Lampen, LEDs, Helligkeit, Poti, Trimmer…

MFB-Poti-SammlungMit einer gewissen Regelmäßigkeit bekomme ich Mails, in denen über Probleme bei der Einstellung der Helligkeit von LEDs und Glühlampen im Bereich Modellbahn berichtet wird.

In fast allen Fällen liegt die Ursache beim Anschluss des einstellbaren Widerstandes, der fast ausschließlich von den Fragestellern in solchen Anwendungsfällen benutzt wird.

Natürlich gibt es auch ‘edlere’ Lösungen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Frage ist eben, ob ein solcher Aufwand lohnt, um einen Wagen oder eine Lok oder sonstwas zu beleuchten.

Die typischen Fragen:

Auf Platz 1:

Wenn ich die Helligkeit voll aufdrehe, werden die Leuchtdioden zerstört.

Auf Platz 2:

Mir brennt oft das Poti durch.

Auf Platz 3:

Immer noch zu hell.

Kurz mal das Thema durchgebrannte LED. Sie wird zerstört, weil einfach zu viel Strom geflossen ist. Ich habe an anderer Stelle schon etwas dazu geschrieben und verweise, der Vollständigkeit halber, noch einmal auf den Beitrag. Diese Grundregeln gelten natürlich auch dann, wenn der Widerstand veränderlich ist.

 



 

Zuerst einige Informationen zum Aufbau gängiger Potis bzw. Trimmer. Nebenbei ist in der Funktion eigentlich kein Unterschied, es sind eben einstellbare Widerstände. Geläufig ist die Bezeichnung Poti, wenn der Benutzer ständig Zugriff auf das Bauteil besitzt (z. B. mit einer Achse und Bedienknopf) oder einmalig justiert wird und anschließend in dieser Position verbleibt, hier spricht man vom Trimmer. Es gibt neben der Belastbarkeit und den verwendeten Materialien noch die Charakteristik als Unterscheidungsmerkmal. In der Linearversion (lin,B) ist der Einstellwert gleichmäßig linear über die Schleiffläche verteilt, die lograrithmische (log,A) Variante stellt die Aufteilung eben logarithmisch (welch Wunder :mrgreen: ) zur Verfügung.

trimmer

Das Foto zeigt einen Trimmer in klassischer Bauform. Hat er beispielsweise einen Wert von 1000 Ohm, sind diese fest zwischen den Beinen “A” und “C” zu messen. Dieser Wert wird sich nicht ändern, wenn der Einstellschlitz in der Mitte verdreht wird. Anders sieht dies beim Anschluss “B” aus. An ihm ist der Schleifer herausgeführt, der mechanisch verschiedene Positionen auf dem Festwiderstand abgreift. Steht der Regler in der Mitte, wird man also rund 500 Ohm zwischen den Punkten “A”/”B” und auch “B”/”C” messen. Verstellt man nun den Winkel mehr in die eine oder andere Richtung, entstehen unterschiedliche Werte. Da sich die 1000 Ohm an sich nicht ändern, wird der Wert sich immer so ändern, dass in der Summe eben diese 1000 Ohm erscheinen. Weiter in Richtung “A” gedreht, wird der Widerstand zwischen “A” / “B” kleiner, zeitgleich “B”/”C” größer, umgekehrt in der Gegenrichtung.

 

trimmer-schemaIn der schematischen Darstellung lässt sich das Verhalten recht gut erkennen. So wird natürlich auch klar, dass es bei maximaler Einstellung in die ‘falsche’ Richtung möglich ist, einen Widerstand von annähernd 0 Ohm zu erzeugen, der Schleifer liegt direkt am Einspeisepunkt und die Wirkung ist die gleiche, als hätte man einen einfachen Draht verwendet.

Wird also der Trimmer als Vorwiderstand einer LED genutzt, ist in diesem Fall die Leuchtdiode unter Umständen direkt mit der Versorgungsspannung verbunden – sie wird zerstört. Natürlich kann dies auch passieren, wenn der Wert einfach zu gering eingestellt ist, der Strom zum Leuchtmittel ist zu hoch. Im ungünstigsten Fall kann auch der einstellbare Widerstand gleich mit ruiniert werden. Ist der nun fließende Strom aus irgendeinem Grund sehr hoch, kann der Übergangspunkt Schleifer/Widerstandsbahn nicht mehr standhalten und wird, zumindest an dieser Stelle, zerstört. Hat es den Schleifer erwischt, kann er nicht mehr vernünftig über die Bahn gleiten und eine sensible Justierung wird nahezu unmöglich.

Womit auch gleich der zweite Punkt zu nennen ist, der den Trimmer killen kann, die maximale Belastung.

