Füssener Modellbaublätter

                                                     aus der Weißenseer Eisenbahnstube

 

 

 

Elektronik - Baugruppen für die Modellbahn

 

Es taucht immer wieder Bedarf für kleine Elektronikbaugruppen auf, die eigentlich einfach realisierbar sind. Ich setze Grundkenntnisse in der Elektronik und der Löttechnik voraus. Dies gilt auch für die Berechnung der notwendigen Vorwiderstände und die u.U. erforderliche Schutzbe-schaltung von Leuchtdioden sowie den Umgang mit CMOS - Bauteilen. Der Nachbau der Beispiele erfolgt auf Verantwortung des Ausführenden. Schaltungen und Layouts ohne jegliche Gewähr, Änderungen vorbehalten. Es ist und wird kein Änderungsdienst eingerichtet.

Nachbau bitte nur für den privaten Bedarf, eine gewerbliche Nutzung der Schaltungs- und Layoutvorschläge ist untersagt!

Bitte beachten: hier werden Fragen bezüglich Netzteile im Gegensatz zu einigen Foren weder behandelt noch beantwortet, es stehen ausreichend für die Modellbahn zugelassene Artikel im entsprechenden Handel zur Verfügung. Es handelt sich um sicherheitsrelevante Teile, bitte haben Sie Verständnis für meine Zurückhaltung und beachten Sie bitte auch im privaten Bereich die einschlägigen Vorschriften.

Für Zurüstungen und Umbauten an Fahrzeugen bitte ich meine entsprechenden gesonderten Beiträge zu beachten, Danke.

Ich möchte jedoch darauf hinweisen, dass bei einer Vollweg - Gleichrichtung (Graetz - Schaltung ― Brückengleichrichter) die eingespeiste Wech-selspannung um den Faktor √2  = 1,4151.... ansteigt. Zu hohe Speisespannungen müssen verlustreich (Wärme) reduziert werden, Versorgungen mit Digitalspannung sind im Folgenden absolut ungeeignet.

 

Viele der nachfolgend beschriebenen Schaltungen benötigen eine separate, vom Bahnstromkreis galvanisch getrennte Betriebsspannung!

Der Grund liegt in der Aufschaltung der Gleichstrom - Masse der bahnstromfremden Komponenten auf die Bahnstromkreis - Masse.

 

Achtung!                  Die meisten Baugruppen enthalten elektrostatisch gefährdete Bauteile!

Sicher kann man manche Aufgaben auch mit Pics und Arduinos oder ATtinys lösen, nur sollte man bedenken, dass diese Bausteine ohne Program-miermöglichkeit reichlich leblos sind und wenn sie dann laufen gelernt haben immer viele Lakaien brauchen, die ihnen Daten zutragen und Befehle durchsetzen. Bislang sind alle Versuche die eierlegende Wollmilchsau zu erfinden fehlgeschlagen. Es geht in den meisten Fällen einfacher:

 

Muster für ein    Stroboskop - Blitzlicht      (z.B. kleine Baustelle, Rundum - Warnlicht an der Kranbahn usw.)

 

 

Diese kleinen Lichtspender blinzeln einen oft genug in der Stadt an, wenn es mehrere sind meist jeder mit Eigenleben und abschalten tut sie tags-über auch selten jemand. Aber außer auf Baustellen gibt es genug andere Einsatzmöglichkeiten, die Blitzfolge lässt sich mit R3 ändern. Nur Glüh-lampenwendel glühen wirklich etwas nach ...

 

                                                

 

In SMD - Technik wurde die Sache recht handlich, war ja ursprünglich nur für den Hubschrauber vorgesehen, der Einsatz auf der MoBa kam erst später,  ... deshalb sind hier auch noch ein paar Bauteile mehr auf der Platine.

