Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

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Hackfix
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Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#1

Beitrag von Hackfix » Sa 15. Jun 2019, 03:15

Hallo Leute,

Ich wage jetzt endlich den Schritt vom Teppichbahner zum Anlagenbau. Es soll zwar eine sehr simple Anlage werden, aber ich überlege mir, in die Anlage auch automatische Blockschaltung einzubauen. Stark vereinfacht ist der Anlagenplan wie im Bild. Ich baue die "Viel Betrieb Wenig Raum" Anlage von Karl Gebele nach.

- Ich verwende Märklin M-Gleise und analoge Märklin Signale/ Weichen.
- Obwohl ich digital fahre, möchte ich die Weichen und Signale auf jeden Fall mit "echten" Schaltern von einem Stellpult schalten möchten. Ich fahre mit einer Mobile Station 2, aber zum schalten von Weichen und Signalen möchte ich die nicht verwenden.
- Wenn ich eine automatische Blockschaltung einbaue, dann möchte ich trotzdem auch die Weichen/ Signale noch manuell vom Stellpult schalten können. Also das würde wohl bedeuten, dass sie sowohl von den Schaltgleisen als vom Stellpult angesteuert werden können.
- Ich habe bisher keine Erfahrung mit Schaltgleisen, aber habe jetzt schon einiges darüber gelesen, dass sie anfällig sind.
- Wenn ein Schaltgleis nicht mehr funktioniert (entweder weil es nicht schaltet, oder auf Dauerimpuls hängenbleibt) dann wäre es in einer fertigen Anlage sehr unpraktisch, zu versuchen, das Gleis zu entfernen um es zu reparieren oder zu ersetzen.

Also meine Frage:
- Stimmt es, dass man sich beim Einbau von Schaltgleisen nur Probleme für die Zukunft einhandelt?
- Wenn ja, welche Alternative zu Schaltgleisen gäbe es? Wenn ihr eine digitale Lösung empfehlen könnt, dann bitte aber so, dass ich (i) meine alten Weichen und Signale weiterverwenden kann (bei ein dutzend Weichen und ein dutzend Signalen wäre es zu teuer die alle zu ersetzen), und (ii) dass ich auch weiterhin manuelle Schalter vom Stellpult her verwenden kann.
- Oder meint ihr, dass sich die ganze Blockschaltungssache bei einer kleinen/ einfachen Anlage nicht lohnt, und ich einfach die Weichen und Signale nur manuell vom Stellpult schalten sollte?

Bild

Bin gespannt auf Eure Meinungen und Erfahrungen.

Vielen Dank,

Erich


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#2

Beitrag von volkerS » Sa 15. Jun 2019, 06:21

Hallo Erich,
Schaltgleise (M-Gleis) sind im Neuzustand zuverlässig, Probleme treten nach einer gewissen Zeit durch verbrannte Kontakte auf. Ursache ist meist, dass (früher kaum beachtet) zu viele Weichen/Signale gleichzeitig mit einem Schaltgleis betätigt werden. Nachteil aller Schaltgleise ist, bleibt eine Lok darauf stehen, gibt es einen Dauerkontakt = Weichen-/Signalantrieb brennt durch.
Mögliche Alternative: Gleisbesetztmelder wie sie bei 2L genutzt werden. Siehe:https://www.stummiforum.de/viewtopic.ph ... 6#p1308221
Dazu bei einem Gleisstück den Mittelleiter auftrennen und so eine Auswertung realisieren. Vorteil, dass durch den Optokoppler auch eine komplette Trennung von Digitalstrom und Schaltspannung möglich ist. Achtung, Beleuchtung der Weichen/Signale muss dazu umgebaut werden. Du kannst aber auch problemlos die braune Ader des Beleuchtungstrafos an den Gleiskörper anschließen ohne dass die MS2-Gleisbox Schaden nimmt und so ohne Umbauten die Weichen/Signale betreiben.
Das Ausgangssignal des GBM steuert über einen Baustein, der einen Impuls (verhindert Durchbrennen der Spulenantriebe) erzeugt, ein Relais an, dessen Schaltkontakt parallel zum Stellpultkontakt verdrahtet ist. Damit sind Taster/Relais gleichberechtigt. Kosten etwa 3€ je Schaltstelle.
Volker


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#3

Beitrag von Hackfix » Sa 15. Jun 2019, 15:48

Hallo Volker,

Optokoppler sind für mich was neues. Ich habe versucht, mich bei dem von Dir verlinkten Thread und einigen anderen Threads über Optokoppler einzulesen, aber trotzdem verstehe ich nicht, wie ein Optokoppler anders ist als ein Relais bzw Vorteile gegenüber einem Relais hat.

