Straßenbahn

[Peter Ploch]

Hallo Siegmund,

 

In Antwort auf:
 Verstehe ich da mal wieder was falsch?
Digitalstrom ist doch Wechselstrom

Bis jetzt habe ich es immer so verstanden, daß es sich beim Digitalbetrieb um einen pulsierenden Gleichstrom handelt, d.h., so habe ich es verstanden, es ist ein gleichgerichteter, nicht geglätteter Wechselstrom. Ojeh, liege ich da u.U. falsch?, das ist mein laienhaftes Verständnis, vielleicht können uns die Elektronikprofis mal aufklären.    

[Martin Lutz]

Hallo Peter,

Digitalstrom ist im Grunde auch Wechselstrom. Die Kurvenform ist halt nur nicht mehr sinusförmig sondern rechteckförmig. Also der Strom fliesst mal in die eine mal in die andere Richtung. Nur tut er das nicht mehr regelmässig wie bei dem sinusförmigen Wechselstrom der aus der Steckdose kommt.

Die Regelmässigkeit des digitalen Wechselstromes für die Moba hängt davon ab welche Information gerade von der Zentrale zur Lok fliessen muss. Man erkennt es am berühmten Digitalflackern der Beleuchtungen.

Da jeder Decoder selbst einen Brückengleichrichter beinhaltet, so wird bei den Lampen nur eine Halbwelle genutzt die an einem Funktionsausagang angeschlossen sind und die Masse über die Räder abgeben. Dadurch flackert die Lampe weil unregelmässiger Datenstrom jetzt besser erkennbar ist weil die Lampe nur die eine Halbwelle kriegt.

Bei der digital gesteuerten Modelleisenbahn ist es im Grunde nicht davon abhängig ob der Strom jetzt über die beiden Schienen zugeführt wird oder über den Mittellleiter und Schiene. AC und DC sind also bei der digitalen Moba nur noch Gewohnheitsbezeichnungen und haben mit dem tatsächlichen Betriebssystem keinen Zusammenhang mehr.

Gruss  

[Hermann Hafner]

Hallo Martin

 

In Antwort auf:
 Digitalstrom ist im Grunde auch Wechselstrom. Die Kurvenform ist halt nur nicht mehr sinusförmig sondern rechteckförmig. Also der Strom fliesst mal in die eine mal in die andere Richtung. Nur tut er das nicht mehr regelmässig wie bei dem sinusförmigen Wechselstrom der aus der Steckdose kommt.
 

Die Digitalstrom-Form hast Du sehr gut erklärt!

Was aber mich und sicher auch viele andere Digitalisten interessieren würde, ist, wie misst man den Digitalstrom genau.
Da es ja wie Du schreibst, (eine Kurvenform ist halt nur nicht mehr sinusförmig sondern rechteckförmig) ist eine genaue Messung mit normalen Messgeräten schwierig.

Man müsste die digital aufmodulierten Signale für Messzwecke ausschalten können, dann hätte man ja Gleichstrom und könnte diesen gut messen.

Vielleicht kannst Du uns hier die richtigen Messmethoden auch noch erklären.


Freundliche Grüsse aus Zürich

Hermann      

[Martin Lutz]

Hallo Hermann,

Da übliche Messgeräte nur die sinusförmige Wechselspannung richtig messen kann wird es schwierig.

Vielleicht noch ein kleiner Hinweis: Die Spannung an unserem Wechselstromnetz wird nach seiner Wirkung angegeben und nicht deren tatsächliche Grösse. Genau genommen gibt man den Mittelwert an. Bei der Sinusform kann man einen Faktor bestimmen der nur für diese Kurvenform richtig ist. Das ist der sogenannte Scheitelfaktor.

Oder genauer gesagt. der Wert der angegeben ist ist der Effektivwet. Also wenn wir auf einer Glühlampe den Wert 230V lesen, dann bezieht sich der Wert 230V auf diesen Effektivwert. Tatsächlich aber liegen etwa 325V Spitzenspannung an. Das ergibt einen Scheitelfaktor von Wurzel aus Zwei. Dieser Scheitelfaktor gilt also nur für sinusförmige Wechselspannung. Und die meisten Messgeräte sind einfach auf diesen Scheitelwert geeicht. Hat man aber nicht sinusförmmige Wechselspannung, unterscheidet sich dieser Scheitelwert. Bei einer dreieckförmigen Wechselspannung ist er beispielsweise Wurzel Drei. Bei Rechteckspannung beträgt er eigentlich eins. Aber, das gilt wiederum nur für eine periodische Wechselspannung. Periodisch hat nichts mit der Frau zu tun sondern beschreibt eine Wiederholung einer kompletter Vollwelle.

