Unterbrechungsfreie Strom-Versorgung für (fast) alle
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Pufferschaltung für Fahrzeugdecoder für Nenngrößen N bis H0
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zur Unterstützung aller Decoder mit Anschlüssen für externe Pufferelkos oder -schaltungen
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Begrenzung des Ladestroms auf 100 mA
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automatische Unterbrechung des Ladevorgangs bei Gleisspannung unter 12 V
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automatische Unterspannungsabschaltung
Welcher Modellbahner kennt es nicht?
Die Fahrzeugdecoder kommen beim Überfahren von Weichen oder wo sich Schmutz und Rost auf die Schienen verirrt haben, "aus dem Konzept". Oder der Stromaufnehmer der Lok ist nicht (mehr) der beste...
Die Folge: Die Fahrzeugbeleuchtung flackert, Sound und Motor stottern. Dagegen hilft zumindest gegen Schmutz und Rost Saubermachen. Die Lösung des Problems an Weichen(-straßen) gestaltet sich schon schwieriger. Eine zusätzliche Stromversorgung ist hier oft die einzige Lösung, um den Fahrzeugdecodern über schwierige Abschnitte hinwegzuhelfen.
Vom Stützelko zum Super-Cap
Damit überhaupt Reserve-Strom in Pufferkondensatoren gespeichert und im Bedarfsfall den Fahrzeugdecodern zur Verfügung gestellt werden kann, müssen die Decoder entsprechende Anschlüsse haben. Wir rüsten unsere Fahrzeugdecoder seit dem Jahr 2000 damit aus (oder anders formuliert: seitdem wir den ersten Lokdecoder entwickelt haben). Für den "kleinen Stromhunger zwischendurch" stehen damit 470 µF, bei manchen Decoder-Typen sogar bis 1.000 µF bereit.
Je mehr Decoderausgänge z.B. für Beleuchtungen oder Sound genutzt werden, desto größer ist logischerweise im Ernstfall der Strombedarf. Die Kapazität, die ein am Decoder direkt angeschlossener Elko hat, ist da schnell erschöpft. Super-Caps, die seit gut 10 Jahren verfügbar sind, haben trotz vergleichsweise geringer Abmessungen deutlich mehr zu bieten: Kapazitäten von 0,47 F (= 470.000 µF) und mehr sind üblich. Ihr Nachteil: Ihre Spannungsfestigkeit liegt bei nur 5 bis 6 V und ist damit nicht Modellbahn-tauglich. Damit ihre große Kapazität trotzdem genutzt werden kann, sind daher zwingend Ladeschaltungen erforderlich.
Anschlussvarianten für die USV-mini
Aufgrund der Kapazität der verwendeten Super-Caps ist der Einsatz der USV-mini für Nenngrößen bis H0 sinnvoll. Die USV kann prinzipiell mit allen Fahrzeugdecodern eingesetzt werden, die einen Anschluss für einen externen Stützelko oder einen speziellen Anschluss für Pufferschaltungen haben:
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Es spricht nichts dagegen, die USV mini nur mit dem Anschluss für die "normalen" Stützelkos zu verbinden, den Rest regelt die USV.
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Komfortabler wird es, wenn zusätzlich der Schalteingang der USV-mini an einen freien Schaltausgang des Decoders angeschlossen wird. Vorteil dieser Anschlussvariante: Mit der zugeordneten Funktionstaste kann die USV im Betrieb ein- und ausgeschaltet werden. Da beim Programmieren auf dem Programmiergleis der Decoder automatisch alle Ausgänge ausschaltet, wird dann auch die USV-mini abgeschaltet.
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Noch "schicker" wird es, wenn der Schalteingang der USV-mini mit dem speziellem Ausgang für Pufferschaltungen des Decoders verbunden wird (sofern vorhanden). Entsprechend RCN-530 ("Einschaltstrombegrenzung für Decoder & Booster") regelt dann der Decoder den Ladestrom und die Stromabgabe.
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Anschlussvariante "Steuerleitung an Masse"
Bei dieser Variante ist die USV-mini immer eingeschaltet, darum können Probleme beim Programmieren auf dem Programmiergleis auftreten. Daher sollte diese Variante nur dann ausgeführt werden, wenn am Decoder kein Ausgang mehr frei ist.
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Anschlussvariante "Steuerleitung an Ausgang"
Die Steuerleitung wird an einen freien Decoderausgang oder den speziellen Steuerausgang für Pufferschaltungen (nach RCN-530) angeschlossen. Beim Programmieren auf dem Programmiergleis wird der Ausgang automatisch ausgeschaltet.
