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ORD-20 20 Amp Booster; Universell mit vielen Zentralen kompatibel

InhaltHardwareGCA


Von Peter Giling

**Sehr wichtiges Thema**

Peter Giling hat eine große Anzahl nützlicher Leiterplatten für die Selbstmontage entwickelt.
Diese Selbstmontage beinhaltet auch, dass der Monteur / Installierende dieser Baugruppen die CE-Vorschriften einhält und für alle auftretenden Probleme verantwortlich ist.
So lange der Installierende der einzige Nutzer der montierten Baugruppe ist, gibt es kaum ein Problem,
aber sobald andere Leute beteiligt sind, sollte man sich dessen bewusst sein.
Fast alle Entwürfe von Peter Giling bleiben unter 42 V und max. 3 A, was CE-Vorschriften auf recht niedrigem Niveau hält.
Aber diese Baugruppe ist dafür gemacht bis zu 20 A zu liefern, also ist sehr vorsichtig damit umzugehen.
Peter Giling kann nicht für irgendwelche Fehler in Entwurf und Installation verantwortlich gemacht werden.

:!: Bitte den Bau dieser Baugruppe unterlassen, wenn nicht sichergestellt ist,
dass den CE-Empfehlungen und CE-Vorschriften entsprochen wird.

Obwohl die Platine jetzt alleine und in sehr guter Qualität verfügbar ist, können Eigenbauten ein bischen zu schwierig sein,
weil ein Testgerät benötigt wird, um sicher zu sein dass Kurzschluss- und Überlast-Schutz korrekt arbeiten.
Deshalb wird der ORD-20 als komplett gebaute und getestete Baugruppe verfügbar sein.
Alles was dann noch zu tun bleibt, ist das Erstellen eines schönen Gehäuses dafür.

Die professionelle Platine ist hergestellt

Die Platine hat extra dicke Kupfer-Lagen,
benötigt aber trotzdem zusätzliche 1,5 mm²-Drahtbrücken
Diese Bilder zeigen 13 Drahtbrücken auf der Oberseite
und 3 Drahtbrücken auf der Unterseite.


Und hier ist das getestete Endprodukt

Das fertig montierte Gerät


Beschreibung

Bisher macht der ORD-3 einen guten Job, aber die Grenze von 3 A passt nicht für große Anlagen.
Obwohl eine Kette mehrerer ORD-3-Booster die perfekte Option für die Spurweiten H0, TT u. N ist, ist es für die Spurweiten G u. 1 nicht ideal.
Züge in diesen Spurweiten benötigen eine stärkere Versorgung, damit alle Funktionen ordnungsgemäß funktionieren.
Das ist es, wo dieser Booster ins Spiel kommt.
Bisher sind diese Hochstrom-Booster sehr teuer, aber ORD-20 bietet einen viel preiswerteren Weg.
Es ist im Grunde nur ein Booster, ohne integrierte Spannungsversorgung, wie beim ORD-3.
Dies wurde gewählt, weil der Selbstbau dieser Hochstrom-Versorgungen ziemlich kompliziert ist.
Und es gibt ein große Auswahl von verfügbaren 20-30 A Stromversorgungen.
Großer Vorteil der Verwendung einer Stromversorgung "von der Stange", ist es, dass diese Stromversorgungen auf einen bestimmten Maximal-Strom eingestellt werden können.
Das begrenzt auch viele Probleme mit diesem hohen Strom.
Dieser Booster enthält Hochleistungs-P- und NFET-Transistoren.
Alle Eingänge, einschliesslich CDE-Lenz-Anschluss, sind durch Opto-Koppler isoliert.
Es gibt keine Isolierung zwischen den Eingängen, was auch nicht nötig ist, weil zur gleichen Zeit immer nur ein Eingang verwendet werden darf.
Trotzdem reicht das Einstellen der empfohlenen Stromversorgung auf den max. Wert von 20 A nicht aus.
Wenn der Strom diesen Wert überschreiten will, regelt die Stromversorgung auf den Maximalwert von 20 A zurück, aber die vollen 20 A fliessen durch den Kurzschluss.
Das nennt sich "Schweißen" und das wollen wir nicht wirklich.
Das erste Problem ist, dass die zur Verfügung stehende Stromversorgung weit mehr als 20 A liefern kann.
Dann ist der max. Strom aus dieser Versorgung nur als Sicherheitsmaßnahme auf 23-24 A einzustellen.
Damit kann der ORD-20 bei einer Überlast von ca. 21 A selbst abschalten.
Das Vermeiden von Kurzschlüssen ist hier sicher das Hauptproblem, aber Unfälle passieren, leider.
Deshalb ist auch ein Strom-Fühler implementiert, damit sichergestellt ist, dass der Booster AUS-schaltet wenn 20 A überschritten werden.
Automatisches Wieder-EIN-schalten erfolgt auf die gleiche Art, wie im ORD-3.
Die Baugruppe wartet einfach 5 Sekunden nach dem Abschalten und versucht dann wieder einzuschalten.
Wenn der Kurzschluss noch besteht, wird für weitere 5 Sekunden gewartet.
Die Zeit, in der der max. Strom fliesst, ist 10 Millisekunden.
Der Sensor dafür ist ein Shunt mit sehr niedrigem Widerstand, um zu viel Wärme auf der Platine zu vermeiden and auch größern Leistungsverlust bei großen Lasten.

