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The bogobox booster

Table of Contents

What is the bogobox?

The bogobox is my selfmade transformer-booster combination, which I use for my märklin digital layout together with DDL, the software-based digital control unit. The principles of digital control units and software-based units are described in the next two chapters, for those readers who are interested. The bogobox, as a booster, takes the digital signal to provide power to the tracks, or a section of tracks. The features of the bogobox are:

The bogobox can be used in the following configurations

Important Notes and Warnings

A serious word of warning: Only consider the information provided here as a documentation of my work, not as instructions how to build such a booster yourself. The circuit is connected to the mains which has lethal voltage levels! If you have decided to build such a booster yourself, you are fully responsible to comply with the applicable rules and regulations concerning electrical safety and radio interference. I strongly recommend to seek professional advice.

According to German VDE regulation, and equivalent European Norms, electric toys (including model railways) must be operated on so-called "safety extra low voltage" (SELV). AC voltage must be below 24 V. Hence, the later proposed operation of the booster from two 16 V transformers of opposite phase is, strictly speaking, not allowed, since the voltage between two poles can have 32 V AC. I therefore suggest to build transformer and booster into one closed case.

To produce SELV, only safety transformers complying with VDE 0551 are allowed. Such transformers separate the SELV from the line voltage by double insulation.

The voltage-carrying parts of the SELV circuit must not have connection to protective ground or earth potential. Several SELV circits may only be connected if SELV voltage limits are not exceeded. This has a severe consequence if the booster shall be used together with a computer acting as central unit (e.g. running DDL, or DDW). The computer runs with "protective extra low voltage" (PELV) which is connected to protective ground from the power line. Connection with SELV is not allowed and therefore optocouplers must be used for operation with a computer.

Due to its importance, the same again in Deutsch

Diese Seite als Dokumentation meiner Arbeit zu verstehen, nicht als Anleitung zum Nachbau eines Boosters. Das Gerät ist mit Netzspannung (230 V) verbunden, es treten also tödliche Spannungen auf! Wenn sie so einen Booster bauen, sind sie voll dafür verantwortlich, alle Regeln und Normen bezüglich elektrischer Sicherheit und Störstrahlung einzuhalten! Wenden sie sich bitte an eine Fachkraft.

Gemäß VDE und entsprechenden Europäischen Normen darf elektromotorisches Spielzeug nur an Anlagen mit max. 24 V Schutzkleinspannung (safety extra low voltage, SELV) angeschlossen werden. Der nachstehend empfohlene Betrieb des Boosters mit zwei 16-V-Transformatoren, deren Ausgangsspannung gegenphasig ist, entspricht damit nicht dieser Forderung, da zwischen zwei Leitungen eine Spannung von 32 V auftreten kann. Ich empfehle daher, Transformator und Booster in ein gemeinsames geschlossenes Gehäuse einzubauen.

Zur Erzeugung von Schutzkleinspannung sind nur Sicherheitstransformatoren nach VDE 0551 zulässig. Solche Transformatoren trennen die Schutzkleinspannung von der berührungsgefährlichen Niederspannung durch eine doppelte Isolierung. Dies geschieht z. B. mittels einer Zwei-Kammer-Wicklung.

Die aktiven, d. h. spannungsführenden Teile des Schutzkleinspannungs-Stromkreises dürfen weder mit Erde noch mit aktiven Teilen anderer Stromkreise verbunden werden. Schutzkleinspannungs-Stromkreise dürfen untereinander nur dann verbunden werden, wenn dadurch die oben genannten Spannungsgrenzen nicht überschritten werden. Dies hat Konsequenzen, wenn der Booster an einem Computer betrieben werden soll, wo der Computer die Rolle der Zentraleinheit übernimmt (z. B. mit Software wie DDL oder DDW). Der Computer wird mit Funktionskleinspannung (protective extra low voltage, PELV) betrieben und ist mit dem Schutzleiter der Netzzuleitung verbunden. Eine Verbindung mit der Schutzkleinspannung der Modelleisenbahn ist nicht zulässig. Es müssen daher Optokoppler beim Betrieb mit Computer verwendet werden.

The bogobox schematic

Here is a schematic of my bogobox booster:
schematic of my bogobox, 27kB

The schematic is also available as PDF-File.

Some notes on the schematic:

How to use

When the bogobox is initially powered on, the "GO" button at K4 has to be pressed to activate the relay contact and power the rails. If there is no voltage on the serial input which is the case when the computer is off or not connected, no output voltage will be produced and the relay cannot hold itself activated.

In an emergency, the "STOP" button at K5 has to be pressed to de activate the relay contact and disconnect power from the rails.

The PC must output the digital signal on the TxD line of the serial port.

The PC may detect the operational state of the bogobox booster from the DSR line of the serial port.

External connections

Connections at the rear of the box comprise