Modellbahn und Microcontroller

[LAG-Isartalbahn]

Hallo Helmut,

der Anlaufstrom von Motoren ist um ein vielfaches höher als der "Betriebsstrom" (bei Motoren wurde zu meiner "Lehrzeit" im vom 8-fachen Anlaufstrom gesprochen). Das heißt also, ein Motor mit einem Nennstrom ("Betriebsstrom") von 0,5 A hat vermutlich einen Anlaufstrom von 4 A.
Die höhe des Anlaufstroms ist von verschiedenen Faktoren abhängig wie Bauart des Motors, Anlauf unter Last, Losbrechmoment des Angetriebenen "Teils" und vielen anderen Dingen.
Ein Elektromotor braucht im Betrieb nur soviel "Strom" (Leistung) wie zum Antrieb der Maschine nötig ist. Das Heißt übertrieben ausgedrückt wenn eine Antriebsleistung von 10 W gebraucht wird, kannst du einen Motor mit 10 W oder 1000 W verwenden er wird immer nur die Antriebsleistung von 10 W "Verbrauchen".
Ein Schrittmotor wird Vereinfacht ausgedrückt je Schritt ein und aus geschaltet, das heißt er braucht je Schritt einen "neuen Anlaufstrom". Dieser pendelt sich im "Fahrbetrieb" auf ein bestimmtes Niveau ein. Dieser "Fahrstrom" ist wiederum von diversen Faktoren ab.

Meine Erklärung ist stark vereinfacht und Garantiert nicht fachlich "Korrekt", sie soll nur dem allgemeinen Verständnis dienen .
Ich bin alles nur nicht der "Motoren Papst" .
Aus meiner aktiven Zeit im Vertrieb für Werkzeugmaschinen hatte ich immer wieder mit diesem Thema zu tun. Es gab in unserer Abteilung zwei Speziallisten für diesen Bereich, die sich überwiegend mit der Berechnung von Motoren und die dazugehörigen Komponenten beschäftigten.

Was mich noch wundert ist die "Diskussion" um die Nennspannung der Schrittmotoren 12 V und höher .
Bei diesen Motoren handelt es sich meines Wissens um Motoren die im höheren "Drehmomentbereich" angesiedelt sind und daher für unsere "Anwendungen" etwas zu "stark" sind .
Im www habe ich einen Schrittmotor mit einer Nennspannung von 3,6 V gefunden mit dazu passender Treiberplatine.
Ich gebe zu die "technischen Angaben" wurden jetzt nicht so überprüft :

schöne Grüße
Eduard

[MHAG]

Hallo,

irgendwie ist das jetzt etwas abgedriftet, eigentlich ging es ja nur darum, dass man für manche "Aktoren" eine eigene Versorgung braucht, zusätzlich zu der für den Arduino, wenn die Nennspannung dieser Aktoren nicht 5V ist. Diese Extraversorgung sollte dann bzgl. Strom und Spannung passend gewählt werden.
Die Aktoren können dann Servos, Motore, Schrittmotore, Relais, Weichenantriebe, Licht(anlagen), "Was-auch-immer" sein. Und ja, die meisten in dieser Liste brauchen viel Strom...

Viele Grüße
Michael

[LAG-Isartalbahn]

Hallo Michael,

die Sache ist jetzt auch durch mich etwas von deinem Grundsatzfrage zur getrennten Stromversorgung der Aktoren abgedriftet .

Meine Überlegung ist, was macht man wenn bei einer "Anwendung" mehrere Spannungen braucht (Servo 5V, Schrittmotor 12 V, Motor 8 V etc.)?
Baut man verschiedene "zentrale Netzgeräte" und führt die einzelnen Spannung durch die ganze Anlage ?
Meine Idee wäre ein "zentrales Netzgerät" mit einer höheren Spannung z.B. 24 V und diese "Spannung für Anwendungen" über die ganze Anlage zu führen. Im "Anwendungs-Baustein" werden Spannungsregler eingebaut die Spannung auf die jeweiligen "Bedürfnisse" begrenzen.
Dadurch wird der Verdrahtungsaufwand reduziert und wenn eine "Anwendung" erweitert wird muss nicht eine Leitung von der dazugehörigen Spannungsversorgung nachgezogen werden.

schöne Grüße
Eduard

[MHAG]

Hallo Eduard,

Du hast da schon recht mit Deiner Überlegung; aber da mache ich mir erst Gedanken, wenn's soweit ist...
Prinzipiell mit 24V durch die Anlage zu gehen und bei Bedarf mit einem Step-Down-Modul die passende Spannung erzeugen, kann eine gute Idee sein. Meine Bedenken wären aber, dass man da einigen Strom auf der einen 24V-Leitung hat, wenn man damit alles versorgen will.
Deshalb bevorzuge ich eher eigene Versorgungen (bisher 5V=, 12V= und 15V= geplant, nach Bedarf), meistens sind die Verbraucher ja auch "gehäuft" z.B. viele Lokschuppentore im Bw, alles beim BÜ, bewohnte Häuschen,...) Ich mag's halt lieber dezentral Ist wohl eine Geschmackssache Und ich versuche auch, meine Verbraucher entsprechend mit passenden Volt-Werten zu bekommen, damit ich da wenig "Wildwuchs" habe...
Obwohl, dann sind diese Leitungen mit einigen Ampere "bestromt"
Mal sehen, wie es einmal wird

