El på modelljärnvägen
Modelljärnvägar drivs i allmänhet med el (se dock live-steam).
Principer och elsäkerhet
En grundläggande kompetens i ellära är bra för att förstå grunderna för el i MJ-sammanhang. En enkel introduktion finns här och här.
Ledare och isolatorer
Olika material leder ström i olika stor omfattning. Material som leder ström kallas ledare. Dit räknas alla metaller och legeringar men också kol i form av grafit. Material som inte leder ström kallas isolatorer och omfattar glas, porslin, plast, gummi, trä mm.
Kortslutning
En central egenskap för fungerande elektricitet är en sluten krets. För att ström ska flyta krävs det att strömkällans bägge poler är inkopplade. Bryts kretsen flyter inte längre någon ström. Är motståndet mellan polerna mycket lågt kommer stor ström att flyta (se Ohms lag); man talar då om en kortslutning. En kortslutning kan dels leda till brandfara (genom att material överhettas), dels leda till att komponenter skadas. Som skydd mot detta finns i regel olika former av säkringar. I kretsar för hushållsel gäller automatsäkringar eller porslinsisolerade smältsäkringar ("proppar"). På svagströmssidan kan säkringar också nyttjas. För att en krets inte ska kortslutas krävs alltså en tillräcklig resistans i kretsen, t.ex. motorn i ett MJ-lok.
Svagström
En modelljärnväg drivs med svagström, med en maximal spänning på 9-20 volt. Dessa spänningsnivåer kan inte skada en människa. En kortslutning med svagström kan dock fortfarande starta en brand om man har otur. Historiskt sett har det funnits analoga system för MJ med både växelström (AC) och likström (DC). Idag används digitala system i allt större omfattning. På en modelljärnväg måste i allmänhet strömmen ledas fram till tågen via spåret, idag finns det tvåräls- och trerälssystem för strömupptagning. Vissa använder dock batteridriven modelljärnväg, med batterier i dragfordonen.
Spänningsomvandling
Vanlig hushållsel är växelström, med en spänning på ca 230 volt och en frekvens på ca 50 Hz. Denna spänning är direkt livsfarlig! För att den ska kunna omvandlas till svagström för MJ-bruk (10-20 volt) behövs en spänningsomvandlare, antingen en transformator eller en switchad spänningsomvandlare, en s.k. SMPS-omvandlare. Dessa kan köpas i MJ-handeln. Med tanke på riskerna får ingen som saknar kunskap göra kopplingar med hushållsel. Köp alltså spänningsomvandlaren.
Notera att en transformator fungerar åt bägge hållen. Om man kopplar in två transformatorer på samma svagströmskrets med växelström, kommer alltså 220-230 V AC att matas tillbaka genom stickkontakten, vilket innebär direkt livsfara! Koppla aldrig in flera transformatorer på samma svagströmskrets!
Analog eller digital
Idag styrs modelljärvägar antingen med analog teknik, där spänningen reglerar tågens fart, eller med digital teknik, där tågen regleras med digitala styrkommandon.
Eldragning - allmänt
Ohms lag innebär att att det blir ett spänningsfall vid ett motstånd. Spänningsfallet blir dessutom större för större strömmar. Vid ett stort spänningsfall i komponenter som inte uträttar arbete, som kontakter och kablar, kan det innebära att kretsen slutar fungera.
Kopplingskabel är normalt av koppar, med isolering av syntetiskt gummi. Motståndet i kabeln beror på kabelns längd och tvärsnittsyta. Ju längre kabel desto större motstånd, ju större tvärsnittsyta desto mindre motstånd.
På en liten modelljärnväg är inte behovet av att minimera motståndet särskilt stort. Eldragning kan göras utan någon större hänsyn till motståndet. På en större anläggning eller en modulbana, där kabellängderna är flera meter eller mer, blir det viktigt att inte ha för stort motstånd. Långa kablar bör därför ha större tvärsnittsyta. Långa busskablar, som DCC-bussen, bör ha en tvärsnittsyta på mellan 1,0 - 2,5 mm2. Kortare kablar kan vara tunnare.
Av samma skäl är det olämpligt att leda strömmen i spåret längre sträckor. Använd en busskabel och ha tätt mellan anslutningarna till rälerna. Vanliga skarvjärn är inte särskilt bra ledare. Det är en god idé att löda rälerna i skarvjärnen, eller att ge varje rälbit en egen elmatning.
Förr eller senare kommer det uppstå fel i elkopplingarna. För enklare felsökning rekommenderas:
- Att undvika kabelhärvor, och att dra kablage så det går att följa. Kabelfästen och kontaktdon hjälper.
- En tydlig färgkodning av kablarna.
- En multimeter är bra att ha, för att testa var det är kontakt och för spänningsmätning.
Eldragning - analog modelljärnväg
- Grundläggande el enligt NMRA.
- Om grundläggande eldragning: Lance Mindheim om MJ-el
- Om blockindelning för analog drift.
Eldragning - digital modelljärnväg
Att koppla el för en digital anläggning ställer delvis andra krav än att göra det för en analog anläggning. Allan Gartner har en utmärkt hemsida om detta - läs den!
Allan Gartners Wiring for DCC.
