THEMA: Diodenmatrix für SBH

Hallo Exitus,

mache einfach eine Tabelle

die Zpalten sind die möglichen Weichenanschluesse,
die Zeilen sind die Gleise deines SBH

dann traegst Du einfach die Weichen je Zeile ein, die Du brauchst um das jeweilige Gleis benutzen zu koennen

So bekommst Du für jede deiner 38 Weichen eine Gleichung, woraus sich die Logikfuntion deiner Diodenmatrix ergibt.

Nummeriere doch bitte mal die Weichen in Deinem Bild.

LG

wassi

PS: wenn es mit Servo sein darf, vielleicht das hier interessant
http://www.1zu160.net/scripte/forum/forum_show.php?id=587593&sb1=wassi

Upps - da sind beim Exportieren die Texteingaben verlorengegangen. Also schnell ausgedruckt und eingescannt.

Bitteschöööön

... und bitte nicht von den Weichennummern irritieren lassen: Einfahrt ist immer noch rechts bei Weiche 20 (es war nur etwas einfacher von links an durchzunummerieren)

Tante Edith hat mich daran erinnert zu erwähnen, dass ich ausschlieslich analog und handwerklich (echte Taster und Schalter) vorgehe, was natürlich intern verarbeitete Relais nicht ausschließt

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Hallo Exitus,

so in etwa schon mal für die ersten drei Gleise auf die Schnelle gemacht

Dann verknuepfst Du alle Signale von den entsprechenden Gleistastern zu einem Weichensteuersignal (entspricht einer Spalte) mittels der Dioden.

Wenn man sich etwas mühe gibt kann man auch ein paar Dioden für gleiche Abschnitte einsparen
(z.Bsp. w1-w4 für g1-g5)

LG

wassi

PS: wie kann man hier xls dateien anhaengen ?

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Hallo Andreas,

schau' doch mal in Deine Persönliche Mail. Da ist meine Mailadresse für den Anhang.

Gruß aus Nordertown

Hallo Exitus

daraus ergibt sich dann z.Bsp. für Weiche 1 gerade dass die Schalter für Gleis 1-17 via Dioden OR zusammen gefasst werden

für Weiche 1 abbiegend die Signale von den Schaltern für Gleis 18-20

Ist halt eine Fleissarbeit die Tabelle aufzustellen, aber hilft dann beim Löten

LG

wassi


PS: xls datei schon auf dem Weg zu Dir

Hallo Exitus,

nur mal so eine Frage am Rande: Was nimmst Du für Weichenantriebe ?

Doppelspulen ala Minitrix oder Singlespulenantriebe ala Kato ?

Ich weiss nicht, ob das mit der Diodenmatrix auch für die Singlespulenantriebe ohne zusätzlichen Aufwand geht.

Gruss

wassi

... musste mich mal um meine zweite Leidenschaft (Familie) kümmern...

Wo immer die Datei hingeschickt wurde - bei mir ist nichts angekommen.
Die Weichenantriebe sind in der Tat recht gemischt:
- Arnold
- Minitrix
- Fleischmann
- Peco

Gruß aus Nordertown

http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/diodenmatrix.htm erster Abschnitt ("Diodenmatrix einfach").

Felix

@wassi

vervollständigte Exceldatei ist auf dem Rückweg ! Bitte checken und gemäß Mail für Gleis 1-3 ein Beispielschema erstellen. Danach ist mein eigener Gehirnschmalz gefordert.

Ich sage schon mal Danke !

Gruß aus Nordertown

So - jetzt steh' ich da mit meinem Talent (damit ist weder der Neue von Piko noch der Bewährte von BRAWA gemeint) - ich meine mein Elektronik-Talent.

