https://www.der-moba.de/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=HaJo+Hachtkemper 2026-05-01T18:06:55Z Benutzerbeiträge MediaWiki 1.25.1 https://www.der-moba.de/index.php?title=Landschaftsbau&diff=12062 2007-05-30T09:33:22Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Fasern */</p> <hr /> <div>[[Kategorie:Landschaftsbau]]<br /> <br /> In diesem Artikel finden Sie Informationen über den Bau der sichtbaren Landschaft. <br /> <br /> ==Vorüberlegungen==<br /> Noch bevor man anfängt, das erste Gleis aufs Papier zu zeichnen, sollte man sich im Groben darüber klar sein, in welcher Landschaft die Modellbahn spielt. Beim Vorbild zwingt die Landschaft der Bahnstrecke ihren Weg auf, der Bahndamm muß Hügel nivellieren, Seen und Flüssen ausweichen oder sie überqueren, Täler ausfahren bzw. mit einer [[Brücken|Brücke]] überqueren oder Berge mittels eines [[Tunnel|Tunnels]] durchstechen. Als Anlagenbauer hat man es selbst in der Hand, welche Hindernisse man der Bahn in den Weg stellt, um so die Auswahl der Lokomotiven, Wagen oder sogar der Spurweite zu begründen. Die Kunst ist es, die Landschaftsteile nicht zufällig über die Fläche zu verteilen (der Maulswurfshügel mit Tunnel ist so ein abschreckendes Beispiel) sondern es so aussehen zu lassen, als ob die enge Kurve, zu der man durch die stets begrenzten Ausmaße des Modellbahnzimmers gezwungen wird, durch die Landschaft vorgegeben ist.<br /> <br /> ==Unterbau==<br /> Die ebene Platte ist der denkbar schlechteste [[Einmaleins_des_Anlagenbaus#Unterbau|Unterbau]] für eine realistisch wirkende Landschaft. Selbst in einer brettebenen Landschaft braucht der Bahnkörper rechts und links einen Entwässerungsgraben. Wer dies aus der Platte ausfräsen will, macht sich dreifache Arbeit: Fräsen, Von unten versteifen, Wegschmeißen und Neubauen. Lediglich im Bahnhofsbereich ist eine Platte sinnvoll, auch hier sollte die Kontur der Platte den Gleisen angepaßt werden, um drumherum noch Landschaft anzudeuten.<br /> <br /> Wer sich vorher nur grob über die Berge und Täler klar ist, wird zum offenen Leistenrahmen greifen, da hier die Landschaftskontur durch Hinzufügen oder Kürzen von Stützen in der Bauphase jederzeit geändert werden kann.<br /> <br /> Wer Willens und in der Lage ist, die Landschaft bis ins letzte Detail durchzuplanen, kann zur [[Einmaleins_des_Anlagenbaus#Spanten|Spantenbauweise]] greifen. Der Mehraufwand bei der Planung wird durch schnelleren Bau und höhere Stabilität wettgemacht.<br /> <br /> Einen völlig anderen Weg beschreitet der Aufbau aus Styroporplatten. Die Landschaft wird schichtweise gestaltet, nur Bahntrasse und Bauplätze für Gebäude aus Sperrholz aufgeklebt. Der Vorteil ist das geringe Gewicht und die anschauliche, flexible Bauweise. Wo ein Berg zu hoch ist, wird das Messer angesetzt, wo ein Hügel zu niedrig, schnell noch was draufgeklebt.<br /> Der Nachteil ist die Empfindlichkeit des Werkstoffes, man muß die Oberfläche kaschieren, d.h. mit Stoff oder Papier bekleben, und kann keine Beine befestigen. Zweckmäßig ist es, so eine Landschaft in einen Segment- oder Modulkasten einzubauen.<br /> <br /> ===Landschaftshaut===<br /> Auf das Gerüst aus Spanten oder Leisten muß eine Deckschicht aufgebracht werden, um einerseits das Auge des Betrachters vom Blick in die Eingeweide der Anlage fernzuhalten, andererseits Bäume, Sträucher, Häuser festzuhalten. In früheren Zeiten wurden leimgetränkte Bettlaken zusammengeknautscht, um Berge darzustellen, heute nimmt man zweckmäßigerweise ein Drahtgewebe. Die Maschengröße richtet sich nach der nächsten Schicht: für kleistergetränktes Zeitungspapier reicht Kaninchendraht, wer direkt Gips aufspachteln will, nimmt feinmaschiges Fliegengitter.<br /> <br /> == Gleise und Bahndamm ==<br /> Der Bahndamm sollte in der Modell-Landschaft einen Ruhepol bilden. Die Modellbahn mag Steigungen der Trasse so wenig wie das Vorbild, so sollte man auch im Modell unnötige Höhenunterschiede vermeiden. <br /> Um eine tiefe Schlucht mit einer waghalsigen Brücke zu überqueren, muß sich die Trasse keinen Zentimeter in die Höhe winden. Viel einfacher ist es, das Tal als sogenannte ''hängende Schlucht'' oder ''Fußbodenschlucht'' unter das Anlagen-Niveau abzusenken.<br /> Auch die Berge können neben der eigentlichen Bahntrasse so hoch aufgetürmt werden, wie es der Raum hergibt.<br /> <br /> Die Auswahl der Gleise ist (hoffentlich) ein Kapitel für sich.<br /> Um einen realistischen Eindruck zu erzielen, ist es unerläßlich, die Gleise einzuschottern und farblich zu behandeln.<br /> <br /> ===Schwellenabstand===<br /> In untergeordneten Gleisen ist der Schwellenabstand größer als in Hauptgleisen. Wenn man Flexgleis verlegt, kann man dies auch bei der Modellbahn nachbilden, indem man vor dem Einbau den Plastiksteg zwischen den Schwellen durchtrennt und die Schwellen in einem größeren Abstand neu ordnet. Wer mag, kann auch feineres Schienenprofil in die Nebengleise einziehen.<br /> <br /> ===Schottern===<br /> Den realistischsten Eindruck erzielt man mit feingemahlenem Steinschotter. Der Farbton richtet sich sowohl nach der Landschaft als auch nach dem Alter der Strecke: Frischer Schotter ist hellgrau, alter Schotter, verdreckt von Rost und Öl, sehr viel dunkler.<br /> Zweckmäßig ist es, den Schotter lose auf den Gleiskörper zu streuen und mit einem feinen Pinsel zu verteilen. Hierbei ist darauf zu achten, daß keine Schotterkörner auf den Schwellen liegenbleiben, da dies den realistischen Eindruck stört. Noch wichtiger ist es, daß kein einziges Schotterkorn in die Mechanik der Weichen gerät, auch die Rillen an den Radlenkern müssen frei von Schotterkörnern bleiben!<br /> <br /> Beim Schotter-Leim gehen die Meinungen auseinander. Bei der klassischen Methode mit einem Weißleim-Wasser-Spüli Gemisch wird das Schotterbett anschließend hart wie Beton. Wer auf Schalldämmung wert legt, muß den Schotter mit einem dauerelastischen Kleber leimen.<br /> <br /> Vor dem eigentlichen Kleberauftrag ist es hilfreich, den Schotter mit einer Blumenspritze mit entspanntem Wasser einzunebeln. Hierbei müssen die Tropfen winzig klein sein, um nicht das mühsam mit dem Pinsel geformte Schotterbett wieder durcheinanderzuwirbeln. Der Leim wird dann mit einer Spritze mit Kanüle (aus der Apotheke) seitlich ins Schotterbett geträufelt. Durch die Kapillarwirkung zieht der Leim von selbst in den Schotter.<br /> <br /> Siehe auch den Eintrag im [[Klexikon#Einschottern_von_Gleisen|Kleber-Lexikon]].<br /> <br /> ===Altern der Schienen===<br /> In der freien Wildbahn wird man nirgends silbern glänzende Schienen vorfinden, selbst neu eingebaute Schienen sind schon von Rost überzogen. Bei der Farbe des Rostes gilt ähnliches wie beim Schotter: Neuer Flugrost ist eher rötlich hellbraun, alter Rost fast schwarz. Es wirkt lebendiger, wenn die Schienen nicht komplett durchgehend in einem Farbton gealtert werden, der Rost darf gern fleckig wirken. Der Farbauftrag erfolgt nach Belieben mit Airbrush oder Pinsel, als Farbe eignet sich alles, was auf Metall haftet. Die Kleineisen dürfen auch Farbe abbekommen, schließlich sind sie auch beim Vorbild rostig.<br /> Die Schienenköpfe werden anschließen obenauf und an den Innenseiten wieder gesäubert, am schonendsten mit einem weichen Stück (Balsa-) Holz. Der Roco-Rubber ist wegen möglicher Riefenbildung umstritten, wer ihn auch sonst zur Gleisreinigung einsetzt, kann die Farbe auch damit entfernen.<br /> <br /> ===Details am Rande===<br /> Drahtzüge zum Weichenstellen, Weichenspannwerke, Indusi, Grenzzeichen - nicht nur Fahrleitung und Signale begleiten eine Eisenbahnstrecke, sondern auch viele kleine Dinge, die auf der Modellbahn auch ihren Platz finden sollten. Einiges davon kann aus Abfällen nachgebildet werden wie z.B. Fernsprecher oder Indusi-Magnete. Auch Schwellenstapel, abgebaute oder noch aufzubauende Masten etc. sind denkbar.<br /> <br /> Wer Vorbildfotos genau betrachtet, sollte genügend Anregungen hierzu finden.<br /> <br /> <br /> <br /> == Bäume und Sträucher ==<br /> Vom Pfeifenputzer zum Kunstwerk - auch hier sind je nach Anspruch und Geldbeutel die unterschiedlichsten Bauweisen möglich. So können z.B. die bürstenähnlichen Billigfichten durch individuelles Ausschneiden und anschließendes Beflocken mit Schaumstoff-Belaubungsmaterial deutlich verbessert werden. Hauptfehler der meisten (Großserien-) Fertigprodukte ist allerdings, dass diese maßstäblich viel zu klein sind! <br /> <br /> Verschiedene Naturprodukte wie Gräser oder Moose bieten sich zum Selbstbau an. Individuelle Baumstämme erhält man durch verdrillte Drähte, die anschließend mit eingedickter Dispersionsfarbe (z.B. Gips oder Moltofill einrühren) o.ä. eingestrichen und mit Schaumstoffflocken bestreut werden.<br /> <br /> == Wiesen ==<br /> Vielleicht erinnert sich der ein oder andere noch gut an die gefärbten Sägespäne, mit denen man in den fünfziger und auch noch sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts Modelleisenbahnanlagen schmückte. <br /> Heute sind es Flocken und Fasern aus Kunststoff, die oft schon täuschend echt den Eindruck von Rasen, aber auch hohem Gras vermitteln können. Perfektionisten greifen dann auch noch zu Hochspannung - mit &quot;Elektrostaten&quot; aufgebrachte Grasfasern sind heute das Nonplusultra.<br /> Eine Anleitung für den Selbstbau eines solchen Gerätes findet man unter <br /> [http://www.mtkb.de/download/Begrasung/Gras.htm MTKB] (Modulbauteam Köln-Bonn).