Übergabe- oder Schleusengleis III

claus · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 219

Ich habe den 1. Testaufbau für ein alternatives Schleusengleis fertig.

Das Schleusengleis hat zum jeweiligen Fremdblock einen Gleisabschnitt, der geweils Stromlos geschaltet wird. Die Züge werden bei nicht erlaubter Einfahrt Zwangsgebremst.

Das Schleusengleis kann automatisch mit Gleisbesetztmeldern (GBM), manuell über Taster und/oder über Dekoder gesteuert werden.
Eine Erweiterung mit einem Blockstreckensystem ist Möglich.

Die Schaltung besteht aus Einzelellementen, die unterschiedlich aufgebaut werden können.

Meine Aktelle Testschaltung ist die Variante ohne Bistabile Relias. Als Steuerglied habe ich eine Flip / Flop Schaltung mit Transitoren. Als Steuerglied ist auch ein bistabiles Relais oder eine Flip / Flop Schaltung aus monostabilen Relais möglich.

Der Gleisstrom wird von Monostabilen Relais geschaltet endweder Schliesser oder UM möglich.
Schliesser Relais haben den Vorteil, daß bei Ausfall der Steuerstromversorgung das Schleusengleis Stromlos wird. Bei UM Relais schaltet das Schleusengleis dann in eine Richtung. Ein anders Fahrender Zug trifft auf einen Stromlosen Block.

Die GBM sind universell einsetzbar, also auch für Rückmeldungen für Blockstellen, Digitalsystem usw. .

Alle Schaltbefehlweitergaben schalten gegen Masse. Also die GBM, die Steuerung, die Lastschaltung, externe Bedienung. Es können also z.B. alle Stellpulte, Dekoder, Rückmelder usw. kombiniert werden die auch gegen Masse schalten. Also alles was zum alten Märklin Analog- und Digitalsystem kompatibel ist.

An allen Übergabestellen ist ein galvanische Trennung mit Optokopplern oder Relais vorhanden.

Jetzt mal die Bilder der 1. Testschaltung.
Die Schaltpläne des Schaltungsendwurfs sind fertig und müssen noch korregiert werden. die kommen demnächst.

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Sieht vielversprechend aus!

Und ich könnte so etwas zur Zeit nicht herstellen. Fängt schon damit an, dass mir die Kenntnisse fehlen, die richtigen Bauteile auszuwählen. Ich bin zum Beispiel immer davon ausgegangen, dass unbedingt bistabile Relais enthalten sein müssen. Und weil demnächst Zentralen mit 4 Ampere Bahnstrom anzutreffen sein werden (obwohl es laut Veordnung für Kinderspielzeug eigentlich nicht so viel sein dürfte, aber dass ist ein anderes Thema), wollte ich ein mit Mühe gebasteltes Schaltpult auch dafür auslegen. Ich hatte an Relais mit 5 Ampere gedacht, aber bisher nur sehr teuere davon gefunden. Und wie das mit einem Decoder von mir gelöst werden soll, weiß ich auch noch nicht. Möglich ist es bestimmt, denn ich habe auch schon private Bastellösungen für Weichenschaltungen oder Schattenbahnhofsschaltungen im Zwischennetz gefunden, die von mir bevorzugte Lasten aushalten würden.

In Kassel könnt ihr mir das mal alles haarfein erklären Wink

.

claus · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 219

Die Pläne sind fertig, ich darf hier aber keine Dateien mehr einfügen es kommt eine Fehlermeldung ich habe meine Datenvolumengrenze von 256kB erreicht.

Kann mal jemand die Bilder aus dem Eintrag oben extrern parken?
Die 3 Bilder mit den Plänen haben zusammen auch ca. 270 kB.

Ich habe jetzt mal die Bilder an Peter gemailt.

EDIT: Habe ich eingefügt. Felix
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Bei meiner Schleusengleisvariante kann man Anstelle der Flip / Flop Schaltung in der Mittel auf dem Steckbrett auch ein Bistabiles Relais einbauen.
Das Bistabile Relais wird dann auch von den GBM, Tastern oder Dekoder gesteuert und Steuert dann die Lastrelais.

