[steve1964]

Tag in die Runde,
nachdem ich erfolgreich eine SMD - Schlußlichtbeleuchtung
in einen Spur - N - Gepäckwagen mittels Lichtleiter eingebaut habe,
wage ich mich nun an die durchgehende Beleuchtung meiner Atbau -
Eilzugwagen von Arnold.

Hierzu stehen bereit :
LED Strip 12 V warmweiss
Vorwiderstände 800 Ohm
Mikrostecker 1,0 mm Set 10 Stück 2 polig, 9,99.-
Werkzeug, Lötkolben

Ich möchte den Zug trennbar halten und von einem Wagen aus versorgen.
Dadurch den Rollwiderstand der Radschleifer minimieren auf 1 Wagen.

Ich fahre analog und schalte zur Lichtdimmung Trix EMS hinzu.
hiermit regele ich auch die Frontlicht / Spitzenbeleuchtung der Lok.
Dadurch kann auch in analoger Langsamfahrt eine vernünftige Lichtstärke
gewehrleistet werden.

Nun meine Frage :
Soll ich die LED Streifen der einzelnen Wagen parallel oder in
Reihe schalten ?
Pro Wagen einen oder zwei Vorwiderstände ?
Dachte, ist sicherer, falls doch mal mehr als 12 V anliegen.

Ein Kondensator ist nicht vorgesehen.

Danke an die Beleuchtungs Experten
Steve

[MSC]

Hallo Steve,

du kannst deine LED Leisten nur parallel schalten.
Ein Streifen braucht 12V Versorgung (nach deinen Daten), bei einer Reihenschaltung von nur 3 Streifen brauchst du schon 36V Versorgungsspannung.
Bei einer Reihenschaltung addieren sich die Spannungen an den einzelnen Verbrauchern und der Strom ist überall der Gleiche,
bei einer Parallelschaltung addieren sich die Ströme und die Spannung ist überall die Gleiche.

Gruß
Michael

[steve1964]

Hallo Michael, danke !
Wie sieht es mit den Vorwiderständen aus,
langt einer pro Wagen ? Oder doch zwei ?
VG
Steve
-

[Railstefan]

Hallo Steve,

da die LED-Streifen Bauteilstreuungen haben können, empfiehlt sich der Einbau eines Widerstandes je Streifen. Sonst kann es dir passieren, dass ein Streifen dunkler als der andere ist.
Testen kannst du natürlich auch mit nur einem gemeinsamen Widerstand - wenn es dann von der Helligkeit zueinander OK ist.

Gruß
Railstefan

[MSC]

Hallo Steve,

Wie Railstefan schrieb musst du das ausprobieren.
Zu beachten ist hierbei dann aber, das du wenn Du nur einen gemeinsamen Widerstand nimmst, das dieser dann auch eine stärkere Belastbarkeit aufweisen muss.
Wenn du z.B. für einen Streifen einen Widerstand mit 1/4 Watt brauchst musst du dann bei 2 Streifen 1/2 Watt nehmen.(Bei Benutzung von einem Widerstand für alle Leisten)
Es geht ja dann der doppelte Strom durch den Widerstand, d.h. er wird wärmer.

Gruß
Michael

[klein.uhu]

Bei Reihenschaltung fließt im gesamten Stromkreis der gleiche Strom!

Was sich ändert ist die Spannung, die an den einzelnen Elementen der Reihe anliegt. Und damit muss sich auch deren (Vor)Widerstand ändern.

klein.uhu

[MSC]

Hallo klein UHU,
er betreibt seine Leisten aber nicht in Reihe sondern parallel.
Und dann passt das schon so. siehe Beitrag 2

Gruß
Michael

[Martin Lutz]

Ich bitte euch einfach mal sich mit dem ohmschen Gesetz auseinandersetzen. Dann solltet ihr merken, was geht, was nicht, worauf man achten muss, Nachteile usw.!

Wenn man mehrere Leisten parallel schaltet und das ganze über einen Widerstand führt, dann passiert folgendes:
Die Leistung an diesem Super-Vorwiderstand nimmt zu, weil der Strom höher wird. Höher werdender Strom im Widerstand führt dazu, dass auch die Spannung am Widerstand steigt (U = R x I, wobei R konstant ist, dann erkent jeder Hobbymathematiker wohin die Reise geht).

