Strom / Spannung ist ein elementarer Teil der Modellbahnanlage. Was Licht und Bewegung zaubert, kann leider auch zum Brand führen....
was dann zwar auch leuchtet und sich bewegt, aber wohl ehe ungewollt ist.
Daher sollte man beim Umgang mit Strom auf ein paar Dinge achten.
Bei der Auswahl des Richtigen Netzteils sollte man bereits die benötigte Spannung (in Volt) sowie die Stromart (Gleichstrom DC, Wechselstrom
AC) und der benötigte Strom (in Ampere) kennen.
Die Meisten Dinge auf der Modellbahnanlage benötigen Gleichstrom. Früher wurden Beleuchtungen mit Wechselstrom betrieben. Doch durch die LED
Technik sollte auch hier eher auch Gleichstrom-Netzteile zurück gegriffen werden.
Welche Spannung wird benötigt? Das erfahrt ihr in der Regel wenn ihr die Gebrauchsanweisung oder die Beschreibung des Herstellers zur Rate
zeiht.
Bei unseren Arduinos sind es 5V DC. Bei Beleuchtung in der Regel ca 12V. Zentralen, Booster und Decoder können zwischen 14V und 30V fordern. Je nach Spurweite und Zentrale auch mehr.
Wie viel Ampere ihr benötigt hängt von den Bauteilen ab die Ihr damit betreiben möchtet. Ihr müsst die Stromaufnahme aller Bauteile die mit dem
Netzteil versorgt werden sollen addieren.
Nun ist es so das Netzteile oft ihre Leistung in Watt angeben. Diesen Wert könnt ihr aus euren beiden bekannten Werten Volt und Ampere
berechnen indem ihr diese einfach miteinander Multipliziert.
Bsp: ihr wollt ein LED Streifen 12 Signale und 20 Straßenleuchten mit einem Netzteil betreiben. Alle benötigen12V. Der LED Streifen zieht 22W. Bei den Signalen und Leuchten
gehen wir von 20mA pro Stück aus.
Also 20mA x 32 = 640mA = 0,64A.
12V x 0,64A = 7,68 Watt
+22Watt des LED Streifens wären das also ca 30Watt Gesamtleistung.
Man könnte hier jetzt ausschlachten, was denn ein Kabel und was eine Leitung ist. Da dies dem Strom aber in erster Linie egal ist, ist es das uns auch.
Natürlich gibt es die diversen Kabel und Leitungen auf einer Modellbahnanlage.
Doch alle Kabel und Leitungen bestehen aus ein Elektrisch leitfähigem Material, dass I.d.R. Von einem nicht leitfähigen umgeben
ist.
Was macht also den Unterschied: die Dicke auch Querschnitt genannt. Der Querschnitt wird in Quadratmillimeter angegeben und bezieht sich immer auf eine Ader. Besteht ein Kabel aus mehreren Adern kann die Angabe z.B. 3x1,5mm² lauten. Sprich 3 Adern mit je 1,5 mm² Querschnitt. Der Querschnitt ist entscheidend für die Belastbarkeit der Ader. Diese hängt von so vielen Faktoren ab, welche hier den Ramen sprengen würden. Daher vielleicht eine Vereinfachte Tabelle für Mehradrige Leitungen.
Diese Tabelle beschreibt die MAXIMALE Belastbarkeit. Daher sollte hier immer ein Puffer mit eingerechnet werden.
Auszug Strombelastbarkeit LAPPKabel
Querschnitt | Belastbarkeit |
0,08 |
1A |
0,14 |
2A |
0,25 |
4A |
0,34 |
6A |
0,5 |
9A |
0,75 |
12A |
1,0 |
15A |
1,5 |
18A |
2,5 |
26A |
Doch noch wichtiger als die Belastbarkeit ist der Spannungsverlust bei langen dünnen Leitungen.
Beispiel: 15V Spannung, 5m Kabellänge, Querschnitt von 0,14mm² belastet mit 1A. Alles also im Rahmen der zulässigen Belastbarkeit.
Doch aus den 15V werden am Ende der Leitung nur noch 13,7V. Bei Analogen Anlagen fährt die Lok einfach langsamer. Doch bei Digital können hier wichtige Informationen verloren gehen.
Der genaue Verlust der Leitung kann auf dieser Website nachgerechnet werden.
