Leistungsbedarf der Anlage (Anzahl Trafos und Booster)

[Epoche VI]

Hallo,

ich habe irgendwo eine Excel-Liste zu Berechnung der Anzahl von benötigten Trafos und Boostern für H0 gefunden.
Da steht drin, dass jede gleichzeitig fahrende H0-Lok 10,0 VA und jeder mit LEDs beleuchtete Waggon 1,0 VA benötigt. Das betrifft die Boosterleistung.
Für zusätzliche Trafo-Leistung kommen noch beleuchtete Häuser (mit Lampen), Weichen oder Signale á 1,5 VA und für S88 Rückmeldemodule pro Stück 0,1 VA hinzu.

Was gilt für TT-Loks?
LED-Waggons dürften ja in TT identisch sein, oder?
Stimmen die Angaben für Häuser (wie siehts bei LEDs aus), Weichen, Signale und Rückmeldemodule?
Was braucht ein Weichendekoder?

Wieviel VA produziert die Intellibox am Digitalausgang für Normalgleis (ohne Booster)? 3A Ausgangsstrom bei ca. 18V = 54 VA?

Wieviele Trafos und Booster habt ihr? Verbindet ihr die oder macht ihr getrennte Kreise?

 

[Harka]

eine LED zieht ca. 20 mA Strom. Bei 2,1 V Betriebsspannung an der LED sind das 0,042 W. Aber Vorsicht, der Vorwiderstand verheizt auch noch was und das macht zusammen 0,2 W. Bei 6 LED hättest du somit bei 12 V Betriebsspannung 0,12 A nötig - muss aber nicht sein. Man schaltet die LED in Reihe und schon brauchen alle zusammen nur 20 mA - leuchten aber erst bei 12 V.

*geändert*

 

[Loetkolben]

Meine Meinung: Wenn durch eine LED 20 mA fliessen, dann fliessen durch 6 parallel geschaltete 120 mA (Natürlich jede ihren eigenen Vorwiderstand).

In Reihe schalten kann man die natürlich auch, nur wird es mit einem normalen Dekoder schwer, die dann einzeln zu schalten. Ich könnte mir höchstens vorstellen sie mit 3 Si-Dioden und einem MOSFET zu brücken, bin mir aber nicht sicher, ob das geht.

Digital hat man immer 12V, das sollte kein Problem sein.

Was mich gleich zur nächsten Frage bringt: Müssen es wirklich die 20mA Typen sein? Digitalstrom ist so kostbar (Booster sind teuer, 1/3 wird verheizt und kommt nie beim Verbraucher an). In vielen Fällen sollte es auch mit 1 mA LEDs gehen.

Viele Grüße
Loetkolben

 

[Öltender]

Die Intellibox sollte mit einem 100VA Trafo benutzt werden, ein70 VA geht noch, aber nicht darunter.
Boosterkreise müssen zwingend voneinander beidseitig isoliert sein.
Rechne damit, daß pro Boosterkreis nicht mehr als 6 Züge fahren, beim Anfahren im Bahnhof, auf freier Strecke gehen auch 1-2 mehr, wenn sie nicht groß halten. Mit Beleuchtung wird es aber schon eng.
Die Trafos sollten am Rückleiter nicht miteinander gekoppelt werden.
Weichen separat an einen Trafo klemmen, da können viele dran, da nicht alle auf einmal schalten.

Gruß Olaf

 

[Harka]

@Loetkolben
Wer will schon in einem Personenwagen die LED der Beleuchtung einzeln ansteuern?

Um die 20 mA pro LED kommst du schon rum. Der Spannungsabfall über einer LED ist immer konstant - egal welche Spannung anliegt. Mehr als 20 mA hält sie typischerweise nicht aus. Der Vorwiderstand dient nur dazu, den Strom zu begrenzen. Er ist deshalb unverzichtbar. Auch bei 6 LED in Reihe muss bei 12-13 V ein Vorwiderstand her.
Sind weniger als 20 mA verfügbar, dann ist die LED halt dunkler.

