Weichen und Signale
Die Rückmeldung zum Stellpult
Die Stellung von Weichen muss bekannt sein, auch wenn diese vielleicht nicht oder nicht gut
eingesehen werden können. Dabei muss es egal sein, ob die Weiche lokal von Hand oder
fernbedient vom Stellpult aus in die jeweilige Position gebracht wurde. Wünschenswert ist
auch, dass die Stellung der Weiche als Bedingung für Sicherungs– und Automatik–Schaltungen der Modelleisenbahn verwendet werden kann.
Die hier zunächst gezeigte einfache Ausführung mit Lampen bei einem endabgeschalteten Weichenantrieb
ist dafür nicht besonders gut geeignet. Darum folgen hier Verbesserungs–Vorschläge.
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Schaltplan: Rückmeldung bei einem Weichenantrieb mit Endabschaltung. .
Grundlagen
Es gibt Weichenantriebe, die entweder werksseitige oder nachrüstbare Umschaltkontakte zur
freien Verwendung haben. Letztere sind bei LGB®
allerdings gemein teuer. Bei Doppelspulantrieben für die kleinen Baugrößen wird
die Stellkraft meist nicht ausreichen, um noch Sprungfeder–Kontakte zu betätigen. Wenn
Weichen - was außer bei motorischen Antrieben mit Schnecken–/Stirnrad–Kombinationen
möglich ist - auch von Hand gestellt werden sollen, muss das Zustandssignal durch die
mechanische Bewegung ein– beziehungsweise umgeschaltet werden.
Ein parallel zu den Weichentastern geschaltetes Flipflop nützt also zunächst einmal nichts.
Wenn die Stellkraft des Antriebs klein ist oder möglichst wenig belastet werden soll,
empfiehlt sich der Aufbau einer Infrarot–Lichtschranke, bei der in einer der Stellungen eine
Blende zwischen Sendediode und Foto–Transistor geschoben wird. Hier ist oben eine dafür
geeignete Auswertungsschaltung mit einem NE555–IC zu sehen.
Benötigt wird ein massekompatibles Dauersignal. Wie das zustande kommt, bleibt Ihnen
überlassen. Zu diesem Dauersignal sollte noch ein invertierender Ausgang hinzu kommen,
damit es eine verwertbare Information für beide Stellungen gibt. Die Ausgänge der
Weichenschalter selbst sollten nur wenig belastet werden, zumal deren Leitungen
eventuell sehr lang werden können. Daher werden auch Verstärker gebraucht.
Wenn Sie einen Wippenschalter verwenden können, hat sich das Thema damit erübrigt. Das gilt jedoch
nicht, wenn Sie zum Beispiel am Stellpult - also weit entfernt - größere Lasten schalten möchten.
Dann sollten Sie entsprechende Verstärker vorsehen.
Rückmelde–Schaltung
Das zweite Bild des Abschnitts zeigt eine Rückmelde–Schaltung, an deren Ausgängen auch
größere Lasten getrieben werden können. Wird an die Basis des PNP–Transistors
Ts1 am Eingang ein negatives Potenzial angelegt, schaltet dieser durch. Damit
treibt er Ts2 und Ts4, die gegen GND durchschalten.
Ts4 ist der Ausgangs–Verstärker für den Fall, dass am Eingang ein Signal
anliegt. Ts2 arbeitet als Inverter. Er entzieht Ts3 den sonst
anliegenden Basisstrom. In Folge sperrt Ts3. Fällt das Signal am Eingang ab,
wird Ts3 durchschalten, Ts4 mangels Basisstrom jedoch nicht.
Diese - oder eine vergleichbare - Schaltung - benötigt also nur einen Eingang. Um Leitungen
auf der Anlage einzusparen, wenn beide Informationen sowohl am Stellpult als auch lokal
verfügbar sein sollen, kann sie zweimal aufgebaut werden.
Beim Stellpult werden oft LED (Leuchtdioden) zur Rückmeldung der
Weichenstellungen beziehungsweise –straßen verwendet. Da unter Umständen etliche
LED zusammen kommen, die getrieben werden müssen, sollten Sie
Low Current–Versionen bevorzugen, die meist nur 2 bis
5 mA verbrauchen.
Wenn Sie nur Steuersignale gegen GND benötigen, tut's auch die im Text gezeigte, einfache Differenzierungsschaltung.
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Rückmelde–Schaltung.
Zusätzliche Kurzzeit–Impulse
Beim Umstellen der Weiche - oder eines Signals - tritt ein Ereignis auf. Dieses Ereignis
führt dazu, dass am Ausgang der Callback– (Rückmelde–Schaltung) der jeweils andere Ausgang GND führt.
Nun kann es aber nötig sein, beim Eintreten des Ereignisses einen Kurzzeit–Impuls zu
haben, um diesen in weiteren Schaltungen verwenden zu können. Das kann mit Hilfe eines
Monoflops
erreicht werden, das auch ausläuft, wenn der Steuereingang geschlossen bleibt, und erst
für einen neuen Zyklus empfänglich ist, wenn dieser zwischenzeitlich geöffnet wurde.
Wenn Sie den Impuls für beide Stellungen benötigen, sollten Sie gleich ein Doppel–Monoflop
mit einem NE556 bauen.
Exkurs: Polarisierung von Herzstücken
Im Herzstück–Bereich einer Weiche kreuzen sich die Schienen mit beiden Polen.
Normaler Weise würde dort ein Kurzschluss entstehen. Dem wird bei einigen Weichen
durch Kunststoff–Herzstücke oder voll isoliert eingebaute Metall–Herzstücke begegnet.
Letztere lassen sich - je nach Stellung der Weiche - dem einen oder anderen Pol zuordnen, so
dass auch dieser Bereich nicht stromlos bleibt. Das erhöht die Betriebssicherheit ganz erheblich und ist daher zu empfehlen. Manche Weichenarten
(zum Beispiel Baeseler–DKW
mit außenliegenden Zungen und gemeinsamer Mittelschiene) oder Weichen mit sehr
schlanken Radien können überhaupt nur mit polarisierten
Herzstücken („electrofrog”) betrieben werden.
Bei nur kleinen Fahrströmen können eventuell noch vorhandene Weichenschalter diese Aufgabe
mit übernehmen, bei größeren sollte ein Relais die Last schalten.
Diese können dann über das oben beschriebene Stellungs–Signal gesteuert werden.
Werden die Herzstück–Schienen auf der stumpfen Seite der Weiche über einen
längeren Abschnitt gegenüber der Strecke isoliert eingebaut und mit dem Herzstück
verbunden, entsteht eine so genannte Stopp–Weiche: Eine Flankenfahrt ist damit (theoretisch)
nicht möglich, weil auf den Schienen vor der Weiche zweimal Plus oder zweimal Minus liegen.
Zu diesem Thema sollten aber unbedingt die Ausführungen bei Programmierung
(Beispiel Prellbock–Sicherung) gelesen werden. Bei geschobenen Zügen verhindert diese
Schaltungsart nämlich freie Rangierfahrten auf dem angrenzenden Gleis, weil es in voller Zuglänge isoliert werden müsste.
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Stoppweichen–Prinzip.