Also soweit ich das sehe, sprichst Du zwei Punkte an:
1. In der Optokopplerlösung benutzt man scheint's ein Kontaktgleis statt einem Schaltgleis. Ein Kontaktgleis könnte ich natürlich statt einem Schaltgleis nehmen, das hat (soweit ich das sehe) mit dem Optokoppler an sich nichts zu tun. Ein Kontaktgleis würde sicher nicht das Risiko eines Schaltgleises haben, dass irgendwann die Feder oder die Wippe nicht mehr funktioniert. Aber ein Kontaktgleis löst ja (zB bei einem langen drüberfahrenden Zug) einen sehr langen Kontakt aus, und zum schalten der Magnetartikel möchte ich ja nur einen Momentkontakt. Also wie kann ein Kontaktgleis eine passende Lösung sein?
2. Du sagst, dass Schaltgleise durchbrennen können, wenn zuviele Magnetartikel angeschlossen werden. Das ist auf jeden Fall ein wichtiger Punkt, da ich erwarte bis zu 5 Signale/ Weichen an ein Schaltgleis anschließen zu müssen. Aber mir scheint, dass das einfach mit einem monostabilen Relais gelöst werden kann - das Schaltgleis steuert das Relais an, und das Relais gibt dann den Schaltstrom für die Magnetartikel frei. Und auch der Vorteil der Trennung des Digitalstroms vom (analogen) Schaltstrom ist so möglich*. Also welchen Vorteil/ Unterschied hat da ein Optokoppler?

Ist vielleicht der Vorteil, dass der Optokoppler nur einen Impuls erzeugt, auch wenn ein Dauerkontakt (vom Kontaktgleis oder von einem Schaltgleis mit hängengebliebener Wippe) kommt? Das scheint's Du hier zu sagen:
Das Ausgangssignal des GBM steuert über einen Baustein, der einen Impuls (verhindert Durchbrennen der Spulenantriebe) erzeugt
Das wäre natürlich interessant, aber ich verstehe nicht, was das für ein Baustein ist, und ob dieser Baustein auch ohne Optokoppler (also mit Schaltgleis und Relais) benutzt werden könnte.

Entschuldige mein mangelndes Verständnis, bin immer noch sehr im Lernmodus was die Elektronik angeht.

Grüße,

Erich

* PS - sicher nicht schlecht wenn der Digitalstrom vom analogen Strom getrennt ist, aber nur als seitliche Bemerkung, dass mir bekannt ist, dass es kein Problem ist, wenn eine gemeinsame Masseverbindung sowohl vom Digitalstrom als vom analogen Strom genutzt wird, wenn man nur dafür sorgt, dass der analoge Lichtstrom (gelb) nie in Verbindung ist mit dem digitalen Bahnstrom (rot).


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#4

Beitrag von inngenpeiling » Sa 15. Jun 2019, 21:06

Hackfix hat geschrieben:
Sa 15. Jun 2019, 03:15
- Wenn ja, welche Alternative zu Schaltgleisen gäbe es? Wenn ihr eine digitale Lösung empfehlen könnt, dann bitte aber so, dass ich (i) meine alten Weichen und Signale weiterverwenden kann (bei ein dutzend Weichen und ein dutzend Signalen wäre es zu teuer die alle zu ersetzen), und (ii) dass ich auch weiterhin manuelle Schalter vom Stellpult her verwenden kann.
- Oder meint ihr, dass sich die ganze Blockschaltungssache bei einer kleinen/ einfachen Anlage nicht lohnt, und ich einfach die Weichen und Signale nur manuell vom Stellpult schalten sollte?
Grundsaetzlich ist es nicht grade trivial, analoge, automatische Blockschaltungen und digitales Fahren miteinander zu kombinieren. (Schon mal an Bremsstrecken gedacht? :roll: )
Allerdings: Du kannst alles vorhandene auch digital weiterverwenden! :-)

Ich fahre auch altes M-Gleis - und das mittlerweile komplett digital 8)