 

[PetrOss]

Die Roco-starterdings, die ich hab, bietet 40 VA, d.h mit 4 loks und 4 beleuchteten waggons wird's knapp. Weichen und signale fuetter ich mit einem uraltem fleischmann trafo 18 VA bj 1969. Bei der groesse meiner anlage reicht es aber aus.
Bei den waggons habe ich keine dekoder, sondern eigenbau LED-leiste, die 5 LEDs hat, einen 470 mkF kondensator, 2x 390 Ohm wiederstande (frueher bei analog war nur einer da, fuer digital einen dazugeloetet), und einen brueckengleichrichter. Die waggons fressen dabei etwa 18-20mA bei mir (einzeln auf die gleise gestellt, und ampermeter dazwischen).

Die loks fressen unterschiedlich strom, haengt vom tempo ab, welche last die ziehen und auch ob die beschleunigen,auch die sonderfunktionen fressen strom. Habe zwischen 200 und 700 mA gemessen pro lok.

 

[Stardampf]

Hi allemann,

Boosterkreise müssen zwingend voneinander beidseitig isoliert sein.

Wieso denn dieses!?
Das Thema hatten wir hier schon mal, solange jeder Booster seine eigene Sekundärspule am Trafo hat, ist auch digital eine Nulleiterschaltung (alle Boosterausgänge einpolig verbunden) möglich.

 

[Epoche VI]

Das Elektro-Klimbim macht mich fix und foxi.
Eine Angabe in Watt oder VA wäre gut, wenn das dasselbe ist. Was hat eine Lok?
Und kann einer evtl. das mit der Verkabelung bezüglich Trafos und Booster (Sekundärspule? Nullleiterschaltung?) auch mal aufmalen? Danke.

 

[Loetkolben]

@Loetkolben
Wer will schon in einem Personenwagen die LED der Beleuchtung einzeln ansteuern?

Oach Spielfritzen sind wir doch alle.

Aber, ich gebe zu, der Gedanke ist eher abstrakt. Vielleicht die Schlussleuchten.

@Loetkolben
Um die 20 mA pro LED kommst du schon rum.

Ja das meine ich auch. Mein ursprüngliches Posting bezog sich eher auf:

Bei 6 LED hättest du somit bei 12 V Betriebsspannung 1 A nötig

Das ist wohl eine Null zuviel.

Das der Spannungsabfall über der LED durch die chemischen Konstanten des PN-Überganges (und in Grenzen durch den fliessenden Strom) vorgegeben ist, ist mir schon klar. Aber ich wollte den Ball niedrig halten.

Zurück zum Problem:
Wie wäre es mit:
www.reichelt.de

Bestellnummer: LED 3MM 2MA GE
LED mit geringem Stromverbrauch 2mA.
3mm, gelb, Gehäuse eingefärbt, diffus
Abstrahlwinkel: 60°
(590nm)/0,8-3,2mcd

Preis 9 Cent/Stück


Bei 2V Flussspannung meine ich 6 Stück in Reihe schalten zu können. Gehen wir mal von 16V Digitalspannung aus, muss man noch 4V verheizen. 4V und 2mA macht 2kOhm.

Leistung wäre dann an Gleichspannung 16V satte 32mW. An der Digitalspannung etwas weniger, am Trafo wegen der Verluste im Booster betimmt 40 mW (oder 0,04 W).

Wenn man zur Stützung einen kleinen Kondensator vorsehen will, muss man erst gleichrichten. Ich hätte allerdings arge Bedenken, dass die Dioden eines normalen Brückengleichrichters bei so kleinen Strömen schon durchlassen. Außerdem fallen dann 1,4V (oder mehr) über dem Gleichrichter ab. Dann wird es langsam knapp mit 6 LEDs in Reihe. Wenn Du das nicht selbst mal schnell testen kannst, baue ich das gerne mal zur Probe auf.

Gegenteilige Meinungen?

Mit verspielten Grüßen

Loetkolben

 

[PetrOss]

Eine Angabe in Watt oder VA wäre gut, wenn das dasselbe ist. Was hat eine Lok?
Und kann einer evtl. das mit der Verkabelung bezüglich Trafos und Booster (Sekundärspule? Nullleiterschaltung?) auch mal aufmalen? Danke.

So: Loks brauchen 300-700 mA (=0,3-0,7 A) und bei 20 Volt digitalspannung ist es (einfach duerchmultiplizieren) = 6 bis 14 VA
Bei den waggons mit 5-6 LEDs ist es mit 0,02 A bei 20 volt 0,4 VA.

Die sache mit trafos verbinden kann ich leider nicht erzaehlen, da ich einfach separate trafos fuer fahren und sonstiges habe.

