Innenbeleuchtung

[xxxStream]

Hi,

habe heute testweise eine LED-Innenbeleuchtung in den Märklin RAm Tee 3071 eingebaut. Das Ganze funktioniert auch recht gut und sieht toll aus, nach längerer Leuchtdauer ist mir jedoch aufgefallen, dass das Dach an der Stelle, an der der Spannungswandler (ich schätze mal dass das ein Spannungswandler ist) sitzt, recht warm wird. Wie warm wird sowas im "normalen" Betrieb (also längere Leuchtzeit über sagen wir mal ein bis zwei Stunden)? Und können daraus Schäden an den (Kunststoff)Wägen entstehen?


Gruß

[mb-didi]

Hallo xxxStream,

etwas Grundsätzliches zuerst:
Die LED verträgt nur eine Spannung von 2-3,5Volt. An den Schienen liegen aber analog bis 16Volt und digital bis 22Volt an. Also muß die restliche Spannung "verbraten" werden.
Hier das Ohmsche Gesetz: U=I*R
Beispiel:
Da im Digitalbetrieb etwa 20Volt "verbraten" werden müssen, ergibt sich eine ganz schöne Leistung des Spannungswandlers. Der Stromverbrauch einer LED ist 20mA.
Folglich ergibt die Leistung des Spannungswandlers (U*I):
20Volt * 20mA = 0,4Watt
Diese Leistung wird in Wärme umgesetzt. Nun ist es auf den ersten Blick nicht viel, aber im Modell ist die Luftzirkulation gleich NULL.
Ergo: Die Wärme staut sich auf und das Ergebnis hast Du bereits am Dach feststellen können. Auf längere Zeit gesehen wirst Du eine Verformung des Daches feststellen.

mfg
Didi

[Marsupilami]

Die LEDs werden sicherlich in Reihe geschaltet sein, so dass deutlich weniger als 20V "verbraten" werden müssen - da würde das Dach sicher in kürzester Zeit wegschmelzen...

Trotzdem würde ich versuchen, den Spannungsregler irgendwo anders zu plazieren.

[mb-didi]

Natürlich werden die LED in Reihe geschaltet sein. Doch ich wollte nur einen Extremfall aufzeigen. Mir geht es nur um den "Verbrauch" der zu hohen Spannung für die LED. Außerdem werden meist die LED mit geringerem Strom betrieben, meist etwa nur 5-10mA. Die Helligkeit ist kaum weniger geworden.

Didi

[xxxStream]

Mmmmmmmmmh...

das Problem ist, das das ganze auf einer Platine fest verlötet ist. Woher die Wärme kommt etc. ist mir schon klar, dass LEDs die eigentliche Spannung nicht vertragen auch.
Aber wie kann ich eine Verformung effektiv vermeiden, ohne die Platine zu durchtrennen? Das Problem ist, dass an der Stelle auch schon erste LEDs angelötet sind, die wenn ich das Stück woanders im Waggon platziere natürlich verloren gehen...
Gäbe es eine Möglichkeit, beispielsweise mit Alufolie, die Wärme vom Dach wegzubekommen?

[Marsupilami]

Du könntest mit Wärmeleitkleber einen kleinen Kühlkörper auf den Regler kleben - den kannst Du z.B. aus einem kleinen Kupferblech selber biegen...

Idealerweise muss der Regler aber vom Dach weg, da führt kein Weg dran vorbei.

[günni]

Moin,
genau genommen, muß die Wärme aus den Wagen raus.

[xxxStream]

okay... dann werde ich mal sehen was sich machen lässt... danke für die hilfe.

/edit: was mir gerade einfällt... die LED-Leisten haben einen Regler für die Helligkeit. Wenn ich den in die höchste Stellung stelle, müssten die doch zumindest etwas mehr Strom verbrauchen. Könnte das die Wärme evtl. wenn auch wenig mindern? Oder ist das viel zu wenig?

[wzimmermann]

Hallo Kollegen,
Wenn man so ein heisses Bauteil hat, dann würde ich das Dach mit Alufolie abschirmen.
Gruß
Wolfgang Z.

[mb-didi]

Alufolie reflektiert nur die Wärme.
Und wo landet sie? Noch ist der Wagen geschlossen, also bleibt der Wärmestau.
Irgendwann wird der ganze Wagen warm werden, zwar verzögert, aber ...

