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Das Elektroniker-Forum • Thema anzeigen - Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Wer ein Problem hat, kann es hier rein setzen

Moderator: Sebi

Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon mfri » 30.12.2015, 20:11

Hallo Elektronik Cracks

Ich bin neu im Forum und wie könnte es anders sein, ich brauche einen Schaltungsvorschlag.
Ausgangslage: Für meinen kleinen Neffen und mich habe ich eine Modelleisenbahn gebaut mit 24 Weichen. Doppelspulenweichen ohne Endabschaltung. Gegenwärtig werden diese mittels Digitalzentrale über Weichendekoder angesteuert. Das finden wir beide nicht so cool. Wir möchten ein Stellpult haben und die Weichen analog ansteuern.

Zur Schaltungsvorstellung: Eine Weichenstrasse soll mittels Kippschalter (2xUm) vorprogrammiert werden können, stromlos.
(1 x Um für den Weichenimpuls, 1 x Um für die Signal-LED).
Bis hierher kein Problem. Nun bräuchte ich eine Schaltung, die nacheinander auf jeden Schalter einen Impuls abgibt. 24 x 15VAC/1A. So im ½-Sekundentakt.
Impulsdauer ½ Sek.(evt. beides einstellbar). Der Durchlauf soll mit einer Taste ausgelösst werden können. Die Spulen vertragen nur einen kurzen Impuls sonst brennen sie durch.
Mit dieser Schaltung hätte ich den Vorteil, dass ich die Weichen mittels Knopfdruck, wieder in ihre ursprüngliche Lage bringen könnte, wenn mein kleiner Neffe (6J) wieder mal Weichen von Hand an der Anlage verstellt hat. Dies würde ja die Schaltung nicht merken. Die Digitalzentrale übrigens auch nicht.
Dass alle Weichen nacheinander abgesteuert werden sollen begründe ich damit, dass ich die Trafoleistung und den Kabelquerschnitt tief halten kann.

Über eure Hilfe würde ich mich freuen.

Herzlichen Dank
Markus
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Tim Sasdrich » 30.12.2015, 20:39

Verstehe ich das richtig: Du möchtest gerne mit Schaltern die Weicheneinstellung vornehmen aber erst per Knopfdruck auf alle Weichen übertragen? Und um den Trafo zu schonen zeitlich leicht versetzt, sodass immer nur eine Weiche gestellt wird?

Wie genau werden die Weichen angesteuert?

Ich schätze möglich wäre ein Taktgeber mit Schieberegister, wo nach dem Drücken der Taste genau eine 1 durch läuft und nacheinander die Weichen stellt.
Eine andere Möglichkeit dürfte irgendwie mit drei 4017 gehen. Oder mit einem Eigenbau davon.
Die Frage ist halt, wie man diese 1 dann mit den Schaltern und Weichen verbindet.
Dafür wäre wichtig, wie genau die Weichen angesteuert werden und wie sie technisch anzusehen sind. Spannung? Strom? Anschlüsse? Eine Spule, die bipolar angesteuert werden soll? Oder zwei einzelne Spulen bzw. eine Spule mit Mittelabgriff, wo man einen Anschluss auf festes Potential zieht und einen der anderen beiden Anschlüsse anspricht?

Mechanisch ginge evtl. auch eine Kurbel. Einmal drehen und alles ist gesetzt. Bei langsamer Drehung brennt halt doch die Spule durch...
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon mfri » 30.12.2015, 21:47

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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Tim Sasdrich » 31.12.2015, 00:39

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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon mfri » 31.12.2015, 10:27

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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Tim Sasdrich » 01.01.2016, 04:13

Ich glaube ich habe es verstanden: Du möchtest nur eine einfache, alte Anlage verwenden, wo man vorsichtig Tasten drücken muss. Diese soll aber um den Komfort einer Reset-Schaltung erweitert werden. Die Reset-Position wird einmalig über Schalter eingestellt und im normalen Anlagenbetrieb nicht geändert. Nur vielleicht ab und zu mal, wenn ein neuer Zug auf die Anlage kommt oder so.

Ich würde einen 4017 mit geeignetem Taktgeber vorschlagen. Der 4017 besitzt 10 Ausgänge, die immer der Reihe nach versorgt werden. Bin mir nicht ganz sicher, wie sich der erste Ausgang beim Reset verhält, aber würde ihn einfach frei lassen. Die nächsten 8 Ausgänge passen dann auf jeden Fall auch vom Takt her und werden für die Ausgänge verwendet. Die würde ich für 4er Gruppen auslegen, das packt das Netzteil ja, dann kann man zukünftige Weichen mit anschließen. Die 24 Weichen lassen sich auch wunderbar in acht 3er Gruppen einteilen. Der letzte Ausgang lässt die LED aufleuchten und stoppt den Timer, damit die Weichen nicht immer und immer wieder zurück gesetzt werden.
Beim Anlegen der Versorgungsspannung sowie beim betätigen des Tasters wird der 4017 zurückgesetzt und alle Weichen werden auf den Standardwert gesetzt.

