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Dauerbeleuchtung für Analogloks (und auch Züge)

Dieses Thema im Forum "Hilfe - Es wird technisch!" wurde erstellt von ateshci, 20. Januar 2018.

  1. Per

    Per Foriker

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    @Klein_Elektro_Bahn: was machst du denn außerhalb von Rokal?
    Nein, nur bei dir ist es vergebliche Liebesmüh. Dafür ist mir meine Zeit dann doch zu schade.

    Mal sehen, ob ich morgen Mist, schon heute dazu komme. Ich kann ja die aus meinem Link dazu nehmen.
     
  2. ateshci

    ateshci Foriker

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    Bis der Per in die Pötte kommt - so muss man das beim Doppelstockwagen machen. Mir erschließt sich allerdings wirklich nicht, was ICH bei meiner Prinzipskizze ändern soll.
    Schaltung1.jpg

    Je länger ich mit der Nadelimpulsmimik herumspiele ( So eine Art Belastungstest - wieviel LEDs gehen ohne Helligkeitsschwankungen? Habe noch kein Ende gefunden ) desto besser gefällt mir das. Man muss natürlich den leisen Ton bei Loks in Kauf nehmen. Am Gleis gemessen beträgt der Mittelwert so um die 0,2..0,5V bei hell leuchtenden LEDs und Stillstand.
    Der Vorteil ist natürlich, dass es zu keiner Spannungserhöhung durch Überlagerung an irgendeiner Komponente kommt und bei Zuschalten der Fahrspannung stetig die Last durch den Fahrtrafo übernommen wird.
    Nachtrag
    Ich habe parallel zu den beleuchteten Fahrzeugen noch einen Widerstand von 12 Ohm ans Gleis gelegt - es gab keine merkliche Helligkeitsschwankung. Bei 18V Spitze heißt das, eine Stromspitze von ~1,5A wird klaglos verdaut. Daraus kann man schließen, dass man einige beleuchtete Fahrzeuge zusätzlich neben den fahrenden noch irgendwo abgestellt stehen haben kann.
     
    Zuletzt bearbeitet: 13. Februar 2018
  3. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Na, ich denke mal, bei spätestens 20 Low Current LEDs (aber nicht mit voller Helligkeit) wird wohl Schicht im Schacht sein.
    Aber damit kommt man doch schon recht weit, und den Coca Cola Weihnachtszug müsste man sowieso anders besaften :=)
     
  4. ateshci

    ateshci Foriker

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    Nö, da geht wirklich mehr. Rechnen wir mal einen Spannungsabfall von 2V am Kondensator ( ab da sieht man an der LED was ) bei 47µF und einer Pause von 435µs. Das bedeutet, es stehen 94µC Ladung zum Verbraten zur Verfügung, teilen wir das durch die Impulspause, dann sind das ~200mA. Jetzt rechne ich mal, dass durch Kontaktwiderstand etc. nur 50% davon zur Verfügung stehen. Das habe ich ausprobiert: Volle 70mA Last am Kondensator und es leuchtete so hell wie sonst auch.
     
  5. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Na ja, mit 70 mA kriegste vielleicht 20() LEDs mit je 3,5mA mal gerade so zum Leuchten.
    Für Epoche II würde es ja immerhin reichen (kleiner Scherz...)
    Mach doch mal ´n Foto oder Video, ein Bild sagt mehr als 1000 Worte. Haste dem ungeduldigen Publikum in Post#20 sowieso versprochen :=)

    P.S.: Würde mich sehr freuen, wenn Dein Optimismus recht behielte. Toi toi toi!
     
  6. ateshci

    ateshci Foriker

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    @VT-Fan
    Könnte es sein, dass wir aneinander vorbeireden? Meinst Du 20 LEDs pro Fahrzeug mit 3,5mA ( ich habe gerade auch 100mA rausgeholt )? da stimmt Deine Argumentation natürlich. Aber insgesamt - wieviel Fahrzeuge kriege ich so zum Leuchten? - da habe ich noch keine belastbare Zahl ( außer den 1,5A )
     
  7. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Ich meine natürlich LEDs per Stromkreis, nicht pro Wagen!

    Meine Überlegung dazu:
    Da ja bei einem Tastverhältnis von ca. 1:20 (250µs Laden mit 5ms Pause) nur ca. 5% der Zeit zur Verfügung steht, um die Kondensatoren zu füllen, landen wir also bei einem am Netzteil verfügbaren Ladestrom von 2,0A (man erst mal über Schienen, Räder und Schleifer bringen muss) im Idealfall bei 100mA entnehmbarem Strom an den Kondensatoren. Das würde sich wohl also in etwa mit Deinem Praxisresultat decken. Oder liege ich mit meiner Überlegung falsch?
    Mehr wird wohl mangels Masse nicht möglich sein...

