THEMA: Diodenmatrix Weichen schalten nicht richtig

Hallo Axel,
dieser Link dürfte Dir eine hilfe sein
http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/diodenmatrix.htm
viel Spaß beim Löten
EdmuNd

Hallo,

der Querschnitt ist nicht so kritisch weil es sich um Impulsströme handelt.

Grüße, Peter W.

Ich würde zwischen dem Gleichrichter und dem Kondensator noch einen Widerstand von ein paar Ohm dazwischenschalten. Das bewirkt zweierlei:

1. Ist freundlich gegenüber der Spannungsversorgung und dem Gleichrichter da beim Einschalten nicht die leeren Kondensatoren mit einem Stromstoß gefüllt werden.

2. ist freundlich gegenüber den Weichenantrieben da es den Dauerstrom begrenzt falls mal jemand auf einem Taster einschläft (oder sonst ein Fehler in der Schaltung ist).

Der genaue Wert ist nicht so kritisch, wenn man nix anderes daheim hat tut es ein 16V oder 24V Birnchen (Bremsleuchte, LKW) auch. Das Birnchen glimmt dann währen der Kondensator lädt. Kondensatoren in der Schaltung addieren sich, so anstatt von 2x1000uF kan man auch 1x2000uF nehmen. Größer ist hier besser. Wichtig, sie müssen die Spannung aushalten, sonst machen sie *poff*.

Gruß,
Harald.

@2+3
Der Querschnitt ist entscheidend, weil ein kleiner Querschnitt einen hohen Leitungswiderstand und damit einen hohen Spannungsabfall bedeutet. (Es ist die gleiche Problematik, die die Digitalbahner für die Gleisanschlüsse zu dicken Strippen greifen lässt.)

Hoher Spannungsabfall bedeutet, dass ein Teil der verfügbaren Leistung im Kabel verheizt wird, statt im Elektromagnet in Magnetismus umgewandelt zu werden. Das ist schlecht und führt zu unzuverlässig schaltenden Weichen.

Man kann das Problem lösen durch
a) grösseren Querschnitt in der Verkabelung (wenigstens 0.5mm2)
b) grössere Spannung an der Versorgung
c) beides zusammen

@4
zu 1: Die Bemerkung ("Stromstoss") ist korrekt. In der Praxis halten dies die Bauteile aber problemlos aus, was auch aus den Datenblättern ersichtlich ist.
zu 2: Der Dauerstrom entspricht dem Strom, der sich bei bereits geleertem Kondesator ergibt. Der Dauerstrom ist in der Praxis durch die Leistung des Trafos begrenzt.

Felix

Hi Axel!
Vielleicht liegt es einfach daran, dass Du nicht genug Saft an die Weichen lieferst. Ich habe auch solch eine Diodenmatrix und schalte damit bis zu 4 Weichen gleichzeitig. Ein Trafo mit ca. 1 A AC Ausgangsstrom und 14 V schafft es gerade so, ein anderer mit 16 V und 1,5 A lässt es aber kräftiger klicken.
Nur, wenn Du keine andere Stromversorgung für die Weichen hast, lohnt sich der Versuch mit dem Booster.

Viele Grüsse
Mathi

hallo Felix  @5,

Spannungsabfall gehört in die Mülltonne ...

was du meinst ist Spannungsfall
(und das schon seit einigen Elektriker - Generationen)

lG
Volker

Moin Axel,

wie kommst du auf 21000 µF?
Felix schreibt:


Nach deinem Bild komme ich auf maximal 4 Weichen pro Fahrstraße und somit 5000 µF.

Gruß
Kai, der bei 4 Weichen auch lieber zum 1 A Trafo greifen würde.

Ein Weichenantrieb benötigt ca. 0,5-0,8A.
Du willst 4 Weichen gleichzeitig schalten, also muß der Trafo 2-3,2A zur verfügung stellen.
Sind die Taster für solche ströme zu gebrauchen? (oder verbrennen die Kontakte nach einigen schaltvorgängen?)
Mit Elkos könnte die Energie ausreichend zwischengespeichert werden.

> Klappt das mit dem Kondensator trotzdem..?

Ja. Du braucht aber nur soviel Energie in den Kondenatoren speichen wie du _gleichzeitig_ schaltest. Also probier halt mal mit so 4700µF, das scheint mir ein guter Wert zum Anfang für 4 Weichen gleichzeitig.

> Sind die Taster für solche ströme zu gebrauchen?

Wenn dann der Taster losgelassen - in dem Augenblick wo er trennen muß - wird ist ja der hohe Strom schon vorbei.

Moin Axel,

ich bezog mich in # 9 auf Felix' Seite (Link aus # 1):
http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/diodenmatrix.htm

Wo steht da:


Gruß
Kai

Der kritische Strom bei Tastern und Schaltern ist der, den der Taster trennen muß weil dabei ja während der Zeit wo sich die Kontaktflächen voneinander lösen ein Funke überspringt den die Kontaktflächen aushalten müssen. Je höher der Strom, je schneller müssen sie sich voneinander wegbewegen, also mehr "KLICK".

> nen richtig Starken Brückengleichrichter.

Ich zweifle. Da durch den Gleichrichter nie mehr als die 0.6A die der Transformator liefern kann durchgehen braucht der nicht "richtig stark" zu sein. Der Brückengleichrichter muss lediglich den Kurzschlußstrom des Transformators aushalten. Bei so einem kleinen 0.6A Ding sind das vielleicht so das Dreifache, sagen wir mal 2A. Außerdem halten die Brückengleichrichter kurzzeitig einiges mehr aus als im Dauerbetrieb.

