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Analogpuffer -warum es (nicht gut ) geht

ateshci

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Kondensatorpufferung im Analogbetrieb

Analogbetrieb heißt, dass am Motor eine Gleichspannung anliegt, deren Höhe die Geschwindigkeit und deren Polarität die Richtung bestimmt. Möchte man nun die immer vorkommenden Kontaktunterbrechungen überbrücken, muss amn einen Speicher in Form eines Kondensators vorsehen.
Für die Beleuchtung und auch sonstige Effekte, wie mitlaufende kleine Motoren für Ventilatornachbildungen und ähnlicher, kann man das recht einfach lösen. Man gibt die Schienenspannung über einen Gleichrichter auf einen Elektrolytkondensator passender Kapazität, und erhält besonders bei LED-Beleuchtung mit etwas Stabilisierungselektronik, eine ab der ersten Fahrstufe konstante Helligkeit, die mit einer von der Sapnnungshöhe abhängenden Zeit bei Unterbrechung bzw. Stillstand nachleuchtet. Auch benutzt man aus dem gleichen Grund gerne 3V-Motoren zum Betrieb der Ventilatorflügel o. ä., weil man damit konstante Drehzahl über den gesamten Schienenspannungsbereich und Nachlauf erreicht. Nur alles dies nutzt erst einmal für den Antrieb nichts, weil man ja für beide Polaritäten speichern muss. Die kaufbaren Pufferschaltungen für Digitalbetrieb sind dafür absolut ungeeignet, weil sie auch nur die positive, aber nicht die negative Spannung puffern können und, was noch viel wichtiger ist, durch ihren inneren Aufbau PUFF1.jpg
bei Anlegen negativer Spannung die Kondensatoren auf Dauer zerstört werden. Insbesondere die Step-Up-Wandler mit Supercaps kann man so sofort ins Nirwana schicken. Man kann das durch keine Trickschaltung verhindern, da beim Laden ja der Strom in den Kondensator hinein-, beim Puffern aber aus dem Kondensator herausfließen muss. Puffern des Motors kann also nur durch Parallelschalten eines Kondensators dazu realisiert werden. PUFF2.jpg

Da sieht auch sofort den prinzipiellen Nachteil: Der Kondensator kann sich nur auf die am Motor anliegende Spannung aufladen und folgt damit der Gleisspannung - es gibt keine Möglichkeit, diesen auf z. B. Maximalspannung 12V= aufzuladen und nur im Fall der Unterbrechung ( z. B. bei 5V Gleisspannung ) den Ausfall dann mit 5V zu überbrücken! Die Schaltbilder zeigen nur die Möglichkeit für die postive Spannung. Will man das auf die negative erweitern, gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Einen bipolaren Tonfrequenzelko einsetzen. Dessen Nachteil besteht aber in den für ein bisschen Effekt nötigen Kapazitäten in der Baugröße- z. B. hat ein 470µF-Kondensator d=25mm L=37mm. Viel Spaß beim Einbau in eine TT-Lok.

2. Zwei gegensinnig gepolte (Ta-)Elkos mit Bypass-Dioden PUFF3.jpg.
Der Platzbedarf ist nicht zu verachten, aber es gibt noch einen Nachteil, wenn man die Kapazitäten in die Gegend von 1000µF bringt und einen Glockenankermotor nutzt: Beim Bremsen entsteht ein ungewollter Verzögerungseffekt, der nur von der Stromaufnahme des Motors abhängt und nicht davon, wie schnell die Spannung heruntergedreht wird!
Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, dass die Lokbeleuchtung, wenn Glühbirnen eingebaut sind, den Speichereffekt durch Belastung des Motors ( der ja jetzt als Generator wirkt ) und damit einhergehendem Stromverbrauch beeinträchtigt.
 
Was ich nochmal verdeutlichen möchte: Jeder Motor hat eine Mindestspannung, bei der er noch dreht. Wenn jetzt man bei Langsamfahrt -Rangieren- knapp darüber ist, können sich die Kondensatoren ja nur auf die dann anliegende Gleisspannung aufladen und bei Ausfall sackt durch die Stromentnahme deren Spannung sehr schnell unter die Motormindestspannung. Das heißt also, gerade da, wo man es meisten benötigte, ist kein oder ein kaum spürbarer Stützeffekt zu beobachten.
 
Sehr gut erklärt!

Würdest Du diese Zusammenfassung unterschreiben, oder verkürze ich mal wieder zu sehr: Digital ist alternativlos, wünscht man zeitgemäßes Fahrverhalten.
 
@Taschentroll
So ist es.
Ich kopiere noch mal nur zur Information eine Stützschaltung für Analogbetrieb hierher, die tatsächlich sich auf die höchste vorkommende Gleisspannung auflädt und im Bedarfsfall dafür sorgt, dass genau mit der da vorhandenen gewesenen Motorspannung weitergefahren wird- das ist aber schon höhere Elektroniktrickserei mit S/H-Schaltung und Motorumpolung selbst im Normalbetrieb mit Relais:

Wie ich schon an anderer Stelle schrieb, nur ab Baugröße 0 und aufwärts brauchbar.

In dem Zusammenhang ist natürlich auch die Aussage der Hersteller von Pufferschaltungen "Auch im Analogbetrieb (mit Decoder) einsetzbar" zu werten -das heißt nämlich nur, dass die Schaltung 'artgerecht' über den internen Gleichrichter mit Spannung versorgt wird und sonst nichts. Üblicherweise bedeutet GS-Betrieb eines Decoders nur, dass ab ca. 5V am Gleis der Prozessor die H-Brücke polaritätsabhängig auf 'Durchzug' stellt und dann lädt sich der Speicher eben auch nur auf die Spannung auf, die am Gleis anliegt.
 
