Erfahrungen mit Pufferkondensatoren

  • Liebe Kollegen,


    ich habe mich in der letzten Zeit etwas eingehender mit Pufferkondensatoren befasst und möchte meine Erfahrungen dazu gerne mit Euch teilen. Feedback zu meinem Test sowie zu Euren Erfahrungen gerne.


    Im Zuge der Optimierung meiner Rivarossi 989 habe ich Tests mit 4 verschiedenen Versuchsaufbauten durchgeführt. Die Lok ist mit dem Decoder "Gold mini+" von Lenz ausgerüstet. Bei diesen Tests habe ich jeweils den Auslauf nach Stromunterbrechung bei mittlerer Geschwindigkeit ermittelt:


    Test 1:
    Keine Pufferung. Geringer Auslauf alleine durch die kleine Schwungmasse.
    (Auslauf = schwarzer Strich)


    Test 2:
    Pufferung mit 1800µF. Aufbau mit 12 Tantal SMD-Kondensatoren á 150µF.
    (Auslauf = roter Strich)


    Test 3:
    Pufferung mit 3000µF. Aufbau mit 3 Elkos á 1000µF.
    (Auslauf = grüner Strich)


    Test 4:
    Pufferung mit dem Lenz USP-Speicherbaustein Power1
    (Auslauf = blauer Strich)


    Test, siehe Video


    Ergebnis:
    1. Bei Pufferung mit 1800µF (was eigentlich eine Menge ist), erhöht sich der Auslauf im Grunde nur geringfügig. Bei meinem Test aus mittlerer Geschwindigkeit waren es rund 10 bis 15mm mehr als ohne Pufferung.
    2. Bei Pufferung mit 3000µF ist der Auslauf mit 35 bis 40mm schon deutlich länger. Allerdings ist der Platzbedarf für entsprechende Kondensatoren auch erheblich größer, vor allem bei Verwendung herkömmlicher Elkos wie bei meinem Versuchsaufbau.
    3. Bei Pufferung mit dem Lenz-Powermodul ist der Auslauf überragend. Rund 140mm fährt die Lok noch alleine weiter (und lässt sich dabei auch noch steuern, also zB im Notfall kürzer zum Stehen bringen!).



    Bewertung:
    1. Auslauf:
    Eine Pufferung bringt fraglos mehr Sicherheit, dass eine Lok bei kurzen Stromaussetzern nicht sofort ruckartig stehenbleibt. Ich gehe allerdings davon aus, dass meine Lokomotiven bei mir nicht über längere stromlose Abschnitte fahren müssen, sondern eben nur kurze Stromaussetzer z.B. bei Verunreinigungen im Gleis, zu überbrücken sind. Zwar wird man auch dazu in der Praxis immer wieder eines besseren belehrt, aber eine gute Gleislage ist unabdingbare Voraussetzung für eine gute Betriebssicherheit. Ein Lenz USP-Powermodul muss es daher im Regelfall, trotz des besten Ergebnisses, wohl nicht sein.
    (Anm.: den Werksverschub in meiner Isolatorenfabrik erledigt bei mir eine Köf von Lenz mit integriertem USP-Speicherbaustein und diesen Fahrspaß möchte ich nicht mehr missen, denn die kurze 2-achsige Lok ist außerordentlich betriebssicher)


    2. Platzbedarf:
    Eine höhere Speicherleistung des Kondensators geht in der Regel einher mit einem größerem Platzbedarf. Wesentliche Unterschiede ergeben sich allerdings auch durch die verwendeten Kondensatoren. Herkömmliche Elkos sind groß (aber preiswert), Tantal SMD-Kondensatoren sind deutlich kleiner, aber auch teurer. Hier gilt es also, je nach verfügbarem Bauraum zu unterscheiden, z.B.lassen sich die hier getesteten Versuchsaufbauten mit 3 herkömmlichen Elkos bzw. mit einem Lenz Speicherbaustein in meiner Rivarossi 989 gar nicht unterbringen, ohne das Führerhaus vollstopfen zu müssen.