Jetzt kann man fragen, wie man mit den paar Lämpchen ein doch recht solides Bauteil wie einen Widerstand kaputt bekommen soll. Nun ja, die Menge macht’s!

Der geschilderte Vorgang ist zwar eher nicht die Regel, kann aber doch vorkommen wie ich sehe. Beschrieben wurde ein Waggon, welcher mit Stromabnahme von den Gleisen versehen ist, welcher auch gleich den Rest des Zuges (also die Wagenbeleuchtung) mit Strom versorgt. Leider konnte nicht mehr sicher geklärt werden, auf welche Weise alles miteinander verschaltet war. Wahrscheinlich waren aber nur der Schleifabgriff und einer der Festanschlüsse eines 470 Ohm Trimmers angeschlossen, also ein einstellbarer Vorwiderstand von 0-470 Ohm.

In den insg. 4 Waggons saßen allerdings keine Leuchtdioden, sondern jeweils 4 Stück der altbekannten Glühlämpchen. Jede dieser Lampen hat wohl eine Stromaufnahme von rund 60 mA. 4 x 4 Lampen x 60 mA = 960 mA Maximalstromaufnahme. OK, der Strom sinkt, wenn der Widerstand steigt, leider liegen keine Messwerte vor. Aber wenn man einmal davon ausgeht, dass bei einem Spannungsabfall am Trimmer von geschätzt 3V und einem Strom von überschlagen 600 mA immer noch eine Leistung von rund 1,8 W  in Wärme umgesetzt werden will, ist das für einen gängigen Trimmer auf Dauer einfach zu viel. Selbst wenn jeder Wagen einen eigenen Einstellwiderstand hätte, kommt doch einiges Zusammen.

Fazit: Auch Kleinvieh macht Mist ;-)

Mit LEDs wäre die Gefahr zwar kleiner, aber immer noch gegeben. Gerade wenn aus Miniaturisierungsgründen SMD-Trimmer genutzt werden, würde ich nicht von 0,5 W Belastbarkeit ausgehen. Bei einer Spannung von 15V DC auf dem Gleis und rund 3V LED Spannung, müssen am Trimmer  12V abfallen. Angenommen durch die Einstellung fließen noch 10 mA/LED, sind das 40 mA x 12V = 480 mW Leistung bei Parallelschaltund der Leuchtdioden und diese dann in Reihe zum Einstellwiderstand. Hat man nun einen 1/4 Watt SMD Trimmer, also max. 250mW, kann man sich leicht ausrechnen, das dies schiefgehen wird. Wahrscheinlich nicht sofort, aber irgendwann…

Zu helles Licht in den Häusern und Wagen…

Tja, die modernen Leuchtdioden… :-D In den meisten Fällen hatten die Schreiber der Mailbeiträge Vorwiderstände um etwa 1 kOhm vor ihren LEDs. Überschlagen sind dies bei 15V auf dem Gleis rund 12 mA, die durch die LED fließen. Bei den aktuellen LED-Typen reicht allerdings ein Bruchteil davon völlig aus. Ich würde, auch im Hinblick auf die Belastung, immer generell einen 2,2 kOhm Widerstand in Reihe zu JEDER LED schalten, dies sorgt auf jeden Fall dafür, dass auch bei voller Spannung keine Zerstörung erfolgen kann. Diese ‘LED+Widerstand’-Schaltung(en) dann parallel schalten und anschließend in Reihe an einen 10 kOhm Trimmer gelegt, sollten einen brauchbaren Einstellbereich bieten. Noch günstiger ist es, mehrere LEDs in Reihe zu schalten, so wird der Spannungsabfall am Poti reduziert, eine reine Rechengeschichte ;-)

So, dieses zu vielen Worten um ein einfaches Bauteil :-) Ich weiß, dass einige Beispiele am Maximum gewählt sind. Die an mich herangetragenen Nachrichten zeigen mir aber, dass so etwas durchaus vorkommt. Immerhin ist z. B. das ‘Modellbahnen’ für die meisten Menschen eine Freizeitbeschäftiigung, keine Wissenschaft, dennoch aber sehr stark mit der Elektronik verbunden. Niemand kann aber von jedem Modellbahner verlangen, dass er sämtliche Schaltungskniffe und Bauteile kennt, weil er eben dieses Hobby hat. Nebenbei habe ich für den Interessierten hier noch einige Tipps zum Umgang mit Leuchtdioden.

