TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#1 von Paule , 05.04.2022 15:49

TAMS FD-R Basic 2

meine laienhafte Frage, da ich der Anleitung dazu nichts vermerkt ist:

ist die Ausgangsspannung eine reine Gleichspannung oder eine pulsierende Digitalspannung?
Ich möchte diese Spannung zum Programmieren von 3 Volt Birnchen messen, mein Multimeter (ohne RMS) zeigt aber keine eindeutigen Werte an. Weder bei Messung auf DC oder AC

danke schon mal für klare Antworten

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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#2 von Stahlblauberlin , 05.04.2022 16:07

Wenn nicht gedimmt wird ist die Ausgangsspannung gleich der Gleisspannung - 1,5V. Also bei H0 und den gebräuchlichen Digitalzentralen etwa 14-16V. Es ist eine minimal pulsierende Gleichspannung, wobei das Pulsieren normale Multimeter nicht aus dem Tritt bringen sollte. Ein Elko an die vorgesehenen Anschlüsse beseitigt auch das.
Aber: Wenn gedimmt wird pulsiert es kräftig, das Dimmen erfolgt via PWM, sprich durch schnelles ein- und ausschalten. Mit einem analogen Zeigerinstrument kann man das noch halbwegs genau messen, normale Digitalmultimeter zeigen nur noch Mist an.


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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#3 von volkerS , 05.04.2022 16:09

Hallo Paule,
die Aux schalten nach Decoder Gnd. Verbrauscher die zwischen Rückleiter (Decoder-Plus) und Aux geschaltet sind werden mit einer Gleichspannung versorgt. Ca. 2V weniger als die Gleisdigitalspannung. Schaltest du Verbraucher zwischen Aux und einen der Decodergleisspannungsanschlüsse hast du eine pulsierende Gleichspannung von etwa 50% Gleisspannung, ebenfalls Gleichspannung, Plus ist der Decodergleisspannungsanschluss, minus = Aux.
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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#4 von Paule , 06.04.2022 08:31

danke für eure Erklärungen. Dann werde ich mal mit meinem analogen Gossen Multimeter drangehen.

Ich habe ja geschrieben, dass da Mini-Glühbirnchen mit 3 Volt angeschlossen sind, 6 Stück paralell für Innenbeleuchtung in einem Spur 0e-Packwagen.
Diese Birnchen will ich mit max. 2 Volt betreiben, die Spannung muss also auf jeden Fall stark reduziert werden.

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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#5 von volkerS , 06.04.2022 12:08

Hallo Paule,
bitte spendiere jedem dieser Mini-Glühbirnchen einen eigenen Vorwiderstand. Bei einem gemeinsamen Widerstand reduziert sich der Spannungsfall am Widerstand wenn eines dieser Mini-Glühbirnchen ausfällt (Spannung an den Mini-Glühbirnchen steigt). Auch verteilst du die Wärmeentwicklung auf mehrere Stellen. Theoretisch ginge auch Reihenschaltung, da müssen aber alle diese Mini-Glühbirnchen den identischen Innenwiderstand haben, andernfalls gibt es unterschiedlichen Spannungsfall über den einzelnen Mini-Glühbirnchen was die Lebensdauer reduziert und auch die Fehlersuche ist aufwendiger.
Volker


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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#6 von Stahlblauberlin , 06.04.2022 12:16

