Elektro-Neuling grübelt über Stromverbrauch (oder auch: wieviel Strom verbraucht eine "normale" Anlage)

    Hallo zusammen,


    vorab will ich darauf hinweisen, dass ich Bereich von Elektrik/Elektronik ein absoluter Neuling bin, trotz insgesamt langer Beschäftigung mit dem Thema Modellbahn.


    Deswegen möge man mir verzeihen, dass ich ingesamt komplett unbedarft an das Thema gehe und mir evtl ewige Grundsätze nicht geläufig sind. Viele Aspekte davon sind an anderer Stelle schon besprochen worden, rund um Digitalzentralen usw., manche werden denken "nicht schon wieder das Thema" - aber ich möchte das Thema an meinem konkreten Beispiel und aus Sicht eines Elektro-Neulings betrachten. Ich möchte auf gar keinen Fall Konzepte und Methoden anzweifeln, die für andere gut funktionieren.


    Ich stelle mir eher die Frage: Übersehe ich etwas?


    Was ist also der Hintergrund dieses Beitrags?


    Ich bin ehrlicherweise komplett überrascht. Seit einem guten Jahr beschäftige ich mich nun mit der Spur Null, der Gleisbau schreitet voran und allmählich komme ich in die Lage, mich ernsthafter mit der Stromversorgung und Elektronik der Anlage zu beschäftigen.


    Als Übergangslösung habe ich bislang einfach für ein bißchen Fahrbetrieb die z21 Start mit Krokodilklemmen an ein Stumpfgleis angeschlossen und los gings. Das wird definitiv nicht so bleiben.


    Aber nach ausführlicher Lektüre an verschiedenen Stellen (teilweise noch zu meinen Spur N Zeiten) bin davon ausgegangen, dass ich etliche abschaltbare Abschnitte bzw. Gleise brauche sowie optimalerweise auch die Anlage unterteile und einen Booster zum Einsatz bringen muss, um nicht ständig am oberen Limit der 3 Ampere der z21 zu kratzen. Auch den Kauf eines stärkeren Netzteils habe ich im Grunde schon als Pflicht angesehen bzw. auch den Wechsel auf eine stärkere Zentrale wie die Z21 XL oder entsprechende Alternativen.


    Und was ist nun der Grund für die Verwirrung?


    Ich habe erst vor kurzem die Z21-App in Betrieb genommen und erst ganz kürzlich die Funktion zur Strommessung in der App entdeckt.


    Weil mich die Frage nach dem konkreten Verbrauch eh schon länger beschäftigt, der Bärenzähler noch nicht verbaut ist, kam mir die Entdeckung der Appfunktion genau recht. Also habe ich mal einen "Extremfall" simuliert: Ich habe insgesamt 4 Loks auf der Anlage platziert, bei allen den Sound und sämtliche Lichter angeschaltet, inkl. Führerstandsbeleuchtung. Dazu noch bei 6 Personenwagen die Beleuchtung angeschaltet. Und dann einen Zug fahren lassen. In der Praxis dürfte das deutlich weniger sein, ich gehe maximal von 2 Loks aus, die gleichzeitig in Betrieb sind, meine Steuerung wird komplett manuell bleiben. Als weitere Verbraucher waren die 7 bisher verbauten Weichenabtriebe in der Messung dabei.


    Lange Rede, kurzer Sinn: All diese Verbraucher haben zu einem Verbrauch von maximal 734 mA geführt bei 17,8 V Spannung am Gleis. Wenn der Zug nicht gefahren ist, lag der Wert bei ca. 350 mA. Selbst wenn ich jetzt für die Zukunft das doppelte der 734 mA annehme (weitere Weichenantriebe und Signale sind geplant) würde ich bei ca. 1,5 A landen und hätte immer noch viel Luft nach oben. Beim Schalten brauchen die Weichen natürlich deutlich mehr Strom, lt. Lenz ca. 16 mA in Ruhe bzw. ca. 190 mA beim Schalten. Habe bewusst mal die Maximalwerte zugrunde gelegt, die Lenz angibt. Hausbeleuchtungen usw. werden separat gespeist werden.


    Jetzt also quasi wieder die Frage, die ich vorhin schon mal geschrieben habe: Übersehe ich etwas?


    Danke für eure Rückmeldungen.




    Schöne Grüße

    Oliver

    Hallo Oliver,

    ich glaube nicht, ich habe ähnliche Werte. Nur bei einer alten Messinglok mit Uraltmotor können es deutlich höhere Ströme sein.

