Pufferung über GoldCaps für Analogbetrieb

[furkabahn]

Hallo Stoffel

Das ganze habe schon in Betrieb. MIt dem Lenz 4024B geht´s bestens.

Gruss
Joachim

[Fastbb]

Hi, das Thema ist ja schon ne Ecke älter, trotzdem würde mich interessieren ob das Prjekt so umgesetzt wurde, dann würde ich nämlich Schaltpläne usw für mein Projekt übernehmen, wenn das ok wäre ^^



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Doppelstock IC 2013 http://www.finanznachrichten.de/nachric ... en-016.htm

[ateshci]

Hier ist die Schaltung
, die ich auch schon hier modellbau/viewtopic.php?t=8134&postdays ... c&start=20 mal in Aktion gezeigt, aber noch nicht veröffentlicht habe. Man sieht, daß es für den reinen Analogbetrieb eine ganz schön aufwändige Geschichte ist.
Gruß vom Heizer

Nachtrag 26.01. Auf fidos Tipp auch als pdf
SUPERCAP (ateshci)

[Harzbahnfreund]

Hallo Heizer,

die Schaltung ist recht aufwändig, kannst Du die Funktion mal grob beschreiben, für die nicht so versierten Elektroniker?.
Ich bin nämlich Analogfahrer aus Überzeugung.

Freundliche Grüße

Volker

[ateshci]

Guten Morgen,
also von links nach rechts:
Das bistabile Relais dient zur Polaritätserkennung am Gleis, damit man mit einem Satz Kondensatoren auskommt und der Motor trotzdem vor/rückwärts läuft. Die Spulen sind deshalb in Reihe, damit es bei ~3V schon anzieht, die Glühbirne begrenzt den durchfließenden Strom bei höheren Spannungen. Bistabil deshalb, damit es bei Kontaktstörungen nicht abfällt und den Motor ungewollt umpolt.
Die beiden Operationsverstärker werten aus, ob es sich beim Verschwinden der Eingangsspannung um ein gewolltes oder ungewolltes Ereignis handelt. Gewollt bedeutet, daß die Spannungsabnahme absolut < 6V/sec beträgt. Die für den Motor zur Verfügung stehende Pufferspannung wird dem Sollwert nachgeführt.
Ungewollt heißt schlagartiges Nullwerden, in dem Fall ist die Pufferspannung = letzter Sollwert. Das muß so sein, da die Kondensatoren sich auf den Spitzenwert der Gleisspannung aufladen, der Motor aber mit dem Effektivwert (Sollwert) gepuffert werden muß. 9V aus einem normalen Fahrgerät erzeugen schon 12,5V Spitzenwert...
Der ganz rechte Teil ist für das kontrollierte Laden der Supercaps zuständig , nicht mehr als 1A Strom (wegen der Stromabnahme) und 12,5V Spannung, sonst sind sie hin.

Gruß vom Heizer

[HaNuller]

Mahlzeit Heizer

deine Schaltung ist wirklich sehr aufwendig.
Vermute, dass Du die Auswertungs-OpAmps brauchst, damit Dein Relais nicht zu flattern anfängt.
Kannst Du bitte die Schaltung nochmal posten/mailen, nehme an die hast Du mit Eagle gezeichnet, am .gif sind die Lötpunkte nur schwer zu erkennen.
Oder mein Augenlicht läßt schon wieder nach

Im Frühjahr soll´s bei mir im Garten draußen weitergehen und die Schaltung wär fürs Fahrvergnügen optimal.

Besten Dank vorab

Michael

[ateshci]

@HaNuller
Das ist keine Eagle-Zeichnung und sie kann ganz gut gelesen werden, wenn man im Browser die Grafik alleine anzeigen läßt und sodann auf 125% ausdruckt.
Lies Dir die Beschreibung nochmals durch, die Schaltung funktioniert ganz anders als von Dir vermutet. Im Zusammenhang damit weise ich auch nochmal auf den Originalthread hin, darin habe ich was zum Dilemma zwischen langer Pufferzeit und Reaktion auf geänderte Fahrspannung geschrieben.