In dem Fall (3V Miniglühbirnchen) würde ich dringend zur Reihenschaltung in zwei Dreiergruppen raten! Bei sechs Stück parallel zu 50mA kommen 300 mA zusammen, das ist schon amtlich, bei bei entsprechenden Einschaltströmen wird es für den Dekoder eng. Versehentlich den Decoder ungedimmt auf die Lämpchen losgelassen war es das auf jeden Fall für die Lämpchen, in Dreiergruppen haben die noch eine kleine Chance das für Sekunden zu überleben. Einschaltströme bei LEDs = Nennstrom, bei Glühlämpchen bis zu 10 x Nennstrom.
Warum keine LED's? Gibt es als "Golden White" mit sehr glühlampenähnlichem Licht, einige Ausführungen mit leichtem Rotstich sind schon fast zu glühlampig. Halten ewig und brauchen deutlich weniger Strom. Bei LGB-Vierachsern reichen im Prinzip zwei geschickt eingebaute (Westernwagen mit Petroleumlampen-Attrappen) oder vier Stück gleichmässig verteilte aus. Ein 0e-Wagen ist vergleichsweise winzig, zwei Stück und der Wagen könnte die halbe Anlage beleuchten wenn man die Leds ausreizt.
Grobe Faustregenl:
LED (SMD) direkt in Loklaterne 0.5-1mA, bei digital alle in Reihe je Seite. Wenn man den Schweizer Lichtwechsel haben will muss da natürlich anders aufgeteilt werden
LED 3mm bedrahtet, als Ersatz für Glühlämpchem mit Lichtleiter: 10mA
LED (SMD) Ersatz für Glühlämpchem mit Lichtleiter, direkt auf Lichtleiter geklebt: 5mA
LED (SMD) Ersatz für Sofitten (Wagonbeleuchtung mit Lichtverteiler), je zwei in Reihe, 5-10 mA max.
LED (SMD) LED-Strip für Wagonbeleuchtung H0: 2-3 dreiergruppen parallel (durch den Strip vorgegeben,kann man allermeistens alle drei Leds trennen), je nach länge des Wagens. Über Dimmen oder zusätzlichen Vorwiderstand auf 2-5 mA je Dreiergruppe eingestellt
LED 3mm bedrahtet, Golden White, als Gaslampenersatz in Abteilwagen: Je nach Anzahl der Abteile in zweier oder Dreiergruppen zusammengeschaltet und auf 2-3 mA mit den Vorwiderständen eingestellt

Bedeutet: 300 mA Glühlämpchen zu 4-10 mA mit LEDs. Und auch mal Gucken ob der Decoder so viel Glülampenpower überhaupt schalten darf. Oft ist ein mit 300 mA belastbarer Ausgang nur mit einem drittel oder weniger belastbar wenn Glühlämpchen geschaltet werden!

Bei den kleinen Strömen kann auch ein Elko zum Puffern (in der Anleitung zum Decoder gut beschrieben) sehr effektiv das Flackern bei kleineren Kontaktproblemem unterdrücken. In H0 passen Elkos 1000yF/25V meist super in die Toilettenabteile, da flackert bei LEDs garnichts mehr, nichtmal bei Zweiachsern in der Weichenstrasse.


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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#7 von Martin Lutz , 06.04.2022 14:21

Zitat von Stahlblauberlin im Beitrag #6

Grobe Faustregenl:
LED (SMD) direkt in Loklaterne 0.5-1mA, bei digital alle in Reihe je Seite. Wenn man den Schweizer Lichtwechsel haben will muss da natürlich anders aufgeteilt werden
LED 3mm bedrahtet, als Ersatz für Glühlämpchem mit Lichtleiter: 10mA
LED (SMD) Ersatz für Glühlämpchem mit Lichtleiter, direkt auf Lichtleiter geklebt: 5mA
LED (SMD) Ersatz für Sofitten (Wagonbeleuchtung mit Lichtverteiler), je zwei in Reihe, 5-10 mA max.
LED (SMD) LED-Strip für Wagonbeleuchtung H0: 2-3 dreiergruppen parallel (durch den Strip vorgegeben,kann man allermeistens alle drei Leds trennen), je nach länge des Wagens. Über Dimmen oder zusätzlichen Vorwiderstand auf 2-5 mA je Dreiergruppe eingestellt
LED 3mm bedrahtet, Golden White, als Gaslampenersatz in Abteilwagen: Je nach Anzahl der Abteile in zweier oder Dreiergruppen zusammengeschaltet und auf 2-3 mA mit den Vorwiderständen eingestellt

Bitte vergesst diese "Faustregel" schnellstens wieder. Die Form und Grösse einer LED hat NICHTS mit dem Strom zu tun! Oder anders gesagt: ein 3mm bedrahtetes LED hat keinesfalls einen anderen Strombedarf eines von mir aus 0204er SMD LED.