    Bei uns im Verein (allerdings in H0) stehen über 40 Loks und zig Wagen mit Beleuchtung gleichzeitig auf der Anlage und ziehen unter 2A im Leerlauf.

    Bei bis zu acht gleichzeitig fahrenden Loks steigt der Bedarf eigentlich nie über 3 A. Allerdings haben die Weichendecoder einen eigenen Stromkreis.

    Da aber immer nur eine Weiche gleichzeitig geschalten werden kann, liegt hier der Verbrauch bei weit unter 1 A im Leerlauf und kleiner 2A beim Stellen der Weichen (Cobalt - Antriebe ziehen am meisten).

    Unterteilen in verschiedene Stromkreise ist aber bei der Fehlersuche (z.B. Kurzschluss) sehr hilfreich.


    weiterhin viel Spaß beim Bauen

    Grüße aus dem Odenwald


    Andreas :)

    Quote from andy1601

    Unterteilen in verschiedene Stromkreise ist aber bei der Fehlersuche (z.B. Kurzschluss) sehr hilfreich

    Hallo Andreas,


    das ist auf jeden Fall ein sehr guter Punkt, danke dafür!


    Und die Schaltung von Weichenstraßen über die z21 ist eine Frage, die mich auch beschäftigt. Aber selbst bei der Schaltung mehrerer Weichen für eine Weichenstraße macht die z21 ja eine kleine Pause zwischen dem Schalten. Das dürfte insgesamt auch nicht wirklich die Zentrale ans Limit führen.


    Viele Grüße

    Oliver

    Quote from pixelbahner

    Übersehe ich etwas?

    Moin Oliver,

    miss mal den Strom nach dem Einschalten, wenn alle Loks auf dem Gleis stehen. Sofern alle mit Speicherbausteinen ausgerüstet sind, wirst du deutlich höhere (Lade-)Ströme messen. Das geht zwar schnell wieder runter, aber in der Zwischenzeit hat die Zentrale schon abgeschaltet. Wobei 4 Loks noch ok sein sollte.

    Johann

    Hallo, mal meine Ansicht dazu:


    warum beobachtest Du es nicht einfach weiter und lässt alles erstmal so wie es ist?

    Wenn Du merkst, dass Probleme auftauchen, kannst du doch immer noch einen Booster oder die Z21 XL anschaffen...


    ich habe bisher auf meiner Anlage keine Trenung in irgendwelche Abschnitte vorgenommen, obwohl es keine kleine Anlage ist.


    Daher wäre bei Deinen Fragen auch gut zu wissen, von welcher Anlagengröße wir sprechen...


    Wichtig sind eher erstmal viele Einspeisungspunkte in die Gleise und ausreichende Kabelquerschnitte vorzusehen.

    Hallo Oliver,

    nach mehreren Fahrtreffen empfehle ich, nach Betriebsende alle Loks von der Zentrale abzumelden und das nächste Mal neu anzumelden. Dann ziehen sie beim Einschalten der Zentrale nicht gleichzeitig Strom und keine „zickt“ herum. Das hatten wir mehrfach und die Zentrale zeigte Kurzschluss an. Ansonsten ist Thoralfs (tokiner) Rat sehr sinnvoll.

    Grüße aus Nordhessen

    Walter

    Hallo Oliver,


    ich kann nur das bestätigen was Thoralf geschrieben hat. Auch ich fahre mit der z21 (allerdings mit einem Booster) und auf meiner Anlage stehen in der Regel ca. 10 Triebfahrzeuge. Dazu kommt die Versorgung von 6 digitalen Lenzweichen.

    Die restlichen 16 Weichantriebe und die 8 Signale werden über Lenz 6fach Schaltdekoder bedient. Die Triebfahrzeuge sind alle von Lenz.

    Das gesamte Gleisbild der Anlage wird über das angelegte Gleisstellbild der z21 gesteuert. Hierin sind auch Fahrstraßen mit bis zu 8 Weichen in einer Straße.

    Abstürze wegen Überlastung sind bei mir noch nicht aufgetreten.

    Also verfolge Deinen Plan weiter.


    Beste Grüße aus dem Bergischen

    Harry

    Hi.