 



 

Google DNS-Server: Internet beschleunigen und Ping verbessern – NETZWELT

Einen DNS-Server braucht jeder, der im Internet unterwegs ist. Er sorg dafür, das aus den WWW-Adressen für den Computer verwertbare IP-Adressen zu erkennen sind. Wenn es beim eigenen Anbieter gelegentlich hakt oder langsam ist, mal der Tipp, den Hinweisen im folgenden Beitrag Beachtung schenken:

Google DNS-Server: Internet beschleunigen und Ping verbessern – NETZWELT.

Natürlich ist Google jetzt nicht der Dienst, der am sensibelsten mit Daten umgeht, aber im Vergleich zum Browser ist der DNS Server wahrscheinlich eher genügsam ;-) Die Google-DNS-Server sind unter den Adressen 8.8.8.8 und 8.8.4.4 erreichbar, ich werde in den nächsten Tagen mal antesten, ob’s was bringt.

 


Toroleo – Der Autoteile-Preisvergleich


 

Windows, Netzwerk, Einstellungen, Registry, Tweaks, System

Regsitry-Tweak-Tipp-Sammlung-www.michael-floessel.deIhr kennt das alle:

Das Computersystem arbeitet an sich gut, so ein paar Kleinigkeiten könnten aber schneller reagieren oder waren früher irgendwie besser, früher war ja alles besser :mrgreen: Oft  liegt es daran, dass eine  Treiberinstallation, ein Update oder auch ein Programm Werte in der Registry geändert hat. Vielleicht sind auch bestimmte Werte einfach noch nie optimal eingestellt  gewesen,  es besteht im Prinzip eine Menge Optimierungspotential. Und hier ist dann auch das Problem, es besteht eben auch eine Menge Problempotential. Also erst einmal die Warnung: An der Registry nur herumspielen, wenn man weiß, was man macht! Vorher das Backup aktualisieren, die alte Registrierung sichern und nicht an allen Ecken gleichzeitig drehen! Ich übernehme keine Verantwortung für das, was evtl. durch das Nachempfinden der Tipps entstehen kann. Und immer daran denken, dass bestimmte Einstellungen nicht für jedes System verfügbar sind oder von selbigem vertragen werden!


reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik


Und hier dann auch eine kleine Einschränkung zu dem Bericht hier, dies wird keine “Alles zur Registrierung was man wissen muss”-Anleitung, das wird einfach eine Sammlung aller Tipps, die ich zu dem Thema habe und noch finden werde. So wie es mir unter die Finger kommt, unsortiert für XP, Vista, Win 7, Win 8 und Win X. Einfach deswegen, weil dieser Beitrag nicht fertig werden kann. Zu viel… Ich werde diesen Artikel rechts in die Rubrik “Feste Artikel” packen und immer dann updaten, wenn ich was gefunden habe.

Ich weiß, es gibt reichlich Tools, die solche Änderungen komfortabel möglich machen, aber leider sind viele rechte Blackboxen. Es wird nicht eine Einstellung geändert, es wird immer gleich an mehreren Ecken gedreht. Oft unnötig, noch öfter auch an denen, die vorher besser gesetzt waren. Und so gut wie nie erfährt man, was da im Detail angepasst wurde. Am liebsten sind mir die Freeware-Tools, die dann nach ein paar Tagen gar nicht mehr kostenlos sind, sondern zur weiteren Nutzung Geld sehen wollen. Die man dann vielleicht wieder entfernt ohne zu wissen, ob die vom Programm vorgenommenen Settings nun noch bestehen oder nicht. Ne, nicht mein Fall!

Wie gesagt, ich werde hier keine große Sortierung oder Beschreibung einfügen, im Zweifel nutzt die Suchfunktion des Browsers, meist mit <F3>. Kann sein, dass ich das alles mal anders aufbaue, im Moment jedenfalls nicht ;-) Die Liste soll dazu dienen Tipps zu sammeln, nicht um planlos den Computer zu verschlimmbessern :-) Ach ja, Win 8 nutze ich derzeit nicht, wenn eine Einstellung kompatibel ist, weiß ich das wahrscheinlich nicht. Es kann ohnehin immer vorkommen, dass es mir nicht bekannt ist, in welchen Windows Versionen welcher Registryeintrag gültig ist. So, nu aber…

Registry Tweaks:

Funktion: Run, automatisch startende Programme

Windows Version: Mehrere

Einstellung:

HKEY_LOCAL_MACHINE/SOFTWARE/Microsoft/Windows/CurrentVersion/Run

 

Funktion: Kill, aktive Dienste beim Herunterfahren schneller beenden.

