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THEMA: Festspannungsquelle für Logikteil ABC-Modul im Selbstbau

THEMA: Festspannungsquelle für Logikteil ABC-Modul im Selbstbau
Startbeitrag
mango.Bahn - 18.02.23 14:58
Hallo zusammen,

nachdem ich mich entschlossen habe für meine kleine Anlage eine Teilautomatik mittels der ABC-Bremstechnik zu realisieren baue ich nun ein entsprechendes Modul um dies zu ermöglichen.
Ausgangspunkt ist die in der MIBA Extra Modellbahn Digital 2017 gezeigte Schaltung zum wendezugfähigen ABC-Bremsen mit Langsamfahrabschnitt.

Dabei wird eine Festspannungsquelle (FSQ) benötigt, entsprechenden Schaltplan hänge ich an.

Die Bilder aus der Literatur sind hilfreich, reichen aber nicht um die Lochrasterplatine zu bestücken und auch richtig zu verkabeln, deshalb habe ich in einer Planungssoftware für Lochrasterplatinen die gewünschte Schaltung nachgebaut (entsprechendes Bild ebenfalls angehängt)

Nun eine Frage an die Elektrobastler und Personen vom Fach:
Um Platz zu sparen habe ich die FSQ in eine gespiegelte C-Kurve gelegt. Nun frage ich mich ob die geplanten Verbindungen unter den Komponenten funktionieren und die FSQ macht was sie tun soll.

Kurzer Hinweis zum Ende: Der erste Satz ist nur Flavourtext, also nur einleitende Gedanken. Ich wünsche mir keine Diskussion über die Art und Weise wie eine Anlage zu (teil)automatisieren ist. Besonders keinen Glaubenskrieg zw. PC-Steuerung und anderen Varianten.


Vielen Dank für die Hilfe und lesen dieses Beitrags,

mango.Bahn

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Du mußt die Masse noch zur Ausgangsstiftleiste verbinden, siehe Bild.

7812 ist für 1 Ampere ausgelegt, brauchst Du 2 Ampere ist es der 28S12.

Wie hoch ist denn die Wechselspannung? Da wirst Du garantiert um einen Kühlkörper nicht drumherum kommen!

Gruß, Micha

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Hallo Mongo.Bahn,

ja, das passt. Wie in Bild 1 angedeutet, zeigt dabei die metallene Seite vom 7812 nach rechts.

Viele Grüße, Joni

PS: Micha war schneller - und genauer - die Masse bzw. in Bild 2 "-" muss noch weitergeführt werden.
Danke für die schnellen Antworten!

#1 Micha, die Wechselspannung vom Gleis/Zentrale beträgt ~11V AC, den Strombedarf müsste ich mal nachrechnen/planen. Ich hatte den 7812 direkt aus dem Magazin übernommen und nahm an, dass das reichen würde.

#1&2 Micha und Joni, stimmt ich muss noch die Masse zurückführen, die fehlt in den Bildern, da ich nicht die gesamte Schaltung zeigen wollte, das hätte die Bilder nur unübersichtlich gemacht. Nachdem vom "+"-Pol kommend alles durch die weiten Bauteile ist gehts natürlich zum *-"-Pol zurück.

-mango.Bahn
Hallo,

aus 11V AC mit einem Festspannungsregler 12DC zu machen, das ist sehr grenzwertig. Kann sein, dass es klappt, kann aber auch sein, dass es nicht klappt. Oder meinst Du 11V DCC-Gleisspannung als Wechselspannungsquelle ? Dann würde es garantiert nicht klappen, dann bekämst Du nur etwa 9V DC - vor (!) dem Festspannungsregler.
Der Trafo auf der AC-Seite braucht sekundär mindestens den 1,5fachen Strom wie Du DC-seitig benötigst.

Viele Grüße, Joni
Hallo,

sind das 11 V Effektivwert (True RMS?) oder Spitzenspannung (Vpp)?

11 V ist zu wenig für DCC, außer für Nm bzw. Spur Z. Bei N würde ich nicht unter 14 V gehen.

Wie groß ist der C vor dem Regler (C4 am Lochraster Bild), warum stehen da keine Werte im Schaltplan?

7812 ist im der heutigen Zeit doch ziemlicher Unsinn, der verbrutzelt mehr für sich selbst als für die Logik, da gibt es Pin-kompatible Schaltegler oder wenn die Eingangsspannung nahe der Ausgangsspannung ist nimmt man einen LDO.