    3. Kosten:
    Variante 2 mit den 12 Tantal SMD-Kondensatoren schlägt mit immerhin rund 25 € zu Buche, bei der Variente mit den 3 Elkos sind es hingegen nur rund 4 €. Der Speicherbaustein von Lenz kostet um die 36 €.


    Mein Fazit
    In der Rivarossi 989 kann ich aus Platzgründen ohnedies nur die Variante 2 mit den teuren SMD-Kondensatoren umsetzen. Bei dieser 3-achsigen relativ leichten Lok halte ich allerdings eine Pufferung für eine sehr sinnvolle Optimierung.
    Größere (längere) Loks mit guter verteilter Stromaufnahme brauchen meines Erachtens nach nicht unbedingt eine Pufferung. Wenn, dann sollten aus Kostengründen ein bis zwei Elkos reichen.
    Die Luxusvariante mit einem Lenz-Speicherbaustein sollte "Notfällen" vorbehalten bleiben, sofern man es schafft, dort den Baustein unterzubringen. Eine kleinere oder andere Bauform wäre dabei sicher hilfreich.


    Abschließend noch zwei Bilder zu dem Aufbau mit den Tantal SMD-Kondenstoren für die Rivarossi 989:





    Schöne Grüße
    Jürgen

  • Interessanter Test! Kann man einen Kondensator auch bei analogen Loks einbauen, vielleicht, in dem man ihn mit den richtigen (?) Kontakten der Digitalschnittstelle verbindet?

    Alle Fotos ohne zusätzliche Quellenangabe sind selbstgemacht!

  • Interessant!


    Aber:

    Auslauf nach Stromunterbrechung............und lässt sich dabei auch noch steuern, also zB im Notfall kürzer zum Stehen bringen!


    Das widerspricht einander.
    Der Pufferkondensator hat doch eigentlich nur die Aufgabe, Kontaktschwierigkeiten auszubügeln. Während die Lok NUR mit Kondensatorstrom fährt, ist sie definitiv NICHT steuerbar, weil ja gar kein Signal hinkommt. Wenn aber ein Signal empfangen wird, sollte der mittels der CV eingestellte Auslauf ablaufen. Auch ein Not-Halt ist ja nur mit Signal möglich. Und da ist es ganz wichtig, daß die Lok SOFORT stehen bleibt. Und nicht noch 15 cm weiterfährt. Leider gibt es immer noch Zentralen, die bei „Stop“ einfach nur den Strom abschalten, anstatt einen Haltbefehl zu geben. Bei diesen kann dann der enorm lange Auslauf ohne Strom zu einem ernsten Problem werden!


    M.E. ist ein so großer Speicher nur bei hohem Strombedarf sinnvoll. Oder, wenn eh genug Platz ist, und die Zentrale einen echten Haltbefehl ausgibt....


    Zu den 12 Tantal-Kondensatoren: Ist es da nicht schon kleiner und auch stärker, wenn man kleine Supercaps in Serie schaltet? Bei 2,5 V-Typen braucht man da nur 8, z.B. der hier, wobei ich jetzt nicht weiß, ob der vom Innenwiederstand her entspricht. (Da weiß der Herr Hübsch bescheid.) Bei 8 Stück mit 1F in Serie erhält man immerhin 125000µF...



    LG


    Martin.

  • Hallo Michael


    Theoraetisch und praktisch ja aber nur mit einem (sehr russischem) Trick.


    Das Problem ist des Elkos ja eine Polung haben also einen Plus und einen Minus Kontakt haben.


    Bei einem Digitaldekoder haengt der Pufferelko nicht im Motorkreis sondern an Plus und Minus des Dekoders. Daher braucht der nur bei einer Polung funktionieren.


    Bei einer analog Lok wird ja zum Fahrtrichtungswechsel die Spannung am Gleis umgepolt. Damit funktioniert der Elko nur in eine Fahrtrichtung. Es gibt bipolare Elkos. Aber die sind gross und sehr teuer.


    Und jetzt kommt der russische Trick wo es jedem Elektriker de Socken auszieht. Man schaltet 2 Elkos in Serie. Aber mit den beiden Minus Polen zusammen. Wenn des ein 25 Volt Elko ist haelt er die Fehlpolung aus. Und je nach Fahrtrichtung ist immer einer der Beiden als Stuetzelko aktiv.


