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Halbwellensteuerung für FZ2 (und ähnliche)

Baracke

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Neubrandenburg
Hallo Gemeinde,

nachdem ich halt nun auch einen Titan 816 mein eigen nenne (für 40 EUR in der Bucht ergattert, wie neu) und ich von der Halbwellenanfahrt begeistert bin, habe ich überlegt, wie ich meinen FZ2 ebenso umrüsten kann. Dieser dient als Reserve und Zweittrafo, wenn Sohnemann mal eine Teppichbahn mit getrenntem Stromkreis an seiner Platte haben will (entsprechende Auffahrten hatte ich schon vorgesehen).

Die Schaltungsvorschläge hier im Board gingen ja immer von einer festen Wechselspannung von ca. 14Veff aus ... ich wollte die Schaltung aber in den FZ2 einbauen und dessen Regelknopf mitbenutzen.

Vorweg zwei wichtige Anmerkungen:

1. Der Umbau sollte nur von jemandem vorgenommen werden, der entsprechende Erfahrungen und Sachkenntnis besitzt. Dass beim Umbau der Netzstecker gezogen werden sollte, ist wohl selbstverständlich.
2. Da beim FZ2 der Netzspannungsanschluss direkt neben dem Gleichrichter liegt (der Selengleichrichter ist an einer Trennwand angeschraubt) und die Netzspannungsanschlüsse frei zugänglich sind, ist Vorsicht geboten, wenn man zu Testzwecken den Trafo geöffnet in Betrieb nimmt.
Am besten, man baut aus stabiler Plastefolie eine Abdeckung, so daß die Netzspannungsanschlüsse nicht mehr freiliegen.
Beim FZ1, für welchen die Schaltung ebenfalls geeignet sein dürfte ist das Problem nicht vorhanden, trotzdem ist entsprechende Sorgfalt im Umgang mit Geräten, in denen Netzspannung geführt wird, vonnöten.

Nach einigem Grübeln bin ich dann auf eine einfache Lösung gekommen ... siehe Bild 1. Der Selengleichrichter wird rausgeschmissen, dadurch gewinnt man genug Platz für die Schaltung. Den Brückengleichrichter (da ist eigentlich jeder Typ ab ca. 1,5 A geeignet) habe ich direkt eingeklebt. Der Transistor (TIP142) ist auf einem Kühlkörper (ca 2 x 4 x1 cm) aufgeschraubt, der in dem freien Platz auf den Boden geklebt ist. Die übrigen Bauelemente habe ich direkt am Transistor oder am Gleichrichter angelötet und isoliert.

Zur Funktionsweise:
Bei einer Spitzenwert der Eingangsspannung von weniger als 5,8 Volt (Sperrspannung der Z-Diode D3 + Flußspannung von D2) wird die zweite Halbwelle komplett unterdrückt (siehe Bild 2)
Liegt der Spitzenwert der Eingangspannung darüber, wird wie beim Titan die 2.Halbwelle "hinzugemischt" (siehe Bilder 3 - 5)
Die Bilder 2 - 5 sind mit einem einfachen Digitaloszi an einem Lastwiderstand von 10 Ohm aufgenommen. Bei voll aufgedrehtem Regler ergab sich ein Effektivwert von fast 14 Volt.
Bei dem fliessenden Strom von 1,4A meldete sich dann auch die Kurzschlußsicherung des FZ2. Der Kühlkörper wurde etwas mehr als handwarm.

