RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#501 von vikr , 06.11.2018 19:31

Hallo Andre,

Zitat

Mir geht's um den Kurzschlussschutz bzw. die Auslösung des Schutzes.
Was nutzt ihr für Netzteile. Mit welcher Leistung bzw. Strom funktioniert der Schutz zuverlässig. Mir geht es darum braucht man zwingend ein 5A Netzteil oder reichen auch 1,5A.


der Strom soll unterbrochen werden, wenn der Detektor feststellt, dass der Strom in ganz kurzer Zeit einen eingestellen Grenzwert überschreitet, dass heißt neben der absoluten Höhe spielt der Anstieg des Stromes eine wesentliche Rolle. Diesen Anstieg muss das Netzteil kurzzeitig auch dann noch liefern können, wenn der Verbraucher, hier also die Z21pg, an der Nennleistungsgrenze arbeitet.
Normale Trafos habe diese Reserve bei ihrer Nennleistung (bei 50/60 Hz) üblicherweise. Netzteile haben meist eine kleinere Reserve und sollten deshalb mit grösserer Nennleistung gewählt werden.
Deshalb muss z.B. beim ORD-VC-1 der gewünschte Abschaltstrom eingestellt werden. Je nach eingestellter Maximalleistung kann ein Netzteil gewählt werden, was nur ca. 50 % mehr liefert, als der Booster vom Netzteil abfordern können soll. Ansonsten besteht die Gefahr, dass der Strom am Detektor nur schleichend ansteigen kann, so dass der Schutzschalter trotz Anstieges über den eingestellten Maximalstrom nicht auslöst.

Letzlich muss man das Austesten, in dem man in verschiedenen Lastsituationen den Kreis zusätzlich kurzschließt und prüft, ob die Schutzschaltung den Strom unterbricht. Für kommerziell vertriebene Produkte muss der Hersteller diese Funktionalität zusichern ...

MfG

vik


im Übrigen - Märklin am liebsten ohne Pukos, z.B. als Trix


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#502 von andreas21 , 06.11.2018 21:41

Hallo Andre,

Zitat
The Arduino Mega has three additional serial ports: Serial1 on pins 19 (RX) and 18 (TX), Serial2 on pins 17 (RX) and 16 (TX), Serial3 on pins 15 (RX) and 14 (TX). To use these pins to communicate with your personal computer, you will need an additional USB-to-serial adaptor, as they are not connected to the Mega’s USB-to-serial adaptor. To use them to communicate with an external TTL serial device, connect the TX pin to your device’s RX pin, the RX to your device’s TX pin, and the ground of your Mega to your device’s ground.



auf serial3, ist auf Pin 15 der RailCom Detector, Pin 14 wird nicht genutzt.

Auf der Platine mit dem Arduino Nano ist vom Kühlkörper keine große Leistung zu erwarten. Für einen sicheren Betrieb habe ich den Widerstand an Current Sense auf 0,47Ohm geändert. Bei einigen Tests mit 12V arbeitet die Zentrale bei ca. 1,30A stabil bei ca. 1,6A schaltet sie ab und lässt sich erst bei ca. 1,30A wieder einschalten. Bei einem Kurzschluss schaltet sie zuverlässig ab. Bei einer Spannung von 15V sind es 100mA mehr, also sie schaltet bei ca. 1,7A ab.
Das kannst du mit deinem Netzteil auch einmal testen.

Viele Grüße
Andreas


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#503 von 240 007-4 , 06.11.2018 22:51

Hallo Andre,

Zitat

Ich hab hier einen Mega mit integriertem ESP8266 liegen.
Der ist an TX/RX3 angebunden. Wäre es möglich den auf der Pollin Platine zu verwenden. Ich hab leider gerade nicht so den Blick ob das in der Software anpassbar ist.
https://robotdyn.com/mega-wifi-r3-atmega...-micro-usb.html


Interessantes Teil. Wenn ich es richtig verstanden habe kann man die Verbindung zum ESP zwischen Rx/Tx0 und Rx/Tx3 umschalten.

