booster vraag

[Albert de Heer]

Ik was 2 dagen offline en we zijn 2 pagina's verder. Reinderlf heeft een tekeningetje gemaakt van mijn vraag. 1 draaistel op de ene booster en het andere draaistel op de andere booster. 300mv verschil geeft alleen een stroom door de loc van voor naar achter en niet door de decoder. Dat lijkt me duidelijk. Dus de vraag over die 300mV spanningsverschil en hoe die desastreuze stroom dan moet lopen is wat mij betreft nog niet beantwoord.
Hoeft ook niet, het is niet mijn topic, het was maar een vraagje tussendoor.

Het enige wat ik kan bedenken waarom er problemen op een booster overgang kunnen ontstaan is dat de beide boosters niet hetzelfde uitgangssignaal geven, niet qua spanning maar qua timing. Kan volgens mij alleen ontstaan als 1 van de boosters behoorlijk trager is dan de andere, wat niet erg waarschijnlijk is.

Maar voor degene die uit willen sluiten dat een boosterovergang decoders gaat slopen heb ik hier wel een technisch onderbouwde oplossing voor.

[maartenvdb]

Wat mij wel vaker opvalt is de onduidelijkheid in de aangeboden tekeningen.  Let maar eens op de kleuren geel en bruin van de trafo's en het verschil tussen de linker en de rechter.




Hierboven wordt, als je de trafo's als gelijke beschouwd, niet bruin aan bruin gekoppeld, maar bruin aan geel.  Immers, trafo 2 heeft geen geel boven en bruin onder, maar bruin boven en geel onder.
Als daar dan ook nog bijstaat:  "ACHTUNG Masseleitungen verbinden" dan geloof ik dat iemand in de war kan raken.  Moet ik dan de tekst volgen of de tekening ?   Terwijl de tekening niet in orde is ?  Wie ziet dat ?





Hier idem, maar hier worden geen leidingen van de linker naar de rechter doorgetrokken.  Elke trafo bedient een eigen apparaat met spanning.

[Hasenwald]

Typisch geval van problemen zoeken die er niet zijn....
Er wordt duidelijk met kleuren aangegeven wat de bedoeling is toch? Zodat zelfs leken het zullen begrijpen.
 

[Klaas Zondervan]

Ik zie het probleem ook niet. Bruin zit toch overal aan bruin? Dat de trafo's spiegelbeeldig zijn getekend doet daar niks aan af.

In het onderste geval gaat het om een H-brug schakeling. Daar is het juist de bedoeling dat je geen massa's koppelt, want daar komen alleen maar nare dingen van.

[Albert de Heer]

Zin of onzin ?  Geen idee, maar ik heb er wel een eigen vraag bij.

Een loc rijdt van de ene boostersectie over de isolatie naar de andere boostersectie.  En er is een spanningsverschil (potentiaalverschil) groter dan de genoemde 300 mV., dus laten we even een aanname doen van 500mV.  oftewel 0,5 volt.
Laten we ook even aannemen, dat het om een draaistel-loc gaat met stroomafname op beide draaistellen.
Er is dus enig moment sprake van een gelijktijdige stroomopname op het voorste draaistel en op het achterste draaistel, met een verschil van 0,5 Volt.   De andere rail geeft een gelijke potentiaal op beide draaistellen.

Welke potentiaal cq. potentiaalverschil, of welke stroom (!), kan nu een dusdanige invloed op de decoder hebben, dat deze defect raakt ?

De enige oorzaak die ik kan bedenken zit in een effect, dat vroeger (dus nu nog bij oudere of slechtere decoders ?) optrad door een slechte stroomopname vanaf de rail.   De decoders konden een bepaalde hoeveelheid storing aan, waarna ze òf tijdelijk uitschakelden òf de geest gaven.
Misschien is daar nu ook nog sprake van bij een sterk wisselend potentiaalverschil tussen de opname van het ene en het andere draaistel.  Ik stel me zo voor dat dat in een frequentie van tientallen tot honderden Kilo-Herz gaat, of misschien nog wel hoger.  Welke spannings- cq. storingspieken dit veroorzaakt weet ik niet, maar decoders zijn niet voor niets ontworpen om relatief hoge stoorspanningen aan te kunnen   (bijv. 40 - 80 Volt), maar wel kortstondig.