Praktische Erfahrungen und Vergleich mit dem Titan 816:
Da der FZ2 (zumindest meiner) eine kleinere Minimalspannung als der Titan hat, fahren die Modelle mit BTTB-Motor (bei mir BR86 und Tillig BR23.10 auf Rundmotor umgebaut) noch langsamer an (< 1mm/sec), die Geräuschentwicklung ist geringer als beim Titan.
Die übrigen Modelle (Roco Ludmilla, Kühn Herkules sowie Tillig-Loks) zeigen an beiden Trafos vergleichbar gute Anfahreigenschaften ... wobei die Tillig-Loks mit Bühlermotor (V180, V200 und BR119) generell von einer Halbwellenansteuerung weniger profitieren, was aber wohl eher dem recht hohen Losbrechmoment der Bühlermotoren in Verbindung mit den Schwungmassen geschuldet ist. Generell haben die Loks mit Bühlermotor ja sowieso eine geringere Übersetzung, was sich auch in der hohen Endgeschwindigkeit (ca. 220 -240 km/h umgerechnet bei 12 Veff) äussert und auch die Anfahreigenschaften im Vergleich zur V100 oder der TRAXX verschlechtert.

Fazit:
Operation gelungen ... gerade die Loks mit BTTB-Motor profitieren von der Halbwellenanfahrt, auch die Kühn Herkules fährt etwas eher an ... durch die geringere Anfangsspannung im Vergleich zum Titan sind auch die Roco-Ludmillas und die TRAXX sehr langsam unterwegs.

Gruss Baracke
 

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*muhhorharharhar*
Noch eine wichtige Anmerkung:
Da beim FZ2 der Netzspannungsanschluss dierekt neben dem Gleichrichter liegt (der Selengleichrichter ist an einer Trennwand angeschraubt) und die Netzspannungsanschlüsse frei zugänglich sind, ist Vorsicht geboten. Am besten, man baut aus stabiler Plastefolie eine Abdeckung, so daß die Netzspannungsanschlüsse nicht mehr freiliegen.
Ich frage mich:
Geht's noch?

Am offenen Herzen, will sagen im geöffneten Trafo, kann zwar jeder nach gutdünken basteln,
aber so etwas als Basteltip zu posten, da sollte es keinerlei Verständnis für geben.
Trotz des "Warnhinweis" ist es letzen Ende eine gute Anleitung für Leute die schon mal über Suizid nachgedacht haben.
Einen solchen Fahrtrafo überhaupt zu öffnen, sollte doch dringenst den Leuten vorbehalten bleiben die wenigstens über eine abgeschlossene Elektrikersausbildung verfügen.
Selbst wenn nur auf der Sekundärseite gepfuscht wird.

Gute Moderatorenarbeit wäre diesen Unfug (was nicht die technische Lösung meint) direkt zu löschen.

Immerhin lesen hier auch Minderjährige.
 
Hallo heiko.h,

an Deinem Umgangston solltest Du dringend arbeiten ... ich nehme mal nur die sachliche Essenz Deines Beitrages und habe meinen Post dahingehend überarbeitet

Gruß Baracke
 
Laien sollten davon die Finger lassen! Zu schnell kann es sonst passieren, dass bei Berührungen im innern die Netzspannung auch auf der Sekundärseite anliegt. Der Hinweis auf die zusätzliche Abdeckung ist deswegen richtig. Aber auch für Fachleute gilt, dass man bei Arbeiten an elektrischen Geräten vorher den Netzstecker zieht!
PS: Bin gelernter Elektriker.

Gruß Thomas

Sorry, war beim Schreiben zu langsam, der geänderte Sicherheitshinweis vom TO ist ok
 
Deshalb habe ich den Post überarbeitet ... mir als Entwicklungsingenieur sind solche Vorsichtsmaßnahmen schon so ins Blut übergegangen, dass man garnicht mehr an entsprechende Hinweise denkt, wenn man solche Anleitungen posted ... ich hab das einfach vorausgesetzt.
Trotzdem finde ich den Ton, welchen heiko.h anschlägt, vorsichtig gesagt, mehr als daneben.

Gruß Baracke
 
Ob Du findest daß mein Ton daneben ist, das ist sch...egal.

Ratschläge, was man so alles an einem geöffneten Transformator anstellen kann, die sind hier vollkommen daneben.
Nicht umsonst waren auch schon die erwähnten FZ's mit einer "Aufschraubsicherung" (diese Spezialschraubendreher benötigenden Schrauben) versehen.

