THEMA: Analoger Fahrregler

Hallo,
die SI-Einheit für die Frequenz, elektromagnetischer Schwingungen, ist Hertz (Hz).

So genug gelehrmeistert...

Ein selbstbau Gerät mit drei Funktionen. So einfach geht ein Netzteil mit Fahrregler.
Kann man auch als regelbares Netzteil nehmen.

Durch den Spannungsregler und ohne Glättungskondensator, ist es fast eine Rechteckspannung.
Da werden die Motoren im Halbwellenbetrieb aber ganz schön hart genommen.
Geradezu ideal für die alten Dreipoler.

Im Vollwellenbetrieb dürften die Rotorwicklungen erst gar nicht in die volle magnetische Sättigung geraden.
Da läuft´s dann schon etwas weicher.

Miß doch mal mit angschlossenem Verbraucher: Bei ~ 50;75;100Hz

L.G.
Lutz

Hi Reiner,

reicht der Kühlkörper aus? Könnte mir vorstellen, daß bei langsamer Fahrt hier ganz schön Leistung verheizt wird und bin etwas skeptisch.

Gruß
Klaus

Moin Lutz,


geraten wäre passender. Wer im Glashaus sitzt...........

Gruß Kai

Die Flanken sind nicht so steil und bei 15 Volt Wechselspannung am Eingang wird auch nicht so viel verbraten.
Die N-Loks brauchen ja auch meist nur rund 200mA, somit ist die Leistung überschaubar.
Der LM 317 ist auf 2A ausgelegt.

Hallo Reiner,

> der LM 317 ist auf 2A ausgelegt... stimmt nicht ganz, sind nach Datenblatt nur 1,5A bei LM317 im TO220-Gehäuse

OK... das klappt aber nur wenn er entsprechend gekühlt wird, da hat Klaus wohl recht. Das Ganze kann man recht einfach theoretisch durchrechnen.
Kennst du den Thermischen Widerstand deines Kühlkörpers? Ist eine Angabe in Kelvin/Watt.
Ich bin eh gerade dabei mich mit so was theoretisch zu beschäftigen, wenn ich dazu komme rechne ich mal nach.
Sicher ist die Leistung bei 200mA überschaubar... aber was ist im Kurzschlussfall? Also nicht harter Kurzschluss, der ja durch deine 2 Dioden am Ausgang nicht erreicht wird, sondern Maximalstrom. OK, den begrenzt deine Sicherung, die dann zu tauschen wäre. Wie oft möchte man das tun wenn mal ne Lok quer steht? Also, diesen maximalen Strom muss der Kühlkörper verbraten können und das sind bei 1A und 12V Spannungsdifferenz gut 12W. Aber selbst das ist egal denn laut Datenblatt ist die maximale Leistung intern begrenzt... also so what


Grüße Torsten

Eben...

Ich hab mal bei R* geschaut und ein typischer TO220 Kühlkörper hat 9,5K/W, wenn er stehend montiert ist! Waagerecht wird das nicht einmal mehr die Hälfte sein! Egal! Wenn man mal rund 500mA und 6 Volt Ausgangsspannung für einen langsamen Zug nimmt, dann hat man bei stehender Montage:
(15V - 6V) * 0,5A -> 4,5W

4,5W*9,5K/W -> ~43K, also bei normaler Raumtemperatur schon satte 65 Grad Celsius ( bei stehender Montage!)

ABER:
Im Gehäuse des LM317 gibt es nochmal 5K/W für den Übergangswiderstand vom Transistor zur Rückwand ( siehe Datenblatt)!

4,5W*5K/W -> 22,5 K

Also herrschen im Regler da schon 87 Grad Celsius ( wieder bei stehender Montage )

Der Regler selbst ist aber auch nur bis 120 Grad spezifiziert. Da sind dann gerade mal 30 Grad "übrig" um nicht am Rande der Limits zu arbeiten und das schon bei "nur" 500mA, die bei mir schön öfter mal bei älteren Loks zu messen sind.

Lange Rede kurzer Sinn: Einfach einen ordentlichen Kühlkörper nehmen oder besser sogar eine TO3 Variante des Reglers auf entsprechendem Kühlkörper montieren. So, wie im Foto zu sehen, könnte das je nach Anwendung sehr knapp werden. Da der Regler sich selber "schützt", passiert aber auch nicht viel, außer das er schnell altert und halt auch den Ausgang entsprechend "runter fährt".

Gruß
Klaus

Hallo,

die beiden Analogfahrregler mit externem Steckernetzteil von FL und MTX basieren auf dem LM317 und da ist nur einfach ein großes Blech als Kühlkörper drin.