Höher werdende Spannung am Widerstand bedeutet auch, dass die Spannung an der Leiste sinkt --> die LEDs werden dunkler, je mehr Leisten (oder Wagen) dazu kommen, denn die Gesamtgleisspannung bleibt immer die gleiche.

Natürlich wird das irgendwann auch mal zu einem Wärmeproblem an diesem Widerstand. Also Schaden am Modell nicht ausgeschlossen.

Viel zu oft wird hier in diesem Forum über notwendige oder empfohlene Widerstandswerte diskutiert. Aber das Thema Leistung am Widerstand ist sehr oft gar nicht das Thema. Aber ist ebenso wichtig.

Im Liliput Flirt ist bereits vom Hersteller aus die Vorwiderstandskonzentration auf der Beleuchtungsleiterplatte bereits so hoch ist, dass das Lichtverteilerglas geschmolzen ist. Bei meinem FLIRT ist das jedenfalls so. Schade, dass nicht einmal Hersteller so was beachten.

[Railstefan]

Hallo Martin,

der Problematik "Erwärmung des Widerstandes" stimme ich zu, aber beim Thema Spannung am Widerstand nicht, da an LEDs ja eine fast konstante Spannung abfällt und somit der Rest der Versorgungsspannung dann automatisch am Widerstand abfallen muss.

Gruß
Railstefan

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Martin,

der Problematik "Erwärmung des Widerstandes" stimme ich zu, aber beim Thema Spannung am Widerstand nicht, da an LEDs ja eine fast konstante Spannung abfällt und somit der Rest der Versorgungsspannung dann automatisch am Widerstand abfallen muss.

Gruß
Railstefan

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Bitte überprüf deine Theorie nochmals. Wenn in einem Widerstand mehr Strom fliesst, dann fällt auch eine höhere Spannung an ihm ab. Das ist nun mal Fakt!

Jede LED-Leiste hat ja eine Kombination von reihengeschalteten LEDs und Widerständen. Nur das LEDE alleine hat einen starken Knick in der Kennlinie, soweit sind wir uns einig, ja. Doch: schaltest du nun mehr Leisten parallel, flist in Summe auch mehr Strom. Dieser Mehr-Strom muss nun durch diesen zusätzlich vorgeschalteten WIderstand. Die Spannung an der Leiste sinkt. Durch den Knick in der LED Kennlinie ist die Änderung nicht linear. Dennoch: im Grundsatz stimmt es dennoch.

[MSC]

Hallo Martin,

du hast ja recht, aber willst du jetzt hier wirklich anfangen mit Widerstands, Strom und Spannungsberechnung bei gemischten Schaltungen. Das dürfte für die meisten hier ein Buch mit sieben Siegeln sein.
Wichtig ist doch für den Hobbybastler, das er darauf achten muss das sein Widerstand die richtige Belastung aufweist.
Denn wenn die zu klein ist wird er heiß. Dies kann soweit gehen, das er sich selbsttätig ablötet.
Zu klein dimensionierte Widerstände bedeuten eine Brandgefahr.
Grob gesagt kann man sagen das je größer( von der Bauform) der Widerstand ist, desto höher seine Belastbarkeit.
Ich baue meine LED immer Parallel ein und nehme für jeden "Strang" einen extra Widerstand.
Die Parallelschaltung benutzte ich weil, wenn sich wirklich mal eine LED, oder ein dazugehöriges Teil verabschiedet, nicht gleich alles Dunkel ist.
Und man kann den Defekt schnellerfinden und beheben.

Gruß
Michael

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Martin,

du hast ja recht, aber willst du jetzt hier wirklich anfangen mit Widerstands, Strom und Spannungsberechnung bei gemischten Schaltungen. Das dürfte für die meisten hier ein Buch mit sieben Siegeln sein.

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Ach....?

Sorry, aber die Physik lässt sich leider weder übertölpeln noch ist sie für Modellbahner ungültig.

Wenn du richtig gelesen hast, dann liest du daraus nur den Hinweis: Hee, Leute passt auf, es gibt auch eine Leistung!!!

Und wenn man ein Multiplikator grösser macht und mit einer Konstante multipliziert, dann versteht das auch ein NICHT-Elektrotechniker, dass das Produkt davon auch grösser wird, oder?