>>Also, have switch for change of connecting port between ATmega2560 and ESP8266


Willst Du Rx/Tx3 nutzen muss die Platine geändert werden (Kratzen und Rc auf Rx2 umlegen - das willst Du vmtl. nicht ...) und die Software angepasst werden.

Testweise RC ("#define DCCGLOBALDETECTOR") in der Software auskommentieren und den 74HC08N weglassen UND
#define WLAN Serial3
ganz am Ende der MCU_config.h einfügen (testweise).

Ergänzung 2018-12-16
Es funktioniert auch Rx/Tx0 (wie beim NANO), es muss
#define WLAN Serial
ganz am Ende der MCU_config.h eingefügt werden.
Der USB geht dann nicht in Einsatz. Zum Programmieren über das Mäuseklavier einstellbar.


Viele Grüße
Uwe


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(Beitrag #422 vom Mi 10. Okt 2018, 19:40, gelegentlich aktualisierte Software ganz unten)
Habe noch 2 Pollin-Gehäuse abzugeben ...


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#504 von murdok1980 , 06.11.2018 23:19

@Andreas
Die Pollin Variante ist ja sehr universell und somit für N, TT, H0 usw. geeignet weil ja die effektive Gleisausgangsspannung einstellbar ist.
Nicht jede Anlage hat die gleiche Größe und somit kommen kleine Anlagen mit 2A und mittlere mit 3A aus. Für eine Große Anlage vielleicht auch mal 5A was dann der höchsten Leistung des TLE entspricht.
Somit nutzt dann jeder ein Netzteil mit entsprechender Leistung die er auf Grund der Größe seiner Anlage benötigt.(Booster lassen wir jetzt einfach mal außen vor)
Im Grunde genommen möchte ich jetzt wissen ob die Zentrale unabhängig vom verwendeten Netzteil einen Kurzschluss zuverlässig erkennen und abschalten kann.
Und was passiert wenn das Netzteil 2A bringt und ich zu viele Loks gleichzeitig fahren lasse so das die Leistung des Netzteils nicht reicht.
Grüße Andre


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#505 von andreas21 , 07.11.2018 00:20

Hallo Andre,

wie ich es dir schon weiter oben beschrieben habe, wird der Strom zur Kurzschlussabschaltung auch durch den Widerstand am Current Sense festgelegt.
Welcher Wert sich durch die 0,33 Ohm ergibt, kann ich noch nicht sagen. Meine einstellbaren Netzteile (Strom einstellbar) reichen nicht um 5A zu testen. Das hatte ich hier schon geschrieben.
viewtopic.php?p=1891125#p1891125

Ich kann dir aber sagen, dass ein 2A Netzteil an der Pollin-Zentrale keinen Kurzschluss auslösen kann (mit dem 0,33 Ohm Widerstand). Der Strom reicht nicht, den durch den Widerstand bestimmten Wert zu erreichen.

Viele Grüße
Andreas


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#506 von volkerS , 07.11.2018 07:11

Hallo,
der Strom, der die Zentrale abschaltet, hängt von der Softwareauswertung von A9 ab. An dem 0,33R-Widerstand fallen bei 5A 1,65V ab. Diese 1,65V werden über den A/D-Eingang A9 weiterverarbeitet.
Generell gilt, dass das Netzteil einen höheren Strom bereitstellen muss als der Wert der Kurzschluß-Auswertung der Zentrale. Sonst ist diese wirkungslos und das Netzteil limitiert den Strom. Wie sich dann die Zentrale verhält hängt vom Verhalten des Netzteils bei Überlast ab.
Am einfachsten ist es den Wert des 0,33R-Widerstandes zu vergrößern. 0,68R = 2,5A, 1R = 1,65A und 1,5R = 1,1A erzeugen jeweils 1,65V Spannungsfall für A9.
Volker
Edit: Bei 1,1V Referenzspannung (lt. Uwe) gelten dann folgende Werte:
1R = 1,1A; 0R68 = 1,6A; 0R33 = 3,3A; 0R27 = 4,1A und 0R22 = 5A


vikr hat sich bedankt!
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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#507 von franz_H0m , 07.11.2018 09:57

Zitat von Ingolf im Beitrag Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow



Da der Thread sich gewaltig auswächst, hat Andreas einen Vorschlag für ein Inhaltsverzeichnis gemacht. Gefällt es euch ? Vorschläge ?

