Doppelschichtkondensatoren sind aufgrund ihrer hohen Kapazität bei gleichzeitig kleiner Bauform für den Modellbau von hohem Interesse. Insbesondere die unter dem Label Goldcap geläufigen Kondensatoren aus dem Hause Panasonic sind mit Werten von 0.2F-1F in Bauformen zu bekommen, die sich für Modellbahnen im Format H0 mit geringer Mühe in den Wagen verstecken lassen. Diese Form von Kondensatoren kann jedoch in Bezug auf die dynamischen elektrischen Eigenschaften nicht mit denen klassischer Elektrolytkondensatoren gleich gesetzt werden. Ein wichtiger Unterschied liegt in der Spannungsfestigkeit. Goldcaps besitzen typisch eine Nennspannung um 2.5V. Eine höhere gewünschte Spannungsfestigkeit muss durch Reihenschaltung erreicht werden. Alternativ dazu sind Zellen mit 5.5V Nennspannung auf dem Markt, bei denen bereits intern zwei Doppelschichtkondensatoren in Reihe geschaltet sind. Der zweite wesentliche Punkt liegt im hohen Innenwiderstand der Goldcaps und dem daraus folgenden Umstand, dass sie eine Weile (nach meinen Erfahrungen >1 min bei 0.2F) geladen werden müssen, bevor sie sinnvoll Strom liefern.

Es kann demnach festgehalten werden, dass in direkter Parallelschaltung zu LEDs die Spannung der Goldcaps zu schnell abfällt und sie die LEDs so nicht direkt stützen können. Weiterhin ist die geringe Nennspannung für seriell geschaltete LEDs ungeeignet, es sei denn man schaltet zwei oder mehr 5.5V-Typen in Reihe und bekommt Platzprobleme in den Waggons.

Ich habe auf die Knopfzellen mit 0.2F bzw. aus Neugier auch 1F zurückgegriffen. Mein Fazit ist, dass die 0.2F völlig für den angedachten Zweck ausreichen und aufgrund der wesentlich kleineren Bauform von unter 10mm Durchmesser auch einfacher zu verstecken sind.

Ich habe die Goldcaps in zwei Schaltungsvarianten bei mir im Einsatz.

Die erste Schaltungsvariante baut auf der 2-Transistor-Konstantstromquelle auf. Um in Hinblick auf die Nennspannung genügend Ladung in den Goldcap zu bekommen, liegt vor den LEDs nunmehr ein 150 Ohm Widerstand (siehe Schaltbild rechts neben dem Text, grün eingerahmter Bereich). Den Goldcap habe ich parallel zu diesem Konstrukt geschaltet. Damit überbrückt der Elko kurzzeitige Schwankungen und der Goldcap springt einige Sekunden später ein. Gegenüber meiner vorherigen Schaltung ohne Goldcap ist bei 15 mA LED-Strom und 150 Ohm Zusatz-Widerstand ein Mehr von 2.25V als Versorgungsspannung nötig.

Da mir die Transistorschaltung mit wachsender Bauelemente-Anzahl langsam zu müßig wurde, habe ich dann doch begonnen den LM317 in Konstantstrombeschaltung in die Schaltungen einzubeziehen. Primärseitig bleibt es beim Brückengleichrichter plus Elko. Danach folgt der LM317, der für die LEDs über den Spannungsabfall (1.25V) am Widerstand zwischen Ausgangs-Pin (2) und Regel-Pin (1) den Konstantstrom regelt. 150 Ohm entsprechen etwa 8.3 mA. In der Summe aus der LED-Spannung 2.5-3V und den 1.25V über dem Regelwiderstand liegen am Ausgang des LM317 um 4V an. Genau diese Spannung wird vom LM317 konstant gehalten, sodass die Anschaltung eines Goldcap am Ausgangspin dessen Strombedarf im ungeladenen Zustand sättigen kann. Die 1F-Typen der Goldcaps besitzen einen typischen Einschaltstrom von etwa 100 mA. Damit wird es schon knapp, wenn der LM317 im TO92-Gehäuse mit einer Maximalbelastbarkeit von 100mA eingesetzt wird. Mein Schaltungsentwurf sieht daher einen strombegrenzenden Vorwiderstand mit Germanium-Diode in Gegenrichtung vor. Damit lädt der Supercap unterhalb der Belastungsgrenze des Spannungsreglers und entlädt sich über die LEDs mit reduzierten Verlusten. In Waggons mit mehr Platz (Schicht Postwagen, Piko 57605) habe ich auch die mit 1A belastbare TO220-Variante des LM317 eingesetzt und dort auf den 100 Ohm Widerstand und die Diode verzichtet. Gleiches gilt bei meinen Schaltungen mit den 0.2F-Goldcaps.

Im Bild rechts oben ist genau die letztgenannte Variante für einen Mitropa-Wagen aus dem Hause Sachsenmodelle umgesetzt worden. Der Brückengleichrichter ist in SMD-Ausführung zu sehen. Der 150 Ohm-Widerstand ist als SMD-Bauteil unten verlötet. Auf der Platine finden sich dann noch der Goldcap, der Regler, 4 LEDs und zwei Pfostenstecker für die Zuleitungen. Das genannte Modell entsprach zwar vom oberen Aufbau her noch den Vorwende-Modellen, der Rahmen mit den Drehgestellen und NEM-Kupplungen war jedoch neu. In diesem Zuge ist auch die Vorbereitung für die Beleuchtung "vergessen" worden. Daher musste ich mir die Achs-Schleifer selbst bauen. An dieser Stelle half Kupferfolie aus einem defekten Magsafe-Netzteil. Bilder der fertigen Platine, der Achs-Schleifer und ein kurzes Video des Funktionstests finden sich unten auf dieser Seite.