Magnetschalter für Schlusslichter u.a.

Die Schlusslichter über den Funktionsdecoder zu schalten, hatte sich bei uns noch nie bewährt, weil es bei der Vielzahl der Fahrzeuge unmöglich ist, die F-Tasten und Adressen zu verwalten oder gar sich zu merken. Wir hatten für die Schlusslichter immer kleine Schalter unter der Pufferbohle bzw. hinter den Trittstufen verdeckt eingebaut. Auf Dauer brachte dies aber auch Nachteile in der Bedienung, weil die Anordnung der Schalter bauartbedingt nicht einheitlich möglich und die Erreichbarkeit mitunter deutlich erschwert war.

Schon lange war geplant, statt dessen im Dachbereich eine einfach bedienbare Schaltung mit Hall-Sensoren anzuordnen, die bisher aber primär an der Beschaffung preiswerter bistabiler Relais scheiterte.

Den zugehörigen Magneten haben wir dann der Einfachheit halber gleich an der Entkuppel-Pinzette angesetzt, da das Schalten des Zugschlusses ohnehin immer in Verbindung mit dem An- und Abkuppeln erfolgt.

Sicherheits - Hinweis für das Relais

Das Relais niemals in unmittelbare Nähe von starken Magneten bringen !

Im Inneren dieses bistabilen Relais befindet sich auch ein kleiner Magnet, der für die beiden stabilen Endlagen sorgt. Diese Magnete werden durch starke, äussere Magnetfelder zerstört !
Wenn man also unseren Entkupplungsmagnet zB direkt neben dem Relais lagert (die Teile ziehen sich ja auch gegenseitig an), wird das Relais zerstört. Aus diesem Grund versenden und lagern wir diese Magnete auch stets gut umwickelt mit Lupo - Folie.
Für (starke) Magnete gibt es auch generelle Sicherheitsbestimmungen, ganz unabhängig von Modellbahnen.

Ist die Relaisschaltung in Fahrzeugen eingebaut, besteht keine Gefahr mehr. Aber dennoch sollte man dann keine superstarken Magnete auf Dauer in Dachnähe belassen ...

Die Grundschaltung kommt mit wenigen Elementen aus, die man notfalls auch auf einer kleinen Laborplatine aufbauen könnte

In der Praxis zeigte sich aber, dass wegen der meist stark schwankenden Gleisspannungen eine Stabilisierung der Eingangsspannung sinnvoll ist. Dann kommen noch diese Bauteile hinzu

 

Der Schaltplan sieht dann so aus:

Die Bauteile im einzelnen:
bistabiles Relais 12V mit 2 Spulen
2x Hall Sensor TLE 4905 (o.ä., wie bei den Taktgebern für den Sound)
2x Löschdioden 1 N4148 (D2, D3)
Vorwiderstand 270 Ohm (R 2)
Vorwiderstand "R LED" (richtet sich nach den jeweiligen LED Typen; auf 15V Versorgungsspannung achten. Deshalb nicht im Set enthalten)

Die Spannungsstabilisierung besteht aus:
Diode 1 N4001 (D 1)
Widerstand Ladestrombegrenzung 100 Ohm (R 1)
Elko 100 uF/35V
Festspannungsregler 78L15

Wenn man Birnchen betreiben will, ist bei R LED eine Drahtbrücke zu setzen und der R 1 - je nach Lampentyp - auf etwa 27 Ohm zurückzunehmen. Ausprobieren!

Da sich der Aufbau ohne PCB nicht vernünftig realisieren lies, haben wir eine kleine Platine aufgelegt und können daher die benötigten Bauteile komplett im Set abgeben. Für das Einlöten der Bauteile wird ein guter Elektronik-Lötkolben mit "gesunder" Bleistiftspitze und 0,5er Elektroniklot empfohlen


Ebenfalls gibt`s bei uns den oben gezeigten Magneten und die kleine Haltekonsole zum Aufkleben an der Pinzette.

