GELÖST!!! Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#1 von Steffen_Berlin , 05.04.2023 11:10

Liebe Modellbahnfreunde,

ich bräuchte mal Euren fachkundigen Rat zu einem Problem.

Ich fahre Märklin H0 AC, M-Gleise und habe mir vor einem Signal eine Bremsstrecke mit mehreren antiparallel hintereinander geschalteten Dioden gebaut. Das dient zum Abbremsen des Zuges vor dem Signal, bis er dann am Signal (auf der stromlosen Strecke) ganz zum Halten kommt. Funktioniert prima, bis auf einen hässlichen Nebeneffekt:

Kurz vor der stromlosen Strecke habe ich zur Rückmeldung ein Kontaktgleis eingebaut, das (sobald sich die Lok dort befindet) die Masse kurzschließt und an einen Optokoppler weiterleitet. Dieser wiederum versorgt (hübsch galvanisch getrennt) einen Arduino (zur Zugsteuerung) mit einer Belegt-Meldung. Leider bekommt in diesem Moment (also wenn die Lok den Kontakt auslöst) das Gleis dort plötzlich kurzfristig eine höhere Spannung, der (abgebremste) Zug beschleunigt kurz wieder ("Bocksprung"), bis er dann im stromlosen Bereich hält.

Warum ist das so? Woher kommt die höhere Spannung? Habt jemand eine Idee?

Übrigens: Wenn ich das zum Optokoppler führende Kabel von dem Kontaktgleis abziehe, findet dieses Phänomen nicht statt… merkwürdig.

Angehängt findet Ihr den Schaltplan. Der Optokoppler ist auf der Eingangsseite ein doppelter, also somit für AC geeignet.

VG Steffen
[[File:Bild für Bremsproblem.pptx]]

Dateianlage:
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zuletzt bearbeitet 05.04.2023 | Top

RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#2 von Stahlblauberlin , 05.04.2023 11:37

Die Trennung zum Bremsabschnitt erfolgt für beide Pole? Da der Mittelleiter über die Dioden vom "heißen" Anschluss des Trafos versorgt wird muss vor allem der unterbrochen sein, natürlich an beiden Enden des Bremsabschnittes. Masse läuft durch...


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#3 von Steffen_Berlin , 05.04.2023 11:58

Zitat von Stahlblauberlin im Beitrag #2
Die Trennung zum Bremsabschnitt erfolgt für beide Pole? Da der Mittelleiter über die Dioden vom "heißen" Anschluss des Trafos versorgt wird muss vor allem der unterbrochen sein, natürlich an beiden Enden des Bremsabschnittes. Masse läuft durch...

Ja, der "Bremsabschnitt" ist natürlich am Mittelleiter vom Rest der Strecke getrennt (an beiden Seiten). Also:

Normale Stecke (mit 15V AC)
Trennung am Mittelleiter
Bremsstrecke (ca. 13 V AC, über Dioden die Spannung reduziert)
Kontaktgleis
Trennung am Mittelleiter
Stromlose Strecke (wird über eine Stromeinspeisung bei "grün" wieder mit 15V AC versorgt)
Trennung am Mittelleiter
Normale Stecke (mit 15V AC)

Ich hoffe, die Darstellung ist verständlich?


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#4 von Langsamfahrer , 05.04.2023 13:34

Hallo Steffen!

Eine wirklich schlüssige Erklärung für die Spannungsspitze habe ich noch nicht.
Wenn Du den Trafo auf langsame Fahrt einstellst, dann ist die Spannung zwischen B und 0 (Bahn und Masse) niedriger als die zwischen B und L (Licht). Das dürfte sich aber nur dann auswirken, wenn die Räder Deiner Lok nur mit der isolierten Kontakt-Schiene verbunden sind, nicht mit der eigentlichen Gleis-Masse. Das erscheint mir eher als eine theoretische Möglichkeit.

Du hast in Deiner Schaltung nicht vermerkt, welchen Wert der Widerstand R hat und wie hoch belastbar er ist - bitte nenn das mal.
[Edit: Bemerkung über Sperrrichtung gelöscht, wegen Koppler für AC. Nicht aufgepasst.]

Mal sehen, welche Ideen noch kommen.

Jörg


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#5 von Steffen_Berlin , 05.04.2023 14:19

Zitat von Langsamfahrer im Beitrag #4
Hallo Steffen!

