Wie ein Doppelspulenantrieb funktioniert

Für die Wirkungsweise eines Doppelspulenantriebs gibt es viele Erklärungen, die praktischerweise auch dem Laien verständlich scheinen. Unpraktischerweise decken sich nicht alle von ihnen mit der Realität.  Manchmal möchte man die Dinge etwas genauer verstehen und beispielsweise wissen, warum die Weichenantriebe ihre Eigenheiten haben - und welche Abhilfe möglich ist, falls diese sich als unerwünscht herausstellen.

Hier gibt es also ein wenig Physik für die, die Ahnung haben wollen, ohne gleich ein Elektrotechnikstudium zu betreiben:

Schaltungstricks mit bistabilen Relais

Manchmal hat man nicht das passende Relais zur Hand. Bistabile Relais gibt es in zwei Ausführungen: ein- und zweispulig. Erstere werden auch als polarisiert bezeichnet. Mit den hier gezeigten Schaltungen ist es möglich, ein einspuliges Relais durch ein zweispuliges zu ersetzen und umgekehrt.

Standardtypen, die ich verwende, sind übrigens das AGQ2104H von Panasonic und die AZ850-Familie von Zettler. Wegen des großen Betriebsspannungsbereiches eignen sich vor allem das AZ850P1-12 (einspulig, 9 bis 34,8 Volt) und das AZ850P2-12 (zweispulig, 9 bis 24 Volt) für die Modellbahn.

Stromstoßschalter selbstgebaut

Letztes Jahr stellte ich hier eine Schaltung vor, mit der ich im Nachhinein sehr unzufrieden bin. Mit nur einem Taster wurde eine Weiche gestellt. Möglich macht dies ein Stromstoßschalter, der bei jeder Betätigung zwischen zwei Zuständen wechselt. Um einen besseren Schutz gegen das Durchbrennen des Weichenantriebs zu verwirklichen, wurde ein neuer Entwurf benötigt.

Für Stromstoßschalter gibt es durchaus noch mehr Anwendungen. Wenn man eine Schaltfunktion von verschiedenen Orten aus auslösen will, erlauben sie eine einfache Verdrahtung. Es sind nur ein Draht und ein Taster zum Ein- und Ausschalten nötig. Mit Relais aus dem Elektronikversand sind sie auch für einen größeren Betriebsspannungsbereich anwendbar als der alte Entwurf auf Basis eines Fahrtrichtungsumschalters von Märklin. Hier stelle ich zwei solcher Stromstoßschalter vor.

Weichenbedienung mit Schaltern

Wer mehrpolige Schalter zur Weichenbedienung einsetzt, kann mehrere Schaltfunktionen mit einem Handgriff auslösen. Da wird beispielsweise in Abhängigkeit vom gewählten Fahrweg ein Abstellgleis stromlos geschaltet, ein Herzstück polarisiert oder ein Signal bedient.

Leider ist diese Beschaltung für Weichenantriebe nicht gesund. Wenn sie keine Endabschaltung haben, werden sie nach kurzer Zeit durchbrennen. Das kann auch mit Endabschaltung passieren, wenn die Stellmechanik klemmt. Aus diesem Grund zeige ich hier fünf Möglichkeiten, den Strom mit Kondensatoren zu begrenzen. Als willkommener Nebeneffekt kann der Trafo teilweise entlastet werden. Für automatisierte Anwendungen denkt man sich den Schalter durch ein Relais ersetzt.

Überarbeiteter Weichenantrieb von Märklin

Seit Kurzem ist von Märklin unter der alten Artikelnummer 74491 ein weiterentwickelter Weichenantrieb erhältlich. Obwohl der Antrieb mit seinen Vorgängern beliebig austauschbar ist, lohnt sich ein genauer Blick, denn die Veränderungen sind umfassend. Sie betreffen sowohl den elektrischen als auch den mechanischen Teil.

Besonders interessant ist natürlich die Schutzbeschaltung der Endschalter. Werden diese nun länger halten als vorher? Einen neuen Dauertest werde ich nicht durchführen, doch Messungen mit dem Oszilloskop erlauben eine Prognose.

SMD-Gleisdreieckautomatik

Nachdem sich die Gleisdreieck-Automatik als praktisch erwies, entwarf ich eine verkleinerte Variante, die sich direkt ins Gleisbett einfügen lässt wie ein Decoder. Statt des klobigen Relais kam wieder eine Schaltung mit Operationsverstärkern zum Einsatz.

Zu den Vorteilen gehört, dass auf die teuren Schaltgleise nun doch verzichtet werden kann. Kontaktgleise reichen zum Ansteuern, doch wer Schaltgleise vorzieht, kann auch diese verwenden. Der Diodentrick wurde ebenfalls berücksichtigt. Die benötigten Dioden sind auf der Platine untergebracht.

Ampelsteuerung mit Operationsverstärkern

Abseits der Gleise lassen sich mit Lichteffekten Akzente setzen. Eine ampelgeregelte Kreuzung gehört dazu. Nachdem ich schon gezeigt habe, wie die Ansteuerung einer Ampel für Bahnübergänge aussieht, erweitere ich das Prinzip auf eine komplette Kreuzung. 

Dies könnte eine Alternative sein für alle, deren Budget durch Fallers Ampelsteuerung 161655 etwas zu sehr strapaziert würde. Die Materialkosten liegen nämlich unter 5 €. Mir ging es aber nur darum, ein Beispiel für die Mächtigkeit von Operationsverstärker-Schaltungen zu liefern.