Die Tabelle ist vervollständigt - die Dioden, Elko's und Gleichrichter sowie Lötrasterplatinen sind besorgt.
Aus der Zeichnung "Diodenmatrix einfach" entnehme ich, dass der Gleichrichter mit den beiden Polen des 16V-Wechselstromausganges verbunden wird. An den Plus- und Minus-Anschlüssen des Gleichrichters werden die Elko's parallel entsprechend ihrer Polarität eingelötet. Soweit hoffe ich, habe ich das richtig verstanden.
Jetzt kommt der Punkt, wo meine einfachen elektrischen Kenntnisse nicht mehr ausreichen. Die Weichenantriebe reagieren doch im Normalzustand auf den 16V-Wechselstrom - eine Leitung permanent und die beiden anderen Richtungsleitungen jeweils für sich bei Kontaktschluss.
Wenn ich die Zeichnung richtig lese, und das scheint ja wohl auch im Wort "Gleichrichter" ausgedrückt zu sein, bleibt als weitere Arbeitsstromversorgung ein Gleichstrom übrig. Was sagen denn die Weichenantriebe dazu, wenn sie statt dem erwarteten "aktiven" Wechselstrom nur "langweiligen" Gleichstrom bekommen ? Reagieren die dann überhaupt ?
Irgendwas muss man sich bei dem Schaltbild ja gedacht haben, also gehe ich mal davon aus, dass tatsächlich ein Schaltvorgang ausgelöst wird.
Gehe ich nun weiter Recht in der Annahme, dass der aus dem Gleichrichter kommende Minus-Pol mit dem permanent angeschlossenen Weichenantriebskabel verbunden ist und der Plus-Pol-Impuls per Taster den Richtungstrom hergibt ?

Bitte korrigiert mich, wenn ich irgendwo falsch liege. Sollte aber alles so richtig sein, dann habe ich tatsächlich noch was gelernt - Danke !

Gruß aus Nordertown

Ja.

Hm, also was für den Weichenantrieb relevant ist, ist das "Gleichstromäquivalent" der jeweiligen Spannung, die beim Weichenantrieb ankommt.

Nun ist es so, dass weil der 16V~ Wechselstrom ja dauernd sinusförmig seine Spannung wechselt, kommt ja eben ein "Gleichstromäquivalent" von 16V beim Antrieb an. Soweit, so einfach. Die kurzzeitige Spitzenspannung des 16V~ beträgt jedoch 16V * Wurzel aus 2 = 16 * 1.414 = 22.6V ! Kann man mit dem Oszilloskop schön zeigen (aber ist nicht nötig).

Wenn wir die 16V~ nun gleichrichten (1.4V Verlust im Gleichrichter) und mit den Kondensatoren GLÄTTEN, dann sind die "Lücken" zwischen den Sinusschwingungen weggebügelt. Damit steigt die Spannung auf das was übrigbleibt: 22.6V - 1.4V = 21.2V !!

Wir haben also aus 16V~ eine Spannung 21V= gemacht. Und das ganz legal, ohne Drogen und so.

Fazit: Der Weichenantrieb wird mit 21V= besser schalten als mit 16V~
Nicht wegen Gleich- oder Wechselspannung, sondern weil 21V mehr "Bang" ergibt als 16V.

Im Übrigen: Versuch macht kluch...


Ja, aber es spielt erst eine Rolle, falls die Weichenantriebe mit Löschdioden ausgerüstet wären.
Oder wenn du beginnst, Zusatzrelais oder Rückmelde-LED parallel zu den Spulen der Antriebe zu schalten.
Also: zur Kenntnis nehmen, irgendwo "hinten links" abspeichern und zurück zu "business as usual".

Felix

Klasse - Danke - das hilft schon sehr.

Aber...

...was - in aller Welt - sind denn nun  wieder "Löschdioden" ?


Fallen die darunter ?


... das habe ich allerdings geplant. Bistabile Relais bekommen den gleichen Impuls mit, um die entsprechenden separaten LED's im Gleisbildstellwerk zur Richtungsanzeige umzuschalten.
Was gibt es da zu beachten ?

... das ist wohl richtig, aber bevor ich aus Unkenntnis teure Bauteile zum Mond schiesse, frage ich lieber dreimal nach. Ausserdem ist der Versorger (das bekannte große C) nicht direkt vor der Haustür, das ist dann schon wieder mit einer längeren Tour verbunden, um Nachschub zu bekommen.