<br /> <br /> === Die Grundierung ===<br /> Hier stehen - wie immer - zahlreiche Mittel zur Verfügung. Die einfachste und nicht schlechteste ist ein einfarbiger Überzug mit Dispersionsfarbe (Abtönfarbe), wobei hier besonders beim Aufbau in Teilstücken (Module oder Segmente) auf gleiche Farbe zu achten ist, da auch unter einer dicken Schicht von Grasfasern oder Flocken immer noch der Untergrund deutlich durchscheint und so ein merkbarer Unterschied zu erkennen ist. Bewährt hat sich dabei eine helle Braun- bzw. Olivtönung (ähnlich dem Farbton handelsüblicher Grasmatten). <br /> Beachte dabei auch die Saugfähigkeit des Untergrunds, die erheblichen Einfluß auf den Deckungsgrad der Grundierung hat (z.B. Gips saugt Feuchtigkeit sehr stark auf). <br /> Man könnte nun alles in einem machen und auf den nackten Untergrund eingefärbten Kleber (z.B. Weißleim) streichen und gleich die Beflockung draufstreuen - allerdings ist so die farbliche Wirkung kaum kontrollierbar. Besser ist es meines Erachtens (wobei alles hier geschriebene als Empfehlung, aber nicht bindende Vorschrift zu sehen ist), zunächst den Untergrund in der gewünschten Farbe vorzustreichen und trocknen zu lassen (verhindert auch, dass bei den bereits erwähnten saugenden Untergründen der Leim zu schnell abtrocknet), dann Kleber für die Beflockung (Weißleim z.B.) aufzutragen und die Beflockung aufzubringen. <br /> Von anderen wird empfohlen, echte Erde auszusieben, im Backofen zu Trocknen und zu entkeimen und als Untergrund aufzubringen.<br /> <br /> === Fasern oder Flocken ===<br /> Beim Beflockungsmaterial, das zur Nachbildung des untersten Bodenbewuchses verwendet wird, gibt es zwei Stilrichtungen: mehr oder weniger lange Fasern (Kunststoff) oder feine und grobe Schaumstoffflocken. Was man verwendet, ist weniger eine Preis-, sondern weitgehend Geschmacksfrage (kosten tut eh alles nicht gerade wenig!), und natürlich lassen sich die Produkte auch gemischt einsetzen. <br /> <br /> ====Fasern====<br /> Fasern gibt es sowohl lose zum aufstreuen als auch in Form von fertig beklebten Matten, sowohl einfache kurzfaserige (preiswerte) als auch langfaserige (teure) Ausführungen. Die Fasern sollen Gras darstellen, was auch meist gelingt. Natürlich sollte man wie in der Natur darauf achten, dass Gras nicht überall in genormter Form vorkommt, sondern unterschiedlichste Längen und Farben aufweist. Besonders schön lässt sich dies mit den Produkten von Silflor darstellen, allerdings ist die Verarbeitung dieser Materialien relativ aufwendig.&lt;br&gt;&lt;br&gt;<br /> Bei losen Fasern ist - vor allem bei größeren Flächen - ein elektrostatisches Beflockungsgerät vorteilhaft. Solche Geräte können wie so vieles für teueres Geld gekauft (mittlerweile gibt es auch bei Noch eine einfachere Ausführung für etwas über 100Euro) oder auch selbst gebastelt werden (eine Bauanleitung dazu findet der beflockungsgeneigte Leser hier, eine Verbesserung der älteren Schaltung vom MBV Graz). Bei kleineren Bereichen bzw. punktuellem Beflocken (ein Vorteil der &quot;losen Ware&quot;) ist die legendäre Noch-Flasche ein sehr preiswertes und trotzdem gutes Werkzeug - es handelt sich hier einfach um ein kleines Plastikfläschchen mit einem gelochten Deckeleinsatz, durch Schütteln der höchstens zu 1/3 gefüllten Flasche lädt sich diese und die Fasern statisch auf, so dass die mit kräftigen, stoßweisen Drücken auf die Flasche ein gewisses Stehvermögen zeigen. Ein Tipp dazu: man kann mit einem Staubsauger, der gleich nach dem Aufstreuen über die Fasern gehalten wird, diese zusätzlich aufrichten (sofern man nicht übertreibt und die Fasern wieder absaugt, dann hat man Pech gehabt). Wenn man dabei einen frischen Staubbeutel für den Staubsauger verwendet, können überschüssige Fasern wieder verwendet werden.&lt;br&gt;&lt;br&gt;<br /> Matten werden mehr oder weniger großflächig verklebt. Die kurzfaserigen Einheitsmatten von Busch, Noch u.a. werden oft verpönt - ich halte sie aber für durchaus brauchbar, um schnell große Flächen fertigzustellen. Es ist auch ohne weiteres machbar, nachträglich weitere Fasern und/oder Flocken aufzubringen.&lt;br&gt;&lt;br&gt;<br /> Die Verarbeitung von Silflor-Matten (Bezug in gut sortierten Modellbahngeschäften oder direkt bei Silflor Landschaftsmodellbau GmbH, Bodenseestr. 228, 81243 München, Tel. 089/87 13 96 20, Fax 089/87 13 96 17) ist etwas anders. Zu beachten ist hier die wesentlich höhere Ausführung, die bei der Modellierung des Untergrundes schon zu berücksichtigen ist, damit z.B. die Gleise nicht unter dem Gras liegen. Empfohlener Untergrund ist Styrodur, die Matten bzw. Mattenstücke können in das Material hineingedrückt werden. Sehr natürliche Wirkung erreicht man, wenn verschiedene Ausführungen kombiniert und unregelmässig beschnitten werden, so dass sich die Bereiche ineinander verzahnen.<br /> <br /> ====Flocken====<br /> Die feinen Schaumstoffflocken, die es z.B. bei Woodland Scenics gibt, ergeben überaschend echt wirkende Oberflächen. Geklebt wird wie bei Fasern z.B. mit (evtl. verdünntem) Weißleim, man kann dem Weißleim Dispersionsfarbe zusetzen. Die Flocken empfehlen sich dort, wo in der Natur bodendeckende Pflanzen statt Gras vorherschen (z.B. in den Gräben neben dem Bahndamm, wo sich oft Brombeersträucher u.ä. ansiedeln).<br /> <br /> === Sträucher und Bäume ===<br /> Um die Natur vollständig nachzubilden, sind auch Gehölze erforderlich. Wieder hat der Modellbahner die Auswahl: einerseits ein reiches Sortiment an Fertigprodukten von der Pfeiffenputzertanne bis zum handwerklich erstellten Einzelstück, dass aber nur bei Anlagengrößen von 10x10 cm erschwinglich scheint, andererseits die Selbstbaumethode - zwar oft auch nicht wirklich billig, wenn man z.B. an das Beflockungsmaterial von Silflor denkt, aber beim Vergleich mit gleichwertiger Fertigware deutlich preiswerter. <br /> Mit einfachem Handanlegen kann man z.B. die erwähnten Pfeiffenputzer deutlich verbessern: mit einer einfachen Schere die regelmässigen Borsten ungleich zuschneiden und mit feinen Schaumstoffflocken bekleben ist der Eindruck wesentlich vorteilhafter.<br /> <br /> == Felder ==<br /> Am einfachsten lassen sich abgeerntete Felder darstellen, dazu ist nur etwas gesiebte und entkeimte (im Backofen erhitzte) Erde und Leim erforderlich. Getreidefelder lassen sich mit entsprechenden langfaserigen Matten &quot;anpflanzen&quot;. Sogar Maisfelder bzw. -Pflanzen sind mittlerweile im Zubehörhandel zu finden.<br /> <br /> Abgeerntetes Getreide bzw Stroh lässt sich aus den Borsten billiger Pinsel machen.<br /> <br /> == Felsen ==<br /> Der Bau der Felsen hängt zunächst vom gewählten Unterbau ab. Wer eine Platte gewählt hat, muß erstmal einen Berg bauen, wer den Berg durch die Spanten schon vorgegeben hat, muß ''lediglich'' die Felsen modellieren.<br /> Vor dem Modellieren des Felsens sollte man sich über das Vorbild klar werden: Schieferfelsen sehen einfach anders aus als Sandstein, nicht nur wegen der Farbe, sondern vor allem durch die unterschiedliche Struktur.<br /> <br /> ===Gipsfelsen===<br /> Gipsfelsen werden direkt auf die Landschaftshaut modelliert. In einem ersten dünnen Auftrag werden die Poren des Untergrunds verschlossen, im zweiten Auftrag die grobe Struktur. Hier ist es hilfreich, von vornherein auf eine einheitliche Schichtung der Felsen zu achten und nicht wild drauflos kreuz und quer zu modellieren.<br /> Die Feinarbeit erfolgt mit einem Schraubendreher, Stecheisen oder Messer in halb angetrockneten Gips. Wichtig sind dabei vor allem scharfe Kanten und klare Strukturen, um später keine ''Softeisfelsen'' zu haben.<br /> <br /> ===Echte Felsen===<br /> Man kann die Gipsfelsen mit Bruchstücken echter Steine kombinieren. Dabei ergeben sich mehrere Schwierigkeiten: <br /> * Die Steine müssen so fein strukturiert sein, daß sie wie verkleinerte Felsen wirken, <br /> * das Gewicht der ohnehin schon schweren Gipsfelsen vergrößert sich beträchtlich,<br /> * die Steine müssen durch geschicktes Modellieren in den restlichen Hang eingepaßt werden.<br /> <br /> ===Abgeformte Felsen===<br /> Anstatt echte Steine zu verwenden, kann man diese auch mit Silikon abformen und anschließend aus Gips abgiessen. Dabei erreicht man ein sehr vorbildgetreues Aussehen der Steinstrukturen. Im Gegensatz zu echten Steinen ist man jedoch in der Farbgebung etwas freier. Von einigen Herstellern gibt es auch fertige Silikonformen zu kaufen. Hinweise zur Herstellung eigener Felsformen gibt es unter http://www.mec-krefeld.de/modellbau.html#Felsbau.<br /> <br /> Besonders leicht werden solche Felsen, wenn man die Form bis auf einen dünnen Zwischenraum für den Gips mit Styrodur o.ä. füllt.<br /> <br /> ===Korkfelsen===<br /> Einige Zubehöranbieter haben Rindenstücke der Korkeiche im Sortiment, die eine felsähnliche Struktur hat. Abgesehen vom Gewicht ergeben sich die gleichen Schwierigkeiten wie bei echten Felsen.<br /> <br /> ===Felsen aus Faserplatten===<br /> Wenn man Faserplatten unregelmäßig bricht, ergeben sich an der Bruchkante schöne Strukturen, die übereinandergeschichtet eine Felsstruktur imitieren. Zum weiteren Modellieren nimmt man zweckmäßigerweise eine leichte Spachtelmasse auf Basis von Holzfasern.<br /> <br /> ===Styroporfelsen===<br /> Wer seine Landschaft aus Styropor-Schichten aufbaut, wird die Felsen direkt ''aus dem Vollen'' schnitzen. Voraussetzung ist ein sehr scharfes Messer, da Bruchkanten sofort die kugelige Struktur des Untergrunds verraten. Da dieses Material sehr leicht abbröselt, muß es durch eine aufgespachtelte Schicht vor Berührungen geschützt werden. Hier bietet sich wegen des Gewichtsvorteils Pappmach&amp;eacute; an.<br /> <br /> ===Farbgebung der Felsen===<br /> Die Farbe von Felsen in der Natur reicht von Schiefergrau bis Kreideweiß.