Die Beleuchtung wird im Betrieb bestimmt nicht längere Zeit abgeschaltet werden um den Wagen wieder auf Normaltemperatur zu bringen.

[HaNull]

Hallo!

die LED-Leisten haben einen Regler für die Helligkeit. Wenn ich den in die höchste Stellung stelle, müssten die doch zumindest etwas mehr Strom verbrauchen. Könnte das die Wärme evtl. wenn auch wenig mindern?

Das hängt von der Schaltung ab.
Vermutlich ist es so: je mehr Strom durch die LEDs fließt, desto mehr Strom fließt auch durch den Spannungsregler. Dann würde also weniger Helligkeit zu weniger Wärme führen.

[xxxStream]

Mmmmmh... verstehe... dann hat das also auch keinen Sinn. Die Teile geben die Wärme halt in den gesamten Wagen ab, d.h. egal wo ich den Baustein hinplatziere, irgendwann erwärmt sich ein Teil des Wagens... und das leider nicht zu schwach... was macht demm Märklin mit den eigenen Beleuchtungen? Denn die meisten neuen Wägen (Doppelstock etc. bestehen ja auch aus Plastik)...

[wzimmermann]

Hallo Kollege,
die Alufolie schirmt einfach punktuell ab. Das soll Kunststoffteile vor Verformung schützen.
Wenn das Teil so viel Wärme produziert, dann würde ich mich nach einer anderen Schaltung umsehen. Da käme dann ein sog. Step-Down-Wandler in Frage, der einen Wirkungsgrad von 85% hat. Oder Konstantstromquellen, die sekundär ca. 20mA liefern. Das ist sicherlich interessanter als ein Spannungswandler, der bei zu großer Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung heiß wird.
Gruß
Wolfgang Z.

[claus]

Auch normale Konstantstromschaltungen verbraten die Überschußenergie in Wärme.

Ich würde endweder einen Shclatregler benutzen oder den Spannungsregler mit einem schwarzen Kühlblech unter den Wagenboden verbannen.

[xxxStream]

Habe gestern nochmal mit meinem Händler telefoniert. Der sagte, dass es eigentlich nicht sein kann, dass die so heiß werden, und hat mir geraten, die LEDs mal direkt (also die ganze Platine natürlich) an den Trafo anzuschließen. Wenn die dann immer noch warm werden, soll ich vorbeikommen.
Nun habe ich das gestern Abend mal getestet, die Teile ausgebaut und direkt an den Trafo gehängt. Erst habe ich vermutet, dass es an dem alten Trafo liegt, den ich zum testen nutze, und der noch für 220V gebaut ist. Aber auch mit einem neuen werden die LEDs extrem warm. Was mir da allerdings aufgefallen ist, ist dass die gesamte Platine sich bei den Widerständen erhitzt, jedoch nur geringfügig. Lediglich die Schraube, über die man die Helligkeit regeln kann, und die aus Metall ist, wird wirklich extrem heiß.

Heute hat der Händler Ruhetag, aber morgen werde ich wohl einmal vorbeifahren. Ich melde mich dann wieder wenn's was neues gibt.

/edit: also, die LEDs sind okay, wenn ich den Trafo nicht komplett aufdrehe werden Sie auch nicht allzu heiß.
Habe die Dächer jetzt zusätzlich noch mit Alufolie abgedeckt.

Wird dann nur blöd wenn ich auf Digital umsteigen sollte... aber da ich das in den nächsten Jahren nicht vorhabe, ist das im Moment egal

Gruß

[kalle.s]