Auch wenn Du das wohl scheinbar nicht kapieren willst und versuchst Schadensbegrenzung durch editieren zu betreiben.

Was eine vertretbare Lösung wäre, das wäre z.B. für einen Murkslintrafo eine "nachfolgende" Variante vorzustellen.
Wobei dann natgürlich der Polwendeschalter fehlen würde.

Aber, ich versuche mal besser mich mit der Wand zu unterhalten.
 
Aber, ich versuche mal besser mich mit der Wand zu unterhalten.

Ist vielleicht besser, als hier Boarder zu bemeckern.Umbau - und Vorschläge,davon profitieren wir alle.
Wem dieser Vorschlag zu unsicher ist, kann ja die Finger davon lassen.
Dein Umgangston ist etwas Übel.:ballwerf:
Ich weiss nicht was Du für Tabletten nimmst , aber nimm weniger davon.
MfG Uwe
 
Ich finde die Anleitung sehr gut und mit dem Hinweis auch hinreichend sicher. Hier ist ja nicht der Kindergarten. Fuer das üble Anmachen fehlt mir jedes Verständnis. Da haette es ein freundlicher Hinweis per PN getan, man nennt das wohl Profilierungssucht im öffentlichen Raum.
 
Hallo Baracke

Beim FZ2 brauchst Du nur Den jeweils äußeren Trafoausgang vom Fahrstrom und Zubehörstrom miteinander zu verbinden (gemeinsamer Nullleiter) und schon hast Du eine Halbwelle des Zubehörstroms zum Fahren bereit - eine Halbwelle hilft schon für bessere Fahreigenschaften - hatte ich früher auch mal. Als Analogfahrer musst Du nur darauf achten, dass der gemeinsame Nullleiter immer an der Aussenschiene und an der Masse des Zubehörs anliegt. Dadurch hält sich auch der Verdrahtungsaufwand in Grenzen. So kannst Du z.B. über die Rückmeldekontakte von Weichenantrieben Gleisstücke Stromlos schalten, ohne ein zusätzliches Relais oder Schalter zu Benötigen. Das Gleiche gilt auch für Signale mit Zugbeeinflussung (immer die Aussenschiene unterbrechen). Solltest Du Deine Anlage DIGITAL betreiben, hat sich das Ganze erübrigt.

Gruß UweP
 
Hallo Baracke

Beim FZ2 brauchst Du nur Den jeweils äußeren Trafoausgang vom Fahrstrom und Zubehörstrom miteinander zu verbinden (gemeinsamer Nullleiter) und schon hast Du eine Halbwelle des Zubehörstroms zum Fahren bereit - eine Halbwelle hilft schon für bessere Fahreigenschaften - hatte ich früher auch mal. Als ........

Gruß UweP
Jetzt wird mir so langsam klar, warum meine FZ2 allesammt kaum schlechter im Anfahrverhalten waren, als der Titan.
Was man vielleicht noch dazu sagen solte:
Das anfahren mit zei Halbwellen ist einer Impulsbreitensteuerung nichtmal so sehr unterlegen. Nur, bei der Halbwellenanfahrt unterbleibt dieses ekelhafte Motorbrummen, wie es bei Impulsbreitensteuerung oft der Fall ist.
Leichti
 
Hallo heiko.h,

solange Du Deinen Umgangston nicht änderst, welcher übrigens nicht nur von mir kritisiert wurde, bleibst Du auf meiner Ignorierliste.
Ich möchte mich hier mit anderen über Modellbahn austauschen und auch eigene Ideen vorstellen können, nicht mich auf niedrigstem Niveau dumm anmachen lassen