> 2 Wochen

Hört sich LANG an fur sowas.

@15
Auf meiner Webseite (von Kai zitiert in Nr.9) steht: Pro Weiche 1000uF. Du machst daraus pro Weiche 5000uF. Es ist mir schleiferhaft, wie du darauf kommst - und Kai auch. Darum fragt er in Nr.14 "wo steht denn das?"

Nach meiner Erfahrung genügen 4700uF für deine Weichenstrasse. Mit 21000 uF geht es natürlich auch - ist aber übertrieben. Wenn der "richtig starke Brückengleichrichter" wesentlich mehr als 2A Nennstrom hat, ist er ebenfalls übertrieben, denn Dioden verkraften auch kurze Stromstösse (Kondensator laden), die wesentlich grösser sind als der Nennstrom.

Also: Mit Kondensator 1x4700uF und Brückengleichrichter 50V/2A bist du auf der guten Seite. Alles, was grösser ist, nützt nichts. Es funktioniert zwar auch, und schadet auch nichts, aber die grossen teuren Teile bringen keinen Mehrwert mehr.

Die Taster sind mit 3A gut ok.

Felix

Moin Axel,

nein, eben nicht "genau"...

noch mal anders gefragt:
du schreibst diesen Satz im Beitrag # 11:



Wo hast du ihn her? Wo kann ich ihn nachlesen?

Gruß
Kai

Bei mir gibt es: Max. vier Weichen gleichzeitig schalten = 4x 1000uF plus Reserve = 4700 uF.
Beachte die Masseinheiten: 1000 [uF / Weiche] mal 4 [Weichen / Fahrstrasse] ergibt 4000 [uF / Fahrstrasse]. Der Kondensator muss also max. 4000uF pro Fahrstrasse bereitstellen.

Was du rechnest, ist: 1000uF pro Weiche mal Anzahl Weichen mal max.Anzahl Weichen gleichzeitig. Machen wir wiederum die Einheitenkontrolle: 1000 [uF / Weiche] mal 5 [Weichen] mal 4 [Weichen / Fahrstrasse]
ergibt 1000 [uF / Weiche] mal 20 [Weichen^2 / Fahrstrasse] bzw. 20000 [uF * Weichen / Fahrstrasse] Der Kondensator muss also 20000 uFWeichen pro fahrstrasse bereitstellen. Hä?

Felix

Kann sein, dass "pro Weiche" an die falsche Stelle im Text gerutscht ist. Weichen, die nicht geschaltet werden, brauchen keinen Strom und somit keinen Kondensator. Also einfach "pro Weiche" streichen und gut isses. Sonst hätte man ja die Anzahl der Weichen im Quadrat, und das macht elektrisch keinen Sinn.

Ich denke mal, Felix wird das noch richtigstellen.

Grüße,
Dietmar

Hallo Axel,

wenn Felix sagt, es ist so, dann ist es so. Schließlich stammt die Berechnung des Kondensators von seiner Webseite.

Grüße,
Dietmar

@24 *grins*

@23
Nun hast du ja 10000uF bestellt. Da hast du also sozusagen Sicherheitsfaktor 2 in der Berechnung drin. Damit klappt es ganz sicher. - Wenn es nicht klappt mit 10000uF, klappt es mit 20'000uF auch nicht, dann liegt woanders ein Fehler.

Anmerkung: Bei mir zu Hause schalte ich mit 1000uF plus Reserve sogar die Peco-Knaller PL-10W.

Felix

ich meine es kommt auf die Kondensatoren überhaupt nicht an, naja sagen wir, fast nicht....man könnte sie auch weglassen...mit der Vollwellenspannung kann man die Weichen auch schalten.
Der Kondensator macht die Vollwelle fast zur Gleichspannung, je größer Der Kondensator desdo weniger sackt die Spannung zwischen den Vollwellenspitzen während des Schaltens ab....also 4-5000 uF sollten genügen.

Viel wichtiger ist, daß der Trafo eine genügend hohe Leistung hat. In meinen Weichenschaltungen rechne ich sogar mit 1 A pro Weiche. Das ergibt bei 4 Weichen 1A, und das bei 16V, ergibt also mindestens 4*16=64VA.....natürlich sollte der Brückengleichrichter für diesen Strom auch ausgelegt sein.

Gruß Bernd.

Hallo zusammen,

wenn der Aufwand für 4 Weichen überhaupt sein muß?

Ich schalte die Roco DWW mit parallel geschalteten Roco Relais (10019), Analog.
und da kommt es auch schon mal vor das alle 4 Magnetartikel (2 Antriebe und 2 Relais) gleichzeitig schalten. Gleichzeitig wird auch das Arnold Gleisbildstellpult mit Strom versorgt.

Gut das geht natürlich nicht mit einem Trafo der 0,6A   Wieviel Volt hat das Teil denn?
Da ganze habe ich an einem 50VA 16V (3,125A) Trafo dran. Da schalten auch MTX Antrieb zuverlässig.  

Zur Kondensatorberechnug dem Autor (Felix) glauben oder an einer VHS noch mal einen Mathekurs belegen.


Gerade mal in meine Unterlagen nachgeschaut:
Roco Antrieb: Schaltspannung 14-16V~
                          Schaltsrom             700mA
Bei einem gescheiten Trafo sollten sich 4 Weichen (Roco) also auch ohne "Bastelei" per Diodenmatrix  schalten lassen.

Gruß Detlef

@26
Du hast die Aufagbe des Kondensators bei der Diodenmatrix nicht verstanden. Zurück an den Start.
Es geht nicht um Glättung, sondern um Energie!