Inhaltsverzeichnis:



Ja, gefällt mir sehr gut. Danke!


Grüße, Franz

Mitglied bei den Lundarallarna.
Avatar: MAN-Zugmaschine der Ottensener Industriebahn (Foto: Dr. Ullrich Huckfeld).


 
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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#508 von Ingolf , 07.11.2018 10:08

Moin, Moin,

Hier sind ja wieder richtige Spezialisten am Werk !

Volker, Danke für deine Ausführungen zum Kurzschlußstrom.
Wenn ich die Schaltung richtig verstanden habe, läuft über A9 auch CV lesen. Oder bin ich da verkehrt ????
Wie wirkt sich eine Vergrößerung des Widerstandes darauf aus ?
Ich habe im Club noch einige Loks, bei mir zu Hause 1, da kriege ich keine CV´s ausgelesen.

Grüße Ingo
der im Moment fast nur im Club ist, wir (2 Mann, die noch können) vergrößern unsere Ausstellungsfläche mal um ca 160 m².
Dies war vorher Lager und hatte noch einen Gewölbe-Fußboden.
Aber bald fertig. Dann geht es ans Verkleiden der Wände.

Frohes Schaffen !


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#509 von volkerS , 07.11.2018 12:22

Hallo Ingo,
laut Schaltplan von PG wird A9 für "Current Sence", also Strommessung am TLE5206, verwendet.
Ob damit auch das CV-Auslesen erfolgt müssen die Software-Spezialisten beantworten.
Volker


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#510 von Ingolf , 07.11.2018 12:27

Hallo Volker,

ich bin auf die Annahme gekommen, da der TLE ja eigentlich eine Einbahnstraße ist. ???
Ansonsten sehe ich da keinen Weg, das Signal in den Arduino rein zu bekommen.

Grüße Ingo


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#511 von 240 007-4 , 07.11.2018 13:31

Hallo Ingo,

Zitat

laut Schaltplan von PG wird A9 für "Current Sence", also Strommessung am TLE5206, verwendet.
Ob damit auch das CV-Auslesen erfolgt müssen die Software-Spezialisten beantworten.



Ja, geht beides über den A9. Den Kurzschlussstrom habe ich bei meiner Softwarevariante auch anpassen müssen, da ich 1,1 V als Referenzspannung verwende. Mit einem 0R33 kann die Kurzschlussabschaltung per Software auf maximal 3,33 A eingestellt werden. Mit 0R27 gängen dann schon 4 A.

Das ganze ist übrigens auch mein Sorgenkind und nur theoretisch betrachtet da auch mir hierfür das Testequipment fehlt.

Hast Du deine "Problemloks" ausm Verein mal mit Deinem NANO getestet ?

Übrigerns, meine Softwarevariante (siehe Signatur) läuft auch auf dem MEGA ...

VG Uwe


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(Beitrag #422 vom Mi 10. Okt 2018, 19:40, gelegentlich aktualisierte Software ganz unten)
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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#512 von Ingolf , 07.11.2018 15:27

Hallo Uwe,

ja, habe ich mit der Nano-Variante getestet, Loks lassen sich nicht mal fahren, geschweige denn CV.....
Ich komme nur aus Zeitgründen (siehe weiter oben) momentan nicht dazu, deine Railcom-Variante aufzubauen.
Kleine Frage dazu, haben die Display´s alle dieselbe I2C-Adresse ?
Nur für den Fall, das nix angezeigt wird...

