Befehlspufferung von Decodern

[ateshci]

Der Stand der Modellbahntechnik

Hallo allerseits,
hier ein Bild des ESU-Powerpacks, das den aktuellen Stand der Technik darstellt. Man sieht deutlich, dass es einen StepUp-Wandler 9V ( weiss ich aus einem anderen Forum ) und einen D-PAK IC enthält. Könnt ja mal raten, was das ist. Man kann sich also das Geld für die Eigenentwicklung sparen und dieses Modul benutzen, sofern der Platz reicht. Zusätzlich braucht man nur den SMD-Gleichrichter für den 'Charge'-Anschluss. Ist alles kein Hexenwerk, früher oder später kommen verschiedene Leute auf die gleichen Lösungen. Ich war halt der, dem es später eingefallen ist -aber immerhin gibt es jetzt den Schaltplan dieses Teils. Selbst mit Zukauf des StepUp-Wandlers könnte man bei im Rahmen bleibenden Kosten für die noch zu erstellende Platine im Selbstbau unter dem VK des ESU-Teils bleiben.
@Fortschritt
Wenn man eine Lösung in Bausch und Bogen als Blödsinn bezeichnet, sich im Besitz besseren Wissens bezeichnet und dann nicht zeigt, wie es besser gehen soll - dann ist man nichts anderes als ein Rüpel und Aufschneider.

 

[Tobi05]

Ja, nicht alles was modern erscheint, muß auch für jeden Zweck sinnvoll sein.
Der Knackpunkt bei Sperrwandlern, Flusswandlern ... ( die mindestens seit 40 Jahren
für ihre Zwecke eingesetzt werden) ist das Volumen der Induktivität, und das hängt
u.a. von der zu übertragenden Leistung und den Eigenschaften des Kernmaterials ab.
Und da hat sich nicht wesentlich viel in diesem Zeitraum verändert.

Ein paar Sachen haben sich da schon geändert . Ok , die Technik an und für sich nicht , sie funktionieren immer noch nach dem selben Prinzip . Aber die Bauformen sind um einiges kleiner geworden .
Und je höher die Frequenz mit der der Regler arbeitet je kleiner kann die benötigte Spule sein .

Man könnte auch gucken ob man einen Buck-Boost-Regler adaptieren kann .

Aber warum setzt man die Spannung erst runter und dann wieder rauf ? Haben die Kondensatoren nicht eine Spannungsfestigkeit von 35V ? Dann ist es doch eigentlich sinnvoller erst rauf zu setzen und dann hinterher runter .

 

[ateshci]

@Tobi05
Da siehst Du was falsch. Die Stützkondensatorschaltung ist parallel zur Versorgungsspannung des Decoders hinter dem internen Gleichrichter angeschlossen. Nur für die Ladung braucht man noch einen externen +Pol. Der Kondensator hat nur 5,5V Spannungsfestigkeit.

 

[WolfgangTT]

Tobi,
meine Aussage bezog sich auf das Kernmaterial, das sich ich diesem Zeitraum
nicht wesentlich geändert hat, das sonst die Bauformen kleiner geworden sind,
ist doch unbestritten.
Sieh Dir das Bild des ESU- Powerpacks in Heizers Beitrag an, dann siehst Du,
welchen Platz allein die Induktivität benötigt.
Ein Buck-Boost-Regler erzeugt eine Ausgangsspannung entgegengesetzter
Polarität, benötigt also vor allem auf der Spule eine zweite Wicklung zur
Potentialtrennung, ansonsten auch nichts anderes wie ein „normaler Step- up- oder
Step- down- Regler.
Warum atheshci diese Kondensatoren einsetzt, beschreibt er in #21.

Viele Grüße Wolfgang

 

[Fortschritt]

@Fortschritt
Wenn man eine Lösung in Bausch und Bogen als Blödsinn bezeichnet, sich im Besitz besseren Wissens bezeichnet und dann nicht zeigt, wie es besser gehen soll - dann ist man nichts anderes als ein Rüpel und Aufschneider.