Und welche Logik geht mit 12 V, handelt es sich um eine Transistorschaltung oder OpAmp/Komparator oder CMOS HEF4K / CD4000? Weil TTL/LS geht nur bis 5 V und HC max. 6 V.

Grüße, Peter W
Nachtrag: Die Bezeichnung FSQ habe ich noch nie gehört, wer hat das erfunden - Siemens? Ich kenne nur Festspannungsregler, zu deutsch: Fixed Voltage Regulator.

Grüße, Peter W

#4 stimmt, dass ist mir jetzt auch aufgefallen. Hab grad am Gleisausgang meiner z21 Start nochmal meinen Multimeter drangehalten im Wechselspannungsmodus. Ergebnis 11,3 V AC

#5 Gemessen mit dem Voltcraft VC 131 Multimeter, das ist ein Mittelwert-Messgerät.
C4 im Lochrasterbild ist 47 μF, 35 V, der C5 ist 22 μF, 16 V.
Die dahinterliegende Logik ist eine Transistorschaltung mit einem IC-Bauteil.

Für Interessierte:
C1: 22 μF, 16 V;
D 1-3: 1N5400; alle sonstigen Dioden: 1N4148;
der rechteckige Transistor unten ist ein Mosfet BUZ11, alle sonstigen Transistoren: BC337;
die Oktokoppler (im Plan die weißen Rechtecke) sind PC817;
BGL1: B40C3700-2200A (SIL-Brücke)
BGL2: B40C800 (DIL-Brücke)

Der Plan ist in der Software erstellt, das ist ne Freeware für Amateure und Hobbyisten, dementsprechend fern ab irgendwelcher Ingenieurkonventionen/Normen. Dazu bin ich auch noch blutiger Anfänger mit dem Thema Elektronik.

Mit FSQ habe ich nur, intern, das Wort "Festspannungsquelle" abgekürzt, um es nicht nochmal voll ausschreiben zu müssen. Es handelt sich nicht um eine offizielle Abk oder so.

Vll entdeckt wer nen Fehler, ich muss nochmal nachschauen ob ich das Ganze überhaupt funktioniert.
Am Netzteil der z21 Start kommen 18 V DC für die Zentrale raus und ich hab dann am Ausgang fürs Gleis die 11 V AC gemessen.
Und die reichen richtigerweise nicht für diese Schaltung aus.

Grüße,

mango.Bahn


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Hallo,

das Meßgerät misst Mist, weil es nur für 50-60 Hz ausgelegt ist. Aufgrund der Rechteckspannung, DCC Frequenz (ca. 12 kHz), und Railcom gibt es wohl eine kleine Abweichung.

Grüße, Peter W
Hi mango.Bahn,
ich hoffe doch mal sehr dass sich vor und hinter dem 7812 noch zwei 100nF Kondensator dazugesellen um ein mögliches Schwingen des Reglers zu verhindern.

Gruß Dieter
#8 Hallo Peter, da die z21 start auf nem Spur N Startset kommt wird die dann wsl schon genug Spannung liefern.
Ich würde das mal als begründete Annahme sehen.

#9 Hallo Dieter, danke für den Hinweis. Ich bau dann noch je einen 100nF Keramik-Kondensator vor und hinter dem Regler ein

-mango.Bahn
Hallo Mongobahn,

hast Du auch einen Schaltplan ? Der wäre für mich wesentlich leichter zu lesen - sonst müsste ich aus Deinem Layout erst einen Schaltplan erstellen, um zu sehen was die Schaltung macht. Auf den ersten Blick kommt sie mir recht seltsam vor. Die Schraubanschlüss rechts - ist das für ein Signal ? D4 und D5 - ist da eine Diode verkehrt herum ? Für eine Schaltplan wäre ich sehr dankbar.

Wenn die Zentrale mit 18V DC versorgt wird, dann dürfte die DCC-Spannung bei etwa 16 V liegen.

Viele Grüße, Joni
#11 Hallo Joni, ich könnte dir was per PN oder Mail zukommen lassen, den Schaltplan aus der Literatur kann ich leider nicht ohne weiteres hier posten ohne gegen Urheberrecht zu verstoßen und das Ganze händisch in einen eigenen Plan zu überführen wäre etwas unnötig.

Gruß,

mango.Bahn
Hallo  mango.Bahn,

ich lese,wie so oft, interessiert mit.

Ohne die Schaltung zu kennen ist mir aufgefallen,dass dem IC 4520 die Versorgungsspannung fehlt.