Die in meiner Testschaltung verbauten Relais können 1UM 250V 16A Schalten. Die später geplanten Pollin Nr. 340 386 für 0,60€ 2S 240 V/ 5A die besseren 340 419 für 0,75€ können 2UM 250V 10A pro Kontakt.

Die kleinen Bistabilen Relais sind primär nicht zum Lastsromschalten gedacht, sondern um Lastrelais zu schalten. Es gibt zwar Bistabile Relais, die auch Grosse Ströme schalten können, die sind aber selten und realtiv teuer.
Wer das ganze z.B. für eine Gartenbahn benutzen will kann auch KFZ Relais als Lastrelais nehemn die sind auch relativ günstig und können meißtens 25A oder 50A schalten.

Das ganze System gliedert sich in 3 Teile/Gruppen
1. der Befehlsgebende Teil (GBM, Taster, Dekoder)
2. der Logikteil (z.B. Flip / Flop als Transistorschaltung, Flip / Flop als Logik IC oder ein Bistabiles Relais)
3. der Lastteil, der den Fahrstrom schaltet.

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So jetzt kommt die Schaltungsbeschreibung mit den Schaltplänen.

Schleusengleis

Betreibsart Manuell, Fernbedient oder Automatik

Prinzipielle Schaltung:

Die Gleisabschnitte:

Das eine Bild zeig die Gleisabschnitte, die Verkabelung der Fahrstromversorgung und die Verbindung der Rückmelder. Die 6 Umschaltkontakte können auf mehrere Relais verteilt sein.

Für reinen Manuell Betrieb können die GBM mit den Meldeabschnitte endfallen.
Anstelle des/der Relais kann ein Schalter verwendet werden.

Die Relais können auch als Kombination Bistabil (Master) / Monostabil (Slave) benutzt werden.
Anstelle eine Bistabilen Master Relais kann auch eine (RS) Flip / Flop Schaltung benutzt werden.

Bei "nur" Automatik sind die Halteabschnitte nicht unbedingt erforderlich(sie dienen aber als Auffahrschutz für einen nachfolgenden Zug). Ein einfahren von beiden Seiten wird aber nicht erkannt.

Länge der Gleisabschnitte:
Bahnhof A / B sind die zufahrten von/zu den Jeweiligen Bahnhöfen, Länge beliebig.
Die Meldeabschnitte sind für Gleisbesetztmelder (GBM) Länge ca. 1 Loklänge.
Die Halteabschnitte sind zum Anhalten von Falschfahrenden Zügen bzw. zum Zwangshalt wenn der Zielbahnhof den Zug noch nicht annehmen kann. Länge endsprechend dem max.Halteweg für die Züge ca. 1m.
Der Umschaltabschnitt ist das eigentliche Schleusengleis. So lang wie Stromabnamebasis des längsten Zuges ca. 6m.

Die Pfeile zeigen woher die GBM jeweils die Stromversorgung holen.

Die GBM:
Die GMB bestehen aus 2 Gleichen Rückmeldestrecken in einer Aussenschiene und dem Mittelleiter. Das ist leider in beiden Nötig, weil es keine Eindeutige Masseverbindung gibt.
Die 2. Aussenschienenverbindung geht durch

Jede Rückmeldestrecke besteht aus 2x 2 in Serie geschalteten Dioden, daß kann auch ein Brückengleichrichter sein.
Bei einem fertigen Brückengleichrichter werden die + und - Anschlüsse gebrückt die Enden der Diodenketten sind die ~ Anschlüsse.
An den Diodenstrecken fällt je nach Diodentyp ca. 1,2V Spannung ab. Hier werden die LED´s von Optokopplern angeschlossen. Je nach Optokopplertyp Begrenzungswiederstände einfügen.
Wenn der Spannungsabfall von 2 Dioden nicht reicht 3 Dioden einfügen.

Als Optokoppler bieten sich 4 fach Typen an, muß da Typenbezeichnungen noch raussuchen.

Die Transistorausgänge der Optokoppler sind Potentialfrei und können auch andere Eingänge gegen Masse Schalten (z.B. für Rückmelder).