 

[Harka]

Schlussleuchten und Wageninnenbeleuchtung würde ich eh trennen. Dann berechnen sich auch die Widerstände leichter (wegen der sicherlich unterschiedlichen Stromverbräuche von gelben und roten LED).

Und ja, da war eine Null zu wenig bei meiner Kopfrechnung. 6 LED mit 20 mA ziehen nur 120 mA.

Du musst bei deiner Rechnung nicht 4 V verheizen sondern du musst einen Widerstand berechnen, der bei 4 V Spannungsabfall nur 2 mA durch lässt und alle anderen Elektronen aufhält .

R = U/I
R = 4V / 2 mA = 2kOhm

Eine Brückengleichrichter kann man sich sparen, eine Diode genügt völlig. Wenn man dann noch einen Goldcap dazu schaltet, leuchtet die Beleuchtung des Wagens auch nach 60 Sekunden noch der Schachtel.


Der Zeuke-Rundmotor ist mit 200 mA angegeben.

 

[Loetkolben]

Du musst bei deiner Rechnung nicht 4 V verheizen sondern du musst einen Widerstand berechnen, der bei 4 V Spannungsabfall nur 2 mA durch lässt und alle anderen Elektronen aufhält .

R = U/I
R = 4V / 2 mA = 2kOhm

Eine Brückengleichrichter kann man sich sparen, eine Diode genügt völlig. Wenn man dann noch einen Goldcap dazu schaltet, leuchtet die Beleuchtung des Wagens auch nach 60 Sekunden noch der Schachtel.

So richtig unterscheiden die sich aber nicht von meinen 2kOhm .
Das mit der einzelnen Diode stimmt.

Was mich jetzt noch interessieren würde: Wo bekomme ich Goldcaps mit 16V Spannungsfestigkeit her. Hast Du da eine Quelle? Ich baue die nun schon jahrelang dienstlich in µC Schaltungen ein und habe nie mehr als 5,5V bekommen.

Zur MoBa:
Wobei mich der Preis von mindestens einem Euri/Stück davon abhalten würde 4 in Reihe zu schalten.

Viele Grüße
Loetkolben

 

[haensgen39]

Hallo zusammen.

Ich habe 40 Loks und keine verbraucht 700mA Strom. Selbst in der E95 von BRAWA ,hat zwei Motore habe ich ein Lenz 010XF eingebaut und der verträgt bekanntlich nur 500mA. Die Lok zieht 17 2achser. Die Steigung beträgt 2cm auf 1m. Mein IB nehme ich nur für die Steuerung von Weichen und Signalen und für den s88-Bus. Die Gleise werden von 2 separaten Booster betrieben. Dort sind die braunen Kabel miteinander verbunden. Bei Gleisabschnitten habe ich nur eine Schiene (rot) getrennt.

Gruß haensgen39.

 

[Stardampf]

Hi allemann,

Ich habe 40 Loks und keine verbraucht 700mA Strom.

besser ist das.
Du hast aber sicher auch keine 20 Volt am Gleis.

Loks brauchen 300-700 mA (=0,3-0,7 A) und bei 20 Volt digitalspannung ist es (einfach duerchmultiplizieren) = 6 bis 14 VA

Da Der Strom der Spannung proportional ist, steigt er mit der anliegenden Spannung, die aufgenommene Leistung wächst sogar quadratisch...

 

[haensgen39]

Ich habe 17 Volt anliegen. Dies ist vollkommen ausreichend.

haensgen39.

 

[Loetkolben]

Jetzt hab' ich noch mal 'ne Frage zu diesem Thema: "Lastreglung" bei Dekodern meint doch, dass die das Pulsverhältnis am Motor der Effektivspannung am Gleis anpassen? Damit zeiht doch eine Lok weniger Strom, wenn die Spannung am Gleis höher ist

Kann man diesen Effekt praktisch beobachten, d.h. mehr Verbraucher betreiben, wenn man die Gleisspannung erhöht?

Ebenso müsste man doch mehr Loks betreiben können, wenn man langsamer fährt? Weil auch da das Pulsverhältnis am Motor günstiger gewählt wird.

Viele Grüße
Loetkolben

 

[Stardampf]

Lastregelung heißt,
daß der Decoder unabhängig vom Belastungsgrad (Steigungen/Gefälle, Leerfahrt oder schwerer Zug) die Drehzahl des Motors konstant hält.