Die 5 V Versorgung auf der Platine war original auch ein einfacher, sehr bekannter 7805-Linear-Regler.
Aber weil die letzte Version auch mit 24 V läuft, war die Verlustwärme in diesem Regler nicht akzeptabel.
Mit ungefähr 100 mA für den 5 V Gesamtstrom war die Leistungsaufnahme dieses Reglers (24-5) x 100 mA = 1,9 Watt.
Ein TSR 1-2450 Schaltregler löste auch dieses Problem.
Trotz der Verwendung von sehr effizieneten N- und P-Fet-Leistungs-Transistoren, führt die eher geringe Kühlung zu einer ziemlichen Erwärmung bei Vollast.
Abhilfe konnte ich durch durch Installation von zwei kleinen 40mm-Lüftern für 24V erreichen.
Um zu vermeiden, dass sich Leute über das Geräusch beschweren, habe ich einen kleinen Prozessor und Temperatursensor eingebaut.
Das vermeidet jegliches Geräusch, wenn der Booster mit geringer Last betrieben wird.
Gleichzeitig habe ich ein paar Löcher direkt vor dem Shunt SH1 gebohrt.
Dieser sehr kleine Luftstrom genügt, um den Shunt auf einer dezenten Temperatur zu halten.

Dank etlicher Solarzellen auf meinem Dach, war ich in der Lage, den Booster über Stunden mit Volllast (20,7 Amp 24V) zu betreiben, ohne wirklich "umweltunfreundlich" zu sein.
Der Booster ist ein absoluter Hit!

Eigenschaften

  • Kompatibel mit Spax-Booster (Fremo)
  • Eingang für USB / RS232 / LocoNet Railsync / CDE (Lenz)
  • Kurzschluss- / Überlast-geschützt
  • Digital DCC-Direkt-Treiber mit Rocrail DCC232
  • Galvanische Isolation aller Eingänge
  • Vorbereitet für RailCom-Austastlücke (bisher nur Hardware)
  • Stromversorgungseingang zwischen 15 und 24 V Gleichspannung.


Eingangs-Beispiele

  • Gleis-Anschluss von jeder Standard-Zentrale ( Mit C und D des CDE1-Anschluss verbunden).
  • Serieller Port (COMx) von jedem PC, wenn DCC232 in Rocrail verwendet wird (Mit RS232-Anschluss verbunden).
  • Einige USB-zu-seriell-Kabel bzw. -Adapter sind auf die gleiche Art zu verwenden wie in der vorstehenden Zeile beschrieben.
  • Anstelle des RS232-Anschluss kann ein Direkt-USB-Anschluss montiert werden, was funktioniert!
  • Als Spaxbooster verwendbar, der drei Standard-RJ12-LocoNet-Buchsen enthält.
  • Booster-Anschluss an Intellibox oder Twin-Center.
  • Wenn in dieser Sache Fragen sind, einfach Peter fragen.


LED-Anzeigen

LED Farbe Funktion (wenn EIN)
L1 rot Booster AUS
L2 gelb Eingangs-Signal i.O.
L3 grün Gleisspannung EIN


Hardware-Dateien

Verfügbarkeit

Bisher sind alle Baugruppen für Selbstbau gemacht.
Aber der Aufbau und die Inbetriebnahme dieses ORD-20 Boosters ist komplexer als die anderen Baugruppen.
Und weil auch sehr gewissenhafte Prüfungen der Ausschalt-Funktion unter Last erforderlich sind,
ist es besser diese Baugruppe komplett montiert und getestet zu liefern.
Deshalb ist kein Bausatz verfügbar.

ord-20-de.txt · Last modified: 2018/11/26 02:56 by rainerk