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Modellbahn–Sound

Die Schnittstelle

Bei dem hier vorgestellten Konzept mit „stationärem Sound” ist die Schnittstelle zur Anlage sehr wichtig. Schließlich müssen Dampf oder Diesel, Mindestspannung oder nicht, Art des Warnsignals (nur Pfeifen / Pfeifen, sodann Läuten oder Hupen) möglichst von außen gewählt sowie Warn–Signale auch programmatisch angesteuert werden können. Es könnte ja auch sein, dass Sie an Stelle der eingebauten Verstärkung abends die Stereoanlage und Kopfhörer benutzen möchten, damit die beste Ehefrau von allen nicht aus dem Bett fällt.

Dafür ist einige Logik nötig, und davon wird hier die Rede sein.

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Gesamt–Schaltbild

Hier folgt das Blockschaltbild der stationären Sound–Versorgung. Es wird in einer Gesamtansicht gezeigt, um das Verständnis zu erleichern.

Blockschaltbild der Sound–Schaltungen. [ ± ]

Die Eingänge links: FS = Fahrspannungs–Plus, 12VDC = Elektronik und Sound–Versorgung, V = Masse–Signal, wenn Mindestspannung gewählt wurde, D/D = Trigger–Eingang zum Umschalten zwischen Dampf– und Dieselsound, Sig = Trigger–Eingang für Warnsignal und GND.

An Ausgang DS liegt bei Diesel–Sound GND (Masse).

Bei der Auswahl zwischen Dampf– und Diesel werden die Generatoren und die Art des Warnsignals (Pfeife / Hupe) über ein zweipoliges Relais umgeschaltet.

Oben links ist das Relais für die Einstellung der Mindestspannung.
Rechts im Blockschaltbild werden die Komponenten des Standgeräusch–Kanals gezeigt, die nach Bedarf von Hand zugeschaltet werden. Mit dem Schalter unten in der Mitte können auch Dampf– und Diesel–Doppeltraktionen beschallt werden.

 

Die Warnsignale

Ist Dieselsound als Fahrgeräusch gewählt, wird über das Relais die Hupe als Warnsignal verwendet, die über ein stets auslaufendes Monoflop angesteuert werden sollte. Bei Dampf–Sound gibt es jedoch drei Möglichkeiten: Pfeifen, Läuten oder „Pfeifen, sodann Läuten”. Der betreffende Ausschnitt des Blockschaltbilds ist hier oben noch einmal abgebildet.

Die drei Ausgänge des Wahlschalters sollten auch zur Schnittstelle geführt werden. Das wurden oben aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.
Steht der Schalter aus „Pfeifen” (mittlere Stellung), wird nur die Pfeife ausgelöst. Wenn Ihre Pfeifen–Schaltung keine einstellbare Mindestdauer hat, sollten Sie ein entsprechendes Monoflop vorschalten.

In der oberen Stellung des Schalters wird ein Timer angesteuert. Dieser Timer sollte eine Einschaltverzögerung und danach eine Ausschaltverzögerung haben. Während der Impulsdauer am Ausgang werden die mechanische oder elektronische Glocke angesteuert.

Der Witz der Einschalt–Verzögerung ist, dass in der unteren Stellung des Schalters (Pfeifen, sodann läuten) zunächst die Pfeife für eine festgesetzte Zeit erklingt und erst dann die Glocke zu bimmeln beginnt. Wird die Pfeife während der Wartezeit (zum Beispiel 2 Sekunden) nicht erklingen (Schalterstellung oben, nur „Läuten”), fällt das auch nicht weiter auf. Sie können die Logik natürlich auch so aufbauen, dass die Einschaltverzögerung nur bei „Pfeifen, sodann Läuten” wirksam wird, oder, je nach Art der Pfeifenschaltung, das Ende des Pfeifen–Zyklus zum Triggern des Läuten–Monoflops verwenden.

Im nächsten Abschnitt wird ein passender Timer für die erste Lösung vorgestellt.

 

Monoflop mit Einschalt–Verzögerung

Zeichnung: Integrierte Schaltung mit 16 Anschlüssen, von oben gesehen.
[ ± ].

