Überwachung gegen Dauerstrom

[David]

Soo,
wie, denke ich, bekannt ist, fahre ich analog mit Märklin M-Gleisen.
Da ich noch die alten Stellpulte benutze und ich gehört habe, dass diese immer wieder klemmen und so einen Dauerkontakt erzeugen, habe ich eine einfache Schaltung gebaut:

Schaltplan-Uberw.1.JPG (10.95 KiB) 1079 mal betrachtet

Die LED leuchtet, wenn einer der Schalter geschlossen ist, sprich, wenn einer der Weichenantriebe (Doppelspulenantrieb) (W) Strom bekommt. Die Dioden 2-5 sorgen dafür, dass dann nicht gleich alle Wichen Strom bekommen. Wenn die LED leuchtet, ohne dass man gerade einen Taster auf dem Stellpult betätigt, ist etwas falsch. Es könnte z. B. auch sein, dass ein Stecker der Kabel die Metallgleisbetten berührt. Das ist schon mal vorgekommen, der Antrieb wurde sehr heiß, ich habe es aber rechtzeitig bemerkt. Man vernimmt dann ja auch ein Brummen, doch sind die Züge eben lauter als eine Weiche ...
Nun ist meine Frage: Kann das so funktionieren? Erste Tests waren erfolgreich. Kann jedoch so etwas sein, wie dass dies die Spulen belastet? Meiner Meinung nach eigentlich nicht, aber ich kenne mich mit Spulen nicht so gut aus. Beim Testen fiel mir noch etwas anderes auf: Ich hatte nicht an alle Weichen diese Schaltung angeschlossen. Wenn ich eine Weiche am selben Trafo schaltete, blinkte die LED manchmal kurz auf, nachdem ich den Taster losgelassen hatte. Das kann ich mir keineswegs erklären, da die Schaltanschlüsse der Weichen keineswegs verbunden waren, vielleicht wisst ihr ja eine Antwort darauf.


Gruß,
David

Bitte entschuldigt die Qualität des Schaltplans, freihand mit Paint gemacht. ich habe immer noch kein Schaltplanprogramm ...

[Marsupilami]

Also aus meiner Erfahrung: Wenn an den alten Stellpulten etwas klemmt, dann sind es die Kunstoffknöpfe - und das sieht man deutlich.

[günni]

Moin David,
Schaltung, ok.
Suche im Netz mal nach Eagle.

[Nero]

Hallo David,
die Schaltung sollte so in Ordnung sein, die Diode D1 kannst du aber wegfallen lassen, da bereits die Dioden D2-5 die LED schützen. Das leichte Aufflackern der LED nach dem Loslassen könnte durch die Induktivität der Weichenspule kommen, die beim Abfallen der Steuerspannung eine kurze Spannungswelle induziert.

Hallo Marsipulami,
also das man das "deutlich" sieht kann ich nicht sagen. Bei meinen 30-40 Jahre alten Pulten kann man das nicht immer erkennen, eher hört man es dann irgendwo leicht brummen (halt die Weiche unter Strom) oder bemerkt das die Weichenlaternen durch die Last der Weichenspule etwas dunkler als normal sind.


Uwe

[baumtom]

hallo
zu der LED die kurz aufleuchtet: Wenn du einen Weichenantrieb schaltest, lädt sich die Spule , um die magenetwirkung zu entwickeln, auf.Da dann der Stromkreis durch das loslassen des Tasters unterbrochen wir, entläd sich die Spule wieder. Das erzeugt einen Spannungsimpuls, der die LED zum aufblitzten bringt.Edit:Vgl. Nero
anm: bei so kleinen Spulen ist der Impuls recht klein, aber wenn man zum Beispiel einen großen E-Motor abschaltet, kann der Impuls ohne Schutzschaltung bei anderen elektronischen Geräten im gleich Stromkreis zerstörerische wirkung haben.

[David]

Ein erstaunliches Phänomen:

Bisher sind mir 4 von 32 Dioden abgeglüht (oranges Glimmen innendrin). Die erste hatte ich verpolt, die musste dann den Strom von ca. 25 Spulen durchleiten. Schon kritisch für eine 1N4148 für 150 mA
Jedenfalls sind mir später noch drei andere abgefackelt, woraus ich schließe, dass sie durchlässig geworden sind. Vielleicht kam das dadurch, dass sie kurzzeitig mit ihrer Spule (erstes Problem) belastet wurden und dann bei den 20 mA für die LED aufgegeben haben. Wahrscheinlich hat es einen anderen Grund ...

Weiß vielleicht jemand darüber Bescheid? Falls es nochmal passiert, werde ich hier berichten.


Gruß,
David

[günni]

Moin,
nach Deinem Schaltbild fließt kein "Spulenstrom" durch die Dioden. Du solltest besser die 1N4007 verwenden.

[David]

Hallo Günni,

nach meinem Schaltplan nicht, nein. Ich hatte nur eine Diode falsch gepolt, was bedeutete, dass durch diese eine verpolte Diode der Strom durch die weiteren Dioden zu den Spulen fließen konnte. Schau mal auf den Schaltplan und denke Dir eine Diode andersherum. Wenn Du dann den Taster der Diode drückst, kann durch alle Spulen Strom fließen.

Warum 1N 4007? Ich arbeite mit 16 - 24 Volt, reicht da nicht auch eine 1N 4001 aus? Die sind ja auch billiger. Die 1N 4148 sind ja auch eigentlich nicht für den Spulen-, sondern nur für den LED-Strom gedacht, ich hatte nur einen Fehler gemacht.


Bitte um Aufklärung, falls ich es aflsch verstanden habe ...


Gruß,
David

[Nero]

Hallo,
die 1N4001 reicht auch.