 

 

Muster für einfache    Gleis besetzt - Melder    (GBM)

Diese kleinen GBM ersetzen keine S88 - Module im Rechnerbetrieb. Aber wer nur einfache Anzeigen auf einem manuellen Gleisbildstellwerk (GBS) wie z.B. über die Belegung der Schattenbahnhofsgleise benötigt, kann mit minimalem Aufwand diese Melder realisieren. Je nach Detaillierung des Gleisabschnitts ist mit Einzeltransistor-  oder Transistorarraylösungen eine preiswerte Anzeige aufzubauen. Im Allgemeinen genügen für alle Über-wachungszwecke und Steuerungsaufgaben 4 Meldeabschnitte des betreffenden Gleis- oder Blockabschnitts. Wie auch bei den Wechselblinkern er-wähnt, werden hier isolierte Meldeschienen und leitende Radsätze benötigt. Nicht geeignet für 2L - Systeme oder in Verbindung mit Schaltgleisen mit Momentkontakten.

 

 

                     

 

Es empfiehlt sich für mehrere Anzeigeeinheiten ein gemeinsames, aber abgesetztes Regelteil mit z.B. einem L78S12 aufzubauen.

Die Dioden am Gleiskontakteingang schützen die Transistoren vor der Gegen - EMK der Lokomotivmotoren. Bitte beachten: auch sehr kurzeitige Kontaktprobleme erzeugen ohne Pufferung ein Flattern der Relais oder Anzeige, andererseits ist aber ein Nachglühen der LEDs unerwünscht. Eine Gratwanderung. Wer nachgeschaltete Elektronikbausteine sicher schalten will, müsste auf Varianten 2 oder 3 zurückgreifen. Auf die Frei-laufdioden an den Relais kann nur bei Verwendung von z.B. ULN - Bausteinen verzichtet werden, dort sind sie integriert. Die Stromversorgung muss vom Bahnstrom galvanisch getrennt sein, sonst gibt es Ärger bei der Zusammenlegung der Masseanschlüsse ...

Die Schaltung lässt sich gut auf einer halben Lochrasterplatine aufbauen, abgebildet ist bei allen Entwürfen immer die Leiterseite.

 

 

Muster für ein    Wechselblinklicht      (z.B. unbeschrankter Bahnübergang DB)

Die Steuerung der Warnblinkanlage erfolgt automatisch durch Gleis besetzt - Melder oder manuell mit einem Schalter. Im zuggesteuerten Betrieb ist eine vom Bahnstrom galvanisch getrennte Stromversorgung erforderlich.

 

  

 

Die Blinkfrequenz wird von R4 und C5 bestimmt, der Wert für R4 liegt zwischen 560 kΩ und 1 MΩ, ich bevorzuge 820 kΩ, das blinkt nicht so hektisch. Die Nachleuchtdauer der Lampen wird durch die R/C - Glieder R5/C6 und R8/C7 bestimmt, für die Widerstände haben sich Werte zwischen 47 KΩ und 82 KΩ  in Verbindung mit 47 µF als authentisch erwiesen. C5 muss ein Folienkondensator sein! Dies gilt äquivalent auch für die Gefahrenbe-feuerung. Wegen der relativ großen Toleranzen der Elkos könnten sich unterschiedliche Werte für die entsprechenden Widerstände ergeben.

 

            oder ohne Regler:         

 

Die Signale Bü 1 können über Vorwiderstand Rv an Ts 2/3 angeschlossen und der integrierte Gleis besetzt - Melder (Ts 1) kann natürlich auch mit einem Schalter auf Masse manuell aktiviert werden. Der Kondensator C4 überbrückt kurze Kontaktprobleme durch leicht verschmutzte Räder, jedoch sollten sich innerhalb der Meldestrecke min. 2 leitende Radsätze befinden. Die Automatik - Schaltung ist nur für 3L - Systeme geeignet, bei denen sich eine Schiene isolieren lässt, wie z.B. beim Märklin® K - Gleis.

Wer eine definierte Haltezeit des Besetztsignals benötigt, z.B. bei größeren Kontaktproblemen, muss die Variante 2 mit Relaissteuerung einsetzen. Wer den Reglerteil nicht benötigt, lässt ihn einfach unbestückt und statt des Relais kann eine Brücke eingesetzt werden.

Eine etwas vorbildgetreuere Lösung ist die Ausstattung des unbeschrankten Bü mit Fahrtrichtungserfassung, da die Warnblinkfunktion hier ent-sprechend der Fahrtrichtung in Vor- und Nachlauf unterschiedlich lang ist. Es wird zusätzlich zum um ein IC erweiterten Impulsgeber der Gleis besetzt - Melder  GBM - FE4  benötigt, dessen Schaltung und Layout siehe auch ff.