@27
> dem Autor glauben

...oder ausprobieren. Versuch macht kluch!

Felix

Also der Elko soll als Akku arbeiten, damit der Trafo kleiner gewählt werden kann (hier 0,6A um 3,2A zu treiben)
Der Gleichrichter muß schon "kräftig" gewählt werden, denn im Einschaltmoment wirkt der Elko als Kurzschluß und das muß der Gleichrichter erbringen bis der Elko weit genug geladen ist.  
Die Elkos müssen auch genug Spannungsfestigkeit haben!
Bei 16V~ ist am geladenen Kondensator mit dem 1,42-fachen zu rechnen, also 22,4V! Wenn dann noch die Leerlaufspannung höher ist (wenn der Elko geladen ist, läuft ja der Trafo im Leerlauf bis eine Last zugeschaltet wird), dann sind 25V-Elkos schon zu klein! Ich würde mindestens 35V-Elkos nehmen!
Ihr dürft nicht vergessen, das hier keine konstante Last anliegt, sondern ihr mit den Grenzwerten "spielt"!
Achso, wenn ihr die Elkos als Energiepuffer nutzt, dann müßt ihr auch berücksichtigen, das nach jedem schalten erst wieder die Elkos geladen werden müssen! das heißt bei dem hier verwendeten Trafo der kaum für einen Antrieb reicht ist mit einer Erholzeit von 4 mal der Weichenschaltzeit als minimum zu rechnen. Also geh mal von 2-10 sekunden bis zum nächsten schalten aus! Im normalfall sicher nicht unbedingt das Problem, aber was ist wenn der zug kommt und man hat die falsche taste gedrückt?
Wie gesagt, es geht mir nur darum, das ihr alle Eckpunkte dieser trickschaltung betrachtet!

> Der Gleichrichter muß schon "kräftig" gewählt werden, denn im Einschaltmoment wirkt der Elko als Kurzschluß

Natürlich. Doch: Ein typischer Brückengleichrichter "2A" (z.B. KBP201G) verträgt 60A Spitzenstrom (siehe Datenblatt https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/webroot/Z_DATA/07004401.pdf ) Das bringt ein 0.6A Trafo nie, die Drähte haben ja auch schon 1/2 Ohm und so weiter.

> Die Elkos müssen auch genug Spannungsfestigkeit haben!

Ja, sehr wichtig. Ein geplatzter Elko ist auch dramatischer als eine Diode die bei zu hohem Strom den Geist aufgibt.

> wenn der zug kommt und man hat die falsche taste gedrückt?

Dann ham mer den Güterzug im Hauptbahnhof, siehe anderen Thread

Moin Moin....

ein für mich interessantes Thema......

Ich habe für einen Modulabzweig ebenfalls die Diodenmatrix von Felix als Vorlage genommen....
Zum Einsatz kommt ein 35V/4700µF-Elko für drei Weichen (wie auf Felix's Seite auch beschrieben)..........

Nun habe ich dazu aber noch mal eine andere Frage (wenn ich so vermessen sein darf): Kann man sich den Brückengleichrichter eigentlich aus den "Standard-Dioden" (1N4001) selber zusammenbauen oder ist ein gekaufter besser????

Mit bestem Dank für eure Antworten
Gruß Sascha

Hallo Sascha,

in einem Brückengleichrichter (der mit 4 Beinchen) sind 4 Dioden drin. Das können einzelne Dioden sein oder auch 4 Stück auf einem Chip. Ersteres wird man bei höheren Strömen finden, letzteres bei kleineren. Wenn du also 4 Stück 1N4001 in der Bastelkiste hast, spricht absolut nichts dagegen, sich daraus einen Gleichrichter aufzubauen.

Grüße,
Dietmar

Moin zusammen,

hier ist eine Sache noch nicht so ganz durchgedrungen: mit welcher Spannungsart werden den die Weichen überhaupt geschaltet?
Gleichspannung oder wird die Diodenmatrix mit Wechselspannung betrieben?

Gruß, Günter

Moin Dietmar...

danke für die Antwort.....
Ja, Ich hätte noch ein paar von den 1N4001 rumliegen..... habe die mal für eine Anlage mit zwei Kehrschleifen im 100er-Pack gekauft.... war billiger als einzeln zu kaufen.....

Moin Günther,

also: wie ich das Interpretiere wird die Diodenmatrix, wie Felix Sie auf seiner HP hat ( http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/diodenmatrix.htm ) mit gleichgerichteter Spannung gespeist. Also keine reine Gleichspannung, sondern es wird mitels eines Brückengleichrichters (Graetz-Schaltung) eine annähernd gleichgerichtete Spannung erzeugt, welche dann in die Matrix eingespeist wird. Der Elko, der dort vorhanden ist, wird nur benötigt, um ausreichend Energie zum Schalten aller Weichen einer Weichstraße zur Verfügung zu haben......

Hoffe, ich habe das so richtig erklärt

Gruß Sascha
Edit: Wörter, die beim Absenden verschluckt wurden, wieder ergänzt

Hallo Günter,

diese Frage von Dir? Das verwundert mich jetzt. Muzß ich jetzt versuchen Dir etwas zu erklären was Du viel besser erklären kannst

Wenn ich die Schaltung richtig verstehe, sorgen die 4 Dioden (oder ein Brückengleichrichter) für eine pulsierende Gleichrichtung.  Der Kondensator, der als pufferspeicher gedacht ist, sorgt aber für eine Glättung der Spannung. Ansich einen reine Brückengleichrichterschaltung mit Glättung.