Gruß aus Nordertown

lass mich das für dich googeln:
http://de.lmgtfy.com/?q=l%C3%B6schdiode

Und nein, deine Weichenantriebe haben das nicht. (Das geht bei Wechselstrom nicht.) Beunruhige dich nicht. Ich hab's ja auch nur der Vollständigkeit halber erwähnt. (sonst hätte möglicherweise jemand anders aus dem Forum darauf hingewiesen...)


Kleinrelais sind normalerweise für Gleichspannung konzipiert. Das heisst, beim Anschluss muss die Polung beachtet werden. Das ist alles. (Und das ist eben anders als beim Weichenantrieb, der für Wechselspannung konzipiert ist.)

Felix

@Felix

Dann nehme ich jetzt also mit, dass ich mit Hilfe der Diodenmatrix (sofern ich bei der Diodenfolge der entsprechenden "Fahrstrasse" keinen Fehler gemacht habe), durch Setzen eines Impulses per Taster
a) alle Weichen, die zum gewählten Gleis führen, auf die erforderliche Richtung "gerade/abzweigen" gestellt werden
b) gleichzeitig die LED-Anzeigen via bistabile Relais auf die entsprechende Schaltstellung der Weiche aktualisiert werden  
c) das Ganze nochmal für die Ausfahrt duplizieren muss

Dann habe ich auf meine alten Tage noch richtig was gelernt.

Danke - das war gut und verständlich erklärt und somit sehr konstruktiv.

Nächtlicher Gruß aus Nordertown

Einen habe ich noch...

Es steht geschrieben, dass pro zu schaltende Weiche ein Elko eingeplant werden soll. Falls sich herausstellen sollte, dass meine Einschätzung der zu schaltenden Weichen einen Denkfehler enthält und ich ggf. zu wenige Elko's verbaut habe, kann ich das durch Erhöhung der Eingangsspannung von 16V auf 19V kompensieren ? Mir ist da bei ebay so ein Trafo in die Hände gefallen, der durch Steckkombinationen ganz legal verschiedene Spannungen zur Verfügung stellt. Im Endbereich sind dies 16V - 19V - 25V. Mit letzterem Wert werde ich wohl kaum ein Betätigungsfeld finden oder alles verbruzzeln.
Oder muss dann tatsächlich noch der eine oder andere Elko nachgelötet werden ? Und für die andere Falsch-Denke die Gegenfrage: Kann man durch zuviele Elko's auch Schaden anrichten ?

Gruß aus Nordertown

Nö. Es geht nicht um die Spannung, sondern um die Leistung. Damit alle Weichen gleichzeitig umschalten, muss für einen kurzen Moment eine genügend grosse Leistung bereit gestellt werden. Die Energie wird im Kondensator vergleichsweise langsam eingespeichert und steht dann für den grossen "Bumms" zur Verfügung.

Wenn du also mehr Weichen hast, würde ich erst mal probieren, denn die 1000uF pro Weiche sind eine Annäherung / "Hausnummer". Wenn es nicht zuverlässig funzt oder du auf Nummer sicher gehen willst, füge weitere Kondensatoren hinzu.

Übrigens, es ist nur die Gesamtkapazität aller Kondensatoren relevant. Also 2x 8000uF ist gleichwertig wie 16x 1000uF.

Felix

... zu diesem Punkt habe ich noch eine aktuelle Frage. Diese bistabilen Relais haben - laut Datenblatt - eine Spulenspannung von 12 Volt. (Gerade bei der Nachbestellung mit Schreck gelesen...)
Wenn ich diese Relais dem gleichen Stromstoss, der ja nun über die vorgenannte Schaltung weit über den 12 Volt liegt, aussetze, knallen mir dann nicht die Spulen der Relais' weg ? Muss ich da wieder eine Herabsetzung mittels Widerstand dazwischen setzen, und wenn ja, welchen Wert muss dieser haben ?

Hilfloser und verunsicherter Gruß aus Nordertown

Entscheidend ist immer die transportierte Energie: Reicht die zugeführte Energie, um die Spule übermässig zu erwärmen? Die Energie ist Leistung während der  Zeit (Leistung mal Zeit), die Leistung wird P = U * I = U^2 / R berechnet, also ist die Energie E = P * t = U^2 / R * t

Du siehst also schon in der Formel, dass da nicht viel los ist bei einem kurzen Impuls. Ich würde da nix machen.