 

 

 

Noch ein Hinweis zu den Layouts:  ich verwende meist SDS® - Relais RH-12V oder V 23100 V 40xx - Relais, wer die Bausteine nachbaut sollte beim Layout die aktuell im Handel verfügbaren Fabrikate berücksichtigen! Man kann die Platinen noch etwas kleiner gestalten, aber wozu, unter der Bahnplatte ist reichlich Platz vorhanden!

 

 

Muster für     Schrankensteuerungen      mit Servoantrieb

Die Steuerung von Schrankenanlagen muss anwendungsspezifisch erfolgen. Dies hängt einmal von der mechanischen Ausführung der Schranken-baumaufhängung und andererseits von der Anzahl der Schlagbäume ab. Zusätzlich muss wegen der dazugehörigen Signalanlagen zwischen Bahn-schranken (Bü) und Zugangsschranken im Straßenverkehr unterschieden werden. Bedienbar durch einen einfachen Schalter oder zuggesteuert.

Ein weiteres Kriterium war, dass nicht jeder MoBahner die technischen Möglichkeiten des Programmierens hat und vorprogrammierte ICs meist unverschämt teuer angeboten werden. Bezahlbar sollte der Spaß bleiben und so führte der Weg zurück zu altbewährten Logik - ICs und diskreten Bauteilen, problemlos erhältlich bei den bekannten Versandhändlern, oft sogar im heimischen Bauteilesortiment vorrätig.

Für die Servosteuerung wird eine Trägerwelle, hier ein Rechteck 50 Hz, mit variabler Pulsdauer benötigt. Ich beziehe mich im Folgenden auf mein Schaltbild der Pförtnerschranke. Das Rechtecksignal wird von den Gattern C und D erzeugt, frequenzbestimmend sind C 8 und R 12. Mit R 12 kann man die Frequenz korrekt einstellen. Das Tastverhältnis (H:L) ist hier noch 1:1. Anschließend wird mit C 9, R 15 und R 13 die Impulsdauer neu de-finiert (Kondensatorladung) und anschließend mit dem folgenden Schmitt-Trigger Gatter A wieder ein Rechteck gebildet, mit sich im Grundwel-lentakt wiederholender positiver Impulsnadel. Die maßgebliche Impulslänge ist in diesem Fall 1,82 msec für die Endlage Schranke geschlossen, für geöffnet beträgt sie 1,28 msec.

Grundsätzlich gilt für die Pulsweiten:   Linksanschlag   2,3 msec     -   Mittenstellung  1,5 msec   -   Rechtsanschlag   0,7 msec    (Servo - Draufsicht).

 

                                        

 

Über S1 wird beim Öffnungsvorgang der C 12 über R 17 langsam geladen und entsprechend mit Ts 1 der Widerstand R 14 parallel zu R 13 geschal-tet. Die Ladezeit des C 12 bestimmt nun die Servogeschwindigkeit, R14 legt die Endlage geöffnet fest, die verkürzte Impulsdauer bestimmt die 2. Endlage (Drehwinkel, Verfahrweg bei Linearservos). Beim Schließen (S1 geöffnet) entlädt sich der C 12 über R 16. Dies bewirkt nun einen ebenso langsamen Rücklauf des Servos in die anfängliche Ruhelage. D 3 verhindert eine Entladung über die LED (gn) bzw. den Transistor Ts 2 der Ampel.

 

                        

Rechteckverlauf oben: Generator Pin 11, darunter Stellimpuls Pin 3                                                              Signal oben: Impulsformung an C 9 bzw. Pin 1/2, darunter Stellimpuls Pin 3

 

Verhaltensgestörte Antriebe leiden meist darunter, dass Betriebsspannungen nicht ausreichend von Impulsgeneratoren entkoppelt sind und die Steuersignale selbst keine sauberen Rechtecksignale darstellen. Deshalb muss bei der PWM darauf geachtet werden dass keine verschliffenen Im-pulse gesendet und die Wiederholfrequenzen von 50 Hz für die Servos eingehalten werden. ICs mit integrierten Schmitt - Triggern sorgen auch in einfachen Schaltungen für Abhilfe. Zur Kontrolle braucht man schon einen Oszillographen. Aber sowohl Bauart wie Größe der Servos bestimmen deren Verhalten und damit leider auch den Preis. Nicht so ideal ...