Grüße Ingo

Habt ihr mal auf den Zugriffs-Zähler geschaut, - Waaahnsin.


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#513 von murdok1980 , 07.11.2018 17:06

@Volker
Wenn ich das jetzt korrekt verstehe muss für die Pollin Platine mit 33Ohm ein Netzteil mit >=5A benutzt werden damit die Kurzschlussabschaltung ordentlich funktioniert.
Will man kleinere Netzteile verwenden muss der Widerstand angepasst werden.
@Ingo
Kannst du die Abschaltung mit der Pollin Variante und dem Digikeijs Netzteil mal probieren?
Grüße Andre
PS: Der Beitrag mit den Kombinationen der Widerstands und Stromwerte sollte verlinkt werden.


Baubericht zur Z21 Pollin
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#514 von volkerS , 07.11.2018 22:13

Hallo Andre,
wenn du einen 0R33-Widerstand verwendest, dann ist der maximale Strom 3,3A. Ein Netzteil, das dauerhaft 4A abgeben kann, ist somit ausreichend.
Gruß
Volker


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#515 von murdok1980 , 07.11.2018 22:29

Hallo Volker
Weiter oben hast du doch aber geschrieben, dass 0,33 Ohm bei 1,1Volt Referenzspannung beim Nano 3,3A ergeben. Bei der Pollin Platine ist doch aber ein Mega drauf und es wird eine andere Refernzspannung verwendet. Oder irre ich mich jetzt ganz?
Grüße Andre


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#516 von andreas21 , 07.11.2018 23:55

Hallo Andre,

die analogReference() für den Arduino Mega kann am AREF pin eingestellt werden.
Dieser Pin ist nicht beschaltet, so ist im Sketch die analogReference() eingestellt.
Sie kann
INTERNAL1V1: a built-in 1.1V reference (Arduino Mega only)
oder
INTERNAL2V56: a built-in 2.56V reference (Arduino Mega only)
sein.
Im Sketch Version 4.80 findest du in Zeile 780/781 diese Einstellung:

#if defined(MEGA_MCU) //Arduino MEGA
analogReference(INTERNAL1V1); //or INTERNAL2V56

Bei meinen Tests mit der Zentrale und einem 15V/5A Netzteil schaltet die Zentrale zuverlässig bei einem Kurzschluss.
Der Schaltpunkt liegt mit dem 0,33Ohm Widerstand bei mir unter 5A.

Viele Grüße
Andreas


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#517 von 240 007-4 , 07.11.2018 23:56

Hallo Andre,

das mit der Refernzspannung von 1,1 V habe ich ins Spiel gebracht. Entschuldigung für die Verwirrung

Man muss sich mal die Spannungsverhältnisse am "CURRENT_SENCE" (im Folgenden der gelesene Rohwert) verinnerlichen ...

U = R * I
1023/UREF = CURRENT_SENCE/U somit CURRENT_SENCE = 1023*U/UREF

Beispiel Referenzspannung 5 V (PG Original):

1023/5 V = CURRENT_SENCE/U
CURRENT_SENCE = 1023*U/ 5 V

U = R * I = 0,33 Ohm * 6 A = 2 V
CURRENT_SENCE = 1023* 2V / 5V ) = 409

Wenn DETECT_SHORT_INT_VALUE 400 gesetzt ist wird also bei einem Strom > 6 A abgeschaltet.

Um schon bei 3 A abzuschalten kann ich also den Widerstand verdoppeln (0,66 Ohm) ODER DETECT_SHORT_INT_VALUE auf 200 setzen.


Beispiel Referenzspannung 1,1 V (meine NANO und MEGA-Version):

1023/1,1 V = CURRENT_SENCE/U
CURRENT_SENCE = 1023*U/1,1V

U = R * I = 0,33 Ohm * 3 A = 1 V
CURRENT_SENCE = 1023* 1V / 1,1V ) = 930

Wenn DETECT_SHORT_INT_VALUE 1000 gesetzt ist wird also bei einem Strom > 3 A abgeschaltet.