<br /> Zuerst wird die gesamte Struktur in einer relativ hellen Farbe grundiert. Wer dazu abgetönte Wandfarbe nimmt, muß diese gut verdünnen, da sonst die mühsam herausgearbeiteten feinen Strukturen gleich zugekleistert werden. Als nächstes werden die Spalten und Ritzen mit einer dunklen Lasur betont. Hierzu verwendet man kein Schwarz, da die Felsen sonst leblos und tot wirken, sondern sehr dunkles Braun, Grün oder Violett. Sind die Spalten nach dem Auftrocknen nicht dunkel genug, muß man diesen Vorgang (auch mehrfach) wiederholen. Dies wirkt lebendiger, als alle Ritzen gleichmäßig durchzufärben.<br /> Als nächster Schritt werden Moose und Algen angedeutet. Die feuchten Stellen werden vorsichtig grün eingefärbt, um später eine Grundlage für Flocken und Foliage zu haben.<br /> Zum Schluß werden mit einem fast trockenen Pinsel Lichter gesetzt. Dieses [[Arbeitstechniken#Granieren|Granieren]] (engl. drybrushing) mit der hellsten Felsenfarbe betont die Spitzen und erhabenen Kanten der Felsen und erhöht die dreidimensionale Wirkung.<br /> <br /> == Gewässer ==<br /> <br /> Hier ist zu unterscheiden zwischen den Bauwerken bzw. (natürlichem) Gewässerbett und dem Wasser selbst.<br /> <br /> Je nach weiterem Verfahren, das die Schichtdicke des Gewässers bestimmt (man kann im Extrem z.B. den Untergrund nur farblich simulieren und mit einer Schicht Klarlack das Wasser darstellen) ist das Flussbett, Teich oder was auch immer in die Landschaft mit mehr oder weniger Tiefe hineinzuarbeiten und daher nach Möglichkeit vorauszuplanen. <br /> <br /> Der Untergrund kann mit den üblichen Materialien gestaltet werden (Gips, Styrodur usw), Kunstbauten mit Mauerplatten oder selbstgestalteten Beton- oder Mauerimitationen.<br /> <br /> Vor dem Einbringen des &quot;Wassersurrogats&quot; ist der Untergrund farblich zu gestalten. Zu beachten ist dabei der Unterschied, den aufgebrachtes Kunstharz o.a. bewirkt - hier ist ein ähnlicher Effekt wie der Unterschied zwischen einem ausgetrockneten und einem gefüllten Flussbett zu beobachten.<br /> <br /> Beispiele dazu auf der Heimseite von [http://peter-popp.de/bahn/projekte/juni05.html Peter Popp]<br /> <br /> Zur Nachbildung des Wassers stehen verschiedenste Materialien zur Verfügung. Ausgerechnet Wasser schneidet dabei am schlechtesten ab, da es in der Verkleinerung unecht wirkt. Weitere Probleme sind die Verdunstung bzw. Auslaufen des Wassers, für fliessende Gewässer müsste zudem ständig das Wasser umgepumpt werden.<br /> <br /> Was also nehmen? Eine Variante ist klares Polyesterharz. Wenige mm Schichtdicke genügen! Achtung: Polyesterharz greift Kunststoffe wie Styrodur und Styropor an, also ggf. mit dicken Farbschichten (evtl eine Mischung aus Moltofill oder Gipspulver und Dispersionsfarbe anrühren) &quot;absperren&quot;!<br /> <br /> Ähnlich sind Epoxidharze, die von weniger Geruchsbelästigung beim Aushärten begleitet werden.<br /> <br /> Je nach Hersteller/Produkt sind unterschiedliche Topf/Aushärtzeiten zu beachten.<br /> <br /> Das sogenannte EZ-Water von Woodland/Noch muss zum Gießen stark erhitzt werden, hier dürfen entsprechend keine wärmeempfindlichen Materialien im Untergrund Verwendung finden. Es ist auch schwierig, das Zeug am Gewässerrand gleichmäßig und realistisch zu verteilen, da es zu schnell wieder fest wird. Manche Modellbahner haben auch schon von Spannungsrissen in EZ-Water berichtet.<br /> <br /> Neuere Materialien (Heki?) scheinen auf Acryl-Dispersion zu beruhen. Allerdings gibt es hier noch keine Erfahrungsberichte bzg. der Haltbarkeit<br /> <br /> == Straßen ==<br /> Auch auf der Modellbahn kann nicht alles auf Gleisen laufen. Mittlerweile finden Autos auf Schauanlagen schon mehr Interesse als die Eisenbahn, seit mit dem Faller-Car-System maßstäbliche Automodelle (vor allem Lkw und Busse) ohne sichtbare Führung auf der Modelleisenbahn fahren können. Die Steuerung funktioniert hier durch in die Fahrbahn eingelassene Eisendrähte, die einen kleinen Magneten an der Lenkachse führen sowie durch Elektromagnete, die über in die Fahrzeuge eingebaute Reedschalter diese anhalten und losfahren lassen können.<br /> <br /> === logischen Straßenverlauf beachten ===<br /> <br /> Bei der Planung seiner Modellstraßen sollte man zunächst einen logischen Straßenverlauf anstreben und nicht einfach eine Straße verlegen, um irgendwo einen Bahnübergang einbauen zu können. <br /> <br /> === Straßenarten ===<br /> <br /> Es gibt die verschiedensten Straßentypen, vom Feldweg bis zur Autobahn. Maße sind unter [[Vorbildabmessungen#Strassen|Vorbildabmessungen]] zu finden. Daneben kann man inner- und außerörtliche Straßen unterscheiden. Innerorts sind i.d.R. Gehwege zwischen Strasse und Grundstück bzw. Häusern zu berücksichtigen. Außerorts runden begleitende Entwässerungsgräben das Bild ab.<br /> <br /> === Straßenbeläge ===<br /> <br /> Grundsätzlich kann man unbefestigte (Schotterstraßen, Feldwege), Pflaster (Kopfsteinpflaster o.ä.), betonierte und asphaltierte Straßen unterscheiden. Die größte Herausforderung stellen Pflasterstraßen dar, die von den Zubehörherstellern angebotenen Platten bzw. Folien sind nur als Notlösung zu sehen - &quot;gestückelte&quot; Stellen weichen immer auffällig vom einheitlichen Bild ab. Wie man solche Pflasterstraßen optimal gestaltet, ist z.B. in Alfred Bernschneiders [http://www.meine-n-welt.de/Workshops/Strasse_Workshop_2.pdf Workshop Kopfsteinpflaster] nachzulesen.<br /> <br /> <br /> === farbliche Gestaltung ===<br /> <br /> Überraschend schwierig gestaltet sich die richtige Färbung einer Straße. Beim Vorbild findet sich vom hellgrauen Beton bis zum fast schwarzen, neuen Asphaltbelag eine weite Palette, die nicht nur von weiß zu schwarz geht, sondern die unterschiedlichsten Abtönungen enthält. Fertige Straßenfarben führen zu einem viel zu einheitlichen Farbton. Gute Erfahrungen habe ich damit gemacht, in aufgestrichene, noch feuchte Faller-Straßenfarbe fein gesiebte Holzasche (aus dem Kachelofen) einzureiben, insbesondere enthält die Asche glitzernde Körnchen (woher, kann ich leider nicht sagen), die auch beim Vorbild in der Asphaltdecke zu sehen sind. Die Asche muss in Fahrtrichtung, also längs des Straßenverlaufs eingerieben werden, so wie auch die echten Abnutzungsspuren laufen.<br /> <br /> === Verkehrszeichen und Markierungen ===<br /> <br /> Verkehrszeichen gibt es von verschiedenen Anbietern, können aber auch leicht mit PC und Farbdrucker selbst gemacht bzw. von vielen Quellen im Internet bezogen werden. Eine gute Adresse dafür findet man auf [http://www.sicherestrassen.de/_VKZ.htm Der erläuterte Verkehrszeichenkatalog].<br /> <br /> Markierungen finden sich als Schablone bzw. als Aufreibesymbole, auch hier gibt es die Alternative des (völligen) Selbermachens. Aus festem Papier ausgeschnittene Schablonen werden auf die Straße gelegt und mit einem Stupfpinsel oder mit der Airbrush die Markierungen (Mittelstrich, Abbiegepfeile etc) auf die Straßenoberfläche aufgebracht, dabei eher zu wenig Farbe aufbringen, um den Eindruck zu erwecken, die Markierungen wären schon abgefahren.<br /> <br /> Straßenpfosten lassen sich durch bemalte Drahtstücke, z.B. Blumendraht nachbilden.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Landschaftsbau&diff=12061 2007-05-30T09:27:41Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Fasern oder Flocken */</p> <hr /> <div>[[Kategorie:Landschaftsbau]]<br /> <br /> In diesem Artikel finden Sie Informationen über den Bau der sichtbaren Landschaft. <br /> <br /> ==Vorüberlegungen==<br /> Noch bevor man anfängt, das erste Gleis aufs Papier zu zeichnen, sollte man sich im Groben darüber klar sein, in welcher Landschaft die Modellbahn spielt. Beim Vorbild zwingt die Landschaft der Bahnstrecke ihren Weg auf, der Bahndamm muß Hügel nivellieren, Seen und Flüssen ausweichen oder sie überqueren, Täler ausfahren bzw. mit einer [[Brücken|Brücke]] überqueren oder Berge mittels eines [[Tunnel|Tunnels]] durchstechen. Als Anlagenbauer hat man es selbst in der Hand, welche Hindernisse man der Bahn in den Weg stellt, um so die Auswahl der Lokomotiven, Wagen oder sogar der Spurweite zu begründen. Die Kunst ist es, die Landschaftsteile nicht zufällig über die Fläche zu verteilen (der Maulswurfshügel mit Tunnel ist so ein abschreckendes Beispiel) sondern es so aussehen zu lassen, als ob die enge Kurve, zu der man durch die stets begrenzten Ausmaße des Modellbahnzimmers gezwungen wird, durch die Landschaft vorgegeben ist.<br /> <br /> ==Unterbau==<br /> Die ebene Platte ist der denkbar schlechteste [[Einmaleins_des_Anlagenbaus#Unterbau|Unterbau]] für eine realistisch wirkende Landschaft. Selbst in einer brettebenen Landschaft braucht der Bahnkörper rechts und links einen Entwässerungsgraben. Wer dies aus der Platte ausfräsen will, macht sich dreifache Arbeit: Fräsen, Von unten versteifen, Wegschmeißen und Neubauen. Lediglich im Bahnhofsbereich ist eine Platte sinnvoll, auch hier sollte die Kontur der Platte den Gleisen angepaßt werden, um drumherum noch Landschaft anzudeuten.<br /> <br /> Wer sich vorher nur grob über die Berge und Täler klar ist, wird zum offenen Leistenrahmen greifen, da hier die Landschaftskontur durch Hinzufügen oder Kürzen von Stützen in der Bauphase jederzeit geändert werden kann.<br /> <br /> Wer Willens und in der Lage ist, die Landschaft bis ins letzte Detail durchzuplanen, kann zur [[Einmaleins_des_Anlagenbaus#Spanten|Spantenbauweise]] greifen. Der Mehraufwand bei der Planung wird durch schnelleren Bau und höhere Stabilität wettgemacht.<br /> <br /> Einen völlig anderen Weg beschreitet der Aufbau aus Styroporplatten. Die Landschaft wird schichtweise gestaltet, nur Bahntrasse und Bauplätze für Gebäude aus Sperrholz aufgeklebt. Der Vorteil ist das geringe Gewicht und die anschauliche, flexible Bauweise. Wo ein Berg zu hoch ist, wird das Messer angesetzt, wo ein Hügel zu niedrig, schnell noch was draufgeklebt.