> Durchfahrt in Gegenrichtung
> Brems- und Anfahrtsbereich mit Dioden
> Bremsen vor Kurven und Gefällen mit Dioden
> Haltebereiche in Abstellgleisen mit Dioden
> Fahrstraßen analog steuern (Diodenmatrix)
> Drehzahl von E-Motoren einstellen
Durchfahrt in Gegenrichtung
Wenn ein Zug in Gegenrichtung immer Durchfahrt haben und nicht an einem Signal oder einer anderen Haltestelle halten soll, kann eine Diode (s. Abb.3) in Durchlass-Richtung an die "Plus"-Schiene gelötet werden, die die Trennstelle "T1" in der Schaltung von Abb.1 überbrückt (siehe auch Signal-Modell, Abb.5). Dabei sollte auf die Polung der Diode (heller Ring) geachtet werden. Bei dieser Schaltung wird gleichzeitig die Fahrspannung um 0,7 V und damit etwas die Geschwindigkeit im Haltebereich verringert. Bei 2 Dioden in Reihenschaltung wären es schon merkliche 1,4 V weniger. Siehe auch unten "Brems-und Anfahrtsbereich mit Dioden".
Abb.1 , Anschluss einer Diode für Durchfahrt in Gegenrichtung
Abb.2, Beispiel Mini-Schiebeschalter,3-polig,
1 x Umschalter, 20 Stück ab 2,- EUR 1)
Abb.3, Diode 1N.../1A, 100 Stück ab 1,70 EUR 1)
Brems- und Anfahrtsbereich mit Dioden
Wenn der Halt des Zuges am Signal nicht abrupt geschehen sondern entsprechend einem realitätsnahen Bremsvorgang erfolgen soll und auch die Anfahrt des Zuges mit stetiger Beschleunigung vollzogen werden soll, kann dieses mit analoger Steuerung durch Dioden (Abb.3) geschehen. Hier eine Schaltung dazu (Abb.4).
Bei dieser Schaltung macht man sich zunutze, dass an jeder Diode in Durchlassrichtung eine Spannung von 0,7 V abfällt. Das bedeutet zum Beispiel, dass die Fahrspannung des Fahrreglers oder Trafos um 7V von der eingestellten Spannung sinken würde, wenn man zwischen dem Plus am Trafo und der Strom-Schiene, die die Spannung in den Stromkreis führt, 10 Dioden in Reihe schalten würde, d.h. dass am Gleis statt 12V nur noch 5V ankommen würden.
Zur Abb.4:
Alternative A:
- Hier braucht man 13 Gleisstücke, die in der PLUS(+)-Schiene durch Isolier-Schienenverbinder (Abb.5.a) verbunden sind. Die Gleisstücke können gerade oder auch gebogen sein. Gleis Nr.1 erhält die Spannung vom Trafo, z.B. 10V. An alle Gleisstücke muss eine Plus-Leitung (s. Schaltung) gelötet werden. Anstelle der Isolier-Schienenverbinder (ziemlich teuer) kann jeweils die PLUS(+)Schiene der einzelnen Gleisstücke (oder mehrfach in einem langen einzelnen Gleis, z.B. Flexigleis) mit einem "Dremel" eingeschnitten und damit getrennt werden.*) Anstelle von Lötverbindungen direkt am Gleis, kann man diese auch an normalen metallischen Schienenverbindern herstellen (siehe Abb.5.b) und dann kurze Gleisstücke verwenden.
*) Der Kontakt zwischen Trennstellen in einer Schiene kann durch einen kleinen Tropfen Lötzinn wieder hergestellt werden.
- Bei den Gleisstücken 1 - 6 werden die Isolier-Schienenverbinder bzw. Trennstellen durch jeweils eine Diode in Durchlassrichtung überbrückt (Auf die richtige Polung beim Anschluss der Dioden muss geachtet werden, siehe hellen Ring an der Diode, Abb.3+4).
Das hat zur Folge, dass
a) in den Gleisstücken 2 - 6 die Fahr-Spannung der Lok um jeweils 0,7V verringert wird, so dass
b) die Fahrspannung im Gleisstück Nr. 7 statt 10V nur noch 6,5V beträgt und
c) die Lok gleichmäßig (stetig) immer langsamer wird.