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Die USV-mini beim Einschalten der Anlage
Beim Einschalten der Anlage würden die hohen Ladeströme mehrerer Super-Caps die Booster in die Knie zwingen oder - anders formuliert - zur permanenten Überstromabschaltung führen. Damit das nicht passiert, begrenzt die USV-mini den Ladestrom für den Super-Cap auf 100 mA. Außerdem "beobachtet" die USV die Gleisspannung und unterbricht das Laden des Super-Caps, sobald die vorhandene Gleisspannung 12 V unterschreitet.
Das funktioniert übrigens immer - unabhängig davon, ob die Steuerleitung der USV-mini an einen Decoderausgang angeschlossen ist oder nicht.
Die USV-mini beim Programmieren des Decoders
Eine aktive Pufferschaltung kann das Programmieren eines Decoders auf dem Programmiergleis unmöglich machen. Daher ist es sinnvoll, den Steuereingang der USV-mini an einen Decoderausgang anzuschließen. Beim Programmieren auf dem Programmiergleis werden alle Ausgänge automatisch ausgeschaltet – und damit auch die USV.
Ist kein Ausgang am Decoder mehr frei, wird die Steuerleitung der USV-mini an den Minuspol des Stützelko-Anschlusses angeschlossen. Die USV-mini ist dann immer eingeschaltet. Das Programmieren auf dem Programmiergleis kann auch mit eingeschalteter USV-mini funktionieren, da die USV-mini automatisch den Ladestrom reduziert - ohne Gewähr.
Bei der Hauptgleisprogrammierung (POM) ist die Situation eine andere: Hier "freut" sich der Decoder über eine zuverlässige Stromversorgung.
Die USV-mini und der Strom
Je größer die Kapazität des Super-Caps, desto größer ist er leider. Daher bieten wir die USV-mini mit 3 verschiedenen Super-Caps (0,47 F, 1 F und 1,5 F) und jeweils sowohl anschlussfertig (gegen Kurzschlüsse durch Schrumpfschlauch geschützt) als auch als Bausatz an. Bei sehr geringem Platzangebot können in der Bausatz-Variante Platine und Super-Cap getrennt untergebracht werden.
Wie lange der gespeicherte Strom reicht, hängt logischerweise vom aktuellen Strombedarf ab. Damit am Ende des Strom-Vorrats die Lok nicht ins Stottern gerät, hat die USV eine automatische Unterspannungs-Abschaltung. Sie sorgt dafür, dass der Decoder abgeschaltet wird, wenn die für einen ordentlichen Betrieb erforderliche Spannung unterschritten wird.
Die USV-mini beim Anhalten vor Signalen
Im Zusammenhang mit Pufferschaltungen kommt schnell die Frage auf, wie denn ein exakter Halt der Loks z.B. vor Signalen zu realisieren ist. Die Antwort auf die Frage lautet: im Grunde nicht anders als ohne Pufferschaltung. Wird von der Zentrale für die Lok Fahrstufe 0 gesendet, liegt weiterhin die Gleisspannung an – es besteht also kein Grund für die USV "einzugreifen".
Etwas anders sieht es in Halteabschnitten aus, in denen die Gleisspannung komplett ausgeschaltet wird. Die Haltestrecke kann am Fahrzeugdecoder durch Einstellung des Wertes für das Packet Time Out definiert werden. Der Wert legt die Zeit fest, die zwischen dem Empfang eines Digitalsignals und dem (erzwungenen) Ausschalten des Motors vergeht. Tipp: Um zu verhindern, dass der Decoder nach dem Ende des Packet Time Out automatisch in den Analogbetrieb umschaltet, sollte die automatische Analogerkeunng abgeschaltet werden.
Selbst Weichenstraßen, die länger als die Haltestrecke sind, stellen kein Problem dar, da in ihrem Verlauf nie ein 100%-ger Ausfall der Gleisspannung zu erwarten ist und infolgedessen das Packet Time Out zwischendurch immer wieder auf "Anfang" gesetzt wird.
Tipp: Wenn´s eng wird...
In der Bausatz-Variante können Schaltung und Super-Cap getrennt untergebracht werden. Wir empfehlen für diesen Fall, die Beinchen des Super-Caps nicht direkt an die Schaltung anzulöten, sondern den Super-Cap über hochflexible Litzen (z.B. LifY 0,05) anzuschließen. Damit wird verhindert, dass die Anschlusspads beim Einbau von den steifen Anschlussdrähten der Super-Caps von der Platine gerissen werden.
Die USV-mini programmieren
Wozu? Die USV-mini regelt alles selbstständig….
