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THEMA: LED flackern, wenn gedimmt - Zimo MX671

THEMA: LED flackern, wenn gedimmt - Zimo MX671
Startbeitrag
B160 - 12.08.21 21:51
Guten Abend!

Ich habe hier einen Reisezugwagen und einen Steuerwagen. Beide sind mit Innenbeleuchtung ausgestattet, der Steuerwagen auch mit Führerstandsbeleuchtung, Schlusslicht und Spitzenlicht. Alle Leuchtmittel sind LEDs.

Ich wollte jetzt die LEDs dimmen, da mir zu hell. Aber: sobald ich im Zimo MX 671 CV 60 z.B. auf Wert 64 setze und CV 114 entsprechend anpasse, beginnen alle LEDs zu flackern. Was ist da falsch gelaufen? Kann man das per CV beheben oder muss etwas umgebaut werden?

Danke vorab für jede Hilfe!

Beste Grüße

Boris

Hallo Boris,

wenn CV60 auf 64 ist sollte eigentlich nicht's flackern. Würdest du mir bitte verraten welche Softwareversion die MX671 haben? Ist am Decoder auch ein Energiespeicher angeschlossen?

LG
Markus
Hallo Boris,
sind die LEDs am Decoder-Plus oder am Gleis angeschlossen? Wenn Gleis, dann kann es sein, dass Du da Interferenzen zwischen dem DCC-Signal und dem PWM-Signal für die Dimmung siehst.

Gruß,
Torsten
Interferenzen ist hier wohl nicht der richtige Begriff, oder?

Bei PWM und LED flackert es doch irgendwann bei niedrigen duty cycles.

Oder bin ich jetzt falsch?
Hallo Boris,
mit dem Wert 64 dimmst du schon ganz schön weit herunter. Der zeitliche "Aus-Anteil" ist da viel geringer als der "Ein-Anteil". da kann es schon flimmern.
Wie bemerkst du das flackern bzw. flimmern?
Im Prinzip flackert/ flimmert jede LED die gepulst betrieben wird. Nur sind wir zu träge, um dies zu bemerken.
Besonders auffällig kann das werden,
wenn du durch eine Videokamera schaust.
Auch Fremdlicht (Leuchtstofflampen LEDs) können den Eindruck verstärken.

In Arnold-Loks ist direkt zu jeder LED ein kleiner Kondensator parallel geschaltet. Der verringert vermutlich den Effekt.
Ich weis allerdings nicht, welche Kapazität diese Kondensatoren haben. ( zu klein kein Effekt / zu groß ... dann funktioniert das Dimmen nicht mehr).

Durch erhöhen der Vorwiderstände und erhöhen von CV60 wird es besser. Ist aber aufwändig.
Aber warte mal ab, was Markus zur Softwareversion sagt. Womöglich liegt es ja tatsächlich daran.

Gruß
Holger


  

Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

Interferenzen ist hier wohl nicht der richtige Begriff, oder?

Bei PWM und LED flackert es doch irgendwann bei niedrigen duty cycles.

Oder bin ich jetzt falsch?

Ja, bist Du. Es geht mir hier exakt um Interferenzen zwischen den ca. 5kHz..10kHz des DCC-Signals und der Frequenz des PWM-Signals. Gerade bei kleinen Duty Cycles fällt das verstärkt auf. Deshalb sollten LEDs entweder am Decoder-Plus oder wenigstens an einem per Doppeldiode aus dem Gleissignal gewonnen "Vollweg"-Plus versorgt werden.

PWM würde sich als gleichmäßiges Flimmern bemerkbar machen, das vor allem bei kleinen Lichtquellen und in Bewegung auffällt. Ich selbst bin in dieser Beziehung ausgesprochen empfindlich und nutze daher bei meinen eigenen Entwicklungen eine PWM-Frequenz von mindestens 4kHz, während viele kommerzielle Produkte nur Frequenzen im Bereich von 500Hz..1kHz verwenden.