- Wenn der Schalter "SH" offen ist, hält die Lok im Gleisstück Nr. 7. Wird ein 6-Pol-Schalter (Abb.6) genommen, kann man gleichzeitig auch ein einfaches Signal schalten (siehe Signal-Modell, Abb.5).
Abb.4 Beispiele von Brems- und Anfahrtsschaltungen mit Dioden
- Wird der Schalter SH geschlossen, wird die um 3,5 V verringerte Fahrspannung an die Gleisstücke 7 + 8 weitergegeben, so dass die Lok wieder langsam anfahren kann.
- In den Gleisstücken 9 - 12 erhöht sich die Fahrspannung jeweils um 0,7V und erreicht im Gleisstück Nr. 13 wieder die Spannung vom Trafo nach gleichmäßiger Beschleunigung.
- Die Schalter S1 und S2 ( Abb.2) können die Dioden D4 und D5 überbrücken und somit ausschalten, so dass in den Gleisstücken Nr. 7 + 8 entweder 2,8V oder 2,1V ( 2 Stufen) weniger Fahrspannung anstelle von 3,5V weniger ankommt, wenn ein oder 2 Schalter geschlossen sind.
Diese Schalter haben beim Schließen die folgenden Funktionen:
1. Bei älteren Loks, die langsamer laufen, oder bei niedrig eingestellter Fahrspannung zu verhindern, dass die Loks schon im Bremsbereich und nicht vor dem Signal im Haltebereich, also Gleisstück Nr. 7, anhalten.
2. Wenn notwendig, beim Start der Loks im Anfahrtsbereich die Fahr-Spannung und damit den notwendigen Anzugsstrom zu erhöhen, um den Zug "in Gang zu bringen", z.B. bei langen und/oder beladenen Zügen oder vor einer Steigung.
3. Damit ein Zug mit Durchfahrt - d.h. Schalter "SH" ist geschlossen, Signal ist auf "Grün" - (z.B. ein Güterzug) nicht zu stark abbremsen muss, wenn er den Haltebereich passiert.
Natürlich können auch noch weitere Schalter für diese Funktionen parallel zu D1, D2 und.D3 eingebaut werden, um ein mehrstufiges Schalten zu ermöglichen.
ACHTUNG! Die Schaltung von Abb.4 kann in dieser Form nur für eine Fahrtrichtung genutzt werden. In der Gegenrichtung ist keine Zugdurchfahrt möglich, da der Strom von den Dioden D1 - D3 gesperrt wird. Für die Gegenrichtung können hier ein Parallelgleis mit Weichen eingerichtet werden, so das Brems-, Halte- und Anfahrtsbereich umfahren werden, oder in Abb. 4 noch 3 weitere Schalter parallel zu den ersten drei Dioden-Abschniitten eingebaut werden . Denn, ...
!!! Wenn alle Überbrückungsabschnitte mit Dioden (in Abb.4 sind es 5 Abschnitte) mit diesen Schaltern versehen sind und alle Schalter (auch "SH") geschlossen werden, kann auch ein Zug in Gegenrichtung mit TRAFO-Spannung alle drei Bereiche durchfahren !!! (siehe auch Abb.7).
- Für die Durchfahrt in Gegenrichtung kann auch eine Dioden-Schaltung parallel mit entgegengesetzter Richtung ähnlich wie in Abb.8 zusätzlich eingebaut werden. Dann kann der Zug in Gegenrichtung die Brems- und Anfahrtsbereiche mit entsprechender Temporeduktion durchfahren und wenn gewünscht auch im Haltebereich stoppen, mit einem zusätzlichen parallel geschalteten Signal für die Gegenrichtung. Wenn generell kein Halt in Gegenrichtung gewünscht wird, kann der Haltebereich-Schalter "S0" mit einer Diode in Gegenrichtung parallel überbrückt werden. Schalter S1 und S2 können "ein"- geschaltet zudem für eine höhere Fahrspannung in ihren Abschnitten sorgen.
- Durch unterschiedliche Längen der Gleisstücke können die realen Längen von Brems-, Halte- und Anfahrtsbereiche wie auch der Bremsverlauf variiert werden.