Vielmehr ist es so, dass modernere LEDs einfach eine bessere Lichtausbeute haben, egal in welchem Gehäuse oder in welcher Bauform sie sind. Bitte dazu die Datenblätter konsultieren bezüglich Lichtstärke, Lichtaustrittswinkel und Strombedarf


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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#8 von Stahlblauberlin , 06.04.2022 16:50

@Martin Lutz

Zitat von Martin Lutz im Beitrag #7
Bitte vergesst diese "Faustregel" schnellstens wieder. Die Form und Grösse einer LED hat NICHTS mit dem Strom zu tun! Oder anders gesagt: ein 3mm bedrahtetes LED hat keinesfalls einen anderen Strombedarf eines von mir aus 0204er SMD LED.


Mal abgesehen davon das eine LED als relevante Grösse keinen Strombedarf sondern eine maximale/nenn- Strombelastbarkeit hat:
Die Faustregel hat nichts mit der tatsächlichen Belastbarkeit der LEDs zu tun, dafür gibt es die Datenblätter, sondern mit dem was man für halbwegs natürliche Lichteffekte ansetzen sollte. Durchaus im Try&Error-Verfahren in der Praxis ermittelt. Eine einzelne 0603-LED in Warmweiß mit 20 mA zulässigem Nennstrom in einer H0-Loklaterne betrieben lässt einen nur noch Sternchen sehen, da dann nicht auf einer Wärme abführenden Leiterplatte aber nicht sehr lange.
Das ist gerade bei SMD-Leds ein nicht zu vernachlässigender Faktor, da hat man praktisch den nackten Chip mit einem Hauch von Gehäuse, wo soll da die Verlustleistung hin? Eine LED hat einen Wirkungsgrad von ~30-40 Prozent maximal, da bleibt genug Wärme übrig. Eine LED Bauform 0603 sollte dauerhaft mit nicht mehr als 5mA betrieben werden wenn sie freischwebend an dünnen Kupferlackdrähten in einer Loklaterne Dienst tut. Die meisten sind dann aber schon unnatürlich hell. Die Originale sind eigentlich echt funzelig wenn man sich das mal live anguckt. Gute Vishai-LEDS in Golden White in eine H0-Loklaterne eingesetzt erreichen mit 0,5 mA eine Helligkeit die im Original niemals so erreicht wurde. Original-funzelig würde schon die Hälfte reichen und ist immer noch deutlich heller als die ursprüngliche Lösung mit Glühlämpchen und Lichtleiter.
Led-Strips mit SMD-Leds sollten bei Vollauslastung übrigens auch irgendwie gekühlt werden, sprich auf einem wärmeleitenden Untergrund geklebt werden. Allerdings sind sie bei Nennstrom eh viel zu hell für unsere Zwecke.
Bedrahtete Leds haben einfach mal mehr Gehäuse und mit ihren Anschlussbeinchen auch vergleichsweise viel Kühlfläche. Da sind 20mA kein Thema, nur wohin mit dem ganzen Licht? Sollen die armen Preiserlein in den Abteilen an Hautkrebs sterben?
Deshalb: Die Werte nach Faustregel sind als sinnvolle Richtwerte für vorbildliche und dauerhaft betriebssichere Beleuchtung zu verstehen und WEIT, sehr WEIT, von dem weg was eine LED theoretisch verkraftet. Im Gegensatz zum verbreiteten Glauben können LEDs sehr wohl kräftig Abwärme erzeugen, und die wird gerade bei den kleinen und kleinsten Bauformen schnell ein echtes Problem. Der Wirkungsgrad einer LED liegt bestenfalls bei 40%, also gehen bei einer weißen LED mit 3,3V Durchlassspannung und 20 mA 3,3v*20mA*0,6 = 66mW als Wärme verloren. Das klingt nicht nach viel, aber eine SMD-LED Bauform 0603 hat gerade mal 4,48 mm² Oberfläche, muss also 14,7 mW/mm² loswerden. Klingt wenig, aber auf eine 16cm-Herdplatte hochgerechnet sind das schon knapp 300W. Die wird dann schon so heiß das man die nicht mehr anfasst. In der Praxis darf man übrigens den Wirkungsgrad realistisch mit eher 20% ansetzen.
LEDs als Halbleiter mögen es kühl, Wärme ist sowohl dem Wirkungsgrad und noch viel mehr der Lebensdauer abträglich. Die Angaben zur Lebensdauer in Datenblättern beziehen sich meist auf eine Sperrschichttemperatur von 20°C, eine Verdoppelung der Temperatur halbiert schnell mal die Lebensdauer... Jenseits der 100° liegt sie deutlich unter dem was auch im Modellbahnbereich "lebenslang" heißt.