Wer mit elektrischen Sachen experimentieren will, tut gut daran, wenn nur ein bisschen an Basiswissen hat.

[Railstefan]

Hallo Martin,

wenn man einen gemeinsamen Widerstand für 2 parallele LEDs bzw LED-Gruppen nimmt, so wird an dem Widerstand die gleiche Spannung abfallen, wie an der Schaltung mit nur einer LED bzw LED-Gruppe, denn an der LED wird eine annähernd konstante Spannung abfallen, also bleibt zwangsweise für den Widerstand der "Rest" der unveränderten Versorgungssppannung.
Das bei 2 parallel geschalteten LEDs sich der Strom erhöht (verdoppelt) ist auch richtig, aber darum muss sich dann der Widerstandswert ändern (kleiner werden) - somit fällt am Widerstand wieder die ursprüngliche Spannung ab.
Doppelter Strom x halbem Widerstandwert = konstante Spannung - so hat Herr Ohm das in seinem Gesetz geschrieben und das gilt natürlich auch im Modellbaubereich.

Gruß
Railstefan

[MSC]

Hallo Martin,

[quote="Martin Lutz" post_id=1810400 time=1521201997 user_id=124]

Wer mit elektrischen Sachen experimentieren will, tut gut daran, wenn nur ein bisschen an Basiswissen hat.
[/quote]

dazu gehört auch, das der Spannungsabfall am Widerstand immer den Wert UW=UG-ULED betragen muss.
UW = Spannung am Widerstand
UG = Versorgungsspannung
ULED = Spannung LED.
Also kann bei richtiger Dimensionierung des Widerstandes gar keine höhere oder niedrige Spannung an diesem abfallen, da sonst die LED nicht Leuchten (zu wenig Spannung) oder aber durch Überspannung zerstört würden.
Auch hier wieder einfaches ohmsches Gesetz.
Und da man den Vorwiderstand entweder durch Berechnung (wenn man es denn kann) oder durch ausprobieren so festlegt das "es leuchtet", muss dann nur noch auf die richtige Belastbarkeit geachtet werden.

Gruß
Michael

Stefan war schneller

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Martin,

[quote="Martin Lutz" post_id=1810400 time=1521201997 user_id=124]

Wer mit elektrischen Sachen experimentieren will, tut gut daran, wenn nur ein bisschen an Basiswissen hat.

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dazu gehört auch, das der Spannungsabfall am Widerstand immer den Wert UW=UG-ULED betragen muss.
UW = Spannung am Widerstand
UG = Versorgungsspannung
ULED = Spannung LED.
Also kann bei richtiger Dimensionierung des Widerstandes gar keine höhere oder niedrige Spannung an diesem abfallen, da sonst die LED nicht Leuchten (zu wenig Spannung) oder aber durch Überspannung zerstört würden.
Auch hier wieder einfaches ohmsches Gesetz.
Und da man den Vorwiderstand entweder durch Berechnung (wenn man es denn kann) oder durch ausprobieren so festlegt das "es leuchtet", muss dann nur noch auf die richtige Belastbarkeit geachtet werden.

Gruß
Michael

Stefan war schneller
[/quote]
Im Grunde genommen ging es ja nur darum, dass man über einen ZUSäTZLICHEN Widerstand mehrere FERTIGE LED Leisten betreiben wollte. Ich sage einfach:
JE MEHR LED LEISTEN AN DIESEN ZUSÄTZLICHEN WIDERSTAND ANGESCHLOSSEN WERDEN, DESTO MEHR WIRD DIESER EINE ZUSÄTZLICHE WIDERSTAND BELASTET, WEIL ES IN DER SUMME MEHR STROM FLIESST. UND WENN DURCH DEN ZUSÄTZLICHEN WIDERSTAND MEHR STROM FLIESST, ERHÖHT SICH DESSEN SPANNUNG UND SOMIT AUCH DIE lEISTUNG AM ZUSÄTZLICHEN WIDERSTAND!!! IRGENDWANN EINMAL WIRD DIE VERLUSTLEISTUNG AN DIESEM ZUSÄTZLICHEN WIDERSTAND ZU GROSS UND ER WIRD HEISSER. IM SCHLIMMSTEN FALL WIRD DAS GEHÄUSE DES WAGENMODELLS LEIDEN.