Um hier 6 A zu erreichen müsste man allerdings den Widerstandswert halbieren. Ein verdoppeln des Grenzwertes geht nicht, da max. 1023 möglich.

DETECT_SHORT_INT_VALUE wird in der ino-Datei per #define gesetzt.

Viele Grüße
Uwe

PS: Bitte denkt immer daran, Ihr bastelt hier am Überlastschutz herum. Falsche Parameter können im Überlastungsfall zu Überhitzungen, Zerstörungen von Bauelementen und schlimstenfalls zu Brandentwicklungen führen.

@Ingo:
Die Displays haben m. E. alle die gleiche Adresse.
Mit Auskommentieren des OLEDDISPLAYS sollte es aber auch so funktionieren.
Meld' Dich, wenn Du Hilfe brauchst und Zeit hast ...


Meine Z21-NANOESP Schaltung (Beitrag #391)
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(Beitrag #422 vom Mi 10. Okt 2018, 19:40, gelegentlich aktualisierte Software ganz unten)
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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#518 von volkerS , 08.11.2018 07:02

Hallo,
wenn man ins Datenblatt des TLE5206 schaut, dann findet man unter Absolute Maximum Ratings die Information dass 6A der maximale Spitzenstrom und 5A der maximale Dauerstrom sind. Sinnvoll ist so etwas auf Dauer nicht. Mit mehr als 4A sollte man nicht belasten.
Volker


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#519 von Ingolf , 08.11.2018 08:00

Guten Morgen allerseits,

Ich habe eben den von Andre gewünschten Test gemacht.
Test, ob die Pollin-Zentrale mit 0,33 Ohm und dem Digikeijs-Netzteil bei Kurzschluß abschaltet.
Hat sie nicht. Das Netzteil war auf 16V eingestellt.
Ich habe den Schraubenzieher so lange auf dem Gleis gelassen, bis in der App der Strom angezeigt wurde, 3,0xx A.
Die Zentrale hat es auch überstanden, deutsche Wertarbeit halt.

Ich werde also den Widerstand vergrößern müssen. Muß ich mir nur erst ein kleines Sortiment beschaffen und die Zentrale nochmal
zerlegen.

Bei der Nano-Zentrale sollte der Wert des Widerstands unkritisch sein, so lange diese aus einer Powerbank betrieben wird.
Diese dürften einen eigenen Kurzschluß - Überlastschutz haben.

Tests mit einigen Powerbanks haben ergeben, das diese ca 2A liefern können muß.

Mit 2 "Billig"-Powerbanks hat es sich gezeigt, das bei fahrender BR102 mit Sound und Licht alles ok war, habe ich zusätzlich das Horn angetippt,
hat die Powerbank schlagartig dicht gemacht. Überlastschutz vermutlich bei ca 1A.

Ich verwende jetzt eine etwas größere Powerbank, die 2,1A liefert. Damit habe ich auf der letzten Börse 2 Loks fahren lassen, meine BR102 (H0)
und eine TT-Dampflok mit Sound, Licht und Dampf. Was haben wir doch für ein schönes Hobby !

Dadurch sollte der Widerstandswert bei der Nano-Zentrale unkritisch sein, die Powerbank schaltet zuerst ab.

einen schönen Tag euch allen

Grüße Ingo

erweitertes Inhaltsverzeichnis Seite 1, erster Beitrag.


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#520 von murdok1980 , 08.11.2018 08:11

Hallo Ingo
Das sind aber keine guten Neuigkeiten.
Bei Andreas hat es mit einem 15V 5A Netzteil funktioniert und bei dir geht es mit 16V und 4,5A nicht.
Das ist komisch.
Grüße Andre


Baubericht zur Z21 Pollin
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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#521 von Ingolf , 08.11.2018 08:29

Hallo Andre,

Die Digikeijs-Zentrale ist angegeben mit max 3A, Abschaltung bei 3,15A.
Ich denke, die 4,5A sind zu hoch angegeben.
Ich probiere es nachher noch mit einem anderen Netzteil.

