Kurz: Um kurze Kontaktunterbrechungen und somit flackerndes Licht bei meiner H0 Digital Modellbahn zu verhindern, möchte ich mit Stützkondensatoren Abhilfe schaffen. Da die Elkos zu gross sind, dachte ich an Keramikkondensator in der Grössenordnung 100 µF 16v. Dazu finde ich aber leider keine passenden Angebote. Die LED Beleuchtung ist am Decoder angeschlossen. Am Decoder liegen etwa 21V Digitalspannung an. Auf 1001-digital.de stiess ich auf folgende Schaltung: https://www.1001-digital.de/media/kondensator-16v-1-s.jpg Demnach bräuchte ich einen Ladewiderstand von ca. 100Ω, Eine Z-Diode mit 19V und eine Schottky-Diode. Meine Fragen: 1. Der Ladewiderstand von 100Ω dient dazu, dass das System den Ladestrom nicht als Kurzschluss interpretiert, richtig? Schadet es, hier einen höheren Widerstand einzusetzen wenn viele solcher Stützkondensatoren auf der Anlage eingesetzt werden sollen? 2. Wozu dient D1 bei der Schaltung? Es soll eine Schottky-Diode MiniMelf SMD sein. 3. D2, parallel zum Kerko geschaltet ist eine Z-Diode mit 19V, welche die Spannung von 21V auf 19V dauerhaft begrenzen soll, richtig? Sind 19V geeignet für einen 16V Kerko da diese toleranter sind? Und Schützt die Z-Diode auch, wenn mal 25V anliegen sollten? 4. Wo finde ich Keramikkondensator mit 100 µF 16v in SMD Bauweise, aber nicht diese runden grossen? Ich suche diese ganz kleinen in metrischer Bauform.
Nick Hug schrieb: > 1. Der Ladewiderstand von 100Ω dient dazu, dass das System den Ladestrom > nicht als Kurzschluss interpretiert, richtig? Richtig. Er begrenzt aber auch den Stromverbrauch der am Kondensator angeschlossenen Bauteile, also deiner Beleuchtung. > Schadet es, hier einen > höheren Widerstand einzusetzen wenn viele solcher Stützkondensatoren auf > der Anlage eingesetzt werden sollen? Vielleicht bekommt dann deine Beleuchtung nicht mehr genug Strom. 100 Ohm bei 20mA sind schon 2V, die 100 Ohm sind also für 1, maximal 2 LEDs mit 20mA Nennstrom. Falls du aber nur eine 2mA LEDs verwendest, könntest du auch 1000 Ohm verwenden. Musst du also ausrechnen je nach dem, was angeschlossen wird. Je mehr/weniger Strom, um so kleiner/grösser kann auch der Kondensator sein. > 2. Wozu dient D1 bei der Schaltung? Es soll eine Schottky-Diode MiniMelf > SMD sein. Sie verhindert ein Entladen des Kondensators durch andere am selben Schleifer angeschlossenen Verbraucher (Motor) bei Kontaktausfall. > 3. D2, parallel zum Kerko geschaltet ist eine Z-Diode mit 19V, welche > die Spannung von 21V auf 19V dauerhaft begrenzen soll, richtig? Sind 19V > geeignet für einen 16V Kerko da diese toleranter sind? Nein. > Und Schützt die Z-Diode auch, wenn mal 25V anliegen sollten? Ja. So lange das nicht zu lange passiert, es sind immerhin 1.14 Watt für die Z-Diode, die sollte also ein 1.3W Modell sein. > 4. Wo finde ich Keramikkondensator mit 100 µF 16v in SMD Bauweise Nirgends. Nimm Elkos. Wenn dir das Leben der Afrikaner im Kongo egal ist, kannst du auch Tantalelkos verwenden, die sind eckig :-)
Nick Hug schrieb: > 2. Wozu dient D1 bei der Schaltung? Ich nehme an zur Stromentnahme bei Versorgungsunterbrechung. Der Strom soll ja dann schliesslich nicht über 100 Ohm fliessen, nicht wahr?!
MaWin schrieb: >> 4. Wo finde ich Keramikkondensator mit 100 µF 16v in SMD Bauweise > > Nirgends. ... Das stimmt nicht, es gibt schon länger 100uF Keramikkondensatoren in SMD (siehe zum Beispiel Link unten). allerdings ist zu beachten, dass Kerkos (und das ist um so schlimmer, je kleiner die Bauform und je größer die Nennkapazität ist) eine mit wachsender Spannung (extrem) schrumpfende Kapazität haben. Das kann heissen, dass er bei 16V nur z.B. 10uF besitzt, was für die Anwendung hier sicher suboptimal ist. http://de.farnell.com/taiyo-yuden/emk325abj107mm-t/kondensator-mlcc-x5r-100uf-16v/dp/2309033
mse2 schrieb: > ..., es gibt schon länger 100uF Keramikkondensatoren in SMD. > allerdings ist zu beachten, dass Kerkos (...) eine mit wachsender > Spannung (extrem) schrumpfende Kapazität haben. Das kann heissen, > dass er bei 16V nur z.B. 10uF besitzt, ... Kannst du dieses Gerücht durch ein Datenblatt oder qualifizierte Messungen belegen?