Zur Abb.4:
Alternative B:
Um den Bremsverlauf zu beschleunigen, die Bremsstrecke zu verkürzen oder auch die Bremswirkung zu erhöhen können in den Überbrückungs-Abschnitten, mehr als eine Diode hintereinander geschaltet werden.
Bei Alternative B wird
- die Fahrspannung in den Gleisstücken 1 - 3 jeweils um 1,4 V verringert, und in den Gleisstücken 4 und 5 jeweils um 0,7 V.
- Daraus folgt zunächst ein starkes Abbremsen und danach ein weicheres Auslaufen der Lok.
- Zudem wird die Fahrspannung in Gleisstück 5 - vor dem Schalter HS - insgesamt um 4,2V verringert, so dass die Lok vor dem HALT langsamer ist als in Alternative A.
- Der Haltebereich kann hier um ein Gleisstück vorgezogen werden und bei Gleisstück 6 beginnen.
- Damit kann auch der Anfahrtsbereich um ein Gleisstück kürzer werden.
- Die Schaltung ist mit Schaltern und Leitungen entsprechend der Alternative A zu vervollständigen.
- Durch unterschiedliche Längen der Gleisstücke können auch hier die realen Längen von Brems-, Halte- und Anfahrtsbereichen wie auch ein nicht linearer (gleichmäßiger) Bremsverlauf zudem variiert werden.
- Es können natürlich auch mehr als 2 Dioden in den Überbrückungs-Abschnitten hintereinander geschaltet werden, um damit eine noch stärkere Bremswirkung zu erreichen und damit auch die Bremsstrecke weiter zu verkürzen.
- Für die Gegenrichtung gilt das Gleiche wie für Alternative A.
Bremsen vor Kurven und Gefällen
Dioden können auch vor Kurven und Gefällen den Zug bremsen, um Entgleisungen von Loks oder Wagen in engen Kurven und/oder bei starkem Gefälle zu verhindern. Auch dafür können Variationen der Schaltungen A + B von Abb.4 genommen werden - aber ohne Haltebereich und Schalter "SH" und evtl. mit nicht so vielen Stufen. Es kann sogar nur eine Stufe mit mehreren Dioden in Reihenschaltung reichen (s.Abb.9), in der der Zug nicht kontinuierlich weich sondern eher abrupt abgebremst wird, ähnlich wie mit dem Poti im Langsamfahrts-Bereich in Signal-Modell, Abb.6.
Vor der Kurve oder dem Gefälle wird der Zug gebremst. In der Kurve oder im Gefälle behält er die Geschwindigkeit bei - wie im Haltebereich von Abb.4 aber ohne Schalter - und nach oder schon in der Kurve oder nach dem Gefälle beschleunigt er wieder auf Trafo-Geschwindigkeit (siehe Abb.7 + 8). Durch Ausprobieren kann man dann heraus bekommen wie viele Dioden- und Stufen (Abschnitte) man braucht.
Abb.5a, Beispiel Isolier-Schienenverbinder,
hier 12 Stück ab 2,50 EUR + Versand 1)
Abb.5b, Beispiel Schienenverbinder mit
Stromanschluss, selbst hergestellt
Abb.6, 6-pin Kippschalter, 0,40 - 2 EUR 1) pro Stück, je nach Mengenrabatt und Bezugsquelle
Abb.6b, Taster
Auch hier können Schalter wie S1, S2 und S3 eingebaut werden, um die Schaltung
- verschiedenen Lok- und Zugtypen und
- unterschiedlichen Trafo-Fahrspannungen anzupassen, oder um
- eine Durchfahrt in Gegenrichtung zu ermöglichen, wenn alle Dioden-Abschnitte parallel einen Schalter haben (siehe Abb.7) und diese geschlossen sind.
Für die Durchfahrt in Gegenrichtung kann auch eine Dioden-Schaltung hinzugefügt werden, die die Kurven-Fahrspannung in Gegenrichtung verringert (siehe Abb.8).
Für ein Bremsen und Beschleunigen bei einer Kurve in Gegenrichtung auf demselben Gleis müssen die Dioden (D6 ... D10) in entgegengesetzter Richtung parallel zu denen von Abb.7 eingesetzt werden. Es können auch die gleichen Schalter zur Variation der Bremsspannung eingebaut werden.