Windows Version: Vista, 7

Einstellung:

HKEY_Local_Machine/System/ControlSet001/Control -> WaitToKillServiceTimeout

Hier den Wert in Millisekunden angeben, nach dem das Programm automatisch ‘gekillt’ wird. Vorsicht, manche Programme brauchen einfach länger um z.B. geöffnete Dateien noch sicher zu speichern. Empfohlen: 5000-1000ms.

 

Funktion: Menüs beschleunigen

Windows Version: Vista, 7

Einstellung:

HKEY_CURRENT_USER/Control Panel/Desktop -> MenuShowDelay

Einstellung  wieder in Millisekunden

 

Fortsetzung folgt… ;-) 


reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik

⇒⇒⇒ Windows7-Tuning.de ≡ High Performance Tricks

Wenn man an seinem Windows-PC rumwerkelt, fällt einem ja manchmal einiges auf, bei dem noch Änderungen möglich wären. Bei mir ist es oft einfach Neugier, eher zufällig habe ich bei solchen Aktionen aber auch noch einiges an Leistung herauskitzeln können. Eine gute Anlaufstelle kann hier auch “Windows7-Tunig sein”, nicht nur für Benutzer eben dieser Betriebssystemversion.

⇒⇒⇒ Windows7-Tuning.de ≡ High Performance Tricks.

Es finden sich reichlich Tipps & Tricks, Downloads und andere Informationen für alle, die ihr Windows bis in die letzte Ecke ausreizen wollen.

Nebenbei: Ehe man tiefere Eingriffe in das System vornimmt, Backup nicht vergessen :mrgreen:

 


0% Technik-Finanzierung bei ATELCO.de


 

Elektronik: Labornetzteil – Stromversorgung bei elektronischen Arbeiten

Labornetzteile - www.michael-floessel.deBauen, löten, messen und experimentieren. Im Modellbau und in der Elektronik ist man eigentlich ständig irgendetwas am Fertigen, dass es vorher noch nicht gab. Oder man repariert Dinge, die einfach ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen. In sehr vielen Fällen ist dazu eine Stromversorgung notwendig. Kann man sich bei kleinen Basteleien noch mit einer Batterie oder einem alten Eisenbahntrafo behelfen, wird der Anspruch bei größeren und auch teureren Projekten aber ansteigen.

 

Wenn man Monate Zeit und vielleicht eine nennenswerte Menge Geld in ein kleines Bauprojekt investiert hat, sollte man nicht riskieren dieses gleich zu ruinieren, weil vielleicht ein alter Trafo ohne Spannungsanzeige falsch eingestellt war. Oft werden auch gerne mal gar nicht vorhandene Fehler repariert, letztendlich hat eine Schaltung aber nur deshalb nicht funktioniert, weil die Batterien leer waren oder ein altes Steckernetzteil nicht annähernd die Werte eingehalten hat, die im besten Falle auf dem Typenschild standen. Fazit: Hat man oft mit elektronischen Schaltungen zu tun, sollte früher oder später ein Labornetzteil her.

Natürlich ist es auch hier problemlos möglich, eine Menge Geld zu versenken in dem man auf das falsche Gerät setzt. Vor allem eine falsche Dimensionierung ist schnell ein Geldfresser. Reicht die Leistung nicht aus, kauft man doppelt. Ist das Netzteil überdimensioniert, hat man Geld ausgegeben, dass an anderer Stelle sinnvoller investiert gewesen wäre. Sind die Kenntnisse dafür bereits vorhanden, kann durchaus auch ein Selbstbau in Frage kommen. Berücksichtigt man allerdings die Preise für Anzeigen, Gehäuse und die Elektronik wird man schnell feststellen, dass ein Eigenbau nur selten lohnt. Meistens nur dann, wenn ein Großteil der Bauteile bereits vorhanden ist. Auch spielt hier die Sicherheit ein große Rolle, schließlich kommt man nicht drum herum, mit Netzspannung zu arbeiten.

Welchen Bedarf habe ich?

Wer nicht gerade mit KFZ-Lampen oder High-Power Audioverstärkern experimentiert, kommt mit 2-3 Ampere bei max. 20 Volt eigentlich absolut aus. In der Regel kommt man auch mit max. 15V klar, aktuelle Elektronik arbeitet ja meist mit 3,3V, 5V oder 12 Volt. Die Spannung sollte aber auf jeden Fall einstellbar und stabilisiert sein. Gleiches gilt für eine Strombegrenzung, welche vorhanden sein sollte. Mit einer Strombegrenzung ist es möglich das Netzteil so einzustellen, das ein bestimmter Strom nicht überschritten werden kann. Das Gerät fährt bei erreichen dieses Punktes die Spannung herunter bzw. schaltet ab. Gerade bei ersten Inbetriebnahmen und der Fehlersuche kann man so mit geringem Strom starten, ein evtl. noch vorhandener Fehler fackelt einem dann nicht die halbe Schaltung ab. Bei Netzteilen die in der Lage sind, hohe Ströme zu liefern, kann ein Kurzschluss in einer Schaltung schnell Bauteile und komplette Leiterbahnen in Luft auflösen ;-)

Auswahl:

Bei Experimenten mit kleinen DC Motoren, LEDs, Microkontrollern oder Modellbahntechnik sind Netzteile mit einer einstellbaren Spannung bis 15V und max. 2 Ampere völlig ausreichend.