<br /> Der Nachteil ist die Empfindlichkeit des Werkstoffes, man muß die Oberfläche kaschieren, d.h. mit Stoff oder Papier bekleben, und kann keine Beine befestigen. Zweckmäßig ist es, so eine Landschaft in einen Segment- oder Modulkasten einzubauen.<br /> <br /> ===Landschaftshaut===<br /> Auf das Gerüst aus Spanten oder Leisten muß eine Deckschicht aufgebracht werden, um einerseits das Auge des Betrachters vom Blick in die Eingeweide der Anlage fernzuhalten, andererseits Bäume, Sträucher, Häuser festzuhalten. In früheren Zeiten wurden leimgetränkte Bettlaken zusammengeknautscht, um Berge darzustellen, heute nimmt man zweckmäßigerweise ein Drahtgewebe. Die Maschengröße richtet sich nach der nächsten Schicht: für kleistergetränktes Zeitungspapier reicht Kaninchendraht, wer direkt Gips aufspachteln will, nimmt feinmaschiges Fliegengitter.<br /> <br /> == Gleise und Bahndamm ==<br /> Der Bahndamm sollte in der Modell-Landschaft einen Ruhepol bilden. Die Modellbahn mag Steigungen der Trasse so wenig wie das Vorbild, so sollte man auch im Modell unnötige Höhenunterschiede vermeiden. <br /> Um eine tiefe Schlucht mit einer waghalsigen Brücke zu überqueren, muß sich die Trasse keinen Zentimeter in die Höhe winden. Viel einfacher ist es, das Tal als sogenannte ''hängende Schlucht'' oder ''Fußbodenschlucht'' unter das Anlagen-Niveau abzusenken.<br /> Auch die Berge können neben der eigentlichen Bahntrasse so hoch aufgetürmt werden, wie es der Raum hergibt.<br /> <br /> Die Auswahl der Gleise ist (hoffentlich) ein Kapitel für sich.<br /> Um einen realistischen Eindruck zu erzielen, ist es unerläßlich, die Gleise einzuschottern und farblich zu behandeln.<br /> <br /> ===Schwellenabstand===<br /> In untergeordneten Gleisen ist der Schwellenabstand größer als in Hauptgleisen. Wenn man Flexgleis verlegt, kann man dies auch bei der Modellbahn nachbilden, indem man vor dem Einbau den Plastiksteg zwischen den Schwellen durchtrennt und die Schwellen in einem größeren Abstand neu ordnet. Wer mag, kann auch feineres Schienenprofil in die Nebengleise einziehen.<br /> <br /> ===Schottern===<br /> Den realistischsten Eindruck erzielt man mit feingemahlenem Steinschotter. Der Farbton richtet sich sowohl nach der Landschaft als auch nach dem Alter der Strecke: Frischer Schotter ist hellgrau, alter Schotter, verdreckt von Rost und Öl, sehr viel dunkler.<br /> Zweckmäßig ist es, den Schotter lose auf den Gleiskörper zu streuen und mit einem feinen Pinsel zu verteilen. Hierbei ist darauf zu achten, daß keine Schotterkörner auf den Schwellen liegenbleiben, da dies den realistischen Eindruck stört. Noch wichtiger ist es, daß kein einziges Schotterkorn in die Mechanik der Weichen gerät, auch die Rillen an den Radlenkern müssen frei von Schotterkörnern bleiben!<br /> <br /> Beim Schotter-Leim gehen die Meinungen auseinander. Bei der klassischen Methode mit einem Weißleim-Wasser-Spüli Gemisch wird das Schotterbett anschließend hart wie Beton. Wer auf Schalldämmung wert legt, muß den Schotter mit einem dauerelastischen Kleber leimen.<br /> <br /> Vor dem eigentlichen Kleberauftrag ist es hilfreich, den Schotter mit einer Blumenspritze mit entspanntem Wasser einzunebeln. Hierbei müssen die Tropfen winzig klein sein, um nicht das mühsam mit dem Pinsel geformte Schotterbett wieder durcheinanderzuwirbeln. Der Leim wird dann mit einer Spritze mit Kanüle (aus der Apotheke) seitlich ins Schotterbett geträufelt. Durch die Kapillarwirkung zieht der Leim von selbst in den Schotter.<br /> <br /> Siehe auch den Eintrag im [[Klexikon#Einschottern_von_Gleisen|Kleber-Lexikon]].<br /> <br /> ===Altern der Schienen===<br /> In der freien Wildbahn wird man nirgends silbern glänzende Schienen vorfinden, selbst neu eingebaute Schienen sind schon von Rost überzogen. Bei der Farbe des Rostes gilt ähnliches wie beim Schotter: Neuer Flugrost ist eher rötlich hellbraun, alter Rost fast schwarz. Es wirkt lebendiger, wenn die Schienen nicht komplett durchgehend in einem Farbton gealtert werden, der Rost darf gern fleckig wirken. Der Farbauftrag erfolgt nach Belieben mit Airbrush oder Pinsel, als Farbe eignet sich alles, was auf Metall haftet. Die Kleineisen dürfen auch Farbe abbekommen, schließlich sind sie auch beim Vorbild rostig.<br /> Die Schienenköpfe werden anschließen obenauf und an den Innenseiten wieder gesäubert, am schonendsten mit einem weichen Stück (Balsa-) Holz. Der Roco-Rubber ist wegen möglicher Riefenbildung umstritten, wer ihn auch sonst zur Gleisreinigung einsetzt, kann die Farbe auch damit entfernen.<br /> <br /> ===Details am Rande===<br /> Drahtzüge zum Weichenstellen, Weichenspannwerke, Indusi, Grenzzeichen - nicht nur Fahrleitung und Signale begleiten eine Eisenbahnstrecke, sondern auch viele kleine Dinge, die auf der Modellbahn auch ihren Platz finden sollten. Einiges davon kann aus Abfällen nachgebildet werden wie z.B. Fernsprecher oder Indusi-Magnete. Auch Schwellenstapel, abgebaute oder noch aufzubauende Masten etc. sind denkbar.<br /> <br /> Wer Vorbildfotos genau betrachtet, sollte genügend Anregungen hierzu finden.<br /> <br /> <br /> <br /> == Bäume und Sträucher ==<br /> Vom Pfeifenputzer zum Kunstwerk - auch hier sind je nach Anspruch und Geldbeutel die unterschiedlichsten Bauweisen möglich. So können z.B. die bürstenähnlichen Billigfichten durch individuelles Ausschneiden und anschließendes Beflocken mit Schaumstoff-Belaubungsmaterial deutlich verbessert werden. Hauptfehler der meisten (Großserien-) Fertigprodukte ist allerdings, dass diese maßstäblich viel zu klein sind! <br /> <br /> Verschiedene Naturprodukte wie Gräser oder Moose bieten sich zum Selbstbau an. Individuelle Baumstämme erhält man durch verdrillte Drähte, die anschließend mit eingedickter Dispersionsfarbe (z.B. Gips oder Moltofill einrühren) o.ä. eingestrichen und mit Schaumstoffflocken bestreut werden.<br /> <br /> == Wiesen ==<br /> Vielleicht erinnert sich der ein oder andere noch gut an die gefärbten Sägespäne, mit denen man in den fünfziger und auch noch sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts Modelleisenbahnanlagen schmückte. <br /> Heute sind es Flocken und Fasern aus Kunststoff, die oft schon täuschend echt den Eindruck von Rasen, aber auch hohem Gras vermitteln können. Perfektionisten greifen dann auch noch zu Hochspannung - mit &quot;Elektrostaten&quot; aufgebrachte Grasfasern sind heute das Nonplusultra.<br /> Eine Anleitung für den Selbstbau eines solchen Gerätes findet man unter <br /> [http://www.mtkb.de/download/Begrasung/Gras.htm MTKB] (Modulbauteam Köln-Bonn).<br /> <br /> === Die Grundierung ===<br /> Hier stehen - wie immer - zahlreiche Mittel zur Verfügung. Die einfachste und nicht schlechteste ist ein einfarbiger Überzug mit Dispersionsfarbe (Abtönfarbe), wobei hier besonders beim Aufbau in Teilstücken (Module oder Segmente) auf gleiche Farbe zu achten ist, da auch unter einer dicken Schicht von Grasfasern oder Flocken immer noch der Untergrund deutlich durchscheint und so ein merkbarer Unterschied zu erkennen ist. Bewährt hat sich dabei eine helle Braun- bzw. Olivtönung (ähnlich dem Farbton handelsüblicher Grasmatten). <br /> Beachte dabei auch die Saugfähigkeit des Untergrunds, die erheblichen Einfluß auf den Deckungsgrad der Grundierung hat (z.B. Gips saugt Feuchtigkeit sehr stark auf). <br /> Man könnte nun alles in einem machen und auf den nackten Untergrund eingefärbten Kleber (z.B. Weißleim) streichen und gleich die Beflockung draufstreuen - allerdings ist so die farbliche Wirkung kaum kontrollierbar. Besser ist es meines Erachtens (wobei alles hier geschriebene als Empfehlung, aber nicht bindende Vorschrift zu sehen ist), zunächst den Untergrund in der gewünschten Farbe vorzustreichen und trocknen zu lassen (verhindert auch, dass bei den bereits erwähnten saugenden Untergründen der Leim zu schnell abtrocknet), dann Kleber für die Beflockung (Weißleim z.B.) aufzutragen und die Beflockung aufzubringen. <br /> Von anderen wird empfohlen, echte Erde auszusieben, im Backofen zu Trocknen und zu entkeimen und als Untergrund aufzubringen.<br /> <br /> === Fasern oder Flocken ===<br /> Beim Beflockungsmaterial, das zur Nachbildung des untersten Bodenbewuchses verwendet wird, gibt es zwei Stilrichtungen: mehr oder weniger lange Fasern (Kunststoff) oder feine und grobe Schaumstoffflocken. Was man verwendet, ist weniger eine Preis-, sondern weitgehend Geschmacksfrage (kosten tut eh alles nicht gerade wenig!), und natürlich lassen sich die Produkte auch gemischt einsetzen. <br /> <br /> ====Fasern====<br /> Fasern gibt es sowohl lose zum aufstreuen als auch in Form von fertig beklebten Matten, sowohl einfache kurzfaserige (preiswerte) als auch langfaserige (teure) Ausführungen. Die Fasern sollen Gras darstellen, was auch meist gelingt. Natürlich sollte man wie in der Natur darauf achten, dass Gras nicht überall in genormter Form vorkommt, sondern unterschiedlichste Längen und Farben aufweist. Besonders schön lässt sich dies mit den Produkten von Silflor darstellen, allerdings ist die Verarbeitung dieser Materialien relativ aufwendig. <br /> Bei losen Fasern ist - vor allem bei größeren Flächen - ein elektrostatisches Beflockungsgerät vorteilhaft. Solche Geräte können wie so vieles für teueres Geld gekauft (mittlerweile gibt es auch bei Noch eine einfachere Ausführung für etwas über 100Euro) oder auch selbst gebastelt werden (eine Bauanleitung dazu findet der beflockungsgeneigte Leser hier, eine Verbesserung der älteren Schaltung vom MBV Graz). Bei kleineren Bereichen bzw. punktuellem Beflocken (ein Vorteil der &quot;losen Ware&quot;) ist die legendäre Noch-Flasche ein sehr preiswertes und trotzdem gutes Werkzeug - es handelt sich hier einfach um ein kleines Plastikfläschchen mit einem gelochten Deckeleinsatz, durch Schütteln der höchstens zu 1/3 gefüllten Flasche lädt sich diese und die Fasern statisch auf, so dass die mit kräftigen, stoßweisen Drücken auf die Flasche ein gewisses Stehvermögen zeigen. <br /> ein Tipp dazu: man kann mit einem Staubsauger, der gleich nach dem Aufstreuen über die Fasern gehalten wird, diese zusätzlich aufrichten (sofern man nicht übertreibt und die Fasern wieder absaugt, dann hat man Pech gehabt). Wenn man dabei einen frischen Staubbeutel für den Staubsauger verwendet, können überschüssige Fasern wieder verwendet werden. <br /> Matten werden mehr oder weniger großflächig verklebt. Die kurzfaserigen Einheitsmatten von Busch, Noch u.a. werden oft verpönt - ich halte sie aber für durchaus brauchbar, um schnell große Flächen fertigzustellen. Es ist auch ohne weiteres machbar, nachträglich weitere Fasern und / oder Flocken aufzubringen. <br /> Die Verarbeitung von Silflor-Matten (Bezug in gut sortierten Modellbahngeschäften oder direkt bei Silflor Landschaftsmodellbau GmbH, Bodenseestr. 