    Ich hoff des war verstaendlich.


    :tongue: :tongue:

    Schoenen Gruss aus Bali
    Peter


    Rocoline & Piko A
    Rocomotion 5.8 mit Multimaus
    Brand / LDT Decoder
    Lenz Gold/Silver Lokdecoder
    Rollmaterial Querbeet

  • Hallo Jürgen!


    Sehr informativ und gut gemachter Bericht, davon sollte es mehr geben! :thumbup: :thumbup: :thumbup:


  • Hallo Martin,
    als Nichtelektroniker hab ich das bis vor Kurzem auch gedacht, aber schau selber. Ich war grad im Keller und hab ein kleines Video von der Lenz-Köf gedreht - ka Schmäh! (und sorry für die schlechte Videoqualität)


    Link zum Video


    Meines Erachtens ist das der eigentliche Clou des Lenz-Powerpacks. Die Wirkung geht damit nämlich über normale Pufferkondensatoren weit hinaus, wobei mich allerdings wundert, dass dies von Lenz kaum hervorgehoben wird. Im www gibt es ein paar technische Erläuterungen dazu...


    Zu den 12 Tantal-Kondensatoren: Ist es da nicht schon kleiner und auch stärker, wenn man kleine Supercaps in Serie schaltet? Bei 2,5 V-Typen braucht man da nur 8, z.B. der hier, wobei ich jetzt nicht weiß, ob der vom Innenwiederstand her entspricht. (Da weiß der Herr Hübsch bescheid.) Bei 8 Stück mit 1F in Serie erhält man immerhin 125000µF...


    Wie geschrieben bin ich nicht Elektroniker, sondern nur Löter und Bastler, daher hab ich mich an dazu passenden Schaltungsvorlagen im Internet gehalten, die bei Elkos mind. 25V und bei SMDs mind. 16V vorschlagen. Geht sicher auch anders, aber Berechnung von Widerständen usw. :22:
    Insofern weitere und möglichst konkrete Vorschläge dazu sehr gerne. Supercaps sind sicher auch eine Alternative. Von Zimo gibt es sogar einen im Programm mit attraktiver Baugröße und Preis. Wenn ich wieder einmal Bedarf hab, probiere ich vielleicht wieder was neues aus. Wie du geschrieben hast, braucht man nicht unbedingt soviel bzw. mehr Saft. Aber kleiner ist natürlcih immer interessant.


    Interessanter Test! Kann man einen Kondensator auch bei analogen Loks einbauen, vielleicht, in dem man ihn mit den richtigen (?) Kontakten der Digitalschnittstelle verbindet?


    Michael,
    sorry, ich hab keine Ahnung, ob das geht, aber unser messermoser hat ja bereits ausgeholfen



    Sehr informativ und gut gemachter Bericht, davon sollte es mehr geben! :thumbup: :thumbup: :thumbup:


    Rene,
    vielen Dank, leider ist die Qualität der Videos sehr bescheiden, aber die Inhalte kommen hoffe ich rüber

  • als Nichtelektroniker hab ich das bis vor Kurzem auch gedacht, aber schau selber. Ich war grad im Keller und hab ein kleines Video von der Lenz-Köf gedreht - ka Schmäh!


    Jaja....wird immer interessanter......


    Geht das nur, wenn eine der Schienen abgedeckt ist, oder auch, wenns beide sind?


    LG


    Martin.

  • Ich hab das nicht lso kann ich nur spekulieren.


    Ich denke es geht wenn beide Schienen abgedeckt sind aber nicht wenn beide Schienen stromlos sind.


    Warum?


    Bei Stromlos kommt eben nix mehr. Auch kein Digitalsignal. Aus ende.


    Bei Abgedeckt ist ds Hochfrequente Digitalsignal am Gleis. Durch das Papier kommt nicht genug durch um die Lok fahren zu lassen. Aber das hochfrquente Signal kommt Durch das Papier durch daher kann die Lok noch Steuerbefehle annehmen. Fahrenen tut sie mit dem Saft aus dem Power Pack.