Ich tue mir doch den Schmerz nicht an. Für jeden Hinweis, Anmerkung und Frage erfindest Du eine technische Erklärung. -Wenns Dir hilft.- Dann muß auch noch ESU herhalten als Referenz die älter als 6 Jahre ist.

Mir hilft: Gedanken und Ideen lesen, und dann abschalten.

 

[Thorsten]

Mir hilft: Gedanken und Ideen lesen, und dann abschalten.

Oh, du kannst Gedanken lesen, Respekt.
Dass du dich einer sachlichen Diskussion verweigerst, bestätigt aber nur Heizers Enschätzung. Viel Geblubber, aber wenn es ernst wird, drückst du dich.

Thorsten

 

[ateshci]

.. Für jeden Hinweis, Anmerkung und Frage erfindest Du eine technische Erklärung..

Das liest sich aber verdammt nach:" Ich habe meine Meinung, komm' mir bloß nicht mit Fakten!"
So wie beim Schaltregler-IC im SOT23-Gehäuse, wenn man auf die zusätzlich nötigen Komponenten angesprochen wird.
Manche brauchen wirklich keinen Zirkus, um sich zum Clown zu machen.

 

[Fortschritt]

' mir bloß nicht mit Fakten!"

Korrektur es muss heißen -postfaktisch-

Manche brauchen wirklich keinen Zirkus, um sich zum Clown zu machen.

Stimme ich zu, die rote Nase hast Du Dir hart erarbeitet.

 

[Per]

es ist ateshcis Projekt wenn er es für das Optimum hält ist alles in bester Ordung.

Bzgl. Aufgabe, Platz und Preis (wobei, ist doch Hobby, da kann man auch mal Geld verbraten ) könnte diese Lösung durchaus das Optimum darstellen.

Fachlich kennt dieses Forum seit geraumer Zeit nur eine Richtig, bergab.

Wobei du fachlich nichts Greifbares zeigst, um diesen (von dir beobachteten) Trend umzukehren und sozial definitiv nur das Bergab förderst!

 

[pfrank]

Wie ist die Ladeschaltung von Fischer-Modell in diesem Kontext zu sehen? Worin besteht der Vorteil der vorgestellten Schaltung, außer dass sie weniger kostet?

 

[ateshci]

Die Ladeschaltung von Fischer-Modell besteht aus einem Linearregler ( absolut 'Pfui Teufel' nach Aussage hiesiger >Fachleute< ) , der bei max. 15V Ladespannung eine Kondensatorbank von bis zu 5 Ta-Elkos à 220µF über einen 50-Ohm Widerstand auflädt. Diese entlädt sich bei fehlendem Kontakt über eine Diode in den internen +Pol des Decoders und puffert somit für ca. 50msec diesen und den Motor.
(Das gilt für einen Motorstrom von 200mA und eine DCC-Spannung von 15V ) Außerdem ist noch eine Drossel zum Entkoppeln der Schaltung fürs Programmieren und RailCom vorhanden.
Der Unterschied zum ESU/ZIMO/Lenz-Modul ( oder auch meinem, die arbeiten alle nach demselben Prinzip ) liegt darin, dass wegen der geringeren Spannung ( 5V ) des verwendeten Doppelschichtkondensators, der aber das 300-fache an Ladung speichern kann, noch ein zusätzlicher Aufwärts-Schaltwandler erforderlich ist. Vorteil ist, dass die Überbrückungsdauer wesentlich höher ist, nachteilig wirkt sich das benötigte Volumen, bedingt durch den Kondensator, aus:
Fischer: LxBxH 16x9x8mm³
ESU powerpack mini: LxBxH 16x13x10mm³

Noch ein Nachtrag:
Beim Fischer-Modul ( und allen anderen, die so arbeiten ) ist noch ein Nachteil: Die Spannung am Motor sinkt innerhalb des ersten Drittels der Gesamtpufferzeit auf 68% des Anfangswertes ab, bei 5V am Puffer ist Schluss.
Das Schaltwandler-Modul hält über die nutzbare Zeit die Spannung auf 9V und schaltet dann ab.

