Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafo für alte Lego-Eisenbahn (9V-System) nachbauen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Schaffner (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich habe hier eine alte 9V-Eisenbahn von Lego. Nach kurzer Recherche 
habe ich festgestellt, dass das System so seit 2006 nicht mehr 
hergestellt wird und Lego schon drei Generationen weiter ist (ob es auch 
eine Weiterentwicklung ist muss jeder für sich selbst entscheiden, jetzt 
fahren halt Batterien mit auf den Loks mit). Der eine oder andere kennt 
sicher noch das schöne, dicke Steuerpult mit dem großen gelben 
Drehrad...

Genau dieses Pult ist leider irgendwann kaputt oder verloren gegangen. 
Da die Eisenbahn verschenkt werden soll, möchte ich ein Steuerpult 
nachbauen. Immer Vollgas ist nicht so der Knaller...

Dazu habe ich den Motor bei 5V blockiert und 0,2A bzw. 0,3A gemessen, 
also um die 16,66 Ohm bzw. 1 oder 1,5W je nach Drehrichtung.

Die Frage ist, wie ich den Motor am besten "regle" (eine echte Regelung 
wirds mangels Feedback nicht).
Aus dem Bauch raus hätte ich ein 24V-Netzteil benutzt und mit einem 
LM317 und einem Poti zur Einstellung den Strom begrenzt (0-0,042 A). 
Umpolung dann mit Relais.
Vorteil: Komplett analog, hörbares Umschalten. Der LM317 wird bisschen 
warm, bei 1W Blockierleistung... aber ich vermute, dass die Kennlinie 
aus Strom und Drehzahl nicht konstant sein wird. 24V bei begrenztem 
Strom gleicht Übergangswiderstände besser aus.

Alternativ könnte ich was mit einem MOSFET+Relais und einem Poti mit AVR 
bzw. gleich einer H-Brücke wie dem L293D aufbauen. Da gefällt mir 
einerseits nicht, dass ich einen AVR in ein störanfälliges System 
einbauen muss und andererseits mag ich die Vorstellung nicht, dass 
irgendwo eine meterlange Antenne mit 12V PWM rumsendet. Dafür halt 
verlustarm und mit einem Poti ohne Umschalter machbar.

Wie würdet ihr das angehen?

von Sam W. (sam_w)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier im "Spur 1 Gemeinschafts-Forum" hat jemand mal diesen Regler offen 
gehabt:
https://s1gf.de/index.php?page=Thread&threadID=31901

Der Ansatz mit LM317 scheint also damals auch verwendet worden zu sein.
Original läuft das System mit einem 9-12V Wechselspannungsadapter.

Die Regler gibt es allerdings häufig für weniger als 15 € zu kaufen. 
Aber wenn man die Zeit für den Selbstbau hat, wieso nicht :-D

von MaWin (Gast)


Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
Schaffner schrieb:
> Wie würdet ihr das angehen

Besorge die ein Bopla Element Gehäuse, bau eine Platine mit Poti und 
LM317 ein und einen Schalter zum umpolen der Ausgangsspannung und 
schliesse über eine Hohlbuchse ein Steckernetzteil nicht über 12V an.

Achte drauf: Spielzeugtrafos müssen rückspeisefest sein, am Ende 12V~ 
reinstecken darf nicht zu 230V~ am Stecker führen. Daher würde ich ein 
Gleichspannungssteckernetzteil wählen, spart auch Gleichrichter und 
übergrossen Siebelko

Und bau es dauerkurzschlussfest, der LM317 begrenzt zwar den Strom, das 
Netzteil darf wegen dem Strom aber nicht abrauchen.

von Schaffner (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gut, die LM317-Lösung scheint brauchbar zu sein. Wenn's schon original 
so gemacht wird...
Warum maximal 12V?
Höhere Spannung gibt doch mehr Regelspielraum für die KSQ, dachte ich. 
24V müssten die Motoren doch aushalten.

von Jörg R. (solar77)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Schaffner schrieb:
> Warum maximal 12V?
> Höhere Spannung gibt doch mehr Regelspielraum für die KSQ, dachte ich.

