Strombegrenzung für Weichenantriebe

Prinzipiell kann man endabgeschaltete Weichenantriebe mit Schaltern statt Tastern ansteuern. Aber wenn der Antrieb aus irgendeinem Grund seine Endlage nicht erreicht, beispielsweise weil ein Schotterstein in die Mechanik geraten ist, fließt dauerhaft Strom und die Spule kann durchschmoren. Auch defekte Endschalter sind ein Ärgernis, wenn man sie nicht rechtzeitig entdeckt.

Die Schaltung, die ich heute vorstelle, verhindert die Zerstörung des Antriebs und zeigt automatisch an, ob und wo ein Problem vorliegt. Sie eignet sich besonders für Doppelspulenantriebe, kann aber auch für motorische Antriebe abgewandelt werden.

Aufzugsteuerung mit Arduino

Im Stummiforum wurde die Frage nach der Ansteuerung eines Aufzuges zur Verbindung von Anlage und Schattenbahnhof gestellt. Eine nette Herausforderung, dachte ich, und machte mich an die Arbeit.

Heraus kam eine Steuerung auf Basis eines Arduino Pro Mini. Dieser vielseitige und einsteigerfreundliche Mikrocontroller ist bei Ebay für wenige Euro erhältlich; mit ein wenig Peripherie ist er imstande, den Aufzug anzusteuern. Auch überwacht er mittels Lichtschranken und Kontaktgleis den Verkehr, um Unfälle zu verhindern.

Bahnübergang mit Gedächtnis

Heute zeige ich eine Schaltung für Bahnübergänge, die Wechselblinker und die Funktion der richtungsabhängigen Kontaktstrecke verwirklicht: Unabhängig davon, aus welcher Richtung der Zug kommt, wird der Wechselblinker aktiv; er erlischt aber sofort, wenn der Zug den Bahnübergang passiert hat.

Die Platine kann von unten ins C-Gleis eingesetzt werden. Ein Entfernen des Mittelleiters ist, anders als bei meinen früheren Bahnübergängen mit Wechselblinker, nicht nötig. Allerdings bieten erst Gleise von 171,7 mm Länge oder mehr die nötigen Halterungen.

Richtungsabhängige Kontaktstrecke, Teil 2

Relais sind großartig: belastbar, leicht zu verstehen, vielseitig in der Anwendung. Sie sind aber auch klobig und teuer. Meine Relaisschaltung zur richtungsabhängigen Kontaktstrecke ist so groß, dass sie in einem Gebäude neben dem Gleis versteckt werden muss. Daher arbeite ich an einer verkleinerten Alternative.

Wie schon so oft dachte ich, dass man hier mit Logikgattern ganz einfach zu einer brauchbaren Schaltung käme; und wie so oft kam am Ende etwas mit Operationsverstärkern heraus. Der LM324 erwies sich erneut als vielseitig einsetzbar.

Analoge Servosteuerung

Schon oft habe ich mir überlegt, ob sich eine Servosteuerung nicht auch analog umsetzen ließe. Ursprünglich wollte ich damit Zeit und Kosten sparen, doch mittlerweile gibt es so günstige Arduinos, dass die analoge Lösung einen Mehraufwand darstellt. Andererseits reizt mich die Herausforderung.

Nach einigen Experimenten habe ich nun eine funktionierende Servosteuerung. Sie ist unkompliziert in der Handhabung und die Servobewegung ist ruckfrei. Lediglich gegen das Zucken der Servos beim Einschalten muss ich noch etwas unternehmen.

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.

Einsatz des Memory-Decoders

Der Eigenbaudecoder bietet mit Brawas Signalen viele neue Möglichkeiten. Je nach gewählter Firmware können zwei- und dreibegriffige Signale sowie Relais geschaltet werden.

Ein Konfigurieren des Decoders über CVs ist nicht möglich. Entweder man bestellt sich den PIC bereits mit der gewünschten Firmware bei Sven Brandt oder man schafft sich einen Programmierer (PICkit o.ä.) an. Ich bevorzuge ersteres.

Umbau eines Lokschuppens

Der Lokschuppen ist ein Relikt aus jener fernen Zeit, als ich dachte, dass ein einständiges Exemplar meinen Ansprüchen genügen würde. Damals experimentierte ich zum ersten Mal mit Nitinoldrähten und wollte mit diesen einen Torantrieb bauen.

Herausgekommen ist ein voll teppichbahntauglicher Lokschuppen mit verschiedenen digital schaltbaren Lichtfunktionen und einem ebensolchen Torantrieb. Nur Nitinoldrähte wird man darin vergeblich suchen.

Decoder für Memorydraht-Antriebe

In den Neunziger Jahren produzierte die Firma Brawa Signale und Bahnübergänge mit dem sogenannten Memory-Antrieb. Sie bewegen sich vorbildnah langsam und außerdem sehr leise. Leider sind sie mittlerweile aus dem Sortiment verschwunden.

Zum Betrieb war ein spezieller Trafo mit 1,1 V Ausgangsspannung nötig. Für den Digitalbetrieb hätte man einen teuren Relaisdecoder benötigt. Dieser Aufwand dürfte viele Kunden abgeschreckt haben. Dass es auch einfacher geht, zeige ich mit einem Decoder auf Basis des bekannten WeichZwei.

Schlanke DKW fürs C-Gleis: Fertigstellung

Die schlanke DKW ist nun fertig und erprobt. Sie dient nun als Zufahrt zu meinem Bahnhof.

In diesem Eintrag beschreibe ich die Elektronik, die überarbeitete Laterne und die Ergebnisse des Probebetriebes.