W.A. schrieb: > mse2 schrieb: >> ..., es gibt schon länger 100uF Keramikkondensatoren in SMD. >> allerdings ist zu beachten, dass Kerkos (...) eine mit wachsender >> Spannung (extrem) schrumpfende Kapazität haben. Das kann heissen, >> dass er bei 16V nur z.B. 10uF besitzt, ... > > Kannst du dieses Gerücht durch ein Datenblatt oder qualifizierte > Messungen belegen? Datenblatt eines X7R-Kerkos anbei, nur als Beispiel. Murata ist einer der wenigen Hersteller, die das relatv flächig in ihren Datenblättern dokumentieren... Weitere Quellen: "Why 47 uF capacitor drops to 37 uF- 30 uF- or lower.pdf" von Kemet TUTORIAL 5527 von Maxim Suche hier im Forum..... Oh - und wir reden nicht von Y5V oder solchem Zeug, sondern von XxR... Grüße MiWi
W.A. schrieb: > Kannst du dieses Gerücht durch ein Datenblatt oder qualifizierte > Messungen belegen? Das ist definitiv kein Gerücht! Hier mal ein bisschen Lesestoff: "Temp and voltage variation of ceramic caps, or why your 4.7-uF part becomes 0.33 uF" http://www.edn.com/design/analog/4402049/1/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor
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MiWi schrieb: > "Why 47 uF capacitor drops to 37 uF- 30 uF- or lower.pdf" von Kemet Ein Drop von 21..36% ist doch wohl eine ganz andere Nummer als die von dir genannten 90%. Selbst bei 75% Drop ist die Endkapazität noch einen Fakt 2.5 höher, als von dir orakelt. Thomas Elger schrieb: > http://www.edn.com/design/analog/4402049/1/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor Wo liest du aus der Tabelle die (reine) Spannungsabhängigkeit raus?
Für diese Applikation bieten sich eigentlich Doppelschicht-Kondensatoren an (sog. "Supercaps" oder "Goldcaps"). Allerdings gibt es sie meines Wissens nach leider nur mit kleinen Spannungen (5,5V), zumindest bei kleinen Bauformen. Evtl. müsste die LED-Schaltung also auf Parallelschaltung modifiziert werden, um mit kleinen Spannungen arbeiten zu können.
W.A. schrieb: > Wo liest du aus der Tabelle die (reine) Spannungsabhängigkeit raus? Mit "Lesestoff" meinte ich eigenlich weniger die Tabelle, als vielmehr den ganzen Artikel. Ich fand ihn jedenfalls sehr erhellend, als ich neulich mal eher zufällig darauf gestoßen bin...
W.A. schrieb: > Kannst du dieses Gerücht durch ein Datenblatt oder qualifizierte > Messungen belegen? Es wurde ja schon vieles dazu geschrieben. Trotzdem noch einmal ein paar Bemerkungen von mir: Ich werde Dir nicht die Arbeit abnehmen, an meinem freien Tag Datenblätter zu suchen. (ich hab` welche auf der Arbeit, nicht jedoch hier zuhause.) Woher ich dieses Wissen (nicht Gerücht) habe? Aus meiner langjährigen Berufserfahrung als Entwickler. Die meisten unerfahrenen Entwickler (so damals auch ich) stolpern irgendwann über dieses Problem. Woher der Effekt kommt: es sind Sättigungserscheinungen des Dielektrikums (genauso wie Ferritmaterialien in Sättigung gehen, wenn die magnetische Feldstärke zu groß wird.) Wenn alle Dipole ausgerichtet sind, trägt das Dielektrikum nicht mehr zu einer Erhöhung der Verschiebungsdichte bei, dann ist reagiert der Kondensator mehr und mehr so, als wäre nur Luft zwischen den Platten. Diese treten um so heftiger in Erscheinung, je kleiner die Bauform ist und je größer die Kapazität. Einen 1pF Kerko kann man locker mit geringer spannungsabhängigkeit bauen. Aber bei 100uF gibt's das Problem sicherlich massiv, zumal bei 16V.
W.A. schrieb: > MiWi schrieb: >> "Why 47 uF capacitor drops to 37 uF- 30 uF- or lower.pdf" von Kemet > > Ein Drop von 21..36% ist doch wohl eine ganz andere Nummer als die von > dir genannten 90%. Ein Drop auf_ nicht _um bei Nennspannung des Kerkos lies das Murata-Datenblatt. > Selbst bei 75% Drop ist die Endkapazität noch einen Fakt 2.5 höher, als > von dir orakelt. > > Thomas Elger schrieb: >> > http://www.edn.com/design/analog/4402049/1/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor > > Wo liest du aus der Tabelle die (reine) Spannungsabhängigkeit raus? Ach W.A.... Wenn Du so pingelig bist wie du hier antwortest dann kannst Du die grundsätzliche Aussage "Achtung, 100u Keramik haben bei xyz V nicht 100u sondern deutlich weniger" natürlich nicht einwandfrei nachvollziehen. Der TO mit seiner Eisenbahnbeleuchtung jedoch wird schon wissen, wie er mit dem in den verlinkten pdfs präsentiertem Wissen nun produktiv umgehen kann. Grüße MiWi
Gut, ich verstehe. Es entsteht also ein relativ grosser Verlust an Leistung, wenn diese Keramikkondensatoren bei voller Spannung betrieben werden. Wie viel dies nun ist weiss ich nicht. Die Idee kommt übrigens nicht von mir sondern von diesem Blogger und Verkäufer: https://www.1001-digital.de/pages/basteln-bauen/elektronisches/anleitungen/pufferschaltung-fuer-16-v-smd-kondensatoren.php Anscheinend funktioniert es, wie gross der Nutzen nun ist kann ich halt nicht beurteilen. Da ich eigentlich die kleine Bauweise bevorzugte bin ich auf diese Keramikkondensatoren gekommen. Wären denn Elkos in meinem Fall besser geeignet. Evtl. etwas in der Grösse 100 µF 25v? Diese kann ich ja auch getrost parallel schalten um eine höhere Leistung zu erreichen. Die Goldcups sind wohl wegen der niedrigen Spannung weniger geeignet. Wie viel µF sind eigentlich empfehlenswert? Mir fehlt ein wenig das Vorstellungsvermögen. Beleuchtet wird mit ca. 7-10 Leds, 3V 20mA. Werden aber vermutlich noch mit einem grossen Vorwiderstand zwischen 1kΩ und 15kΩ versehen.
Nick M. schrieb: > Wie viel µF sind eigentlich empfehlenswert? Dich stört das flackern, du willst es damit beheben, also so viel, bis es behoben ist. Wenn deine Gleise so schlecht sind, daß Zentimeter weise kein Kontakt herrscht, müssen sie grösser sein, als mit geputzen Gleisen. Und wenn du mehr LEDs mit mehr Strom parallel hast, muss es mehr sein, als wenn LEDs in Reihe geschaltet mit geringem Strom zur Beleuchtung verwendet werden, wir wissen nicht, wie deine Beleuchtung ist, aber es kann problemlos ein Faktor 100 dazwischen liegen.