228, 81243 München, Tel. 089 87 13 96 20, Fax 089/87 13 96 17) ist etwas anders. Zu beachten ist hier die wesentlich höhere Ausführung, die bei der Modellierung des Untergrundes schon zu berücksichtigen ist, damit z.B. die Gleise nicht unter dem Gras liegen. Empfohlener Untergrund ist Styrodur, die Matten bzw. Mattenstücke können in das Material hineingedrückt werden. Sehr natürliche Wirkung erreicht man, wenn verschiedene Ausführungen kombiniert und unregelmässig beschnitten werden, so dass sich die Bereiche ineinander verzahnen. <br /> ====Flocken====<br /> Die feinen Schaumstoffflocken, die es z.B. bei Woodland Scenics gibt, ergeben überaschend echt wirkende Oberflächen. Geklebt wird wie bei Fasern z.B. mit (evtl. verdünntem) Weißleim, man kann dem Weißleim Dispersionsfarbe zusetzen. Die Flocken empfehlen sich dort, wo in der Natur bodendeckende Pflanzen statt Gras vorherschen (z.B. in den Gräben neben dem Bahndamm, wo sich oft Brombeersträucher u.ä. ansiedeln).<br /> <br /> === Sträucher und Bäume ===<br /> Um die Natur vollständig nachzubilden, sind auch Gehölze erforderlich. Wieder hat der Modellbahner die Auswahl: einerseits ein reiches Sortiment an Fertigprodukten von der Pfeiffenputzertanne bis zum handwerklich erstellten Einzelstück, dass aber nur bei Anlagengrößen von 10x10 cm erschwinglich scheint, andererseits die Selbstbaumethode - zwar oft auch nicht wirklich billig, wenn man z.B. an das Beflockungsmaterial von Silflor denkt, aber beim Vergleich mit gleichwertiger Fertigware deutlich preiswerter. <br /> Mit einfachem Handanlegen kann man z.B. die erwähnten Pfeiffenputzer deutlich verbessern: mit einer einfachen Schere die regelmässigen Borsten ungleich zuschneiden und mit feinen Schaumstoffflocken bekleben ist der Eindruck wesentlich vorteilhafter.<br /> <br /> == Felder ==<br /> Am einfachsten lassen sich abgeerntete Felder darstellen, dazu ist nur etwas gesiebte und entkeimte (im Backofen erhitzte) Erde und Leim erforderlich. Getreidefelder lassen sich mit entsprechenden langfaserigen Matten &quot;anpflanzen&quot;. Sogar Maisfelder bzw. -Pflanzen sind mittlerweile im Zubehörhandel zu finden.<br /> <br /> Abgeerntetes Getreide bzw Stroh lässt sich aus den Borsten billiger Pinsel machen.<br /> <br /> == Felsen ==<br /> Der Bau der Felsen hängt zunächst vom gewählten Unterbau ab. Wer eine Platte gewählt hat, muß erstmal einen Berg bauen, wer den Berg durch die Spanten schon vorgegeben hat, muß ''lediglich'' die Felsen modellieren.<br /> Vor dem Modellieren des Felsens sollte man sich über das Vorbild klar werden: Schieferfelsen sehen einfach anders aus als Sandstein, nicht nur wegen der Farbe, sondern vor allem durch die unterschiedliche Struktur.<br /> <br /> ===Gipsfelsen===<br /> Gipsfelsen werden direkt auf die Landschaftshaut modelliert. In einem ersten dünnen Auftrag werden die Poren des Untergrunds verschlossen, im zweiten Auftrag die grobe Struktur. Hier ist es hilfreich, von vornherein auf eine einheitliche Schichtung der Felsen zu achten und nicht wild drauflos kreuz und quer zu modellieren.<br /> Die Feinarbeit erfolgt mit einem Schraubendreher, Stecheisen oder Messer in halb angetrockneten Gips. Wichtig sind dabei vor allem scharfe Kanten und klare Strukturen, um später keine ''Softeisfelsen'' zu haben.<br /> <br /> ===Echte Felsen===<br /> Man kann die Gipsfelsen mit Bruchstücken echter Steine kombinieren. Dabei ergeben sich mehrere Schwierigkeiten: <br /> * Die Steine müssen so fein strukturiert sein, daß sie wie verkleinerte Felsen wirken, <br /> * das Gewicht der ohnehin schon schweren Gipsfelsen vergrößert sich beträchtlich,<br /> * die Steine müssen durch geschicktes Modellieren in den restlichen Hang eingepaßt werden.<br /> <br /> ===Abgeformte Felsen===<br /> Anstatt echte Steine zu verwenden, kann man diese auch mit Silikon abformen und anschließend aus Gips abgiessen. Dabei erreicht man ein sehr vorbildgetreues Aussehen der Steinstrukturen. Im Gegensatz zu echten Steinen ist man jedoch in der Farbgebung etwas freier. Von einigen Herstellern gibt es auch fertige Silikonformen zu kaufen. Hinweise zur Herstellung eigener Felsformen gibt es unter http://www.mec-krefeld.de/modellbau.html#Felsbau.<br /> <br /> Besonders leicht werden solche Felsen, wenn man die Form bis auf einen dünnen Zwischenraum für den Gips mit Styrodur o.ä. füllt.<br /> <br /> ===Korkfelsen===<br /> Einige Zubehöranbieter haben Rindenstücke der Korkeiche im Sortiment, die eine felsähnliche Struktur hat. Abgesehen vom Gewicht ergeben sich die gleichen Schwierigkeiten wie bei echten Felsen.<br /> <br /> ===Felsen aus Faserplatten===<br /> Wenn man Faserplatten unregelmäßig bricht, ergeben sich an der Bruchkante schöne Strukturen, die übereinandergeschichtet eine Felsstruktur imitieren. Zum weiteren Modellieren nimmt man zweckmäßigerweise eine leichte Spachtelmasse auf Basis von Holzfasern.<br /> <br /> ===Styroporfelsen===<br /> Wer seine Landschaft aus Styropor-Schichten aufbaut, wird die Felsen direkt ''aus dem Vollen'' schnitzen. Voraussetzung ist ein sehr scharfes Messer, da Bruchkanten sofort die kugelige Struktur des Untergrunds verraten. Da dieses Material sehr leicht abbröselt, muß es durch eine aufgespachtelte Schicht vor Berührungen geschützt werden. Hier bietet sich wegen des Gewichtsvorteils Pappmach&amp;eacute; an.<br /> <br /> ===Farbgebung der Felsen===<br /> Die Farbe von Felsen in der Natur reicht von Schiefergrau bis Kreideweiß.<br /> Zuerst wird die gesamte Struktur in einer relativ hellen Farbe grundiert. Wer dazu abgetönte Wandfarbe nimmt, muß diese gut verdünnen, da sonst die mühsam herausgearbeiteten feinen Strukturen gleich zugekleistert werden. Als nächstes werden die Spalten und Ritzen mit einer dunklen Lasur betont. Hierzu verwendet man kein Schwarz, da die Felsen sonst leblos und tot wirken, sondern sehr dunkles Braun, Grün oder Violett. Sind die Spalten nach dem Auftrocknen nicht dunkel genug, muß man diesen Vorgang (auch mehrfach) wiederholen. Dies wirkt lebendiger, als alle Ritzen gleichmäßig durchzufärben.<br /> Als nächster Schritt werden Moose und Algen angedeutet. Die feuchten Stellen werden vorsichtig grün eingefärbt, um später eine Grundlage für Flocken und Foliage zu haben.<br /> Zum Schluß werden mit einem fast trockenen Pinsel Lichter gesetzt. Dieses [[Arbeitstechniken#Granieren|Granieren]] (engl. drybrushing) mit der hellsten Felsenfarbe betont die Spitzen und erhabenen Kanten der Felsen und erhöht die dreidimensionale Wirkung.<br /> <br /> == Gewässer ==<br /> <br /> Hier ist zu unterscheiden zwischen den Bauwerken bzw. (natürlichem) Gewässerbett und dem Wasser selbst.<br /> <br /> Je nach weiterem Verfahren, das die Schichtdicke des Gewässers bestimmt (man kann im Extrem z.B. den Untergrund nur farblich simulieren und mit einer Schicht Klarlack das Wasser darstellen) ist das Flussbett, Teich oder was auch immer in die Landschaft mit mehr oder weniger Tiefe hineinzuarbeiten und daher nach Möglichkeit vorauszuplanen. <br /> <br /> Der Untergrund kann mit den üblichen Materialien gestaltet werden (Gips, Styrodur usw), Kunstbauten mit Mauerplatten oder selbstgestalteten Beton- oder Mauerimitationen.<br /> <br /> Vor dem Einbringen des &quot;Wassersurrogats&quot; ist der Untergrund farblich zu gestalten. Zu beachten ist dabei der Unterschied, den aufgebrachtes Kunstharz o.a. bewirkt - hier ist ein ähnlicher Effekt wie der Unterschied zwischen einem ausgetrockneten und einem gefüllten Flussbett zu beobachten.<br /> <br /> Beispiele dazu auf der Heimseite von [http://peter-popp.de/bahn/projekte/juni05.html Peter Popp]<br /> <br /> Zur Nachbildung des Wassers stehen verschiedenste Materialien zur Verfügung. Ausgerechnet Wasser schneidet dabei am schlechtesten ab, da es in der Verkleinerung unecht wirkt. Weitere Probleme sind die Verdunstung bzw. Auslaufen des Wassers, für fliessende Gewässer müsste zudem ständig das Wasser umgepumpt werden.<br /> <br /> Was also nehmen? Eine Variante ist klares Polyesterharz. Wenige mm Schichtdicke genügen! Achtung: Polyesterharz greift Kunststoffe wie Styrodur und Styropor an, also ggf. mit dicken Farbschichten (evtl eine Mischung aus Moltofill oder Gipspulver und Dispersionsfarbe anrühren) &quot;absperren&quot;!<br /> <br /> Ähnlich sind Epoxidharze, die von weniger Geruchsbelästigung beim Aushärten begleitet werden.