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Stabilisierte Spannungsquelle
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Stabilized power source
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| Für den Betrieb vieler
Verbraucher benötigt man andere Spannungen als die am Gleis anliegende.
Klassischer Fall sind Niedervoltlämpchen. Diese werden oft von
Großserienherstellern eingesetzt um in Analogbetrieb bereits bei
geringer Fahrspannung brauchbare Helligkeiten zu erreichen. Dazu
sind Spannungsstabilisatoren nötig. Diese Seite beschreibt solche
Schaltungen falls die vorhandene Elektronik entfernt werden musste oder
überhaupt nicht existiert hat, |
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To power
loads in running models it is often necessary to generate a lower
voltage than the one on the track. very common are low voltage bulbs.
They are often used by industry vendors to illuminate locos in analog
mode even at low speed with bright light. There is some electronic
required to limit the voltage at higher speeds. This page shows how to
solve that problem, just in case the required electronic does not exist
or was removed for some reasons. |
| Die Grundidee ist, die
Leistung am Verbraucher zu beschränken. Üblicherweise erfolgt das mit
Spannungsreglern wie der LM78xx Serie oder Spannungsreglern wie dem
LM317. Eine ähnliche Anwendung findet sich als
stabilisiertes Netzgerät. |
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The basic
ides is to limit the amount of power available to the load. Usually the
power is limited by stabilizing the voltage. Popular components are the
LM78xx series or the LM317. A similar project is described at the
power source project. |
| Um eine geregelte /
stabilisierte Spannung zu erzeugen benötigt man vom Decoder her den (+)
Pol und eine Masseverbindung.
Der (+) Pol liegt als gemeinsame Versorgung für die Verbraucher
leicht zugänglich bei allen Decodern zur Verfügung. nach DCC Norm der
blaue Draht.
Masse gibt es standardmäßig bei DCC nicht. Bei Decodern mit SUSI
Schnittstelle kann man dort die Masse abgreifen. Die ZIMO und Tran
Decoder mit 16 poligem Pfostenstecker haben dort einen Masse Pin. Die
Tran SL80-2 haben Masse an Pin 10 (Lautsprecheranschluß) des
Pfostensteckers. Auch beim SL51-2 ist der äußere Lautsprecheranschluß
Massepotential. |
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To generate
a regulated 7 stabilized output voltage it is necessary to have (+) and
ground. (+) is always available from
decoders. According to DCC specs it is the blue
cable.
Ground signal may be accessed via the SUSI
connector. ZIMO and Tran Decoders with 16 pole connector have a ground
line there as well. Tran's SL80-2 has pin 10 (speaker9 on ground level.
The SL51.2 does the same on the outer speaker wire. |
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| Falls man kein Massepotential
vom Decoder gewinnen kann ermöglicht die Obige Schaltung ein externes
massepotential zu erzeugen. |
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If it is
not possible to access a ground signal from the decoder, the circuit
above allows to generate an external ground level. |
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| Dies ist wohl der Klassiker
unter den Stabilisierungsschaltungen. Die Serie
78xx gibt es in
unterschiedlichen Festspannungswerten. Wobei xx für 03, 05, 06, 08, 09,
10, 12 und weitere Spannungen zur Verfügung steht. Die Spannungsregler
gibt es in unterschiedlichen Gehäuseformen. Sie unterscheiden sich dann
in der Strombelastbarkeit. Alle sind temparaturgeschützt und begrenzen
bei Überlastung den Ausgangsstrom. Es ist wichtig den Kondensator C1
zu montieren. Er dient zum Löschen der Schwingneigung des IC und sollte
möglichst nahe am Regler montiert werden. Der Kondensator C2 hingegen
kann bei Verwendung hinter Digitaldecodern weggelassen werden. |
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This is the
classic voltage regulator circuit. The
78xx series offer various fixed
voltage regulators. The xx stands for 03, 05, 06, 08, 09, 10, 12 and
some more voltages. The regulators are available in various versions.
The difference is only the current capacity. They have a temperature and
current overload protection. It is important
to have C1 close to the IC. It should have 10 to 100nF and is necessary
to avoid swinging. If it is not present the circuit might work as well
but under some circumstances it might start swinging an generate other
output voltages. The capacitor C2 may be omitted if you use the circuit
behind a digital decoder. |
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| Um die Ausgangsspannung am
Festspannungsregler zu erhöhen kann man in die Masseleitung Dioden
einfügen. Pro Siliziumdiode erhöht sich die Ausgangsspannung um etwa
0,7V. Bei Verwendung eines 7805'ers erreicht man so etwa 6,4V
Ausgangsspannung. Diese ist Ideal für die bei LGB Üblichen Verbraucher. |
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To increase
the output voltage behind the regulator it is possible to insert diodes
into the ground line. Each silicon diode increases the voltage by 0.7V.