Interessanterweise habe ich jetzt einen wohl wietgehend bis jetzt vernachlässigte Punkt gelesen

Ob dieser Punkt bei dieser Anwendung zu vernachlässigen ist, das Sekundär nicht immer eine Last angeschlossen ist, entzieht sich meines Wissens, ebenso wann die Kapazität des C zu groß ist.

Ergo wird mit eine Gleichspannung welche einen Oberwelligkeit hat geschaltet.

Gruß Detlef

  

Detlef,
ist ja alles richtig, aber noch Spekulation!
Ich würde nur gerne wissen, wie der Axel seine Matrix speist.
Das hat er noch nicht von sich gegeben, und es hat hat noch niemand gefragt.

So denn,
Günter

Hallo Günter,

jetzt versteh ich die Frage von Dir

und stimmt, hat er nicht geschrieben, aber bei zur Verfügung stehenden 0,6A wohl mit  Wechselspannung.
Aber wie ich in @27 schrieb:
Einen gescheiten MoBa Trafo, und dann geht das auch ohne die Schaltung.

Da hatte ich auch mal nach der Spannugshöhe des Trafos gefragt.

Aber Axel antwortet ja nicht mehr

Gruß Detlef

Detlef,
es gilt also zu bedenken,
das eine Matrix aus Dioden nichts weiter ist, als eine (mehrere) Einweggleichrichterschaltungen beim Betrieb an AC.
Somit sind beispielsweise an ohmscher Last die nutzbaren Spannungen

Ueff/sqr2

sind also bei 14 Volt nur noch 14 / 1.41 .

Es kann ja doch sein, das hier die Ursache allen Übels zu suchen ist.


Gruß,
Günter

Hallo Günter,

der Informationsaustausch mit Dir ist mal wieder hervorragend, ich bessere gerade mal altes Wissen wieder auf.

aber da kann jetzt auch was nicht ganz stimmen
die 14 V (Trafoangabe) ist doch ein Effektivwert, das heißt der Scheitelwert der vorhanden Sinusspannung (setze ich vorraus) ist um spr2 höher ergo 14V*1,414=19,8V
dann sorgen die Dioden doch wieder für ein absenken un diesen Wert,oder nicht?

Ich rätsel auch gerade: wenn ich in am Brückengleichrichter 14V~ Effiektivwert anlege, wieviel V- habe ich eigentlich am Ende? Wie kommt Felix in seiner Schaltung auf den höheren Wert? Liegt doch nur am Kondensator, oder. Ohne Kondensator bleibt doch die Spannungshöhe?

Gruß Detlef

PS: gut das ich altmodisch mit den beleuchteten Arnoldschalten die Weichen schalte, da habe ich das ganze Problem nicht

Detlef,
es ist so:
14V effektiv an Gleichrichterbrücke mit Ladeelko ergibt Ausgangsspannung (14*sqr2)-(2*Schwellspannung Dioden) da sich der Ladeelko auf eben dem Spitzenwert - 2 mal Schwellspannung auflädt.

Bei der Einweggleichrichterschaltung ohne Ladeelko, denn darum handelt es sich hier bei der Matrix gilt aber eben das hier:

http://www.elektroniktutor.de/analog/m1_glr.html

Gru0,
Günter

Hi Axel !

Ich schalte ebenfalls 4 Weichen gleichzeitig, mit meinem Beleuchtungstrafo max 4 A bei einer Ausgangsspannung von circa 14 V Wechselspannung.
Diese schalten auch bei voller Leistung sprich meiner kompletten Beleuchtung einwandfrei.

Gruß Thomas

Moin,

die Abstellgruppe, die hier zu sehen ist:
http://666kb.com/i/bb5mdwwqwa6tv450a.jpg
wird mit einer Diodenmatrix gesteuert. Im ungünstigsten Fall sind es 10 Rocoweichen, die gestellt werden müssen. Wenn ich die richtige Reicheltrechnung rausgesucht habe, wird das von einem 15 V 1,6 A Ringkerntrafo gespeist, hinter dem ein Gleichrichter für Gleichspannung sorgt. Dahinter sollten zwei 2200 µF Elkos für noch mehr Power sorgen, aber
1. hatte ich sie falsch angeschlossen *unschuldigpfeif*
2. schalten alle Weichen auch ohne.
Bei meinem Fiddleyard http://www.fehmarnbahn.privat.t-online.de/Bilder/fiddle.jpg sind es maximal 7 Weichen, die von einen Arnoldtrafo (1 A) gespeist werden. Der schafft es nicht unbedingt, aber da hatte ich auch auf einen Gleichrichter verzichtet...

Gruß
Kai

Hallo Kai

Bild 2 zeigt aber doch keine Roco Weichen sondern MTX und die sind sparsamer mit ihrem Strombedarf

Gruß Detlef

Hallo Günter,

jetzt mal von Elektriker zu Elektriker. Es gibt 3 Varianten:

- Wechselstrom
Dass das keine gute Idee ist, merkt man relativ schnell an dem lauten Knall, mit dem sich die Elkos verabschieden.

- Brückengleichrichter
Die Elkos werden mit jeder Halbwelle aufgeladen.

- Einweggleichrichter
Die Elkos werden mit jeder zweiten Halbwelle aufgeladen.