- Rueckmeldungen (="die Augen der Anlage") gehen bei mir ueber die altbewaehrten S88(N)-Module (16 Eingaenge sind mittlerweile fuer 23,50€ zu haben - guenstiger geht es grade bei kleineren Anlagen kaum!) Von deinen Schaltgleisen wird dort einfach das ausgehende Kabel an das Modul angeschlossen; oder du fertigst dir - wie ich - eigene Kontaktgleise ueber die Isolierung eines Aussenleiters (Anleitung gibts im Netz), was so gut wie kostenlos ist. Da das ausgehende Signal digital verarbeitet wird spielt es auch keine grosse Rolle, ob da mal was haengenbleibt :-)
(*UPS* Denk bitte dran, dass du fuer eine digitale Automatikk idr. 2 Kontaktstellen pro Block brauchst!)
- Weichen kannst du direkt an diverse Weichendekoder anschliessen. Ich verwende die Digikeijs 4018. Ein Dekoder fuer 8 Weichen kostet rund 35€; Endabschaltung inklusive! (Die Weichenbeleuchtung kann allerdings etwas tricky sein)
- Im Gegensatz zum "analogen" Schalten haben die Signale im digitalen Betrieb nur "optische" Funktion. Die alten Signale kannst du aber ohne Probleme paralell zu den entsprechenden Weichen, evt. als Streckensignal auch einfach eigenstaendig an einen Weichendekoder haengen.

Nun der Teil, wo ich nicht mehr sicher bin - ich fahre mit der Tams Redbox (ca. 220€) und Rocrail (kostenlos); ich weiss also nicht, was die MS2 genau kann :?
Ein manuelles Stellbild und digitaler Betrieb sind aber definitiv kein Widerspruch!
Ich wuerde (und werde :-) ) es wohl so loesen, dass auch die Taster des Stellpultes ueber S88-Rueckmelder digital an die Zentrale/Software gehen und dort die entsprechenden Schaltbefehle fuer die Fahrstrassen hinterlegt sind bzw. ausfuehrt werden. In diesem Fall funktioniert das Stellpult quasi als haptische Verlaengerung deiner Zentrale; die Weichen werden dennoh rein digital angesprochen und gestellt.

Da du selbst ueber "viel Betrieb auf wenig Platz" schreibst: Ich wuerde dir nahelegen, gleich eine komplette Digitalisierung anzustreben.
Ja: Die "Erstinvestition" muss erstmal getaetigt werden :cry:
Gleichzeitig ersparst du dir ziemlich viel Kabelsalat (der dann digital erfolgen wird/muss :shame:), du bist aber modular und zukunftsgewandt unterwegs. :hearts:

Wie gesagt, kenne ich die Moeglichkeiten der MS2 nicht. Aber grade Rocrail gibt unendliche Moeglichkeiten grade was den gemischten automatischen und manuellen Betrieb angeht!

mit Gruss aus Norwegen :-),
Jörn


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#5

Beitrag von volkerS » Sa 15. Jun 2019, 21:56

Hallo Erich,
ich versuche mal deine Fragen zu beantworten.
An der Stelle, wo du ein Schaltgleis (5146/5147/5213) planst, nimmst du ein normales Gleisstück und isolierst beidseitig den Mittelleiter wie bei einem Signal. Den Mittelleiter davor und dahinter verbinden! Vom roten Draht der Gleisbox über die Schaltung mit den 4 Dioden, Widerstand und Optokoppler versorgst du den isolierten Mittelleiter. Fährt nun eine Lok auf dieses Gleis, dann fliest der Strom über die Schaltung und im Optokoppler leuchtet die Led (siehst du nicht, weil im Gehäuse eingegossen) und das Licht der Led veranlasst den Transistor im Gehäuse zu leiten. Der Transistor ist dabei elektisch vom Rest getrennt und verhält sich wie ein Schalter. Der Transistor steuert den "Baustein" ein Monoflop (z.B.mit NE555) an der egal wie lang sich die Lok auf dem Gleisstück befindet das nachgeschaltete Relais für eine definierte Zeit (z.B. 1 sec) durchsteuert. Der Relaiskontakt wiederum schaltet dann die Weichen/Signale wie die Taster im Gleisbildstellpult oder die blauen Tasterpulte. Beim orginal Märklin Schaltgleis liegt der Schaltbefehl so lange an wie der Schleifer darüber fährt, ist also geschwindigkeitsabhängig.
Wenn du mehrere Weichen/Signale mit einem Relais schalten willst musst du 2 Punkte beachten.
1. Schafft der Trafo den Schaltstrom? Bei Digital muss die Zentrale nur die Leistung für eine Weiche/Signal bereitstellen, da dort Decoderausgänge nacheinander geschaltet werden (nie gleichzeitig).
2. Gibt es Weichen/Signale die von mehreren Schaltgleise den gleichen Schaltbefehl bekommen sollen? Z.B. Weiche3 auf Abzweig. Wenn nur eines der Schaltgleise dann noch zusätzlich ein Signal schalten soll dann muss dieses Schaltgleis ein Relais mit mehreren Schaltkontakten erhalten. Weiche und Signal über eigene Kontakte schalten sonst gibt es Rückwirkungen von den anderen Schaltgleisen.
Volker