Wanneer fabrikanten, met nadruk op het meervoud, hier zelf voor waarschuwen geeft te denken.  Er is dus wel degelijk iets aan de hand.

Dit is wel iets om over na te denken, ik bedoel alle stoorpieken vanaf de wielen. Maar ik zie niet hoe die stoorpieken de decoder zouden vernielen. De voeding op de decoder vangt dit wel op en het DCC-signaal wat uiteindelijk op de microcontroller aangeboden wordt is dusdanig verzwakt dat die geen kwaad meer kan. Daarbij komt dat die ingang behoorlijk hoogohmig is dus een hoge stroom kan er ook niet lopen.

Ik geloof in die stoorpieken omdat ik heel lang geleden eens een decoder gesloopt heb op een te langzaam schakelende keerlusmodule, zo'n module die omschakelt op de kortsluiting.... In principe loopt er dan ook geen te hoge stroom door de decoder, maar het ding legde wel het loodje...


 

[maartenvdb]

Zodat zelfs leken het zullen begrijpen.

Ik ben nog leker dan leek en zie dat ik 2 verschillende trafo's nodig heb.  Eentje met geel bruin en de andere met bruin geel.  Zo staat het in de tekening.

[Martin Domburg]

Er is best een goede verklaring voor. Laten we allereerst voor de gewone modelspoorder even spanning en stroom gaan scheiden. Zeker omdat in vorige reacties de term stroom iets te makkelijk is gebruikt.

Spanning: Die loopt overal, en is overal normaal gesproken hetzelfde (Voltage)
Stroom: Het resultaat van de aanwezige spanning bij een verbruiker, en de weerstand van deze verbruiker (Amperage)

De spanning loopt overal, de stroom zoekt de weg terug van de minste weerstand. In het geval van de tekening loopt de spanning zowel over de twee draaistellen als van draaistel naar decoder, De stroom echter zoekt vanaf de decoder de weg terug naar de rails via de minste weerstand en dus de kortste weg.

Dat gezegende te hebben:
Bij DCC loopt de retourstroom via de wielen en rails. Als de boosters op een overgangspoor een klein potentiaalverschil hebben, kan er een aanzienlijke stroom lopen door de elektronica van de loc, vooral bij moderne decoders met lagere marges. 300 mV verschil over een lage interne weerstand kan enkele ampères veroorzaken, wat genoeg is om componenten thermisch te belasten.

Hoe de decoder is aangesloten
Een decoder krijgt voeding via twee draden:

Rail + (ene spoorstaaf)
Rail − (andere spoorstaaf)

Binnenin de loc komen die twee draden vaak uit beide draaistellen.
Die aansluitingen worden samen op een print gesoldeerd, waar de decoder op aftakt.

Wat er gebeurt bij twee boosters
Stel:
Draaistel voor zit op booster 1 → 16,0 V
Draaistel achter zit op booster 2 → 15,7 V

Omdat de polariteiten met elkaar verbonden zijn op de print (en dus ook met de decoder),
ontstaat een directe verbinding tussen de twee boosters via de loc.

Gevolg voor de decoder
De gelijkrichter van de decoder “ziet” dat verschil en wordt in feite een brug tussen booster 1 en booster 2.
Dat levert een ongewenste balansstroom op die door de gelijkrichter loopt.

Bij kleine verschillen (< 50 mV) is dat meestal te verwaarlozen,
maar bij 300 mV en lage interne weerstand kan het al ampères zijn → warmte & schade.

Zelfs als de decoder “netjes” op de polariteiten is aangesloten, loopt de ongewenste stroom óók door die aansluitingen, want ze delen dezelfde koperbanen of printsporen. De decoder kan daardoor letterlijk dienen als brug tussen twee boosters.

Tot slot
Dit is mijn interpretatie van de kennis, geprobeerd ook voor de gewone modelspoorder begrijpelijk te maken. Ik ben er van bewust dat de termen niet altijd correct zijn en de werkelijkheid ook afhankelijk is van andere factoren.

Er zijn wel honderden voorbeelden waarin het wel goed gaat, en daartegenover ook honderden waarbij het niet goed gaat. Feit is dat het niet volgen van deze richtlijnen in strijd blijft met de richtlijnen van vrijwel elke fabrikant en vergroot het risico op schade bij spannings- of faseverschillen.