Hallo Modellbahnfreunde! Ich bin nun ganz neu in diesem Forum und ein wirklicher Laie,was Elektronik angeht.Ich stehe voellig auf dem Schlauch mit Meinem Problem.Also folgenes: Ich fahre Meine Anlage Analog und betreibe sie mit 16V Gleichspannung.Ich besitze diverse Personenwagen,die zum Teil mit Innenbeleuchtung ausgestattet sind.Das Problem,dass die Beleuchtung am flackern ist,kennt Ihr ja sicherlich.Nun habe ich auf einigen Seiten im Internet nach Antworten gesucht,was Mir allerdings nicht ganz viel weiter geholfen hat.Also soweit: Ich habe Mir Elkos besorgt 2200uF 25V,ich weis auch, dass ich einen Brueckengleichrichter einbauen muss.Meine Frage waehre nun:1) Wie muss ich das ganze Verkabeln 2)Gibt es eine andere Alternative zu Meinen Elkos,da sie ziehmlich gross sind 3)Welche Dioden muss ich fuehr den Brueckengleichrichter nehmen 4)Benoetige ich ausserdem noch einen Widerstand??.Ps: Meine Beleuchtung besteht aus Gluehlampen.Das sind siherlich eine Menge Fragen aber ich hoffe trotzdem auf die eine oder andere Antwort. Ich bedanke Mich schon einmal im vorraus bei Euch. Gruesse aus Bremen: Karl-Heinz

[kiruna]

Hallo Karl-Heinz,
die beiden Leitungen zur Innenbeleuchtung schließt Du am Brückengleichrichter an den beiden Wechselspannungseingängen an ('~'). An den Anschlüssen '+' und '-' wird der Kondensator zur Spannungsstabilisierung angeschlossen. An diese beiden Anschlüsse wird auch die Beleuchtung angelötet. Die Innenbeleuchtung muß elektrisch isoliert sein, und darf keinen Kontakt mehr zu den Radsätzen haben. Beim Betrieb mit Gleichspannung beträgt die Spannung hinter dem Gleichrichter ungefähr Gleisspannung minus 1,4V. Eventuell können dann auch Elkos bis max. 16V verwendet werden, da diese in der Bauform etwas kleiner sind. Für den Betrieb auf Wechselstrom- oder Digitalbahnen müssen die Elkos höher ausgelegt werden, und zwar mindestens Gleisspannung x 1,41.

Ein Vorwiderstand wird nicht benötigt.

Die Größe des Brückengleichrichters und der Elkos richtet sich nach der Stromaufnahme durch die Beleuchtung.

Langfristig würde ich überlegen, Zuggarnituren mit hohem Stromverbrauch auf LED-Beleuchtung umzurüsten. In der Anschaffung sind diese nicht unbedingt preiswert. Aber dafür sind sie sehr sparsam im Vergleich zur Glühlampe und sehr langlebig. Bei Bedarf lassen sich zusätzliche Stützkondensatoren einbauen, die aber kleiner sind, als beim Betrieb mit Glühlampen. Der Elko muß die Beleuchtung versorgen, wenn die Gleisspannung unterbrochen ist. In diesem Moment ist der Kondensator z.B. vergleichbar mit einer Batterie. Je weniger Strom die Beleuchtung benötigt, umso kleiner darf die Kapazität des Kondensators sein.

Gruß, Thomas

[kalle.s]

Hallo Thomas!Da moechte ich Mich aber erstmal bei Dir recht Herzlich fuer Deine schnelle Antwort bedanken.Ich werde das gleich Heute ausprobieren.Ueber das Ergebnis werde ich anschliessend kurz berichten.Nochmals vielen Dank und Gruesse aus dem hohen Norden: MfG: Karl-Heinz

[HaNull]

Hallo!

Für den Betrieb auf Wechselstrom- oder Digitalbahnen müssen die Elkos höher ausgelegt werden, und zwar mindestens Gleisspannung x 1,41.

Faktor 1,41 gilt nur für Wechselstrombetrieb (Sinuskurve), nicht für Digitalbetrieb (Rechteckkurve).

Zu den Elkos: man kann auch mehrere kleine Elkos parallel schalten, um die gleiche Kapazität zu erreichen.
Je Toilette zwei kleine, radiale Elkos übereinander anstelle eines großen ...

[claus]

Ich würde noch in die Zuleitung vor dem/den Elko(s) endweder zwischen Gleis und Gleichrichter oderGleichrichter und Elko(s) einen kleinen Strombegrenzungswiederstand Einbauen. Ohne den Treten nach Spannugsunterbrechungen oder beim Zuschalten von Gleisabschnitten sehr hohe Stromspitzen auf, wenn sich der/die Kondensator(en) wieder aufladen.
Dazu einen Wiederstand 1-3 Ohm in Serie schalten. Je nach Stromaufname der Lampen und kapazität der Kondensatoren.
Der Kondensator läd sich dann langsam(er) und nicht Plötzlich auf.