Bitte beachten: die Ruhelage von Schrankenbäumen oder Lokschuppentoren, also geöffnet oder geschlossen, wird nur durch die Einbaulage der Servos bestimmt, die Steuerung ist stets die Selbe, lediglich die Funktion der Einstellregler ist dann entsprechend vertauscht. Die mechanische Ruhelage muss mit der elektrischen Einschaltruhelage übereinstimmen. Die Servostellung beim Ausschalten wird nicht gespeichert!

 

 

        Zugangsschranken       (Betriebsgelände, Parkhäuser und -plätze)

Ausgehend von der Pförtnerschranke als Halbschranke entstand eine einfache Steuerung mit Ampelanlage, bei der die Ruhelage  "Geschlossen" ist.

 

                                      

 

                                 

 

Bei den Halbschranken von Auhagen® genügt das kleine Linearservo MT-AS1001, es kommt weder auf Stellkraft oder gar hohe Geschwindigkeit an. Es wird mit den unterschiedlichsten Bezeichnungen von etlichen Händlern angeboten, eine reine Preisfrage. Die Ampeln kann man aus Teilen von Mentor® ebenfalls selbst bauen oder die Fußgängerampeln von Busch® verwenden. Ruhestrom ca. 25 mA, Stellstrom ca. 100 mA. Die Schlagbaum-geschwindigkeit wird durch die Bauteile C12 / R16 (senken) bzw. C12 / R17 (heben) bestimmt. Wenn man R16 durch ein Poti 100k und R17 durch ein Poti 22k ersetzt, ist alles einfach einstellbar.

Der ungleichmäßige Schließvorgang ist in der Kulissenform der Betätigungsmechanik  begründet, der Oskar im Hintergrund zeigt kontinuierliche Impulslängenveränderung. Man kriegt dieses Problemchen aber einfach mit etwas  Mumpe (Vaseline) im Umlenkbereich in den Griff, Vaseline verharzt nicht und sie wird nicht ranzig, die Viskosität passt auch. Als Hautpflegemittel bekannt unter dem Namen Melkfett. Man darf es aber erst nach der Vormontage anwenden, sonst gibt es Probleme beim Fixieren der Betätigungsstange am Servohebel.

Unbedingt darauf achten, dass das Servo nicht durch eine mechanische Endlage der Schranke blockiert wird. So ein Fehler tötet das beste Servo! Die Servos haben mit den angegebenen Potiwerten einen eingeschränkten Stellbereich!

Ein Einsatzfall hat ergeben, dass die Schranke manchmal über einen Massekontakt geöffnet werden muss, deshalb die Variante mit S ext. und dem zusätzlichen Transistor über S 1. Die Schranke öffnet solange S1 geschlossen oder der Transistor leitend ist.  

 

    Beispiel   Parkplatzschranke   

 

             öffnen und schließen mit Taster / Reedkontakte

 

Ein Faller® - car nähert sich der Schranke und öffnet über Reed - Kontakt in der Fahrbahn die Schranke. Nach Passieren der Schranke wird diese durch einen zweiten, parallel geschaltetem Reed - Kontakt wieder geschlossen. Nachfolgende Fahrzeuge können nun den Vorgang immer wieder erneut auslösen ...  Die Leitungen zwischen den Reed - Kontakten und dem Toggle - Baustein (Cl - Eingang) sollten verdrillt oder abgeschirmt wer-den und es empfiehlt sich einen leicht erreichbaren Korrekturtaster vorzusehen. Vor der Schranke sollte eine Stoppstelle eingerichtet werden, das schont den Schlagbaum ...  Ein relaisloser Toggle - Baustein mit dem CD 4027 ist  verfügbar, die Erprobung, der bewährte Dauertest mit 1.000 h ist abgeschlossen, die Auhagen® - Schranke hat so ca. 2.880 x öffnen und schließen müssen und es gibt nichts zu beanstanden!

