Steuerung und Rückmeldung einer Dreiwegeweiche und Gleichspannung

Dreiwegeweichen (DWW) stellen eine besondere Herausforderung bei der Beschaltung und Rückmeldung dar. Mithilfe einer Diodenmatrix und dreier LED´s lässt sich jedoch jede Stellung ansteuern und mit Hilfe zweier Transistoren auch bei einer Speisung mit Gleichspannung korrekt rückmelden.

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Allgemein

Auf Basis der Dreiwegeweichen-Rückmeldung, die davon ausgeht, dass die Weichenantriebe mit Wechselspannung angespeist werden, wurde von Michael Peters nachfolgende Rückmelde-Möglichkeit ausgearbeitet, die mit Gleichspannung funktioniert.
Die herkömmlichen Weichenantriebe können auch mit Gleichspannung geschalten werden - dieses Prinzip wird auch bei der sogenannten Diodenmatrix verwendet, die auch hier mitintegriert ist. Da die Versorgung mit Gleichspannung geschieht, kann diese Rückmeldung auch parallel zu einem Digital-Schaltdecoder geschalten werden, die in der Regel als Ausgang den Minuspol der Gleichspannung zum Schalten verwenden.

Funktionsprinzip

Die Ansteuerung der drei möglichen Fahrwege einer Dreiwegeweiche geschieht über drei Taster (S1 bis S3), die über eine Diodenmatrix (D7 bis D10) mit den Weichenantrieben verbunden sind. Die Antriebszuleitungen Ll und Rr benötigen keine Diode, da sie jeweils nur an einem Taster angeschlossen sind.

Als Annahme für die möglichen Fahrwege sind folgende Stellungen zugrunde gelegt:
Fahrweg "Links": Linker Antrieb in Stellung "Links" (Ll) , Rechter Antrieb in Stellung "Links" (Rl)
Fahrweg "Geradeaus": Linker Antrieb in Stellung "Rechts" (Lr), Rechter Antrieb in Stellung "Links" (Rl)
Fahrweg "Rechts": Linker Antrieb in Stellung "Rechts" (Lr), Rechter Antrieb in Stellung "Rechts" (Rr)

Die Rückmeldung erfolgt für die beiden Fahrwege "Links" und "Rechts" jeweils über einen Anschluss der Weichenantriebe, der in der jeweiligen Stellung inaktiv ist und bei der Fahrstellung "Geradeaus" über den direkten Weg zum Rückleiter. Die Diode D1 dient als Schutz gegen Verpolung und der Widerstand R1 ist für die Strom/Spannungsbegrenzung der Leuchtdioden zuständig.

Hinweis: Je nachdem, welcher Antrieb auf welche der beiden Antriebszungen wirkt, kann es sein, dass die Antriebe und/oder die Anschlüsse der Antriebe vertauscht werden müssen.

Test: Eine DWW kann man auch durch Hintereinanderschalten zweier einfacher Weichen simulieren und damit die Schaltung testen, auch wenn keine DWW zum Testen verfügbar ist.

Die Funktionen im einzelnen:

Fahrweg "Links":

Die LED D2 leuchtet, da der Antrieb Links in Stellung "Links" ist, womit der Strom über den Anschluss "Rechts" aufgrund der Endabschaltung über die Spule fließen kann.
LED D3 leuchtet nicht, da der Transistor T2 nicht durchgeschalten ist. Die beiden Transistoren T1 und T2 bilden eine logische UND-Verknüpfung - dass heißt, nur wenn beide Transistoren durchgeschalten sind, kann die LED D3 leuchten.
LED D4 ist ebenfalls dunkel, da der Antrieb Rechts auf "Links" steht und durch die Endabschaltung abgeschaltet ist.

Fahrweg "Geradeaus":

LED D2 ist dunkel, da der Antrieb Links auf "Rechts" steht und durch die Endabschaltung abgeschaltet ist.
LED D3 leuchtet, da die beiden Transistoren T1 und T2 durchgeschalten sind.
LED D4 ist dunkel, da der Antrieb Rechts auf "Links" steht und durch die Endabschaltung ebenfalls abgeschaltet ist.

Fahrweg "Rechts":

Dem Prinzip nach gleich wie der Fahrweg "Links", jedoch leuchtet in diesem Fall die LED D4 und nicht D2.

Prinzipschaltbild

Abb.: Schaltbild für die Rückmeldung (schwarze Linien) und die Ansteuerung einer Dreiwegeweiche mittels Diodenmatrix (blaue Linien).

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