Siehe dazu auch eine Umsetzung der Schaltung auf ein Breadboard die Seite Schaltungen auf Breadboards.
IAbb.9 zeigt ein Beispiel für eine einstufige Schaltung für 2 Fahrtrichtungen. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass nur 2 Isolier-Schienenverbinder und nur 3 Lötstellen notwendig sind.
Über die Schalter können verschiedene Fahrspannungs-Minderungen und damit verschiedene Bremsstärken eingestellt und den Fahrgeschwindigkeiten der Züge oder Eigenschaften der Loks angepasst werden.
Der Bremsbereich in Gegenrichtung kann natürlich weiter vorverlegt werden, damit er nicht erst in der Kurve beginnt. Damit verlängert sich dann der Langsamfahrts-Bereich in beide Richtungen.
Nachteilig ist, dass sich der reale Bremsverlauf eher abrupt und nicht so gleitend wie in einer mehrstufigen Bremsschaltung darstellt..
Anstelle von Dioden kann man einstufige Bremsschaltungen auch mit einem Bremswiderstand/Poti realisieren (siehe z.B. Signal-Modell, Abb.6.).
Diese Bremsschaltungen für Kurven können im Prinzip wie in Abb. 7 (oder Abb.9 ohne Dioden in Gegenrichtung) auch für die Abfahrt bei Gefällen genommen werden. Dort müssen für die Gegenrichtung alle Schalter geschlossen werden, damit ausreichend Fahrspannung und Geschwindigkeit für die Loks beim Anstieg vorhanden ist.
In Abb.10 wird das für eine einstufige Bremsschaltung auch über einen Schalter "S 0" zwischen der Stromschiene und der Lötstelle im Gefälle für die Gegenrichtung erreicht, so dass die volle Trafo-Spannung vorhanden ist. Wenn bekannt ist, wie viele Dioden für die "Abfahrt" notwendig sind, können dann ein, zwei oder alle Schalter S1, S2 und S3 wegfallen.
Wenn für "S 0 " ein 6-poliger Schalter genommen wird, können Leuchtdioden (z.B rot und grün) auf dem Schaltpult und/oder in der Anlage als Signal vor dem Anstieg Rückmeldung für die gegenwärtige Schalterstellung am Gefälle geben (siehe auch Signal-Modell, Abb.5).
Abb.7, Beispiel: Brems- und Beschleunigungsschaltung für Kurven, mehrstufig
Abb.8, Beispiel: Bremsschaltung für Kurven, mehrstufig, mit Diodenschaltung für die Gegenrichtung
.
Abb.9, Beispiel für eine einstufige Bremsschaltung mit Dioden und Gegenverkehr
Abb.10, Beispiel für eine einstufige Bremsschaltung mit Dioden am Gefälle
Haltebereiche in Abstellgleisen mit Dioden
Auch bei Abstellgleisen können Dioden zum Einsatz kommen. Sie können kurz vor Ende des Abstellgleises platziert werden. Auf die Polung/Richtung der Dioden (heller Ring) muss geachtet werden. Zudem kann für die Lok, die den Zug in das Gleis schiebt, ein Haltebereich am Anfang des Abstellgleises eingerichtet werden (s.Abb.11).
Mit einem Schalter kann man dann beide Haltemöglichkeiten je nach Bedarf umschalten. Mit einem 6-poligen Schalter können parallel auch Signale geschaltet werden (s.Signal-Modell, Abb.5).
Abb.11, Beispiele für Haltebereiche in Abstellgleisen
Zu Abb. 11:
Auf Gleis A ist der Haltebereich 1 für eine Lok, die voraus fährt und den Zug zieht, eingerichtet. Nach der Trennstelle T1 ist die PLUS-Schiene stromlos und die Lok hält im Haltebereich 1 an, da auch die angelötete Diode D1 ebenfalls den Strom sperrt.
Wenn die Polung von PLUS und MINUS am Trafo (oder über einen 6-Pol-Schalter, siehe auch DC-Motor - Drehrichtungs-Änderung ) getauscht wird, ist die ehemalige Plus-Schiene jetzt die Minus-Schiene und der Strom kann in die andere Richtung über die Diode D1 die Trennstelle T1 überbrücken und zur Minus-Schiene der Strom-Schiene fließen, so dass die Lok wieder fahren kann (wenn die Weiche auf "ABBIEGEN" gestellt ist).