[Klaas Zondervan]

Als de boosters op een overgangspoor een klein potentiaalverschil hebben, kan er een aanzienlijke stroom lopen door de elektronica van de loc, vooral bij moderne decoders met lagere marges. 300 mV verschil over een lage interne weerstand kan enkele ampères veroorzaken, wat genoeg is om componenten thermisch te belasten.
--------------
Gevolg voor de decoder
De gelijkrichter van de decoder “ziet” dat verschil en wordt in feite een brug tussen booster 1 en booster 2.
Dat levert een ongewenste balansstroom op die door de gelijkrichter loopt.

Martin, je blijft me verbazen met je verklaringen.
Ik heb een uitdaging voor je: teken eens een schema waaruit blijkt hoe die vereffeningsstroom door de gelijkrichter van de decoder loopt. ik kan me daar geen voorstelling van maken en ik geloof er ook geen hout van. Maar misschien zie jij iets wat ik over het hoofd zie.

[Patrick Smout]

@Martin, de decoder ziet maar 1 spanning, zelfs al zou je alle draden van beide draaistellen rechtstreeks op de decoder aansluiten. Als er meerdere aansluitpads zijn op de decoder voor power pickup dan kan daar een stroom gaan lopen over de print maar dan nog niet door de gelijkrichter.
Meer info, zie wetten van kirchhoff en superpositieregels voor oplossen van elektrische netwerken.

[Martin Domburg]

@Martin, de decoder ziet maar 1 spanning, zelfs al zou je alle draden van beide draaistellen rechtstreeks op de decoder aansluiten. Als er meerdere aansluitpads zijn op de decoder voor power pickup dan kan daar een stroom gaan lopen over de print maar dan nog niet door de gelijkrichter.
Meer info, zie wetten van kirchhoff en superpositieregels voor oplossen van elektrische netwerken.

Mijn idee is dat deze theorie teveel richt op een ideale situatie en geen rekening houdt met de hedendaagse nano technieken.

Het klopt dat de decoder zelf functioneel één spanning verwerkt: het DCC-signaal tussen de rails.

Maar dat betekent niet dat er geen balansstroom kán lopen bij een overgang. Als de loc beide secties tegelijk verbindt en er zit een spanningsverschil tussen, dan is er fysiek een pad via de wielen, bedrading en de gelijkrichter.

Kirchhoff en superpositie zijn prima hulpmiddelen, maar in de praktijk kan het effect worden onderschat als je alleen “ideale” componenten aanneemt en geen rekening houdt met de lage Vf van moderne brugcellen en de capacitieve koppeling van filters.

Martin, je blijft me verbazen met je verklaringen.
Ik heb een uitdaging voor je: teken eens een schema waaruit blijkt hoe die vereffeningsstroom door de gelijkrichter van de decoder loopt. ik kan me daar geen voorstelling van maken en ik geloof er ook geen hout van. Maar misschien zie jij iets wat ik over het hoofd zie.

Eerlijk gezegd, heb ik daar geen tot weinig zin in. Ik probeer hier in duidelijke tkest en uitleg te adviseren uit ervaring met deze techniek ondersteund door de richtlijnen en adviezen van de fabrikanten.

Op een of andere manier schijn ik iets te triggeren bij sommigen die alles wat ik schrijf in twijfel trekken, ongeacht de uitleg die ik geef. Het word al snel weer een kat en muisspel. Inmiddels heb ik genoeg toegelicht en als iemand dit niet geloofd of eraan twijfelt is dat niet mijn zorg eigenlijk.

Ik probeer enkel een advies te geven op basis van mijn vakkennis en ervaring  met de hedendaagse digitale techniek, waar ik dagelijks mee werk.

Ik heb weinig tot geen zin om dit telkens maar te gaan verdedigen.

[Albert de Heer]

Er is best een goede verklaring voor. Laten we allereerst voor de gewone modelspoorder even spanning en stroom gaan scheiden. Zeker omdat in vorige reacties de term stroom iets te makkelijk is gebruikt.

Spanning: Die loopt overal, en is overal normaal gesproken hetzelfde (Voltage)
Stroom: Het resultaat van de aanwezige spanning bij een verbruiker, en de weerstand van deze verbruiker (Amperage)

De spanning loopt overal, de stroom zoekt de weg terug van de minste weerstand. In het geval van de tekening loopt de spanning zowel over de twee draaistellen als van draaistel naar decoder, De stroom echter zoekt vanaf de decoder de weg terug naar de rails via de minste weerstand en dus de kortste weg.