<br /> <br /> Je nach Hersteller/Produkt sind unterschiedliche Topf/Aushärtzeiten zu beachten.<br /> <br /> Das sogenannte EZ-Water von Woodland/Noch muss zum Gießen stark erhitzt werden, hier dürfen entsprechend keine wärmeempfindlichen Materialien im Untergrund Verwendung finden. Es ist auch schwierig, das Zeug am Gewässerrand gleichmäßig und realistisch zu verteilen, da es zu schnell wieder fest wird. Manche Modellbahner haben auch schon von Spannungsrissen in EZ-Water berichtet.<br /> <br /> Neuere Materialien (Heki?) scheinen auf Acryl-Dispersion zu beruhen. Allerdings gibt es hier noch keine Erfahrungsberichte bzg. der Haltbarkeit<br /> <br /> == Straßen ==<br /> Auch auf der Modellbahn kann nicht alles auf Gleisen laufen. Mittlerweile finden Autos auf Schauanlagen schon mehr Interesse als die Eisenbahn, seit mit dem Faller-Car-System maßstäbliche Automodelle (vor allem Lkw und Busse) ohne sichtbare Führung auf der Modelleisenbahn fahren können. Die Steuerung funktioniert hier durch in die Fahrbahn eingelassene Eisendrähte, die einen kleinen Magneten an der Lenkachse führen sowie durch Elektromagnete, die über in die Fahrzeuge eingebaute Reedschalter diese anhalten und losfahren lassen können.<br /> <br /> === logischen Straßenverlauf beachten ===<br /> <br /> Bei der Planung seiner Modellstraßen sollte man zunächst einen logischen Straßenverlauf anstreben und nicht einfach eine Straße verlegen, um irgendwo einen Bahnübergang einbauen zu können. <br /> <br /> === Straßenarten ===<br /> <br /> Es gibt die verschiedensten Straßentypen, vom Feldweg bis zur Autobahn. Maße sind unter [[Vorbildabmessungen#Strassen|Vorbildabmessungen]] zu finden. Daneben kann man inner- und außerörtliche Straßen unterscheiden. Innerorts sind i.d.R. Gehwege zwischen Strasse und Grundstück bzw. Häusern zu berücksichtigen. Außerorts runden begleitende Entwässerungsgräben das Bild ab.<br /> <br /> === Straßenbeläge ===<br /> <br /> Grundsätzlich kann man unbefestigte (Schotterstraßen, Feldwege), Pflaster (Kopfsteinpflaster o.ä.), betonierte und asphaltierte Straßen unterscheiden. Die größte Herausforderung stellen Pflasterstraßen dar, die von den Zubehörherstellern angebotenen Platten bzw. Folien sind nur als Notlösung zu sehen - &quot;gestückelte&quot; Stellen weichen immer auffällig vom einheitlichen Bild ab. Wie man solche Pflasterstraßen optimal gestaltet, ist z.B. in Alfred Bernschneiders [http://www.meine-n-welt.de/Workshops/Strasse_Workshop_2.pdf Workshop Kopfsteinpflaster] nachzulesen.<br /> <br /> <br /> === farbliche Gestaltung ===<br /> <br /> Überraschend schwierig gestaltet sich die richtige Färbung einer Straße. Beim Vorbild findet sich vom hellgrauen Beton bis zum fast schwarzen, neuen Asphaltbelag eine weite Palette, die nicht nur von weiß zu schwarz geht, sondern die unterschiedlichsten Abtönungen enthält. Fertige Straßenfarben führen zu einem viel zu einheitlichen Farbton. Gute Erfahrungen habe ich damit gemacht, in aufgestrichene, noch feuchte Faller-Straßenfarbe fein gesiebte Holzasche (aus dem Kachelofen) einzureiben, insbesondere enthält die Asche glitzernde Körnchen (woher, kann ich leider nicht sagen), die auch beim Vorbild in der Asphaltdecke zu sehen sind. Die Asche muss in Fahrtrichtung, also längs des Straßenverlaufs eingerieben werden, so wie auch die echten Abnutzungsspuren laufen.<br /> <br /> === Verkehrszeichen und Markierungen ===<br /> <br /> Verkehrszeichen gibt es von verschiedenen Anbietern, können aber auch leicht mit PC und Farbdrucker selbst gemacht bzw. von vielen Quellen im Internet bezogen werden. Eine gute Adresse dafür findet man auf [http://www.sicherestrassen.de/_VKZ.htm Der erläuterte Verkehrszeichenkatalog].<br /> <br /> Markierungen finden sich als Schablone bzw. als Aufreibesymbole, auch hier gibt es die Alternative des (völligen) Selbermachens. Aus festem Papier ausgeschnittene Schablonen werden auf die Straße gelegt und mit einem Stupfpinsel oder mit der Airbrush die Markierungen (Mittelstrich, Abbiegepfeile etc) auf die Straßenoberfläche aufgebracht, dabei eher zu wenig Farbe aufbringen, um den Eindruck zu erwecken, die Markierungen wären schon abgefahren.<br /> <br /> Straßenpfosten lassen sich durch bemalte Drahtstücke, z.B. Blumendraht nachbilden.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12060 2007-05-29T15:09:58Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? */</p> <hr /> <div>[[Kategorie:Elektrik und Elektronik]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> [[Bild:BEL_mit_GoldCap.png|framed|right|GoldCap und Ladeschaltung]]<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Die Diode über dem Spannungsregler schützt diesen bei fehlender Eingangsspannung vor dem Rückschlag des GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> <br /> Wenn statt Glühbirnchen LED verwendet werden, sollte man weiße LED nehmen und darauf achten, daß der Abstrahlwinkel möglichst hoch ist.<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale Steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Elektronikversender&diff=12058 2007-05-29T09:12:56Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>Außer elektronischen Bauteilen findet man bei den Elektronikversendern auch viel Material, das sich gut bei der Verdrahtung einer Modellbahn einsetzen läßt. Hierzu gehören z. B. LEDs, Widerstände, Miniaturglühbirnen, Schalter, Taster, Draht, Vielfachleitungen, Steckverbinder, Netzteile, ...<br /> <br /> Die in der Tabelle aufgeführten Firmen versenden auch an Privatleute:<br /> <br /> {| border=&quot;1&quot;<br /> ! Versender<br /> ! Web<br /> ! Bemerkungen<br /> |-<br /> | Bürklin<br /> | http://www.buerklin.de/<br /> | Elektronik-Großhändler, liefert auch an Privat.<br /> |-<br /> | Conrad<br /> | http://www.conrad.de/<br /> | führt auch Modellbahnsortiment und spezielle Elektronikbausätze &lt;br&gt; für die Modellbahn. Bei Bauteilen deutlich teurer als andere<br /> |-<br /> | ELV Elektronik<br /> | http://www.elv.de/<br /> | Bausätze und Bauteile<br /> <br /> |-<br /> | Kessler<br /> | http://www.kessler-elektronik.de/<br /> | &amp;nbsp;<br /> |-<br /> | Pollin<br /> | http://www.pollin.de/<br /> | preiswerter Reste-Verramscher<br /> |-<br /> | Reichelt<br /> | http://www.reichelt.de/<br /> | preiswert; schnelle Lieferung<br /> |-<br /> | Segor<br /> | http://www.segor.de/<br /> | Nicht gerade preiswert, kann dafür aber auch exotischere Bauteile beschaffen.<br /> |}<br /> &lt;small&gt;Bitte keine Firmen eintragen, die nur an gewerbliche Kunden liefern.&lt;/small&gt;<br /> <br /> Übrigens freut sich auch der örtliche Elektronikhändler über einen Besuch (und Einkauf). Oftmals hat es sich schon bewährt, einen Fachhändler vor Ort zu haben, wenn einem am Samstagmorgen einfällt, was man am Wochenende gerne basteln möchte...<br /> <br /> [[Kategorie:Elektrik und Elektronik]]</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12057 2007-05-29T08:16:26Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>[[Kategorie:Elektrik und Elektronik]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> [[Bild:BEL_mit_GoldCap.png|framed|right|GoldCap und Ladeschaltung]]<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> <br /> Wenn statt Glühbirnchen LED verwendet werden, sollte man weiße LED nehmen und darauf achten, daß der Abstrahlwinkel möglichst hoch ist.<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale Steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12056 2007-05-29T08:14:59Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>[[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> [[Bild:BEL_mit_GoldCap.png|framed|right|GoldCap und Ladeschaltung]]<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> <br /> Wenn statt Glühbirnchen LED verwendet werden, sollte man weiße LED nehmen und darauf achten, daß der Abstrahlwinkel möglichst hoch ist.<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale Steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12055 2007-05-29T08:13:10Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> [[Bild:BEL_mit_GoldCap.png|framed|right|GoldCap und Ladeschaltung]]<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> <br /> Wenn statt Glühbirnchen LED verwendet werden, sollte man weiße LED nehmen und darauf achten, daß der Abstrahlwinkel möglichst hoch ist.<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale Steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12054 2007-05-29T08:12:32Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Beleuchtung der Strecke */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> [[Bild:BEL_mit_GoldCap.png|framed|right|GoldCap und Ladeschaltung]]<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> <br /> Wenn statt Glühbirnchen LED verwendet werden, sollte man weiße LED nehmen und darauf achten, daß der Abstrahlwinkel möglichst hoch ist.<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12053 2007-05-29T08:10:17Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> [[Bild:BEL_mit_GoldCap.png|framed|right|GoldCap und Ladeschaltung]]<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:BEL_mit_GoldCap.png&diff=12052 2007-05-29T08:08:49Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div></div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12051 2007-05-29T08:08:24Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Ein großer Stützkondensator hilft, aber der Platz ist leider begrenzt, daher verwendet man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte GoldCaps. Die haben extrem hohe Kapazitäten, vertragen aber nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der GoldCaps und wird daher nicht empfohlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den GoldCaps geschalteten Widerständen funktioniert zwar, läßt aber die verfügbare Kapazität dahinschmelzen.