S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

chrissiMZ
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S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by chrissiMZ » 17.05.2019, 12:44

Hallo zusammen,

ich habe ca. 20 Lichtschranken-Rückmelder á la Chritian Lütgens im Einsatz. Die Stromversorgung beziehe ich übers Gleis.

Nun fangen meine alten Rückmelder (Kontaktgleise) zu spinnen an - mal werden diese Ausgelöst - mal gar nicht. Ich vermute die Gleisbox kommt an ihre Grenzen. Daher habe ich mich entschieden, eine externe Stromversorgung für Weichen, Weichenlampend und Lichtschranken-Rückmelder einzusetzen.

Als ext. Stromversorgung habe ich ein 18V/12V/54W Trafo.

Nach einiger Recherche bin ich auf Optokoppler gestoßen, die beide Schaltkreise galvanisch trennen. Hat jemdand in diesem Bereich Erfahrung?

Oder einfach einen Booster á la DB-4 verwenden?

Vielen Dank und Gruss
Chrissi

Edit: Okay ich glaube ich bin im völlig falschen Forum-Bereich gelandet.

cds
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by cds » 17.05.2019, 15:27

Hallo Chrissi!

In welchen Forum-Bereich möchtest du denn gerne? Moderatoren können das gerne für dich verschieben.

Schorse
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by Schorse » 17.05.2019, 17:16

Hi Chrissi,

Was möchtest Du denn galvanisch trennen?

Edit: Warum verschieben? Das ist doch Bastelei!

chrissiMZ
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by chrissiMZ » 18.05.2019, 00:12

Schorse wrote:
17.05.2019, 17:16
Hi Chrissi,

Was möchtest Du denn galvanisch trennen?

Edit: Warum verschieben? Das ist doch Bastelei!
Hat ja nix mir Rocrail zu tun :D

Also ich will den Stromkreis S88/Märklin Gleisbox getrennt vom Stromkreis des Rückmelders betreiben.

Semba
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by Semba » 18.05.2019, 10:30

Hallo Chrissi,

ich habe mir ein Interface/Pegelwandler für Arduino/Raspi für S88 (Edits) Module zur galvanischen Trennung gebaut.

S88 Pegelwandler_.jpg

Für Märklinmodule brauchst du aber zusätzlich noch einen Optokoppler : Für das "Reset" Signal (genau wie Load bzw. Clock).

Hier ein Versuchsaufbau mit einem Arduino Nano als "USB-S88 Zentrale" mit leerem Sockel für den 4. Optokoppler.
S88-Nano.jpg
Die Schaltung hat bei mir schon bei vielen verschiedenen S88 Ankoppelungen zuverlässig funktioniert. (Taktzeiten bis 10 µsek sind kein Problem)
Die 3,3 Volt auf der Raspi-Seite gehen auch mit 5 Volt (Arduino) ohne Widerstandsänderung.

Eventuell gehen auch andere Optokoppler (mit 6 Anschlüssen). Kommt dann auf die Timingzeiten an.

Beste Grüße
Rudi

Edit: Ist natürlich auf S88-N Verkabelung ausgelegt!

Schorse
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by Schorse » 18.05.2019, 12:12

Hallo Chrissi,

bei mir funktionieren die erwähnten Lichtschranken mit 5V= externer Spannungsversorgung ohne galvanische Trennung. Allerdings ist gibt es am Anfang der S88 Kette (vor dem Microcontroller) einen Bustreiber.
Bei den Weichen solltest Du beachten das die Glühlampen der Weichenlaternen nach Mä. Kennzeichnung zwischen dem braunen Anschluß der Fahrspannung und dem gelben Anschluß der Weichenversorgung angeschlossen sind.
In meinem Fall habe ich die Weichenlaternen auf LED Beleuchtung mit separater Spannungsversorgung (über einen Schaltdecoder) umgebaut.

chrissiMZ
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by chrissiMZ » 19.05.2019, 18:47

Hallo Leute,

vielen Dank für eure zahlreichen Rückmeldungen.

Die Weichen bekommen nun von der externen Stromversorung ihren Strom. Die Kontaktgleise setzen teilweise immer noch aus - also melden keine Belegung. Die neuen Lichtschranken-Rückmelder gehen 1a ohne Ausfall.

Bei den Rückmeldern bzgl. externer Stromversorgung schaue ich mir eure Anregeungen in Ruhe an.

Schorse
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by Schorse » 20.05.2019, 14:49

Hallo Chrissi,
Die Weichen bekommen nun von der externen Stromversorung ihren Strom.
Und schalten sie jetzt zuverlässig?
Die Kontaktgleise setzen teilweise immer noch aus - also melden keine Belegung.
Die Mä. M-Kontaktgleise sind nicht digitalfähig. :wink: Die habe ich gar nicht erst verbaut.