Der Scheitelfaktor 1 gilt also für den Rechteck nur dann wenn die positive Halbwelle gleich lang ist wie die negative Halbwelle und sich diese Kombination immer wiederholt.

Das ist bei der Digitalspannung unserer Modellbahn nicht der Fall. Hier bestimmen die Daten welche Zeitfolgen die Impulse haben. Wie unregelmässig das ist erkennen wir an dem berühmten Digitalflackern unserer Lampen.

So, nun fertig Theorie. Den echten Effektivwert periodischer Wechselspannungen kann man nur mit einem sogenannten True RMS Messgerät messen. Aber eben, nur periodische Signale.
Hier haben wir es eigentlich mit einem Nicht periodischen Signal zu tun.

In diesem Fall hilft eigentlich nur ein Oszilloskop weiter.

Übrigens wird das ja von den DEcoder ausgenützt. Dei Decoder erzeugen für die Lokmotoren ja die berühmte PWM Spannung. PWM heisst so viel wie Puls Weiten Modulation. Oder auf deutsch. Es handelt sich hierbei wieder um eine rechteckfömige Rechteckspannung. Bei gleichbleibender Frequenz ändert man je nach Fahrstufe das Zeit-Verhältniss zwischen Spannung an und Spannung aus. Wenn jetzt ein kurzer Impuls kommt und eine längere Pause, dann fährt die Lok langsam und wenn ein langer Impuls kommt mit einer kurzen Pause, dann fährt die Lok schneller. Mit anderen Worten: Der Decoder verändert den Scheitelfaktor. Selbst wenn die Impulse immer die gleiche Spannung haben verändetr sich dessen Wirkung (oder eben die Effektivspannung)  

Zuviel Theorie? Ich hoffe, ich habs einigermassen rübergebracht. Ich weiss, die Elektrotechnik ist eine sehr theoretische Angelegenheit.

Gruss  

[Kalle]

Hi Martin,

eine Moeglichkeit, den "Strom", in Effektivwert umzusetzen ganz gleich welche Kurvenform, Freuqenz, welches Taktverhaeltnis usw,. bietet das sog. Hitzdraht-Instrument. Da es relativ traege ist, fuehren die "Strom- bzw. Spannungswerte", evtl mit Eingangsbeschaltung, zu einer  Erwaermung eines "Drahtes", welcher seine Laenge entsprechend aendert und  die dann irgendwie angezeigt wird. Als Beispiel dient ein "statischer" Heizofen" ohne Luefter usw. Dem waere es auch eigentlich egal, welchen "Strom" er bekommt - wenn genug elektr. Energie da ist, heizt er auch.
Die Temperatur waere abhaengig von dem Verhaeltnis der "Zeitflaechen" des Stromes.
Das Problem wird wohl sein, solch ein Instrument in empfindlicher Ausfuehrung heute zu bekommen.

Viele Gruesse

Karl
   

[Martin Lutz]

Hallo Karl,

Ja, du hast Recht.

Nur:
Ein solches Hitzedrahtinstrument wird man heute praktisch nicht mehr auf dem Markt finden. Ausserdem "verbraucht" es relativ viel Energie um den Draht aufzuheizen. Für die Moba ist dieses Messprinzip sicher nicht geeignet.

Aber in diesem Zusammenhang noch folgender Hinweis.

Der Effektivwert erzeugt so viel Heizenergie wie eine Gleichspannung gleicher Grösse.

Man kann sich auch folgendes vorstellen:

Man nehme eine Sinusform, klappe die negative Halbwelle nach oben wie es nach einem Brückengleichrichter geschieht.
Man stelle sich jetzt vor, dies seien jetzt Schotterhügel. So, jetzt nehme ich eine Schaufel und ebne die Schotterhügel zu einem Schotterplatz. Zweidimensional gedacht ergibt sich eine Ebene die höhenmässig genau auf dem Effektivwert zu
liegen kommt.

Gruss
 

[Hermann Hafner]

Hallo Martin

Danke vielmals für die Aufklärungen.