Trotzdem hab ich mir einen Spritzling mit der Mechanik auf Reserve gelegt, der feine Betätigungszapfen am Schlagbaumlager könnte sich ja doch mal unerwartet abschleifen.

Nachdem Faller® nun beim Thema Zugangsschranken nachgezogen hat und ebenfalls eine antriebslose Halbschranke für Parkplätze als Bausatz anbietet, möchte ich meine kleine Steuerung der Vollständigkeit halber als Doppelbaustein vorstellen. Das IC 2 (CD 4093) hatte ein Reserve - Gatter frei und die relaislosen Toggle - Bausteine waren eh schon für unabhängige Schranken - Funktionen (Ein- und Ausfahrt getrennt) ausgelegt. Damit alle anderen Ansteuerungsmöglichkeiten wie z.B. Schaltdecoder offen bleiben bleibt der Toggle - Baustein aber weiterhin nur ein Zurüstteil.

 

                              

 

Bitte daran denken: Zugangsschranken bewegen sich wesentlich hektischer als Bahnschranken. Damit bei der Ausfahrt keiner im Windschatten des Vorausfahrenden entwischt ...

Auch diese Steuerungsvariante ist mit der Auhagen® - Mechanik mit 2 Mini - Linear - Servos in den Dauertest gegangen, das Augenmerk liegt dies-mal aber nicht auf der Mechanik und den Justagepunkten sondern mehr auf der Störimpulsfestigkeit, EMV bei langen Leitungen für die Kontakt-geber. Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser ...  der Toggle - Baustein CD 4027 startete unzuverlässig. Die einfache Reset - Impuls - Lösung mit nur Kondensator ist bei UB = 5 V recht launisch.  Das führte zur Erhöhung der Betriebsspannung auf 9 V und einem weiteren Festspannungsregler. Bei den Toggle - Bausteinen mussten R5 und R10 auf 47 KΩ geändert werden.

Leider sind auch die Servos nicht immer rückwirkungsfrei, auf der Stromversorgungsleitung zeigte der Oskar deutliche Einbrüche, es knarzte, sie müssen unbedingt über Dioden gegenseitig entkoppelt werden!

 

        Lokschuppen -  und andere Tore    (Zugangsschranken der besonderen Art)

Lokschuppentore sind etwas problematischer, da die Servosteuerung wie bereits erwähnt eine elektrische Ruhelage hat. Somit gilt diese auch als Startposition für das Servo beim Einschalten. Damit bleibt aus meiner Sicht nur die mechanische Ruhelage „Tor geschlossen” als sinnvoll übrig.  Bei Betriebsschluss sollten sich also die Tore in Ruhelage befinden da andernfalls diese beim Einschalten erst mal angesteuert wird und dies mit max. Servogeschwindigkeit. Damit ist auch die Kontaktstrecke für „Tor öffnen” klar definierbar, ist die Lok im Schuppen, schließt das Tor wieder. Wird die Lok im Schwenkbereich der Torflügel abgestellt, ist beim Wiedereinschalten der Anlage ein Crash unvermeidbar.

 

 

 

 

        Bahnschranken  (Bü)                                      (Halb- und Vollschranken   —   2- und 4- schlägig)              

Im Gegensatz zu den Zugangsschranken, bei denen die Lichtanlage höchstens aus einem rt/gn - Signal besteht, haben DB - Bahnschranken Ampel-anlagen, bei denen 3 ... 5 sec. vor dem Schließvorgang ein gelbes Dauerlicht aktiviert wird, das ab dem Schließvorgang auf Dauerrot wechselt. Bei 4- schlägigen Schranken schließt außerdem der Schlagbaum auf der Gegenspur deutlich später als beim anrollendem Verkehr. Das Rotlicht er-lischt mit Öffnen der Schranke (DB). Bei der ehemaligen DR erlosch das Rotlicht erst nach Erreichen der Offen - Endlage,   -->  falls die Schranke vorher umgesteuert wird.