[jogi]

Hallo , Jogi hier


Nur mal so zum nachdenken

1 Einheit von der Rolle mit LED Streifen besteht aus 3 in Reihe geschalteten LEDs mit einem Vorwiderstand ( das ist eine Einheit )
Diese Einheiten sind dann natürlich parallel geschaltet.

Testaufbau:
Eine Einheit, betrieben mit 10V braucht ca. 10mA ( ist aber schon viel zu hell für die Beleuchtung unserer Wagen )
Also, bei 10V noch einen Widerstand 2,2KOhm dazwischen geschaltet.
Die Helligkeit ist jetzt OK. Spannung an der LED Einheit jetzt ca. 8V.
Strom geht auf ca. 1mA zurück ! ( meine Anzeige macht nur 3 Stellen hinter dem Komma )
Verlustleistung am Widerstand P=U x I , 2V x 0,001A = 0,002W

Das ganze jetzt mit 20V und Widerstand auch 2,2KOhm
Es ist natürlich wieder um einiges heller.
Spannung an der Einheit jetzt ca. 9V. Abfall am Widerstand also 11V
Der Strom ist angestiegen auf ca. 4mA
Verlustleistung am Widerstand P=U x I , 11V x 0,004A =0,044W



Also 1/ 4 oder 1/2W Widerstand ist da schon weit überdimensioniert.

Soll aber nur aufzeigen, das die LED Stripes mit sehr wenig Strom auskommen, bei guter Helligkeit.

Hallo Steve

Vorschlag für die Beleuchtung Deiner „ N „ Wagen:

Der erste Vorschlag ist nicht ganz so gut , weil :
Der Vorwiderstand ( ist für die Helligkeit zuständig ) nur einmal vorhanden im ersten Wagen.
Mit jedem weitern Wagen ändert sich die Helligkeit.

Besser der zweite Vorschlag
Jeder LED Streifen bekommt einen eigenen Vorwiderstand

Und, damit es nicht immer flackert bei kleinsten Unterbrechungen der 3te Vorschlag.

Betrifft aber nur die Versorgung am Gleichrichter. Ein Ladewiderstand und ein Kondensator.
Auch schon ein kleiner Kondensator, so ab 10µF aufwärts hilft, sollte aber 25V abkönnen.
Ich weiß nicht , was EMS aufs Gleis bringt.

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo , Jogi hier


Nur mal so zum nachdenken

1 Einheit von der Rolle mit LED Streifen besteht aus 3 in Reihe geschalteten LEDs mit einem Vorwiderstand ( das ist eine Einheit )
Diese Einheiten sind dann natürlich parallel geschaltet.

Testaufbau:
Eine Einheit, betrieben mit 10V braucht ca. 10mA ( ist aber schon viel zu hell für die Beleuchtung unserer Wagen )
Also, bei 10V noch einen Widerstand 2,2KOhm dazwischen geschaltet.
Die Helligkeit ist jetzt OK. Spannung an der LED Einheit jetzt ca. 8V.
Strom geht auf ca. 1mA zurück ! ( meine Anzeige macht nur 3 Stellen hinter dem Komma )
Verlustleistung am Widerstand P=U x I , 2V x 0,001A = 0,002W

Das ganze jetzt mit 20V und Widerstand auch 2,2KOhm
Es ist natürlich wieder um einiges heller.
Spannung an der Einheit jetzt ca. 9V. Abfall am Widerstand also 11V
Der Strom ist angestiegen auf ca. 4mA
Verlustleistung am Widerstand P=U x I , 11V x 0,004A =0,044W



Also 1/ 4 oder 1/2W Widerstand ist da schon weit überdimensioniert.

Soll aber nur aufzeigen, das die LED Stripes mit sehr wenig Strom auskommen, bei guter Helligkeit.

Hallo Steve

Vorschlag für die Beleuchtung Deiner „ N „ Wagen:

Der erste Vorschlag ist nicht ganz so gut , weil :
Der Vorwiderstand ( ist für die Helligkeit zuständig ) nur einmal vorhanden im ersten Wagen.
Mit jedem weitern Wagen ändert sich die Helligkeit.

