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Energiespeicher für ZIMO Decoder

Elkos - Goldcaps - Supercaps - Tantals

ZIMO hat Energiespeicher-Lösungen für alle Decoder, also Vorkehrungen zur ersatzweisen Versorgung des Decoders und der Fahrzeug-Einrichtungen (Antrieb, Beleuchtung, Sound, ...) durch kapazitive Bauelemente wie Elkos, Tantals, oder Goldcaps (Supercaps) in allen Situationen, in denen die Versorgung von der Schiene her unterbrochen ist. Der Einsatz von Energiespeichern im Fahrzeug bringt zahlreiche Vorteile und zwar in Hinblick auf

das Weiterfahren bei Kontaktunterbrechnungen durch schmutzige Schienen und stromlose Weichen-Herzstücke,
die Vermeidung des Anhaltens auf stromlosen Stellen im Zusammenspiel mit einem ZIMO speziellen Verfahren
die störungsfreie Sound-Wiedergabe bei Rad-Schiene-Kontaktstörungen (in der Praxis oft der wichtigste Punk)
die Vermeidung von Energieverlusten durch HLU- und RailCom-Lücken (die es auch ohne Kontaktprobleme gibt)
die Reduzierung von Motor-Geräuschen in Zusammenhang mit HLU- und RailCom-Lücken,
die Verbesserung der Empfangsqualität (Lesbarkeit) des vom Decoder ausgesandten RailCom-Signals
die Minimierung der Erwärmung des Decoders, besonders bei Motoren mit niedrigem ohmschen Widerstand.

Die große Vielfalt der ZIMO Decoder - zwischen Miniatur-Typen (für N und TT) und Großbahn-Typen (für G und 1) - bedingt allerdings folgende

UNTERSCHIEDLICHE Energiespeicher-Lösungen

3 Kategorien (und auch Mischversionen):

Decoder OHNE eigene Vorkehrungen für Energiespeicher (typisch für Miniatur-Decoder):
In einem solchen Fall kann aber trotzdem eine externe Kapazität (Elko oder mehrere Tantals parallel) eingesetzt werden. Entweder zusammen mit einer kleinen Schaltung aus Dioden und Widerständen über welche der Anschluss an "Gemeinsamer Plus" und "Masse" des Decoders erfolgt, oder - die neuere und wirkungsvollere Methode - über eine Energiekontrollplatine, einen ZIMO "StayAlive-Controller" (STACO) (mit einem Step-up-Regler auf 10V, über den die angeschlossenen Goldcaps Energie an den Decoder liefern).
Decoder MIT direkter Energiespeicher-Anschaltung:
Dort können Elkos, Tantals oder Goldcap-Module (das sind Serienschaltungen von 6 oder 7 Goldcaps zur Erreichung der notwendigen Gesamtspannung) OHNE zusätzliche Bauteile oder Platinen (d.h. ohne zusätzliche Kosten, Mühe und Platzbedarf) an eigenen Drähten, Pads oder Pins angeschlossen werden. Es gibt allerdings Varianten (je nach Decoder-Typ, siehe unten), die beachtet werden müssen:
15 V-Variante: die anzuschließende Kapazität (Elko, ...) muss eine Spannungsfestigkeit von mindestens 15 V aufweisen,
25 V-Variante: die Kapazität muss der Fahrspannung entsprechen, am besten der höchstmöglichen, also 25 V.
5 V-Sonderlösung des MS581N18 und MN250: hier können zwei in Serie geschaltete Mini-Goldcaps angeschlossen werden.
Decoder MIT INTEGRIERTEM Energiespeicher (typisch für Großbahn-Decoder), bestehend aus 3 Goldcaps:
Bei Bedarf (der eher selten bestehen dürfte) können überdies externe Goldcap-Module (mit Spannungsfestigkeit von mindestens 15 V) extern angeschlossen werden.