Um ein Monoflop mit einer Einschaltverzögerung und einer anschließenden Ausschaltverzögerung zu bauen, muss nicht unbedingt ein NE556 verwendet werden. Es geht auch mit einem CMOSIC 4538. Das ist zweifaches, retriggerbares Präzisions–Monoflop mit Schmitt–Triggern und zusätzlichen Komplementär–Ausgängen, wie es hier als Beispiel gezeigt wird. Auf das Innenleben und die Funktion soll nicht weiter eingegangen werden. Wer mehr wissen will, möge sich im Internet ein Datenblatt besorgen.

Der erste Schaltplan dieses Abschnitts zeigt eine für die oben besprochene Aufgabe geeignete Schaltung. Sie kann dank der Komplementär–Schaltung mit dem PNP–Transistor am Eingang über positive oder negative Impulse gestartet werden (T+, T-). Die linke R/C–Kombination ist für die Einschalt–, die rechte für die anschließende Ausschalt–Verzögerung zuständig.

Im hier gezeigten Zusammenhang ist es wünschenswert, dass während der Impulsdauer des Monoflops nicht nur ein positives Potenzial (wie hier) am Ausgang A liegt, sondern dass es zwei (Komplementär–)Ausgänge mit genug Leistung gibt. Das ist jedoch leicht zu bewerkstelligen (siehe das zweite Schaltbild des Abschnitts).

Diese Schaltung kann für viele andere Zwecke ebenfalls nützlich sein, deswegen wurde sie hier vorgestellt. Denkbar wäre, das Poti der Einschaltverzögerung durch einen Foto–Widerstand zu ersetzen. Bei höheren Spannungen an der Glühlampe, die ihn beleuchtet, ergäben sich längere Einschaltverzögerungen, bei niedrigen kürzere. Dadurch könnte in Abhängigkeit von der Fahrspannung ein Ereignis früher oder später ausgelöst werden. Das klappt natürlich nur bei analog betriebenen Modelleisenbahnen.

 

Bedienungselemente

Denken Sie beim Bau solcher Systeme an die Zukunft. Versuchen Sie, einzelne funktionale Gruppen zu kapseln, wie es auch Programmierer tun.

Eine solche Gruppe ist die hier vorgestellte Einheit. Bedienungselemente wie die Zuordnung der Standgeräusche zu bestimmten Lautsprechern gehören nicht auf die Bedienfläche dieser Gruppe, sondern in ein Stellpult der jeweiligen Anlage. Ändern sich Anlage und damit Zuordnungen, bleibt das Sound–Modul unverändert weiter benutzbar.

Es könnte sogar Sinn machen, Klangsteller und Endstufen auszulagern, weil der Strom–, Kühlungs– und Platzbedarf der Generatoren bis zur Bereitstellung des Ausgangs–Signals sehr klein ist, der der Endstufen jedoch groß - oder Sie bauen zumindest die Endstufen andernorts ein.

Selten benötigte Bedienungselemente, beispielsweise die Potentiometer für die Generatoren und Zeitschaltungen, sollten Sie nicht auf der Bedienfläche unterbringen, sondern als Trimmpotentiometer im Inneren des Gehäuses; ist erst einmal alles eingestellt, würden sie außen nur unnötig Platz weg nehmen und die Bedienung erschweren, weil die Übersichtlichkleit leidet.

Für die eventuell nötigen Steckverbindungen der Signalleitungen sollten Sie Sub–Min–D–Stecker und –Buchsen verwenden (bevorzugt mit vergoldeten Kontakten) und als Kabel geschirmte RS232–Kabel (Computer). Bis auf die Endstufen sind sie damit auf der sicheren Seite.

Tipp: Denken Sie an die Line out–Ausgänge und versehen Sie diese am Ausgang mit Cinch–Buchsen. Bauen Sie einen zusätzlichen Umschalter ein, der wahlweise das Fahrgeräusch auf beide Ausgänge legt. Dann können Sie alternativ auch einmal die Stereo–Anlage daheim benutzen und sich bei Nacht mit Kopfhörern „bedampfen” lassen.

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