Speziell bei den ZIMO-Decodern ist die Sache noch etwas komplizierter, je nach Konfiguration verschiedener Effekte etc. wird zum Dimmen entweder die Motor-PWM verwendet, die wird in Hardware erzeugt, ist sehr stabil und ist mit lt. ZIMO 20kHz bzw. 40kHz recht hochfrequent und damit flimmerfrei. Wenn diese nicht verwendet werden kann wird eine weitaus niedrigere Frequenz verwendet, die ich als recht stark flimmernd empfinde, und falls der zweite Dimmwert verwendet wird, der nur in groben 10% Schritten einstellbar ist, ändert sich das nochmals.

Die Info bzgl. der Motor-PWM stammt von ZIMO selbst, das kam mal zur Sprache, als es genau damit in Verbindung mit speziellen Lichtkonfigurationen Probleme gab.

Wie ZIMO das bei den reinen Funktionsdecodern handhabt, kann ich allerdings nicht beantworten...
Hallo.

@Boris
Ich habe mir jetzt in der Früh das Problem mal mit einen noch nicht von mir verbauten MX671 mit SW-Version 37.18 am MXTAP angeschaut. In der tat hat er bei CV60 ist 64 ganz ganz leicht geflackert. Ich habe dann ein Update auf die 40.05 gemacht. Dann war das ganz leichte flackern weg. Du musst also entweder die Vorwiderstände ändern um nicht zu dimmen oder ein Softwareupdate machen.

@Torsten
Mit welcher Frequenz die FAs genau betrieben werden weiß ich jetzt auch nicht auswendig. Da müsste ich meinen Kollegen fragen der irgendwann in laufe des Nachmittags in die Arbeit kommt. Er hat auch vor einen Jahr herum die Frequenzen der FAs in den MX-Decodern angepasst.

LG
Markus
Hallo Boris,

zur Erläuterung von Torstens Beitrag: Wenn Du die LED nicht an Decoderplus, sondern an das Gleis anschließt, passiert folgendes:
Am Gleis liegt ein Digitalsignal an, daß sich dadurch auszeichnet, daß es abwechselnd die Zustände 0 (=keine Spannung) oder 1 (Spannung liegt an) annimmt. Hierin steckt die codierte Digitalinformation.

Die Helligkeit einer angeschlossenen LED regelt der Decoder durch PWM (Pulsweitenmodulation). Hier wird der Ausgang ebenfalls spannungslos (0) und spannungsführend (1) geschaltet. Das zeitliche Verhältnis von spannungslos zu spannungsführend bestimmt die Helligkeit. Dies geschieht so schnell, daß das menschliche Auge dieses Flimmern nicht wahrnehmen kann.

Das Ganze funktioniert aber nur dann gut, wenn der Gegenpol (also das Gleis) eine zeitlich konstante Spannungspegel aufweist. Zum Leuchten der LED muß dieser 1 sein. Da nun, wie oben erläutert, hier ein Digitalsignal anliegt, ist der Pegel aber auch ab und zu 0. Trifft nun die 0 des PWM-Signals zufällig auf eine 0 am Gleis, so leuchtet die LED nicht, obwohl sie es eigentlich sollte. Dieses Phänomen  wirst Du nun als „zusätzliches“ Flimmern wahrnehmen und wird als Interferenz bezeichnet – deren Frequenz von den Einzelfrequenzen des Digitalsignals und des PWM-Signals abhängt. Obwohl beide im kHz-Bereich liegen, kann dieses Interferenzflimmern so niederfrequent sein, daß es das Auge wahrnimmt.

Langer Rede kurzer Sinn: Lege den Anschluß der LED nicht auf einen Gleisanschluß, sondern an Decoderplus. Dieser ist durch einen Kondensator gepuffert und dadurch zeitlich relativ konstant, so daß der Flimmereffekt nicht mehr auftreten sollte.
Außerdem sorgt diese Maßnahme dafür, daß sich nicht mehr jedes Rad-Schiene-Kontaktproblem der Lok als Aussetzer der Beleuchtung bemerkbar macht. Ich habe auch schon festgestellt, daß manche Schnittstellen werkseitig so verschaltet sind - nicht optimal...