An Dioden fällt eine Spannung ab, wenn Strom durchfließt. Also ist in den letzen beiden Fällen die Spannung an den Elkos gleich der Spitzenspannung des Trafos, wenn die Elkos voll aufgeladen sind und man davon ausgeht, dass die Weichen über eine Endabschaltung verfügen, d.h. da fließt keine Ladungs aus den Elkos ab. Die Spannungen, die über den Dioden abfallen, kommen somit nicht zum Tragen. Wie du weisst, fließt durch eine Diode auch bei Spannungen unterhalb der Schwellenspannung immer noch ein kleiner Strom und da kein Laststrom fließt, reicht der aus, um die Elkos auf die Spitzenspannung zu laden. Bau dir einfach mal eine Schaltung bestehend aus Trafo, Gleichrichter und Elko auf und miss mal die Spitzenspannung am Trafoausgang und die Spannung am Elko mit einem Oszi und du wirst feststellen, die sind beide gleich (nix mit Schwellenspannungen der Dioden).

Wenn nun Tasten gedrückt werden, dann erst werden die Elkos entladen. Von Trafo über die Gleichrichtung kommt dann auch noch Spannung und dann erst kommt der Spannungsbfall über den Dioden zum Tragen. Da die Hauptenergie vom Elko kommt, wird die Weiche aber schon umgeschaltet haben.

Wie Felix schon in Antwort 28 schrieb, geht es hier nicht um Glättung sondern um Entladung.

Grüße,
Dietmar

Moin auch Dietmar,

die Verabschiedung von Elko´s mit Donnergetöse erfolgt in der Regel bei falscher Polung (dazu gehört der Betrieb von unipolaren Elko´s an Wechselspannung) aber auch dann, wenn die Betriebsspannung des Elko´s kleiner ist als der Amplitudenspitzenwert der Wechselspannung.

In meiner Frage nach der Spannungsart beim Betrieb der Matrix wollte ich nur zu bedenken geben, das die Ausgangsspannung der Matrix wesentlich geringer ist, als die Eingangsspannung. Von einem Elko in dieser Konstellation habe ich nichts erwähnt.



In welcher Beschaltung der Diode? Durchlass- oder Sperrbetrieb?

Zum Brückengleichrichter:



Richtig!



Ab wann ist das der Fall?



Wohin? Wodurch wird der verursacht? Etwa doch durch den Elko? Durch seine Leckströme? Durch seine Verluste?
Dort wo ein Strom fließt, entsteht auch ein Spannungsabfall! Da kann die Maus beißen so lange sie will, den Faden kriegt sie nicht durch   .





Ein Oszilloskop ist hierfür das denkbar schlechtestes Gerät!

Und, wann genau soll ich messen?
Ich bin ja noch jung und habe Zeit, aber den Zeitpunkt, wo der Fall der Spannungsgleichheit eintritt, werde ich wohl nicht mehr erleben.
Allerdings ist es richtig, das die Differenz kleiner wird, aber sie wird nie Null. Was also bedeutet, es fließt immer ein Strom!


Nun denn, leider hat sich der Axel wegens meiner Frage immer noch nicht gemeldet. Was also bedeutet, das nun die wüstesten Thesen und Spekulationen hier schwadroniert werden.

Gruß zum Sonntag
Günter

Hallo Dietmar,


Und wie macht sich jetzt da einen Weichenrückmeldung bemerkbar? Da gibt es wieder Stromfluß. Diodenmatrix ohne Weichenrückmeldung (welche Fahrstraße geschaltet) ist macht doch gar keinen Sinn.

Gruß Detlef

@47:

Zur Einweggleichrichtung:
War das eine Fangfrage? Der Elko kann ja nur geladen werden, wenn Strom durch die Diode zum Elko fließt, also in Durchlassrichtung (lassen wir mal hier ausser acht, dass eine Diode in Sperrrichtung nicht ideal sperrt).

Die Frage "ab wann ist das der Fall" verstehe ich nicht, da ich nicht weiss, auf welchen (Teil-)Satz sich das im Zitat bezieht. Ich gehe mal davon aus, dass du damit meinst, dass der Spitzenwert der Eingangsspannung gleich der Kondensatorspannung ist. Das ist der Fall, wenn die Eingangsspannung ihren Spitzenwert erreicht hat. Nimm einfach mal das Bild mit dem Spannungsverlauf bei der Einweggleichrichtung aus http://www.elektroniktutor.de/analog/m1_glr.html. Die Spannung fällt vom Spitzenwert ab, weil da ein Laststrom fließt. Ist keine Last da, bleibt der Kondensator auf dem Spitzenwert (die Selbstentladung sei hier vernachlässigt).

Zum Stromfluss unterhalb der Schwellenspannung:
Nimm dir einfach mal ein Datenblatt einer Diode. Du wirst feststellen, dass da bei Spannungen unterhalb der Schwellenspannung der Strom in der UI-Kennlinie nicht 0 ist. Also fließt noch Strom, wenn auch ein kleiner, durch die Diode vom Trafo zum Elko.

Oszi:
Stimmt, ist nicht gerade das geeignetste Gerät und die Spannungen sind nie exakt gleich, weil Dioden auch in Sperrrichtung leiten. Mit einem 3-1/2-stelligen Multimeter (und mit einem Oszi sowieso) ist die Differenz aber so klein, dass man sie nicht messen kann.

@48
Stimmt, die Rückmelduing hatte ich vergessen. Nehmen wir mal den Schaltplan, wie er in http://www.1zu160.net/elektrik/weichenmeldung.php abgebildet ist. Taster und LEDs gehen an einen gemeinsamen Anschluss (die LEDs über Widerstand und Diode). Das ist die kostengünstigeste Variante. Man könnte daraus jetzt zwei Stromkreise machen, damit die Elkos zum Schalten der Weichen nicht entladen werden, aber das würde Mehrkosten verursachen.