 

[ateshci]

Hallo allerseits,
schließlich noch das versprochene Video der gepufferten Lok
Das gelbe Material ist Malerkrepp.

 

[WolfgangTT]

Herzlichen Glückwunsch, wenn das kein Erfog ist.
Beeindruckend besonders die letzte Langsamfahrt.

Grüße Wolfgang

 

[ateshci]

Och, die hätte noch langsamer gekonnt, aber ich wollte Euch nicht langweilen. Aber ernsthaft, so lange Pufferzeiten bei DCC braucht m. E. keiner. Nur weniger ist tatsächlich schwierig -weil Kondensatoren mit geringem ( ~100 mOhm) ESR und geringerer Kapazität als 1F gibt's kaum. Bei meinen Funkloks ist das aber schon von Vorteil, weil dort die Betriebsphilosophie ( es gibt da schon eine Menge Leute, die so fahren, besonders in den USA ) dahin geht, nur die 'unkomplizierten' Gleisbereiche mit Strom zu versorgen, und Weichen, Kreuzungen etc. ohne Versorgung zu lassen. Spart das Nachdenken über Herzstückpolarisierung und Kurzschlussgefahren. Wer's mag...

 

[ateshci]

Hallo allerseits,
ich möchte mal zeigen, was mittlerweile unter Nutzung der neuesten Kondensatortechnik für Supercaps räumlich möglich ist. Damit unser Blubbergenerator und Störsender nicht weiterhin mit 80er-Jahretechnik arbeiten muss. Im Vergleich rechts das mini-modul von ESU mit einer Energiespeicherfähigkeit von 3,645J ( 1F/2,7V), links die nötigen Komponenten für einen Energiespeicher von 5,875J ( 0,47F/5,5V)
Beide geben eine Ausgangsspannung von 9V ab. Ich werde eine Platine dafür machen - bei der flachen Bauweise lässt sich in einer gößeren Anzahl Loks als bisher Platz finden.

 

[Per]

Ich werde eine Platine dafür machen

Plane lieber zwei: eine doppelseitig bestückte, ein etwas dickeres Paket ergebende sowie eine einseitig bestückte, länger, dafür dünner.

 

[ateshci]

@per
Bei der geringen Anzahl nötiger Bauelemente brauche ich nur eine einlagige Platine. Man könnte nur überlegen, ob der Kondensator anstatt huckepack nicht auch in Reihe anschließbar sein könnte. Manchmal passt flach und lang noch besser rein.

 

[Jenny_Lo]

Ich würde nur Anschlüsse für den Kondensator vorsehen. Dann kann man die Teile an verschiedenen Stellen unterbringen.

 

[Mr. X]

Plane lieber zwei: eine doppelseitig bestückte, ein etwas dickeres Paket ergebende sowie eine einseitig bestückte, länger, dafür dünner.

Hundert Stück sind manchmal preisgünstiger als zwei mal zwanzig.
Bei einem solchen Projekt kann man damit rechnen im Kartenformat fertigen zu lassen, wo eine größere Menge Platinen in einer
gefertigt werden. Bei zwei Projekten muss man diese aber auch erst wieder an den Mann oder die Frau bringen. Kostenfrage.

Gruß

 

[Per]

Bei der geringen Anzahl nötiger Bauelemente brauche ich nur eine einlagige Platine. Man könnte nur überlegen, ob der Kondensator anstatt huckepack nicht auch in Reihe anschließbar sein könnte.

Na dann ists ja noch einfacher. Die Anschlüsse für den Kondensator schön an den Rand und fertig...
Schaffst du das bis zum Stammtisch?

