Mein Denken ) eine Rückwärtssperre eingebaut

Am Anfang hatte ich alle drei Messgeräte an der Digitalspannung
Nun aber nur noch die Voltmeter da die das umwandeln und auch keine
weitere externe Versorgung benötigen

Ob eine galvanische Trennung besteht weis ich leider nicht

@ Röhnbahner

Auch dir erst mal Danke für die Hielfe

Ich denke du hast recht ,so wie das zappelt wird wohl an dem Digitalem Signal liegen.Wie messen den andere ihre Loks um festzustellen das funzt
Ich würde auch versuchen, das Amperemeter mit einem Gleichrichter zu paaren. Also das weisse und schwarze Kabel an je einen Wechselstromanschluss des Gleichrichters anschliessen, und das Amperemeter dann an die DC-Anschlüsse des Gleichrichters.

Wenn ein Shunt benötigt wird, muss der eben parallel zum Instrument angeschlossen werden, also "innerhalb" des DC-Teils des Stromkreises beim Gleichrichter. So spielt dann der Spannungsabfall über dem Shunt keine Rolle in Bezug auf die Gleichrichterdioden.

Felix
Hallo Torsten,

ich habe das Amperemeter in die Stromversorgung der Gleisbox geschaltet. Dadurch messe ich zwar immer den Strom der Gleisbox mit. Wenn ich allerdings eine Lok auf das Prüfgleis stelle, muss ich vom gemessenen Gesamtstrom nur die Stromaufnahme der Gleisbox ohne Lok abziehen und habe dann ziemlich genau die Stromaufnahme der Lok selbst.
Durch diesen Kunstgriff messe ich immer nur Gleichstrom und nicht den Wechselstrom der Digitalspannung.

Gruss
Karl
Guten Abend,

auch wenn das vielleicht altmodisch ist: Abweichend vom digitalen Gedöhns zeigt ein Dreheisenmeßwerk (nicht Drehspul- !) immer den Effektivwert an. Allerdings ist eine gewisse Frequenzabhängigkeit vorhanden, die sich in unserem Frequenzbereich bemerkbar machen dürfte. ("Dürfte", weil ich es nicht ausprobiert habe.) Zwischen Analog- und die Digitalmessung muss deshalb u.U. der Shuntwiderstand umgeschaltet werden.

Alternativ kann man ein Amperemeter auch VOR Zentrale oder Booster schalten, man muss dann allerdings bei jeder Messung den Leerlaufstrom abziehen. [Edit: Da kam mir Karl zuvor.] Bei der Spannungsmessung geht es digital alleine um die Spitzenspannung. Dazu ist auf diesen Seiten ein Meßadapter beschrieben und mehrfach kommentiert.

Bei einem Analogsignal interessiert die Effektivspannung, bei Leuten mit Halbwellen- oder Impulsbreitensteuerung natürlich auch die Spitzenspannung.

Viele Grüße
Zwengelmann
Hallo Torsten,

das Digitalsignal ist Wechselspannung und -strom. Dein Ampermeter misst vermutlich nur Gleichstrom. Wie in #4 beschrieben, kannst Du einen Gleichrichter verwenden um aus dem Wechselstrom einen Gleichstrom zum Messen machen, siehe Bild. Notwendig ist dabei, dass die Spannungsversorgung für das Ampermeter getrennt ist von Deiner sonstigen Stromversorgung ("galvanisch getrennt" - bei Bedarf kannst Du es vermutlich zunächst mit einer Batterie probieren --> 9 V ? oder 5 V ?).

Wenn ich das Ampermeter richtig sehe, dann bedeutet die Anzeige "15" genau genommen "0.15", also 0,15 A und "25" "0.25", also 0,25 A - das würde für die Stromaufnahme einer Lok passen.

Viele Grüße, Joni

PS: Für den Gleichrichter genügen 1 A (vielleicht sogar 0,5 A). Falls Du einzelne Dioden verwendest, würde ich 1N4001 verwenden (bzw. 1N4002 ... 1N4007)

PPS: Wechselstrom direkt messen (ohne Gleichrichtung): Das Digitalsignal hat eine Frequenz von etwas 10 bis 20 kHz. Messgeräte, die Wechselstrom messen können, sind meistens für 50 Hz ausgelegt. Von meinen vier Messgeräten (Digitalmultimeter) haben drei einen brauchbaren Wert angezeigt, das vierte lag deutlich daneben. Da hilft nur der Vergleich mit einem Messgerät von dem Du weißt, dass es funktioniert oder der Vergleich mit einem Oszilloskop. - Oder eben gleichrichten, bzw. vor dem Booster / Zentrale messen.

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JAWOHL das wars

Fgee und Joni haben den Lösungsweg

Bin gerade fertig geworden mit der umlöterei.Habe dabei auch versucht
ob es nur mit dem Gleichrichter geht ohne Galvanische Trennung und umgekehrt

Es ist beides nötig
Strom von einer Batterie 9V und ein Kleinen Gleichrichter vor der Mesung
eingebaut.

Die Anzeige steht bei 0 ,und wenn die Digi Lok fährt steigt der Verbrauch
mit der Geschwindigkeit ,oder Lampen und Sound einschalten.

Bei Analog gleichfalls .

Das war dann genau was Ich wollte und bedank mich für die Tips und Anregungen


Tschau und Grüße
Torsten
Die Gleichrichterdioden müssen den Kurzschlussstrom aushalten.

Gruß,
Harald.


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