1N400 ist die Typenreihe, die letzte Nummer steht für die zulässige Spannung 1=100Volt, 7=700V etc...

Viel Spaß beim Basteln.


Uwe

[günni]

Hallo,
die 1N4001 reicht auch.

1N400 ist die Typenreihe, die letzte Nummer steht für die zulässige Spannung 1=100Volt, 7=700V etc...

Moin,
1N4001 50V
1N4002 100V
1N4003 200V
1N4004 400V
1N4005 600V
1N4006 800V
1N4007 1000V

[günni]

Moin David,
da ich von der 4007 immer mindestens 100 kaufe, verwende ich die 4001-4006 nie.
die 4001 hat den gleichen Preis wie die 4007.
Durch die Induktivität der Weichenspule wird beim Abschalten eine hohe Spannungsspitze erzeugt. Noch was, die D1 schalte antiparallel zur LED.

[David]

Ach so, fließt dann also auch eine Spannung von über 75 Volt durch die Diode zur LED? Dann müsste ich ja auch noch größere Vorwiderstände nehmen, oder? Ist das der Grund für das Abrauchen der Dioden?
Warum ist es besser, D1 antiparallel zu schalten?



Gruß,
DAvid

[David]

Nachdem mir eben 2 weitere Dioden abgeglüht sind, Schaltung verstaut unter dem Begirff: "Projekt gescheitert, teilweise unklar".

Na ja, vielleicht versuche ich es nochmal, wenn ich eine Anlage baue.

Gruß,
DAvid

[gwolfspe]

Nachdem mir eben 2 weitere Dioden abgeglüht sind, Schaltung verstaut unter dem Begirff: "Projekt gescheitert, teilweise unklar".

Na ja, vielleicht versuche ich es nochmal, wenn ich eine Anlage baue.

Gruß,
DAvid

Und in der Zwischenzeit arbeitest du dich mal so richtig in die Grundlagen der Elektronik/Elektrotechnik ein. Dann rauchts auch nicht mehr so oft.

[Nero]

Moin,
1N4001 50V
1N4002 100V
1N4003 200V
1N4004 400V
1N4005 600V
1N4006 800V
1N4007 1000V

Hi Günni,
...also stimmt meine Angabe nicht, hatte ich noch von früher so im Kopf. Ich werde mir die Spannungswerte merken, vielleicht kommts mal drauf an.
Ansonsten habe ich bei meinen Schaltungen mit Transistoren und antiparallel geschalteten 1N4148 noch nie Probleme gehabt beim Weichenschalten und es ist noch nie eine Diode abgeraucht.
Mich würde aber trotzdem spasseshalber mal interessieren wie hoch die Spannung nach dem Abschalten einer Märklin M-Gleis-Weiche an 18V Gleichspannung wirklich ist. Ich dachte bisher das es beim "Entladen" der Induktivität der Spule es zu einer Gegenspannung kommt die nicht höher als die zuvor angelegte Spannung ist und nur die Stromstärke von der Größe der induktivität abhängig ist. Man lernt halt nie aus.

Uwe

[günni]

Moin Uwe,
da mir die M*-Spulen nicht zur Verfügung stehen, kann ich leider keine Messungen machen.

[Oysos]

Mich würde aber trotzdem spasseshalber mal interessieren wie hoch die Spannung nach dem Abschalten einer Märklin M-Gleis-Weiche an 18V Gleichspannung wirklich ist. Ich dachte bisher das es beim "Entladen" der Induktivität der Spule es zu einer Gegenspannung kommt die nicht höher als die zuvor angelegte Spannung ist und nur die Stromstärke von der Größe der induktivität abhängig ist.

Abgerufen am 11.12.2010, 10:10 von http://forum.miniatur-wunderland.de/vie ... 96#p246296

Moin,

messen kann ich zur Zeit ebenso nicht, aber ich kann ein bisschen Theorie anbieten:

Induktions.png (1.73 KiB) 1126 mal betrachtet

die induzierte Spannung allgemein ergibt sich aus
(1) uind = -L di/dt

Beim Ausschalten einer Spule gibt folgende Funktion den zeitlichen Stromverlauf an:
(2) i = I exp(-R/L t)

Setzt man (2) in (1) ein, ergibt sich für die induzierte Spannung:
(3) uind = I R exp(-R/L t)

[Wobei die Formelzeichnen folgende Bedeutung haben:
uind: induzierte Spannung
U: Spannung über die Spule vor dem Auschalten
i: Momentaner Strom
I: Strom im Moment vor dem Ausschalten
L: Induktivität der Spule
R: Widerstand im Stromkreis]

Die induzierte Spannung hängt also ganz entscheidend vom dem Widerstand im Stromkreis ab.
Wenn der Widerstand beispielsweise durch eine Unterbrechung sehr groß wird, wird auch die indizierte Spannung sehr groß: uind >> U!

Gruß
Hannes

Edit:
[1] Schaltskizze hinzugefügt

[gwolfspe]

Ein gutes beispiel dazu: Die Zündspule im Auto. Betriebsspannung 12 Volt, Zündspannung mehrere 1000 Volt.

Günter

[Nero]

Hallo,
gut erklärt.
Ich habe mir den Vergleich zu einer Zündspule im Auto auch noch nicht gemacht. Das heisst aber auch, wenn ich zB. bei einer Weiche antiparallel zur Spule eine 1N4148 nehme, dann reicht das aus, da die Spannung durch den "Kurzschluss" beim entladen der Induktivität nicht allzu hoch zu erwarten ist. Interessant wirds dann halt nur wenn die Diode ausfällt...


Uwe

[Oysos]

Moin,

genau!
(siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode)

Gruß
Hannes