    Grüße Achim
     
    Zuletzt bearbeitet: 14. Februar 2018
  8. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Hallo Heizer,
    herzlichen Glückwunsch. Es ist Dir gelungen, die Dauer und die Wiederholfrequenz
    der Beleuchtungsimpulse so abzustimmen, daß die Loks noch nicht losfahren
    aber Du am 50myF- Elko pro Beleuchtungseinrichtung 75mA bis 100 mA entnehmen
    kannst.
    Damit kann man jeden Großraumwagen Beleuchten wie einen Weihnachtsbaum.

    Ergänzung (VT-Fan)
    Die Betrachtung, daß alle Elkos nur mit den Impulsen geladen werden, ist eine
    "worst- case" -Annahme. Sobald der Fahrspannungssteller etwas aufgedreht ist,
    wird über dessen Spannung auch aufgeladen.

    Viele Grüße Wolfgang
     
    Zuletzt bearbeitet: 14. Februar 2018
  9. ateshci

    ateshci Foriker

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    @VT-Fan
    Es ist sogar noch schlimmer: Ich lade ca. 15µs und lasse es 435µs lang leuchten. Und das tut es also mit 2,2 kHz und geht. Ich habe bisher drei Wagen mit zwei LEDs in der Lichtleiste, die ~20mA Dauerstrom entnehmen ( da ist der Wagen innen hell beleuchtet ) und werde noch einen umrüsten. Dann hat meine olle BTTB-221 vier Hädl-DB B4y am Haken und der Testzug ist fertig.
    @WolfgangTT
    Ich muss das Ganze natürlich für den Stillstand ( beleuchtet abgestellte Fahrzeuge ) auslegen. 'Lämpeln' sobald es fährt, kann jeder.
    Nachtrag: Rechnerisch gesehen, brauche ich bei 20mA pro Fahrzeug einen Stromstoß von 0,6A zum Ausgleich. Es wäre also bei ~6 Fahrzeugen Schluss im Stillstand. Man muss sich mal an die Grenze herantasten. Ich will ja auch nicht behaupten, 'die' Lösung gefunden zu haben. Kann ja sein, dass unterm Strich die Überlägerungslösung ( eben sind gerade die SMD-Bauteile für Lok/Wagenschaltkreise gekommen ) besser zu handhaben ist.
    Beachte das geneigte Publikum die nächste Vorstellung in diesem Theater.
     
    Zuletzt bearbeitet: 14. Februar 2018
  10. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Hallo Heizer,
    das ist richtig. Aber ich sehe trotzdem erst mal für Deine Schaltung keine Probleme,
    da Deine Impulsendstufe mit dem IRF genügend kräftige Impulse erzeugen dürfte
    und dessen Versorgungsspannung mit 2200myF gepuffert ist. Abgestellte Züge
    stehen auf einem gesondert abgeschaltetem Gleis, in das die Beleuchtungsimpulse
    getrennt eingespeist werden. So dürfte auch wegen der gesonderten Verdrahtung
    der Anlage keine Probleme wegen zu hohem Widerstand der Gleiseinspeisungen
    auftreten. Für eine Heimanlage dürften 3 fahrende beleuchtete Züge und vielleicht
    noch drei abgestellte beleuchtete Züge eine realistische Grundlage sein.

    Viele Grüße Wolfgang
     
  11. ateshci

    ateshci Foriker

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    Ich habe die Kapazität der Anordnung ausgemessen. Bei den Nadelimpulsen liegt die Grenze bei ~3A. Das bedeutet, man bekommt insgesamt 43µC pro Impuls in die Kondensatoren bei Stillstand. Damit ist die von VT-Fan angesprochene Grenze von 100mA entnehmbarem Strom sehr realistisch -also bei 20mA pro Fahrzeug ist in einem Stromkreis bei 5..6 beleuchteteten Fahrzeugen das Ende erreicht. Nimmt man Low-Current-LEDs ( die SMD-LEDs sind fast alle solche ) kann man natürlich auf die 2-3-fache Anzahl kommen. Das ist der ungünstigste Fall, dass alle Fahrzeuge stehen. Wesentlich besser steht man mit der überlagerten TF-Spannung da. Dafür hat man mehr Aufwand pro Lok - bei den Wagen mit LEDs reichen Kondensator und Gleichrichter. Die Glühbirnen brauchen , wenn man 6V-Typen nimmt, nur einen Kondensator.
     