Paralell zu den Optokoppler LED´s können noch/sollten Anzeige LED´s ergänzt werden, dann brauchen aber die LED´s im Optokoppler und im Anzeigezweig extra Vorwiderstände.

Die Auswertung:
Eine Zusätzliche Ansteuerung z.B. durch Digitaldekoder ist Möglich, Theoretisch reicht eine Schlatung gegen Masse es ist aber Sinnvoller die auch galvanisch zu trennen, je nach Stromversorgung. Dann kann eine Stromversorgung mehrere Schleusengleise versorgen. Bzw. kann die Versorgung aus der Dekoderversorgung erfolgen ohne Problemem mit der Bahnstromversorgung zu haben.

Bei den Optpkopplern Alle Transistoranschlüsse von einem GMB alle Paralell schalten. Die Melder 1 und 2 sowie 3 und 4 jeweils auch Paralell schalten.

Bei Stromversorgung der Auswertung mit Vollweggleichrichter ohne extra Trafo ist bei Optokopplereinsatz am Dekoder Möglich.
Bei Manuellen Schaltpulten die Potential zu den Lokalen Bahnhöfen haben Optokoppler einbauen.

Bei Halbwellengleichrichtung aus Dekoderversorgung müßte Ansteuerung durch Dekoder direkt gegen Masse Möglich sein.
Für Lokale Manuelle Taster ab besten Extra Schaltpult mit Versorgung von der Schleusengleissteuerung benutzen.

Die Auswertschaltung je nach verwendetem Relais (Bistabil mit 2 oder 1 Spulen) endsprechend aufbauen. Vorwiderstände je nach Relais und Versorgungsspannung.
Alternativ Flip / Flop als IC oder Transistorschaltung. Ob bei der Ansteuerung von bistabilen Relais durch die Optokoppler Freilaufdioden mit rein müssen ist mir noch nicht ganz klar. Da muß ich mich erst noch schlau machen. Theoretisch müssen die rein, die Standartschaltung geht aber nicht.

Bei der Flip / Flop Auswertschaltung Transitoren evtl. je nach Relais anpassen (Daten für Widerstände und Transistoren wurden aus der 1. Testschaltung Schaltung übernommen. Je nach vorhandenem Material endsprechend anpassen.) Bei Relaisansteuerung durch eien Elektronik Freilaufdioden mit einbauen.
Bei der Testschaltung wurden als Transitoren nur BC547 verwendet. Die sind für die Relaisversorgung aber bei mehreren Lastrelais an der Leistungsgrenze. Hier besser BD Typen benutzen.
Die BC548 haben max. UCE 30V und ICE 100mA dauernd, 200mA Peak. Das müßte für kleine Relais reichen.

Die Lastrelais zur Gleisumschaltung:
Bei UM Relais Relais auf einer Seite bei nur Schliesser ( oder nur Öffner Relais ) Relais auf beiden Seiten Anschliessen.
Bei Relais mit höherem Stromverbrauch die Relais durch Relais schalten oder Stärkere Transistoren verwenden.
Bei Relais mit zu wenig Kontakten endsprechende mehrere Relais verwenden.

Universeller ist aber die Variante mit getrennten Relais. Dann könnte man mit einer Blockstreckenschaltung den Steuerstrom für die "Ausfahrtrelais" unterbrechen wenn der Zielblock belegt ist.
Würde aber auch bei UM Relais oder 1 Relais mit vielen Kontakten gehen dann muß man halt die Zuleitung zum Gleis unterbrechen.

Beim Schleusengleis Manuell. Ansteuerung über Schalter, Bistabiles Relais oder Flip / Flop als Steuerglied. Bei Bedarf mit zusätzlichen Monostabilen Fahrstromrelais.

