> Wegen der Versorungsspannung für den Lastteil kann ich natürlich auch ein anderes Steckernetzteil verwenden,
> das PC Netzteil liegt halt noch bei mir herum. Ich habe auch noch ein Netzteil von einem Laptop das hat 19 V DC
> und kann 6,3A also völlig ausreichend.
> Zum Modul: es handelt sich um ein 8fach Weichenmodul von ROCO mit der Bezeichnung 10775...
> an dieses Modul wollte ich den Optokoppler anschließen... + und GND für die Spulen in den Antrieben
> gibt es für jede Richtung eine Spule mit Endabschaltung. Die Antriebe sind ebenfalls von ROCO mit der Bezeichnung 61195
Ah, mehr Info. Danke. Leider scheint es im Netz keinen einfach verfügbaren Schaltpläne dieser Module zu geben. Nichtmal eine Beschreibung der Pins. Ach was geben die sich alle zugeknöpft. Schade, schade.
> Hier habe ich mal einen Schaltplan eingestellt: imgur.com/a/NdmzT und
> hier noch eine Nachbesserung da der R vor am Optokoppler gefehlt hat imgur.com/a/ntmGs
Aha. eine Grundlage zum Arbeiten. Sehr gut, Danke.
> Zu Deiner Frage wegen der galvanischen Trennung; Ja ich muss das galvanisch trennen da
> der Fahrstrom mit dem auch das Weichenmodul geschaltete wird eine DCC Spannung ist. Es
> handelt sich um eine ROCO z21 also die weise, es gibt auch eine Z21 also eine schwarze
> die ich allerdings nicht habe..
Das ist noch keine gute Begründung. Was ist eine "DCC"-Spannung ? Ist das eine besondere DC-Spannung im System der H0-Eisenbahn ? Oder meinst Du damit die (interne) Versorgunggspannung des DCC-Systems ?
Aber egal, mit einem Optokoppler bist Du was wie Schalteigenschaften des ROCO z21 angeht immer auf der sicheren Seite.
Mich würde wirklich mal interessieren, wie die Geräte schalten. Leistungs-Schalter gegen Masse sind eine Tick günstiger zubauen als solche die gegen Plus schalten. Die Selbstbau-Varianten, z.B. ht tps://www.opendcc.de/elektronik/HW1/opendecoder_hw_sch.html schalten mit dem viel genutzten ULN2803 gegen Masse.
Nun aber zu Deinem Schaltplan (imgur.com/a/ntmGs). Erstmal meine Anmerkungen, gebündelt:
A) Fatal: Die Freilaufdiode D1 ist falsch herum eingebaut. So gibt es einen Kurzschluß und bestenfalls einen kaputten Transistor T1.
B) R1 und RBasis haben dieselbe Funktion. Nur einen der beiden Widerstände verwenden. Macht den Aufbau einfacher.
C) Da wo die gestrichelte Linie eingezeichnet ist könnte ein Widerstand eingesetzt werden, damit der Transistor T1 sicher abgeschaltet wird.
D) Das ist insgesamt die Schaltung, die den kleinsten Spannungsabfall im Lastkreis hat; nur ca. 0.4V an T1. Gerade *diese* Schaltung könnte gut mit 12V laufen, wenn 10V zum Schalten der Weichen ausreichen. Dies ist auch die Schaltung, wo die Weichen-Antriebsspulen an Dauerplus liegen, womit meine Frage danach als beantwortet gilt ;-) Damit vereinfacht sich das Design etwas.
D1) Läuft das PC-Netzteil alleine und sind die 12V auch belastbar ? Meiner Erfahrung nach geht das nicht ohne daß auf 5 und/oder 3.3V eine Mindestlast von etlichen Ampere gezogen wird. Das solltest Du vorher prüfen.
Für ggf. Schalteranwendung mit 12V dimensioniern wir mal daran herum.
Ich zitiere die Bauteileauswahl:
>2, Transistor; BD 245 A B C ?