Der Anschluss ist bei allen 4000ern gleich. Bei einem 16-Beiner an der 8 > Gnd und an 16 > Vs.

In der Zeichnung könnte das IC eine Verbindung verdecken.

Mit freundlichem Gruß
  Stefan

#13 Hallo Stefan,

danke für den Hinweis. Eine Verbindung wird durch die Zeichnung verdeckt, trotzdem ist es schon einige andere wachsame Augen zu haben :)

-mango.Bahn
Hallo mango.Bahn,

herzlichen Dank für den Schaltplan. Das mit dem Festspannungsregler müsste funktionieren.

Sind die Anodenseiten der Dioden D4 und D5 mit dem einen Anschluss der DCC-Spannung verbunden ? Könnte in Deiner Zeichnung in #7 verdeckt sein. Laut Schaltplan ist diese Verbindung notwendig.

Die Optokoppler D14 und D15 bitte ändern. Es fehlt je ein Widerstand auf der LED-Seite - siehe die Optokoppler D12 und D13. Dort ist jeweils ein 470Ohm-Widerstand in Reihe. Bei D14 hat die LED die falsche Richtung. Bei D15 sind die beiden Anschlüsse auf der anderen Seite zu vertauschen (rechts oben = VSS, links oben zu D8).

Und ist es Absicht, dass die Anschlüsse Ks1, Zs3 und Zs1 direkt miteinander verbunden sind ? (Dann bräuchte es die Dioden D16 bis D18 nicht). Und ist es Absicht, dass Ks2, Zs3v, Zs7 und Sh1 direkt miteinader verbunden sind ? Falls diese direkten Verbindungen keine Absicht sind, dann braucht es wohl Diodenverbindungen wie D16 bis D18. Meine Vermutung ist: Du meinst, sobald einer dieser Anschlüsse auf Masse liegt, dann soll der Optokoppler durchschalten ? Dann müssten sie vergleichbar wie mit D16 bis D18 angeschlossen werden.

Wird das Signal mit Wechselspannung oder Gleichspannung betrieben ?

Viele Grüße, Joni

Edit: Bemerkung mit dem 2,7 kOhm-Widerstand entfernt.


Moin mango.Bahn,

schau Dir bitte nochmals das Layout und den Schaltplan an,

Während Du beim Counter A Reset (Pin7) auf "L" setzt und damit permanent zählst, so zählt Counter B überhaupt nichts, da Du Reset (Pin15) dauerhaft auf "H" hast, dafür müsstest Du den Pin auf "L" ziehen. Hilfreich sind in diesem Fall immer die Datenblätter.

Ist auch etwas schlecht zu erkennen, denn die Verbindungen unter den Bauteilen sind nicht zu sehen.

Grüße pumann
Hallo pumann,

auch wenn ich nicht mango.Bahn bin: Das Layout beim Zähler ist gemäß Schaltplan. Es ist nur ein Zähler in Funktion, der immer zählt.
Das ist eine sehr spezielle Schaltung. Aber offenbar funktioniert sie bei dem der sie entworfen hat. Bei der Lösung für die Langsamfahrt-Funktion hätte ich meine Zweifel, aber der Entwerfer setzt sie anscheinend mehrfach erfolgreich ein.

Ich habe #15 editiert und die Berkung mit dem 2,7 kOhm-Widerstand entfernt.

Viele Grüße, Joni

Moin,

ich habe auch lange Zeit vieles selbst gebaut und mich mit Selbstbauten für ABC Bremsen beschäftigt.
Letztendlich habe ich aus Zufall entdeckt das ein kleinerer Hersteller für Modelbahnelektronik bei mir in der Nachbarschaft wohnt und er hat, nach meinen Wünschen und Vorschlägen, ein ABC-Bremsmodul incl. Langsamfahrt und automatischer Blocksteuerung entwickelt.
Hier mal der Link dazu: https://ibd-hamburg.jimdofree.com/bremsmodule/
Vielleicht sind die Bausteine ja eine Alternative.

Gruß aus Hamburg
Thorsten
#15 Hallo Joni,

die Anoden von D4 und D5 sind verbunden, sieht man wie vermutet nur nicht richtig.

Die Optokoppler D14 und D15 schau ich mir nochmal an. Anordnung ist falsch und Widerstände fehlen.

