Guten Morgen,
ich habe bei einer Schaltung ein Problem, das ich alleine nicht lösen kann - bitte um Hilfe.
Grundschaltung Gleisbesetztmeldung aus Modellbahn Elektronik Band 7 - siehe Bild Grundschaltung
Diese Schaltung habe ich mehr als 15 mal auf meiner Anlage (Roco-Schienenmaterial, div Gleichstromloks Fleischmann, Piko, Kleinbahn, Roco) verbaut. Diese Schaltung funktioniert im Test auch wenn an Stelle der 5V die Versorgungsspannung auf 15V erhöht wird.
Jetzt will ich auf Grund des Zustandes des Blocks nach dem Bahnhof das Ausfahrtssignal auf rot (Folgeblock ist belegt) oder grün schalten.

Ich habe daher die LED weggelassen, an Stelle dessen habe ich einen OPTOKOPPLER PC817 von Sharp eingebaut und ein 12V Relais FRS1B-S von Maluska 1239 eingebaut. - siehe Bild Signalsteuerung
Im Prinzip funktioniert es aber ich bekomme zu wenig Schaltstrom für das Relais, um eine stabile Umschaltung zu erreichen, es klappert dauernd zwischen Null-Stellung und Umschaltung mit guter Frequenz.
Ich kann mit meinem Laienwissen leider aus den technischen Beschreibungen nicht herauslesen, wieviel Stromstärke der PC817 durchlässt und wieviel Stromstärke das FRS1B braucht um stabil zu schalten.
Es wäre natürlich möglich einen Optokoppler mit mehr Stromstärke zu verwenden und / oder ein Relais zu verwenden, das weniger Volt und Stromstärke braucht. Nur welche Teile wäre dafür geeignet, wie kann ich das aus den technischen Daten herauslesen ?
Gibt’s einen besseren / einfacheren Vorschlag für die Schaltung ?
Eine Voraussetzung ist auch noch, daß die Signale, die ich habe den Pluspol für rot und grün in einem Draht führen und den Minuspol für rot und Grün getrennt, daher die Idee mit dem Relais, über das ich den Minuspol leiten kann.
Danke für jeden Vorschlag / Info die ein Laie auch verstehen kann.

Hallo karstnerw,
eine seltsame Schaltung. Sie schließt mit dem Transistor die Led im Opto kurz, in der Hoffnung, dass der Transistor die Led des Optokopplers kurzschließt. Die ca. 0,7V Spannungsfall über C - E des BC547 reichen aber, dass die Led im Opto minimal leuchtet. Und schon arbeitet der Opto unkontrolliert.
Korrekt wäre:
+15V Signalspannung - 1k-Widerstand - Anode Led PC817 --- Kathode Led PC817 - C BC547 --- E BC547 - -15 Signalspannung.
B des BC547 wird wie bisher angesteuert.
+15V Signalspannung - Relaisspule --- Relaisspule C PC817 --- E - -15 Signalspannung. Über der Relaisspule die Freilaufdiode mit Anode zur +15V Signalspannung nicht vergessen.
PC817 benötigt für die Led mindestens 5mA und kann etwa 50mA schalten.
Achtung, die Schaltung invertiert, d.h. wird der Transistor angesteuert schaltet das Relais.
Volker

Hallo,
deine Schaltung kann so nicht funktionieren, Du überlastest die Bauteile. Der Einwand von Volker ist richtig, auch wenn es prinzipiell funktionieren sollte, da bei voll durchgesteuertem BC547 die C-E Spannung deutlich unter 0,7V liegt. Hängt aber davon ab, welche Spannung von Gleis+ kommt. Also grundsätzlich erstmal so umbauen wie von Volker vorgeschlagen.
Der Strom durch die LED des Optikopplers ist aber zu hoch. Bei 15V und 220 Ohm fliessen da ca. 60mA - das ist zu viel für die Led ( maximal 50mA - Betriebsstrom eher 20mA ).
Das Relais kannst Du auch nicht direkt durch den Optokoppler betreiben, dazu braucht es zuviel Strom. Da muss auch noch eine Transistorstufe dazwischen. Wobei Du eigentlich gar keinen Optokoppler brauchst, da Du ja über das Relais schon eine galvanische Trennung hast. D.h. eigentlich kannst Du das Relais direkt an den BC547 anschliessen (dann aber ein 12V Relais ).