 

[foxtanz]

Hallo @ateshci,
die Ladeschaltung ist wohl absolute Spitze und das Video beeindruckt, toll.
Wenn das Teil hoffentlich in Serie geht, ich habe auch großes Interesse daran.
Was ist das Teil unten, ein AKKU mit den 3 Anschlüssen?
Ja und der Kondensator 0,475F mit 35V ? Oder seh ich das falsch?
Grüße foxtanz

 

[ateshci]

@foxtanz
Das ist kein Akku, sondern ein (Doppel)Kondensator neuester Generation. Der dritte Anschluss ist zum Balancieren beim Laden.
Dieser Kondensator hat eine Nennspannung von 5,5V. Der andere ist ein normaler Tantaler mit 4,7µF/35V, der in der Schaltung auch gebraucht wird. Siehe den Schaltplan.

 

[Fortschritt]

Auf Wunsch von WolfgangTT nehme ich den Thread noch mal hoch.

Zusammenfassung:
Infrage gestellt wurde Aufgrund der thermischen Last, des Wirkungsgrades und vor allen Dingen die Verschwendung des “teueren“ Digitalstroms die Verwendung von Längsreglern. Ebenso wurde das Argument DPAK-Gehäuse / Platz angeführt. Vorgeschlagen wurde Schaltregler im hobbyfreundlichen SOT23 Gehäuse >1MHz.

Nachdem Wolfgang dies auch wenn Provokant einforderte, habe ich mich, auch wenn mit wenig Motivation darum gekümmert und im Schnellverfahren eine zugegeben lieblos geführte BE-Recherche gemacht:

Mehr als 80 möglich verwendbare Typen. (werden deutlich mehr wenn man’s richtig macht, bin faul - Prüftiefe max 20%)

Nach Schnellselektion u.a. folgender Typ mit möglichst geringer Zahl an ext. diskreten BE.

AP3211 (Kosten 0,20 – 0,30 EUR)
Coil 0603 (0,50 EUR)
D 0402 (0,05 EUR)

Dies ist nur ein exemplarisches Beispiel für den Machbarkeitsnachweis, würde man in die Optimierungsphase eintreten, geht deutlich mehr. Realistisch bekommt die gesamte Elektronik auf 6x6x1.5mm (+/-) unter. (wobei ich kleinere BE einsetzen würde)

Ich erlaube mir auch Hinweis, dass auf Grund des Caps und dessen Größe eine Verwendung für Loks unserer Spurweite fragwürdig ist. (Vielleicht sollte man sich über einen alternativen Energieträger Gedanken machen? Hinweis…)

Abschließend möchte ich den letzten Punkt ansprechen, die fehlende Abhängigkeit Uein / Uaus. Derzeit (mein letzter Kenntnisstand, wollte den Thread nicht lesen) würde im schlechtesten Fall die Backupspannung schon 4 Volt unterhalb der Decoder Ub liegen.

So, es liegt an „euch“, wegdiskutieren oder auf die Schiene stellen.
Wegdiskutieren NÖ, machen ja.

 

[Per]

Auf Wunsch von WolfgangTT nehme ich den Thread noch mal hoch.

Den Wunsch nach etwas besseren Umgangsformen hingegen hast du noch nocht berücksichtigt.
Dennoch danke, dass du etwas Licht in deine dunklen Reden gebracht und auch nicht ganz so tief in der Materie stehende (wie mich) wieder abgeholt hast.

 

[ateshci]

Bevor man solchen Stuss von sich gibt, sollte man erst mal die APN und das Datenblatt ganz lesen. Wenn die Rückkoppelspannung 0,81 V beträgt, muss schon mal ein Spannungsteiler vom Ausgang zum Referenzeingang rein -mithin 2 Widerstände. Die angeführten Bauteile gelten nur für eine Eingangsspannung von 5V und sind vom Hersteller schematisch eingezeichnet worden, um die zusätzliche Beschaltung bei 5V Eingangsspannung zu zeigen. Die Aufgabenstellung war, bis zu 30V ( 18V als Maximalspannung des ICs gehen auch noch ) auf 5V herunterzuregeln, um den Kondensator aufzuladen - Dauer so um die 10sec herum bei 1A Ladestrom.
Da braucht man ein paar Bauteile mehr - nachzusehen hier und natürlich mehr Platz dafür. Mehr Bauteile= mehr Lötstellen = mehr Platz und das für die kurze Ladezeit?