Modellbahn: Weichen-Schalter
Modellbahn: Weichen-Schalter
     


Aufgabe

Mit dieser Schaltung ist es möglich, elektromagnetische Modellbahnartikel (z.B. Weichen mit Spulenantrieb) elektronisch zu schalten. Dies ist immer dann erforderlich, wenn andere elektronische Schaltungen (z.B. eine Reflexlichtschranke) zur Weichensteuerung benutzt werden sollen.


Lösung

Diese Schaltung ermöglicht es, Magnetartikel, die über einen Spannungsimpuls von ca. 16 Volt betrieben werden, zu schalten. Die Schaltung arbeitet wartungsfrei und langlebig, da keine Relais benutzt werden. Darüberhinaus kann bei Dauerbetätigung ein Artikel ohne Endabschaltung nicht mehr beschädigt werden, da diese Schaltung nur einen Impuls mit voller Spannung liefert.


Funktion

Die von einem Fahrpult gelieferten 16 Volt Wechselspannung werden zunächst über eine Diode einseitig gleichgerichtet, d.h., eine Halbwelle wird abgeschnitten. Die andere Halbwelle lädt über einen Widerstand einen ausreichend groß dimensionierten Kondensator auf. Dieser Widerstand soll einerseits vermeiden, daß der Aufladestrom des Kondensators (z.B. beim Einschalten der Anlage bei Einsatz vieler solcher Schaltungen) das angeschlossene Fahrpult zu stark belastet. Andererseits begrenzt dieser Widerstand den Strom, der nach dem Entladen des Kondensators noch fließen würde. Damit wird das Durchbrennen einer Spule ohne Endabschaltung verhindert.

Die Spule selbst wird über einen ausreichend groß dimensionierten npn-Leistungstransistor mit dem Schaltimpuls versorgt. Die Basis des Transistors kann direkt oder über einen Optokoppler (Potentialfreiheit) beschaltet werden.

Antiparallel zur Spule wird eine Diode geschaltet, um beim Abfallen des Magnetfeldes eine rückinduzierte Spannung kurzzuschließen.

Da die meisten Magnetartikel (Weichen) über 2 Spulen verfügen, bezieht sich die Schaltungsbeschreibung auf zwei Ansteuerungen.

An die mit "A" und "K" bezeichneten Anschlüsse der beiden LED-Eingänge "LED1" und "LED2" des Optokopplers wird für einen kurzen Augenblick eine Gleichspannung von ca. 9-12 Volt benötigt, um einen Impuls auszulösen. Diese Gleichspannung kann z.B. aus der Halbwelle nach der Diode (vor dem 470 Ohm-Widerstand) gewonnen werden, wenn noch ein zusätzlicher Elko mit ca. 220µF zur Halbwellenglättung eingesetzt wird.


Bauteile
AnzahlBauteilWertBeschreibung
2TransistorBUZ71Anpn-Power-MOSFET-Transistor
3Diode1N40011A
1Elko1000µF/35 Volt 
1OptokopplerILD74Doppeloptokoppler
1IC-Fassung14pol.für Optokoppler
1Widerstand100 kOhmPulldown für Tranistorbasis
1Widerstand15 kOhmBasis-Vorwiderstand
2Widerstand1 kOhmWiderstand für OK-LEDs
1Widerstand470 OhmAuflade-Widerstand

Schaltbild
Weichen-Schalter

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Letzte Aktualisierung dieser Seite: 07.01.2013, 18:37 Uhr