    Ein kleiner Tipp noch am Rande. die “kleine” z21 bietet keine Möglichkeit, die Gleisspannung einzustellen. Da das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsspannung immer gleich ist (Die Ausgangsspannung ist 1 Volt niedriger als die Eingangsspannung), kann man diesen Nachteil leicht durch eine andere Stromquelle für die z21 ausgleichen. Das mitgelieferte Stecker- Schaltnetzteil ist ohnehin zu schwach, um die möglichen 3 Ampere Fahrstrom überhaupt leisten zu können. Bei Roco/Fleischmann gibt es stärkere Netzteile, allerdings nicht einstellbar und (wie üblich) zu “Mondpreisen”. Die z21 ist (genau wie die Z21) nicht wählerisch, wenn es um die Stromversorgung geht. Sie kann mit 12 – 24 Volt Gleichstrom betrieben werden. So lässt sich also die Gleisspannung von 11 bis 23 Volt regulieren. Das sollte (außer vielleicht für die Busch H0f Feldbahn) eigentlich immer reichen. Wenn man sich nun ein “Universal Notebook Netzteil” anschafft, welches eine einstellbare Spannung und mindestens 4 Ampere Leistung hat, kann man damit die z21 in diesem Bereich voll auf das Niveau der Z21 hieven, ohne viel Geld ausgeben zu müssen. Verwendet man externe Booster, so muss man natürlich dafür sorgen, das alle Booster mit derselben Spannung betrieben werden, wie die z21. Ich selbst habe mir dieses Netzteil zu meiner z21 Start besorgt, um das schwache Stecker- Netzteil zu ersetzen:


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    Stellen Sie sicher, dass die Ausgangsspannung, die Ihr Gerät verwendet, zwischen 12V und 24V liegt. Sie können die Ausgangsspannung meistens unterhalb an Ihrem…
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    Der Stecker für die z21 muss außen 5,5 mm und innen 2,1 mm Durchmesser haben. Das ist ein genormtes Maß, welches z.B. von Dell, HP oder IBM für ihre Notebooks verwendet wird. Das abgebildete Netzteil hat einen passenden Adapter dabei. Somit steht der Nutzung als Stromversorgung für die z21 nichts mehr im Weg. Man kann die Spannung in Stufen auf 12, 15, 16, 18, 19, 20 und 24 Volt einstellen, deckt also den gesamten Spannungsbereich der z21 ab. Die Stufen entsprechen gängigen Spannungen bei Notebooks, von daher ist die Stufung nicht ganz linear, was aber nicht schlimm ist. Von 12 bis 19 Volt kann es bis zu 4,5 Ampere Strom liefern, bei 20 und 24 Volt dann bis zu 4 Ampere, was immer noch deutlich mehr ist als 3,2 Ampere, die von der z21 maximal benötigt werden. Ich fahre meine 0e Anlage mit 16 Volt Spannung am Netzteil, also mit 15 Volt Gleisspannung. Für 0 Regelspur könnte das u.U. je nach Loks etwas knapp sein. Muss man ausprobieren. Für 0e (quasi H0 Antriebe) passen die 15 Volt Gleisspannung aber gut. Das verlinkte Netzteil ist exakt das, was ich selbst seit Jahren erfolgreich einsetze und kostet zur Zeit knapp 20€. Das nicht einstellbare Roco Netzteil liegt hingegen bei 80€ (oder mehr,, schon lange her, wo ich das nachgeschaut habe). Es gibt sicher unzählige andere vergleichbare Netzteile, die in Frage kommen würden. Der Link dient nur als Beispiel.

    Hallo Oliver alias pixelbahner,


    in diesem Link findest Du auch zahlreiche Informationen, über die es sich lohnt, nachzudenken.


    Mittlerweile gibt es ja die Z21 XL, die gab es damals aber noch nicht.


    Thread
    z 21 - Totalschaden?
    Hallo,

    ich glaube, meine Roco z21 start (weiß) ist heute abgeraucht... folgende Dinge konnte ich feststellen:

    • Sie startet nicht mehr, stattdessen blinkt sie blau-rot-grün (gleichzeitig).
    • Und das, obwohl nur das Netzteil angeschlossen ist. Alle anderen Kabel sind abgezogen...
    • Sie hat an meiner Anlage funktioniert und ich wollte sie an der Anlage eines Freundes testen. Ich hab sie angeschlossen und sie tat keinen Piep mehr..
    • Er hatte beim Start ca. 10 Loks auf der Anlage... kann das die Ursache
    …
    moba-tom


    Wenn der Stromverbrauch, die einstellbare Spannung und die kontinuierliche Ablesefähigkeit der Parameter auch auf dem Handregler für Dich wichtig sein sollten, kann ich ZIMO MX 32 i.V. mit der MX 10 empfehlen.