Nick M. schrieb: > Wie viel µF sind eigentlich empfehlenswert? Mir fehlt ein wenig das > Vorstellungsvermögen. Beleuchtet wird mit ca. 7-10 Leds, 3V 20mA. Werden > aber vermutlich noch mit einem grossen Vorwiderstand zwischen 1kΩ und > 15kΩ versehen. Damit "verbrätst" Du aber auch das bisschen wertvolle, im Kondensator gespeicherte Energie hauptsächlich über die Widerstände, statt sie effektiv zur Beleuchtung zu nutzen. Wenn Du die LEDs nicht in Serie schaltest, könntest Du doch eine kleine Arbeitsspannung (z.B. 5V) verwenden und damit doch den Doppelschicht-Kondi. Von 16V auf 5V könntest Du über einen Linearregler "vernichten" (Leistung beachten!), oder bei fest vorgegebenen LED-Strom auch über einen simplen Widerstand. Zur Dimensionierung des Kondensators: Du kannst Dir leicht ausrechnen, um wieviel die Kondensatorspannung bei gegebener Strombelastung absinkt: U = I * t / C U = Spannung (Volt), um die die Spannung am Kondensator absinkt, wenn für die Zeit t (Sekunden) der Kondensator mit dem Strom I (Ampere) entladen wird. Die Kapazität des Kondensators wird in Farad eingesetz, z.B. ein 100 µF Kondi = 0.0001 F, der eine Zentel Sekunde die LEDs mit 100 mA versorgen muss, verliert dabei theoretisch 100V - ist also dafür viel zu klein!
Die LEDs wollte ich in Serie schalten, so muss ich weniger Volt "verbraten". Trotzdem werden sie wohl immer noch zu grell sein, weshalb ein grösserer Widerstand notwendig sein wird. Blicke gerade nicht mehr durch, was ich nun wie am sinnvollsten mit welchem Kondensator kombiniert anschliessen soll. SMD Keramikkondensator: Verliert zu viel Leistung bei 16V. --> Goldcaps --> nur ca. 5V, bedingt Parallelschaltung der LEDs = hoher Strom --> Goldcaps in Serie schalten bringt wenig, da die Leistung mit jedem Goldcap verringert wird. Bleiben noch die Elkos.. 100µF 35V, zwei bis drei Stück parallel geschalten.
Nick M. schrieb: > Goldcaps in Serie schalten bringt wenig, da die Leistung mit jedem > Goldcap verringert wird. Ich weiß nicht so genau, was du hier mit "Leistung" meinst, und mir ist auch nicht klar, was da verringert werden soll. Zwei Goldcaps können doppelt soviel Energie speichern wie einer. Das ist erstmal unabhängig davon, ob sie parallel oder in Reihe hängen.
Nick M. schrieb: > Die LEDs wollte ich in Serie schalten, so muss ich weniger Volt > "verbraten". Trotzdem werden sie wohl immer noch zu grell sein, weshalb > ein grösserer Widerstand notwendig sein wird. Ok, dachte Du willst die einzelne LED mit je 10-20 mA an 21V betreiben und deshalb der große Vorwiderstand pro LED... Aber, wenn Du die LEDs in Serie schaltest (z.B. 7 Stück) und die an 21V mit 1,5 kOhm immer noch "zu grell" sind, bist Du bei 1-2 mA für die LED! 16V Kondis würde ich übrigens keinesfalls mit mehr als 16V betreiben...
Rolf Magnus schrieb: > Zwei Goldcaps können doppelt soviel Energie speichern wie einer. Das ist > erstmal unabhängig davon, ob sie parallel oder in Reihe hängen. Google mal, auch hier im Forum schon einige Male erwähnt. Thomas Elger schrieb: > Aber, wenn Du die LEDs in Serie schaltest (z.B. 7 Stück) und die an 21V > mit 1,5 kOhm immer noch "zu grell" sind, bist Du bei 1-2 mA für die LED! Wie meinst du das? Ist ja positiv, da sie weniger Strom verbrauchen, nicht?
mse2 schrieb: > Woher der Effekt kommt: es sind Sättigungserscheinungen des > Dielektrikums (genauso wie Ferritmaterialien in Sättigung gehen, wenn > die magnetische Feldstärke zu groß wird.) Wenn alle Dipole ausgerichtet > sind, trägt das Dielektrikum nicht mehr zu einer Erhöhung der > Verschiebungsdichte bei, dann ist reagiert der Kondensator mehr und mehr > so, als wäre nur Luft zwischen den Platten. Dann ist das aber eine differentielle Größe, i.e. dQ/dU ändert sich abhängig von der Spannung. Für den Schutz gegen (tiefe) Spannungseinbrüche wirkt sich diese Abflachung der Q/U-Kurve lange nicht so dramatisch aus, weil der flache Teil der Kurve schnell durchfahren wird und schon nach geringer Abnahme der Spannung Ladung aus dem Kondensator nachgeschoben wird.
Ich meine, bei nur 1mA pro LED wäre auch die Verlustleistung (21V->5V) bei Parallelschaltung vertretbar. Die um Größenordnungen höhere Kapazität der Goldcaps sollte den Nachteil dieser "Energievernichtung" mehr als ausgleichen...
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Nick M. schrieb: > Rolf Magnus schrieb: >> Zwei Goldcaps können doppelt soviel Energie speichern wie einer. Das ist >> erstmal unabhängig davon, ob sie parallel oder in Reihe hängen. > > Google mal, auch hier im Forum schon einige Male erwähnt. Was soll er da googlen? Die Aussage ist richtig! Zwar halbiert sich durch Serienschaltung die Kapazität, aber da die max. Spannung verdoppelt wird und die Energie im geladenen Kondensator E = 1/2 C * U^2, verdoppelt sich der Energiegehalt der gesamten Anordnung, wenn man die die Kapazität halbiert und die Spannung verdoppelt!