Hinweis: Excenterantriebe wie z.B. bei Faller® laufen zwar gemütlich, sind aber nicht sofort auf Befehl reversierbar. D.h. die Schranke eines mehr-gleisigen Bü öffnet erst mal ungeniert komplett und schließt dann ggf. wieder auch wenn der Gegenzug schon fast durchgebrettert ist. Fatal. Fahrt-richtungsabhängige Schließ- und Öffnungsabläufe sind demzufolge dort auch nur bedingt realisierbar.

Näheres zu den Schließzeiten bei Bahnübergängen findet man bei  Wikipedia.

 

    Beispiel        einfache Bahnübergänge              richtungsabhängig zuggesteuert   -   ein Lösungsvorschlag für Märklin® - K - Gleis - Anlagen

Wie nicht anders zu erwarten steigt der Steuerungsaufwand für einen Bahnübergang etwas an. Wenn man aber die Steuerung in die wesentlichen Komponenten aufteilt wird die Sache auch für elektrotechnisch weniger deftig vorbelastete Mobahner überschaubar: Signalbaustein, Servosteue-rung und Zugrichtungserfassung. Faller® - car - Fans könnten da nun ihre eigenen Komponenten für die Stoppstellen über ein zusätzliches Relais (monostabil) ranhängen.

 

        

                                                          Die Kontaktstrecken, insbesondere K1 und K4, sind stark verkürzt dargestellt.

Wie bereits mit K-Gleis angedeutet, arbeitet die Steuerung mit GBM, jedoch nicht mit Punktbeeinflussung sondern mit Linienbeeinflussung. Im Klartext: es werden Meldestrecken benötigt, konventionelle Schaltgleise oder Lichtschranken führen zu Fehlfunktionen. Es funktioniert auch nicht mit angetriebenen Schranken aus dem Fertigproduktbereich. Davon sind schon andere enttäuscht worden ...  Mit der Linienbeeinflussung werden auch auf dem Bü liegengebliebene Züge (Waggons) erfasst und der "Geschlossen halten" - Befehl bekommt Vorrang. Wichtig ist, dass es stets leiten-de Radsätze gibt und dass ein Abschnitt der Meldestrecken mindestens so groß wie z.B. der Abstand der Drehgestelle des längsten Fahrzeuges ist. Isolierverbinder für die Meldeschienen gibt es von Roco®:  4460. Damit die Schranken nicht unberechtigt bei mehreren Gleisen und Gegenverkehr öffnen kommt wegen des Signalvorlaufs noch ein Baustein hinzu. Manche kleine Probleme erkennt man leider erst in der Erprobung und so ein Bahnübergang mit 4 Gleisen ist schon recht heftig frequentiert, damit meist geschlossen und da wäre dann wohl eine Unterführung oder Brücke verkehrstechnisch wesentlich sinnvoller ...  dafür aber viel langweiliger ...  das Auge spielt ja auf der MoBa heftig mit.

Langsam schließende / öffnende MoBa - Schranken sind chic, aber sie sollten geschlossen sein bevor der Zug eintrifft ...   →  K1, K4  >>  K2, K3! Lassen sich die Meldestrecken K1 und K4 nicht verlängern muss ggf. die Vorlauf- / Gelbphase (CD 4017 Abgriff) und / oder die Schließzeit verkürzt werden (R 33 und R 39 verkleinern). Entscheidend ist hier ob es sich um eine Hauptbahn - Strecke oder eine Nebenbahn handelt. Bei ICE - Strecken gibt es i.d.R. niveaugleiche Bahnübergänge nicht mehr.

Zentralbaustein ist das Grundmodul, das für die weitere Steuerung eigentlich nur die eine Frage kennt: offenlassen oder schließen und ggf.  ge-schlossen halten. Daten liefern die Fahrtrichtungserfassungen, eine Handvoll NAND - Gatter mit GBM. Wie viele Antriebe einer Schrankenanlage und welche Signaleinrichtungen diese Auswertungen erhalten ist beiden so ziemlich egal. Kann man mit etwas Durchblick einfach variieren, siehe Blockschaltplan.