Eine Steuerung ohne ohne Rückmeldung sollte aber an sich möglich sein, notfalls setzt man eben 1x pro Minute erneut die zuletzt gesetzte Position.
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon topas » 01.01.2016, 04:23

4017.PNG

Was der Q0 macht beim Reset gell?
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Tim Sasdrich » 01.01.2016, 05:13

Ja, war zu faul um am Smartphone nachzuschauen. Dachte das mache ich später am PC, falls überhaupt nötig. Aber danke dafür.
In dem Fall brennt also die Spule durch, wenn man da eine anschließen würde und Reset gedrückt hält. Somit ist das unbeschaltet lassen wohl weiterhin die beste Lösung.
Die anderen Ausgänge sind auf Low, das ist gut so.
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon topas » 01.01.2016, 05:21

Was Modelleisenbahn angeht, hab ich ehrlich nicht viel Ahnung. Wohl aber von den Grundregeln. Sind es wirklich nur Spulen, die die Weichen verstellen? Dann reichen 100ms locker! Bedenkt die kurzen Wege und die geringen Massen!
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Tim Sasdrich » 01.01.2016, 05:27

Hätte ich auch getippt, aber 100 ms sind manuell und mit Stoppuhr schlecht machbar. Aber eine Anforderung war ja auch, dass die Zeit einstellbar sein soll. Da hätte ich einen Bereich vo. ca. 50ms bis 1s vorgesehen.

Freilaufdioden dürfen da natürlich auch nicht fehlen.
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon topas » 01.01.2016, 05:37

Der 4017 ist von der Ansteuerung noch ein kleines Bisserl einfacher als ein Schieberegister, das nur eine 1 durchschieben darf. Der Ausgang Q0 gäb schonmal eine prima Ansteuerung für die gewünschte grüne LED ab. :)
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon mfri » 01.01.2016, 12:54

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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Anse » 01.01.2016, 16:40

Die in Deiner Zeichnung dargestellte Ansteuerung über den Transistor wird nicht zuverlässig funktionieren. Wenn schon high side nötig ist dann PNP verwenden.

Zum eigentlichen Problem:

Wie ich es aus dem restlichen Faden jetzt raus gelesen hab wird die gewünschte Weichenstellung mit Kippschaltern im stromlosen Zustand vorgewählt. Danach könnte man wenn es der Trafo mit machen würde alle Weichen auf ein mal bestromen und sie in die gewünschte Position bringen?
Weil das vom Trafo her nicht geht, muss jede Weiche nacheinander für 0,5 Sec. Strom bekommen. Richtig?


Dafür hätte ich ein mit 2Hz getaktetes Schieberegister verwendet. im Ruhezustand werden im Prinzip Nullen kontinuierlich durch geschoben. Wenn S1 gedrückt wird, wird eine Eins in die Kette eingebracht, die dann bis zum Ende durchwandert.
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon mfri » 01.01.2016, 17:05

O.K die Funktion hast du begriffen, Die Transistoren auf meiner Skizze habe ich nur so rudimentär eingezeichnet. Habe ja geschrieben, dass ich das nicht selber kann. Wünsche mir, das jemand eine funktionierende Skizze macht, damit ich die Bauteile bestellen kann.
Was ich nicht verstehe Zitat: im Ruhezustand werden im Prinzip Nullen kontinuierlich durch geschoben..
Von mir aus kann die Schaltung nach dem Durchlauf stromlos gemacht werden. Sie wird ja erst wieder gebraucht, wenn das nächste Mal eine neue Weichenstrasse programmiert wird.
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Re: Hilfe zu einer Modellbahn-Weichenansteuerung

Beitragvon Tim Sasdrich » 01.01.2016, 17:42

Ein Problem beim 4017 ist, dass er sich nicht einfach erweitern lässt. Man kann nicht einfach mehrere davon hintereinander hängen wie es beim Schieberegister der Fall ist. Daher würde ich da die 3er Gruppen nehmen. Die Power-On-Reset-Schaltung ist leicht realisiert, ein erneuter Durchgang auch.

Beim Schieberegister müsste die Power-On-Reset-Schaltung erst das Scheiberegister zurücksetzen und anschließend genau eine Eins rein packen. Auch der Taster muss genau eine Eins setzen. Und er sollte keine weitere Eins setzen, wenn er erneut betätigt wird. Gut, letzteres ist nicht so schlimm, eine erneute Betätigung sollte auch beim 4017 verhindert werden, damit die Spulen nicht durchbrennen. Allgemein sollte man die Schaltung wohl mit ein paar Sekunden "Abkühlzeit" versehen.

Als Versorgung wäre Gleichspannung gut, so kann man einfach einen NPN-Transistor verwenden und der BD595 wäre somit geeignet. Ein High-Side-Switch ist denke ich nicht nötig, NPN-Transistoren sind vorhanden, die lassen sich dann auch einfach verwenden ohne mit umgekehrter Logik oder Invertern arbeiten zu müssen.

Den Schaltplan machen wir, wenn verstanden ist/feststeht, was genau die Schaltung können soll und wie sie realisierbar ist. Der Vorhandene muss noch sehr überarbeitet werden. Es fehlen die Freilaufdioden, man könnte Vorwiderstände sparen da immer nur eine der beiden LEDs leuchtet, evtl. könnte man auch DUO-LEDs einsetzen, …
Man könnte auch racht einfach eine Erkennung der Schalterumstellung realisieren, welche die "Fertig"-LED erlöschen lässt bzw. deren Farbe ändert und, falls eingestellt, auch gleich einen erneuten Durchlauf startet, der dann wieder alle Weichen setzt. Man müsste ja nur über ein AND bzw. OR mit 24 Eingängen die Spannung am jeweils gemeinsamen Vorwiderstand der beiden LEDs messen. Beim Umschalten des Schalters gibt es kurz eine Stellung bei der beide LEDs aus sind.
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