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#6

Beitrag von Hackfix » So 16. Jun 2019, 16:24

Hallo Jörn,

S88 ist für mich auch was neues, werde mich ein bißchen einlesen. Wozu Rückmeldung da ist und ob ich das brauche, ist mir noch nicht ganz klar.

Hallo Volker,

Vielen Dank für die weitere Erklärung. Warum braucht die Schaltung 4 Dioden? Da machen doch jeweils zwei genau dasselbe!?

Und: sehe ich das richtig, dass die Optokopplerschaltung nicht richtungsabhängig benutzt werden kann?

Zu Deinen Punkten über die Relaisalternative: Leistung des Schaltstromes sollte denk' ich mal kein Problem sein, ich habe so einen alten dunkelblauen 40VA Trafo. Aber wenn ich vom Relais Schaltimpulse an, sagen wir, 5 Weichen oder Signale schicke, dann sollte ich wohl einen dicken Draht statt einer dünnen Litze nehmen?

Ich glaube, ich verstehe Deinen Punkt zu den Rückwirkungen. Das habe ich auch schon woanders erwähnt gesehen - darum muss ich mich sowieso kümmern, weil ich ja auch die Weichen/Signale vom Schaltpult schalten möchte. Wenn ein Schaltgleis mehrere Magnetartikel ansteuert, dann stellt es eine elektrische Verbindung zwischen ihnen her, sodass ein Signal vom Stellpult, das nur für einen Magnetartikel gedacht ist, dann auch die anderen ansteuern würde. Die Lösung, die genannt wurde, ist dass ich den Schaltstrom an der gesamten Anlage mittels Gleichrichter in Gleichstrom verwandle. Dann baue ich Dioden am Ende jeder Schaltverbindung ein, also so:

Bild


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#7

Beitrag von JeanLuc7 » Mo 17. Jun 2019, 13:00

Salut,
Grundsaetzlich ist es nicht grade trivial, analoge, automatische Blockschaltungen und digitales Fahren miteinander zu kombinieren. (Schon mal an Bremsstrecken gedacht?
An dieser Stelle stand ich auch beim Umbau meiner Anlage von analog auf digital. Ich habe mich schließlich für ein gemischtes Verfahren entschieden. s88-Rückmelder liefern die Impulse für eine automatische Steuerung, die auf dem PC mit iTrain läuft. Dort werden dann nacheinander die Weichenstraßen und Signale gestellt, so dass eine Zugfolge mit insgesamt 11 Zügen auf drei Gleisen möglich wurde - inklusive eines Gleises, das mal vihn links und mal von rechts befahren wird. Die Blockstellen-Haltepunkte sind dabei stromlose Abschnitte, so wie man es bei Analog-Bahnen seit jeher gemacht hat. Geschaltet werdensie mit Relais, die ebenfalls von iTrain gesteuert werden.

Ich habe mich bewusst gegen eine Steuerung der Loks mit iTrain entschieden, weil ich gerne auch einmal Loks tausche und daher nicht auf eingemessene Bremsstrecken für spezielle Loks vertrauen wollte. Daher sind allerdings auch keine Bremsstrecken vorgesehen, so dass die Züge derzeit mit normaler Geschwindigkeit in die Bahnhöfe fahren. Ist hier nicht ganz so schlimm, weil ich ohnehin nicht sehr schnell fahre - beim herindonnernden ICE sähe das dann natürlich nicht so schick aus.