 

                                                  Zeitdiagramme  Grundmodul (t - Achse verkürzt)

 

Konventionell aufgebaut passte das Grundmodul auf eine Lochrasterplatine (Bild: Prototyp & SGH - Baustein) ca. 100 x 130 mm:

 

                                

 

Der Grundbaustein, also Stromversorgung, Signalgeber und Steuerung für die beiden Servos wird so ausgelegt, dass min. 2 Fahrtrichtungserfassun-gen (2 Gleise, nach oben offen) und das elektronische Doppel - Läutewerk ohne Relais angeschlossen werden können, deshalb ist im Layout auch keines vorgesehen.  Getestet wird zunächst mit zwei preiswerten Robbe® - Miniservos 8975, leider haben die das analoge Einschalt - Syndrom, aber man könnte darüber hinwegsehen, da kaum sichtbar ...   Die Transistoren: eigentlich unkritisch, solange hfe der Äquivalenztypen ausreicht. Die kleine Matrix für das Schranke geschlossen halten (SGH)  - Signal ist als separater Baustein ausgeführt da er bei eingleisigem Bü nicht benötigt wird. ICs, z.B. CD 4072 und CD 4081 anstelle diskreter Bauteile, würden hier weder preislich noch platzmäßig günstiger ausfallen.

Ein Wort noch zum Einschalt - Syndrom: ein servoabhängiges Übel das sich mit den öfters in Foren angeregten merkartigen Maßnahmen nicht be-seitigen lässt. Wichtig ist jedoch der schnelle Spannungsabbau dU/dt beim Abschalten, da sonst  die Servos auch angesteuerte Ruhelagen während langsamer Entladung des Sieb - Elkos C 2 (Betriebsspannung) verändern. 470 µF sind bereits grenzwertig, noch größere Kapazitäten sind unsinnig. Die durch einen zu großen C verursachte  unkontrollierbare  Ruhelagenänderung führt natürlich zu einem noch stärkeren Ruckler. Wenn man dann noch die völlig unqualifizierte Testmethode des wiederholten, kurzzeitigen Ein- und Ausschaltens unterlässt damit sich alle beteiligten  Kon-densatoren, auch die in den Servos, vollständig entladen können, dann hat man sich eine vernünftige und zuverlässige Schrankensteuerung mit Servos geschaffen. Ohne gravierende Ruckler, den individuellen Anforderungen perfekt angepasst.

Etwas sorgfältig ist die Spannungsanpassung (R75 / R27 und ggf. D79 + D80) des SGH - Bausteins bezüglich der Endlagen geschlossen vorzuneh-men, d.h. die Endlagen dürfen bei geschlossener Schranke durch die zusätzlich aktivierte Umsteuerung nicht verändert werden, andererseits muss aber auch bei einem Konfliktfall die vollständige Schließung sichergestellt sein. Dies war auch der Grund, warum das Ampel Rot“ - Signal über den zusätzlichen Transistor  Ts 74 zugeschaltet wird.

 

Wer eine kürzere Gelbphase (3 Zyklen Vorlauf) benötigt: 

eine kleine Änderung genügt:                      nun ist man variabel.

 

Man kann aber auch in der 4 - Zyklen - Version mit R10 etwas die Blinkfrequenz heraufsetzen, auf 620 kΩ ... 750 kΩ sollte reichen, sonst werden die Wechselblinklichter und Signale Bü 1 zu hektisch! Version 3 bzw. 4 Zyklen mit Brücke (rt) auf Lötseite unter IC4 wählen: 7 13 oder 10 13.

Noch ein Hinweis:  wird bei den kleinen Linearservos deren voller Stellweg benötigt müssen z.B. die Potis R35 und R41 auf 10 kΩ geändert werden, sonst lassen sich die Endlagen nicht ordentlich einstellen. Dies gilt auch bei Verwendung der Miniservos bei einem Drehwinkel von mehr als 90°. Die Dimensionierung der Bauteile ist hier deutlich von der zufälligen Wahl der Servobauart und der Stellwege oder -winkel abhängig, deshalb kön-nen nur Richtwerte angegeben werden. Vorsicht, die Servos dürfen am Stellwegende nicht blockieren oder gar überdrehen!

 

                         

 Gleis besetzt - Melder  (GBM - Fe 4)  mit Fahrtrichtungsauswertung (eingleisig)

 

Prüfanweisung für den Baustein GBM – FE 4,   Prüfbeschaltung siehe Schaltplan.

