Katzhagen - Archiv - Oktober/November 2008
Neues aus der Entwicklungsabteilung
war an dieser Stelle bereits im Mai angekuendigt worden, aber wie im richtigen Leben verzoegerte sich die Auslieferung. Dem Engineering waren zwischenzeitlich themenfremde Aufgaben hoeherer Prioritaet zugewiesen worden und Materialengpaesse sorgten fuer weitere Verzoegerungen...
Nun konnten zwei seit laengerer Zeit geplante Projekte abgeschlossen werden:
- Eine Anfahrverzoegerung fuer analoge Lokomotiven
- Eine quasi verlustfreie Stabilisierung fuer eine LED (Zugschluss)Beleuchtung
Stabilisierung fuer LEDs
Geringer Platzbedarf durch nur 11 Bauteile
Was mich bislang an den
Simpelschaltungen zur 5V-Stabilisierung stoerte, war einerseits der
Spannungsverlust am Brueckengleichrichter der zu einem brauchbaren Licht ab
erst ca. 7V Gleisspannung fuehrte und andererseits die hohe Verlustleistung
bei Gleisspannungen ueber 15V.
Ein grundlegend anderes Konzept verfolgt die links gezeigte Schaltung. Der Brueckengleichrichter wurde durch Schottky-Dioden mit einem extrem niedrigen Spannungsabfall ersetzt und es erfolgt eine Strom- anstelle einer Spannungsregelung mittels des als Stromquelle verwendeten LM334.
Als Resultat leuchten die LEDs ab ca. 4V konstant und es kommt zu keinerlei Erwaermung der Schaltung.
Ein grundlegend anderes Konzept verfolgt die links gezeigte Schaltung. Der Brueckengleichrichter wurde durch Schottky-Dioden mit einem extrem niedrigen Spannungsabfall ersetzt und es erfolgt eine Strom- anstelle einer Spannungsregelung mittels des als Stromquelle verwendeten LM334.
Als Resultat leuchten die LEDs ab ca. 4V konstant und es kommt zu keinerlei Erwaermung der Schaltung.
Inspiriert durch ein altes Bild eines Autotransports ueber den Hindenburgdamm,
wurden die LGB 4x59x Flachwagen zu Autotransportern deklariert und einer dieser
Wagen mit einer Schlussbeleuchtung ausgestattet.
Autotransport ueber den Hindenburgdamm
Bohrung im Chassis zur Aufnahme einer 5mm LED
Um das Leuchten einer Lampe in den Schlussleuchten zu immitieren, wurden die Streulinsenkoepfe der LEDs abgesaegt.
Eingespannte LED und fast abgesaegter Kopf
Kopflose 5mm LED
Anschliessend wurden die Schnittflaechen an den LEDs mit 240er und 600er Papier geschliffen sowie abschliessend nass mit 8000er Koernung und einer Kunstoffpolitur behandelt.
Nachbearbeitete Schnittflaechen
Acrylglaspolitur eignet sich fuer viele Kunststoffe...
Passende Einbauringe vereinfachen die Montage der LEDs. Durch eine silberne Lackierung des sichtbaren Teils entsteht der Eindruck von Lampenringen.
Getuerkte Lampenringe
Fertig eingebaute LEDs
Stopp !! Kommando zurueck - wieder raus mit den LEDs !
Die wie oben gezeigt modifizierten LEDs fuehrten zwar zu einem recht ansehnlichen Ergebnis, wurden aber durch eine andere LED-Sorte mit niedrigerem Stromverbrauch und besserer Leuchtkraft und klarer Linse ersetzt.
Die folgenden Bilder zeigen den platzsparenden Aufbau der Schaltung sowie den Einbau der klaren LEDs als Schlusslichter in einen Autotransportwagen. Durch den geringen Platzbedarf sollte die Schaltung in fast jedes Fahrzeug integrierbar sein.
Unter dem Chassis verstaute Schaltung
Funktionstest bestanden
Eine Anfahrverzoegerung
durch schlichtes Absenken der Motorspannung, bspw. durch den Einbau von Dioden, hat den negativen Effekt einer verminderten Endgeschwindigkeit. Bei einigen Modellen mag das kaum eine Rolle spielen, allerdings sieht es z.B. bei der V200 nicht wirklich vorbildgetreu aus, wenn diese mit umgerechnet kaum 60km/h bei 24V Gleisspannung und nur 18V Motorspannung auf freier Strecke mit einigen Bm/Am dahinzockelt.Ergo musste eine Schaltung her, die einen Spannungsverlauf von 0-24V an den Motoren regelt und mit dieser Regelung erst bei einer Gleisspannung von 6 Volt einsetzt. Unterhalb von 6 Volt musste der Motor spannungslos bleiben und nur die Beleuchtung sowie das Soundmodul durften mit der Gleisspannung versorgt werden.
Den Motoren erst ab einer Gleisspannung von 6V eine langsam ab 0V ansteigende Spannung zuzufuehren und diese den Motoren zugefuehrte Spannung linear der Gleisspannung bis auf 24V ansteigend anzupassen, war eine kleine Herausforderung - u.a. weil die Motoren bis zu 4A aufnehmen. Nach einigen Versuchen stellte sich heraus, dass es sich im Betrieb besser machen wuerde, wenn sich die Motorspannung bereits bei 19 Volt der Gleisspannung angleicht. Die folgende Schaltung ermoeglicht dieses:
Unterhalb von 6V bleiben die Motoren spannungslos, oberhalb von 19V setzt die Nachregelung aus und die Gleisspannung wird direkt durchgereicht.
Das Bild rechts zeigt den Einbau der Platine in die V200. Die Abmessungen
wurden so gewaehlt, dass die Platine auf dem Chassis zwischen den Waenden des
Innenraums montiert werden kann.
Die Schaltung wird zwischen den Pins der DCC-Schnittstelle, die Gleisspannung fuehren und den Motoren eingeschleift.
Die Bilder unten veranschaulichen die Spannungsverlaeufe am Gleis und an den Motoren mittels einer parallelen Messung mit zwei Multimetern.
Das gelbe Messgeraet zeigt die Motorspannung (links 1.14V rechts 14.89), das schwarze Messgeraet die Gleisspannung (links 7V rechts 15.9V).
Die Schaltung wird zwischen den Pins der DCC-Schnittstelle, die Gleisspannung fuehren und den Motoren eingeschleift.
Die Bilder unten veranschaulichen die Spannungsverlaeufe am Gleis und an den Motoren mittels einer parallelen Messung mit zwei Multimetern.
Das gelbe Messgeraet zeigt die Motorspannung (links 1.14V rechts 14.89), das schwarze Messgeraet die Gleisspannung (links 7V rechts 15.9V).
Anfahrverzoegerung in der V200
7V am Gleis und nix dreht sich... aber gleich...
und ab 19V liegt an den Motoren die gleiche Spannung wie am Gleis an.
Eine vorherbstliche Inspektion
zeigte, dass man sich ueber Arbeitsmangel im naechsten Fruehjahr keinerlei Gedanken zu machen braucht.