Grüße, Peter W.

Hallo Klaus,

hast es mir vorweg genommen. Brauch ich also nicht rechnen.
Und was MTX und GFN bauen muss ja nicht unbedingt Elektronik in Reinkultur sein. Ist ja mittlerweile bekannt, dass im Konsumerbereich oft an der Grenze dimensioniert wird.

Gruß Torsten

Hallo,

wenn Verlustleistung ein thema ist - wieso eigentlich ein Linearregler und nicht ein entsprechender Schaltregler? Wie sieht die Ausgangsspannung ohne Glättungam Eingang unter Last aus?

Beste Grüße

Bahnstadt

Hallo,

der Lm317 ist doch gut,Überstrom- und Übertemperatur-schutz,also schützt sich selber.
hatte selber vor längerer Zeit eine eigene Schaltung gezeigt.#24
http://www.1zu160.net/scripte/forum/forum_show.php?id=620459

Gruß

Thomas



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Mit 10 Volt und 500mA ( 3 Lokomotiven ) ist das Bild sehr stabil.
der Kühlkörper wird warm, aber nicht wirklich heiß.
Die Verlustleistung ist wahrscheinlich wegen der Impulse weniger hoch.
Ähnlich wie bei PWM.

Den Regler von thom hab ich ausprobiert, aber die Spannung geht nicht sauber von Halbwelle auf Vollwelle über. Eine Halbwelle ist immer deutlich höher.
Für solche Feinheiten ist der LM317 wohl nicht gemacht. Ist ja eigentlich auch nur ein Spannungsregler für Netzteile.

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Hallo Reiner1953,

vielen Dank für das Einstellen Deiner Schaltung!

Nachdem sich nun die Taschenrechner der Kühlblech-Theoretiker etwas abgekühlt haben...vielleicht könntest Du noch etwas zur Spezifikation der Bauteile für Interessierte einstellen.

Mich interessiert besonders:

- D3 und D8 (Doppeldiode, rechts in Deinem Schema): da lese ich bei beiden !N5002 - ist das richtig?

- D9, D10, D11, D12 und D1... sind das alles 1N4001 wie D1?

- C5 ist 1000uF - richtig? - ist auf Deinem Übersichtsbild nicht zu erkennen (Abb. 1) - Wo hast Du den untergebracht?

- bei Reichelt gibt es zwei Typen von LM 317 mit TO-220 Gehäuse: Single Gauge (LM 317-220 SG) und Dual Gauge (LM 317-220) - Welcher wäre richtig?

Grüße aus Würzburg
Helmut


Edit: Frage nach Reichelt-Bauteil hinzugefügt

Hallo Helmut,

nach dem was ich aus dem Datenblatt sehen kann, sind die Gehäuse der beiden Typen geringfügig anders. Das SG Gehäuse ist einfach mit einem dünneren hinteren Blech versehen. Also geringere Wärmeleitung über das Gehäuse, dafür aber bessere Durchleitung nach hinten. Bei der Auswahl des Kühlkörpers und dessen Befestigung mußt Du also ggf. andere Bauteile einsetzen. Wird der Regler nur mit einer Schraube auf dem Kühlkörper befestigt, ändert sich wohl sonst nichts. Bei geklipsten Varianten muß man halt den richtigen Klipp haben.

Ansonsten sehe ich keine Unterschiede...

Gruß
Klaus

Hallo Helmut,

- D3 und D8 wäre 1N5002 o.k., reicht aber auch 4001

- D9,D11,D12,D1 - 1N4001ist o.k.

- C5 ist auch mit 1000uF o.k. wird extern untergebracht, weil zu groß

- Klaus hat richtig geantwortet zum LM317

Gruß Reiner

Hallo Reiner, Hallo Klaus,

danke für eure Informationen!


Gruß Helmut

Ich hab den Regler vom Thomas noch etwas verändert und dadurch hoffentlich verbessert.
Jetzt geht er sauber nach dem Erreichen von 4,5 Volt Halbwelle auf Gleichstrom über.
Das scheint mir sehr schonend für die Motoren zu sein.
Auf dem Oszi sieht es sehr gut aus.

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Halllo Reiner,

das hört sich gut an,werde meinen Regler wohl demnächst ändern müssen!?
In meinem Handregler ist nur ein Poti und ein Kippschalter,der Rest auf Rasterplatine.
Die Fahrstrompolarität wird über ein Relais geschaltet,so reicht dann eine
dreiadrige Leitung, bei mir alte Telefonschnur.