Gleis B hat 2 Haltebereiche. Den Haltebereich 1 wie in Gleis A und den Haltebereich 2 zwischen Trennstelle T2 und T3:
- Wenn der Schalter S1 geschlossen ist, verhält sich die Lok hinter der Trennstelle T2 mit der Diode D2 wie im Haltebereich 1 auf Gleis A (wenn die Weiche auf "GERADEAUS" gestellt ist).
- Wenn der Schalter S1 offen ist, hält die Lok, die z.B. einen Zug schiebt, bereits hinter der Trennstelle T3 im Haltebereich 2. Der Schalter S1 kann auch verzögert geöffnet werden, während sich die Lok noch im 'Haltebereich 2 befindet, um z.B. einen kurzen Zug optimal vor einem Bahnhof zu platzieren.
Wenn hinter den Schalter S1 jeweils 2 oder mehr Dioden in Reihe, parallel mit entgegengesetzter Durchlassrichtung geschaltet werden (s. Abb.11b), kann die Geschwindigkeit der Lok im Haltebereich 2 in beide Richtungen um -1,4V und mehr verringert werden (s.auch Bremsen vor Kurven und Gefällen mit Dioden).
Damit die Lok dann entgegengesetzt aus dem Gleis B herausfahren kann, muss die Polung der Schienen wieder getauscht und der Schalter S1 geschlossen werden.
Abb.11b, Auschnitt von Abb.14 mit Dioden
für Langsamfahrt im Haltebereich 2
Fahrstraßen analog steuern mit Dioden (Diodenmatrix)
Um Fahrstraßen z.B. an einem Bahnhof mit den jeweils dazugehörigen Weichen gleichzeitig zu steuern ohne jede einzelne Weiche nacheinander stellen zu müssen, kann dies mit Dioden in einer so genannten Diodenmatrix-Schaltung umgesetzt werden. Dafür müssen Taster - keine Schalter !!! - benutzt werden (s.Abb.6b).
Anbei ein Beispiel aus "1 zu 160.net" (Abb.12): Die vier Fahrstraßen A, B, C, D werden durch die Taster S1 bis S4 gesteuert, wobei die notwendigen Weichen gleichzeitig nur durch einen Taster-Druck gestellt werden. Auch die entsprechenden Weichen auf der entgegengesetzten Seite der Fahrstraßen könnten hinter den Dioden an die 4 Taster angeschlossen werden. Weitere Informationen zu dieser Schaltung wie auch zu "Diodenmatrix" findet man z.B. auf
- "www.1 zu 160.net / Diodenmatrix" oder auf
- "Felix - Modellbahn / Diodenmatrix".
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Abb.12, Beispiel für Fahrstraßensteuerung, Quelle: "1 zu 160.net"
Drehzahl von kleinen Elektro-Motoren einstellen
(siehe auch "Modelle elektrisch motorisieren")
Die Dioden-Schaltungen von Bremsschaltungen können auch zum Einstellen von Drehzahlen bei kleinen Motoren mit 3-6V Betriebsspannung, die Papiermodelle antreiben (z.B Mühlen, Kräne, Winden u.a.), genutzt werden. Dafür sind dann nur wenige Dioden erforderlich, da an jeder Diode 0,7V der angelegten Spannung abfallen.
Siehe Beispiel Abb.13: Die Spannung am Motor kann mit 2 Dioden in Reihe in jede Drehrichtung von 5V auf 3,7V gemindert werden, und damit auch die Drehzahl. Es können auch noch mehr Dioden in Reihe geschaltet werden, um die Drehzahl weiter zu vermindern. Mit einem Schalter (hier S2) können Dioden überbrückt und damit die Anlaufspannung des Motors für den Anlauf erhöht und anschließend wieder heruntergeschaltet werden, falls der Motor bei zu niedriger Spannung Anlaufprobleme hat.
Wenn der Motor nur in eine Richtung laufen soll, kann der 6-pol-Schalter S1 durch einen einfachen Ausschalter ersetzt und die Dioden für die Gegenrichtung weggelassen werden.
Abb.13, Beispiel zu Drehzahländerung mit Dioden
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