Thomas Elger schrieb: > bei Parallelschaltung vertretbar. Die um Größenordnungen höhere > Kapazität der Goldcaps sollte den Nachteil dieser "Energievernichtung" > mehr als ausgleichen... Was wiederum wahr ist.. Wäre da nicht der Platzmangel Thomas Elger schrieb: > Was soll er da googlen? Die Aussage ist richtig! > Zwar halbiert sich durch Serienschaltung die Kapazität, aber da die max. > Spannung verdoppelt wird und die Energie im geladenen Kondensator > E = 1/2 C * U^2, verdoppelt sich der Energiegehalt der gesamten > Anordnung, wenn man die die Kapazität halbiert und die Spannung > verdoppelt! Wenn ich 4 Goldcaps in Serie schalte erhalte ich ca. 22V, die Kapazität wird aber durch vier geteilt, sprich bei je 1F der Goldcaps erhalte ich eine Kapazität von 0.25F = 250'000µF. Kann das so stimmen? Die Verdrahtung würde aber zunehmend komplizierter..
Nick M. schrieb: > Wozu dient D1 bei der Schaltung? MaWin schrieb: > Sie verhindert ein Entladen des Kondensators durch andere am selben > Schleifer angeschlossenen Verbraucher (Motor) bei Kontaktausfall. Quark! Im Blog steht (wie mse2 bereits angenommen hat): > Zum schnellen Entladen wird der Widerstand mit einer Diode in > entsprechender Richtung gebrückt. So geht, wenn der Kondensator > Energie abgeben soll, kein Strom am Widerstand verloren. Nick M. schrieb: > Am Decoder liegen etwa 21V Digitalspannung an. Und wenn der Digital-Ausgang auf "Low" geht: Ist dort ein Low-Side-Schalter, der den Kondensator entlädt, damit das Licht schnell aus geht? Falls nicht: Warum hängt die LED-Beleuchtung nicht direkt am Kondensator, sondern über D1? Das Rest-Flackern könnte dadurch doch noch geringer sein. Bei 21V ich würde ich 25V-Kondensatoren nehmen, statt ständig Strom über R1 und D2 zu verheizen. Falls 16..20V-Kondensatoren: Soll er für D2 eine VST-Diode oder eine Z-Diode nehmen? Z-Dioden haben oft größere Toleranzen. Wie wär's mit Tantal? http://www.avx.com/docs/catalogs/TAJ%20Auto.pdf Die TAJ-Serie von avx gibt es massenweise bei Aliexpress, hier z.B. 20V, 100µF für 50 cent: http://www.aliexpress.com/item/TAJE107K020RNJ/2031964263.html Es gibt auch 25V 47µF
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Hi, soo viel Platz inst nun aber auch nicht in einem HO-Modelleisenbahnanhänger, oder? Ich würde kleinere Kondensatoren parallel schalten und auf gar keinen Fall über die Nennspannung hinaus gehen! Diese lassen sich sicher auch einfacher im Hänger verteilen oder außen unter dem Wagen als "Batteriekasten" getarnt unterbringen. Um jetzt bei Reichelt zu bleiben, was ja hier ein beliebter "versender" zu sein scheint, würde ich die 47µF/16V kaufen und drei parallel schalten. http://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G1210-High-Cap/X5R-G1210-47/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=5155&ARTICLE=107458&OFFSET=16&WKID=0&; Mit dünnem Kupferlackdraht ist das super getarnt unterzubringen, denke ich mal. Als Diode: http://www.reichelt.de/BA-BAY-BB-Dioden/BAT-43WS/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2988&ARTICLE=95208&SEARCH=sod323&OFFSET=16&WKID=0&; Als Z-Diode: http://www.reichelt.de/SMD-Z-Dioden-Mini-Melf/SMD-ZF-15/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2995&ARTICLE=18932&SEARCH=zener&OFFSET=16&WKID=0&; Widerstand: http://www.reichelt.de/SMD-0805-100-Ohm-820-Ohm/SMD-0805-180/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=3096&ARTICLE=32877&SEARCH=180%20ohm&OFFSET=16&WKID=0&; Widerstand: http://www.reichelt.de/1-4W-1-100-Ohm-976-Ohm/METALL-180/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=3077&ARTICLE=11563&SEARCH=180ohm&OFFSET=16&WKID=0&; Kupferlackdraht 0.22mm: http://www.reichelt.de/CUL-100-0-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=57178&artnr=CUL+100%2F0%2C22&SEARCH=kupferlackdraht Die maximale Verlustleistung der Z-Diode beträgt 500mWatt - der Vorwiderstand ist bei (dauerhafter) 21Volt Decoderspannung bitte auf ca.180R zu erhöhen.
1 | 500mW/16V = 0.03125A iZ_max |
2 | (21V-16V)/0.03125mA = 160Ohm |
http://de.farnell.com/taiyo-yuden/emk325abj107mm-t/kondensator-mlcc-x5r-100uf-16v/dp/2309033 http://de.farnell.com/murata/grm32er61c476me15l/kondensator-mlcc-x5r-47uf-16v/dp/1735538 http://de.farnell.com/on-semiconductor/mmsz5246bt1g/zener-diode-16v-0-5w-sod-123/dp/2101825 http://de.farnell.com/nxp/1ps76sb10/schottky-diode-200ma-30v-sod-323/dp/1081179 http://de.farnell.com/panasonic-electronic-components/erjp06f1800v/dickschichtwiderstand-180r-0-5w/dp/1750745 http://de.farnell.com/multicomp/mcmf0w4ff1800a50/metal-film-resistor-180-ohm-250mw/dp/1126943 http://de.farnell.com/pro-power/ecw0-2/kupferlackdraht-0-2mm-1850m-rolle/dp/1230974 Viel Erfolg Axelr.