Eine wirklich schlüssige Erklärung für die Spannungsspitze habe ich noch nicht.
Wenn Du den Trafo auf langsame Fahrt einstellst, dann ist die Spannung zwischen B und 0 (Bahn und Masse) niedriger als die zwischen B und L (Licht). Das dürfte sich aber nur dann auswirken, wenn die Räder Deiner Lok nur mit der isolierten Kontakt-Schiene verbunden sind, nicht mit der eigentlichen Gleis-Masse. Das erscheint mir eher als eine theoretische Möglichkeit.

Du hast in Deiner Schaltung nicht vermerkt, welchen Wert der Widerstand R hat und wie hoch belastbar er ist - bitte nenn das mal.
[Edit: Bemerkung über Sperrrichtung gelöscht, wegen Koppler für AC. Nicht aufgepasst.]

Mal sehen, welche Ideen noch kommen.

Jörg


Der Widerstand ist 1kOhm, den habe ich anhand des Datenblatts für den Optokoppler berechnet. Normaler Kohleschicht-Widerstand, Belastbarkeit (glaube ich) 0,25W.

Und noch zu Deiner Bemerkung: "Das dürfte sich aber nur dann auswirken, wenn die Räder Deiner Lok nur mit der isolierten Kontakt-Schiene verbunden sind, nicht mit der eigentlichen Gleis-Masse". Das Mittelstück des Kontaktgleises ist ja nur bei EINER Schiene isoliert, auf der anderen Seite geht die Schiene durch. Und wenn die Lok drüberfährt, ist das eine Rad auf der "normalen" Masse und verbindet diese über die Achse mit der isolierten Masse. Damit ist die Masse-Verbindung zum Optokoppler gegeben, der seinerseits die Output-Seite (Arduino-Seite) leitend macht.

Irgendwie muss über das Kabel zwischen Kontaktgleis und Optokoppler eine Situation entstehen, die die Lok schneller fahren lässt. Denn wenn ich das Kabel abziehen, passiert das nicht (aber dann wird natürlich auch das Signal an den Arduino nicht erzeugt)


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#6 von volkerS , 05.04.2023 15:10

Hallo Steffen,
versuche es mal mit einem unabhängigen Trafo für die Rückmeldung.
Gelben Draht an den unabhängigen Lichttrafo. Braune Buchsen beider Trafos verbinden.
Volker


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#7 von Steffen_Berlin , 05.04.2023 15:27

Zitat von volkerS im Beitrag #6
Hallo Steffen,
versuche es mal mit einem unabhängigen Trafo für die Rückmeldung.
Gelben Draht an den unabhängigen Lichttrafo. Braune Buchsen beider Trafos verbinden.
Volker


Hallo Volker,
habe ich auch schon gemacht; einen 2.Trafo (phasengleich) angeschlossen. Gleiches Problem...
VG Steffen


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#8 von MSC , 05.04.2023 15:31

Hallo Steffen,

dein Problem wird daran liegen, das du zur Versorgung deines Optokopplers den Lichtstromausgang mit ca 16V AC verwendest.
dadurch legst du deine "Masse" dann auf ein anderes Potential als vor dem Kontakt,
Abhilfe könnte ein Vegrößern oder Verkleinern des Widerstandwertes schaffen, solang bis es funktioniert.
Oder der Anschluß direkt hinter den Dioden, wenn du mit konstanter Trafoeinstellung in diesem Bereich unterwegs bist.

Gruß
Michael


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RE: Plötzliche Spannungsspitze, Zug macht Bocksprung, warum?

#9 von Steffen_Berlin , 05.04.2023 16:08

Gelöst, ich weiß jetzt woran es liegt!

Es liegt an der Aktion, die durch die Besetzt-Meldung (über den Optokoppler an den Arduino weitergegeben) im Arduino-Programm ausgelöst wird! Nämlich eine Erhöhung der Spannung auf dem Gleis für den nachfolgenden IC-Experimental (der ansonsten zu langsam fährt). Und diese erhöhte Spannung wirkt natürlich nicht nur auf den Folgezug, sondern auch noch auf den auslösenden Zug auf den letzten Zentimetern vor dem stromlosen Gleisabschnitt.

Sorry, mein Fehler, und da konnte natürlich niemand von Euch drauf kommen, weil Ihr die Info nicht hattet... Ich Depp...

Vielen Dank an alle, die sich Gedanken gemacht haben!


Harald, vikr, Langsamfahrer und klein.uhu haben sich bedankt!
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