Grüße, Jürgen
Folks!
AFAIK wird die MotorPWM nicht für die Lichtdimmung benutzt. Die PICs der MX Serie haben mehrere Hardware Timer, vermutlich wird direkt oder indierekt einer zum Dimmen benutzt. Die Licht-PWM habe ich vor Jahren mal geschaut hat einige 100Hz, also das ALLEINE führt nicht zum Flackern. So vermute auch ich daß es irgend eine Interferent mit einem weiteren Signal, guter Kandidat das Schienensignal, gibt.

Die Lichter (Lampe oder LED) gehören grundsätzlich über einen (+) versorgt - seit es vom Decoder oder einem "virtuellen (+)" durch 2 Dioden gebildet. Der Anschluss einseitig an Schiene ist eine Unsitte. Hauptbeweggrund ist Ärger zu machen, warum das so lange mit Absicht beibehalten wird obwohl die Probleme seit >40 Jahren bekannt sind ist unerklärlich. Es wird das Schienensigal Asymmetrisch belastet -> ABC kann weniger gut funktionieren. Man sorgt auf diese Weise dafür daß Puffer-C nicht wirken. RailCom kann gestört werden und im Analogbetrieb funktioniert das Licht durch die direkte einseitige Schienenversorgung nur in einer Fahrtrichtung. Das sind nur die wichtigsten Schadensbilder, die leicht zu vermeiden sind. 2 Dioden, Kostenaufwand im Detailhandel unter 10 Eurocent!!!!

Damit stellt sich die Frage warum wird das gemacht? Meiner Analyse nach hauptsächlich um für zusätzlichen Ärger bei Kunden zu sorgen. Zusätzlichen Aufwand an den Hotlines der Fahrzeug- und Decoderhersteller bewirkt das auch. Schließlich dient es zum Füllen des Somemrlochs in Foren wie dieser Thread deutlich zeigt.
-AH-
Zitat - Antwort-Nr.: 8 | Name: Arnold_Huebsch

AFAIK wird die MotorPWM nicht für die Lichtdimmung benutzt.

Moin moin,
also, diese Info kam mal direkt vom Herrn Holub - ich gehe davon aus, dass er es wissen müsste. Die Info ist aber schon älter und galt für die MX622, soweit ich mich erinnere.

Gruß,
Torsten
HellO!
Zitat - Antwort-Nr.: 9 | Name:

also, diese Info kam mal direkt vom Herrn Holub - ich gehe davon aus, dass er es wissen müsste. Die Info ist aber schon älter und galt für die MX622, soweit ich mich erinnere.


YEP da stimme ich Dir zu - habe aber von Ossi auch anderes gehört und die etwa 400Hz PWM Frequenz passt auch nicht so richtig zu den 16/20kHz Motor PWM. Es scheint aber, daß die PWM der Lichtausgänge nochmals durch irgend eine SW muß weil da massiver Jitter drauf ist.
-AH-
@Boris, Beitrag #0.

Wer sagt denn, dass es nur am Decoder alleine liegt? Ist denn nicht wo anders noch eine Verschaltung im Lichtstromkreis unglücklich gemacht?

Ich habe 2 Maschinen mit LED (1 x MTX G1200BB und einmal GFN BR 185) die ein Kollege mir im Lichtstromkreis entkernt und neu aufgebaut hat bis das Licht funktionierte, weil beide Hersteller sich verrannt hatten. Nachher war das mit einem DH10C ein gedimmter Genuss statt Geflimmere.

Selbst bei einer Funktionsplatine die analog auch laufen soll kann sowas passieren.

Nur mal so nebenbei als Gedanke.

Grüße.

Frank
Hallo zusammen,

Zitat - Antwort-Nr.: 7 | Name: RhönbahNer


Am Gleis liegt ein Digitalsignal an, daß sich dadurch auszeichnet, daß es abwechselnd die Zustände 0 (=keine Spannung) oder 1 (Spannung liegt an) annimmt. Hierin steckt die codierte Digitalinformation.