Nur 12V wegen der bei höherer Spannung unnötig entstehenden 
Verlustleistung am 317.


> 24V müssten die Motoren doch aushalten.
Wie kommst Du darauf?

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:

> Achte drauf: Spielzeugtrafos müssen rückspeisefest sein, am Ende 12V~
> reinstecken darf nicht zu 230V~ am Stecker führen.

Gibts für die Lösung dieses Problems eigentlich eine Standardlösung?

Beitrag #6373816 wurde vom Autor gelöscht.
von Anja (Gast)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> Achte drauf: Spielzeugtrafos müssen rückspeisefest sein,

Es gelten sicherlich auch stark reduzierte maximal zulässige 
Ableitströme gegenüber einem heutzutage üblichen Schaltnetzteil.

Ich würde da eher auf ein Medizinnetzteil (2 * MOPP) oder ein 
Trafo-Netzteil zurückgreifen.

Gruß Anja

von Anja (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Schaffner schrieb:
> Höhere Spannung gibt doch mehr Regelspielraum für die KSQ, dachte ich.
> 24V müssten die Motoren doch aushalten.

Aber die Zunge Deiner Kinder nicht wenn sie auf die Idee kommen sollten 
eine "Spannungsprüfung" durchzuführen. Nimm doch lieber Batterien.

Gruß Anja

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schaffner schrieb:

> Gut, die LM317-Lösung scheint brauchbar zu sein. Wenn's schon original
> so gemacht wird...
> Warum maximal 12V?
> Höhere Spannung gibt doch mehr Regelspielraum für die KSQ, dachte ich.
> 24V müssten die Motoren doch aushalten.

Da 24V die zulässige Höchstspannung für solche Netzgeräte ist,
würde ich eher etwas Sicherheitsabstand zu diesem Höchstwert
einplanen.

von Manfred (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Schaffner schrieb:
> ein 24V-Netzteil benutzt und mit einem LM317
> und einem Poti zur Einstellung den Strom begrenzt (0-0,042 A).

Ich bezweifele, dass eine Einstellung des Stroms sinnvoll ist. Ist auch 
etwas unhandlich, da dann der gesamte Strom über das Poti muß.

Ich würde erstmal den LM317 mit einstellbarer Spannung aufbauen.

> ein 24V-Netzteil

Nee, viel zu hoch!

Dem Link nach, den Sam W. gepostet hat, scheint im Original ein LM317 zu 
sitzen und als Speisung ein Steckernetzteil vorgesehen. Melde Dich dort 
im Forum an, damit man die Beschriftung des Steckertrafos lesen kann. 
Die Leistung scheint überschaubar gering, ich würde mal gucken, was an 
Steckernetzteilen von z.B. einem alten Modem oder Schnurlostelefon auf 
dem Kramhaufen liegt.

von ABC (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe hier noch die lego bahn inkl. funktionsfähigem Pult. Wenn es 
dir etwas hilft kann ich es gerne die nächsten Tage aufschrauben und 
Details zum Aufbau liefern.

von Hartmut S. (hsemken)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die analoge Variante wäre auch mein Favorit.
Der LM317 hat integrierten Selbstschutz gegen Überlast und 
Übertemperatur, reagiert m.W. nur unwirsch auf Speisung vom Ausgang her; 
daher nähme ich eine Schottky-Diode parallel so, dass am Ausgang 
angelegte Spannung zum Eingang abgeleitet wird.

Die Bahn führt doch den Strom über die Schienen dem Motor zu, richtig?
Dann lieferte das Steuerpult eben die maximal 9V Ausgangsspannung?