W.A. schrieb: > Dann ist das aber eine differentielle Größe, i.e. dQ/dU ändert sich > abhängig von der Spannung. Das stimmt. > Für den Schutz gegen (tiefe) > Spannungseinbrüche wirkt sich diese Abflachung der Q/U-Kurve lange nicht > so dramatisch aus, weil der flache Teil der Kurve schnell durchfahren > wird und schon nach geringer Abnahme der Spannung Ladung aus dem > Kondensator nachgeschoben wird. Hä? Tatsache ist, dass die (differenzielle) Kapazität mit wachsender (absoluter) Spannung (drastisch) sinkt. Im Ergebnis für Energiespeicheranwendungen heißt das, dass bei z.B. 16V wesentlich weniger Ladung gespeichert ist, als das der Fall wäre, wenn die Kapazität konstant geblieben wäre. Beim Entladen erlebt man dann, dass die Spannung bei Stromentnahme viel schneller sinkt, als sie das bei einer konstanten Kapazität täte.
@Axel: Hast Du den Tread gelesen? Siehe 'Figure 1' unter: http://www.edn.com/design/analog/4402049/2/Temperature-and-voltage-variation-of-ceramic-capacitors--or-why-your-4-7--F-capacitor-becomes-a-0-33--F-capacitor Axel R. schrieb: > Um jetzt bei Reichelt zu bleiben, was ja hier ein beliebter "versender" > zu sein scheint, würde ich die 47µF/16V kaufen und drei parallel > schalten. http://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G1210-High-Cap/X5R-G1210-47/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=5155&ARTICLE=107458&OFFSET=16&WKID=0&; Das ist ein "X5R 1210", hat also bei 20V nach der o.g. 'Figure 1' noch 2.7µF. Mehrere parallel schalten heißt mehr Volumen und lohnt sich nur, wenn der Platz, der zur Verfügung steht 'verwinkelt' ist. Gegen Reichelt spricht nix, ist halt nur teurer, allein 5€ Versand, der bei Ali schon mal entfällt, wenn man auf 'Free shipping' drückt. Aber das muss ja jeder selbst wissen. Reichelt sendet oft innerhalb von 2 Tagen und ist bei dringenden Bestellungen auch bei mir beliebt. Reichelt hat natürlich auch Tantal-Kondensatoren. Axel R. schrieb: > der Vorwiderstand ist bei (dauerhafter) 21Volt Decoderspannung bitte > auf ca.180R zu erhöhen. Und warum meinst Du, dass er so viel Leistung 'verheizen' soll?
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Hi Axel, da hast du ja richtige Arbeit geleistet, vielen Dank! Tatsächlich ist sehr wenig Platz bei meinem Zug und diese kleinen von dir verlinkten Kondensatoren wären natürlich ideal geeignet und es liessen sich tatsächlich sicher 10 Stück parallel verbauen. NUR, wie bereits weiter oben geschrieben wurde, sind diese wegen der abfallenden Leistung bei höherer Spannung nur bedingt geeignet. Torsten C. schrieb: > Bei 21V ich würde ich 25V-Kondensatoren nehmen, statt ständig Strom über > R1 und D2 zu verheizen. Axel R. schrieb: > Ich würde kleinere Kondensatoren parallel schalten und auf gar keinen > Fall über die Nennspannung hinaus gehen! Was denn nun? Da scheint man sicher aber nicht ganz einig zu sein.. Wieso Axel würdest du auf gar keinen Fall über die Nennspannung, sprich über die 21V hinaus gehen?
mse2 schrieb: > Hä? > > Tatsache ist, dass die (differenzielle) Kapazität mit wachsender > (absoluter) Spannung (drastisch) sinkt. Tatsache ist aber auch, dass beim Entladen selbst wenn zwischen z.B. 16 und 14V wenig Ladung aus dem Kondensator herauskommt, d.h. die Entladekurve steiler verläuft, unterhalb wieder alles i.O. ist, man also wieder den normalen Abfall entsprechend der nominellen Kapazität hat. Nimm einfach mal einen Rechteckgenerator, der in der Lage ist, an die Maximalspannung des Kondensators zu gehen und dann häng den über einen Widerstand an den Kondensator. Wenn du jetzt auf dem Oszi/DSO die Lade-/Entladekurven eines solchen, an die Grenze gefahrenen Keramikkondensator mit einem Elko großzügiger Spannungsfestigkeit vergleichst, siehst du, wie nur bei hoher Spannung über dem Kondensator Steigung der Lade/Entladekurve zunimmt.
Nick M. schrieb: > Wieso Axel würdest du auf gar keinen Fall über die Nennspannung, sprich > über die 21V hinaus gehen? Er meint sicher die Nennspannung der Kondensatoren.
Nick M. schrieb: > Axel R. schrieb: >> Ich würde kleinere Kondensatoren parallel schalten und auf gar keinen >> Fall über die Nennspannung hinaus gehen! > Wieso Axel würdest du auf gar keinen Fall über die Nennspannung, sprich > über die 21V hinaus gehen? Die Versorgungsspannung (21V) oder Z-Dioden-Spannung (16V) soll nicht über Nennspannung der Kondensatoren heraus gehen.
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W.A. schrieb: > Nimm einfach mal einen Rechteckgenerator Mach das doch selbst! Was Du sehen sein wirst, auch ohne Oszi/DSO: LEDs werden ganz schnell dunkler, weil der Spannungsabfall am Vorwiderstand vor den Dioden rapide sinkt, weil die Kondensator-Spannung bereits bei vielleicht 12V die Summe der Vorwärtsspannungen der Dioden erreicht hat und gar kein Strom mehr fließt. Die Kapazität bei 12V interessiert nicht, sondern die bei 12..20V
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Nick M. schrieb: > Wenn ich 4 Goldcaps in Serie schalte erhalte ich ca. 22V, die Kapazität > wird aber durch vier geteilt, sprich bei je 1F der Goldcaps erhalte ich > eine Kapazität von 0.25F = 250'000µF. Kann das so stimmen? Die Rechnung stimmt! Allerdings halte ich Kapazitäten von 1F (bzw. 250mF) hier für etwas übertrieben. Kleinere Bauformen mit ein paar Millifarad würden es sicher auch tun... > > Die Verdrahtung würde aber zunehmend komplizierter.. Tja, so ist das halt meistens in der Elektronik: die Entwicklung besteht zunächst mal zu einem großen Teil darin, die verschiedenen "Tradeoffs" gegeneinander zu abzuwägen und sich dann für das in der jeweiligen Anwendung kleinste Übel zu entscheiden! Ich würde hier bei 10 LEDs mit je 1 mA Betriebsstrom, wie gesagt, das Übel von etwas mehr Verlustleistung (genauer: (21-5)*10mA = 160mW, -> 1,6kOhm, 1/4W) in Kauf nehmen und dafür mit nur einem 5,5V Kondensator auskommen. Jede LED bekommt dann eben ihren eigenen Vorwiderstand (ca. 2 kOhm) und wird damit an 5V betrieben.