Nicht aus Klugscheißerei, sondern damit sich solche ungenauen bis falschen Aussagen nicht verfestigen:. Bei DCC werden "0" und "1" durch unterschiedliche Pulslängen dargestellt, und ein Puls wird durch zweimaligen Wechsel der Polarität des Gleises dargestellt. Mit den anderen Digitalformaten kenne ich mich nicht aus, aber "keine Spannung" wird dort auch nicht vorkommen, denn Motor und Elektornik können keine längeren Unterbrechungen in der Stromversorgung gebrauchen.

Der Effekt auf die LED wird aber so ähnlich sein, wie Du beschreibst, nämlich, daß die LED sowohl vom Dekoder als auch vom Gleisanschluß negative Spannung bekommt und dann nicht leuchtet.

Klaus
Hallo.

Bei älteren SW-Versionen dimmt der MX671 die FAs mit 77Hz. Das führt aber zu indifferenten mit den 100Hz von der RailCom-Lücke. Bei der aktuellen Softwareversion 40.5 werden die FAs mit 2,5kHz gedimmt. Daher kommt es bei dieser SW-Version nicht mehr zu indifferenten mit RailCom, wodurch das Licht auch nicht mehr flackert.
Bei den Fahr- und Sounddecodern werden keine 2,5kHz verwendet, da es die Kennung des ABC-Signals stört. Umso höher die Last an den FAs ist, umso mehr würde diese auch stören. Daher werden bei den FAs von diesen Decodern 150Hz verwendet.
Die hochfrequente Motor-PWM wird nur beim MX600, MX622, MX623, MX630, MX631, MX632, MX685, MX686 und MX687 bei FA1 und FA2 verwendet, da dies Roco für die Digital-Kupplungen braucht, da mit der hohen Frequenz das abkuppeln viel besser funktioniert. Die hohe Frequenz ist nur dann aktiv, wenn die Ausgänge per CVs  für die Digital-Kupplungen eingestellt werden.

LG
Markus

Hallo Markus und alle Anderen!

Herzlichen Dank für die vielen hilfreichen Antworten! Dass ich Eure Fragen noch nicht beantwortet habe, liegt schlicht und einfach daran, dass ich sie zur Zeit leider nicht beantworten kann: da ich selbst körperlich zu beeinträchtigt bin, Fahrzeuge ohne Beschädigung zu öffnen, sind die beiden Wagen bei einem Freund, der die beiden Wagen für mich optimiert. Ich habe ihm die Fragen daher weiterleiten müssen und warte noch auf Antwort. Sobald diese vorliegt melde ich mich wieder.

Bis dahin wünsche ich Euch ein schönes Wochenende und bleibt gesund!

Beste Grüße

Boris
Hallo Markus!
Hallo alle anderen!

Nochmals danke für alle Infos!

Jetzt habe ich Antwort von meinem Freund:

- auf den beiden MX 671, die es betrifft, ist Firmware 37.18
- die Ausgänge sind an Decoder plus angelötet.

Mein Freund hat leider kein Gerät zum Updaten der FW um zu testen, das werde ich machen, wenn die beiden Wagen bei mir sind. Aber gemäß Markus #13 sind wir jetzt diesbezüglich sehr zuversichtlich. Danke daher nochmals für alle Hilfe und Input!

@Markus: spannend finde ich nur das Changelog auf der Homepage von Zimo:
Zitat - Antwort-Nr.: | Name:

40.5 2021 05 10

Keine relevanten Änderungen,
trotzdem gibt es auch hier eine neue Version 40.5, um Fehlern vorzubeugen



Ich finde die von Dir in #13 beschriebene Änderung / Verbesserung nicht als irrelevant, wäre doch eine Anmerkung auf der Homepage im Changelog wert!?

Beste Grüße und habt ein schönes Wochenende

Boris


Hallo Boris,

die Änderung der Frequenz fürs Dimmen fand nicht in der 40.5 statt, sondern bei irgend einer anderen SW-Version zwischen 37.18 und 40.5. Ich habe 40.5 geschrieben, da ich nun mal mit der neuesten SW-Version getestet habe. Aber klar, ich verstehe was du meinst, natürlich wäre es gut gewesen die Änderung der Frequenz auch im Changelog zu erwähnen.

LG
Markus
Hallo Markus!

OK, alles klar! Danke für die Info!

Beste Grüße

Boris


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