Wenn du auf Nummer "ganz sicher" gehen willst, tust du einen Vorwiderstand halb so gross wie der Spulenwiderstand hinzu und gut ist. Dann fallen am Widerstand 1/3 der Spannung ab und an der Spule 2/3 = ca. 12V. Dann ist das Relais auch dauerstromfest.

Felix

@Felix

erstmal vielen Dank für Deine hilfreichen und von Sachkenntnis geprägten Rückmeldungen.
Ich habe mal die Werte aus dem Datenblatt hier zur Ansicht eingetragen:

HFD2-L 12V

Signalrelais bistabil
2 Wechsler 2A

Typ: Signalrelais
Bauform: Printmontage
Ausführung: 2 Wechsler
Technologie: bistabil, 2 Wickl.
Schaltspannung, max.: 250 VAC
Schaltspannung, max.: 220 VDC
Nennlast: 3A / 30V DC
Nennlast: 1A / 125V AC
Schaltleistung, max.: 125 VA/ 90W
Innenwiderstand (Ri): 720 Ohm
Prüfspannung: 1500 VAC
Spulenspannung: 12 VDC
Leistungsaufnahme (Betrieb): 0,2 W
Schaltstrom, max.: 2 A
Waschfest: RT III (IP67)
Kontakte: Ag-AuAG8/AgPd60
Approbation: UL
Länge: 20,2 mm
Breite: 10,2 mm
Höhe: 10,6 mm
Hersteller : HONGFA
Artikelnummer des Herstellers : HFD2/012-S-L2-D


Der einzigen Widerstandswert, den ich hier sehe = Innenwiderstand (Ri): 720 Ohm - bezieht sich demnach (hoffentlich) auf die Spule und wäre mit 360 Ohm (ohne Excel gerechnet) anzusetzen. Da ich mit der hübschen Formel soviel anfangen kann, wie ein Schneider mit einem Bulldozer, muss ich auf die Aussage vertrauen, nehme aber gerne den Hinweis zur "Nummer sicher"-Variante auf. Widerstände sind ja glücklicherweise Cent-Artikel und als 100'er-Pack nochmal bonifiziert - und löten macht Spass...

Gruß aus Nordertown

Ja, der Spulenwiderstand ist 720 Ohm. Das passt auch zur Aussage "Leistungsaufnahme 0.2W". Somit ist der halbe Widerstand 360 Ohm. Nun kaufst du den nächstliegenden Wert (z.B. 330 Ohm). Das passt dann so. Es kommt nicht auf 1mA Spulenstrom mehr oder weniger an, sondern auf die "grossen Linien".

Felix

Hallo Exitus,

für einen 10 gleisigen Sbhf hab ich mir eine Fahrstrassenschaltung mit Hilfe einer Diodenmatrix gebaut. Ich verwende nur Flm Antriebe. Die Schaltspannung beträgt 15 V Gleichspannung. Die Rückmeldung erfolgt über Dioden, die direkt an die Spulen der Antriebe angeschlossen werden.

Zum Aufbau hab ich zwei um 90° versetzte Lochrasterplatinen verwendet, wenn man Drahtbrücken verwendet reicht auch eine Platine.

Seit einem Monat ist die Matrix in Betrieb und arbeitet optimal, kein Vergleich zu früher, wo die Weichen einzeln geschaltet wurden. Der zeitliche Aufwand ist zwar erheblich, aber es lohnt sich.

Viele Grüße

Enrico

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Nach einem weiteren Zukauf brennt mir eine neue Frage auf der Seele:

Lassen sich die Servos von CONRAD innerhalb einer Diodenmatrix genauso schalten, wie die anderen Weichenantriebe (Arnold, Minitrix, Fleischmann), oder reagieren die anders und sind zum erforderlichen Zeitpunkt "noch auf dem Weg" zur Endposition ?