Torsten C. schrieb: > MaWin schrieb: >> Sie verhindert ein Entladen des Kondensators durch andere am selben >> Schleifer angeschlossenen Verbraucher (Motor) bei Kontaktausfall. > > Quark! Im Blog steht (wie mse2 bereits angenommen hat): >> Zum schnellen Entladen wird der Widerstand mit einer Diode in >> entsprechender Richtung gebrückt. So geht, wenn der Kondensator >> Energie abgeben soll, kein Strom am Widerstand verloren. Stimmt, die Schaltung hab ich nur überflogen. Das ist ja eher unsinnig, eine langsame Ladung, aber schnelle Entladung zuzulassen. Damit die Beleuchtung weiterleuchtet, müsste es so aufgebaut werden, sonst zieht der Motor die ganze Ladung aus dem Kondensator. Schottky LEDs Schiene --|>|--100R--+----------+--R--|>|--|>|--|>|--|>|--+ | | | Z-Diode Kondensator | | | | Rückleietr ----------+----------+-------------------------+
Michael Bertrandt schrieb: > müsste es so aufgebaut werden ... > > Schiene --|>|--100R-- "Schiene" ^^ stimmt nicht. Das ist ein "Digital-Ausgang". Falls der Digital-Ausgang keinen Low-Side-Schalter hat, der dafür sorgen soll, dass das Licht sofort aus geht, kann man das so machen. Nicht gelesen?^^
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Ein Motor ist nicht mit am Decoder angeschlossen. Generell muss ich mich noch entscheiden, ob ich den Decoder stützen möchte oder eben nur die LEDs. Der Decoder bietet zwei Lötstellen, um einen Kondensator entsprechen anzuschliessen. Für das Erstere würde die Möglichkeit der Goldcaps sprechen, für die Letztere hingegen, dass Lichteffekte wie "Neonlicht", wo die Lampen zuerst flackern, weiterhin möglich ist. Gegenüber den SMD-Vielschichtkondensator bin ich deshalb noch etwas abgeneigt, da sie eben an Kapazität verlieren. Die Elkos sind mir irgendwie einfach zu gross für deren Leistung. Momentan tendiere ich eher zu Goldcaps direkt am Decoder. Aaber auch hier hindert mich wieder meine Unwissenheit: Ich weiss nicht ob 4 Stück seriell geschalten reichen = 22V, oder ob der Decoder hier mehr erwartet. Oder einfach per Z-Diode absichern? Zudem müssen ja die Goldcaps noch ausgeglichen werden, was die Spannung anbelangt. Wie müssen hierfür die Widerstände zwischen den Goldcaps gelötet werden? Meines Erachtens sind 8 Ausgleichswiderstände nötig, oder 4?
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Sorry, es sollte heißen: Die Kapazität unter 12V interessiert nicht, sondern die bei 12..20V.^^ Nick M. schrieb: > Generell muss ich mich noch entscheiden, ob ich den Decoder stützen > möchte oder eben nur die LEDs. @Nick M.: Zu "Decoder stützen": Ist ein "Flackern" durch schnelles Schalten der Digitalausgänge möglich? Hört sich jedenfalls gut an. Wie ist Deine Meinung zu Tantal-Kondensatoren? Bei reichelt aber nur bis 10µF: http://www.reichelt.de/index.html?ARTICLE=18848
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Torsten C. schrieb: > @Nick M.: Zu "Decoder stützen": Ist ein "Flackern" durch schnelles > Schalten der Digitalausgänge möglich? Hört sich jedenfalls gut an. Ja, macht aber der Decoder selbst bei entsprechend gewählter Funktion. > > Wie ist Deine Meinung zu Tantal-Kondensatoren? Wenn es anders geht umso besser, zumal ich darin keinen entscheidenden Vorteil für mich gesehen habe. Daher auch nicht in meiner näheren Auswahl.
Nick M. schrieb: > zumal ich darin keinen entscheidenden Vorteil für mich gesehen habe Mag sein, das hängt vom Bauraum ab. Tantal ist halt kleiner als SuperCaps, falls die Kapazätät reicht. PS: Kleiner SuperCap FC0H473ZFTBR24 für ca. 150ct: Case Length: 10.8 mm Case Width: 10.8 mm Case Height: 5.5 mm Capacitance: 0.047 Farad Voltage Rating: 5.5 V 3 x 5.5V = 16.5V bei 15mF für 450ct. Versandkosten sparen? Siehe: Beitrag "[Biete] Sammelbestellung de.Mouser.com 2015"
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Torsten C. schrieb: > FC0H473ZFTBR24 für ca. 150ct: Den finde ich aber teuer! Bei Reichelt gibt's 100mF/5.5V 10x10x5 mm schon für 81 Cent...
Thomas Elger schrieb: > Den finde ich aber teuer! Bei Reichelt gibt's 100mF/5.5V 10x10x5 mm > schon für 81 Cent... Genau diese habe ich auch ins Auge gefasst. Wieso drei? Nehme ich nicht besser gleich 4? Wenn ich diese in Serie schalte, sind Ausgleichswiderstände sinnvoll damit keiner der Kondensatoren plötzlich auf über 5.5V steigt, oder? Wie muss ich diese anlöten und wie gross müssen diese sein?