Gleisdreieck-Automatik

Das Gleisdreieck ist eine preisgünstige Möglichkeit, Lokomotiven zu wenden. Wenn es nur in eine Richtung befahren werden soll, können Rückfallweichen verwendet werden. Mein Gleisdreieck ist jedoch so in den Gleisplan eingebunden, dass es in beide Richtungen befahrbar sein muss.

Während zwei Weichen digital gesteuert werden, habe ich für die dritte eine kleine Automatik gebaut. Über Schaltgleise und ein Relais wird der Weichenantrieb betätigt. Ich muss nun nicht mehr eingreifen.

Der Operationsverstärker, Teil 3

Im dritten Teil der Operationsverstärker-Serie geht es um Gegenkopplung. Mit ihr kann man Schaltungen bauen, die einer vorgegebenen Spannung folgen, und man kann Mathematik betreiben: Spannungen können nun addiert, subtrahiert, integriert oder differenziert werden.

Ich werde nur einen kleinen Teil der vielen OPV-Beschaltungen mit Gegenkopplung vorstellen, nämlich diejenigen, für die es auch einen einfachen Einsatzzweck auf der Modellbahn gibt.

Der Operationsverstärker, Teil 2

Im zweiten Teil der Operationsverstärker-Serie geht es um Mitkopplung und die dadurch ermöglichten Schmitt-Trigger. Sie erlauben es, Schaltungen mit Gedächtnis zu bauen, die bestrebt sind, ihren aktuellen Zustand beizubehalten.

Ab hier wird übrigens die Betriebsspannung U_B nicht mehr für jeden OPV eingezeichnet. Dadurch werden die Schaltpläne etwas übersichtlicher. Ein Pfeil nach oben steht für die Betriebsspannung, ein waagrechter Balken für 0 V.

Der Operationsverstärker, Teil 1

Operationsverstärker, kurz OPV, sind sehr vielseitige Bauelemente. Mit ihnen kann man sowohl einfache Schaltaufgaben erledigen, als auch Oszillatoren, Verstärker oder gar analoge Rechenschaltungen aufbauen. Da sie auch sehr günstig zu haben sind - ein LM324, der vier OPV enthält, kostet weniger als 0,20€ - liegt es nahe, sie für den Modellbahneinsatz zu nutzen.

Bislang habe ich nur eine Blinkschaltung und eine Schlusslicht-Abschaltautomatik vorgestellt. Bevor ich weitere Anwendungen zeige, gibt es erstmal eine Einführung in die Grundlagen, und zwar im Bezug auf die Aspekte, die für die Modellbahn wichtig sind. Als Universaltypen nutze ich dabei den LM324 und den LM358.

Automatisch abschaltende Zugschlussbeleuchtung

Die Schaltung von letzter Woche wurde aufgebaut, getestet und eingebaut. Hier ist sie im Einsatz zu sehen:

Sobald die Kupplungen der beiden Gepäckwagen einander berühren, erlöschen die Schlusslaternen. Nach dem Trennen der Verbindung dauert es etwa 15 Sekunden, ehe sie erneut aufleuchten. Und so sieht der Einbau aus:

Entwurf einer automatisch abschaltenden Zugschlussbeleuchtung

Wer nicht nur Züge kreisen lässt, sondern auch rangiert, steht vor der Frage, wie er die Zugschlussbeleuchtung der Wagen schalten will. Von Märklin gibt es ja einige Exemplare, z.B.  den Gepäckwagen 4316.

Am einfachsten wäre ein Decoder. Doch es ist auch möglich, die Beleuchtung über eine Automatik zu schalten, die auch im Analogbetrieb funktioniert. Voraussetzung ist, dass die übrigen Fahrzeuge noch blecherne Kupplungen haben, die elektrisch mit den Achsen verbunden sind. Hier stelle ich einen Entwurf vor, der auch die Innenbeleuchtung einschließt.

Lichtplatine für Personenwagen

Nachdem das Grundprinzip der flackerfreien Beleuchtung bekannt ist, zeige ich nun eine Umsetzung in SMD-Bauweise. Zunächst soll ein Umbauwagen mit vier LEDs erleuchtet werden. Die Platine ist darauf ausgelegt, einfach den jeweiligen Platzverhältnissen angepasst zu werden.

Sie eignet sich für Wagen von bis zu 14cm Innenraumlänge. Für längere Wagen können mehrere parallel geschaltet werden. Die Anordnung der LEDs ist frei, es können maximal sechs Stück verwendet werden. Auch Pufferkondensatoren können nahezu beliebig plaziert werden.

Flackerfreie Innenbeleuchtung

Heute zeige ich, wie man eine flackerfreie Innenbeleuchtung aus wenigen Elementen selbst baut. Dabei lege ich besonderen Wert auf optimale Ausnutzung des Kondensators, denn dieser nimmt am meisten Bauraum ein.

Die Schaltung ist für Drei- und Zweileiterbahnen die gleiche. Allerdings sollte die Dimensionierung der Betriebsspannung angepasst werden. Bei einer digitalen Märklinbahn rechne ich mit mindestens 18V. Für analoge Anlagen ist die Schaltung eher ungeeignet, da sie erst ab mittleren Spannungen gleichbleibende Helligkeit sichert.

Schlanke DKW fürs C-Gleis: Einschottern, Fahrversuche

Nun, da die Zungen der DKW durch Servos gehalten werden, sind weitere Fahrversuche möglich. Mit ein wenig Schotter wird für die realistische Anmutung des Gleisbetts besorgt.

Dieser Eintrag muss leider etwas kürzer ausfallen als geplant. Den Decoder konnte ich noch nicht bauen, da meine erste Platine wegen eines Fehlers in der Ätzvorlage misslungen ist.