  12. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Anmerkung für alle, die noch nicht viel oder keine Erfahrung mit Low Current (=Niedrigstrom) LEDs haben:
    die Dinger fangen zwar schon bei sehr niedrigen Strömen (etwa 3mA) an zu leuchten, brauchen aber für volle Helligkeit fast gleich viel Strom wie ihre regulären Brüderchen, also etwa 15-20mA.
    Das bringt mich zu dem Hinweis, dass sich vielleicht Konstantstromquellen anstatt der vom Heizer vorgeschalteten Widerstände gut machen würden.
    Mit Widerständen beschaltete LEDs schwanken sehr stark in der Helligkeit bei nicht konstanter Spannung.
    Die Konstantstromquellen dämpfen den Effekt. Verschiedene Ausführungen liefern auch hier unterschiedliche Ergebnisse: z. B. regelt die Variante mit einem FET (Feld-Effekt-Transistor) wesentlich schlechter aus als die bipolare Variante mit 2 bipolaren Transistoren.

    Anmerkung: LEDs mit voller Lautstärke sind in meinen Augen als Zugbeleuchtung (Ausnahme vielleicht Ep IV+V) fehl am Platz. Weniger ist vielleicht in diesem Fall mehr...

    Bei Bedarf stelle ich gern einige Links dazu ein.
     
    Zuletzt bearbeitet: 14. Februar 2018
  13. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Meine Erfahrungen mit SMD- LEDS
    Ein Beispiel: Ich beleuchte einen Doppelstockwagen mit insgesamt 15 SMD- LEDs,
    6 im Obergeschoß, 6 im Untergeschoß, je 1 im Einstiegsbereich, 1 im Führerstand.
    Gespeist von insgesamt 10mA über IC- Konstantstromquelle, eine sehr ausreichende
    Helligkeit, konstante Helligkeit ab 5V= an den Schienen.
    Verwendete LEDs: SMD warmweiß Bauform 12.., 08.., 06.. .
    Die Helligkeit ist in weitem Strombereich nicht so merklich stark vom durchfließenden
    Strom durch die LEDs abhängig, so dass ich bei einigen Loks das Spitzensignal
    und das Schlusssignal nur mit LEDs und Vorwiderstand erzeuge.
    Die Schaltung vom Heizer erzeugt eine relativ konstante Spannung zur Beleuchtung,
    so dass die Variante mit LEDs und Vorwiderstand völlig ausreichend ist,
    wird von ihm auch unter #56 beschrieben.

    Viele Grüße Wolfgang
     
  14. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Hört sich eher nach 100mA Betriebsstrom an. 10mA sind wohl ein Tippfehler.
     
  15. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Na VT-Fan, dann hast Du aber keine Ahnung von der Materie.

    Viele Grüße Wolfgang
     
  16. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    So ausführlich wollte ich jetzt garnicht wissen :=)
     
  17. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Na VT-Fan , aber trotzdem gern.
    Ich hatte eigentlich nach Deinen Ausführungen in #66 angenommen,
    Du bist Experte auf dem Gebiet LED- Anwendungen,
    speziell für die modernen Low Current (=Niedrigstrom) LEDs.
    Sonst kommen noch Mitleser ins Zweifeln, weil ihre LED- Beleuchtung
    mit viel weniger als 100mA Stromverbrauch gut funktioniert.

    Viele Grüße Wolfgang
     
  18. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Ehrlich gesagt habe ich bis jetzt die Stromaufnahme von LC LEDs nicht systematisch nachgemessen, dafür hatte ich bis jetzt keinen Anlass.
    Hab aber mal grade in die Bastelkiste gegriffen und div. vorhandene LC LEDs getestet. Große Unterschiede beim Ansprechstrom, aber teilweise leuchten die schon ab unter 1mA, mit einer Helligkeit, die für ein Spitzen- oder Schlusslicht ausreichen würde.
    Das hat mich überrascht, denn die Datenblätter geben durchweg Werte ab etwa 2mA an.
    Siehe z.B.:https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm
    Aber ein Lichtstrom, der ausreichen würde, um auch einen Innenraum auszuleuchten, konnte ich mit meinen verfügbaren Exemplaren erst ab mindestens 5mA erzielen. Es ist ja dann auch noch der Streuwinkel zu berücksichtigen. Da hast Du wohl bei der Auswahl Deines verwendeten Materials entweder gut recherchiert oder ein glückliches Händchen gehabt :=)
    Zeig' doch mal ein Foto Deines (beleuchteten) Dostos. Eine Typenangaber der verwendeten LEDs wäre natürlich dann allererste Sahne...