Thomas Elger schrieb: > Den finde ich aber teuer! Oh, ja, sorry! Nick M. schrieb: > … sind Ausgleichswiderstände sinnvoll …, oder? Ja, beim Aufladen müssen die Kapazitätstoleranzen ausgeglichen werden und danach unterschiedliche Leckströme, die sich mit dem Alter unterschiedlich verändern können. Nick M. schrieb: > Wie muss ich diese anlöten ... o-----o | | .-. | | | --- | | --- '-' | | | o-----o | | .-. | | | --- | | --- '-' | | | o-----o | | .-. | | | --- | | --- '-' | | | o-----o | | .-. | | | --- | | --- '-' | | | o-----o Sorry für die Größe, meine erste Zeichnung mit AACircuit. Nick M. schrieb: > wie gross müssen diese sein? Hmmm, erstmal Datenblätter lesen und evt. noch VST-Dioden (oder Z-Dioden) parallel zu den Widerstanden einsetzen. So richtig begeistert bin ich nicht von der Reihenschaltung.
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Torsten C. schrieb: > So richtig begeistert bin ich nicht von der Reihenschaltung. Was wäre denn dein Vorschlag? Der Decoder wird nunmal mit ca. 20V betrieben und die gilt es zu überbrücken. Die Goldcaps haben halt nur 5.5V..
Nick M. schrieb: > Der Decoder wird nunmal mit ca. 20V > betrieben und die gilt es zu überbrücken. Welche Zeit musst du denn überbrücken? Das sind doch allenfalls zehntel Sekunden. Wenn es länger dauert ist doch gar kein vernünftiger Betrieb mehr möglich. Mit den Goldcaps bist du in der Dimension Fahrradstandlicht. Das leuchtet aber 10 Minuten. Was gibt denn der Hersteller des Dekoders an? Da muss es doch eine Empfehlung geben. mfg.
Thomas Eckmann schrieb: > Welche Zeit musst du denn überbrücken? Das sind doch allenfalls zehntel > Sekunden. Wenn es länger dauert ist doch gar kein vernünftiger Betrieb > mehr möglich. Richtig. > Was gibt denn der Hersteller des Dekoders an? Da muss es doch eine > Empfehlung geben. Die gibt es. Siehe Seite 18 + 19 Kapitel 6.9. http://www.esu.eu/uploads/tx_esudownloads/51981_LokPilot_V40_Familie_ESUKG_DE_Betriebsanleitung_Auflage_3_eBook.pdf Der Hersteller empfiehlt 2200uF, aber da ist der Motor mit eingerechnet... Nur für meine paar LEDs sollte somit ein Bruchteil reichen denke ich.
Nick M. schrieb: > Was wäre denn dein Vorschlag? Ich hoffe, ich habe nix übersehen: Um welchen Strom geht es denn? Müssen es denn 25000µF sein? Wieviele 25V 47µF müssten parallel? Das ginge ohne Ausgleichswiderstände und ist einfacher zu löten. 4 Widerstände und 4 Kondensatoren sind auch schon 8 Bauteile, noch ohne TVS-Dioden. 8 x 47µF sind 376µF. Bei 2mA-LEDs würden die für 2..3s reichen, wenn ich nicht gerade auf dem Schauch stehe, Und warum schreibe ich dauernd 'VST'^^, wenn ich Suppressordioden meine? Sorry. Einen besseren Vorschlag als Tantal habe ich nicht.
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Torsten C. schrieb: > Um welchen Strom geht es denn? Müssen es denn 25000µF sein? Müssen es nicht, siehe mein vorheriger Beitrag. > Wieviele 25V 47µF müssten parallel? Das ginge ohne Ausgleichswiderstände > und ist einfacher zu löten. Fragt sich nur, wer solche anbietet? Bei Conrad und Reichelt bin ich schonmal nicht fündig geworden. > 4 Widerstände und 4 Kondensatoren sind auch schon 8 Bauteile, noch ohne > TVS-Dioden. Vielleicht eine blöde Frage, aber warum 4 Widerstände? Ich nehme an du sprichst von den Widerständen um den Ladestrom zu begrenzen.. Reicht da nicht einer für alle 4 Kondensatoren? > 8 x 47µF sind 376µF. Bei 2mA-LEDs würden die für 2..3s reichen, wenn ich nicht gerade auf dem Schauch stehe, 8? Vorher waren es gerade noch 4. Aber, wenn deine Rechnung stimmt, ist auch 1 Sekunde noch mehr als ausreichend.
Nick M. schrieb: > Der Hersteller empfiehlt 2200uF, aber da ist der Motor mit > eingerechnet... Nur für meine paar LEDs sollte somit ein Bruchteil > reichen denke ich. Ich hab an meinen Beleuchtungsdekodern 100µF hinterm Gleichrichter als Ladekondensator. Daran hängt ein linearer Spannungsregler für den Controller(Attiny13) und 7 Leds in Reihe für einen 303mm Waggon. Die LEDs sind auf ca. 50% gedimmt. Da fliessen keine 15mA. Der Rest ist Sauberkeit. Nicht nur die Gleise, sondern auch die Räder. Die werden nämlich oft vergessen. Ich gehe jetzt mal von 2-Leiter aus: In den Drehgestellen sind die Spitzen der Achsen in Kontaktblechen gelagert. Wenn man die zerlegt und sich die Kontaktfläche ansieht, kann man sein blaues Wunder erleben. Einfach mit einem 1mm Bohrer, per Hand natürlich, den Dreck rausschaben und es läuft wieder wie geschmiert. Ist bei Roco-Wagen eine Sache von 5 Minuten. Für beide Seiten. mfg.