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Die 1. Testschaltung

Verwendete / Geänderte Bauteile größtenteil aus der Wühlkiste bzw. Restposten.
Was ich halt grade hatte.
Dioden 1N5406
LED rot 5mm
Optokoppler CNY17-1
Transistoren BC 547
Kollektorwiderstände im Flip / Flop 1K8
Basisvorwiderstände 98k
Relais Omron G2R 12VDC / 250V 16A

GBM:
Die beim 1. Test von mir beim GBM benutzten LED leuchten noch nicht bei 2 Dioden in Serie. Für die normalen LED´s braucht man 3 Dioden kommt auf die Mindestspannung der LED´s an. Bei den 3 Dioden gibt es einen Spannungsabfall von ca. 2,4 V und einen LEDstrom von ca. 24mA. 2 Dioden haben ca. 1,8V Spannungsabfall. Jeweils mit Multimeter als VAC gemessen.
Für den Optokoppler haben 2 Dioden gereicht. Anzahl der Dioden je nach Dioden und Optokopplertyp und je nach dem ob eine Anzeige gewünscht wird anpassen. Strombegrenzungswiderstände bei Bedarf mit einbauen.

Ich habe die Testschaltung erst mal nur für den Mittelleiter und nur mit Optokopplern für eine Halbwelle aufgebaut.

Strromversorgung:
Als Stromversorgung habe ich 2x Halbwellengleichrichtung aus B und L getrennte V+ für den Flip / Flop und die Relais.
Das ergibt bei mir biszu ca. 25V unbelastet.

Auswertung:
Ich habe jetzt in beiden C Zweigen LED´s als Kontrolle (können auch endfallen). Die Widerstände im C Zweig haben 1k8 (also ca. 2k) die B Vorwiderstände 98K (also ca. 100K).

Die Inneren Transitoren bilden mit je einem 1k8 und 98k Wiederstand die eigentliche Flip / Flop Schaltung. Die Äusseren Transitoren werden von den inneren mit gesteuert. Die Äusseren Transitoren schalten die Relais. Die Relias sind mit Freilaufdiode. Die Freilaufdioden verhindert, daß die Transistoren durch den Induktionsstrom beim Reliasabschalten zerstört werden. Die von den Relais bei Abschalten erzeugte Induktionsenergie wird in den Freilaufdioden in Wärme verbraten.

Beim Testlauf hatte ich auch BC Transitoren für die Relais, die sind aber bei mehreren Relais oder Relias mit mehr Stromverbrauch an der Leistungsgrenze.
Im Testlauf ist das gegangen, allerdings ist die Bauteildimensionierung noch nicht gut. Die 12V Relais gehen zwar auch mit 24V aber halt wie lange. Die Lasttransistoren für die Relais werden auch leicht warm.
Also da besser einen BD einbauen und evtl. den Basiswiderstand noch ändern.

Für die Relaisversorgung besser endweder die Relais als 24V oder die Versorgungsspannung Drosseln evtl. einen Vorwiderstand. Da muß ich noch schauen wie ich das mache.

Als Ersatz für Manuelle Taster und Dekodersteuerung hatte ich 2 Kabel die ich auf Masse gehalten habe.

Gleisstromumschaltung:
Den Relais Gleisumschaltteil habe ich nicht aufgebaut, nur für jede Richtung ein Relais. (Man sieht und Hört wenns Schaltet.

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Die GBM:

GBM Aufbau und Verkabelung Möglichkeiten und Bauvorschlag.

Grobe Varianten
Die GBM können als Baugruppe direkt an ein Trenngleis auch mit Einspeisung angebaut werden.
Die Stecker für Gleisstrrom und Rückmeldung müßten dann Markiert werden.
Die GBM können als Eigenständiges Gleis mit festen Trennstellen gebaut werden.
Verkabelung mit Stecker fest oder umschaltbar oder lose Kabel/ Lüsternklemme möglich.
Auch als eigenständige Baugruppe ohne Gleis möglich.

Mögliche Varianten siehe unten
Mein Vorschlag Aufbau Variante 2;
weil die Verwendbarkeit am universellsten ist. Man hat Gleise zur Fahrstromeinspeisung und extra GBM Gleise. Beide Typen sind auch einzeln verwendbar.
Verkabelung Variante 3;
ist zwar am aufwendigsten, ist aber am universellsten verwendbar bei nicht viel Mehrkosten und hat die Vorteile von Variante 1 und 2 .
Die GBM haben dann als Ausgang jeweils eine XLR Stecker / Buchse Kombination.