Grüße Ingo


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#522 von Ingolf , 08.11.2018 08:56

Hallo Andre,

habe noch etwas herumgespielt und muß mich etwas korrigieren.
Die Spannung am Widerstand ist natürlich auch abhängig von der Spannung des Netzteils.
Habe am Netzteil 20V eingestellt, hier funktioniert die Abschaltung fast schlagartig.
Dann 18V, auch hier kam nach ca 1 - 2 Sekunden die erfolgreiche Abschaltung.
Dann nochmal 16V, hier dauert es fast schon 3 - 4 Sekunden, bis das Teil abschaltet. In der Zeit kann man in der App beobachten,
wie ein steigender Strom angezeigt wird, Abschaltung bei ca 3,4A.

Ich werde also das Netzteil auf 18V einstellen, ergibt dann etwas weniger am Gleis, und den Widerstand bei 0,33 Ohm belassen.

Grüße Ingo


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#523 von volkerS , 08.11.2018 09:12

Hallo Ingo,
deine Aussage: Die Spannung am Widerstand ist natürlich auch abhängig von der Spannung des Netzteils. ist unrichtig.
Würde sie stimmen, hättest du das Ohmsche Gesetz wiederlegt.
Bei einem Strom X fällt an einem Festwiderstand Y immer die gleiche Spannung ab. Da ist es vollkommen egal welche Spannung das Netzteil liefert.
Die Ursache ist wohl eher im TLE5206 zu suchen, dessen Transistoren einen von der Spannung abhängigen Durchgangswiderstand haben und so den Stromfluß verändern. Richtig geht die Messung nur, wenn man über dem 0R33-Widerstand ein Voltmeter anschließt (indirekte Messung).
Volker


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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#524 von Ingolf , 08.11.2018 09:18

Hallo Volker,

jetzt bin ich aber ins Grübeln gekommen...
Asche auf mein Haupt.
Und das mir, als (ehemaligem) Elektriker...

Grüße Ingo,
und Danke für deine Berichtigung


Ingolf  
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RE: Suche Erfahrungsaustausch zur Z21 nach Philipp Gahtow

#525 von andreas21 , 08.11.2018 22:28

Hallo euch @alle

ich habe einen Test mit der Zentrale im Pollin-Gehäuse durchgeführt und möchte die Ergebnisse nur kurz mal weitergeben.
Die Spannungsversorgung war ein 19,5V; 3,33A; 65W Netzteil.
Ein Spannungsregler mit einstellbarem Strom, am Anschluss der Zentrale sind es dann 17,3V, das Multimeter zwischen dem Regler und der Zentrale, Messbereich 20A.
Die Dioden am Eingang BYV79E 200 V 14 A, am Spannungsregler für den Fahrstrom sind 12V eingestellt, für die LED Lampen 12V/5W - 5Stück.
Nach 30s kann man die Dioden und den Widerstand 0,33Ohm durch die hohe Temperatur nicht mehr anfassen.
Die beiden Widerstände 0,1Ohm sind Handwarm. Bei einem Strom von 3,3A arbeitet die Zentrale, bei 3,5A schaltet sie nach ca. 6 sekunden ab und bei 3,7A kommt die Kurzschlussabschaltung sofort.
Um die Schaltpunkte zu testen habe ich die Strombegrenzung am Regler genutzt, so fällt die Eingangsspannung an der Zentrale bei 3,3A auf 13,5V.

Es stellt sich der Wert ein, den Volker bei einer 1,1V Referenzspannung genannt hat.
viewtopic.php?p=1892235#p1892235

Ich wünsche euch einen schönen Abend
Andreas


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