    Da hast die die grössten Reserven, denn wer will zuhause 320 W bzw. 600 W toppen - ohne Booster und Abschnitte?

    Beim Einschalten treten bei mir kurzfristig schon mal 7-8 A auf, weil viele Fahrzeuge “stromhungrig” sind - die Elkos (Stromspeicherbauteile in Fahrzeugen) müssen alle auch geladen werden, für Loks, bel. Personenwagen und evtl. bei Zubehör.


    Heute werden in Loks auch schon zeitversetzte Ladeschaltungen vorgesehen. Und ZIMO Decoder mit neuester Software können sogar die Spannung des einzelnen Decoders im Display des MX 32 anzeigen. Somit weißt, ob Deine Lok ausreichend Spannung übers Gleis erhält. Siehe Foto bei der BR 140, Links die Anzeige in Magentafarben.

    Und oben in der Statuszeile wird die im Handregler konstant der aktuelle Stromverbrauch in Ampere angezeigt, in meinem Beispiel 0,96 A.


    img_5822b2i86.jpeg



    Die meisten kommen aber mit Lenz, Z21, ECOS, Intellibox, klar; zuschaltbare Abstellgleise vorsehen, Anlage in Booster Abschnitte unterteilen, mehrere Einspeisungspunkte, richtige Kabelquerschnitte, saubere Verdrahtung - und alles läuft.


    Es hat alles seine Tücken und ein Für und Wider. Ich habe die für mich ideale Lösung gefunden.


    Die alte schwarze Z21 habe ich auf einer 2. Anlage angeschlossen und komme damit auch klar. Auch due ECOS, die Lenz Zentrale funktionieren da. Allerdings laufen da aber nicht die o.g. “inrush currents” auf.


    Hier muss jeder sein Konzept finden, umsetzten und eventuell über die Jahre anpassen mit Zuwachs an eigenen Erkenntnissen.

    Quote from tokiner

    warum beobachtest Du es nicht einfach weiter und lässt alles erstmal so wie es ist?

    Hallo Thoralf,


    ja - nach der Erkenntnis, die ich aus der z21-App gewinnen konnte, werde ich das auch so machen. Ich hatte Booster & Co. nicht geplant, weil ich es gern wollte sondern weil ich dachte, ich würde bei der z21 schon am Limit kratzen und daher müsste das mit der Erweiterung so sein. Aber jetzt werde ich abwarten und schauen, was beim weiteren Ausbau an Verbrauchswerten so herauskommt.


    Bezüglich der Anlagengröße sprechen wir im Endausbau von ca. 20 digitalen Weichenantrieben und nach jetzigem Stand 4 Signalen. Die Beleuchtungselemente werden gesondert gespeist.


    Der aktuelle Gleisplan sieht wie folgt aus, wobei über die Weiche bei #23 noch nicht abschließend entschieden ist. Auf eine Weiche mehr oder weniger dürfte es da nicht genau ankommen. Die grünen Kreise sind Weichenantriebe, im Bahnhof ist noch nichts verbaut, nur der Abstellbereich unten ist bisher ausgerüstet. Die roten Dreiecke sind die Signale, wobei auch hier noch das letzte Wort nicht gesprochen ist.



    Der Werksanschluss in der Raummitte wird vermutlich keine elektrischen Antriebe bekommen.


    Das von Johann jbs erwähnte Thema mit dem Einschaltstrom hatte ich bisher nicht auf dem Radar, das ist ein sehr wichtiger Hinweis. Ich konnte es bisher noch nicht testen, werde aber über die Resultate berichten.


    Zum einen werde ich es weiter beobachten wie es sich mit dem Ausbau verhält, zum anderen aber auch als kleine und günstige Ergänzung der z21 ein besseres Netzteil zum Einsatz bringen wie von Claus60 vorgeschlagen um die 3A auch komplett zur Verfügung zu haben.


    Vielen Dank an euch und an alle weiteren, die sich hier im Beitrag beteiligen und ihre Anmerkungen und Hinweise ergänzt haben!


    Weiterhin einen schönen Sonntag!