Grüße,
Dietmar

Dietmar,

nur eine kurze Frage:
wo liegt denn deiner Meinung nach die Schwellspannung einer 1N4148 (als Beispiel) bei einem Strom in Durchlassrichtung von
a.) 10µA
b.) 100µA
c.) 1mA
d.) 50mA
?
Oder ist gar der Wert der Schwellspannung fix und somit unabhängig vom Strom?

Weiter,
ab wann ist denn ein Kondensator geladen?
Was bedeuten und bewirken die vorhandenen Verluste im Kondensator?

Etwas fällt mir noch auf, du schriebest



Warum sind sie denn da?
Ich dachte, ein Elko soll als "Energiespeicher" zum Schalten der Weichen dienen.

mmmmh,
habe da wohl was falsch verstanden.

Gruß,
Günter

Hallo Günter,

die Schwellenspannung ist fix. Bei Siliziumdioden liegt sie bei etwa 0,6V, bei Schottky-Dioden bei etrwa 0,3V. Die Schwellenspannung ist ein (Pi-mal-Daumen-)Wert, der in keinem Datenblatt steht. Da ist immer eine Vorwärtsspannung bei einem bestimmten Strom angegeben. Trotzdem rechnet man der Einfachheit wegen oft mit der Schwellenspannung. Wenn man die UI-Kennlinie einer Diode aufzeichnet (beide Achsen linear), dann sieht das im Durchlassbereich so aus, dass bei kleinen Strömen die Vorwärtsspannung schnell ansteigt und im Bereich der Schwellenspannung die Kurve einen Knick macht und sich die Vorwärtsspannung bei steigendem Strom nur noch wenig erhöht.
Bei den von dir angegebenen Strömen liegt die an der Diode abfallende Spannung mal unter der Schwellenspannung (kleine Ströme), mal drüber (große Ströme).

Ab wann ein Kondensator geladen ist? Im Prinzip ab dann, wenn auf der einen Elektrode ein Elektron mehr sitzt als auf der anderen. Aber davon reden wir hier nicht. Die maximale Ladung, die er hier haben kann, ist Spitzenwert der Ausgangsspannung des Trafos multipliziert mit der Kapazität des Elkos.
Die Verluste (eigentlich nur Selbstentladung, denn wir reden ja hier nur von niedrigen Frequenzen), kann man vernachlässigen, da ja alle paar Millisekunden wieder nachgeladen wird.

Zu dem Zitat:
Richtig, die Kondensatoren sind Energiespeicher zum Schalten der Weichen. Nimmt man nun eine Weichenrückmeldung, dann fließt ein Laststrom, auch wenn die Weichen gerade nicht geschaltet werden. Die bedeutet, dass in der Zeit, in der die vom Gleichrichter kommende Spannung niedriger als die Spannung am Kondensator ist, der Kondensator auch entladen wird. Was ich mit dem Satz sagen wollte ist: man kann sich eine Schaltung ausdenken, in der die Kondensatoren, die als Energiespeicher zum Schalten der Weichen gedacht sind, auch nur ausschließlich zu diesem Zweck benutzt werden und nicht noch zusätzlich Strom für die LEDs liefern. Ich hoffe, das ist so jetzt eindeutiger formuliert.

Grüße,
Dietmar

Dietmar,

aufgrund deiner Empfehlung aus #46
habe ich mal so eine Einweggleichrichterschaltung bestehend aus Diode 1N4148 und Elko 470µF  (Panasonic ECA1EFQ471L) von meinem jüngsten Lehrbuben aufbauen lassen.
Eingangsspannung ist 12VAC.
Kein Lastwiderstand!
Messinstrument HP 3478A.
Leider war kein besseres Gerät auf die Schnelle verfügbar.

Spannung am Elko nach knappen 10 Minuten liegt bei ca. 11,5 Volt Gleichspannung.
Eine Strommessung ergab einen Ladestrom des Elko´s von ca. 49µA.

Der Elko wurde nun abgeklemmt und durch eine regelbare Last ( 5µA - 1mA ) ersetzt.

Und siehe,
die Einstellung auf einen Strom von 49µA erbrachte tatsächlich eine Spannung Uf an der Diode von 447mV.
Eine Erhöhung des Laststromes auf 100µA ergab eine Änderung der Spannung Uf um + 47mV.
Bei 500µA beträgt Uf  =  550mV.
Nun auch noch Last mit 1 mA,
Uf liegt bei 590 mV.

Dies widerspricht eindeutig deiner These aus #46 denn allein die Tatsache, das ein Elko geladen gehalten werden muss, bedingt einen Stromfluss welcher grundsätzlich einen Spannungsabfall zur Folge hat.
Alles Andere würde den Kameraden Georg Simon Ohm im Grabe zum Amok laufen zwingen!

Wird nun ein Elko 4700µF ( Panasonic ECA1EFQ472) verwendet, liegt der Ladestrom nach 10 Minuten  immer noch bei knappen 520µA.
Und 520µA If durch die 1N4148 bedingen eine Uf von ca 555mV.


Aber letztlich ist diese Betrachtungsweise für den Aufbau von Diodenmatrixschaltungen in unserem Hobby zum Schalten von Weichen egal. Da genügt in der Tat deine (die) Faustformel.  

Allerdings fehlt immer noch die Info vom Axel, ob er mit AC schaltet, ob er einen Kondensator verwendet oder nicht .....
Die Lösung kann sooooooooo einfach sein!