Material för elarbeten
- Kopplingskabel 1,0 - 2,5 mm2 för busskabel, olika färger
- Kopplingskabel 0,25 - 0,75 mm2 för anslutningar, olika färger
- Kabelfästen
- Buntband
- Kontakter
- Kabelsplitter
Verktyg för elarbeten
- Avbitare
- Kabelskalare
- Skruvmejslar, enklast i ett set med små skruvmejslar
- Lödutrustning
- Multimeter (för test och felsökning)
- Borr (för genomföringar)
Andra wiki-sidor om el
Växelström
Likström
Analog
Digitala system
Lysdioder
Signaler med Charlieplexing
Strömkälla
Trafo
SMPS
Batteridriven modelljärnväg
Andra wiki-sidor om anläggningsbygge
Planering
Ramverk
Moduler
Rangerspel
Spår
Signaler
Kontaktledning
Landskap
Byggnader till modelljärnvägen
Bilar till modelljärnvägen
Tillbaka till nybörjarguiden
Webreferenser - grunder
Elsäkerhetsverket: Vad får jag göra själv med el?
Kjell & Co: Vad är elektricitet?
Lance Mindheim: Hidden Feeders
Lance Mindheim: Organizing wire
Model Railroader: Solder track feeder wires in 10 quick steps
NMRA.org: Beginners Guide Part 5: Adding Power (Eldragning för DC och DCC).
The Spruce Crafts: Bus Wiring for Model Railroads (Eldragning för DC & DCC).
Youtube.com: Feeder Wires - How Many Should You Have
Youtube.com: How To Install Track Feeders On Your Model Railroad
Youtube.com: Model Railroad - How To - Installing feeder wires
Youtube.com: Soldering Feeders And Adding Rail Joiners (343)
Webreferenser - butiker
Lucias Hobby (MJ-el och spårbyggnad).
Signalsidan: El/elektronik komponenter (Nätbutik med MJ-anpassat elsortiment)
Webreferenser - analogt
All model railroading: Chapter 2 (Om blockindelning).
Webreferenser - digitalt
DCCwiki: Twisting the Power Bus (Eldragning för DCC-bussen).
DCCwiki: Wire Size and Feeder Spacing for DCC (Eldragning för DCC).
Model Railroader: Handy tools for DCC wiring projects
Model Railroader: Track buses for Digital Command Control
Wiring for DCC (Heltäckade om eldragning för DCC).
Tryckta referenser
Andrew Duckworth: Electronics and Wiring for Model Railways. Marlborough: The Crowood Press 2019 (Grundläggande om MJ-el med fokus på analog teknik).
Göran Eriksson: "Nybörjartips: Ordning och reda under bordet." i Allt om Hobby nr 3/1979 (Eldragning).
Rutger Friberg: "Elektronik för modellrallare." i Allt om Hobby nr 2/1982 (Diverse mindre projekt).
Gert Ekström: "En dag på GEJ. (Del VI)." i Allt om Hobby nr 6/1982 (Verktyg, el till belysning).
Rutger Friberg: "Varning för livsfarlig ledning! Läs, begrunda och förebygg själv!" i Allt om Hobby nr 7/1990 (Elsäkerhet för modelljärnvägar avseende flera trafos på samma svagströmkrets).
Rutger Friberg: "Mätstation för alla skalor och system." i Allt om Hobby nr 3/1992 (Måtstation från Märklin för både digital och analog teknik).
Ola Terje: "Allt om hobby synar. På hembesök hos LN-elektronik." i Allt om Hobby nr 1/1993.
Rutger Friberg: "Rutgers elektroniska byggtips." i Allt om Hobby nr 5/1993 (Diverse elektronikkretsar).
Rutger Friberg: "Byggtips. Spänningsprovare för MJ-banan." i Allt om Hobby nr 5/1996 (För både analog och digital drift).
Ulf Beskow: "Att bygga en modelljärnväg. Del 5." i Allt om Hobby nr 4/1998 (Kabeldragning för tvåräls & treräls på samma bana).
RAF: "Prisvärt Oscilloskop i pennformat." i Allt om Hobby nr 8/1998, s. 15.
Rutger Friberg: "Nytt recept på videotåg." i Allt om Hobby nr 8/1999 (Videokamera ombord).
Rutger Friberg: "Nytt recept på videotåg - del 2." i Allt om Hobby nr 2/2000.
Rutger Friberg: "Videokamera för små modelltåg." i Allt om Hobby nr 8/2011 (Ner till skala N).
Harald Barth: "Fordonselektronik för MJ. Introduktionsexemplet Arnold 627.0." i Modelljärnvägsmagasinet nr 13/2013 (Kretsar som ingår i MJ-fordon).
Håkan Yngvik: "Malmbanan MJ. Elektroniken under banan." i Modelljärnvägsmagasinet nr 17/2014.
Olof Wickström: "Synare: Spänning och ström med Alpha Meter." i Modelljärnvägsmagasinet nr 42/2020 (Test av mätinstrument från DCC Concepts).
Anders G. Ström & Göran Terrell: "MJ-elektronik på delvis äldre sätt." i Allt om Hobby nr 2/2024 (Stryning av mindre analog Märklinbana i H0).