Seit einiger Zeit denke ich nun darüber nach, die Einfahrten in die Bahnhöfe ebenfalls schaltbar zu machen. Die von mir benutzten Decoder (LoPi oder LoSo) bieten die Möglichkeit, eine Bremsung einzuleiten, indem die Strecke statt mit Digital-Wechselstrom nur mit Gleichstrom versorgt wird. Dann bremsern die Züge automatisch, und die Kennlinie würde ich pro Lok so wählen, dass die Züge wiederum im stromlosen Bereich zum Halten kommen. Mal schauen, wie sich das so umsetzen lässt.

Insgesamt bin ich mit der "analogen" Methode der stromlosen Haltestellen aber nach wie vor sehr zufrieden. Macht vieles einfacher.


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#8

Beitrag von volkerS » Mo 17. Jun 2019, 13:26

Hallo Erich,
dein Plan ist korrekt. Natürlich kannst du die Weichen auch mit Gleichspannung schalten, dann wird die Verdrahtung einfacher. Allerdings vorher testen, mit Gleichspannung magnetisieren die Antriebe und auch die M-Gleis-Weichen auf und schalten schlechter als mit Wechselspannung. Manchmal bleiben sogar die Weichenzungen kleben obwohl der Antrieb umgeschaltet hat.
Ja, der elektronische Ersatz der Schaltgleise kennt keine Richtung. Dass immer 2 Dioden in Reihe geschaltet sind liegt daran, dass sonst der Spannungsabfall nicht reicht um die Led im Optokoppler anzusteuern. Je Diode (1N5401 - 5407, 3A) fallen etwa 1 V ab. Die Led im Optokoppler benötigt aber mindestens 1,5V zum Durchsteuern, Restspannung fällt am in Reihe geschalteten Widerstand ab, deshalb die Reihenschaltung aus 2 Dioden.
Relais sind bis auf wenige Ausnahmen für den Betrieb an Gleichspannung dimensioniert.
Eine Möglichkeit gäbe es noch, wenn du unbedingt Richtungsabhängigkeit benötigst. An die vom Schleifer betätigte Welle des gebrauchten Schaltgleises wird ein Arm angebracht, der durch die Gleisbrettplatte nach unten ragt. Jeweils in den Betätigungsstellungen schwenkt dieser Arm in eine Gabellichtschranke und löst so den Schaltbefehl aus.
Volker


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#9

Beitrag von inngenpeiling » Mo 17. Jun 2019, 17:59

JeanLuc7 hat geschrieben:
Mo 17. Jun 2019, 13:00
Salut,
Ich habe mich bewusst gegen eine Steuerung der Loks mit iTrain entschieden, weil ich gerne auch einmal Loks tausche und daher nicht auf eingemessene Bremsstrecken für spezielle Loks vertrauen wollte. Daher sind allerdings auch keine Bremsstrecken vorgesehen, so dass die Züge derzeit mit normaler Geschwindigkeit in die Bahnhöfe fahren.
Grade wegen der Sache miit dem Einmessen habe ich mich fuer RocRail entschieden :twisted:
Du brauchst zwar (fast) zwingend zwei Rueckmelder [1] per Block (die dann fuer Rocrail die "Bremstrecke" darstellen), sparst die aber die teuren Bremsmodule/Dekoder und/oder das Einmessgedøns.

Fuer meine Ansprueche reicht es :fool:

Jörn

{1]: Wenn die Lok halten soll, loest der erste Rueckmelder eine Dekoderbremsung zu einer festgelegten "Haltegeschwindigkeit" aus; die Lok wird dann endgueltig am zweiten Rueckmelder erst angehalten - durch die sehr niedrige Geschwindigkeit dann auch ziemlich punktgenau!


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Re: Signale und Weichen ansteuern über Stellpult, Schaltgleise oder digital?

#10

Beitrag von Hackfix » Mo 17. Jun 2019, 23:26

Das mit der Magnetisierung war mir nicht bewusst. Ist das nur ein Problem für Weichen oder auch für Signale? Würde es helfen, wenn ich Weiche-gerade jeweils auf plus und Weiche-abbiegen jeweils auf minus lege (also verschieden herum gepolt)?

Ich denke, dass ich vorerst bei den Schaltgleisen bleibe. Die habe ich, habe sie auch soweit justiert dass sie wieder funktionieren. Sowieso wird es noch lange dauern, bis ich die Gleise einschottere. Bin jetzt gerade mehr oder weniger mit dem Rahmen- und Trassenbau fertig, und das einschottern kommt wohl erst ziemlich am Ende. Bis dahin werde ich genug probefahren um zu sehen, ob es Probleme gibt.

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