Besser der zweite Vorschlag
Jeder LED Streifen bekommt einen eigenen Vorwiderstand

Und, damit es nicht immer flackert bei kleinsten Unterbrechungen der 3te Vorschlag.

Betrifft aber nur die Versorgung am Gleichrichter. Ein Ladewiderstand und ein Kondensator.
Auch schon ein kleiner Kondensator, so ab 10µF aufwärts hilft, sollte aber 25V abkönnen.
Ich weiß nicht , was EMS aufs Gleis bringt.

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Um es klar zu stellen. Bisher wurden Werte noch nicht ins Spiel gebracht sondern nur generell von einer möglichen Variante gesprochen!! Im Grundsatz stimmen meine Ausführungen auch.

Zweitens:
Wenn man seine Stromwerte so drastisch verkleinert wird man kein Problem haben mit der Leistung. Jedoch: gerne verwenden gewisse Leute dann auch schnell SMD Widerstände (sie sind ja so schön klein). In diesem Falle rechnen wir dann nicht mehr von 1/2W oder 1/4W sondern sind bei 0.063W(Baugrösse 0603). Auch das ist bei einem mA sicher noch kein Thema.

Klar ist auch, dass man von Laien nicht erwarten kann, dass sie ein Gefühl haben für die Belastbarkeit von Widerständne. Wenn einer schon fürio und mordio schreit, wenn ich nur anhand einer Multiplikation aufzeigen möchte, dass eine Konstante multipliziert mit einem höheren Wert auch ein höheres Resultat entsteht.

Tatsache ist, wenn ich ein einzelnes LED mit 5mA an der Modellbahnspannung anschliessen will, darf ich keinen SMD0603er Widerstad verwenden, denn dieser wäre in diesem Fall schon überlastet.

[MSC]

Hallo Martin,

Du hast es immer noch nicht Verstanden.
Der Spannungsabfall am Widerstand bleibt immer identisch. Denn dieser wird so gewählt, das die Streifen 12V haben und somit der Rest am Widerstand
abfällt. Diese Spannung muss immer gleich bleiben, egal wie viele LED du parallel schaltetest, musst du diesen immer so wählen, das eine Spannung an der LED liegt, die sie zum leuchten brauchen ohne das man sie ins Jenseits befördert.
Wie schon gesagt wer kann, der kann das berechnen, wer nicht nimmt die Daten vom Datenblatt oder probiert es aus.
Und der Widerstand wird nur dann zu heiß, wenn er eine zu kleine Belastbarkeit hat.
Also lieber einen zu großen als zu kleinen Wert in der Belastbarkeit wählen.

@ Jogi: Das mit den 1/4 und 1/2 W war ja nur als Beispiel zur Veranschaulichung gedacht.


Gruß
Michael

[Sharp57]

Moin Moba Freunde,

nach längerer Zeit Forumsabstinenz bin ich auf diesen Thread gestoßen und versuche mich da einzulesen. Ich finde mit diesen ganzen Diskussionen ums Ohmsche Gesetz wird hier einiges unnötig kompliziert. Sorry, aber das ist meine subjektive Meinung dazu.

Steve möchte doch einfach nur seine Wagen von einem Wagen aus mit Spannung versorgen um sich die Stromabnahmen in jedem einzelnen Wagen zu ersparen (Rollwiderstand). Die Voraussetzungen hat er genannt, Microstecker, LED Strips etc. sind vorhanden.

Den aus meiner Sicht besten Vorschlag hat Jogi eingebracht, wobei ich da noch geringfügig anders vorgehen würde. Warum die Spannung bereits im ersten Wagen mit der Stromaufnahme gleichrichten? Es wäre doch wesentlich einfacher die Gleisspannung über die Microstecker von Wagen zu Wagen zu leiten, um dann mittels Brückengleichrichter und einem Vorwiderstand, die Versorgungsspannung für den jeweiligen Strip im Wagen anzupassen.

