Vom Spielen mit Spulen und anhaltenden Autos

blog.michael-floesse..de__header_platineKurz vorweg für die Nicht-Modellbahner, sonst gibt’s wieder Gemecker ;-) :

Bei der aktuell wahrscheinlich gängigsten Technik mit fahrenden PKW und LKW auf Modellbahnen, werden diese durch ein Magnetfeld in der Straße gestoppt, welches ein im Wagen montiertes, magnetempfindliches Bauteil ansteuert. In der Regel ein Reedschalter im Auto und ein Elektromagnet in der Straße. Das mal ganz grob umrissen, es gibt durchaus noch weitere Variationen.

Zum Thema:

Seit ich begonnen habe, über die Testanlage zu berichten, kommen verstärkt Fragen zum Car System, speziell zum Stoppen und starten mit Spulen. Ich will mich jetzt nicht groß um Henry und Gauß kümmern, eher um „geht und geht nicht“. Die Spulen werden mit Gleichspannung betrieben, sind als Stoppstelle also eher ohmsche Last. Stromaufnahmen habe ich mit ca. 16V Spannung bisher bei maximal 180mA und minimal 60mA unter zuverlässiger Funktion erlebt, die Grenzen sind wahrscheinlich da noch nicht erreicht. Je nach Spulentyp sind im Schaltmoment allerdings schon erhebliche Induktionen vorgekommen, Freilaufdioden und Stützkondesatoren sind in der Steuerelektronik mit Sorgfalt zu betrachten. Es ist sehr vieles möglich, nicht alles macht Sinn, auch wenn die Funktion an sich vorhanden ist.

Nun, dies ist genau einer der Gründe, warum die Testanlage überhaupt ins Leben gerufen ist. Ich bin gerade dabei, möglichst viele Varianten von Magnetfeldern zu realisieren um auszutesten, womit man Fahrzeuge stoppen kann, wenn sie nach dem Faller Car System arbeiten.

Meine Testvorgaben dabei:

  • Versorgung mit 19V/DC aus einem Notebooknetzteil. Das schafft über 3A und kostet in der Restposten-Wühlkiste nur ein paar Euro. Ich bin nämlich immer noch nicht bereit, Fantasiepreise für umgelabelte Standardelektronik zu bezahlen. Nebenbei kann man aus 19V so ziemlich jede Spannung generieren, die eine Modellbahn braucht.
  • Diverse Schaltungen im Bereich von ca. 5-19V, um das Verhalten der Spulen und Magnetfelder zu testen. Diese Schaltungen entstehen im Eigenbau, meist mit einem PIC-Mikrocontroller als „Gehirn“. Wenn ich irgendwann finale Ergebnisse habe, kommen die Dokumentationen hier in den Blog .
  • Diverse Spulen aus Relais und allem, wo etwas passendes zu finden ist.
  • Kerne für/in den Spulen aus Schrauben und Gewindestangen.
  • Postion der Mitte des Spulenkernes: 11mm rechts von der Fahrbahnmitte

Das Ganze ist eine langwierige Aufgabe, letztendlich muss die Schaltung entstehen, das Programm geschrieben und vor allem die Stoppstelle in die Anlage eingebaut werden.

Ständige Variablen dabei:

  • Stoppverhalten der Fahrzeuge.
  • Dicke der Fahrbahn.
  • Magnetische Eigenschaften des Kerns.

blog.michael-floesse..de__spule2Wahrscheinlich gibt es kaum eine Möglichkeit, alle Kombinationen durchzutesten. Ich kann alleine aus einem Pool von rund 80 Car-System-kompatiblen LKW und PKW schöpfen, welche zum Teil Eigenbauten und auch „von der Stange“ gekauft sind. Fazit: Fast alle haben ihr ganz eigenes Stoppverhalten. Wenn das Magnetfeld der Stoppstelle nun hart an der Grenze arbeitet, kann es vorkommen, dass eben doch mal ein Kandidat einfach durchfährt oder ggf. nicht mehr startet (Parkplatz). Meist wird die Grenze von der Positionierung der Spule und der angelegten Spannung im Zusammenspiel mit dem Kern und dessen Entfernung zur Fahrbahndecke gebildet.

blog.michael-floesse..de__spuleIch habe bisher schon erfolgreich ausgediente Relaisspulen mit 3mm Gewindestange als Kern verwendet, ebenso aber Spulen unbekannter Herkunft mit 10mm Schrauben. Geht alles, eher eine Frage des Feintunings. Wer eine größere Anlage mit fahrenden Autos plant, sollte einfach ausgedehnte Tests als gegeben hinnehmen, jedenfalls wenn er oder sie ordentlich Geld sparen will. Natürlich sollte man Bauteile, welche z. B. aus einem 5V-Relais stammen, nicht unbedingt mit 16V befeuern, das geht wahrscheinlich schief :mrgreen:

Ich werde immer wieder mal meine Ergebnisse bloggen, aber „eben schnell“ wird das eher nicht ;-) Das Gleiche gilt auch für die Elektronik und ähnliches, die Berichte kommen auch erst online, wenn alles so narrensicher wie möglich ist. Ich weiß, dass hier im Blog einige unbeendete Projekte schlummern, eben diese hoffe ich mit Hilfe der Testanlage fertigstellen zu können, manches geht leider nur am Lötkolben nicht, es muss eben eine Testanlage da sein ;-) Nebenbei empfinde ich die Steuerung der Autos mit Spulen im Jahr 2016 auch als eher überholt, sie ist nur eben an vielen Stellen vorzufinden. Wenn ich sicher sein kann, dass meine Aufbauten einen relevanten Testbetrieb ermöglichen, wird verstärkt an Alternativen gearbeitet, wahrscheinlich werde ich mein IrDiS-Projekt doch wieder aufleben lassen. Da funktioniert ja an sich schon alles, es fehlt nur vorne und hinten am Feintuning :-)

 

Akkus kontaktlos laden bis 1,2 cm

Ich habe mich ja hier schon für den LTC4120 interessiert, jetzt ist bei ‚Elektronik Praxis‘ ein weiterer Artikel zum Chip erschienen:

Akkus kontaktlos laden bis 1,2 cm – Elektronik Praxis.

Bin leider noch nicht in den Genuss gekommen das Teil mal auf dem Tisch zu haben, alleine schon weil nach unserem Fürth-Umzug meine Werkstatt immer noch in Kartons verpackt ist ;-) und ich bisher nicht wirklich Mühe in das Beschaffen eines Exemplares investiert habe. Oft ist es für Privatleute ja nicht unbedingt einfach, frühzeitig an neu erschienene Halbleiter und Co zu gelangen, ich bleibe an dem Thema aber dran!

 

 


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Elektronik & Modellbau: Experiment mit dem PR4402

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.deIch habe in diesem Artikel eine Schaltung mit dem PR4402 angesprochen, mit der aus einer Akkuspannung von 1,2V die benötigte Spannung für weiße/blaue LEDs von rund 3.1V erzeugt werden kann. Bisher habe ich mich (fast) immer darauf beschränkt, mit diesem Schaltwandler oder Step-up Konverter max. 2 weiße LEDs und einen Mikrocontroller zu versorgen.

Durch Blogleser Heiko ( ;-) ) kam jetzt u. a. die Frage auf, wo wohl die Grenzen der Schaltung liegen, wenn man diese mit mehreren Leuchtdioden betreiben will, die einfach parallel am Ausgang liegen. Da ich dies bisher nicht bis  an’s Limit getrieben habe, ist es nun Zeit für einen (schnellen) Test. Der Fokus liegt hier allerdings NICHT auf der maximalen Helligkeit, sondern mit welcher Anzahl an LEDs die Schaltung noch im Modellbau eingesetzt werden kann. In diesem Bereich hat man oft den Effekt, dass voll ausgereizte Leuchtdioden ohnehin zu hell sind, eher ist Platzmangel das Problem. Also ist man versucht möglichst viele LEDs mit nur einer Schaltung zu versorgen, genau das Ziel dieses Versuchs. Man möge mir den etwas schlampigen Versuchsaufbau verzeihen, soll ja nicht für die Ewigkeit sein ;-)

5V aus PR4402Schema der Wandlerschaltung, folgende Modifikationen bitte berücksichtigen:

L1 =4,7µH, R1 entfernt bzw. überbrückt, Z-Diode D2 entfernt.

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.deOberseite des Step-Up Wandlers. Da ich die Schaltung öfter einsetze, habe ich vor einiger Zeit einige Platinen fertigen lassen. Leider hab ich im Laufe der Zeit einige Bauteilanpassungen durchführen müssen, die Bestückung ist nun etwas improvisiert :oops:
Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.de

 

 

 

Wenn es eine Oberseite gibt, existiert natürlich auch eine Unterseite :-)

 

 

 

 

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.de

 

 

Kurze Übersicht über den kompletten Aufbau. Wie gesagt, alles auf die Schnelle zusammengebastelt.

Und wie hier schon zu sehen:

Maximal 8 LEDs sind bei dieser Art des Schaltungsaufbaus möglich. Nummer 9 ist auch noch aufgeleuchtet, allerdings mit deutlicher Reduzierung der Gesamthelligkeit.

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.de Ich würde sagen, bei 8 LEDs liegt das Limit, wenn man die Schaltung nicht in die Knie zwingen will. Wer auf Nummer Sicher gehen will, sollte bei 6-7 Stück bleiben. Die benutzten Leuchtdioden stammen übrigens aus einem Restpostensortiment, leider habe ich keine genaue Bezeichnung dazu. Bisher habe ich alle Dioden aus dieser Serie aber immer mit 1-20 mA betrieben. Einzig bekannte Daten sind   If=20mA, Uf=3,0V. Standard eben. Ich denke aber, dass sich alle anderen ‚Normal 3V LEDs‘ ähnlich verhalten werden.