Gruss Thomas

R2 sollte doch besser 390 Ohm sein, dann wird die Spannung auf 13 Volt begrenzt.
Mit dem Poti P1 kann man dann die Ausgangsspannung schön nach unten begrenzen. Ich hab 11 Volt genommen. Trotzdem ist die Geschwindigkeit dann sehr gut linear regelbar.
Mit P3 stellt man die Höhe der Anfahrtsimpulse ein. Ein entkoppelter Spannungsteiler ist nötig, sonst sind die Impulse viel zu stark.
Mittelstellung ist optimal, so dass bei voll aufgedrehtem P1 auch tatsächlich nur noch Gleichspannung da ist.
Da jetzt der Regler mit Gleichspannung läuft, muss der Kühlkörper doch etwas größer ausfallen.
Wenn man bedenkt, dass der ganze Spaß kaum etwas kostet, ist das Ergebnis sehr gut.

Frage: Wozu sind die beiden Dioden in Reihe im Bild @17 gut? D3/D8 wenn ich es richtig sehe? Reicht da nicht eine?

Danke
Klaus

Der LM317 lässt sich nicht auf Null regeln, daher schaltet man einfach 2 Dioden in Reihe an denen rund 1,4 Volt abfallen. Dann klappt es.

Danke! ;)

Noch 'ne Frage:
Wie ist eine optische Kurzschlussanzeige in der Schaltung mit LM 317 möglich?

Würde mich über eine Antwort freuen, da ich im Aufbau solch einer Schaltung bin.

Beste Dank im Voraus
Ralf

Das ist wohl kaum richtig möglich, da dies intern passiert.
Könnte man wohl machen, aber nur als Strommessung über einen Widerstand
mit Transistor und Leuchtdiode. Macht aber wenig Sinn, da eben schon drin.

Das "Problem" mit dem Design ist dass es einen echten Transformator braucht um die Halb- und Vollwelle irgendwoher zu bekommen. Früher war das ja kein Thema, da es keine Alternative gab, aber heute ist das anders. Echte Transformatoren sind relativ teuer, einigers teurer als ein Schaltnetzteil und ein 555 oder sonstwas das Pulse erzeugt (z.B. ein schwingender Op-Amp). Also ich will damit nicht sagen euer Design ist schlecht, aber wenn ma überlegt was das ganze kostet, dann sollte man den Transformator nicht vergessen.

Übrigends, die LED nach dem Fahrtrichtungsschalter kann man weglassen, die LED2 nicht, da die dafür sorgt, dass immer ein Mindeststrom für den Regler durch die Schaltung fliesst.

Gruß,
Harald.

"Echte Transformatoren sind relativ teuer..."

Ich denke, auch dafür gibt es preisgünstige Lösungen. Zunächst braucht man ja keinen "Klopper", weil weder hohe Spannung noch großer Strom oder viel Leistung benötigt wird. Dann hat man möglicherweise in seinem Fundus (vom Basteln oder von ausgemusterten Geräten) ein  passendes Bauteil. Ansonsten gibt es beispielsweise Pollin. Dort gibt es auch (noch) konventionelle Steckernetzteile, nicht nur die modernen Schaltnetzteile.

Grüße von

Adrian

Kosten rund 10 Euro mit 15 Volt AC und 1 Ampere.
Das reicht aus und ist auch genügend Spannung.
Hab zum Testen gerade einen bei ebay geordert.

Hallo Zusammen!

Als Analogbahner verfolge ich diesen Beitrag mit grossem Interesse, auch wenn die hier diskutierten elektronischen Feinheiten oft böhmische Dörfer für mich sind.

Mich würde es freuen, wenn es am Ende vielleicht eine Shoppingliste der "richtigen" Bauteile gibt...oder vielleicht sogar so was wie einen Bausatz....

Viele Grüße

Michael

Ich werde in den nächsten Tagen die finale Schaltung reinstellen mit Bauteileliste.
Noch etwas Geduld bitte.
Einen Bausatz wird es wohl nie geben, da wir als Analogbahner ja Auslaufmodelle sind:)

Hallo Reiner!

Na ja, muss ja kein Bausatz sein, der mit 100.000 Einheiten aufgelegt wird... eine Kleinserie von 3 Stück würde (mir) ja reichen

Michael

Da hab ich aber noch etwas besseres...

Doppelfahrregler mit Walk - Arround - Regler.
Von Halbwelle auf Gleichstrom. Stufenlose Regelung der Halbwelle.
Regler für Rangiergang stufenlos.
Kuzschlussanzeige mit LED. Fahrtrichtungsumschaltung mit Taster und Relais.
Umschaltung nur möglich, wenn Zug steht.
Strom und Volt als Digitalanzeige.
Muss nur noch ins Gehäuse....