Zur Kategorie 1 (laut obiger Einteilung) gehören:

viele MX-Decoder (also ALLE AUSSER MX633 ... 636 und MX644, MX645 und MX-Großbahn-Decoder, die Kategorie 2 sind);
unter den MS- & MN-Decodern die Subminiatur-Decoder MS560, MS591N18, MN150, MN160 und MN170 und in gewissen Sinne auch die Miniatur-Typen MS480, MS491, MS500, die zwar eine direkte Anschaltung laut Kategorie 2 bieten, welche aber auf 1000 µF beschränkt wird*), wodurch "Kategorie 1 - Methoden" wirkungsvoller sind (siehe 1. u. insb. 2. Bild oben rechts).

Zur Kategorie 2 gehören:

die größeren MX-Decoder, also die Typen MX633 ... 636 und MX644, MX645 und die MX-Großbahn-Decoder MX696 und MX697; allerdings ist die zulässige, anschließbare Kapazität zur direkten Anschaltung generell auf 6800 µF beschränkt;
die meisten MS- & MN-Decoder, und zwar uneingeschränkt MS440 ... 450 & MN330 ... MN340 (beliebige Größe der anschließbaren Kapazität aus Elkos, Tantals und Goldcap-Modulen),
eingeschränkt MS480, 491, 500 ( Kapazitäten bis1000 µF ^*), s.o) und MN140, MN180N18, MN300 (Kapazität bis 15000µF) sowie MS581N18 und MN250 mit Sonderlösung (5 V-Doppelgoldcap).,

*) anstelle 1000 µF können auch bis zu 3000 µF angeschlossen werden, wenn auf Service-Mode Programmieren und SW-Update und Sound-Laden verzichtet wird (bzw. währenddessen die Kondenssatoren abgetrennt werden).

Zur Kategorie 3 gehören:

die MX-Großbahn-Decoder MX699 und sämtliche MS-Großbahn-Decoder

ZIMO MS480 mit ELKOS an Dioden und Widerstand

Beispiel einer preisgünstigen Lösung für Decoder OHNE oder mit eingeschränkten Vorkehrungen: MS480 mit Elko, Dioden und Widerstand aus dem ZIMO Sortiment
(typ. Ersatzversorgungszeit einige Zehntelsek.).

ZIMO MS491 mit STACO1 und 2 Goldcaps
Beispiel einer besonders wirkungsvollen Lösung für Decoder OHNE oder mit eingeschränkten Vorkehrungen: MS491N mit externem StayAlive-Controller STACO1 und 2 Mini-Goldcaps
(typ. Ersatzversorgungszeit 1 bis mehrere Sek.)

ZIMO MS581N18G mit 2 ext. Mini-Goldcaps
Die Sonderlösung des Next-Decoders MS581N18:
"Verlängerung" der internen Tantals durch zwei externe Mini-Goldcaps, MGOGURT (Ersatz-versorung auf 5 V-Niveau für einige Sekunden).

ZIMO MS450 mit Mini-Goldmodul
Beispiel einer wirkungsvollen Lösung für Decoder MIT direkter Energiespeicher-Anschaltung: MS450 mit MGOBLOCK (OHNE externen Controller. Typ. Ersatzversorgungs-zeit: 1 bis mehrere Sek.) Bei Bedarf 2 Mini-Goldcap-Module parallel anschaltbar .

ZIMO MS990K

Beispiele von Großbahn-Decodern MIT integriertem Energiespeicher (typ. Ersatzversorgungszeit mehrere Sekunden): MS990K (oben) und MS950 (unten)

