Im Jahr 2020 habe ich mit dem Gleisbau auf meiner Anlage Oberpolding angefangen. Im Schattenbahnhof wollte ich die vor mehreren Jahren noch günstig gekauften Conrad Weichenantriebe verwenden. Sie haben Endabschaltung und einen Umschalter, mit dem man automatisch das Herzstück der Weiche umpolen kann. Das nicht besonders Vorbild getreue "ratsch-und-rum" ist im Schattenbahnhof kein Problem. Versuche den Antrieb langsamer zu machen in dem man die Versorgungsspannung reduziert waren nicht besonders erfolgreich. Meistens brauchen diese Antriebe genug Schwung um in die Endlage zu kommen, und dazu müssen sie schnell laufen.

Was mir an dem Antrieb aber fehlt, ist eine Rückmeldung. Bei der großen Bahn gibt es Zungenfühler, die die Lage der Weichenzungen melden. Dann kann man sich ganz sicher sein, dass die Weiche ihre Endlage erreicht hat. Sicher kann man das auch im Modell realisieren mit Hallsensoren usw. Das ist aber doch ein größerer Aufwand. Ich möchte nur wissen, ob der Antrieb seine Endlage erreicht hat. Für diese Art der Rückmeldung könnte ich den Umschalter des Antriebes nehmen, dann habe ich aber keine Herzstückpolarisation mehr. Eine weitere Möglichkeit ist die Weichenendabschaltung zu verwenden, d.h. einen geringen Strom immer fließen zu lassen und zu messen. Diese Methode wurde auch hier im Forum vorgestellt mit LEDs die Weichenlage darzustellen. Anstelle von den LEDs könnte man auch eine Schaltung bauen, die die Weichenlage an ein digitales Steuersystem meldet.

Was mir wichtig ist, dass ich alle drei möglichen Zustände der Weiche erfasse, Weiche ist "gerade", Weiche ist "abzweigend" und Weiche ist nicht in Endlage.

Ich habe mich aber anders entschieden und verwende den Umschalter des Weichenantriebes um ein bistabiles Relais mit zwei Umschaltern zu steuern. Ein Umschalter ist für die Herzstückpolarisation, der andere für die Weichenrückmeldung. Um das bistabile Relais anzusteuern habe ich eine Schaltung entwickelt, die beim Umschalten des Umschalters im Weichenantrieb einen kurzen Impuls generiert, lang genug um das Relais sicher umzuschalten. Wenn der Weichenantrieb sich nicht bewegt, verbraucht diese Schaltung auch fast keinen Strom. Man kann also viele von diesen Schaltungen verwenden, solange die digitale Steuerung immer eine Weiche nach der anderen umschaltet.



Dies ist der Schaltplan für die Simulation. Das Relais RLY1 ist nur eine Spule des bistabilen Relais. Die Schaltung wird also 2 mal benötigt pro Weichenantrieb.



Hier ist der Spannungsverlauf.



Und hier der Stromverlauf.

V2 ist der halbe Umschalter im Weichenantrieb, z.B. 5V wenn die Weiche "gerade" ist, sonst 0V, also "abzweigend" oder nicht in Endlage. V1 sind 5V.

Fangen wir in der Simulation bei 800.0ms an. Die Weiche ist "gerade", am Eingang V_IN sind 0V, der Transistor M3 ist geschlossen was V_FOUT (linke Seite von C1) auf 5V setzt. Die rechte Seite von C1 V_TIN ist auf 0V durch R3, somit ist C1 geladen und M5 aus. Der Ausgang zur Relaisspule RLY1 V_OUT ist auf 5V, somit bewegt sich das Relais nicht.

Bei 1.000s wird die Weiche auf "abzweigend" geschaltet und der Eingang geht auf 5V. Somit öffnet sich M3, der geladene Kondensator C1 kann sich über R4 entladen und die Spannung V_FOUT zeigt die typische entlade Kurve. V_TIN auf der anderen Seite von C1 zeigt plötzlich -2.5V da durch die Umschaltung von 5V auf 0V auf der linken Seite nun beide Seiten von C1 über 47kOhm mit Masse verbunden sind, die Spannung über C1 aber 5V beträgt, teilen sich beide Seiten die Spannung, 2.5V links und -2.5V rechts durch die Entladekurve bis C1 leer ist und beide Seiten, V_FOUT und V_TIN, auf 0V sind. Da V_TIN unter 0V und später auf 0V ist bleibt M5 offen und diese Relaisspule wird nicht aktiviert.

Bei 1.500s wird die Weiche auf "gerade" geschaltet und der Eingang V_IN geht wieder auf 0V. M3 wird geschlossen und V_FOUT ist somit auf 5V. C1 ist noch leer, lädt sich nun aber durch R3 auf. Somit ist die Spannung auf der rechten Seite von C1 bei leerem Kondensator auch 5V, fällt aber langsam bis auf 0 V ab wenn C1 geladen ist. Dieser Impuls schließt M5 für 1/10 Sekunde, lange genug um die Relaisspule RLY1 zu aktivieren und das bistabile Relais umzuschalten. Auch die LED D4 blitzt kurz auf. An der Kurve vom Stromverlauf sieht man auch schön, dass nur für diesen kurzen Umschaltvorgang ein Strom fließt.




Hier ist der komplette Schaltplan und zum besseren lesen auch als PDF. Die Dioden D3 und D4 benötige ich da ich günstig 4.5V Relais bekommen konnte, nicht aber 5V Relais. Sie können mit Lötzinn überbrückt werden.



Die Platine ist für den Aufbau mit SMD Technik ausgelegt.
Das Bild zeigt die 3 Anschlussvarianten die vorgesehen sind und können nach belieben verwendet werden.



Mittlerweile habe ich 30 davon gebaut und viele unter meiner Anlage verbaut.



Die Verdrahtung unter der Anlage erschließt sich aus dem folgenden Bild, was zum bessern lesen auch als PDF verlinkt ist. Da die Conrad Weichenantriebe mittlerweile ziemlich teuer geworden sind verwende ich jetzt die nur minimal teureren MP1 Antriebe, die auch noch vorbildlich langsam laufen und viel einfacher einzubauen und zu justieren sind.
Um die Weichen zu stellen und die Rückmeldung zu empfangen nehme ich die Baugruppe "One Drive Turn" von Fichtelbahn. Das Bild unten zeigt wie ich den Conrad Antrieb und den MP1 Antrieb anschließe.



Zur Erstellung des Schaltplanes und der Platine habe ich das Program KiCad verwendet. Das KiCad Project ist hier verlinkt.

Falls sie in den USA wohnen können sie die Platinen auch direkt bei
OSHPark bestellen.

Hier ist die Liste der Bauteile als CSV (comma separated values) Datei.

Moin,
die Dioden D3 und D4 kannst du im Prinzip weglassen, denn der Spannungsabfall über Drain/Source beträgt mind. 0,8 - 1,4V. Außerdem ist die angegebene Spannung nur eine Mittenspannung, mit dem das Reilai betrieben werden soll, also +/- Volt.

Die motorischen antriebe von mtb haben eigentlich genügend kontakte ( beim mp5 = aux1 und aux2) um eine rückmeldung einfacher darzustellen.

Hubert