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Hallo Zusammen,

ich will mir den analogen Fahrregler zwei mal aufbauen. Dazu habe ich mir bei Reichelt einen Netztrafo, offene Bauform, mit sekundär 2 x 15 V und 2 x 0,933 A  für 15,35 € bestellt. Das finde ich jetzt für zwei Fahrregler nicht zu teuer.

Reichelt Artikel-Nr.: NT 24VA 2X15

Viele Grüße

Helmut

Die Anzeigen gibt's in der Bucht für 5 Euro, allerdings benötigen die 12 Volt.

Hallo Reiner,





Magst Du nähere Informationen (ggf in einem gesonderten Thread) geben?


Grüße
Thomas

Gerne. Der Regler ist grundsätzlich nicht neu, nur etwas abgeändert.

Schaltung als Anlage.

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@ #25 / #26

Was ist denn teuer?

http://www.reichelt.de/Printtrafos-10-16VA/EI-5...r=EI+54%2F18%2C8+115

6,60€ ist nicht teuer. Dann den Rest für max. 10 Eur dazu (grob geschätzt) und man hat einen guten und günstigen Fahrregler.

Grüßle

MiScha

Der Lm317 verbrennt quasi alles über der genutzten Spannung als Hitze.
Je höher die Eingangsspannung, desto mehr Wärme.
Die 15 Volt auf der Sekundärseite sind optimal. 1,4 Volt fallen mit den beiden Dioden am Ausgang ab, nochmals mindestens 1 Volt im Lm 317 und dann noch etwas im Kabelwiderstand zum Gleis. Bleiben effektiv 12 Volt über.
Die reguliert man mit dem Trimmpoti parralel zum Poti 5k.
Würde aber bedeuten, dass Trafo mit 11 Volt hat. 12 sollten aber auch gut gehen.

Die 15 Volt oder etwas mehr sind allerdings die Spannung vor dem lm317.
Bedeutet Netzteil max. 12 Volt mal 1,4 gleich 16,8 Volt nach dem Gleichrichter.
Bei 15Volt Netzteil sind das 21Volt, eigentlich zuviel. Da wirds heiß.

Endversion: Brückengleichrichter und Widerstand von 270 auf 390 geändert ergibt etwas bessere Regelkurve.

Viel Spaß beim Nachbau!

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1Br1;B40 C3200;
1C2;100n;
1C4;10µ;
1C5;1000µ;
1C6;200n;
1D1;1N 4001;
1D2;1N4001;
1D3;1N5002;
1D8;1N5002;
1D10;1N4001;
1D11;1N4001;
1D12;1N4001;
1D13;1N4001;
1F1;1At;
1LED3;gelb;
1LED4;gelb;
1LED5;Doppeldiode;
1LED6;Doppeldiode;
1LED7;gelb;
1P1;25k;
1P2;5k;
1P4;2,5k;
1R2;390;
1R3;2,2k;
1R4;1k;
1R5;2,2k;
1R6;470;
1S1;Umschalter;
1S2;Umschalter;
1Tr1;12-15V sek.;

Hallo Reiner,

sei mir nicht böse...aber was Du zu Deinem analogen Fahrregler postest ist für interessierte elektronische Laien eher verwirrend (mal dies und mal das). Hast Du Deine Schaltung schon einmal mit einer Lok auf einem Gleis ausprobiert? Und was ist der Vorteil Deines Fahrreglers gegenüber Halbwellentrafos, die man so im Internet und in älteren Postings hier im Forum findet? Zum Beispiel: http://www.michael-twiste.de/eisenbahn/fahrtregler1.html

Verwirrrrd frag sich das
Helmut

Hallo Helmut,

natürlich habe ich den ausprobiert, wie man ja klar lesen kann.
Es ist eben ein Entwicklungsweg, der ja nun beendet ist.
Der Vorteil liegt im einfachen Nachbau und bei den Kosten.
Es gibt ja durchaus Bastler, die mal so etwas ausprobieren möchten.
Ich fahre mit unterschiedlichen Reglern - der absolut optimale war bisher noch nicht dabei,
auch ein Heißwolf hat für mich persönlich Schwächen.
Es ist wie alles im Leben Geschmacksache.

Dazu bauen wir dann für 0 EUR eine 230V~ Stromversorgung nach allen geltenden Richtlinien so dass es mindestens genauso gut wird wie ein fertiges Schaltnetzteil mit einem Haufen Prüfstempeln für das _ganze_ Gerät. Übrigends hat das verlinkte Teil 18V Leerlaufspannung, das gibt so 25V nach der Gleichrichtung.

Gruß,
Harald.