RainerK
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by RainerK » 20.05.2019, 15:35

Hallo zusammen,
Schorse wrote:
20.05.2019, 14:49
...Die Mä. M-Kontaktgleise sind nicht digitalfähig...
in diesem Beitrag des Stummiforum wird beschrieben, dass die M-Kontaktgleise durch Entfernen der Kondensatoren digitalfähig werden.

Schorse
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by Schorse » 20.05.2019, 15:57

Hallo,

vielleicht hätte ich Schaltgleise schreiben sollen. Die meinte ich.

HGuenther
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by HGuenther » 20.05.2019, 16:10

Hallo Rainer,

in dem Beitrag im Stummiforum halten sich die Befürworter und die Ablehner
des Entfernen der Kondensatoren ziemlich die Waage

Ich bin nur immer noch nicht sicher, wie sie am S88 Bus betreibbar werden sollen,
da sie ja prinzipiell nicht nur "Masse" übertragen sondern auch während des Kontaktes
einen Teil des Digital-Signals.

Als reiner Kontaktgeber könnten sie eigentlich nur funktionieren,
wenn die beiden Aussenschienen / das Metall vom Gleisbett incl. der Schienen
mit Anlagen-Masse / Gnd verbunden sind / verbunden werden dürfen.

Und dann müssen sie auf jeden Fall ohne Kondensator betrieben werden,
weil die Kondensatoren ein Signal einspeisen in die isolierten Kontakte
aus dem Digital-System der Anlage, was eine Störung oder eine Spannung erzeugen kann.

Der ursprüngliche Plan war wohl Funkenbildung zu verhindern.

Digital-Signal ist eher Rechteck-Signal, was "jeden" Kondensator überredet,
irgendwas an Signal überzukoppeln.
In meiner Elektronik-Ausbildung hat man mir beigebracht, ein Rechteck-Signal
enthält unendlich viele Sinus-Signale in einem bestimmten Verhältnis,
irgendeiner der "Sinüsse" wird garantiert in Resonanz mit dem Kondensator sein

Während der Ausbildung hat jemand einen PPG Waveterm mitgebracht,
einen der ersten Computer-gesteuerten Synthesizer ,
und hat am Bildschirm genau so aus diversen Sinus Signalen im korrekten Verhältnis gemischt
ein Rechteck geformt und zu Gehör gebracht ...
Das war immerhin 1985, man höre und staune.

Schorse
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by Schorse » 20.05.2019, 17:23

Hallo Heinz,
Ich bin nur immer noch nicht sicher, wie sie am S88 Bus betreibbar werden sollen,
da sie ja prinzipiell nicht nur "Masse" übertragen sondern auch während des Kontaktes
einen Teil des Digital-Signals.
Nun, an der Masseschiene liegt doch nur Masse an, oder :)
Spaß bei Seite, Du kannst die S88 Eingänge auch mit der Digital-Rechteckspannung speisen indem eine Diode so vorgeschaltet wird das sie nur den negativen Teil durchläßt. Das funktioniert wirklich; ich hatte es schon im Einsatz.

RainerK
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by RainerK » 20.05.2019, 23:44

Hallo zusammen,

IMHO sind wir hier mit "Kontaktgleisen" etwas OT, aber trotzdem ...
HGuenther wrote:
20.05.2019, 16:10
...in dem Beitrag im Stummiforum halten sich die Befürworter und die Ablehner
des Entfernen der Kondensatoren ziemlich die Waage...
die Befürworter und die Ablehner können ihre unterschiedlichen "Erkenntnisse" dadurch erworben haben,
dass sie bei ihren Basteleien z.B. den Masse-Bezug bewusst oder unbewusst beachtet haben oder nicht.

Wenn allerdings nach der "Original-Märklin-Verdrahtung mit den von Märklin genormten Drahtfarben" gearbeitet wird, ergibt sich quasi automatisch
ein eindeutiger Masse-Bezug und die M-Kontaktgleise in Digitalanlagen funktionieren auch ohne Entfernen der Kondensatoren.
Aber selbst bei Beachtung dieser Regeln gibt es weitere Fußangeln, wenn z.B. Baugruppen verwendet werden, die von den Märklin-Regeln abweichen.

Beiträge in allen einschlägigen Foren, die sich mit Problemen von Masse-Bezug zwischen Zentralen, Boostern und S88-Busanschluss beschäftigen sind Legion.
Solche und andere Probleme mit dem Masse-Bezug dürften u.a. durch mangelnde Kenntnis bzgl. grundsätzlicher Unterschiede von Halbbrücken-
und Vollbrücken-Endstufen bei Zentralen und Boostern entstehen.