Zusammengefasste Daten:

  • Anzahl LEDs: 8
  • Stromaufnahme LED Leiste: 88mA
  • Stromaufnahme gesamter Aufbau: 105mA
  • LED Typ unbekannt, If=max. 20mA, Uf = 3,0V (Laut Hersteller)
  • Versorgung gesamter Aufbau: NIMH Akku 1,2V, 345mA/h
  • Leerlaufspannung des Wandlers ohne Last: 18,2V

Sicherlich alles ein wenig improvisiert, für einen groben Überblick sollte es aber ausreichen. Natürlich wird hier der PR4402 absolut jenseits seiner Spezifikationen betrieben, rechnet also auch mal mit negativen Ergebnissen. Auch über die Lebensdauer kann ich nichts sagen, mir liegen bei dieser Beschaltung keinerlei Langzeiterfahrungen vor. Ich lasse den Aufbau allerdings mal in Betrieb, wenn’s Ausfälle gibt, kommt das selbstverständlich in den Blog.

Tipp:

Da Reichelt Elektronik praktischerweise mein Werbepartner
ist, stelle ich einfach mal eine kleine Liste der wichtigsten
Bauteile auf. Bitte betrachtet diese Liste nur als Anregung, welche
Baugrößen Ihr wirklich benötigt, hängt natürlich von dem ab, was
aufgebaut werden soll! Immer GENAU die
Beschreibungen zu den Artikeln lesen, oft sind die Fotos nur symbolisch
Bauteil Preis (Dezember 2012)

PR4402, Wandler IC

0,83€
Induktivität 4,7µH. Andere Induktivität möglich, dann aber weniger max. Ausgangsstrom der Schaltung!

0,43€
BAT42 Schottky Diode, Minimelf

0,09€
Keramikondensator 1µF, SMD 0603

0,07€
Kondensator 100nF, SMD (Bitte auf Baugröße achten!)

0,08€
Affiliate Links!

Die Bauteile an sich sind nicht kritisch. Lediglich der PR4402 muss
natürlich eben dieser sein, andere Induktivitäten können den maximal
verfügbaren Ausgangsstrom der Schaltung reduzieren, siehe auch Datenblatt
zum PR4402
. Wenn man keine Platzprobleme hat, ist natürlich auch keine
SMD Technik notwendig. Ich habe diese Schaltung und diverse Modifikationen schon
mit allen möglichen Restmaterialien aufgebaut, fliegend und auch auf
Lochraster. Lediglich der Ausgangskondensator sollte 1µF nicht übersteigen,
sonst kann die Schaltung Probleme mit dem Anschwingen bekommen. Die Leiterbahnen
so kurz wir möglich halten und nach Möglichkeit auf einen zentralen Massepunkt
achten.

 

 

Android App: ElectroDroid

electrodroid_screenshot_app_android_www.michael-floessel.deAls Elektroniker hat man ja des öfteren (wenn nicht immer) auch mit Mathematik und Berechnungen zu tun. Daneben gibt es auch Farbcodes, Simulatoren und andere Dinge, die man nicht immer im Kopf hat. Hier gibt’s ElectroDroid (Goolge Play), eine nette App, die sich als Helferlein für diese Sachen bereitstellt. Zusätzlich noch der Link zur Entwicklerseite, es gibt wohl weitere Versionen für andere Betriebssysteme. Ich habe mich allerdings nur um die Androidversion gekümmert, schaut am besten selber mal nach ;-)

Das Tool gibt es in einer kostenlosen und einer Pro Version, welche dann 1,99€ kosten will. Bisher habe ich nur die Free-Version installiert, sie hat bislang für mich völlig ausgereicht.

Einige der Funktionen:

  • Widerstandsfarbcode
  • SMD Widerstandscode
  • Spulenfarbcodes
  • Ohmsches Gesetz
  • Blindwiderstand
  • Spannungsteiler
  • Vorwiderstände LED
  • NE 555
  • LM 317
  • Verlustleistung
  • noch einige mehr!

Eine gute Wahl, um einige Dinge von seinem Androiden erledigen zu lassen :-)

 

Wenn man darüber hinaus noch günstiges Elektronikzubehör sucht, ist Reichelt immer eine gute Wahl: 



reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik


(Affiliate)

PR4402 oder aus 1,5V und weniger 5V und mehr erzeugen

PR4402 PlatineMan kommt durchaus mal in die Situation, nur 1,2-1,5V Akku- bzw. Batteriespannung zu haben. Nun soll an dieser Spannung aber ein µController oder eine weiße/blaue LED betrieben werden.

 

 

Im Fall der LED ist die Lösung klein und günstig, der PR 4401/02. Diese integrierte Schaltung generiert mit nur einer kleinen, externen Spule die benötigte Spannung bzw. den benötigten Strom (max. ca. 40mA). Das IC kostet bei Reichelt um 1 Euro, hat die Größe eines SMD Transistors und ist recht pflegeleicht in der Handhabung.

Es lässt sich aber auch wunderbar ein wenig ‚missbrauchen‘ ;-)

 

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