Kontaktloses Ladegerät für Fahrzeuge mit Faller Car System

  • Wer eine automatische Ladung auf der Straße wünscht oder einfach die Fahrzeuge ohne Ladesteckerchen laden möchte, ist mit einem kontaktlosen Ladegerät gut bedient.
    Ein solches Ladegerät funktioniert im Prinzip wie ein Trafo. Ein elektronischer Generator erzeugt in der Sendespule eine Wechselspannung, die induktiv auf die Empfängerspule übertragen wird. Die Frequenz liegt bei einigen Kilohertz.
    Es gibt Ladegeräte, die bei vollem Akku automatisch abschalten. Andernfalls trennt man das Fahrzeug vom Ladegerät, wenn sein Akku etwa 4,2 Volt erreicht hat
    Ladegerät mit Laderegler
    Dieses Ladegerät mit induktiver Energieübertragung ist ideal zur Ladung der Akkus in den Fahrzeugen. Der Laderegler ist eine Elektronik-Platine und braucht etwas Platz im oder unter dem Fahrzeug.
    Steht ein Fahrzeug auf dem Ladegerät, setzt die Ladung automatisch ein.
    Die Senderspule ist in einem Gehäuse untergebracht und kann unter der Straße montiert (angeklebt) werden.
    Der Empfänger (Empfängerspule mit Laderegler) für das kontaktlose Ladegerät wird unter das Fahrzeug geklebt und über einen Laderegler mit dem Akku verbunden.
    Automatischer Betrieb
    Fährt das Fahrzeug über den Sender und wird beispielsweise von einem Stoppmagnet (oder einer Sendediode bei easy stop Fahrzeugen) angehalten, wird sein Akku geladen. Ist er voll geladen, schaltet das Ladegerät ab.
    Montage
    ⦁ Sender an beliebiger Stelle unter die Straße montieren (kleben).
    ⦁ Empfänger unter das Fahrzeug kleben,
    ⦁ Falls gewünscht Stoppmagnet einbauen
    ⦁ Fahrzeug bei eingeschaltetem Stoppmagnet fahren, bis es am Stoppmagnet anhält. Der Ladevorgang schaltet sich automatisch ein, wenn das Fahrzeug mit seiner Empfängerspule im Abstand von höchstens 8 mm über dem Sender steht.
    Die Ladezeit bei einem 300 mAh-Akku beträgt etwa 6 Stunden. Die Ladespannung beträgt maximal 3,9 Volt und der Ladestrom beträgt etwa 20 mA.
    Ladegerät ohne Laderegler
    Ist in einem kleinen Fahrzeug kein Platz für die Empfänger-Elektronik-Platine, nimmt man die Empfängerspule ohne Elektronik-Platine.
    Bei einem solchen Ladegerät ohne Laderegler läßt man die Laderegler-Elektronik für den Empfänger einfach weg. Die Empfängerspule wird über einen Gleichrichter direkt an den Akku angeschlossen. Das spart Platz, aber die Ladung ist nicht perfekt, weil die Ladespannung pulsiert.
    Die Ladezeit bei einem 300 mAh-Akku beträgt etwa 6 Stunden. Die Ladespannung beträgt maximal 2,8 Volt und der Ladestrom pulsiert mit etwa 20 mA.
    Preis:
    Kontaktloses Ladegerät mit Empfänger und zweiter Empfängerspule komplett Preis: € 49,50
    Mit diesem Ladegerät können NiMH-Akkus mit 2,4 Volt und LiPo-Akkus mit 3,7 Volt geladen werden.
    Abmessungen der derzeit lieferbaren Empfängerspulen: 20 mm Durchmesser, Höhe 3 mm.
    Ladestation automatisch mit Geschwindigkeitsmessung
    Diese Ladestation misst die Geschwindigkeit der Fahrzeuge und hält sie automatisch an, wenn ihre Akkus geladen werden müssen. Wird ein Fahrzeug zu langsam, ist der Akku fast leer und muß geladen werden. Zur Erfassung der Geschwindigkeit werden am Straßenrand zwei Sensoren aufgestellt. Die Ladestation wird an gewünschter Stelle unter der Straße montiert. Langsame Fahrzeuge werden automatisch mit einem Stoppmagnet (beispielsweise von Faller) angehalten.
    Fahrzeuge mit Abstandssteuerung easy stop
    Fahrzeuge mit einem Abstandssteuerung easy stop-Modul brauchen keinen Stoppmagnet. Hinter der Ladestation wird eine Infrarot-Sendediode am Straßenrand aufgestellt, die die mit easy stop ausgerüsteten Fahrzeuge automatisch anhält.
    Ladestation automatisch mit Geschwindigkeitsmessung