"Lastreglung" bei Dekodern meint doch, dass die das Pulsverhältnis am Motor der Effektivspannung am Gleis anpassen? Damit zeiht doch eine Lok weniger Strom, wenn die Spannung am Gleis höher ist

Falsch.
Da der Widerstand des Motors gleich bleibt, steigt mit der Spannung auch der Strom.
Das habe ich übrigens hier direkt zwei Beiträge vor Deiner Frage schon einmal geschrieben.

"Lastreglung" bei Dekodern meint doch, dass die das Pulsverhältnis am Motor der Effektivspannung am Gleis anpassen? Damit zeiht doch eine Lok weniger Strom, wenn die Spannung am Gleis höher ist

Auch falsch.
Das einzige was Du beobachten kannst, sind mehr Rauchbits der überlasteten Decoder...

Und wegen dem doofen Ohmschen Gesetz (zum dritten mal: U~I !) kannst Du mit weiter steigender Gleisspannung sogar immer weniger Loks betreiben, da der Grenzstrom (Vollast) des Boosters eher erreicht wird.

 

[uller]

HallO!
Im Prinzip hast Du recht, aber bedenke, es beschleunigen dann mal 2 oder 3 Loks gleichzeitig oder es wird etwas schneller gefahren und dann ist dunkel, finito, aus.
Muss das sein ?
Edith: Es wird auch reichen wenn mehrere Decoder zur gleichen Zeit einen Impuls zum Motor zu geben, d.h. Booster schaltet ab.
Ansonsten verbrauchen Loks wirklich nicht viel Strom (gleich, grösser 700 mA) WENN sie a) gut gewartet sind und b) solange nix blockiert (Gestänge, Lok bleibt irgendwo hängen, sprich Unfall).
Aber wenn dann mehr Strom gezogen wird, als der Decoder liefern kann, sollter der wenigstens eine Kurzschlussstromüberwachung haben (die fängt u.U. aber auch nicht alles ab...), und das haben die alten Lenze nunmal nicht, ist es das Risiko wert? Bestenfalls ist nur der Decoder durch, wenn der zuviel Hitze vorher erzeugt ist u.U. auch das Gehäuse in A... .
Also lieber vorher Lok analog langsam gegen ein Hindernis fahren lassen und "aufdrehen" dabei den Strom messen, und danach den Decoder auswählen.
Mfg Uller

 

[1435er-fan]

Falsch.
Da der Widerstand des Motors gleich bleibt, steigt mit der Spannung auch der Strom.

Au ja, ich jetzt auch mal:

Die Theorie wäre richtig wenn ...

... es sich bei einem Motor um eine rein Ohmsche Last handeln würde.

Ist er aber nicht, hier stänkern noch solche Gemeinheiten wie magnetische Felder mit rum.
Und so hat ein Motor die unangenehme Eigenschaft,
bei erhöhter mechanischer Last seinen elektrischen (ohmschen) Widerstand zu verringern, d.h. er "zieht" mehr Strom bei konstant vorgegebener Spannung.

Und genau diesen Effekt nutzen dann Lastregelungen aus, um in gewissen Grenzen mit erhöhter Spannung (oder größerer Pulsbreite = größeres Spannungsintegral) die Motordrehzahl konstant zu halten.

 

[Harka]

@Loetkolben
ne, habe ich nicht. Die Goldcap habe ich bisher nur über maximal 3 LED. Die werden nach Spannungsabfall etwas dunkler, aber sie gehen nicht aus. Bei Zugschlussbeleuchtungen aus 2 LED funktioniert das noch besser.

 

[ptlbahn]