Thomas Eckmann schrieb: > Ich hab an meinen Beleuchtungsdekodern 100µF hinterm Gleichrichter als > Ladekondensator. Daran hängt ein linearer Spannungsregler für den > Controller(Attiny13) und 7 Leds in Reihe für einen 303mm Waggon. Die > LEDs sind auf ca. 50% gedimmt. Da fliessen keine 15mA. Und das reicht dann? Wäre ja wunderbar, dann wäre ich mit meinen 100-400µF am Decoder sicherlich auch nicht schlecht bedient, wobei ich nicht abschätzen kann, was durch den Verbrauch des Decoders verloren geht.. > Der Rest ist Sauberkeit. Nicht nur die Gleise, sondern auch die Räder. > Die werden nämlich oft vergessen. Alles neu, aber nichts desto trotz kommt es ab und zu zu kleinen Unterbrüchen. > Ich gehe jetzt mal von 2-Leiter aus: Dreileiter. ;)
Nick M. schrieb: > warum 4 Widerstände? Du hast selbst 4 Kondensatoren und Ausgleichswiderstände vorgeschlagen, siehe Zeichnung mit AACircuit.^^ Nick M. schrieb: > 8? Vorher waren es gerade noch 4. In beiden Fällen 8 Bauteile, zum Vergleich mit gleichem Aufwand. Egal, kommt auf die gewünschte Kapazität an. Nick M. schrieb: > Fragt sich nur, wer solche anbietet? Mouser^^, Link siehe oben. Die "TCJ Series" hat auch 100µF, 25V, die gibt es aber nicht für 50ct bei Aliexpress: http://www.mouser.de/ProductDetail/AVX/TCJE107M025R0080/?qs=sGAEpiMZZMtZ1n0r9vR22XdZHW3aitVWDyMvcXp%252bkFA%3d
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Nick M. schrieb: > Dreileiter. ;) Da ist die Sicherheit doch eher höher als bei 2L. Aber im Dach oder in den Toiletten bekommt man sicher auch bei Märklin eine Menge eingebaut. mfg.
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Torsten C. schrieb: > 4 Widerstände und 4 Kondensatoren sind auch schon 8 Bauteile, noch ohne > TVS-Dioden. Torsten C. schrieb: > Du hast selbst 4 Kondensatoren und Ausgleichswiderstände vorgeschlagen, > siehe Zeichnung mit AACircuit.^^ Vollkommen richtig. Habe nicht gemerkt, dass du dich mit den 8 Bauteilen auf die Goldcaps beziehst. Jetzt macht es natürlich sinn.
Thomas Eckmann schrieb: > Da ist die Sicherheit doch eher höher als bei 2L. > > Aber im Dach oder in den Toiletten bekommt man sicher auch bei Märklin > eine Menge eingebaut. Naja, das ist relativ. Bei einem kurzen Schleifer auf zwei hintereinander folgenden DKWs kommt auch dieses System an seine Grenzen. Im Dach ja, aber halt nur 5mm. Das WC hat auch nur seine 6mm Durchmesser.
Hallo Thomas, es gibt für Die Modellbahn LED-Lichtleisten verschiedener Hersteller. Prinzip die 21 V werden auf 5 V herabgesetzt. Hier kommt dann ein Stützkondensator von 1 -2 F/5V (Gold-Cap) zum Einsatz. Dieser ist klein genug. Flackern ist weg und bi stromlosen Abschnitten leuchtet die Lichtleiste noch 1-2min. Für die 5V kommen zwei Systeme zum Einsatz 1. Spannungsregler (erzeugt viel Wärme) wird von den Herstellern billiger LED-Leisten angewndet 2 DC/DC Wandler (verlustfreie Spannungswandlung) Ich empfehle 2 bei 1 werden durch die Wärme die Plastikdächer verformt , da die Lichtleiste unterm Dach sitzt. Deine Lösung ist nicht optimal Bei 21V brauchst Du Ko's mit 25V Süannungsfestigkeit und wegen der Größe Tantalkondensatoren die recht teuer sind. Gruß Edgar
Torsten C. schrieb: >> Fragt sich nur, wer solche anbietet? > > Mouser^^, Link siehe oben. Sorry, finde ich keine die Lieferbar sind.. Edgar Falke schrieb: > Hier kommt dann ein Stützkondensator von 1 -2 F/5V (Gold-Cap) > zum Einsatz. Ja, diese Idee hatte ich aber eigentlich weiter oben verworfen, da ich damit keine Lichteffekte mehr machen kann, wie zum Beispiel das simulierte Flackern der Lampen beim Einschalten. Edgar Falke schrieb: > Deine Lösung ist nicht optimal > Bei 21V brauchst Du Ko's mit 25V Süannungsfestigkeit > und wegen der Größe Tantalkondensatoren die recht teuer sind. Stimmt. Da könnte ich dann auch wieder diese nehmen: haben einen Durchmesser von 5mm und passen grad noch so unters Dach: https://shop.dcc-versand.de/elektrolytkondensator-volt-p-867.html?osCsid=otm3gt23dplvaks9lscgsonaceof43gp
Nick M. schrieb: > Bei einem kurzen Schleifer auf zwei > hintereinander folgenden DKWs kommt auch dieses System an seine Grenzen. Ja, da ist 2L im Vorteil. Das ist zwar komplizierter zu verdrahten, geht aber praktisch unterbrechungsfrei. Ein zweiter Schleifer im anderen Drehgestell ist keine Option? mfg.
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Thomas Eckmann schrieb: > Ein zweiter Schleifer im anderen Drehgestell ist keine Option? Unschön da lauter und mehr Rollwiderstand. Da gefällt mir die Lösung mit den Elkos besser. Zumal ein Schleifer an einen Wagen müsste, da beim angetriebenen Drehgestell kein Schleifer montiert werden kann.
Nick M. schrieb: > Was wäre denn dein Vorschlag? Die ESU 54670 PowerPacks haben offenbar einen Buck- + Boost-Wandler drauf oder? Ich kenne die jetzt erst seit 5 Minuten aus dem Internet. Ein weiterer Vorschlag wäre, sich in China ein paar PCBs machen zu lassen. Unter 1mm PCB-Dicke kostet zwar Aufpreis, aber 1mm sind ja vielleicht tragbar. Für 5.5V SuperCaps würden sich Boost-Wandler anbieten. Es gibt auch fertige Mini-Boost-Wandler aus China, aber ich habe noch nicht geschaut, ob was passendes dabei ist. Vielleicht kommen die eh nicht in Frage. PS: Edgar Falke schrieb: > 2 DC/DC Wandler (verlustfreie Spannungswandlung) > Ich empfehle 2 Genau das meinte ich! Du warst schneller!
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Aufregend :) Da jetzt noch leuchtmittel-effekte hinzukommen, scheidet meine Idee mit den BestCap vom AVX wohl aus. Die hätte ich als nächstes rausgekramt... die gibt es in viereckig ganz flach usw.
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