    Viele Grüße Achim
     
  19. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Hallo,
    hier mal eine kurze Beschreibung meiner Wagenbeleuchtung.
    Ich nehme SMD- LEDS der Baugröße 1206 (PLCC2) für Dosto, Baugröße 0805
    für die 2- und 4- Achser Rekos, LVT, ist aber kein Dogma. Lichtfarben weiß, warmweiß,
    super sunny warmweiß …. Sie sind nicht typisiert.
    Bezugsquelle: 100 Stck Bastlertüten, z.T. mit gemischten Lichtfarben, von LED- Streifen-
    Meterware, Rückgewinnung aus defekten LED- Glühlampen in Wabenbauform
    Wie geschrieben pro Dosto- Wagen 15 LEDS mit 15 mA Gesamtstromaufnahme,
    für die 2-Achser-Rekos 8 LEDS mit 7mA Gesamtstromaufnahme, für die 4-Achser-Rekos
    9 LEDS mit 10 mA Gesamtstromaufnahme.
    Montage erfolgt über den Sitzreihen unter Dach auf sehr dünnen Streifenplatinen auf
    Trägerstreifen aus verstärkter Pappe, die einseitig einen silbrigen Überzug haben
    (Verpackung Grabower Mohrenküsse). Abmessung in Anlehnung an die Beleuchtungs-
    platinen der BTTB- Y- Wagen. Spannungsabnahme erfolgt von jedem Rad, Flackerschutz
    je nach vorhandenem Platz mit 2 bis 3 Elkos 100μF/25V.
    Alle Beleuchtungs- LEDs sind parallel geschaltet und werden von Konstantstrom ICs
    Typ BCR401U oder BCR401R gespeist.
    Innenreinrichtungen gestalte ich farblich "normal", Seitenwände, Trennände usw. in einem
    hellen beige oder in einem "hellen" hellgrün.
    Die Drehgestelle bzw. Einzelachsen sind voneinander entkoppelt, indem jedes
    Drehgestell bzw. jede Einzelachse einen eigenen Brückengleichrichter erhält und diese
    erst auf der Gleichspannungsseite zusammengeschaltet werden und dann die
    Beleuchtung speisen. Das verhindert Brückenbildung bei abschaltbaren Gleisabschnitten.

    Viele Grüße Wolfgang
    beleuchtete Loks und Wagen.JPG
     
    Zuletzt bearbeitet: 15. Februar 2018
  20. VT-Fan

    VT-Fan Foriker

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    Ja, die Helligkeit überzeugt, und das mit 15mA, kaum zu glauben.
    Danke für die ausführliche Beschreibung!

    Grüße Achim
     
  21. WolfgangTT

    WolfgangTT Foriker

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    Aber gerne.
    Viele Grüße Wolfgang
     
  22. pfrank

    pfrank Foriker

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    Ich habe jetzt nicht alles durchgelesen. Ich habe zu Analogzeiten Lichtleisten mit einem Widerstand verwendet (gibt es bei ebay, ist auch schon lange her). Das Licht wurde heruntergedimmt, um dann Goldkaps anzuschließen. Die Waggons haben dann nach Stromabschaltung noch mehrere Minuten Innenlicht.
     
  23. ateshci

    ateshci Foriker

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    @pfrank
    Es geht hier um konstante DAUERBELEUCHTUNG, nicht um Pufferung. Manchmal ist es doch hilfreich, sich mit dem Gegenstand der Diskussion auseinanderzusetzen.
     
  24. ateshci

    ateshci Foriker

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    Hallo allerseits,
    es ist klar, dass wegen der unvermeidlichen Übergangswiderstände der Nadelimpuls nicht beliebig viel Strom in das System pumpen kann. Realistischerweise ist bei 3..5A Schluss, da schon 1Ohm 3..5V Spannungsabfall erzeugt und somit die Kondensatoren nicht voll aufgeladen werden können. Bleibt also als Alternative das 9kHz-Wechselspannungsverfahren. Es hat ja in der Geschichte immer wieder solche Systeme für Analogbetrieb gegeben, allen war aber die fehlende Richtungsabhängigkeit bei den Loks gemeinsam. Die erste Varianter des Lokempfängers habe ich ja schon gezeigt, die vielen Kondensatoren mit ihrem relativ hohen Raumbedarf stellen aber in kleinen Loks ein Problem dar. Hier die Lösung, die auf dem EMS-Ansatz basiert und in der Lok nur noch zwei ELKOs braucht. damit kann man das Ganze schon erheblich verkleinern. Man muss allerdings jetzt die Rechteckspannung auf 24Vss erhöhen, um herstellerseitig vorhandene Loklampen/Wagenlampen in vollem Glanz erstrahlen zu lassen. das sollte aber an sich kein Thema sein. Leider gibt es den L272M als SMD nur im 16pol. SOIC-Gehäuse, der AD8397 wäre zwar viel kleiner, kostet aber das 5fache. Klein kann man es jetzt aber auch mit dem Standardgehäuse bauen:
    LOK9K_1.jpg
     
    Zuletzt bearbeitet: 17. Februar 2018
  25. ateshci

    ateshci Foriker

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    Reichelt wird lt. website ab dem 30.4. 10µF/50V Keramikkondensatoren im Programm haben, dann kann man die Schaltung nochmals schrumpfen.
     

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