In der Märklin-Welt, in der auch viele andere Hersteller und Mobahner leben, sind nur Halbbrücken-Endstufen vorgesehen.
Wer Vollbrücken-Endstufen verwendet oder einsetzen will, muss sich schon intensiv mit der Masse-Problematik beschäftigen
oder auf Rückmeldung durch Kontaktgleise vollständig und u.U. auch mit Stromdetektoren verzichten.
Dann sind Reedkontakte, Hallsensoren und/oder Lichtschranken die Mittel der Wahl, um die Masse-Problematik völlig zu umgehen.
HGuenther wrote:
20.05.2019, 16:10
...Ich bin nur immer noch nicht sicher, wie sie am S88 Bus betreibbar werden sollen,
da sie ja prinzipiell nicht nur "Masse" übertragen sondern auch während des Kontaktes
einen Teil des Digital-Signals...
Dazu hat Gerd ja oben schon geantwortet. Wenn nach dem Schema der Original-Märklin-Verdrahtung gearbeitet wurde,
erhält der Kontakt-Abschnitt des Kontaktgleises ausschließlich Masse-Potential.
Anderenfalls kann - muss aber nicht - die von Gerd erwähnte Diode als "Krücke" helfen.
HGuenther wrote:
20.05.2019, 16:10
...Als reiner Kontaktgeber könnten sie eigentlich nur funktionieren,
wenn die beiden Aussenschienen / das Metall vom Gleisbett incl. der Schienen
mit Anlagen-Masse / Gnd verbunden sind / verbunden werden dürfen...
Dazu habe ich oben auf die "Original-Märklin-Verdrahtung" und die "Digital-Endstufen-Problematik" hingewiesen.
HGuenther wrote:
20.05.2019, 16:10
...ein Rechteck-Signal enthält unendlich viele Sinus-Signale in einem bestimmten Verhältnis,
irgendeiner der "Sinüsse" wird garantiert in Resonanz mit dem Kondensator sein.
Nur mit Kondensator ist Resonanz nicht möglich. Resonanz gibt es nur, wenn auch eine Induktivität signifikanter Größe im Stromkreis wirksam ist.
Für den Digitalstrom bedeutet ein Kondensator kein resonantes Gebilde, sondern einen frequenzabhängigen Widerstand,
dessen Wert bei den niedrigen Frequenzen ("Dach" des Rechtecks) relativ hoch und bei den hohen Frequenzanteilen (Flanken des Rechtecks) relativ gering ist.
.
Beispiel: Wird ein Rechteck-Signal (grün) über einen Kondensator geleitet (gelb)
fällt das Dach mit der Zeit, aber die Höhe der Flanken ist weitgehend unverändert:

Image

Aber das ist jetzt völlig OT, denn für die Causa "Kontaktgleis" ist das irrelevant.

vikr
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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by vikr » 21.05.2019, 09:13

Hallo Reiner,
RainerK wrote:
20.05.2019, 23:44

IMHO sind wir hier mit "Kontaktgleisen" etwas OT,
ja, dürfte die Diskussion eher verwirren als klären. Ich fürchte zudem, dass das Osci-Bild nicht den üblichen Digital-Spannungsverlauf an einer Schiene wiedergibt an der lediglich ein Kondensator anliegt.

Der Titel bezieht sich auf Lichtschranken. Der Sensorkreis wird per Definition galvanisch getrennt betrieben, wie z.B. bei Reed-Kontakte oder Hallsensoren auch. Da geht es "nur" um die galvanisch getrennte Einkopplung des Signals in die Auswerte-Elektronik und die Stromversorgung der notwendigen Sensorschaltung.

Ganz anders bei Stromfühlern und Kontaktgleisen, bei denen es ggf. notwendig ist den Sensor galvanisch vom Gleis zu trennen. Bei den Schaltgleisen gibt es beide Varianten.

MfG

vik

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Re: S88 Lichtschranken-Rückmelder und Optokoppler

Post by RainerK » 21.05.2019, 10:07

Hallo Vik,

Kontaktgleise hat Chrissi als Ersteller des Themas selbst
im Lauf der Beiträge ins Spiel gebracht.

Das Oszillogramm erhebt nicht den Anspruch, die Gleisspannung zu beschreiben.
Mit dem zugehörigen Text habe ich versucht, Hinweise zum Verhalten
von Kondensatoren aus Heinz Beitrag richtig zu stellen.
Auf die Irrelevanz bzgl. Kontaktgleisen habe ich hingewiesen.

Für einen Leistungskurs Physik mit Schwerpunkt Elektrotechnik
ist das hier sicher nicht der richtige Ort.

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