<br /> <br /> In der nebenstehenden Schaltung sorgt der Spannungsregler zusammen mit der Diode in seinem Massezweig für maximal 5,7V Ladespannung für den GoldCap. Der Widerstand rechts ist der Vorwiderstand für die LED. Der Widerstand im unteren Zweig sorgt für eine Ladestrombegrenzung. Der GoldCap braucht sie nicht, dem Spannungsregkler ist es dagegen sehr recht, und der Modellbahner freut sich über den verschwundenen Einschaltstromstoß (Kurzschlußerkennung!).<br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12050 2007-05-29T07:32:34Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Beleuchtung von Gebäuden */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme produzierender sind auch hier LED. Da LED etwas schwächer sind und nicht so schön rundherum leuchten wie Glühbirnen, sind auch mal mehrere LED pro Gebäude sinnvoll. Wenn man schon dabei ist, kann man Gebäude gleich mit Karton in Räume aufteilen, so daß sich ein belebtes Haus simulieren läßt.<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12049 2007-05-29T07:18:31Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit R = 0,6 / I (I in A) bzw. R = 600 / I (I in mA) ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12048 2007-05-29T07:17:47Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit <br /> <br /> R = 0,6 / I (I in A) bzw.<br /> R = 600 / I (I in mA)<br /> <br /> ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12047 2007-05-29T07:17:33Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> <br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit <br /> <br /> R = 0,6 / I (I in A) bzw.<br /> R = 600 / I (I in mA)<br /> <br /> ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12046 2007-05-29T07:17:01Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit einfacher Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> [[Bild:BEL_LED_mit_Stromquelle.png|framed|right|LED mit veränderbarer Stromquelle]]<br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit <br /> <br /> R = 0,6 / I (I in A)<br /> R = 600 / I (I in mA)<br /> <br /> ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:BEL_LED_mit_Stromquelle.png&diff=12045 2007-05-29T07:16:27Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div></div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12044 2007-05-29T07:14:23Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mmit Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> Passen die Ströme nicht zu den LED, hilft die Standard-Stromquelle weiter, bei der sich der Strom verändern läßt. Hier übernehmen zwei NPN-Transistoren BC548 die Regelung, mit <br /> <br /> R = 0,6 / I (I in A)<br /> R = 600 / I (I in mA)<br /> <br /> ist der benötigte Widerstand schnell berechnet, für die 2mA-LED zum Beispiel rechnerisch 300Ohm, wem der 300Ohm-Widerstand zu teuer ist probiert 270Ohm (2,22mA) oder 330Ohm (1,81mA) aus.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12043 2007-05-29T06:42:37Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png|framed|right|LED mmit Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12042 2007-05-29T06:42:04Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL LED mit Stromquelle.PNG|framed|right|LED mmit Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12041 2007-05-29T06:41:44Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:BEL LED mmit Stromquelle.PNG|framed|right|LED mmit Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12040 2007-05-29T06:40:32Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|BEL LED mmit Stromquelle]]<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12039 2007-05-29T06:38:46Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen. Eine sehr einfache Schaltung mit einem Feldeffekttransistor sorgt für einen festgelegten maximalen LED-Strom. Ausgenutzt wird der Effekt eines FET, bei kurzgeschlossenem Gate nur einen bestimmten Strom fliessen zu lassen. Beim BF256A sind es 6mA, beim BF256B 12mA, beim BF256C 16mA.<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:BEL_LED_mmit_Stromquelle.png&diff=12038 2007-05-29T06:31:23Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div></div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12037 2007-05-29T06:14:19Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED (im Bild innen), lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED (im Bild außen), lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12036 2007-05-29T06:12:31Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder tueres Meßgerät kaufen, eins selber bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> BILDFALSCH<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12035 2007-05-29T05:30:46Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> BILDFALSCH<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12034 2007-05-29T05:26:54Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) macht 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> BILDFALSCH<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=12033 2007-05-29T05:24:35Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 150mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * meine digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> BILDFALSCH<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11533 2006-05-10T08:05:57Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * meine digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> BILDFALSCH<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11532 2006-05-10T08:04:49Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * meine digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11531 2006-05-10T08:04:31Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * meine Digitale Roco-Anlage 15V-Trafo/19V-Booster: 19,1V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11530 2006-05-10T06:48:33Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> Stromquelle<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> == Und wenn die Beleuchtung auch beim Zughalt leuchten soll? ==<br /> <br /> Statt Stützkondensator GoldCap<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11529 2006-05-10T06:08:09Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> [[Bild:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit verschiedenen LED-Sorten]]<br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:Beleuchtung_4_plus_2_LED.PNG&diff=11528 2006-05-10T06:07:08Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div></div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11527 2006-05-10T06:04:54Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Wie schalte ich LED an? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> [[Bild:Beleuchtung_6_LED.PNG|framed|right|Beleuchtung mit 6 LED]]<br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> <br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11526 2006-05-10T06:03:17Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Wie schalte ich LED an? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> <br /> <br /> Beleuchtung_6_LED.PNG<br /> <br /> <br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> <br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:Beleuchtung_6_LED.PNG&diff=11525 2006-05-10T06:02:22Z

<p>HaJo Hachtkemper: Brückengleichrichter, Siebelko, Vorwiderstand und 6 LED</p> <hr /> <div>Brückengleichrichter, Siebelko, Vorwiderstand und 6 LED</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11524 2006-05-10T05:21:56Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Einfache Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> [[Bild:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator]]<br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> <br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> <br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:Gleichrichter_mit_Kondensator.PNG&diff=11523 2006-05-10T05:19:22Z

<p>HaJo Hachtkemper: Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator</p> <hr /> <div>Gleichrichterbrücke mit Siebkondensator</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11521 2006-05-09T21:24:15Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> [[Bild:Gleichrichter.PNG|framed|right|Gleichrichterbrücke]]<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> <br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> <br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> <br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:Gleichrichter.PNG&diff=11520 2006-05-09T21:21:34Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div></div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Datei:Gleichrichter.JPG&diff=11519 2006-05-09T21:12:05Z

<p>HaJo Hachtkemper: Gleichrichterbrücke aus vier einzelnen Dioden</p> <hr /> <div>Gleichrichterbrücke aus vier einzelnen Dioden</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11518 2006-05-09T21:08:01Z