 

1.  Betriebsspannung anlegen, Schalter S1 schließen. Der Ausgang S (Set = Schließen) geht auf Pegel „H“. Schalter 2 … 4 der Reihe nach schließen.

 

2.  Nun die Schalter S1 bis S3 öffnen, der Pegel am Ausgang S fällt nach Öffnen von S2 auf L zurück, der Pegel an Ausgang R (Reset = Öffnen) geht nach Öffnen von S3 auf „H“ und fällt nach Öffnen von S4 wieder auf „L“.  Als interne Kontrollmöglichkeit wurden 2 LEDs auf der Lp hinzugefügt. Die Gegenrichtung äquivalent beginnend mit Schalter S4 auf vollständige Funktion prüfen.

 

Mit diesen 4 Prüfschaltern kann man den Fahrweg des Zuges in logischer Abfolge (überlappend) simulieren. Unlogische Schaltfolgen führen zu Fehlfunktionen, es gibt u.U. keinen Reset - Impuls. Der Sonderfall Wendezug mit anschließender Fahrtrichtungsumkehr im Bereich eines Bü ist jedoch mit einem kleinem Zusatzmodul in Verbindung mit dem allfälligem Ausfahrtsignal zu lösen, bitte Geduld, das Vorbild in Pfronten - Ried ist in Arbeit.

 

Hier wird nochmals deutlich dass Steuerungen für Bahnübergänge keine „Fallpauschalen“ sind und immer anwendungsspezifisch aufgebaut wer-den müssen, variable Module statt Standardprogramme erleichtern aber die Lösung der Sicherungstechnik am Bahnübergang, auch bei der MoBa. Jetzt fehlt noch das Modul Abfahrt, das die Zeitabläufe regelt wenn ein Zug innerhalb der Kontaktstrecken wegen HP 0 vor einem BÜ mit bislang geöffneten Schranken halten musste und nun seine Fahrt fortsetzen soll. Ist aber in Arbeit ...

 

 

 

Wie gehört nun was zusammen?

 

 

        Vollausbau oder der einfache Bü:     

 

 

Einige Module sind noch nicht umfassend erprobt, ich bitte hier um etwas Geduld.

Die technischen Unterlagen meiner Lösungsvorschläge gibt es als gesonderte pdf - Dokumente zum Download:

unbeschrankte Bü        Bahnschranken        Zugangsschranken

 

 

 

 

Muster für einen    Impulsgenerator Gefahrenbefeuerung    (z.B. Luftfahrthindernis)

Hier ist ein Blinklicht für den Nachtbetrieb und ein Stroboskop - Blitzlicht für den Tagesbetrieb gem. Verwaltungsvorschrift gefordert. Der Stro-boskopblitz soll erst in der Dunkelphase des Blinklichts zünden, wenn beide Gefahrenfeuer gleichzeitig betrieben werden. Beispiel: Kühlturm

 

 

 

Der Triggerimpuls für das Stroboskop wird aus dem Blinksignal mit einem Schmitt - Gatter rekonstruiert da dieser Impuls vom Ts 1 ja eine  Kon-densatorentladung darstellt. Die korrekte Phasenlage wird durch einen weiteren Inverter hergestellt. Somit wird das Stroboskop erst nach dem vollständigen Erlöschen des roten Gefahrenfeuers synchronisiert. C4, C7 und C8 müssen Folienkondensatoren sein! Hier ein kleiner Video - Clip.

 

              Lochraster - Musteraufbau:          

 

Gefahrenfeuer und Stroboskop können mittels Jumper oder Schalter auch getrennt aktiviert werden.

 

 

Kalkulationen

Die Kalkulationen wurden auf Basis der Preise der bekannten Versandhändler für Endverbraucher erstellt. Es wurde der jeweils höchste Bauteil-preis ausgewählt, die Preise schwanken bis zu 50 % nach unten. In den Stücklisten sind die Bausätze für z.B. Schranken usw. nicht enthalten.

 

        Bahnschranken

        Warnblinkeinrichtungen

        Zugangsschranken

       

Die Excel® - Tabellen können in den grün gekennzeichneten Feldern für Preisaktualisierungen verändert werden.

 

                           ©  Wolfram Stephan                                                                    bisher erschienen                    Startseite