Viele Grüße
Michael

[LAG-Isartalbahn]

Hallo Michael,

meine Überlegungen zu nur eine "Hochspannungs-Versorgung" einzubauen sind folgende:

Nur eine Stromversorgung die mit einer Überlastabschaltung ausgestattet ist (Vor- und Nachteile sowie Bedenken zur Überlastabschaltung wurden schon öfter Diskutiert)
Die "Verkabelung" besteht aus nur 2 Drähten, die können ja mit einem "dicken" Querschnitt ausgelegt werde. Dadurch geringerer Spannungsabfall in der Zuleitung. Die "Leistungsversorgung" kann ja auf eine getrennte Klemmleiste aufgelegt werden, von der dann der Abzweig zur "Anwendung" abgeht. Dieser kann dann auch noch mit einer Sicherung versehen werden.

Es lassen sich natürlich auch Gegenargumente finden.

schöne Weihnachten
Eduard

[Helmut]

Hallo,
wir schweifen ab, aber ich finde das eigentlich gar nicht so schlimm .
Auf meinen Modulen verwende ich 3 Stromkreise: Fahrstrom und 2 x 15 V Wechselstrom. Die doppelte Wechselspannungsversorgung liegt daran, dass mich das Flackern der Lampen bei Betätigung der Weichenantriebe immer sehr gestört hat. Inzwischen sind die Trafos doch deutlich leitungsstärker ( nicht mehr 0,5 sondern 5 A) und wenn es eng wird, trenne ich einfach und mache daraus einen neuen Trafoabschnitt. Inzwischen habe ich kaum Magnetantriebe mehr und als Spannung brauche ich eigentlich hauptsächlich eine stabilisierte 5V-Versorgung, die ich für jede Schaltung neu erzeuge und da einiges an Leistung verbrate. Wahrscheinlich wäre ja ein 5 V (stab.) und eine 12 oder 15 V Stromkreis effektiver. Ich werde das aber nicht mehr umbauen, sondern sowohl an der Spannung wie auch am Wechselstrom kleben bleiben.

@Eduard, alles über einen Überlastschutz bedeutet aber auch, dass man eine hohe Stromstärke tolerieren können muss. Da habe ich etwas Bauchschmerzen.

Gruß aus KerpeN
Helmut

[KurtHarders]

Hallo,

zum Thema "Verheizen im Regler" sollte man bedenken, dass heutige Schaltregler - teils auch mit Überlastschutz - in vielen Varianten auch preiswert erhältlich sind. Dann gilt, dass eine Verdoppelung der Eingangsspannung bei gleicher Last den Eingangsstrom halbiert. Klar, die Schaltverluste des Reglers muss man mit 10% annehmen. Das ist dann der Verlust im Regler. Mit einer "Hochspannungsleitung" für 24V kann man dann mit niedrigen Strömen Geräte mit niedrigen Spannungen versorgen.

Grüße, Kurt

[Helmut]

Hallo,
@Kurt, diese Schaltungen habe ich bisher noch nicht wahrgenommen, vielen Dank für die Info.

Ich habe gerade mal bei Reichelt danach gesucht. Mir fällt dabei auf, dass die Preisunterschiede doch erheblich sind. Insbesondere, wenn höhere Ströme benötigt werden. Außerdem ist die Eingangsspannung sehr variabel. Gibt es sonst noch Qualitätsunterschiede, z.B. bei der Spannungsstabilisierung? Im unteren Preisbereich durchaus eine interessante Alternative zum Spannungsregler.

Gruß aus KerpeN
Helmut

[LAG-Isartalbahn]

Hallo Leute,

Als erstes möchte ich allen ein Gutes neues Jahr wünschen und das eure "Träume" so gut wie möglich in Erfüllung gehen .

Nach dem dieser Beitrag von Helmut leicht ( auch durch mich ) vom ursprünglichen Thema abgedriftet ist, möchte ich zu dem Thema "Verschiedene Spannungshöhen in der Anlage" einen getrennten Beitrag aufmachen und dort über diese Thematik weiter "Diskutieren".

Dieser Beitrag wahr wohl von Helmut mehr als was kann man mit Microkontrollern auf der Modellbahn realisieren gedacht.
Mit Beiträgen wer hat was schon gemacht etc. .

Ich hoffe Helmut ist mit meinem Vorschlag einverstanden .

schöne Grüße
Eduard

[Helmut]

Hallo,
wie kann man am geschicktesten einen Arduino uno auf der Anlage befestigen, wenn man noch weitere Elektronik benötigt? Ich würde dabei gerne auf fliegende Verdrahtung verzichten. Meine Denke geht in Richtung Platine, auf die der Arduino huckepack festgelötet wird. Der Arduino hat parallel zu den Ausgängen Lötlöcher. Da kann man Stiftleisten einlöten. Der Abstand ist innerhalb der 4 IO-Bereiche genormt, allerdings nicht zwischen den Bereichen. Daher fällte eine Lochrasterplatine aus. Selberätzen wäre dann eine Möglichkeit oder wie macht ihr das?

Gruß aus KerpeN
Helmut