Using a 7805 regulator the circuit above generates 6.4V ideal to be used
for LGB models. |
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| Man kann aus einem
Festspannungsregler auch einen einstellbaren Regler machen. Der Wert des
Potentiometers ist unkritisch man sollte aber nicht zu hochohmig werden,
ab besten nicht mehr als 5k oder so. Niedrigste Spannung ist dann eben
die Festspannung des Reglers. |
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It is
possible to convert a fixed regulator into a adjustable one. The value
of the potentiometer is uncritical, you may use what you find in your
scrap box. Don't go over 5k. Lowest possible voltage is the value of the
fixed regulator. |
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| Der
LM317 ist ein
einstellbarer Spannungsregler. So wie die 78xx Serie gibt es die Regler
in unterschiedlichen Gehäuseformen. Sie unterscheiden sich nur in der
Strombelastbarkeit. Auch der LM317 ist Strom- und Temparaturgeschützt.
bei Überlastung senkt er die Ausgansspannung. Die Schaltung ist
ähnlich der der 78xx Regler. Man muss aber beachten dass die Bedeutung
der Anschlüsse hier völlig anders ist. Ich warne hier extra weil das
schon oft zu Schäden geführt hat! Der LM317 versucht zwischen dem
Ausgang Pin2 und dem Messeingang immer etwa 1,25V zu erreichen. Je
hochohmiger das Potentiometer eingestellt wird um so mehr Spannung muss
am Ausgang des ICs anliegen um über den Widerstand R3 die 1,25V zu
haben. Wenn das Poti R1 auf 0 gestellt wird kommt am Ausgang etwa 1,2
bis 1,3V heraus. |
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The
LM317
is a adjustable voltage stabilizer. Similar to the 78xx series they are
available in carious cases. The difference is again the current
capacity. Also the LM317 is protected against temperature and current
overload. The circuit is similar to the 78xx
one, but pay attention the meaning on the pins is completely different
to the 78xx series. I warn here because this causes often damages!!!
The LM317 tries to keep the voltage on it's output
side between Pin 2 and the adjust input at 1.25V. The higher the value
of poti R1 the higher the output voltage to keep the voltage at 1,25V.
If you set R1 to 0 the output will be roughly 1.3V. |
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| Dies ist ein Spezialfall. Hier
erzeugt der Regler etwa 1,3V. Die Ausgangsspannung ist stabil der exakte
wert kann aber zwischen 1,2V und 1,4V liegen, je nach Hersteller und
Modell. |
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This is a
special case. The regulator generates roughly 1.3V. The output is
stabilized, the exact voltage might be between 1.2V and 1.4V depending
on the vendor of the IC. |
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| Als Alternative zu
Spannungsreglern gibt es Decoder die bereits pannungsgeregelte Ausgänge
zur Verfügung stellen. Solche Decoder sind üblicherweise aber sehr
teuer. Speziell warnen will ich vor den Lösungen die Helligkeit
mittels Dimmen zu korrigieren. Dieses Feature solle man nur benutzen um
geringe Überhelligkeit zu reduzieren. Keinesfalls um bei 24V
Gleisspannung 5V (LGB) oder gar 1,2V Lämpchen zu betreiben. Der Decoder
Betreibt den Ausgang in diesem Fall mit Impulsbetrieb. Es bleibt die
Spannung aber weiterhin hoch. Nur die zeit ist sehr Kurz, dadurch
brennen die Lampen weniger hell. Während der kurzen Zeit fließen aber
überhöht hohe Ströme.
Weiters legen die meisten Decoder beim Programmieren bzw. Auslesen
der CVs die volle Spannung an die Lämpchen. Dadurch können diese schnell
defekt werden. Schließlich kann ein versehentliches Decoderreset die
Einstellungen löschen und beim nächsten Licht einschalten die Lämpchen
killen. |
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As an
alternative to the circuits above some decoders offer a voltage
regulated output. Usually this is only available at high price decoders.
I want to warn about using the dimming feature to
power low voltage bulbs. This feature should only be used to dim lamps a
little bit. Don't use it for low voltage loads like 5V (LGB) or 1,2V
bulbs. The decoder still powers the output lines with high voltage, but
only for a very short time. This causes the bulbs to shine correctly.
Through the high voltage used the current through the bulbs is much
higher than in the case where they are powered with correct voltage. So
the lifetime is decreased.
Most decoders use the output lines to generate
confirmation impulses during programming and CV readout. This also
causes in many cases a overload on lamps. Finally a accidental decoder
reset might clear the PWM setting. The next time the lamps are turned on
they will die immediately. |
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