Dazu holen wir uns ein Datenblatt, z.B. bei Reichelt, z.B. in der Variante von "Power Innovations": ht tp://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/BD245_POI.pdf
Seite 2: a) Die Varianten ohne Suffix bzw. mit den Suffixen 'A', 'B' und 'C' unterscheiden sich also in der V(br)CEO Sperrspannung. 45V (ohne Suffix) wären ausreichend, die anderen gehen natürlich auch. b) Vce(sat), die Verlustspannung liegt bei 3A Laststrom schon bei 1V. Uiuiui. Könnte noch gehen. c) hFE bei Ic=3A 20. D.h. es müssen 150mA Basisstrom für 3000mA Kollektorstom fließen. Das schafft der LTV817 nicht.
>1. Optokoppler; LTV 817 bzw.847
Datenblatt des LTV817 bei Reichelt: ht tp://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/LTV817.pdf in der Variante von Liteon.
a) Seite 12-112, Absolute Maximum Ratings: Collector Current Ic 50mA. Das ist ca. 3 mal weniger als gebrraucht und 50mA ist ein Wert den der LTV817 nie erreichen sollte, weil sonst kaputt.
Kurz: So geht es nicht !
Lösung a) (extra-Beuteile, Aufwand, Fehlerquelle): zusätzlichen Treibertransistor hinter dem Optokoppler b) MOSFET.
Gucken wir mal bei Reichelt nach Mosfets: ht tps://www.reichelt.de/?ACTION=2&LA=2&PROFID=13&GROUPID=2889&SHOW=0
Was haben die denn gesoffen ? Alleine die Infineon (Ex-International-Rectifier :seufz:)-Typen IRxxxx in 5 Kategorien. Waahnsinn. Und ich suche einen geeigneten Transistor am liebsten mit Gate-Schutz-Dioden und Avalanche-Rating (letzteres würde die Freilaufdiode sparen :-) ). Aaargl.
4 Günstige Kandidaten, wenn man fummelige SMD-Gehäuse auschließt. Ich hoffe das kommt Dir beim Einlöten entgegen.
a) IRFZ24N 55V 17A . Gut. Günstiger N-Ch Leistungs-MOSFET
b) IRLU024N 55V 17A . Gehäuse kleiner als a)
c) IRFB3806 60V 34A . Mehr Strom. Für bis zu 100 parallel geschaltete Weichenantriebe ;-)
d) IRFIZ24N 55V 17A . Vollständig isolierte Variante von a)
Ich empfehle die Montage *ohne Kühlkörper* , dann kann der nicht komplett isolierte IRFZ24N (a) verwendet werden, der ist mit 40ct/Stück auch der günstigste. Der geschaltete "Drain"-Pin liegt (außerdem) am Gehäuse-Tab mit dem Schraubloch an. Deshalb sollte man diesen Tab nicht ohne Isolation an einen Kühlkörper schrauben, da liegt im Ruhezustand Spannung an. Andererseits vereinfacht das das Nachmessen mit dem Multimeter im eingebauten Zustand. Man kann den TO220-Transistor durchaus frei auf seine 3 Beine stellen bzw. mehrere davon dicht an dicht nebeneinander.
Ein Kühlkörper sollte bei den zu erwartenden Schaltleistungen (gelegentlicher Betrieb mit kurzen Pulsen) nicht erforderlich sein.
U.u. will man pro Kanal eine Sicherung haben, damit man relativ dünne Kabel zu den Weichen legen kann. Ein kräftiges Netzteil könnte diese Kabel im Kurzschluß-Falle nämlich ohne Probleme zum Glühen bringen. Brandgefahr! Vielleicht ist der Einbau von selbstrückstellenden Sicherungen ht tps://www.reichelt.de/?ACTION=2&LA=2&GROUPID=7658 hilfreich.
Hier ein Schaltvorschlag von mir:
ht tp://imgur.com/a/X7sfj
Rechts:
V_Extern ist die Extern zuzuführende Versorgunggspannung aus dem 12V oder 19V Netzteil.
W1..W8 sind die Weichenantriebe
Links:
V_DCC ist eine Spannung, die aus dem DCC-Dekoder kommt.
Dabei bleibt noch die Frage, was bei den Schaltpulsen (+) und (-) ist, aber das wirst Du schon richtig herum anklemmen, so daß die Diode im Optokoppler auch Strom zieht und nicht sperrt.
Den Vorwiderstand (R3 bei mir) habe ich "Pi x Schnauze" dimensioniert: 16V / 1kOhm = 16mA == OK für die meisten LEDs und Optokoppler. Realer Strom wegen der Flußspannung der LED im Optokopplers etwas kleiner, egal.