    Viele Grüße

    Oliver

    Moin Oliver,

    inzwischen gibt es ja hier schon einige Rückmeldungen, aber ich gebe hier auch noch einen kleinen Erfahrungsbericht zum Besten:


    In Kaltental stehen beim Einschalten der Anlage immer 4 bis 5 Loks auf der Anlage, die ihren Pufferspeicher aufladen, von Köf über VT98 bis V100. Dabei kann der Strom kurzfristig schon mal auf bis zu 4,5A gehen, nach 10 Sekunden liegt er dann bei gut 1 Ampere, danach bleibt er auch beim Betrieb von 2 Loks (mehr kann ich allein ohnehin nicht bewältigen) bei max 0,5A. Die Spitzen treten also nur beim Einschalten auf. Das Schalten von Weichen etc. ist mei mir messtechnisch gar nicht messbar.

    Du solltest also dafür sorgen, daß nicht alle Loks gleichzeitig Ihren Pufferspeicher aufladen. Dann sollte es bei dir - wie bei mir - keine Probleme geben.

    Viele Grüße
    Rüdiger

    Hallo Rüdiger,


    danke dir für deine Rückmeldung! Ich habe es bisher ja noch nicht gemessen aber das müsste sich bei mir dann ähnlich darstellen wie bei dir in Kaltental - denn drei bis vier Loks beim Einschalten auf der Anlage zu haben sind bei mir durchaus üblich.


    Bisher ist mir dabei noch nichts negativ aufgefallen und es ist noch nichts passiert aber dann habe ich quasi in der Vergangenheit meine z21 unwissentlich und ungewollt kurzzeitig überlastet?



    Viele Grüße

    Oliver

    Hallo Oliver,

    ... dann hätte sie sich eigentlich abschalten müssen. Ich hätte auch nicht gedacht, daß der Strom beim Einschalten so hoch geht. Insofern bin ich froh, daß ich ein Messgerät im Stromkreis habe, das mir jederzeit Auskunft über aktuelle Stomstärke und Spannung gibt. Da ist Messen besser als "Glauben".

    Allerdings habe ich die Lenz LVZ200 als Zentrale und mit der Z21 keine Erfahrung.

    Viele Grüße
    Rüdiger

    Hallo Rüdiger,


    du hast vollkommen recht, besser messen und wissen als etwas zu vermuten. Daher bin ich mal schnell in den Keller und habe alles angeschaltet. Die z21 und der WLAN-Router sind immer komplett vom Strom getrennt. Normal braucht es also immer einen Moment, bis das WLAN-Netzwerk steht und das Tablet sich verbinden kann während die z21 schon alles mit Strom versorgt.


    Damit die App auch von Anfang an mit dem Messen hinterher kommt, habe ich bevor ich den Strom angeschaltet habe zunächst die z21 vom Schienennetz getrennt (ist aktuell ja nur mit Krokodilklemmen angeschlossen). Dann alles angeschaltet und zu guter Letzt dann die Krokodilklemmen wieder befestigt.


    Der höchste Wert nach dem Anschalten war bei ca. 450 mA, allerdings frage ich mich nun, wie lange behalten die Loks die Energie im Speicher? Ich war heute vor ca. 5 Stunden bei der Anlage, d.h. die Loks, die ich jetzt für den Test genutzt habe, hatten evtl noch volle Speicher?


    Den Bärenzähler habe ich ja bereits gekauft, den werde ich sicher demnächst auch einbauen, dann habe ich neben der App noch eine weitere Anzeige.


    Das Thema bleibt spannend!



    Viele Grüße

    Oliver

    Hallo Oliver,


    Deine Anlage hat in etwa die Größe von meiner. Ich habe hier keine Booster-Abschnitte und oft 10 Loks und ca. 12 -- 15 beleuchtete Waggons drauf stehen.

    Meine Weichen schalte ich per Handantrieb und 3 Viessmann-Signale hängen mit am Gleisstrom.


    Bei mir läuft es so: Die Zentrale (Digikeijs DR 5000 mit 3 A) selber liefert nur die Stromversorgung des XPressNet-Busses.

    Für den reinen Gleisstrom habe ich eine alte Lenz LZV100 zum Booster umgebaut (geht relativ einfach). Damit habe ich volle 5 Ampere der LZV für den Gleisstrom zur Verfügung, das hat bisher noch keine Probleme ergeben.


    Also sei auf jeden Fall beruhigt und einen Booster später einbinden ist kein Hexenwerk, mit dem Dremel ein paar Schnitte in die Gleise kriegst Du jederzeit hin.

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