50 x 10 x (für MX)	SPEIKOSORT	Sortiment von Bauteilen, zum Aufbau von preisgünstigen Energiespeicher-Schaltungen für ungefähr 20 Decoder der "Kategorie 1" (also ohne eigene Vorkehrungen); gemischt nach den Empfehlungen der Betriebsanleitungen für MX-, MN- und MS-Decoder. Siehe STACO1 (unten) als wirkungsvollere Alternative ! Ein Beutel enthält (kleine Abweichungen der Mengen möglich): 50 x Elko 1000 µF/25 V, 10 x 15,4mm (Wechsel auf Elkos mit höherer Energiedichte bei Verfügbarkeit möglich), 50 x Diode 1N4007 (o.ä.) , 50 x Widerstand 100 Ohm, 10 x Drossel 100 µF (nur für MX-Decoder notwendig), 10 x Widerstand 3k3 (nur für MX-Decoder notwendig).
20 x	ELKO16GURT	Elkos für Decoder der "Kategorie 2" (also mit direkter Energiespeicher-Anschaltung), 15 V - Variante, üblicherweise werden mehrere Elkos paralle geschaltet: mindestens 3 zu empfehlen. 20 x Elko 2200 µF/16 V, 10 x 20 mm (Wechsel auf Elkos mit höherer Energiedichte bei Verfügbarkeit möglich)
50 x	ELKO25GURT	Elkos für Decoder der "Kategorie 2" (mit direkter Energiespeicher-Anschaltung), 25 V- Variante (also MX-Decoder mit 21MTC-Interface). Üblicherweise werden mehrere Elkos parallel geschaltet: mindestens 3 zu empfehlen. 50 x Elko 1000 µF/25 V, 10 x 15,4 mm (Wechsel auf Elkos mit höherer Energiedichte bei Verfügbarkeit möglich)
10 x	TANT16GURT	Tantals für Decoder der "Kategorie 2" (mit direkter Energiespeicher-Anschaltung), 15 V- Variante. Üblicherweise werden eine größere Zahl von Tantals parallelgeschaltet: mindestens 5 zu empfehlen. 50 x Tantal 220 µF/16 V, 7,3 x 4,3 x 3 mm (ev. Wechsel auf Tantals mit höherer Energiedichte bei Verfügbarkeit)
3 x	STACO	StayAlive-Controller in Miniaturausführung, passend (auch von den Abmessungen her) für MX-, MN- oder MS-Decoder (Miniatur-Decoder) der "Kategorie 1" (also ohne Vorkehrungen zur Energiespeicher-Anschaltung) oder der "eingeschränkten Kategorie 2" (z.B. nur 1000 µF in direkter Anschaltung möglich, daher Bedarf an besserer Energiespeicherung nach Art der "Kategorie 1"); zum Anschließen (über Drähte) an den Decoder-Pads oder -Pins "Gem. Plus" und "MASSE". Zulässige Schienenspannung für Stay-Alive-Controller: min. 12,5 V bis max. 18 V (24 V STACO4) (MIN ergiebt sich aus einer Mindest-Ladespannung für Goldcaps von 11,3 Volt.) 2 (oder auch 3 mit STACO1) Mini-Goldcaps werden über Drähte mit dem StayAlive-Controller verbunden; dadurch ist die räumlich verteilte Unterbringung aller Teile (Decoder, STACO, Goldcaps) gegeben - im Gegensatz zu einem massiven "Power-Pack". Die Spannung der Goldcaps ( wenn vollgeladen, in Summe 5,2 V bei 2 Goldcaps, bzw. 5,8 V beim STACO4, oder 8,1 V mit 3 Goldcaps - mit der Zeit absinkend auf ca. 2V) wird von der Platine auf 10V hochtransformiert. Dies ist für die Ersatzversorgung des Decoders bei Rad-Schiene-Kontaktunterbrechungen ausreichend (für Antrieb und Sound ohne Verlust an Lautstärke) und verursacht keine Störungen, z.B. im Service-Mode .
3 x	STACO1	1 x STACO1, 10 x 7,3 x 1,7 mm, zum gesteuerten Laden und Entladen von 2 oder 3 Mini-Goldcaps, 2 angelötete Litzen 3 x Mini-Goldcap 0,3 F/2,7 V, 4 x 12 mm (Durchmesser x Länge), min. 12,5 V - max. 18 V Der STACO1 kann nur mit den im Lieferumfang enthaltenen Mini-Goldcaps betrieben werden, höhere Kapazitäten sind nicht möglich.