    Fahrzeuge mit dem Faller Car System müssen ab und zu geladen werden, wenn der Akku schwach wird. dazu steckt man gewöhnlich den Stecker des Ladegerätes in die Ladebuchse ein. Die Aufladung kann aber auch automatisch erfolgen. Das wird hier beschrieben. Dies ist ein Bauprojekt für geringe Elektronik-Kenntnisse. Gebraucht wird ein Zähler DCM 240 von Voltcraft oder ähnlich und ein Taktgeber, beispielsweise ein easy stop-Modul. Über ein Relais kann ein kontaktloses Ladegerät eingeschaltet werden. Ladegeräte haben wir vorrätig. Sie können aber auch ein Ladegerät von einem Handy (SmartPhone) verwenden. Diese Ladestation misst die Geschwindigkeit der Fahrzeuge und hält sie automatisch an, wenn ihre Akkus geladen werden müssen. Wird ein Fahrzeug zu langsam, ist der Akku fast leer und muss geladen werden. Zur Erfassung der Geschwindigkeit werden am Straßenrand zwei Sensoren oder Lichtschranken aufgestellt. Ein Zähler stoppt die Zeit der Fahrzeuge und schaltet bei niedriger Fahrgeschwindigkeit ein kontaktloses Ladegerät ein. Die Ladestation wird an gewünschter Stelle unter der Straße montiert. Unter den Fahrzeugen wird eine Empfängerspule angeklebt und die beiden Drähte der Spule mit dem Akku im Fahrzeug verbunden. Besser ist eine Empfängerspule mit Laderegler-Elektronik (haben wir vorrätig). Langsame Fahrzeuge werden automatisch mit einem Stoppmagnet (beispielsweise von Faller) angehalten. Funktionsprinzip der Geschwindigkeitsmessung mit Stoppuhr
    Auf einer Meßstrecke wird die Zeit für die Autos gestoppt. Ist ein Auto wegen schwachem Akku sehr langsam, schaltet das Ladegerät ein. Mit einem geeigneten Zähler lässt sich ein Zählerstand und durch eine Taktfrequenz eine bestimmte Zeit einprogrammieren. Damit wird eine Geschwindigkeit festgelegt. Bei easy stop-Fahrzeugen braucht man keine Lichtschranken, sondern nur Infrarot-Sensoren (Fototransistoren). die Infrarot-Sendedioden hinten an den Fahrzeugen schalten die beiden Sensoren der Meßstrecke ein. Diese Sensoren dienen als Start- und Stoppsignal für den Zähler.
    Fahrzeuge mit Abstandssteuerung easy stop
    Fahrzeuge mit Abstandssteuerung easy stop-Modul brauchen keinen Stoppmagnet. Hinter der Ladestation wird eine Infrarot-Sendediode am Straßenrand aufgestellt, die die mit easy stop ausgerüsteten Fahrzeuge automatisch anhält. Zwei Sensoren im Abstand von etwa 20 Zentimetern erfassen die Geschwindigkeit der Fahrzeuge.
    Zwei Zähler: DCM 240 und Eigenbau-Zähler
    Für die Messung der Fahrgeschwindigkeit beschreibe ich zwei verschiedene Zähler, den DCM 240 von Voltcraft und einen Eigenbau-Zähler, für den es Platinen mit gedruckter Schaltung gibt. Er macht dieses Bauprojekt interessanter, aber auch schwieriger.
    Bauanleitung für Fahrzeuge mit Abstandssteuerung easy stop mit Zähler DCM 240
    Anstelle der Geschwindigkeit kann man auch die Zeit mit einer Stoppuhr oder einem Zähler messen, weil der Weg durch den Abstand der Sensoren für die Meßstrecke konstant ist. Bei Fahrzeugen mit easy stop-Modul braucht man keine Lichtschranken zur Erfassung der Fahrzeuge, sondern nur Infrarot-Sensoren (Fototransistoren). Bei dem Zähler DCM 240 kann jeder Zählerstand einprogrammiert werden. Über seinen Ausgang kann das Ladegerät eingeschaltet werden. In den Produktdaten ist beschrieben, wie man den Zähler auf den gewünschten Zählerstand