Ein 24V-Netzteil wäre damit falsch: bei 9V Ausgang müsste der 317er 
Linearregler volle 15V verheizen.
Daher versorgte ich das eher mit 12V aus einem der üblichen Netzteile, 
die von externen Festplattengehäusen oder dergleichen rumliegen.

Für die Umpolung der Ausgangsspannung kann man ein Relais nehmen oder 
schlicht einen 4-Poligen Kippschalter; vorzugsweise einen mit 
Mittelstellung, dann ist die Gefahr ungewollter kurzzeitiger 
Kurzschlüsse am Reglerausgang geringer.

Was die Anmerkungen zu Rückspeisefestigkeit hier im Forum angeht: ja, 
das war m.W. ein Thema bei alten Märklin-Trafos.
Weil Märklin-Bahnen mit Wechselstrom betrieben wurden.
Ein Gleichstrom-System ist imho. per se sicher gegen Einspeisung vom 
Ausgang her.
Und die Variante mit Steckernetzteil und nachgeschaltetem einstellbaren 
Spannungsdropper (LM317) ist es sowieso.

Mit einem VDE-konformen Netzteil, das nur Schutzkleinspannung ausgibt, 
gäbe ich das vermutlich auch in Kinderhände; wobei ich zugeben muss, die 
einschlägigen Vorschriften für elektrisches Kinderspielzeug nicht zu 
kennen,

hase

von OGEL (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Einen leider nicht mehr näher bezeichenbaren LEGO-EBahn-Trafo den ich 
mal zum Kabeltausch Öffnen musste, zeigte jedenfalls kein Poti hinter 
dem Bedienknopf sondern ein (3? 4?)Stufenschalter (ableitwiderstände 
gegen masse unter dem LM317).

Ich verstehe dass dies kostengünstiger in der Serienherstellung ist da 
so sowohl Polwendung UND Stufschaltung an 1 Drehknopp mit Mittelstellung 
0 realisiert ist, ggü Poti.

Der Drehknopp dreht einen Federkontakt über geätzte Leiterbahnmuster (s. 
Multimeter Drehschalter).

von Andrew T. (marsufant)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Hartmut S. schrieb:
> Für die Umpolung der Ausgangsspannung kann man ein Relais nehmen oder
> schlicht einen 4-Poligen Kippschalter;

2 poliger Umschalter reicht schon aus um das zu tun.

von pcf (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andrew T. schrieb:
> Hartmut S. schrieb:
>> Für die Umpolung der Ausgangsspannung kann man ein Relais nehmen oder
>> schlicht einen 4-Poligen Kippschalter;
>
> 2 poliger Umschalter reicht schon aus um das zu tun.

Auswahl an Schaltern ("direkten") groß - und es erfüllt den Zweck.
In der Industrie wohl zumeist sofortiger Grund zur Entscheidung "ja".


Ein Relaiskontakt unterliegt allerdings keiner mech. Abnutzung...
und bei ca. 12VDC auch keinerlei Abbrand, paßt dabei also auch.
Soll die Bahn noch lange benutzt werden können, ist sie perfekt.
(Je nach Beziehung zum Beschenkten evtl. alternativlos, wenn das
Ding Zweifel an der Kompetenz des Konstrukteurs vermeiden sollte
Gefahr besteht - obwohl er den Schalter nicht entworfen hat...)
Das alles wiederum wissen wir ja nicht (oder noch nicht).


Nachtrag:

Die Relais-Lösung könnte z.B. für Miniaturisierung einer tragbaren
Steuerung  ("unnötiger Luxus" oder i-Tüpferl...?) nützlich werden -
ansonsten bringt ein direkter Schalter auch die besagte deutlich
wahrnehmbare Rückmeldung (schaltende, eng enervierte Fingerspitzen).

von Marek N. (bruderm)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Warum eigentlich soooo kompliziert?
Für nicht mal 12 € schwimmt so ein Teil in der Bucht: 
Ebay-Artikel Nr. 324246152559

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.