Wie verhalten sich die PECO-Weichenantriebe ?

Noch habe ich keine verbaut, nur eingekauft. Bevor ich jedoch "in's Eingemachte" gehe, wüßte ich gerne, ob die Schaltung dann auch so klappt oder ob ich andere Antriebe (und natürlich auch Weichen) benötige. Momentan ist alles noch Theorie, da keine aktuelle Baumaßnahme vorhanden ist, insofern auch kein Test erfolgen kann.

Gruß aus Nordertown

Motorantriebe müssen mit Spannung versorgt werden, bis der Umstellvorgang abgeschlossen ist. Bei den Conrad- und älteren Hoffmann-Antrieben führt ein zu frühes Loslassen der Taste / Abschalten der Spannung dazu, dass zwar die Zungen in Endlage sind, der interne Endschalter im Antrieb aber nicht. Das sieht dann beim nächsten Umsteuern so aus, als ob der Antrieb defekt ist. Paar mal reversieren löst das Problem, aber es ist immer wieder ärgerlich.

Motorantriebe werden durch Umpolen eines DC-Motors angesteuert. Das heisst, der Motor erhält für die eine Richtung Plus, für die andere Minus. Wird der Antrieb mit AC versorgt, wird einfach die unerwünschte Halbwelle mittels einer Diode "abgeschnitten". Die Diodenmatrix arbeitet aber mit DC. Da kann nix umgepolt werden. Man müsste ein bistabiles 2x um-Relais zwischenschalten. Das bistabile Relais kann wie ein Magnetantrieb angesteuert werden. Mit den beiden Umschaltkontakten wird eine Polwendeschaltung realisiert und damit der Antrieb angesteuert. Ausprobiert habe ich es nie (mangels Bedarf), aber dies müsste ein Lösungsansatz sein.

Die Peco-Weichenantriebe PL-10 usw. haben keine Endabschaltung. Das bedeutet, sie ziehen Strom solange die Taste gedrückt wird. Nebst dem unangenehmen Geräusch führt dies dazu, dass die Stromlieferung mittels Stützkondensator versagt. Der Kondensator geht bald in die Knie, aber der Antrieb zieht weiter. Es braucht also ein "dickes" Netzteil, das auch ohne Kondensator 1.5A pro Peco-Antrieb (mal Anzahl gleichzeitig betätigte Weichen) bringen kann. (Kabelquerschnitte beachten). - Alternative: Mikroschalter nachrüsten (z.B. PL-15) und Endabschaltung nachrüsten.

Felix

Hallo

ich möchte mich hier mal einmischen
Dein gleisplan ist ja sehr impusand aber wenn ich nur mal die Einfahrt in Gleis 20 betrachte sind das bei 5 weichen, mit MIT Antrieben sind das theoretisch 7,5 A und ich glaube das auch du kein Atomkraftwerk unter dem Tisch hast, das ist aber nur Theorie.
Also wirst du ein Strom Problem bekommen!!
Mein Vorschlag wäre den SBH in 5 einzelne abschnitte zu teilen, und nur die Einfahrtweichen
in diese bereiche per hand zusammen zu schalten und danach eine automatisch Schaltung anzuwenden, dadurch minierst du denn Stromverbrauch und den Schaltungsaufwand erheblich.
Ich glaube kaum das ein sehr großer elko den Strom blocken kann, um ein sicheres schalten zu ermöglichen. Ansonsten müsstest du für jede weiche einen Schaltverstärkte einsetzen, und das kostet!!
Hast du auch mal über die Sicherheit nachgedacht z.B. gleisbelgtmelder mit gleichzeitiger
blockierung der Weichen.
Ich glaube du hast dir viel vorgenommen aber lösbar!!!


Gruß Ulf

@Felix

Danke für die Ausführungen. Dann kommen für diesen Bereich keine Peco-Weichen in Frage. Aber die Roco-Weichen sind ja auch ziemlich schlank und betriebssicher.

... verstehe ich das richtig ? Ich soll die Weiche manuell bedienen ? Oder wie ist das gemeint ?