Gruß vom Heizer

[Harzbahnfreund]

Hallo Heizer,

danke für die Erläuterung, mit der Pufferung durch Goldcaps oder Supercaps habe ich mich auch schon beschäftigt.
Interessant ist die Regelung des Stromes der Caps. Ich werde die Schaltung sicher mal ausprobieren. Die Relais können natürlich nicht flattern, weil es bistabile Typen sind. Eventuell könnte man die Glühlampe durch zwei in Reihe geschaltete Elkos ersetzen, die jeweils mit der Plus-seite an Punkt 1 und 10 der Relais liegen.
Supercaps oder Goldcaps sind nach meiner Information Markenbezeichnungen.
Die hochstromfähigen, für diese Schaltung geeigneten, Caps haben nur 2,5 Volt Nennspannung, die anderen mit höherem Innenwiderstand haben 5,5V.

Freundliche Grüße

Volker

[HaNuller]

Hallo Heizer,

Du hast natürlich Recht.
1. hatte ich Deinen Threat noch nicht gelesen, wie mein Anliegen dann später raus ging
2. weiß ich nicht wirklich, wie die Schaltung funktioniert

zu 1. Wer rechtzeitig lesen kann ist eindeutig im Vorteil! Bistab. Relais klappert niemals nich.

zu 2. Deinen Rat folgend mehrmals durchgelesen und trotzdem wenig Checkung. Hoffe Du hilft mir bei der Funktionsbeschreibung, versuchs mal - Die anderen interessierten Buntbahner sollten den Schaltplan im sep. Fenster nochmal öffnen
Fang von hinten an:
Die Caps werden über eine Konstantstromquelle bestehend aus 2x 1N4148, BC547 und 330 Ohm über den BD140 geladen. (Die Schottky SBJ130 ist als Schutzdiode drin) Und zwar bis auf etwa 13V, d.h. solange bis über die ZPQ12 und den 2k2 der BC547 öffnet und die Basis des erstgenannten BC547 kurzschließt. Die Stromquelle wird über einen 4,7k von zwei 1N4148 gesteuert, die eine hängt an der Eingangsspg. (Ist klar wenn Trafospg da, dann lade) die Andere an der Spg. der CAP´s (Das versteh ich nicht, lade mich wenn ich geladen bin?) Noch nen Schutz gegen Tiefelentladung (links neben den Caps) aus 4,7k, ZPD2V7 und BC547, dann bleiben etwa 3,3V Restspg., schätze brauchst Du damit die IC´s noch arbeiten können.

So jetzt von vorn:
(Zweig2) Mit denn 2x 1N4148 überm Gleichrichter und den zwei 10kOhm steuerst Du den BC547 durch, wenn Spg von den Radsätzen kommt. (Zweig1) Die anderen zwei 1N4148 laden über 12k den 10uF Kondensator und zwar bis auf die Spg. (+ Eingang) die über dem 10k abfallen, der BC547 ist ja dafür durchgeschaltet. Am - (invertierenden) Eingang des IC´s stehen ca. 1,2V von den beiden 1N4148, die über 47K an den CAPs hängen.
Die beiden Operationsverstärker IC1 und IC2 arbeiten als Komperatoren, also Vergleicher, der Eingang mit der höheren Spg hat recht. + mehr = Ausgang auf CAP-Spg., - mehr = Ausgang auf 0V (Masse)
Im Normalbetrieb lädt sich der C auf den 10/22sten Teil der Eingang-Uspitze.
==> der +Eingang ist höher, das IC hat am Ausgang fast Ucap.
Beim zweiten IC stehen am + nahe 0V vom durchgeschalteten BC547 und am -Eingang die gleichgerichtete Eingangspg. im Teilungsverhältnis der 12K und 10k Widerstände. - hat die höhere Spg., Ausgang ist 0V über 4,7k ist der BC547 und damit der BD244 gesperrt; Akku wird nicht geladen; SB130 ist wieder eine Schutzdiode.