Ein Brückengleichrichter kostet ca. 18 Cent und ein Widerstand mit einem Kiloohm 1/4 Watt kostet ca. 3 Cent. Also betragen die Kosten pro Wagen 21 Cent. Darüber braucht man dann sicher nicht zu diskutieren.
Widerstand
Brückengleichrichter

Ich habe mir mal erlaubt die Idee von Jogi leicht abzuändern und aufzuzeichnen:


Mit der Beschaltung im Wagen greife ich mal auf ein altes Foto von mir zurück. dabei ist es die einfachste Variante den Vorwiderstand an den direkt auf den Strip gelöteten Brückengleichrichter zu löten:
[img=https://abload.de/thumb/gleichrichter_widerst2su27.jpg]

Nach meiner Meinung sind damit alle Wünsche von Steve erfüllt und hoffe, dass dieser Ansatz nicht gleich wieder zu endlosen Diskussionen führt.

Beste Grüße,

Ingo

[Martin Lutz]

Zitat

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Hallo Martin,

Du hast es immer noch nicht Verstanden.
Der Spannungsabfall am Widerstand bleibt immer identisch. Denn dieser wird so gewählt, das die Streifen 12V haben und somit der Rest am Widerstand
abfällt. Diese Spannung muss immer gleich bleiben, egal wie viele LED du parallel schaltetest, musst du diesen immer so wählen, das eine Spannung an der LED liegt, die sie zum leuchten brauchen ohne das man sie ins Jenseits befördert.
Wie schon gesagt wer kann, der kann das berechnen, wer nicht nimmt die Daten vom Datenblatt oder probiert es aus.
Und der Widerstand wird nur dann zu heiß, wenn er eine zu kleine Belastbarkeit hat.
Also lieber einen zu großen als zu kleinen Wert in der Belastbarkeit wählen.

@ Jogi: Das mit den 1/4 und 1/2 W war ja nur als Beispiel zur Veranschaulichung gedacht.


Gruß
Michael

---

Deine Theorie würde dann stimmen, wenn LEDs einen sauberen Knick hätten und danach senkrecht nach oben geht und der Arbeitspunkt genau in diesem Knick wäre. Ist er aber nicht. Auch ein LED verändert die Durchlassspannung, wenn man mit dem Strom variert. Nur nicht linear.

Du beschreibst das als wäre eine LED gleich wie eine Z-Diode. Aber auch bei dieser gibt es nichts lineares.

[MSC]

Hallo Martin,
du kannst es nicht lassen.
Aber du kannst mir sicher den Unterschied zwischen einem Theoretiker und einem Praktiker erklären.
Und du solltest es jetzt hier mal sein lassen den Fragesteller mit irgendwelchen Kennlinien von Dioden zu verwirren.
Und ich habe mal zu den Kennlinien diverser Halbleiterelemte gelernt, das man den Arbeitspunkt so einstellt, das man sich im optimalen Arbeitsbereich aufhält.
Aber wenn du möchtest kannst du für den Fragesteller ja mal berechnen was für einen Kondensator er als Vorwiderstand braucht um die Betriebspannung für seine Dioden zu bekommen wenn er sie mit Wechselspannung betreibt. Du kannst dich sicher an diese Sache mit den Wirk-/ Schein- und Blindleistungen erinnern?

@Steve: Die von Ingo und Jogi gemachten Vorschläge solltest du dir als Vorlage nehmen, das einzige was ich ändern würde ist der von Ingo vorgeschlagene Widerstand. Für diesen würde ich anstelle des Kohleschicht Widerstand einen Metallschichtwiderstand nehmen. Dieser hat bei einer kleineren Baugröße die gleiche Belastbarkeit. Ist bei Spur N vielleicht nicht ganz Unwichtig.


Gruß
Michael

[Sharp57]

Zitat

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@Steve: Die von Ingo und Jogi gemachten Vorschläge solltest du dir als Vorlage nehmen, das einzige was ich ändern würde ist der von Ingo vorgeschlagene Widerstand. Für diesen würde ich anstelle des Kohleschicht Widerstand einen Metallschichtwiderstand nehmen. Dieser hat bei einer kleineren Baugröße die gleiche Belastbarkeit. Ist bei Spur N vielleicht nicht ganz Unwichtig.


Gruß
Michael

---

Moin Michael,

eine Empfehlung ob nun Kohle- oder Metallschichtwiderstand wollte ich hier nicht gar nicht direkt abgeben. Ich hatte nur auf die Schnelle eine preisliche Orientierung geben wollen, aber sicher hast Du Recht mit deinem Hinweis. Danke dafür.

Schönen Sonntag noch.,
Ingo