programmiert. Das hängt vom Abstand der Lichtschranken ab. Bei einem Abstand von 20 Zentimeter ist ein Zählerstand von etwa 2000 eine gute Wahl. Am besten verwendet man als Spannungsversorgung für den Zähler DCM 240 einen LiPo-Akku mit 2,7 Volt, um den einprogrammierten Zählerstand zu speichern. Es geht auch mit drei in Reihe geschaltete NiMIH-Akkus mit 3,6 Volt und einer Diode in Reihe, um 3,6 Volt - 0,7 Volt = 2,9 Volt zu erhalten. Am Zählereingang des DCM 240 wird das Taktsignal angeschlossen. Man kann den Anschluss der IR-Diode an der easy stop-Platine verwenden. Den Zähler setzet man beispielsweise auf den Zählerstand 2000. Läuft der Taktgenerator und ist der Zählerstand erreicht, schaltet er über seinen Ausgang und ein Relais das Ladegerät ein. dazu muss die Plusleitung vom Steckernetzteil zum Ladegerät unterbrochen und an den Relaiskontakt angeschlossen werden.
    Geschwindigkeitsmessung mit Stoppuhr mit Eigenbau-Zähler
    Die Stoppuhr eignet sich genauso oder besser zur Geschwindigkeitsmessung der Fahrzeuge. Diese Platine hat sogar Anschlüsse für zwei Lichtschranken und einen Taktgenerator. Es gibt unbestückte und betriebsfertig bestückte Platinen dieser Stoppuhr. Die Stoppzeit muss nicht einprogrammiert werden. Sie wird durch die Frequenz des Taktgenerators bestimmt. Der Taktgeber sitzt auf dieser Platine. Somit ist alles komplett für die Geschwindigkeitsmessung der Autos.
    Für diese Platine gibt es eine ausführliche Bauanleitung.
    Bestücken von smd-Bauteilen
    Nicht nur Modellbahner, sondern auch Hobby-Elektroniker wehren sich oft gegen das Bestücken der keinen smd-Bauteile, die einfach ohne Löcher auf die Platinen gelötet werden. Mit einem groben Lötkolben ist das schon eine Herausforderung. Man braucht einen temperaturgesteuerten Lötkolben mit einer feinen Lötspitze. Dann geht es schon. Mit einem Bügeleisen oder mit einem Heißluftföhn geht es noch einfacher. Auch ein Backofen ist geeignet. Der große Vorteil bei diesen oberflächenmontierten Bauteilen ist, daß die Platinen kleiner und damit viel billiger in der Herstellung sind. Auch die Bauteile sind billiger.
    Das Löten der oberfächenmontierten Bauteile
    Mit einer Spritze mit Lötpaste darin trägt man auf jede Lötstelle einen kleinen Tupfer Lötpaste auf. Dann bestückt man die keinen Teile mit einer Pinzette. Sind alle Bauteile drauf, stellt man die Platine auf ein umgedrehtes, geheiztes Bügeleisen oder in den Backofen und wartet bis das Lot schmilzt. Nach kurzer Abkühlung ist die Platine fertig gelötet. Wir verwenden allerdings einen speziellen Infrarot-Heizofen, der aber ein paar hundert Euro kostet.

    Bestellungen an:

    Heinrich Müller
    Altbacher Hof 8
    73776 Altbach
    Internet: modellelektronik.de
    Telefon: 07153 9998360
    E-Mail: heinrich.mueller@modellelektronik.de


    kontaktloses Ladegerät mit Sender im Gehäuse und Mecedes G in Größe H0 mit Empflängerspule

    Ladegerät-Empfänger mit Laderegler-Elektronik, die bei vollem Akku automatisch abschaltet

    MAN Kohlelaster mit Empfänger und Empfängerspule

    Empfängerspule ohne Elektronik-Platine für kleine Fahrzeuge

    Ladestation mit automatischer Geschwindigkeitsmessung


    Bild Stoppuhr-Platine


    Zähler DCM 24 mit Abstandssteuerung easy stop als Taktgenerator

    Platine der Stoppuhr unbestückt € 6,90