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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#9 von 2N3055 , 08.04.2022 11:58

Zitat von volkerS im Beitrag #5
Hallo Paule,
bitte spendiere jedem dieser Mini-Glühbirnchen einen eigenen Vorwiderstand. Bei einem gemeinsamen Widerstand reduziert sich der Spannungsfall am Widerstand wenn eines dieser Mini-Glühbirnchen ausfällt (Spannung an den Mini-Glühbirnchen steigt). Auch verteilst du die Wärmeentwicklung auf mehrere Stellen. Theoretisch ginge auch Reihenschaltung, da müssen aber alle diese Mini-Glühbirnchen den identischen Innenwiderstand haben, andernfalls gibt es unterschiedlichen Spannungsfall über den einzelnen Mini-Glühbirnchen was die Lebensdauer reduziert und auch die Fehlersuche ist aufwendiger.
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Hallo Paule, dem von volkerS Gesagten kann ich mich nur anschließen. Es gibt noch ein nicht unwichtiges Argument für die sichere Lösung mit Vorwiderständen bei den 2V-Birnchen: sollte der Decoder aus irgendwelchen Gründen mal auf Werkseinstellung gehen, ist die vorherige Dimmungs-Einstellungen nicht mehr wirksam, d. h. der Ausgang liefert die maximale Pulsbreite/Leistung. Dann qualmt bzw. blitzt es.
Grüße, Frank


 
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RE: TAMS Funktionsdecoder Ausgangsspannung ?

#10 von Stahlblauberlin , 08.04.2022 12:32

Bei der Lösung mit Vorwiderständen halte bitte die Verlustleistung = Wärme im Auge. Solche Minibirnchen brauche so etwa 20-30 mA, gehen wir mal von 20mA aus. Digitalspannung 16V, bleiben nach dem Decoder 14V. Verlustleistung am Widerstand: (14v-2v) x 0,02A = 0,24W. Ein 0,5 W Wiederstand wird da schon unangehm warm. Wird natürlch deutlich weniger wenn der Decoderausgang gedimmt ist, allerdings müssen dann die Widerstände auch kleiner werden sonst's bleibt es dunkel. Damit fällt auch der Schutz bei durchgehendem Decoder flach.
Alternativ könntest du über einen kleinen Spannungsregler nachdenken, sowas z.b.: https://www.amazon.de/dp/B07DK64L2J/ref=...0A7X218GFPPJBNG
In + an die blaue Leitung, In - an Decodermasse. Bequemerweise auch an den Anschlüssen für den Stützkondensator abzugreifen. Lämpchen dann zwischen Out + und Schaltausgang des Decoders. Vorher das Spannungsreglermodul mit einem 9V-Block als Stromquelle und irgendeinem 12v-Glühlämpchen als Last auf die gewünschte Spannung einstellen. Mit weniger als 1A Last erwärmen sich die Dinger garnicht, haben als Schaltregler keine nennenswerten Verluste. Ausserdem bleibt die Beleuchtung immer konstant hell, Schwankungen in der Betriebsspannung werden ausgeregelt.
Sowas verbaue ich bei LGB-Modellen sehr oft, 5V-Rauchentwickler, Servos...


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