Gruß aus Nordertown

Hallo

du sollst die Weichen natürlich nicht mit hand bedienen, sondern eine Weichengruppe um den Strombedarf so gering wie möglich zuhalten.(geht auch automatisch)
Die Diodenmatrix ist nicht das Problem sondern die Übersichtlichkeit und Betriebssicherheit.
Ich persönlich habe meinen SBH vollautomatisch ausgeführt dazu reichen aber ein paar Dioden nicht aus.
ich brauch da noch ein bisschen inputt
-kann der SBH eingesehen werden
-sollen bestimmte Zuggarnituren in bestimmte Gleise fahren oder ist das egal(egal wäre gut)
-digital oder analog
-kannst du einen Elektronikbausatz nach plan zusammen löten
-hast du alles bedacht (Rückmeldung, Weichensperrung um Fehlbedienung zu vermeiden)
-kann der plan noch geändert werden,oder auch kompet neu erstellt werden
meine Idee wäre eine Einfahrgruppe und fünf komplett gleiche Abstellgruppen a vier Gleise und eine Ausfahrgruppe (hält die gesamte Elektronik in grenzen und ist übersichtlicher bei der Fehlersuche)

Gruß Ulf

Löschdiode = Freilaufdiode
SBH funktionieren solange wie die Sonne darauf scheint!

Hallo Ulf,

zu Deinen Fragen (Input) in chronologischer Folge:

- Ja
- bis auf wenige überschaubare Ausnahmen egal
- analog
- Ja
- ? Gleisbesetztanzeige ist vorgesehen
- Nein

Die Frage bezüglich der Weichenantriebe stellte sich, nachdem ich drei Weichen betriebsbedingt austauschen musste und hätte, bei positiverer Aussage, zu zusätzlichen Umbaumassnahmen zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit geführt. So sind mir diese Umbauten erspart geblieben.

Gruß aus Nordertown

Tante Edit meint, Sonne ist nicht nötig - 'ne LED-Kette tut's auch

Hallo

Ich hoffe das ich nicht zu stark nerve
Nach den Angaben wird deine Diodenmaatritz funktionieren, also ran an den Lötkolben,
nein natürlich noch nicht einen test solltest du noch machen.
Baue bitte eine Schaltung mit allen Komponenten, die auch dann verwendet werden zu Testzwecken auf
-Netzteil
-2 Taster
-10 bis 12 Dioden
-5 bis 6 Weichenantriebe
und teste ob alle Antriebe ordnungsgemäß schalten, öfter schalten (Strommessung wäre nicht schlecht)
Dauert zirka eine stunde kann aber viel zeit und ärger ersparen.

Gruß Ulf

Deine Tante hat ein gute Idee, aber ein Preisserlein kann nicht löten

... warum soll man das als "nerven" bezeichnen, wenn man helfen will.
Aber mit dem Versuchsaufbau kann ich mir noch viel Zeit lassen. Erst mal müssen alle Probefahrten auf dem Gleismaterial unfallfrei überstanden werden. Dann werden die - wie Lametta -  herabhängenden Kabel geordnet, verlängert und beschriftet. Wenn die unterseitige Verdrahtung abgeschlossen ist, habe ich die Übersicht, wo welche Weiche ist und kann dann mit einem Elektro-Test weitermachen.
es ist eine kleine Marotte von mir, immer etwas "im Voraus" zu planen.

Gruß aus Nordertown

Geschafft und funzt !

Nach langer Planung und noch längerer Bauphase darf ich nun bekanntgeben, dass es mir tatsächlich gelungen ist, eine funktionierende Diodenmatrix für meinen großen 20-gleisigen SBH zu erstellen.

Ich werde in Kürze einen ausführlichen Beitrag mit mehreren anschaulichen Bildern folgen lassen.

All Denen, die mir mit Rat und Daten geholfen hatten und Mut zu dieser - für mich schier unlösbaren Aufgabe - zugesprochen hatten sei nochmals mein Dank ausgesprochen. Es hat sich gelohnt und das Ergebnis freut mich umso mehr.

Gruß aus Nordertown

Na dann prost! Hast dir redlich verdient

Felix