<p>HaJo Hachtkemper: /* Ändert sich die Spannung durch die Gleichrichtung und Glättung? */</p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> <br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> <br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> <br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11517 2006-05-09T21:07:23Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> = Beleuchtung von Wagen mit LED =<br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> == Wie bekomme ich saubere Gleichspannung? ==<br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> <br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.<br /> <br /> == Ändert sich die Spannung durch die Gleichrichtung und Glättung? ==<br /> Ja, dazu erst einmal ein paar Beispiele:<br /> * Lima-Anlage mit 16V Gleichspannung: bis zu 14,6V am Ausgang.<br /> * Märklin-Anlage mit 16(24)V Wechselspannung: bis zu 32,5V am Ausgang<br /> * Digitale Anlage mit 19V-Booster: 17,6V am Ausgang<br /> <br /> Bei Gleichspannung am Eingang ist die Ausgangsspannung um die Durchlassspannung der Gleichrichterdioden geringer, also zwei mal 0,7V (es sind immer nur zwei Dioden pro Richtung in Durchlass) mach 1,4V bei den hier beschriebenen Kleindioden; bei Verwendung kleiner fertiger Gleichrichterbrücken erhält man ebenfalls einen Spannungsabfall in dieser Höhe.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> Bei Wechselspannung am Eingang wird der Glättungskondensator auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Bei Sinus-Wechselspannung beträgt der Scheitelwert Wurzel(2) des Effektivwertes, also etwa Faktor 1,41. Davon muss noch der Spannungsabfall an den Dioden abgezogen werden. Zu beachten dabei ist die Polarisationsumkehr bei Märklin mit einem 24V-Spannungsstoss anstelle der normalerweise höchstens 16V beim Fahren: Auch diese 24V am Eingang erreichen die Beleuchtung, daher kommt es hier zu sehr hohen Spannungen, die von der Beleuchtungselektronik abgefangen werden müssen.<br /> :Uaus = Uein * 1,41 – 1,4V<br /> <br /> Bei Digitalspannung ist ein fast rechteckförmiges Signal am Boosterausgang, so dass es sich zwar hier auch um Wechselspannung handelt aber steile Flanken vorhanden sind und die Frequenz wesentlich höher als bei normaler Wechselspannung. Dadurch ist die Ausgangsspannung ebenso hoch wie bei entsprechender Gleichspannung am Eingang.<br /> :Uaus = Uein – 1,4V<br /> <br /> == Wie schalte ich LED an? ==<br /> Eine Parallelschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand empfiehlt sich nicht, da durch Exemplarstreuungen die LED ungleichmässig belastet werden. Der Vorwiderstand wird recht Klein, muss aber wegen dem durchzuleitendem Strom eine relativ hohe Verlustleistung vertragen können, bei 4 LED kann schon mal eine 2W-Ausführung nötig sein! Die Strombelastbarkeit der Gleichrichterdioden muss ebenfalls beachtzet werden.<br /> <br /> Eine Parallelschaltung von LED mit jeweils eigenem Vorwiderstand ist möglich, macht aber wegen dem höheren Stromverbrauch keinen Sinn.<br /> <br /> Eine Reihenschaltung von LED mit gemeinsamen Vorwiderstand hat einen kleineren Stromverbrauch als die anderen Schaltungen, und der Verlust am Widerstand hält sich in Grenzen.<br /> <br /> Voraussetzung ist natürlich die Verwendung von ähnlichen LED, wichtig ist der gleiche Betriebsstrom. Wenn einmal z.B. ein Zugcafe anders beleuchtet werden soll als die restlichen Abteile beachten: Ein gemischter Betrieb von 'Normalen', 'High-Effency' und 'Low-Current'-LED ist nicht möglich, hier muss jede Art einen eigenen Stromzweig mit eigenem gemeinsamen Vorwiderstand erhalten!<br /> <br /> == Welchen Vorwiderstand muss ich nehmen? ==<br /> Mit der Methode 'LED hat 2V und verbraucht 20mA' hat man zwar recht lange gewerkelt, bei der heutigen Auswahl an verschiedenartigsten LED ist aber ein kurzer Blick ins Datenblatt der verwendeten Typen angeraten, bevor man sich an einen Zusammenbau macht. Auch sollte man mal ohne Last durch Rollmaterial oder Beleuchtungen die maximale zum Gleis führende Spannung messen und für weitere Bastelprojekte notieren. Bei analogen Anlagen sollte das kein Problem werden, ein Meßgerät mit dem hier ausreichend genau zu messen ist bekommt man für unter 5€, es gehört sowieso in jede Bastelkiste. Anders sieht es bei digitalen Anlagen aus, hier kann man entweder ein Messgerät bauen LINKFEHLT oder (wie bei allen Anlagen) einfach mal eine Brückenschaltung mit Kondesator fliegend mit Teilen aus dem Vorrat aufbauen aus denen später auch gebaut wird, anschliessen, messen, notieren.<br /> <br /> Der Vorwiderstand soll eine bestimmte Spannung abfallen und einen bestimmten Strom fliessen lassen. Die Berechnung ist hier LINKFEHLT beschrieben. Für das obige Beispiel mit Zugcafe daher hier die Berechnungen:<br /> <br /> Das Zugcafe bekommt zwei weiße LED, lt. Datenblatt 3,5V/30mA. Von den angenommenen 17,6V müssen 10,6V geschluckt werden, bei 30mA macht das rechnerisch 353,33Ohm. Bei ausgesuchten 360Ohm ist der Strom mit 29,4mA nur geringfügig niedriger, was die LED zum annehmbaren Leuchten bringen sollte. Die Verlustleistung am Widerstand sind grob 10,6V * 30mA = 318mW, ein 1/4W-Widerstand reicht hier nicht! Je nach Bastelkisteninhalt kann man hier zwei 180Ohm-Widerstände in Reihe schalten, oder gleich statt 0,04€ teuren 1/4W-Kohleschichtwiderständen mit 5% Toleranz 0,05€ teure 0,6W-Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwenden, hier kann man auch gleich den passenderen Wert 357Ohm bestellen.<br /> <br /> Die Abteile bekommen vier gelbe Low-Current-LED, lt. Datenblatt 2,0V/2mA, es müssen also 9,6V verschluckt werden. Bei 2mA macht dass rechnerische 4,8kOhm, ausgesuchte 5,1kOhm ergeben 1,88mA, ausgesuchte (teurere) 4,87kOhm lassen 1,97 mA fließen. Die Verlustleistung ist unter 20mW, hier könnte man schon SMD-Widerstände benutzen.<br /> <br /> == Die LED werden im Analogbetrieb bei lansamer Fahrt dunkler! ==<br /> Das ist der Nachteil der bisher vorgestellten Schaltungen.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Beleuchtung von Gebäuden =<br /> Gebäude kann man auf klassische Weise von mittels kleiner Glühbirnchen beleuchten. Stromsparender, ausfallsicherer und weniger Wärme abgebender sind auch hier LED, vornehlich gelbe und weisse.<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Beleuchtung der Strecke =<br /> Weiss, blendfrei<br /> <br /> WEITERER TEXT<br /> <br /> = Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung =<br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden. Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> WEITERER TEXT</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11514 2006-05-09T20:20:06Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> <br /> == Beleuchtung von Wagen mit LED ==<br /> <br /> <br /> = Test =<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> == Test ==<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> = Test =<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''Verwandte Themen:'''<br /> <br /> Beleuchtung von Gebäuden<br /> <br /> Beleuchtung der Strecke<br /> <br /> Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung<br /> <br /> <br /> <br /> '''Einstieg'''<br /> <br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden, Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> <br /> '''Wie bekomme ich saubere Gleichspannung?'''<br /> <br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> <br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11512 2006-05-09T11:47:27Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]<br /> <br /> <br /> == Beleuchtung von Wagen mit LED ==<br /> <br /> <br /> '''Verwandte Themen:'''<br /> <br /> Beleuchtung von Gebäuden<br /> <br /> Beleuchtung der Strecke<br /> <br /> Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung<br /> <br /> <br /> '''Einstieg'''<br /> <br /> Auf Modellbahnen kommen unterschiedliche Spannungsversorgungen zum Einsatz, z.B. Gleichspannung wechselnder Höhe mit Polaritätsänderung je nach Fahrtrichtung, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe mit nochmals erhöhtem Umschaltimpuls für Fahrtrichtungsänderung, Digitale Wechselspannung gleichbleibender Höhe.<br /> <br /> Wenn Wert auf die Fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung oder die digitale steuerung der Beleuchtung gelegt wird, ist ein Decoder abhängig vom verwendeten System zu verwenden, Schutzschaltungen sind dort in der Regel integriert so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.<br /> <br /> Für die Dauerbeleuchtung von Wagen betrachtet man alle Arten der Spannungsversorgung als Wechselspannung mit diversen Eigenheiten der verschiedenen Systeme (Wechsel der Polarität nur bei Richtungsänderung; sehr hohe kurzzeitige Maximalspannung; hohe Frequenz).<br /> <br /> <br /> '''Wie bekomme ich saubere Gleichspannung?'''<br /> <br /> LED benötigen eine Gleichspannung und vertragen keine hohe Spannung in Sperrichtung, also macht man es sich einfach und schaltet der oder den LED eine Gleichrichterbrücke vor. Ob man hier fertige Brücken verwendet oder die Brücke aus vier einzelnen Dioden zusammengesetzt wird entscheidet man nach Geldbeutel, Platz, Aufwand und Inhalt der Grabbelkiste.<br /> <br /> Rund-Gleichrichter zum Einlöten oder im DIL-Gehäuse sind für unter 0,20€ zu bekommen, einzelne Dioden unter 0,03€. Die Standard-Diode 1N4001 kann maximal 1A gleichrichten, empfohlen ohne Kühlung bei dichter Packung sind 800mA), eine Brücke daraus kommt wegen der Gehäusegröße DO201 schon leicht an die Größe einer fertigen Brücke heran; die kleine 1N4148 schafft zwar nur maximal 200mA (Empfohlen 100mA), ist aber wegen der Gehäusegröße DO35 wesentlich enger zu verbauen.<br /> <br /> Normalerweise verwendet man nach der Gleichrichtung einen Kondensator, um die Spannug zu glätten und bei kurzzeitigen Ausfällen (unpolarisierte Weichenstücke, schlechter Kontakt zur Schiene) ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.</div>

HaJo Hachtkemper https://www.der-moba.de/index.php?title=Beleuchtung&diff=11508 2006-05-09T09:07:23Z

<p>HaJo Hachtkemper: </p> <hr /> <div>&lt;big&gt;<br /> '''Bitte nichts ändern - Artikel noch in Bearbeitung'''<br /> &lt;/big&gt;<br /> [[Kategorie:Baustelle]]</div>

HaJo Hachtkemper