    Des geht auch mit einem Elko.


    Nur sind im Powerpack Goldcaps. Die haben viel hoehere Speicherkapazitaeten drumm rennt des Ding ja auch so weit ohne Strom.

    Schoenen Gruss aus Bali
    Peter


    Rocoline & Piko A
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  • Geht das nur, wenn eine der Schienen abgedeckt ist, oder auch, wenns beide sind?


    LG


    Geht auch wenn das Papier über beiden Schienen ist. War nur für den Film so einfacher zu machen.


    Nur sind im Powerpack Goldcaps. Die haben viel hoehere Speicherkapazitaeten drumm rennt des Ding ja auch so weit ohne Strom.


    Interessant, ich dachte, das ginge nur mit dem Powermodul und da wäre mehr Elektronik drin. Dann könnte es zB mit dem Supercap von Zimo auch klappen.

  • An welcher Stelle gehören die Elkos eingebaut? An welche Decoderausgänge gehören diese angelötet? Kann man dafür alle Elkos verwenden? Welche Elkos kann man empfehlen?

  • Meinst Analog oder Digital?


    Digital gehoeren sie eigentlich auf Plus und Minus am Decoder. Es sollten aber Loetpads fuer den Anschluss vorhanden sein.


    Analog gehoeren die eigentlich an den Motorausgang. Ich muss Dir aber im Analogbetrieb eher abraten. Die Lok wird schwer steuerbar. Weill wenn Du an der Schiene den Strom abdrehst wirkt der Elko wie eine Baterier und der faehrt je nach Kapazitaet weiter. Auch bei einem Nothalt.


    Welcher Elko
    Je mehr Fahrad der Elko hat je laenger kann er die Lok mit Strom versorgen. Und er muss eine hoehere Mindestspannung haben als auftretten kann. Das Problem dann werden die schnell so gross dass sie nicht mehr in die Lok passen. Also musst schauen wass sich in der Lok unterbringen laesst


    Goldcaps haben einen Sonderstellung. Die liefern viel Hoehere Fahrad werte als normale Elkos. Vertragen aber meist nur 5 Volt. Das Lenz Powerpack verwendet Goldcaps und eine Spezialschaltung (Kenn da aber den Schaltplan nicht) damit die mit hoeherer Spannung als 5 Volt betrieben werden koennen.

    Schoenen Gruss aus Bali
    Peter


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  • Was ist eigentlich der Unterschied zwischen einem Pufferkondensator und einem normalen Kondensator. Haben nicht beide den ursächlichen Zweck, Energie zu speichern und im Fall des Falles (also etwa bei Unterbrechung der Stromzufuhr, oder um für Schaltzwecke beispielsweise mehr Energie zur Verfügung zu haben) diese Energie wieder abzugeben ? Oder gibt es da Unterschiede in der Bauart ?

  • Jeder Pufferkondensator ist ein normaler Kondensator.... Das ist nur der Verwendungszweck, natürlich braucht ein C gewisse Eigenschaften, um ein guter Puffer zu sein. (So viel ich weiß, sollte er einen geringen Innenwiderstand haben) Das heißt aber nicht, daß ein als Puffer gut geeigneter C ausschließlich für diesen Zweck geeignet ist.
    Wie heißt es in solchen Fällen immer: Hübsch fragen.


    LG


    Martin.

  • Bei Abgedeckt ist ds Hochfrequente Digitalsignal am Gleis. Durch das Papier kommt nicht genug durch um die Lok fahren zu lassen. Aber das hochfrquente Signal kommt Durch das Papier durch daher kann die Lok noch Steuerbefehle annehmen. Fahrenen tut sie mit dem Saft aus dem Power Pack.


    Des geht auch mit einem Elko.


    Nur sind im Powerpack Goldcaps. Die haben viel hoehere Speicherkapazitaeten drumm rennt des Ding ja auch so weit ohne Strom.