Mitte:
R1 und R2 dienen dem Abfangen von Leckströmen durch den Optokoppler. 10 kOhm ist ebenfalls nicht kritisch. Die Schaltung läuft so auch ohne Probleme mit 19V V_Extern.
Das Gate von M1 darf max. +/-20 V bekommen. +10V am Gate sind "gerne gesehen", eingeschaltet wird ab Vgs(th), ca. 2..4V . Man könnte also auch R1 = 2k2 dimensionieren, gerade für Betrieb mit 12V.
An M1 erwarte ich mit 3A Laststrom einen Spannugnsabfall von ca. 200-250mV; auf jeden Fall deutlich weniger als am BD245.
Freilaufdiode D1 wie gezeichnet. Der Balken im Schaltbild ist der Strich auf dem Bauteil. Technisch besser wäre eine Diode nahe an jeder einzelnen Antriebsspule;
Wird eine Freilaufdiode pro Spule verwendet dann tuts auch die kleinere und leichterer 1N4148. Ggf. kann man die sogar in die Stellmotorkörper integrieren.
Bei weiteren Fragen immer her damit.
-Theo
Hallo Theo,
Chapeau
oder W O W vielen Dank für Deine Tolle Hilfe, es ist schön das ich hier auf einen so kompetenten Menschen getroffen bin.
Du hast ja ein tolles Planungstool oder hast Du das selbst geschrieben....
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ZU Deinen Vorschlägen: Ich habe mir mal die Bauteile aus Deiner Zusammenstellung angeschaut, würdest Du bei dem U1 eher die Einzelvariante nehmen oder schon die 2 Fache? Beim R3 aus Deiner Schaltung habe ich mal die erforderliche Leistung gerechnet, das wären 16V*0,016A=0,256W da sollte doch ein 1/4 W Widerstand ausreichen da ja nicht ständig geschaltet wird.
Zur Externen Spannungsversorgung: Ich werde das Steckernetzteil vom Laptop benutzen 19V da ich mir unter anderem auch mal überlegt habe das das PC Netzteil ja für 550 W ausgelegt ist und somit ständig im Leerlauf betrieben würde und 2. Deine Anmerkung mit der Grundlast wohl auch zutrifft.
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Bei der Dimensionierung vom Spannungsteiler R2/R3 bin ich mir nicht sicher welche Spannungen ich dort ansetzen soll bzw. welche Ströme dort fliesen, kurz gefragt reichen da ebenfalls 1/4 W Widerstände.
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Deinen Vorschlag mit den Sicherungen zu den Weichen werde ich auf jeden Fall umsetzen, bei der Suche danach ist mir aufgefallen das es verschiedene Ansprechzeiten gibt 4s bzw 2,2s oder auch mehr, Fazit ich tendiere zu den 2,2s da es im Modellbau schon mal zu Kurzschlüssen kommt, gerade bei Weichen die nicht immer korrekt schalten kann es vorkommen das man mit den Rädern die Weichen auffährt und somit ist ein Kurzschluss gegeben. Oder beziehen sich diese Zeitangaben auf die Zeit in der sie wieder schließen ?
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Als nächstes möchte ich mal versuchen diese DCC Spannung zu erklären, so wie ich das glaube verstanden zu haben, es handelt sich dabei um eine Art-Rechteckspannung ohne Nulldurchgang (klar sonst müsste sie ja ACC genannt werden) auf diese DCC wird von der Zentrale z 21 noch Oberwellen aufgeschaltet um die Lok`s bzw andere Dekoder anzusprechen. Deshalb kann man auch mit einem normalen Multimeter die tatsächliche Gleisspannung nicht messen.
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Ach ja und noch etwas Danke das Du die SMD Bauteile ausgeschlossen hast, ich habe vor das Ganze auf Lochstreifen Platinen zu bauen mit Rm 2,54
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Vielleicht noch eine Frage zu den Spulen: Du hast in Deiner Schaltung die Spulen mit 100mH bezeichnet wie kommst Du auf diesen Wert ?
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Auch auf die Gefahr hin das ich mich wiederhole; V I E L E N .. D A N K nochmal hier an dieser Stelle für Deine tolle Hilfe
- Re: Optokoppler + Transistor als Schalter - oben geht´s weiter Theodor Wadelow 26.03.2017 00:04
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