Martin, als je al begint met te zeggen dat spanning overal loopt, dan gaat er al iets aardig mis.

Dat wil niet zeggen dat ik al je pogingen om iets duidelijk te maken niet waardeer. Maar ik durf te beweren dat je adviezen van fabrikanten en technische feiten door elkaar haalt.
Waarmee ik niet zeg dat decoders niet kunnen sneuvelen op booster overgangen. Dat zal best mogelijk zijn, maar de technisch onderbouwde verklaring heb ik nog niet gezien.

Wat mij betreft tot zo ver.

[Patrick Smout]

Martin, we hoeven het niet eens te zijn maar ik hou het toch even bij de natuurkundige wetmatigheden zoals die vandaag de dag gekend zijn. Overigens zie ik ook de link niet met nanotechnologie.

[Martin Domburg]

Laat ik vooropstellen: ik heb lang niet alle kennis paraat, ik ben geen professor of afgestudeerd natuurkundige. Wat ik wél ben, is iemand die er dagelijks mee werkt en in de loop der jaren talloze modelbanen heeft gebouwd en geautomatiseerd. Vanuit die praktijkervaring probeer ik hier uitleg te geven.

Feiten mogen altijd besproken worden, daar is niets mis mee. Ik leg iets uit en dat mag in twijfel worden getrokken. Maar ik vind dat ik mijn advies hier voldoende heb onderbouwd vanuit die ervaring. En ja, het kan best dat ik er op bepaalde punten naast zit — ik ben verre van perfect.

Op dit moment hebben we hier eigenlijk twee gesprekken door elkaar: een discussie tussen gewone hobbyisten die de techniek gewoon gebruiken, en iemand die de kennis rechtstreeks uit de bron wil delen. Dat schept een scheve situatie waarin het al snel een wedstrijdje wordt in plaats van een uitwisseling waar iedereen wat aan heeft.

Even heel eerlijk: dit draadje is bedoeld om de gemiddelde modelspoorder te helpen. Zodra we verzanden in technisch geneuzel om te kijken wie het meeste weet, is het zonde van ieders tijd en gaat de sfeer omlaag.

Ik wil het praktisch en begrijpelijk houden, zodat iedereen er iets aan heeft. Daarvoor mag je gerust vertrouwen op mijn kennis en praktijkervaring, zonder dat het een wedstrijd “wie heeft de grootste” wordt.

Voor mij is het onderwerp hiermee afgerond. Laten we het draadje weer gebruiken waarvoor het bedoeld is: elkaar helpen en inspireren, en de sfeer hier leuk houden. En voor wie toch tot drie cijfers achter de komma wil rekenen… daar is vast een apart hoekje voor. 😉

[AP3737]

Ik denk dat er wat misverstanden kunnen ontstaan over wat er over H-brug en common-ground boosters is geschreven.

Eerder is (helemaal correct) gezegd dat voor het bouwen van een H-brug booster 1 spanning nodig is, en voor een common-ground booster 2 spanningen: een positieve en een negative. Bij een common ground booster zit 1 uitgangskabel aan de GND van de voedingen, en op het andere kabeltje staat beurtelings de positieve en de negatieve voeding spanning. Bij deze boosters is de common ground dus met 1 van de twee spoorstafen verbonden.

Bij een H-brug booster is geen van de twee draadjes die naar de rails gaan met de GND van de voeding verbonden. Bij dergelijke boosters is er dus nooit een verbinding tussen de voedings ground, en de rails.

Waar volgens mij de verwarring in de eerdere discussie ontstaat, is waar een plaatje wordt getekend met daarop Lenz (=H-brug) boosters, waarbij 1 (niet beide!) van beide spoorstaven WEL is verbonden met die van een andere boosters. Dat kan gewoon, mits beide boosters vanuit dezelfde centrale hun DCC signaal krijgen en in fase zijn. Als je één spoorstaaf die op de ene booster is aangesloten verbindt met één spoorstaaf die op de andere booster is aangesloten, heb je dus wel 1 van beide DCC-signalen “common”, maar dat is niet noodzakelijkerwijs hetzelfde als “common-ground”.

Groet, Aiko