Hallo Franz-Peter,
das 12V Relais hat lt. Datenblatt ca. 40mA Spulenstrom. Das kann der Opto mit 50mA Kollektorstrom durchaus treiben. Besser wäre natürlich eine zwischengeschaltete Treiberstufe oder wie von dir geschrieben ohne Opto direkt am Transitor. Aber egal, ohne Freilaufdiode ist bei beiden Varianten mit einem Tod des Transistors zu rechnen. Den Led-Strom hatte ich ja schon durch ändern auf 1kOhm auf ca. 13mA begrenzt.
Was man auch mal prüfen könnte, wie sich eine Änderung des 10kOhm Widerstand von Signalspannung zum Gleis auf 30kOhm auswirkt.
Volker

Hallo Volker,
die fehlende Freilaufdiode hatte ich übersehen. Das ist ein wichtiger Hinweis - ohne die wird es nicht lange funktionieren.

Die 50mA Collecterstrom des Optokoppler sind aber 'maximum Ratings'. Betreiben würde ich ihn so nicht. Und da wir nicht wissen, welche Stromübertragungsrate sein Optokoppler hat, ist gar nicht klar, ob dieser Strom überhaupt erreicht wird. Die 'schwächeren' Varianten haben als garantierter Wert ja kaum über 100%.

zunächst einmal danke für die Beiträge von Volker5 und MacroBahner.
Zu der Grundschaltung steht im Buch noch folgende Infos:
ist das Gleis unbesetzt, leitet der Transistor und der Strom fließt an der Anzeige-LED vorbei über den Transistor zur Masse.
Wenn nun auf dem Gelis eine Lok steht, dann sperrt der Transistor.
Und wie beschrieben, ich habe diese Schaltung seit Jahren im Einsatz auf meiner Anlage und bin damit zufrieden.

Die Änderung der Schaltung im Teil vor dem PC817 ist für mich klar, ich werde dazu noch einen Schaltplan machen und hochladen wenn ich den Rest verstanden habe.
Aber bitte was ist mit Freilaufdiode gemeint ? wie macht man das , was ist das ? - Entschuldigung ich bin Laie.
Und wie findet man heraus, daß das Relais 40mA Spulenstrom braucht ?

Wo finde ich oder wie errechne ich die 50mA die der PC817 max. liefert ?

Danke und Gruß

Willi

Hallo Willi,

Zitat

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Aber bitte was ist mit Freilaufdiode gemeint ? wie macht man das , was ist das ? - Entschuldigung ich bin Laie.

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Weist Du noch, wie früher in Autos der Zündfunke erzeugt wurde ( ok. im Prinzip geht das heute auch noch so)? Da gab's eine Zündspule und einen Unterbrecher. Wird der Strom durch die Spule unterbrochen, entsteht am Ausgang der Zündspule eine sehr hohe Spannung, mit der der Zündfunke erzeugt wird.
Im Prinzip ist eine Relaisspule ja auch nichts anderes, nur kleiner. Wenn Du nun das Relais abschaltest, passiert genau das gleiche: Es entsteht an der Relaisspule eine Spannungsspitze - zwar wesentlich kleiner als bei der speziell dafür ausgelegten Zündspule aber sie reicht aus um den Transistor über kurz oder lang zu zerstören. Die Freilaufdiode verhindert diese Spannungsspitze. Sie wird parallel zur Relaisspule angeschlossen, so gepolt, dass sie im Normalfall sperrt.

Zitat

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Und wie findet man heraus, daß das Relais 40mA Spulenstrom braucht ?
Wo finde ich oder wie errechne ich die 50mA die der PC817 max. liefert ?

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Beides findet man im Datenblatt der jeweiligen Bauteile. Wenn Du nicht nur fertig vorgegebene Schaltungen nachbauen willst, wirst Du nicht umhinkommen, dich mit den Datenblättern zu befassen.
Die 50mA des PC816 sind ein Grenzwert für den Ausgangstransistor. D.h. fliesst da mehr Strom, kann er zerstört werden. Das heisst nicht, dass er immer in der Lage ist, diesen Strom zu liefern. Das hängt vom Strom durch die Led und dem Stromübertragungsverhältnis ab (steht auch im Datenblatt ).

