Modellbahn: Fahrpult-Selektor Deluxe
Modellbahn: Fahrpult-Selektor Deluxe
     


Aufgabe

Ein Gleisstück soll wahlweise stromlos oder an einem Fahrpult angeschlossen sein. Außerdem soll es möglich sein, eine Auswahl von unterschiedlichen Fahrpulten treffen zu können.


Lösung

Die folgende Schaltung erfüllt diese Bedingungen. Darüberhinaus erlaubt die Schaltung die Anzeige des gewählten Fahrreglers über eine 7-Segment-Anzeige. Die Umschaltung erfolgt über einen einzigen Taster. Während der Umschalt- bzw. Auswahlphase bleibt der Streckenabschnitt stromlos.

Die Auswahl des Fahrpultes erfolgt zyklisch. Es können theoretisch bis zu neun unterschiedliche Fahrregler ausgewählt werden. Die folgende Schaltungsbeschreibung bezieht sich auf fünf Fahrpulte.


Funktion

Die Impulse eines angeschlossenen Tasters gelangen zu zwei retriggerbaren Monoflops. Das Monoflop mit einer kurzen Flankenzeit (kleiner 1s) dient dazu, die Impulse zu entprellen und den Dekadenzähler weiterzuschalten (Clock). Das andere Monoflop, welches mit einer Flankenzeit von ca. 4 Sekunden arbeitet, sorgt dafür, daß schon bei der ersten Betätigung des Tasters alle angeschlossenen Relais abfallen. Dies wird mit einem gemeinsamen Transistor realisert, der die positive Spannungsversorgung der Relaisspulen übernimmt. Kippt dieses Monoflop, so wird der Transistor gesperrt und die Relais erhalten keine positive Spannung mehr. Um diese Sperrzeit, die bei jedem erneuten Tastendruck erneut beginnt, anzuzeigen, kann ein weiterer Transistor als LED-Treiberstufe integriert werden. Hierfür kann sinnvollerweise der Dezimalpunkt der 7-Segment-Anzeige benutzt werden.

Dieses Sperrmonoflop ist außerdem noch mit dem Clock-Enable-Eingang des Zählers angeschlossen. Dies gewährleistet, daß der Zähler nur dann weiterschaltet, wenn das Sperrmonoflop den Relais-Transistor gesperrt hat. Damit soll ausgeschlossen werden, daß eine Weiterschaltung des Zählers bei angezogener Relaisspule passieren kann.

An den entsprechenden Ausgängen des Zählers werden Transistoren als LED- und Relaistreiberstufen angeschlossen. Für die Anzeige des aktuelle ausgewählten Fahrpultes wird ein 7-Segment-Dekoder benutzt, der die darzustellene Ziffer BCD-kodiert erwartet. Die Ausg&aauml;nge des Dezimalzählers sind entsprechend mit den Eingängen ABCD des Dekoders verbunden. Damit es nicht zu einer Überlagerung der Signale kommt, müssen die einzelnen Ausgänge über Dioden entkoppelt werden.


Auswahl des Fahrpultes

Der Selektionstaster wählt fortlaufend das nächste Fahrpult an. Wird nach dem 5. Fahrpult erneut weitergeschaltet, so wird Ausgang 6 aktiviert, was wiederum den Zähler auf 0 zurücksetzt. In dieser Stellung ist das entsprechende Gleis stromlos, da kein Fahrpult angewählt ist. Dieser Zustand kann auch jederzeit über den Reset-Taster erreicht werden.


Sperrtransistor

Da die Schaltung nur maximal ein aktives Relais zur selben Zeit zuläßt, muß der Sperrtransistor lediglich für den Spulenstrom eines Relais ausgelegt sein. Moderne Kleinrelais erlauben den Einsatz von Standard-pnp-Transistoren (z.B. BC558), da der Spulenstrom 100mA nicht übersteigt.


Betriebsspannung

Die Versorgungsspannung sollte 12 Volt Gleichspannung (stabilisiert) betragen. Dementsprechend muß die Spulenspannung der Relais ausgelegt sein.


Bauteile
AnzahlBauteilWertBeschreibung
2IC-Fassung14 polig 
3IC-Fassung16 polig 
1CMOS-IC4017Dezimalzähler
2CMOS-IC4047Monoflop
1CMOS-IC4511BCD-Decoder mit LED-Treiber
1Elko22µF/16V stehendf. Sperr-Monoflop
1Folienkondensator330nFf. Entprell-Monoflop
1Folienkondensator10nFf. Reset
1Widerstand1/4W, 47kf. Sperr-Monoflop
5Widerstand1/4W, 100kPull-Down
8Widerstand1/4W, 15kBasis-Vorwiderstände, Entprellung
8Widerstand1/4W, 1kLED-Vorwiderstände
17-Segment-Anzeigemit Dezimalpunktgemeinsame Kathode
5Diode1N 4001Schutzdiode f. Relais
8Diode1N 4148BCD-Kodierung, Reset-Entkopplung
5Relais12 Volt, 2x Einmind. 3A Schaltstrom
5npn-TransistorBC 547BRelais-Treiber
2pnp-TranistorBC 558BLED-Treiber Sperrzeit, Sperrung Relais
1TasterArbeitskontaktfür Weiterschaltung
1TasterArcbeitskontaktfür Reset (optional)

Schaltbild
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Hinweis

Zum Aufbau von zwei unabhängigen Monoflops kann anstelle von zwei 4047-Schaltkreisen auch das CMOS-IC 4538 verwendet werden.



Letzte Aktualisierung dieser Seite: 29.09.2013, 17:15 Uhr