(Kein freundlicher) Gruß Baracke
 
Hallo Baracke,
ärgere Dich nicht über heiko.h. Rein fachlich hat er offenbar nichts beizutragen, deshalb wohl seine Wortmeldung in diesem Ton. Mit dem Hinweis ist dem Sicherheitsgedanken genüge getan. Jeder Depp kann sich im Baumarkt eine Schukosteckdose kaufen und die zu Hause falsch anschließen - da lese ich keine Sicherheitshinweise. In der DDR brauchte man einen Ausweis zum Kauf einer solchen Steckdose.
Jedenfalls finde ich die Schaltung schon recht genial ausgedacht. Ich könnte mir einen Nachbau an einem F2 vorstellen.
Ich habe hier auch mal was zu Bleigewichten geschreiben, da meldeten sich dann auch solche Boardler, die meinten ich will die halbe Welt vergiften, trotz meiner Sicherheitshinweise.

Grüße

coppy
 
Jedenfalls finde ich die Schaltung schon recht genial ausgedacht. Ich könnte mir einen Nachbau an einem F2 vorstellen.

Der F2 hat aber eine recht grobe Fahrstufenunterteilung, wenn ich mich an meinen richtig erinnere und auch eine rel. hohe Anfangsspannung. Das hat mir nie so recht gefallen. Kann man das ändern oder ändert sich das mit dem Umbau?
 
Der F2 hat aber eine recht grobe Fahrstufenunterteilung, wenn ich mich an meinen richtig erinnere und auch eine rel. hohe Anfangsspannung. Das hat mir nie so recht gefallen. Kann man das ändern oder ändert sich das mit dem Umbau?

Das Problem mit der Anfangsspannung dürfte sich ein wenig entschärfen. Trotzdem der Transistor nahezu ständig im Sättigungsbereich betrieben wird, fallen je nach Ausgangstrom 1,5 - 2 Volt über dem Transistor ab. Ich kenne jetzt den F2 nur dem Namen nach, kann also zur Stufigkeit der Regelung nichts sagen.

Gruß Baracke
 
...Mit dem Hinweis ist dem Sicherheitsgedanken genüge getan. Jeder Depp kann sich im Baumarkt eine Schukosteckdose kaufen* und die zu Hause falsch anschließen...
Seh ich auch so - die Idee ist wunderbar einfach und zu dem recht bratztig rübergebrachten Warnhinweis fällt mir spontan folgendes ein:
http://www.youtube.com/watch?v=YZMsNpyaHcA

P.S.:
*die noch nicht mal was taugt weils dort viel Plunder und Billigschrott gibt

Der F2 hat aber (...) wenn ich mich an meinen richtig erinnere (...) eine rel. hohe Anfangsspannung.
Das hängt mit dem Aufbau des Schleifers zusammen der die Spannung abgreift. Wenn man das beheben will bleibt eigentlich nur die Möglichkeit die Anfahrspannung über mehrere in Reihe geschaltete Dioden zu reduzieren.
 
Rein äußerlich und von der Größe hat mir der F2 immer gut gefallen, aber das allein zählt ja nicht. Als mir der damals kaputt ging, hatte ich ihn im Rahmen eines spontanen Jugend-forscht-Programmes geöffnet. Der Regelmechanismus war WIMRE recht simpel über vernickelte Eisenblech(?)kontakte von rel. großer Fläche realisiert worden, woraus sich so um 5 Fahrstufen ergaben. Jedenfalls ganz anders als beim FZ 1, wo eine Kupferspange über Windungen der Spule geführt wurde. Da die Aktion (natürlich bei gezogenem Stecker) etwas her ist, kann ich den Aufbau leider nur im Groben wiedergeben. Machte innen jedenfalls einen etwas lökerigen Eindruck.
 
Ich denke, es müßte auch FZ2 heißen, da sich in dem Trafo auch ein Zubehöranschluß befindet.
Auch der FZ1 hat mehr Fahrstufen, da der Regler die Spannung über die Spulenwicklung abgreift.
Nur beim F1 kann man wirklich von Stufen sprechen, da der Fahrregler so konstruiert ist.