Gruß,
Günter

Hallo,

vielleicht noch zur weiteren Erläuterung:

Eine Schwellspannung gibt es bei einer Diode nicht, d.h. die Diode leitet auch bei geringen Spannungen - dementsprechend fließt (viel) weniger Strom. Umgekehrt, leitet eine Diode auch geringste Ströme (bis an die Rauschgrenze!) und hat im leitenden Zustand eine Spannungsabfall (Vorwärtsspannung Vf, Durchlassspannung).
Die Durchlassspannung einer Diode ist niemals fix, sondern hängt vom Stromfluss ab. Die Durchlasskurve (Wichtig: Kurve!) ist stark gekrümmt und nicht linear. Eine ideale Diode hätte als ideale Durchlasskurve einen rechtwinkeligen Knick, und das gibt es nicht.

Ebenso ist ein Elko in der realen Welt kein Speicher, der die Energie ewig hält, sondern weist einen Leckstrom auf - das sind die oben gemessenen Mikroampere.

Das Zeitverhalten eines Gleichrichters mit Siebung zeigt sich als Restwelligkeit der Gleichspannung (auch als "Brumm" bezeichnet) und hängt von der Kurvenform, Periodendauer und Höhe der Eingangsspannung in Bezug auf die Kapazität des Ladekondensator und der Last ab.

Grüße, Peter W.

Also die Aussage in Nr.46



könnte man nach Günters Versuch so zusammenfassen:

Es ist richtig, dass bei Dioden unterhalb der Schwellspannung beretis kleine Ströme fliessen. Anderseits haben Elkos kleine Leckströme. Der Leckstrom im Elko verursacht in der Diode bereits annähernd den normalen Spannungsabfall (Schwellspannung). Der eine Effekt gleicht also den anderen aus - in der Praxis ist die Elkospannung um die Diodenschwellspannung tiefer als die Trafospannung.

Felix

Edit: korrigiert (war etwas gar schnell vor dem Mittagessen)

Hi alle,

http://de.wikipedia.org/wiki/Schwellenspannung

hier wird mal mit einfachen Worten der Begriff Schwellspannung grob erklärt.

Gruß,
Günter

Gute Güte! Ich wäre im Traum nie auf die Idee gekommen, dass man die schöne Lochrasterplatte auch zersägen und anschliessend die Anschlüsse mit Draht wieder erstellen könnte. Na ja, man *kann* das tun, aber man *muss* wirklich nicht... *seufz*

Aus diesem Anlass habe ich meine Seite "Diodenmatrix" um einen Abschnitt über den physischen Aufbau erweitert.

*nachdenk*

Die Diodenmatrix hattest du ja bereits aufgebaut. Es geht nur noch darum, den Gleichrichter und den Kondensator anzuschliessen. Nun gut:

1) Die Anschlüsse des Gleichrichters sind bezeichnet mit +, ~, ~, - (guggsch du dein Bild).
2) Die Anschlüsse des Kondensators sind mit > - > - > - > bezeichnet (im Bild nicht sichtbar); der Pfeil weist zum Minus-Anschluss.
3) + des Kondensators kommt an + des Gleichrichters, - des Kondensators kommt an - des Gleichrichters. Guggsch du http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/bilder/diodenmatrix1.gif
Stimmen diese Anschlüsse?
4) Der - Anschluss einer Diode ist im Schaltschema beim Strich (oder "Pfeilspitze"). Auf dem Bauteil ist er mit einem Strich gekennzeichnet. Auf deinem Bild gut sichtbar.
5) In der Annahme, dass das farbige 5-adrige Flachbandkabel in deinem Bild von den Tastern kommt, sind alle deine Dioden verkehrt herum eingebaut. Deine Diodenmatrix schaltet also die Weichen nicht mit Plus, sondern mit Minus. Das funktioniert auch - aber du musst immer daran denken, dass deine Schaltung gerade andersrum ist als sämtliche Literatur!
6) Nimm sämtliche Rückleiter (schwarz) der Weichen vom Trafo weg und schliesse sie an den + Anschluss des Gleichrichters (in der Literatur ist es der - Anschluss bzw. Masse).
7) Nimm die Speiseleitung der Taster vom Trafo weg und schliesse sie an den - Anschluss des Gleichrichters (in der Literatur ist es der + Anschluss).
8) Schliesse die beiden ~ Anschlüsse des Gleichrichters an den Trafo an (Polung egal).

Nun sollte es funzen.

Felix

> 2) Die Anschlüsse des Kondensators sind mit > - > - > - > bezeichnet (im Bild nicht sichtbar); der Pfeil weist zum Minus-Anschluss.

:

AUF DEM BILD KANN MAN DAS WIE GESAGT LEIDER NICHT SEHEN, ABER DA DIE AUSSENHÜLLE DES KONDENSATORS NORMALERWEISE AUCH MINUS IST WÄRE DAS AUF DEM BILD FALSCH HERUM. KONTROLLIERE NOCH MAL DAS MIT DEM PFEIL UND MINUS SONST FLIEGT DIR DAS DING UM DIE OHREN.

Harald.

Ja, auf dem Bild ist der Elko verkehrt eingelötet und wird beim einschalten sich wahrscheinlich mit viel Konfetti und Lametta laut verabschieden!

@57,58,59,

Vorsicht!

Ich wollte das mit dem Elko schon vorgestern schreiben, und habe mir das Bild vor dem Absenden meines Postings doch mehrmals angesehen. Ich komme zu dem Schluss: Der Elko ist NICHT FALSCH eingebaut. Es handelt sich um eine optische Täuschung.

Das scheint KEINE Type mit axialen Anschlüssen zu sein (diese bekommt man heute ja auch gar nicht mehr so leicht), der Draht spiegelt nur am Becherboden, ist aber da gar nicht angeschlossen. An der Winkel-Stellung der Anschlüsse in Bezug zur Seitenwand erkennt man, dass der + Draht unter dem Elko hindurch runter geht und der - Draht hoch.