Bzgl. der Signalanschlüsse: Ich muss ja je nachdem was erwünscht ist den Optok. D14 und D15 "kombinieren".
Die Anschlüsse sollen an den LED-Decoder "Signalansteuerung KS-Signal" von digital-bahn angeschlossen werden.
Für Fahrtbegriffe müssen beide Koppler durchschalten. das ist bei Ks1, Zs3 und Zs1 der Fall. Dort schließt der Decoder den Stromkreis. Ich teile das dann auf, damit beide Koppler durchschalten.

Die Anschlüsse sind verbunden, da ein Signal eigentlich immer nur ein Signalbild anzeigt, also der Decoder immer nur einen Anschluss elektrisch leitend schaltet.
Um die Betriebssicherheit zu steigern würde ich aber trotzdem alle Anschlüsse mit Sperrdiode sichern um bei versehentlichen Anzeige mehrerer Signalbegriffe Schäden an den Bauteilen zu verhindern.

Signal wird mit Gleichspannung betrieben.

Grüße,

-mango.Bahn

Edit: Ich lade die Tage einen aktualisierten Plan hoch.

Tag zusammen,

Danke für alle bisherigen Kommentare unter meinem Beitrag!

Ich habe nun den Plan überarbeitet.
Es wurden die Kerkos zur Absicherung des Reglers und die Dioden zur Sicherung der Signalanschlüsse eingeplant, die Optokoppleranschlüsse korrigiert und die Koppler mit Vorwiderständen versehen.

#18 Über die IBD-Decoder bin ich auch schon gestolpert, die angebotenen Decoder können leider nun Hp0, Ks1, Ks2 und Sh1 anzeigen und entsprechend ABC bremsen.

Ich möchte selbst mehr Signalbilder mit entsprechender Beeinflussung verbauen, deshalb der Selbstbau.
Dazu wird eine Sonderanfertigung mehr kosten als die 24€ Grundpreis für den angebotenen KS-ABC-Decoder.

Ich versuchs erstmal im Selbstbau, das Planen und spätere Zusammenlöten macht Spaß.
Sollte das nicht wie erhofft funktionieren ist IBD mein Backup ;) .

Hier die vorläufige Endversion, so blöd das auch klingt:

Grüße,

-mango.Bahn

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Hallo mango.Bahn,

es wird immer besser ! Das einzige was mir noch auffällt: Optokoppler D14 ist spiegelverkehrt (nimm D15 und drehe ihn um 180°).
Layout: https://microcontrollerslab.com/pc817-optocoup...-examples-datasheet/

Viele Grüße, Joni

#21 Abend Joni,

Ich hab mir nochmal die gewünschte Schaltung angeschaut und kontrolliert ob ich den Optokoppler richtig rum drinnen hab.

Soweit ich es gesehen hab müsste es passen.

Ich hab im Bild nochmal die Anoden-Anschlüsse rot gefärbt und beim Koppler Kollektor (C) und Emitter (E) markiert.

Wenn ichs immer noch falsch seh, liegts wohl daran, dass ich grad Feierabend gemacht hab ;)

Grüße,

-mango.Bahn

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Hallo mango.Bahn,

freue Dich über Deinen Feierabend !!
Es tut mir Leid, aber diese Anschlüsse (#22) beim Optokoppler sind genau spiegelverkehrt. Schau bitte diesen Link an, etwas nach unten scrollen, dann siehst Du die Anschlussbelegung.
https://microcontrollerslab.com/pc817-optocoupl...-examples-datasheet/

Viele Grüße, Joni

Jetzt seh ichs auch, danke!
So, jetzt hab ich auch den Optokoppler 14 korrigiert.

Was noch aussteht ist die Festlegung welche Verbindungen als Lötspur und welche mit Kupferlackdraht ausgeführt werden. Außerdem muss ich noch die wahren geometrischen Dimensionen der einzelnen Komponenten eingeben und schauen ob man noch irgendwo Platz sparen kann.

Ich glaub aber, dass die Platine bereits dicht genug bestückt ist.

Was mir grad gekommen ist: Die Anode rechts der Festspannungsquelle die zum 4520 und zum 10k Widerstand führt kann einen Teil dieser Quelle "umgehen", oder seh ich das falsch? Egal ob technische oder physikalische Stromrichtung, die Spannung kann über den 7812 und dann direkt weiter zu den Komponenten ohne durch die Kondensatoren gehen zu müssen,was sie eigentlich sollten, oder?

Oder versteh ich hier etwas grundfalsch?

Edit: Hab mich nochmal schlau gemacht, den Part mit der Spannungsquelle darf mal überlesen.

Grüße,

-mango.Bahn

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