Dann unterscheidest Du kurze Unterbrechungen und langen Unterbrechungen:
Zuerst die kurzen:
Zweig 1:
Am + Eingang IC1 steht die U vom Kondensator der sich entladen soll - wohin?
Am - Eingang IC1 steht die Spg. der Dioden 1,2V
Zweig2:
kein Spg. am Eingang Basis 0V, BC547 sperrt
==> Ausgang IC1 ist +, über 68K und die gegen der Sperrrichtung der BAT45 = kein Einfluß
IC 2 - Eingang 0V, da keine EingangsSpg.
+ Eingang liegt Kondensatorspg. an, der sich eigentlich jetzt irgendwo entladen sollte
==> Ausgang +, über 4,7k schaltet der BC 547 durch und die CAPs werden über den BD244 geladen
Jetzt die Lange Unterbrechnung:
Zweig 1: Am + Eingang IC1 hat sich der Kondensator irgendwie entladen. BC547 ist immer noch gesperrt, also fast 0V
- Eingang IC1 hat die 1,2V Diodenspg.
==> IC 1 Ausgang 0V, da -Eingang höher;
der C ist doch schon fast entladen und damit die +Eingang vom zweiten IC auf fast 0V ???
Am - Eingang IC2 sind ebenfalls 0V, da ja die Eingangsspg. fehlt.
Geh jetzt davon aus, das am +Eingang IC2 noch ein bißchen Spg. vom C übrig ist, um den OpAmp am Ausgang auf CAPspg. durchzusteuern und den Motor mit Spg zu versorgen.

Heizer, hoffe Du kannst mir helfen und etwas Licht ins Dunkle bringen. Wollte die Stainz mit Deiner Schaltung umbauen und nicht deren Wert durch einen Lokdekoder verdoppeln.

Viele Grüße und besten Dank vorab

Michael

[ateshci]

@michael

Nun ja, das mit der Werterhöhung ist so eine Sache. Rechne mal die Bauteilkosten durch und dann überlege Dir das noch mal mit dem Decoder...

Also die OpAmps funktionieren so:
Der linke schaltet bei einer Eingangsspannung ( am Kondensator 10µ ) < 1,4V die Sollwertvorgabe des rechten auf ~0V, dabei wird auch der 10µ-Kondensator entladen. Damit fließt kein Strom mehr vom Puffer zum Motor. Da der Kondensator über einen Tiefpaß (wegen der ungesiebten Gleichspannung) vom Gleis versorgt wird, arbeitet das Folgen der Gleisspannung nach unten nur, wenn man die Gleisspannung relativ langsam ( ~6V/sec ) runterdreht. Denn wenn der BC547 sperrt ( also keine Gleisspannung mehr bekommt) und der Kondensator noch geladen auf > 1,4V ist, würde der rechte OpAmp genau diese Kondensatorspannung als Sollwert bekommen und damit den Motor versorgen. Dies Anordnung ist eine Sample/Hold-Schaltung. Die Spannungsteilerwiderstände 12k/10k sind für einen maximalen Gleisspannungsmittelwert von 14V ausgelegt, damit die OpAmps bei 12,5V Ucc nicht übersteuert werden. Wenn man sowieso nur mit ~12V puffern kann, ist es sinnvol, die Gleisspannung entsprechend zu wählen.
Fällt jetzt die Gleisspannung schlagartig aus, dann sperrt der BC547, der Kondensator hält seine Ladung und gibt den Mittelwert der Gleisspannung vor dem Ausfall als Sollwert an den rechten OpAmp. Sollten sich die PufferCaps dabei auf ca. 4V entladen, dann schaltet das Ganze ab.

Die Ladeschaltung (ganz rechts) muß auch bei ungesiebter Eingangsspannung arbeiten, deshalb die ODER-Schaltung bei der Spannungsversorgung der Stromquelle.

Beim Betrachten der Schaltung die Polung von BD244 und BD140 beachten: Der eine ist für die Motorpufferung, der andere fürs Laden zuständig.

Gruß vom Heizer