Mosfet-Schaltungen für C-Gleis (Mittelkontakt)

#1 von basteljero , 02.11.2024 00:19

Hallo,
Vor längerer Zeit wurden an einer kleineren "Andock-Anlage" mit Erfolg Leistungs-Mosfets eingesetzt.
Nun existiert diese Platte nicht mehr, und der Einsatz der Märklin-Stellpulte erscheint bei der etwas größeren
Platte mit ausziehbarem Stellpult nicht sinnvoll, da für jede Weiche, Flügelsignal usw. 2 Leitungen zu schalten sind.

Auch das Anbrinigen von Kontakten auf den Schienen ist umständlich und störungsanfällig.
Also ein Schnitt und Aussprung aus dem alten Thema:
RE: Weichenansteuerung Märklin C-Gleis mit Mosfet

Die Bedingungen bleiben:
Märklin C-Gleis, "digitaler Fahrbetrieb" aber "analoger" Schaltbetrieb.
Dem etwas geändertem Ansatz liegen u.a. folgende Gedanken zugrunde:

- Gemeinsame Masse für Fahrstrom, Magnetartikel, Licht usw.
- 20V (24V) Gleichstrom-Ansteuerung der Magnetartikel.
- lokal motierte Schaltmodule in unmittelbarer Nähe des Magnetartikels.
- Ansteuerung der Module und LED-Rückmeldung über nur eine Steuerleitung pro Magnetartikel ("Tri-State")

Als erstes wurde eine Schranken-Ansteuerung gebaut:

Edit 2024-11-02
Es wird an den beiden antiparallelen Silizium-Leistungs-Dioden eine kleine Wechselspannung entnommen,
verstärkt, in einer Spannungsverdoppler-Schaltung gleichgerichtet und steuert einen Mosfet an.
Da es bei geringem Strom durch die Dioden vorkommen kann, dass der Mosfet nicht vollständig durchsteuert und
warm wird, hat er einen Kühlkörper bekommen.
Ist die gezeigte Brücke gesetzt, steuert eine lok auf dem Gleisabschnitt direkt die Schranke an.

Alternativ kann der Ausgang ein Flügelsignal ansteuern, welches dann den Schranken-Mosfet ansteuert.
Das stellt sicher, dass die Strecke nicht durch die Kontakte des Flügelsignals gesperrt wird.

Dieses wird durch folgendes Universal-Modul angesteuert, welches jetzt überall auf der Bahn zum Einsatz kommen
wird.

Es wird über eine Leitung angesteuert, die gleichzeitig zur Rückmeldung (LED-Dioden) dient
- "+20V" auf der Ansteuer-Leitunge erzeugen dem einen Schaltzustand
- "0V" erzeugen den anderen Schaltzustand
- "kein Signal" wird zur Rückmeldung des Zustandes an das Stellpult benutzt.
(genaugenommen keine Rückmeldung, wenn z.B der Weichenantrieb nicht richtig arbeitet:
Pech gehabt.)


Die Grundlemente sind:
-Magnetartikel (hier Flügelsignal, nur Spulen (Älteres Modell ohne mikro-Schalter)
-Ladekondensator zur kurzzeitigen Stromlieferung und Vorwiderstand zum Schutz der Spulen im Fehlerfall
(Defekter Mos schaltet immer durch)
-Abgesetztes Steuerpult (später auf Rollwagen)
-lokales Steuer-Modul

Steuer-Modul
Für die Zustands-Speicherung ist ein Flip-Flop aus zwei bipolaren NPN-Universal-Transistoren vorhanden.
(https://www.elektroniktutor.de/digitalte...Bit%2DSpeichers.)

Funktion:
+20V am "Eingang Stellsignal" steuern den Transistor T2 an, weil der 68µ-Kondensator entladen ist und so eine Spannung
an der Basis (B) von T2 anliegt.

Somit geht der Kollektor (K) von T2 gegen Null, damit die Basis von T1 auch gegen Null und der Kollektor von T1 springt
gegen 20V:
Das Flipflop hat auch nach Wegnehmen des Steuer-Impulses einen stabilen Zustand erreicht und
meldet diesen über die Leitung "Eingang Stellsignal" zurück (LED-Anzeige).
Gleichzeitig wird für etwa 0,2s der Mosfet T4 durchgesteuert: Das Haltesignal gibt die Fahrt frei und setzt den Mittelkontakt
des C-Systems unter Fahrspannung

Wenn sich der 68µF-Kondensator aber aufgeladen hat, geht die Flipflop-Haltefunktion verloren und der ursprüngliche
Zustand wird wiederhergestellt.

Es sei denn, es befindet sich noch ein Zug auf der Strecke:
Dann liefert der Stromfühler auf dem Schranken-Modul eine Spannung an den Eingang des Universal-Modul (Flügelsignal) und
halt T2 noch in seinem Zustand fest.

Gruß
Jens


vikr und Uegloff haben sich bedankt!
basteljero  
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zuletzt bearbeitet 02.11.2024 | Top

RE: Mosfet-Schaltungen für C-Gleis (Mittelkontakt)

#2 von basteljero , 02.11.2024 23:43

Hallo zusammen,
So sieht es im betreffenden Bereich aus, vorne liegt das Universal-Modul (auf Lochraster-Platine):

Eine Sache wurde nicht bedacht:
Der Schleifer überbrückte mitunter den vom Flügelsignal-Kontakt gesperrten Mittelkontaktleiter, so dass der
Stromfühler ansprach und die Strecke indirekt über das Fügelsignal freigab ...

Es wurden die Module daher etwas abgeändert (vgl 1. Beitrag):
Zwei kurze Bereiche vor und hinter dem Bahnübergang werden durch den Flügelsignal-Kontakt dadurch gesperrt,
dass die Fahrspannung (Mittelkontakt)weggenommen wird.
(Das Signal hat übrigens 2 Kontakte, die parallel geschaltet wurden)

Der "Schranken-Mosfet" wird nicht mehr direkt vom Stromfühler des Schranken-Moduls, sondern von einem Ausgang des
Flügelsignal-Universal-Modul angesteuert.

Wenn die Lok den mittleren Bereich mit dem Stromfühler-Abgriff erreicht hat, gibt dieser eine Spannung von seinem
Ausgang "Signal-Ansteuerung" am dem Eingang "Stromfühler" des Universal-Moduls (Flügelsignal).
Dadurch wird die Zeit wieder verlängert, damit die Lok den zweiten ansonsten vom Flügelsignal gesperrten Abschnitt
überfahren kann.

So wird die Sache realistischer:
Nähert sich die Lok, wird das Flügelsignal per Taste freigeschaltet, die Schranke schließt zeitgleich mit dem Flügelsignal.
Ha die Lok den Bahnübergang passiert, sperrt das Flügelsigna die Strecke wieder und es öffnen sich etwas später
die Schranken.

Gruß
Jens


Uegloff hat sich bedankt!
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