Hallo Franz-Peter,
danke für die Erklärung jetzt habe ichs verstanden.
Ich werde die Schaltung in den nächsten Tagen weiterbauen und das ergebnis dann hier posten.
Danke und Gruß
Willi

Dieser funktioniert:
http://moppe.dk/besatpics/besat2.jpg

Klaus

hallo Klaus,
danke für den Schaltplan. Hast Du die Schaltung im Einsatz ?
Was hängt bei Dir an DCC in (Volt ?)
und an skinne ?
Zeigt die Schaltung auch bei stehender Lok richtig an ?
Danke und Gruß
Willi

Hallo Willi,
die Schaltung funktioniert, auch bei stehender Lok. Allerdings nur bei Digitalbetrieb.
Bei Analogbetrieb musst du über einen Widerstand von 10kOhm eine Hilfsspannung ans Gleis legen.
Die Schaltung wird wie folgt angeschlossen:
Eine Ader von der Digitalzentrale zum zu überwachenden Gleisabschitt auftrennen und dort die Schaltung einfügen.
Volker

Hallöchen,

ich frage mich, wieviel Antworten Du noch brauchst, um deine Fragen zu beantworten?
Du bist ja mit dieser Thematik nicht nur hier im Forum, um Antworten zu finden, sondern auch im "HO-Modellbahnforum unter dem Thread: Probleme bei Bau einer Schaltung (Elektronik) zur selbigen Thematik tätig!

Du hast meines Erachtens so viele positive Lösungsvorschläge - in beiden Foren - erhalten und darum frage ich mich was soll das noch hier noch bringen?

Frohes Fest

Hallo Spitzenlicht,
das ist richtig und ich habe viele interessante Antworten erhalten, ich habe aber schon geschrieben, daß ich nun das ganze umsetzen werde und dann den endgültigen Schaltplan hier einstelle. Und da bin ich gerade dabei, das wird sicher noch ein paar Tage dauern. Habe ich was falsch gemacht ?
Gruß
Willi

Hallo *,
also wie versprochen melde ich mich nochmal zu dem Thema. Habe nun die Schaltung mit den Wissen, daß ich durch die Antworten erhalten habe umgebaut und intensiv getestet.
Zuerst das Ergebnis A: An Stelle der LED in der Grundschaltung kommen 2 parallel geschaltene Optokoppler, hinter einem die rote LED und hinter dem 2 eine Invertierung des Ergebnisses und die Grüne LED.
Nachteil der Schaltung ist, daß im Signal die rote und grüne LED über den jeweiligen Pluspol angesteurt werden und eine gemeinsame minus-Rückleitung haben können.
Da ich aber leider Signale gekauft habe, die eine geinsame Plus-Rückleitung haben, also die Stromunterbrechung am Minuspol haben müssen wird am Ende die Schaltung B eingebaut werden.
Auch hier wird die LED der Grundschaltung durch einen Optokoppler ersetzt, der Strom geht dann in die Basis eines TIP120 Transistors und schaltet dort ein Relais FRS1B Maluska 1239.
Geschalten wird hier die Minuszuleitung zum Signalled, Plus wird in einem Kabel an das Signal für rot und grün geleitet.
Ich danke allen, die eine (oder auch mehrere) Antworten eingestellt haben.
damit ist für mich dieses Problem abgeschlossen.
Danke und Gruß
Willi[attachment=1]gleisbesetz_rot_grün_signal_A.pdf[/attachment][attachment=0]gleisbesetz_rot_grün_signal_B.pdf[/attachment]

Hallo Willi,
2 Fehler sind mir in deiner Schaltung B trotzdem noch aufgefallen. Die Freilaufdiode am Relais fehlt. Für die Leds am Signl sollten getrennte Widerstände verwendet werden. Die Schwellspannung, also ab wann eine Led leuchtet, ist bei roten Leds geringer. Also leuchten rote Leds bei gleichem Widerstand heller als grüne oder gelbe Leds.
Volker

Hallo Volker,

danke für die Info.
Die Freilaufdiode habe ich nicht eingezeichnet aber eingebaut.
Das mit dem Widerstand an der LED ist so, daß im Fertigsignal schon widerstände eingearbeitet sind und beim Test leuchteten beide LED ca. gleich stark.

Danke und Gruß

Willi