Also ein Osziloskop lege ich mir desswegen nicht zu, zumal ich es auch nicht verstehen würde.

Ich dachte, man könnte eventuell die Digitalsignale ausfiltern um so zu einem realen Wert zu kommen, aber es ist scheinbar nicht so leicht.


Freundliche Grüsse aus Zürich

Hermann  

[Andreas Hänsch]

Für alle Interesenten,

ich habe von meiner Moba mal Bilder von einen Grafischen Meßgerät ins Netz gestellt. So sieht das DCC- Signal in Ruhe aus. Ein einelnes Bild entspricht 150µS. Wie man sieht, kommen bei mir 18V in ungleichmäßiger Rechteckspannung raus.

Gruß
Andreas  

[Martin Lutz]

Hallo Andreas,

Coool    

Vielen Dank für diese Bilder

Gruss  

[Ulrich Weber]

Hallo,
ich habe nicht gedacht mit meiner Frage eine solche Diskussion auszulösen.Da ich aber, wie in einigen Beiträgen ausgeführt, keinen Mischbetrieb haben möchte werde ich mir wohl die Rocobahn zulegen.  

[Peter Ohnimus]

Hallo zusammen,

In Antwort auf:
Hallo Martin

Danke vielmals für die Aufklärungen.

Also ein Osziloskop lege ich mir desswegen nicht zu, zumal ich es auch nicht verstehen würde.

Ich dachte, man könnte eventuell die Digitalsignale ausfiltern um so zu einem realen Wert zu kommen, aber es ist scheinbar nicht so leicht.


Freundliche Grüsse aus Zürich

Hermann    

Es geht auch einfacher. Vorausgesetzt es kommt nicht auf wenige % Genauigkeit an, kann ein Ampermeter VOR dem Booster anzeigen wie hoch die Auslastung ist.

Gruß
Peter (der Neue  )  

[Hermann Hafner]

Hallo Peter

Herzlich Willkommen im Win-Digipet-Forum, respektive Stammtisch.

In Antwort auf:

Es geht auch einfacher. Vorausgesetzt es kommt nicht auf wenige % Genauigkeit an, kann ein Ampermeter VOR dem Booster anzeigen wie hoch die Auslastung ist.

Um die Auslastung unter Kontrolle zu halten, habe ich die Stromanzeigen von Gerd Boll, nach den Boostern eingesetzt.

Bei meiner Frage ging es um die Messung der Digital-Spannung (Volt).


Freundliche Grüsse aus Zürich

Hermann      

[Peter Ohnimus]

Hallo Hermann,

danke für die Klarstellung. Spannung und Strom sollte man auch als Laie nicht verwechseln.

Ein Vorteil hat diese Verwechslung gebracht:
Die Boll`s Seiten sind nun fest bei meinen Favoriten eingebaut.

Gruß
Peter
 

[Andreas Hänsch]

Hallo,

wie ihr alle wisst, bin ich wieder ein Schulkind. Heute habe ich mal meinen Elektrotechnik- Lehrer ausgequetscht in Sachen Rechteckspannung und Meßgerät. Er hat mir dabei wunderbar den Effektivwert erklärt und einen Tip zu Messen mit einem Multimeter gegeben.

Ich sollte es mal ausprobieren mit einer Diode, Kondensator und Widerstand. Ich habe es getestet und bin zu den Schluß gekommen. Bei mir reicht einfach eine Diode in Reihe zum Spannungsmesser. Multimeter auf DC und als Spannung wird ungefähr das gleiche angezeigt, wie das Grafische Meßgerät. Und dabei dachte ich immer, im Multimeter ist eine Gleichrichtung vorhanden.

Gruß
Andreas

[Kalle]

Hi Andreas,

nehme an, Deine Messschaltung zeigt ungefaehr den Wert in DC an wie das Oszilloskop die Spannung in Impulsdachhoehe anzeigt. Wenn dem so ist, so ist es die Spitzenspannung der Signalimpulse aehnlich der Spitzenspannung einer sinusfoermigen Wechselspannung - nicht der Effektivwert.
Dieser ist so ohne weiteres kaum moeglich - evtl.dass durch (un)glueckliche Umstaende in der Gesamtschaltung die Effektivspannung tatsaechlich ungefaehr gemessen wird.
Hoffe, das ich mit meiner Annahme richtig liege.

Mit vielen Gruessen aus Gelsenkirchen

Karl


Karl