Zuletzt bearbeitet:
Taschentoll, es ist auch eine Frage des Anspruches.
Ich habe 2014 mit Modelleisenbahn begonnen und eine Anlage nur mit Zeuke/BTTB- Material gebaut.
Dabei natürlich alles ordentlich instand gesetzt. Einen Fahrspannungssteller habe ich selbst gebaut/konstruiert.
In die Loks habe ich zwei zusätzliche Bauteile eingebaut.
Ich kann schleichend anfahren und gut rangieren. Aussetzer gibt es so gut wie überhaupt nicht.
Beleuchtung Loks und Waggons hatt Dauerlicht, also im Stillstand und im Fahrbetieb leuchten die LEDs.
Ich kann 2 (3) Züge unabhängig fahren, natürlich auf getrennten Strecken.
Vor allem Spielanlage für die Enkel.

Viele Grüße Wolfgang

habe korrigiert
 
Zuletzt bearbeitet:
Sehr gut erklärt!

Würdest Du diese Zusammenfassung unterschreiben, oder verkürze ich mal wieder zu sehr: Digital ist alternativlos, wünscht man zeitgemäßes Fahrverhalten.
Nö, ich glaube ganz sicher, daß man auch analog glücklich sein kann.
Alternativlos ist relativ wenig im Leben - außer das Ende.
Grüße Ralf
 
Hallo,

feststellen muss ich leider, dass unsere Hersteller der Meinung sind, uns das Digitale gedöns aufzuzwingen.
Gute Beispiele sind die Roco-Loks, da wird bei der V200/120 die Schwungmasse gleich mal weggespart.
Auch wir bei den Motoren keine Sorgfalt mehr auf analoges Fahrverhalten gelegt, Siehe Tillig T3 oder auch Arnold BR 58.
Dabei lässt sich doch eine gute Analog Lok auch viel besser Digital fahren. Liebe Hersteller. Weniger Elektronik und wieder mehr Mechanik. Das wirkt Wunder.
Wenn ich mir die IVk von Veit ansehe. Ein Traum.

Gruß ttopa-junior
 
Genau!
Wobei auch die digitale Elektronik mit ordentlicher Mechanik besser zurechtkommt.
Ganz schlimm finde ich die fest eingebauten "Decoder", wie z.B. bei der Tillig T3. Wenn die mitmal nicht mehr will, weiß man gar nicht mehr, wo man zuerst suchen soll. Brückenstecker rein und mal schaun, geht ja nicht.

Das ist so wie mit gewissen LED Lampen: Wenn kaputt, dann alles wech und neu kaufen.... Hab jetzt auch solche - die Nutzungsdauerberechnung ergab, daß ich erst im zarten Alter von 98 die tauschen muss - da fand ich's dann ok, weil ich ja nur 96 werden möchte.

Grüße Ralf
 
Es gibt auch Led Lampen mit austauschbarem Leuchtmittel (Retrodesign) Dafür gibt es dann E14/E27 Adapter.
Auch für die Halogenstablampen gibt es Led Ersatz. Das Gehäuse wird weiterverwendet.

Fange nie elektrisch an, was man mechanisch lösen kann. (gilt erst recht für Elektronikkram)
 
Ja, okay, habe erst mein Abendbrot mit den Enkeln hinter mich gebracht.:)
Ich schalte zwei Z- Dioden 2,7V (3,3V) 1,5W antiseriell in Reihe zum Motor (Rund.. aber auch Mabucchi 180 ..)
Dadurch läuft die Lok erst mit ca. 5,5V an, wichtig das sie in Potimittelstellung stehenbleibt.
Der Fahrspannungssteller erzeugt eine Ausgangsspannung von ca. 5,5V bis 15V.
Die Ausgangsspannung ist eine Gleichspannung mit aufmodulierter fester zweiweggleichgerichteter Wechselspannung.
Poti in Mittelstellung: Ausgangsspannung 2V= + ca. 3,5V Wechselspannung. Höhe der Wechselspannung stelle ich so ein,
das die Loks gerade noch nicht beginnen loszufahren.
Drehe ich jetzt das Poti auf erhöht sich entsprechend der Gleichspannungsanteil und die Loks fahren los.
Die Ausgangsspannung in Potistellung Null reicht aus für den LED- Betrieb, die Loks bleiben aber noch stehen.
In Potinullstellung schalte ich die Fahrspannung von den Gleisen und schalte 5V= für die LEDs zu.
Abstellgleise, abschaltbare Gleise schalte ich um von Fahrbetrieb auf Abstellen und damit nur die 5V= auf die Gleise.

Viele Grüße Wolfgang
 
Moment - wird Roco für das gleiche Antriebsprinzip nicht regelmäßig verbal gesteinigt?

Andi
Genau das meine ich ja. Da zerstört man ein gutes Fahrzeug, indem man die Schwungmasse weglässt und einen schlechten Motor verbaut. Natürlich lassen sich die dadurch entstehenden Probleme mit Elektronik abmildern. Aber weg sind sie nicht. Und das man es kann, hat man ja bereits bewiesen. Am Ende geht es nur um Profit. Der Motor ist im Einkauf sicher für nen schmalen Taler zu haben. Die Schwungmasse kostet sonst auch. Also lasst den Anwender das Problem lösen. Der macht das schon. Und Geld lässt sich damit auch noch verdienen. Denn auch die Elektronik kostet ja Geld, die wir den Kunden in Rechnung stellen können. Klasse Idee.
 
Zuletzt bearbeitet:
Im Anfang der digitalen Steuerung hieß es zutreffend: Ein schlecht laufendes Modell wird digital nicht besser . Das scheint leider heute in Vergessenheit geraten zu sein
 
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