    Nachtrag zum Lenz Powermodul: der Anschluss erfolgt über 3 Kabel zum Decoder im Gegensatz zu sonst nur 2 Kabel. Also irgendwas ist da schon anders... :confused:

  • Der Lenz hat ein +, ein -, und ein Ladekabel. Wie gesagt der Grund ist das der UPS wie ihn Lenz nennt mit Goldcaps arbeitet die aber nur 5 Volt vertragen der Motor aber hoehere Spannungen braucht. Daher ist da noch etwas elektronic drinnen. Ich kenn die Schaltung die Lenz verwendet aber leider nicht.

    Schoenen Gruss aus Bali
    Peter


    Rocoline & Piko A
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    Brand / LDT Decoder
    Lenz Gold/Silver Lokdecoder
    Rollmaterial Querbeet


  • Meinst Analog oder Digital?


    Digital gehoeren sie eigentlich auf Plus und Minus am Decoder. Es sollten aber Loetpads fuer den Anschluss vorhanden sein.


    Digital


    Aber nicht alle Lokdecoder weisen Lötpads zum Anschluß von Kondensatoren auf (Beispiel Lenz Standard + ). Wenn der Decoder nicht über solche verfügt, wo werden diese dann angeschlossen?
    Sind diese dann parallel zu verschalten?

  • Ich kenne zwar nur die Zimo-Dekoder, aber ich glaube schon, daß jeder neben dem für die Funktionsausgänge ohnehin benötigten „+“ auch irgendwo einen Masseanschluß hat. An diese zwei gehört der Puffer dran.
    Wenn der Puffer dort dran kommt, bitte nicht auf den Ladewiderstand mit Diode (in Serie mit dem C, die Diode, parallel zum R, ermöglicht aber eine verlustfreie Entladung), den Entladewiderstand (parallel zum C, damit dieser irgendwann auch wieder leer ist) und die Drossel (auch in Serie zum C, damit die Programmierimpulse nicht glattgebügelt werden) vergessen!


    LG


    Martin.

  • ch kenne zwar nur die Zimo-Dekoder, aber ich glaube schon, daß jeder neben dem für die Funktionsausgänge ohnehin benötigten „+“ auch irgendwo einen Masseanschluß hat. An diese zwei gehört der Puffer dran.


    Es gibt leider schon noch einige (ältere ?) Decoder, die keine eigenen Anschluss dafür haben. Die muss man dann irgendwo am Decoder abgreifen und darf dann dort die Kabel dranlöten. Geht, man braucht aber halbwegs gute Augen, eine ruhige Hand und eine feine Lötspitze. Näheres zu Anschlüssen und Pufferschaltungen zB hier

  • Der Thread ist schon etwas älter, aber das Thema aktuell, zumindest bei mir jetzt, denn es gilt ein paar Baustellen aufzuarbeiten, wie Innenbeleuchtung für das Pendlerprojekt oder ein paar Loks mit kurzem Radstand fahrtechnisch zu verbessern. Da kann die Pufferkondensatortechnik hilfreich sein.


    Ist es tatsächlich so, dass Gleichrichterdiode, Widerstand und Kondensator ausreichend sind (abgesehen vom Auffinden des Decoder (-) auf älteren Modellen) - wie im Link von Jürgen beschrieben - oder gibt es zwischenzeitlich neuere Erkenntnisse?


    Habe beispielsweise das Platine mit Ladeschaltung für abschaltbare Stützkondensatoren gefunden.


    Freue mich auf aktuelle, sachdienliche Hinweise.


    Klaus

  • Also, in diesem Fred werden einiges an ungesundem Halbwissen und Fakenews mit technischen Fakten vermischt.

    messermoser Elkos antiparalel zu schalten führt unweigerlich zum Elkozerknall nach einiger Zeit.

    Man kann mit Diodenschaltungen ähnlich dem Lichtwechsel arbeiten, aber im Analogbetrieb Pufferelkos zu benutzen funktioniert eigentlich nur wenn ein Decoder eingebaut ist, mit allen Nachteilen...

    Moch ma scho!
    biker.gif
    H0 2-Leiter in Bau; OpenDCC - Z1 Zentrale + Heller HV4L 10A Booster (Fahren), Tams MasterControl + EditsPro 10A Booster (Schalten), HSI-88(Melden),
    Digital-Bahn Drehscheibensteuerung


    Saftware: http://www.Railware.de