Eine fertig aufgebaute Platine mit LED Vorwiderstand und testweise eingelöteten LED



Die Anschlüsse an der Platine

Anordnung der Platine im Wagen (Platine und Wagonumriss in maßstäblicher Relation)




Das nächste Foto als Beispiel für die Nutzung der freien Relais-Ausgänge mit einem Lämpchen und anderer Spannungsversorgung wie die Elektronik






Die Platine kann auch für andere Zwecke universell genutzt werden, bei denen bistabile Relais notwendig sind. Die Hallsensoren können bei Bedarf auch durch Taster oder Digitaldecoder ersetzt werden.
Im nachfolgenden Beispiel wurde die Platine zur Ansteuerung von Weichenmotoren angepasst:
- 1 Ampere Spannungsregler (7815)
- Drahtbrücken anstatt R1, R LED und R frei
- zur Umpolung wurden die 4 Relaisausgänge gekreuzt (zur besseren Demo aber oberhalb der Platine; später natürlich auf der Leiterbahnseite)

Die Anordnung der Hall Sensoren erfolgt im Dachscheitel, soweit oben, wie möglich.
Der am Fahrzeugende gelegene Sensor schaltet ein; der zur Mitte hin dann aus.
Der Magnet muss an der Pinzette auch immer richtig herum montiert sein.
Die Relais reagieren übrigens auch auf Magnetfelder (falls man sich mit dem Magnet auf dem Dach mal verirrt und sich über einen Schaltvorgang an "wildfremder" Stelle wundert ...).
 

Einbau mit Klebepads unter die Beleuchtungsplatine in einem Hübner Umbauwagen

Bei den Umbauwagen aus Märklinproduktion ist die Beleuchtungsplatine wesentlich breiter ausgefallen. Die Hall Sensoren werden dann etwas zur Seite gebogen und erhalten zur Sicherheit Iso-Schlauch über die Anschlussbeine

Bei dieser Gelegenheit noch einen generellen Hinweis zum Einsatz von LED. Man sollte jede Type vor dem Einbau genau durchmessen, bei welcher Spannung bzw. Strom die Leuchtstärke optimal ist und danach den Vorwiderstand bestimmen. Man wundert sich oft, mit welch geringen Strömen moderne LED auskommen. Die warm-weissen SMD 0603 LED am Postwagen benötigen z.B.  nur höchstens 2 mA. Mit einen R LED von 5,6 kOhm erreicht hierbei man bei 2 LED in Reihe eine angenehmen Helligkeit.

 

  

Recht einfach lassen sich Märklin D-Zugwagen mit LED und Magnetschaltung ausrüsten. Die oben abgebildeten Halterungen mit LED und passendem Vorwiderstand sind als Set erhältlich. Preise usw. hier

  

Zur Platinenmontage genügen ein oder zwei Klebepads. Die Sensoren liegen dann ca. 20 mm über der Märklin-Beleuchtungsplatine und kommen dadurch direkt unter den Dachscheitel zu liegen

Noch einige Schlusslicht-Impressionen vom Kiss E30.
Da nicht nach vorne abgestrahlt werden muss, genügten preiswerte rote SMD LED mit 4k Vorwiderstand (entspricht 3 mA)

Wenn die noch vorhandenen Gussteile der Schlusslaterne verbraucht sind, werden wir ein neues Urmodell fertigen und eine etwas größere Serie auflegen.
 

Nachtrag 02/2014

Blinklichtschaltung für SBB Schlusslaterne

Die Firma picotronic hat eine ganz einfache Schaltung zum Nachbau publiziert, die auch mit sehr wenig Bauteilen auskommt. Die dortige Skizze ist jedoch in einigen Punkten unklar (Stand 02/2014), so dass sie hier angepasst gezeigt wird:




Mit den gezeigten Werten ergibt sich bei Anschluss an den Magnetschalter (15V =) eine Blinkfrequenz von etwa 1 Hz. Was bei der SBB üblich war,  konnte bis jetzt noch nicht geklärt werden. Der Elko bestimmt die Helligkeit der LEDs; reduziert man den 10k blinkt`s schneller.

Die Schaltung mit offener Basis und Transistor in Sperrrichtung ist übrigens schon ungewöhnlich und lange Zeit war die genaue Funktionsweise auch recht unklar. Licht in`s (blinkende) Dunkel brachte dann Manfred:
Da die Basis offen ist, hat der Transistor keinen eindeutigen Zustand leitend bzw. gesperrt. Steigt nun über R und C sowie durch die LED langsam die Spannung am Emitter, wird igendwann der Grenzwert für die Sperrspannung überschritten und T wird auf der Emitter-Collektor-Strecke schlagartig leitend. An C sinkt durch die Entladung die Spannung und T sperrt wieder. Dieses schlagartige Entladen (nach dem Avalanche-Effekt) führt daneben noch zu dem gewünschten besonders kurzen Blinkimpulsen.

Einen Bastelvorschlag für die SBB Zugschlusslaterne gibt`s hier.



 

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