Also ich kenne die Spannungswerte von LED's so:
Rot 1,8V
Gelb 2,5V
Grün 3,5V.
Die werte stammen zwar noch aus alten DDR-Datenblättern, aber ich glaube nicht, das die heutigen LED's wesentlich andere Basismaterialien verwenden, und von denen ist der wert ja abhängig.
Die Überlegung mit der einweggleichrichtung ist zwar im 1. moment recht verlockend, aber wenn viele Wagen immer die selbe Polarität abnehmen, wird die Boosterentstufe Asymetrisch belastet. Da nun aber einige dekoder Asymetrische Spannung als Bremsstrecke auswerten (zB. Zimo), kann diese einseitige belastung zu unerwünschten efeckten führen! Ich würde da her entweder Brückengleichrichter-Elko-Vorwiderstand und LED' verwenden, oder nur Vorwiderstand-LED-Paare antiparallel (Das heist, eine nutzt die Positive Halbwelle, eine die negative) nutzen.Der Strom bleibt in diesem fall gleich, da ja immer nur eine LED leuchtet. Damit ließen sich in einem Wagen ca. 10-12 LED's mit 2mA gesamtverbrauch gleichzeitig betreiben.
Und wieviel Volt noch am motor ankommt, das ist auch mit der Sättigungsspannung der Entstufentransistoren in der Dekoderendstufe abhängig. Bei Konvensionellen (PNP/NPN)transistoren fallen in der endstufe mindestens ca. 1,2V ab. Bei MOS-Transistoren kann es weniger sein, aber der Verlustwert steigt mit dem Strom.
Und VA = W stimmt nur bedingt! (Bei rein ohmscher Last oder bei GS)
VA ist die angabe für WS unter berücksichtigung der Phasennverschiebung durch Induktive oder Kapazitive lasten im WS-Stromkreis (Scheinleistung)
W ist die Angabe der Wirkleistung, und nur für GS oder rein ohmsche lasten zu verwenden.
Aber für unsere Überschlagsberechnungen reicht die annäherung W=VA.
Weichen und Signale (mit mechanischen Antrieben ohne Licht) kann man fast vollkommen vernachlässigen, da ja nicht ständig alle geschaltet werden, sondern meist immer nur eine oder 2.
Häuserbeläuchtung dürfte einen eigenen Stromkreis bekommen, und somit für die Booster auch uninteressant sein.

 

[Epoche VI]

Nach den umfangreichen Erkenntnissen möchte ich nun wissen, ob ich mit z.B. 6 Trafos, IB und 4 Boostern richtig liege.

Siehe Abbildung >>> Klick mich <<<

Wie Öltender schon sagte, sollte der Trafo 1 vielleicht eher 70 VA sein. Der Rest könnte ja wohl 52 VA sein, oder?


Und jetzt sagt mir bitte, welche Rückleiter o.ä. noch zusammengeklemmt werden sollten.

 

[uller]

HallO!
@ Epoche VI
Sieht gut aus!
IB wegen unsym. DCC Signals, nur Digitalzubehör (Weichen/Signal-Decoder), je nach Anzahl müssten auch nicht mit extra Trafo versorgt werden (falls überhaupt möglich), da die IB auch einiges liefert.
Der Trafo für die IB sollte wirklich etwas grösser sein (wie schon gesagt). Ansonsten könnte man zum TT-Fahrbetrieb auch 12 Volt Halogentrafos (da meist kostengünstiger; aber nur die "normalen", keine elektronischen! nehmen UND alle gleicher Typ und Hersteller). Der fürs Zubehör ist relativ trivial, wahrscheinlich schon vorhanden.
Mfg Uller
Edith
P.S.
Wie viele Loks + Wagen mit Beleuchtung sollen WO überhaupt laufen, wegen den 4 Boostern?

 

[Epoche VI]

Wie viele Loks + Wagen mit Beleuchtung sollen WO überhaupt laufen, wegen den 4 Boostern?

Stand oben rechts in der Abbildung:
- Schattenbahnhof:
7 Gleise, gleichzeitig 2
- Tiefbahnhof + unten:
6 Gleise, gleichzeitig 4
- Hochbahnhof + oben:
4 Gleise, gleichzeitig 4
- Paradestrecke:
1 Kreis, gleichzeitig 2

Pro Lok im Extremfall 5-6 beleuchtete Wagen.

Ich denke, dass es mit 4 Boostern schon vorsichtshalber stärker dimensioniert ist als nötig.

 

[uller]

HallO!
Spare erst mal ein bisl, Paradestrecke und Schattenbahnhof an einen Booster, reicht aus. D.h. muss auch reichen den sonst würden die beiden anderen Booster auch abschalten, denn da ist halt doppelt soviel los...
Es schadet nix, zusätzliche Booster, bezüglich Trennstellen, vor zu sehen, aber der kann notfalls später immer noch nachgerüstet werden.
Viel wichtiger ist das die Booster UND Trafos für den Fahrbetrieb wirklich baugleich sind, um Geschwindigkeitsprünge beim Stromkreisübergang (Boosterkreise) zu vermeiden.
Mfg Uller