Weitere Aufführungen findet in Ihr in der NEM 604 Leitungen unter GOODIES - Normen
Es gibt zwei Gründe um eine Sicherung einzubauen:
Wir haben oben ja erkannt das eine Ader nur mit einem maximalen Strom belastet werden darf. Dieser Leitungsschutz kann durch eine Sicherung hergestellt werden. Vor die Ader überlastet, zu heiß wird und im schlimmsten Fall brennt, löst die Sicherung aus.
Der Geräteschutz sorg dafür das ein Bauteil nicht überlastet wird. Beispielsweise unserer Arduinos sollten (je nach Typ) nicht mit mehr als etwa 500mA belastet werden. Selbst wenn wir nun eine Ader mit 1,5mm² am Vin anschließen könnte der Arduino selbst durch z.B. 10A unseres Netzteil zerstört werden. Um dem Vorzubeugen wird eine Sicherung mit 500mA in die Leitung eingesetzt.
Es gibt natürlich sehr viele Möglichkeiten die Kabel und Leitungen zu verbinden. Bei Steckern ist das Klar. Aber was tun mit "offenen" Leitungsenden?
Das kann man Löten, mit diverse Klemmen verbinden oder eben auch auf Stecker auflegen.
Hier ein Beispiel einer Gelöteten Leitung.
Durch den Anschluss des Widerstands hatte ich den Lötkolben sowieso in der Hand. Das ganze mit ein paar Schrumpfschläuchen Isoliert ist diese eine Saubere Sache. Nachteil. Dies ist eine feste Verbindung die nur durch abschneiden gelöste werden kann. Aber da ich bei einem Defekt der Lampe die Adern sowieso durch das kleine Loch ziehen muss. Müsste ich auch einen Stecker abschneiden.
Klemmen: Es gibt unendliche viele Arten von Klemmen: Schraubklemmen, Zugfederklemmen, zum Festschrauben für Hutschienen, "WAGO"-Klemmen....
Diese werden meist dann eingesetzt wenn man Mehrer Leitungen miteinander verbinden Muss. Setzt ihr welche Mit schrauben ein, solltet Ihr unbedingt Aderendhülsen verwenden. Bei Zugfederklemmen und "Wage"-Klemmen mit Hebeln können auch die abisolierten Leitungsenden direkt geklemmt werden.
Wichtig: Was Ihr NIE tun solltet ist, die Enden zu verlöten und dann in die Klemme stecken!!!
Natürlich könnt Ihr auch Stecker verwenden. gerade bei mehradrigen Kabeln macht das Sinn. Links im Bild zum Beispiel die Anwendung für ein Servokabel welches verlängert wurde um bis zum Decoder zu reichen.
Ringleitung "anzapfen".
Das geht am besten mit solchen Quetschverbindern. Das eine Teil wird über Die Ringleitung gelegt. Durch das Zusammendrücken wird die Isolierung angeschnitten und so ein Elektrischer Kontakt hergestellt. Dann kann man die Abzweigende Leitung mit dem Zweiten Teil verbinden und einfach Einstecken. Einfach, Sauber, Schnell.
Wichtig: auf den richtigen Querschnitt der Qutschverbinder Achten und am besten mit dem Richtigen Werkzeug Qutschen.
Wie meine Mama schon immer sagte: "Ordnung ist das halbe Leben."
Wer Ordnung hält tut sich bei der Fehlersuche oder späteren Reparaturen, Nach- oder Umrüstungen deutlich leichter.
Überlegt euch dafür ein Farbkonzept für eure Leitungen.
Beschriftet alles Ordentlich. Am Besten immer "Wo kommt das Kabel her" und "Wo geht das Kabel hin".
Beispiel: Bl12St - RM2.4
-> Leitung von Block12 Stop Bereich geht auf Rückmelder 2 Pin 4.
Ich habe sogar noch ein Farbkonzept für die Binderücken in denen die Leitungen und Kabel verlegt sind. So sind Signale, Spannungsversorgung und Gleisanschlüsse immer sauber getrennt.
Auch zum Thema Farbe und Beschriftung gibt es eine NEM Norm. Den Link zur NEM 605 Anlagenverdrahtung findet ihr unter GOODIES - Normen
Wichtig: Ihr müsst euer Konzept verstehen und das noch in 10 Jahren.
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