Lediglich die gerne in der Modellbahn genutzte 16V Wechselspannung würde bei den genannten Werten etwas aus der Art schlagen. Labornetzteile die eine einstellbare Wechselspannung bieten sind in diesem Artikel hier nicht gemeint, sie sind im Vergleich eher unbezahlbar und werden doch verhältnismäßig selten benötigt. Ausnahmsweise würde ich hier einen alten Märklin-Trafo von Ebay empfehlen :mrgreen: Nebenbei gibt es nur wenige Schaltungen in der Modellbahnszene, die nicht auch mit 15V DC klarkommen, hier vor allem einige Motortypen.

Kommt man allerdings in den Genuss z.B. Audioverstärker aus dem KFZ-Bereich, Peltier-Elemente oder größere Modellbaumotoren versorgen zu müssen, können auch 10A Netzteile noch zu klein sein. In diesen Größenordnungen wird es allerdings recht teuer. Hier kann es hilfreich sein, sich eine Autobatterie oder andere Akkus unter den Arbeitstisch zu stellen, die man bei Nichtgebrauch nachlädt und die kleineren Arbeiten wieder mit einem normalen Netzteil zu versorgen. Meist werden derart hohe Ströme ja bei Geräten benötigt , die ohnehin mit 12V betrieben werden wollen. Eine zusätzliche Möglichkeit bieten Festspannungs-Schaltnetzteile. Im Verhältnis sind sie recht günstig,  aufgrund der etwas ‘verspikten’ Ausgangsspannung (ein Rest des Arbeitstaktes der Elektronik in der Ausgangsspannung) aber bei einigen Geräten vielleicht nicht nutzbar.

Hier übrigens einige Produkte, welche über meinen Werbepartner Reichelt-Elektronik bezogen werden können ;-)


PEAKTECH 6085: Labornetzgerät 0-15V / 0-2A DC
Einfaches Netzteil welches mit den
meisten Aufgaben gut zurecht kommt. Analoge Anzeige, Strombegrenzung –
aktuell für unter 50€

EP 613: Labornetzgerät mit Digital-Anzeige, 0-30V / 0-2,5A
Etwas luxuriöseres Gerät mit
digitalen Anzeigen. Zusätzlich folgende Festspannungsausgänge:5VDC-0,5A; 12VDC-0,5 A bei Bedarf in Reihe schaltbar. Ebenfalls unter
100€

SNT HRP 150 15: Schaltnetzt., geschlossen 150W, PFC 15V / 10A
Wer doch mal etwas mehr Power
braucht und die Spannung nicht einstellen will! Derzeitiger Preis:
60,50€
Übersicht Labornetzteile
Und hier mal eine Übersicht, was
Reichelt so bei Labornetzteilen anbietet!

Die Preise sind Stand Dezember 2012.

Ich habe seit langer Zeit zwei Selbstbau Netzteile in Benutztung. Beide liefern 1,2 – 24V DC bei max. 3 A. Zu der Zeit, als ich diese gebaut habe, waren käufliche Geräte irrsinnig teuer, da hat der Selbstbau auf jeden Fall gelohnt. Es war auch gar nicht so einfach, überhaupt verschiedene Bezugsquellen zu finden. Allerdings war dies zu Zeiten, in denen ich noch nicht im Internet vertreten war :-D Muss irgendwo vor 1994/95 gewesen sein. Mittlerweile sind aber dutzende Umbauten an beiden vorgenommen worden, vom LCD Display bis zur µController Überwachung der Kühlung. Wenn eines von denen mal das zeitliche segnet, wird es wohl auch durch ein käufliches Gerät ersetzt.

Eigenbau Netzteil

Gewinnt keinen Designpreis, funktioniert aber :-D

 

 

 

Für Anwendungen, die mehr Power benötigen habe ich das im Werbelink genannte Schaltnetzteil unter dem Tisch montiert. Das brauche ich allerdings so selten, dass ich es gelegentlich einfach ‘mal so’ einschalte um die Funktion zu prüfen :-)