A: 2x B: 2x	STACO2A STACO2B	Der STACO2 ist dazu gedacht ein Modell mit einer Next-18-Schnittstelle und einem Energiespeicher auszustatten. Ein Next-18-Decoder kann dann auf den STACO2 wie auf eine Adapter-Platine aufgesteckt werden, welcher dann die Decoder-Anschlüsse über 13 angelötete Litzen ausgibt. StayAlive-Controller mit Next18-Schnittstelle 1 x STACO2, 14x10,4x1,9 mm, zum gesteuerten Laden und Entladen von 2 Mini-Goldcaps, 13 angelöt. Litzen 2x Mini-Goldcaps 0,3 F/2,7 V, 4 x 12 mm (Durchmesser x Länge), min. 12,5 V - max. 18 V StayAlive-Controller mit Next18-Schnittstelle 1 x STACO2, 14x10,4x1,9 mm, zum gesteuerten Laden und Entladen von 2 Mini-Goldcaps, 13 angelöt. Litzen 2x Mini-Goldcap 1 F/2,7 V, 6,4 x 9,8 mm (Durchmesser x Länge), min. 12,5 V - max. 18 V Der STACO2 kann maximal mit einer Gesamtkapazität von 0,5 F betrieben werden, was 2 Mini-Goldcaps mit einer Kapazität von 1 F in Serie entspricht.
A: 2x B: 2x	STACO3A STACO3B	StayAlive-Controller, Sondervariante des STACO1 1 x STACO3, 10x7,3x2 mm, zum gesteuerten Laden und Entladen von 2 Mini-Goldcaps, 2 angelötete Litzen 2x Mini-Goldcap 0,3 F/2,7 V, 4 x 12 mm (Durchmesser x Länge), min. 12,5 V - max. 18 V StayAlive-Controller, Sondervariante des STACO1 1 x STACO3, 10x7,3x2 mm, zum gesteuerten Laden und Entladen von 2 Mini-Goldcaps, 2 angelötete Litzen 2x Mini-Goldcap 1 F/2,7 V, 6,4 x 9,8 mm (Durchmesser x Länge), min. 12,5 V - max. 18 V Der STACO3 kann maximal mit einer Gesamtkapazität von 0,5 F betrieben werden, was 2 Mini-Goldcaps mit einer Kapazität von 1 F in Serie entspricht.
2x	STACO4	StayAlive-Controller, mit optimierter Ladeschaltung und kleineren Goldcaps 1 x STACO4, 10x7,3x1,7 mm, zum gesteuerten Laden und Entladen von 2 Mini-Goldcaps, 2 angelötete Litzen 2x Mini-Goldcap 0,3 F/3 V , 4 x 10 mm (Durchmesser x Länge), min. 12,5 V - max. 24 V Der STACO4 kann maximal mit einer Gesamtkapazität von 0,5 F betrieben werden.
10 x	MGOGURT	Miniatur-Goldcaps (0,3 F) für Decoder MS581N18 und MN250 als Verlängerung des internen Energiespeichers auf 5 V-Basis, oder zum Selbtbau von Mini-Goldmodulen, oder mit StayAlive-Controllern, z.B. STACO1. 20 x Mini-Goldcap 0,3 F/2,7 V, 4 x 12 mm (Durchmesser x Länge)
5 x	MGOBLOCK	Fertigmodul gebildet aus 6 in Serie geschalteten Mini-Goldcaps in "Block"-Form (2 Dreier-Reihen übereinander) für MS- & MN-Decoder der "Kategorie 2" (also mit direkter Energiespeicher-Anschaltung), 15 V-Variante, z.B. MS450, MS440. NICHT für MX-Decoder zulässig, weil Ladetransistor nicht ausreichend leistungsstark. Verpackungseinheit: 5 x MGOBLOCK Mini-Goldcap-Modul 50.000 µF/16 V, 14,6 x 7,8 x 14 mm
5 x	MGOLANG	Fertigmodul gebildet aus 6 in Serie geschalteten Mini-Goldcaps in "Lang"-Form (Sechser-Reihe) für MS- & MN-Decoder der "Kategorie 2" (also mit direkter Energiespeicher-Anschaltung),, z.B. MS450, MS440. NICHT für MX-Decoder zulässig, weil Ladetransistor nicht ausreichend leistungsstark. Verpackungseinheit: 5 x MGOLANG Mini-Goldcap-Modul 50.000 µF/16 V, 26,5 x 4,2 x 14 mm
	GOLDSORG	Goldcaps (1 F) zum Selbstbau von Goldcap-Modulen, bestehend aus 6 oder 7 in Serie geschalteten Goldcaps als Energiespeicher (stärker als mit Mini-Goldcaps) für MS- & MN-Decoder der "Kategorie 2". 20 x Goldcap 1 F/2,5 V, 8 x 12 mm (Durchmesser x Länge)
	GOLMRUND	Fertigmodul gebildet aus 7 in Serie geschalteten Goldcaps in Rundform für Decoder der "Kategorie 2" (für MS-Decoder wie MS450 oder MS440 als größere Alternative zu MGOBLOCK; für MX- oder MS-Großbahn-Decoder - alle Typen - als zusätzlicher Energiespeicher). NICHT für MX-Decoder (außer Großbahn) zulässig, weil Ladetransistor nicht ausreichend leistungsstark. 1 x GOLMRUND Goldcap-Modul 140.000 µF/17 V, 25 x 14,5 mm (Durchmesser x Höhe)
	GOLMLANG	Fertigmodul gebildet aus 7 in Serie geschalteten Goldcaps in Langform für Decoder der "Kategorie 2" (für MS-Decoder wie MS450 oder MS440 als größere Alternative zu MGOLANG; für MX- oder MS-Großbahn-Decoder - alle Typen - als zusätzlicher Energiespeicher). NICHT für MX-Decoder (außer Großbahn) zulässig, weil Ladetransistor nicht ausreichend leistungsstark. 1 x GOLMLANG Goldcap-Modul 140.000 µF/17 V, 59 x 14,5 x 8,2 mm