Lüdi
 
Ich denke, es müßte auch FZ2 heißen, da sich in dem Trafo auch ein Zubehöranschluß befindet.
Auch der FZ1 hat mehr Fahrstufen, da der Regler die Spannung über die Spulenwicklung abgreift.

FZ1 und FZ2 sind vom Funktionsprinzip her ähnlich (Abgriff über Schleifer direkt von der Sekundärwicklung, Selen-Brückengleichrichter), Unterschiede bestehen im konstruktiven Aufbau, der dem Lauf der Zeit angepasst wurde (modernerer Aufbau beim FZ2, mehr Kunstoff, kein Pertinax wie beim FZ1, gedrängterer Aufbau, Signalleuchten mit LED anstatt Glühlampen). Der FZ1 hat nach meinem Dafürhalten auch die "weichere" Charakteristik in Bezug auf die Abhängigkeit der Sekundärspannung vom Ausgangsstrom. Schwachstelle bei beiden ist natürlich die den Umständen geschuldete Kontaktqualität sowie der mittlerweile sehr betagte Selengleichrichter.
Beide lassen sich m.E. sehr gut regeln, der FZ1 hat den "knackigeren" Nullpunkt (zumindest der, welchen ich auch noch zu liegen habe).

Gruß Baracke
 
@R.P.
'schuljung - ich verwechsel die beiden immer und meinte den mit der Kupferspange.

Oh! Ein Fettnäpfchen::lupe:
Anlauf und Arschbombe!:boeller:
 
Hallo Baracke !!

Schöne Schaltung die ich unter Beachtung meiner eigenen Sicherheit gern nachbauen möchte.

Ich wollte mir auch schon die einzelnen Bauelemente bestellen,dabei musste ich feststellen,das die von Dir im Bild verwendeten Typbezeichnungen weder bei Pollin (noch bei Conrad) verfügbar sind.

Die Schottky-Dioden hab ich noch gefunden und aus noch massig vorhandenen Gleichrichterdioden brat ich mir selbst den Brückengleichrichter.

Aber zu der Zener-Diode und dem NPN-Transistor hätte ich gern Eckdaten ((Leistung (auch für den Widerstand) Spannung ...)) um passende Alternativen bestellen zu können.

Vielen Dank ...... mit besten Grüssen ReichsbahnraTTe
 
Hallo Reichsbahnratte,

bei Reichelt.de sind die Elemente verfügbar:

a.) Zener-Diode 1,3W 5,6V
http://www.reichelt.de/Z-Dioden-1-3...wQARsAAFmrVoE1c60f990f597e534efc3c74945cacdb3
Ausführung: glasversiegelt, Silizium-Leistungs-Diode
Gehäuse: DO-204AL(DO-41)
Spannung: 5,6V
Toleranz: 5%
Ptot: 1,3 W
Temperaturbereich: -65…200 °C

b.) TIP 142 ISC :: Transistor NPN-Darl TO-3 100V 10A 125W
http://www.reichelt.de/Bauelemente/2/index.html?ACTION=3;ARTICLE=125749;SEARCH=TIP 142 ISC
Ausführung: NPN-Darl
Uces: 100 V
Ic: 10 A
Ptot: 125 W

b.1) Bauformalternative (bei vgl. Eckdaten):
TIP 142 STM :: Transistor NPN-Darl TO-247 100V 10A 125W
http://www.reichelt.de/Bauelemente/2/index.html?ACTION=3;ARTICLE=21483;SEARCH=TIP 142

c.) 1N 5817 :: Schottky Diode, DO41, 20V, 1A
http://www.reichelt.de/Bauelemente/2/index.html?ACTION=3;ARTICLE=41848;SEARCH=1N 5817
URRM 20 V
UF 0,32 V
IF(AV) 1 A
IR 1 mA
IFSM 25 A

d.) Die übrigen Bauelemente sind als Standard ebenfalls zu finden.