Aufbau:

Variante 1: Fahrstromanschluß und GBM in/an einem Gleis.
Das Wäre dann pro GBM ein Trenngleis mit Trennstelle in der Mitte, Fahrstromeinspeisung 3 Pol. Anschluß der GBM Schaltung von einer Hälfte zur anderen Hälfte.

Variante 2: Fahrstromanschluß und GBM in/an getrennten Gleisen
Das Wäre dann pro GBM ein Trenngleis mit Trennstelle in der Mitte.
Anschluß der GBM Schaltung von einer Hälfte zur anderen Hälfte.
Die Fahrstromeinspeisung erfolgt mit einem Extra Gleis

Dann wird auch die Verwechslungsgefahr kleiner, weil GBM und Fahrstrom räumlich getrennter sind und die GBM Gleise durch den Schaltungszusatz ausfallen. Ausserdem können die GBM dann auch anders Benutzt werden.

Variante 3: Schaltung ohne Gleis zum anschluß in die Gleiszuleitung des Meldeabschnitts.
Extraschaltung mit Klemmen oder Steckern, die zwischen Fahrstromversorgung bzw. Schleusengleisschaltung und Gleisen eingebaut wird.
Das könnte man benutzen, wenn mit nicht umgebautem Gleis ein Schleusengleis gebaut wird.
Die Trennstellen müssen dann extra mit Trenngleisen oder Isolierungen gemacht werden.
Das würde ich aber nicht empfehlen, weil da viele Isolierstellen gesteckt werden müssen und die Wahrscheinlichkeit einer Falschverkabelung stark steigt.

Verkabelung:

Sonstige Varianten die ich nicht empfehlen würde:
Die GBM bekommen eine Freie Verkabelung z.B. auf Lüsterklemmen (der Aufbauaufwand ist zu groß).
Die GBM werden mit Steckern siehe unten fest auf Pin 2 oder 3 verdrahtet (man muß immer schauen das man den richtigen GMB Typ einbaut).

Variante 1:
Die GBM Bekommen einen Schalter der umschaltet (ein/aus/ein) ob der GBM Pin 1 gegen 2 oder 3 Schaltet oder nichts macht.

Dann könnte man alle GBM mit einer Leitung durch verbinden. Das wäre sozusagen der Fahrrichtungsumschaltbus. Hier können dann auch Dekoder oder Manuelle Taster eingeschleift werden.

Variante 2:
Eine andere Alternative wäre es bei den GBM die Auswertung von Mittelleiter und Aussenleiter zu trennen und auf Pin 2 und 3 eines XLR Anschlusses zu melden. Dann hätte man universelle Rückmelder auch für andere Funktionen müßte aber die Schleusengleise anders Auswerten. Also da dann ein Kabelstrang für BGM 1/2 und einer für 3/4 Dekoder und Manuelle Taster wieder extra.

Varinate 3:
Die GBM Bekommen für Mittelleiter und Schiene je einen Schalter der Umschaltet (ein/aus/ein) ob der jeweilige GBM Pin 1 gegen 2 oder 3 Schaltet oder nichts macht.
Vorteile:
Dann könnte man alle GBM mit einer Leitung durch verbinden. Das wäre sozusagen der Fahrrichtungsumschaltbus. Hier können dann auch Dekoder oder Manuelle Taster eingeschleift werden.
Dann hätte man universelle Rückmelder auch für andere Funktionen z.B. auswertung was für eine Stromabnahme der Zug bzw. die Lok am Gleis hat. Damit könnte man eine Automatische Blockstrecke aufbauen oder z.B. bei Landeseinfahrten bei Systemfremden Zügen die Einfahrt verhindern oder bei einer Streckenteilung in WS / GS die Züge automatisch sortieren lassen. Alles mit einem Typ GBM.

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Claus Du hast es geschafft.....

Ich verstehe nur noch Bahnhof!

Pierre

Teppichbahning

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Übergabe- oder Schleusengleis III