Energiespeicher-Lösung	Anzahl der Goldcaps	Gesamt-kapazität	Gesamt-spannung	Gesamt-energie	Nutzbare Energie	Ladestrom	Ladezeit	Konstante Ausgangs-spannung	Entladestrom- Beispiel	Entladezeit (bei Entlade-strom‑Beispiel)
STACO1, 2 Goldcaps	2 x 0,3 F	0,15 F	5,2 V	2,0 Ws	1,6 Ws	25 mA	31,2 s	10 V	75 mA²⁾	1,6 s
STACO1, 3 Goldcaps	3 x 0,3 F	0,1 F	8,1 V	3,3 Ws	2,9 Ws	45 mA	18 s	10 V	75 mA²⁾	3,0 s
STACO2A	2 x 0,3 F	0,15 F	5,2 V	2,0 Ws	1,2 Ws	25 mA	31,2 s	10 V	75 mA²⁾	1,2 s
STACO2B	2 x 1 F	0,5 F	5,2 V	6,8 Ws	4,1 Ws	25 mA	104 s	10 V	75 mA²⁾	3,1 s
STACO3A	2 x 0,3 F	0,15 F	5,2 V	2,0 Ws	1,2 Ws	25 mA	31,2 s	10 V	75 mA²⁾	1,2 s
STACO3B	2 x 1 F	0,5 F	5,2 V	6,8 Ws	4,1 Ws	25 mA	104 s	10 V	75 mA²⁾	3,1 s
STACO4	2 x 0,3 F	0,15 F	5,8 V	2,5 Ws	1,8 Ws	60 mA	20,5 s	10 V	75 mA²⁾	1,7 s

GOLMRUND/LANG	7x 1 F	0,1429 F	15 V	16,1 Ws	14,3 Ws	70 mA	30,6 s	ungeregelt
MGOBLOCK/LANG	6x 0,3 F	0,05 F	15 V	5,6 Ws	5,0 Ws	70 mA	10,7 s	ungeregelt

Onboard MS950	3x 1 F	0,3333 F	8,6 V	12,3 Ws	10,8 Ws	450 mA¹⁾	6,4 s	10 V	400 mA³⁾	2,2 s
Onboard MS990	3x 3 F	1 F	8,6 V	38,7 Ws	32,5 Ws	450 mA¹⁾	19,1 s	10 V	400 mA³⁾	7,5 s

1) Die Goldcaps werden über einen Schaltregler geladen. Daher ist der Strom auf der Schiene sehr viel geringer.
2) Beispielwert für eine Lok in Spur N oder TT bei langsamer Fahrt mit Sound.
3) Beispielwert für eine Lok in Spur 0 oder 1 bei langsamer Fahrt mit Sound.

Stand: 20.12.2024