Grüße, Peter W.

Guten Morgen,

Peter schreibt:
>  Das scheint KEINE Type mit axialen Anschlüssen zu sein

Dann wäre alles so wie es sein soll, ja.  hat ja den Vorteil, daß er den Pfeil sehen kann :) Alles andere zum Posting steht in eins bis acht von Felix.

Gruß,
Harald.

Hallo Axel,

meine Ferndiagnose:

Kabel OK
aber,
Kondensator noch nicht vollständig aufgeladen.
eventuell trafo zu schwach, oder zu viele Schaltvorgänge in zu kurzer Zeit

Gruß Detlef

Hallo Axel,

5 Tau

steht hier näher erklärt:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205301.htm
wie hoch ist den der Ladewiederstand ?

Gruß Detlef

Auch in diesem Forum schon mal beschrieben:

http://www.1zu160.net/elektrik/kondensator.php

Gruß,
Günter

@63
Bittschö'

@65 etc
Tau = R * C; R=0*; daher Tau=0. Richtig?
*) Der einzige Widerstand der in Frage kommt ist der Innenwiderstand des Trafos.
Das ist die Theorie.
Die Praxis: Der Kondensator wird mit einem Stromstösschen aus dem Trafo gefüllt.

Bei meiner "Verflossenen" http://k.f.geering.info/modellbahn/meineanlage/dieabstrakte.htm habe ich auch trotz Kondensator hin und wieder den Effekt, dass ich die Taste 2x drücken muss. Weiss auch net... Ich lebe damit.

Felix

Hallo Felix,

[Tau = R * C; R=0*; daher Tau=0. Richtig?
/quote]
Nö, falsch  
wenn dem so wäre, wäre der Kondestor ja immer Aufgeladen, das bei 5xTau selbiger als voll geladen gilt.

Zum Innenwiederstand des Trafo gesellt sich freundlicheweise auch noch der Leitungswiderstand. Also haben wir einen Widerstand der nicht 0 ist, wenngleich selbiger aber auch sehr klein sein sollte.

Sag mal Felix, wolltest du mich jetzt testen? Das vorhanden sein eines Leitungwiderstands sollte Dir doch auch bekannt sein .

Gruß Detlef

Moin,

um die "Schweinerei" noch perfekt zu machen,
auch der Kondensator hat u.a. einen seriellen Innenwiderstand je nach Qualität und Ausführung zwischen 0,02 - 0,05 Ohm bei 4700µF)
Ewig aufgeladen ( auch wenn nach 5 * Tau abgeklemmt ) sein wird er auch nicht, da hier der parallele Innenwiderstand des Kondensators ( naturgemäß aber sehr hoch ) wirkt.

Detlef fragt:



Felix scherzt gerne ein wenig ......... .

Im Übrigen wirken auch noch induktive Komponenten im Kondensator, diese beeinflussen u.a. das Impulsverhalten und die maximale Arbeitsfrequenz bei der Sollkapazität des Vogels.

Zu allem (und schlimmstem) Übel ist das Teil nicht ewig ohne Kapazitätsverlust lagerfähig.


Gruß,
Günter

Ich würde mal einen größeren V testen, also 2x4700µF parallel zB.

Hallo Günter,


uups, der ist mir da doch durch die Lappen gegangen


Aber den Punkt sollten wir doch vernachlässigen könen, da der Kondensator doch ständig  mit neuer "Ladung" versorgt.  (zu mindest wenn die Anlage im Betrieb ist )

hallo ptbahn,


nach mehrmaligen lesen komme ich zu dem Schluß, das Deine Finger zu dick sind, und Du verkehrte Tasten triffst   das soll doch bestimmt "C" und nicht "V" heißen.
verdoppelt aber auch die Ladezeit.  

Gruß Detlef

der immer noch nicht den wirklichen Sinn und Nutzen der Schaltung sieht.

Hi Axel !

Warum nicht einfach die Leistung des Trafos erhöhen.

http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~f...area=SHOP_AREA_22233

Der Link geht nicht daher die kopierte Seite

EA-PS 2012-05 FESTSPANNUNGSNETZTEIL  

Abm.: (B x H x T) 174 x 90 x 182 mm
Typ: EA-PS 2012-05
Leistung: 70 W
Anschlüsse: 4 mm Sicherheitsbuchsen
Ausgänge: 1
Ausgangsspannung: 12 V/DC
Ausgangsstrom: 5 A
Eingänge: Netzkabel festangeschlossen
Typ: Linear
Eingangsspannung: 230 V/AC
Gewicht: 3.8 kg

  
  
Netzkabel (fest angeschlossen)
Bedienungsanleitung.

  
Artikel-Nr.: 510161 - 62
Hersteller-Artikel-Nr.:
39 200 108
54,74 EUR
    



  

Ist nicht teuer und die Leistung dürfte wohl ausreichen.

Gruß Thomas

Jenes Hier??!!
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=510161

Gruß Sascha

Moin Detlef,

mit "Lagerfähig" ist folgende (verkürzte) Kette gemeint:

Herstelldatum -> Auslieferung an Distributor -> Auslieferung an Kunden -> Einbau

In dieser Zeit ist der Kondensator spannungslos. Überschreitet die Kette einen Zeitrahmen von 1,5 - 2 Jahre, ist eine Reduzierung der Kapazität auf den halben Wert durchaus möglich. Weiterhin steigt der Leckstrom stark an.

Gruß,
Günter