Die Kennwerte zu a. - c. sind so bei Reichelt.de gelistet und von dort übernommen.
Eine Validierung der o.g. genannten Werte, gegen aktuelle Datenbücher und auf Vollständigkeit, habe ich nicht durchgeführt.

Eventuell hilft Dir das weiter?!

Viel Spaß beim Nachbau.

Gruss,
Pepe

@Baracke: Bei Fehlinterpretation meinerseits oder falsch genannten Kenndaten, bitte um Korrektur - Danke :)
 
Trafogalerie

Für, die die Trafos nicht kennen, mal eine Galerie von Trafos aus den 70ziger, die mein Vater in meine Modellbahn eingebaut hat v.l.n.r
F1 hat sogar nur 4 Stufen, Ausgangstrom 0,12A gabt es einzeln und war in Startpackungen. Reicht gerade so für eine Lok ohne Licht 81, 92 oder so.
F2 für die Stufen müsste ich ihn öffnen, 0,6A für 3 Loks (Zeuke, BTTB)
FTr1 Elektromechanik Niedersedlitz 0,4A, der Regelknopf ist nicht sehr bedienerfreundlich.
Den Universaltrafo 1-24V AC habe ich schon mal gezeigt. Das Gehäuse ist nachgebaut. Es war Original aus braunroten Bakelit, so wie im Steckfeld. Mit magnetischer Kurzschlussicherung. Wer kennt das Teil?
Ferner gab es noch den FZ1, FZ2, Z1, Z2, den schwarzen Bakilettrafo (wie heißt der richtig?) - Ergänzungen erbeten.

Ich werde die Trafos morgen mal einzeln ablichten und in die Datenbank stellen
 

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Hallo Reichsbahnratte,

auch wenn Pepe eigentlich alles aufgezählt hat

Die Z-Diode ist ein Standardtyp 0,5W, 5,6 V (ZPD5,6 von Diotec)
Die Schottky-Diode 1N5817 gibt es von verschiedenen Herstellern, alternativ kann man auch eine Standarddiode wie die 1N4001 einsetzen.
Beim Transistor ist es ebenfalls nicht kritisch, den TIP142 habe ich genommen weil er gerade in meiner Bauelementekiste lag, möglich sind auch TIP131, TIP132 oder TIP141. Die Typen unterscheiden sich eigentlich nur in der Spannungsfestigkeit. Günstig ist, dass diese Transistoren eine integrierte Freilaufdiode besitzen, die den Transistor bei induktiven Lasten (die Modellbahnmotoren nunmal sind) vor Spannungspitzen schützt.
Für den Widerstand ist eine Ausführung mit 0,5W ausreichend.
Bei den Dioden für den Brückengleichrichter empfehle ich eher Typen wie die 1N540x ... die 1N400x dürften etwas unterdimensioniert sein.

Ansonsten ist die Schaltung von der Dimensionierung absolut unkritisch, wenn man darauf achtet, dass die Bauelemente, welche im Hauptstrompfad liegen (Brückengleichrichter und Transistor), eine entsprechende Strombelastbarkeit haben.
Bei der Z-Diode kann man durchaus mit dem Wert variieren, was einem am günstigsten erscheint ... bei mir war es die 5,6V-Variante
Der Kühlkörper beim Transistor sollte auf jeden Fall vorgesehen werden, etwas in der Richtung Conrad-Best.Nr. 188948 - 62 (BxHxT 37.5 x 32 x 14 mm) sollte es schon sein ... evtl. wird man auch bei Pollin fündig.

Und wie in meinem Post erwähnt ... ich habe das ganze frei im dem Raum, welchen vorher der Selen-Gleichrichter einnahm, verbaut ... den Gleichrichter und den Kühlkörper mit dem Transistor im Gehäuse verklebt, die kleineren Bauelemente direkt verlötet und isoliert.

Ich hoffe, das hilft Dir weiter ... wenn Du weitere Fragen hast ... nur zu :)
 
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