Weichenmotor und Ansteuerung


 

Fig. 1

Während der Bau meiner Modellbahn wurde mir schon schnell klar dass alle Teile fix und fertig Kaufen viel zu teuer werden wurde. So auch mit den (Fleischmann) Weichenantriebe wovon ich bereits einige gekauft hatte. Ca. 15 € pro Antrieb, dass müsste doch billiger möglich sein. Ich stellte mir als Norm dass ein Antrieb nicht mehr als 5 € kosten durfte. Auch wäre es schön wenn ich die Antriebe mit normale TTL Signale Betreiben konnte. Irgendwann bekam ich dann von Conrad einen Restpostenkatalog zugeschickt. Hier wurden 12 V Gleichstrommotoren für 0,17 € angeboten. Davon habe ich dann gleich einen schönen Vorrat bestellt. Es zeigte sich einen Goldenen Griff. Mit ein Stückchen Platine von 50*100 Mm, einen Motor und noch ein paar einfache Teile baute ich einen prima Antrieb wovon hier ein Baubeschreibung.

Fig 2

Der Antrieb besteht aus 3 Module wie Abgebildet in Fig.2. Dies ist so Aufgebaut weil die Module für den universellen Einsatz entworfen sind.

Als erstes die Grundplatte. Hier befindet sich der Mechanische Teil der Antrieb und macht genau dass gleiche wie die Werksantriebe.

Als Zweites den Motormodul. Hier finden wir die (Ent)Kupplung zwischen Grundplatte und Elektronik. (Erweiterung)

Als drittes die Motorsteuerung. Hier findet sich die Universelle Elektronik als Kupplung zwischen Motor und Steuerelektronik (PC, Magnetartikeldekoder, Schaltdekoder) oder einen einfachen Schalter. Außerdem ist mit diesen Modul eine Möglichkeit für eine Rückmeldung zum Gleisbild Stellpult Geschaffen. (Erweiterung)

Als erstes wird eine Grundplatte gemacht aus ein Stückchen Platine von 50*100Mm. Die weitere Abmessungen von die zu Bearbeiten Grundplatte sind deutlich aus die Zeichnung in Fig.3 zu Ersehen. Dass Loch rechts oben ist 2Mm. Außer die Platine ist noch ein Stückchen Streifenplatine notwendig wie in die Zeichnung deutlich zu Ersehen ist.

Fig. 3

Verwahre dass Ausgesägte Stückchen von 10*35Mm, es wird noch gebraucht (Fig.4). Dieses Stückchen Platine ist mit eine Reißnadel oder Minibohrer so zu bearbeiten bis eine Platine wie in Fig.4 entsteht. Die mittlere kleine Fläche muss ca. 7Mm breit werden. Dies ist wichtig denn dieses Maß bestimmt wie weit der Antrieb sich später bewegen kann. Dass Plättchen wir nämlich einen Wechselschalter zum abschalten der Antrieb in beide Endstellungen.

Fig.4 Fig.5 Fig. 6

Auf diesem Plättchen werden jetzt noch einige Teile montiert wie in Fig. 5 und 6 zu Ersehen ist. Diese Teile bestehen aus einen Messing Streifen von 10*5*2 Mm., ein Messing Röhrchen mit 3 Mm Innendurchmesser und 10 Mm lang, eine 3 Mm Mutter und eine Lüsterklemme. Dass ganze wird zusammen gelötet wie in den Fig. 5 und 6 zu Ersehen ist. An die Lüsterklemme wird später die Weichenzunge befestigt. Dieses wird dann über die Gewindestange hin und her Schieben um die Weiche zu stellen. Schmeiße die Isolierung der Lüsterklemme noch nicht weg, denn sie wird noch als Abstandbüchse gebraucht um die Motormodulplatine auf die Grundplatte zu Befestigen

Fig. 7 Fig. 8

Die Gewindestange besteht aus einen Gewindestab mit 3Mm Gewinde, 55Mm lang, ein Messing Röhrchen mit einen Innendurchmesser von 3Mm, Länge 10Mm und ein Stückchen Drahtisolierung von Installationsdraht 1,5Mm (Draht aus NYM-Leitung), auch 10Mm lang. Dass Messingröhrchen wird an eine Seite Halb auf dem Gewindestab geschoben und festgelötet oder mit Sekundenkleber befestigt. Die Isolierung wird anschließend mit einen Tropfen Sekundenkleber an die andere Seite IN dass Messingröhrchen geklebt. Hiermit haben wir eine Flexible Kupplung zwischen Motor und Gewindestange geschaffen. Als Endlager nehmen wir wieder eine Lüsterklemme und ein Stückchen Messingrohr, Innendurchmesser 3Mm, lang 10Mm und Löten dass ganze zusammen wie in Fig.8. Dieses Endlager wird mit eine Lüsterklemmen-schraube auf der Grundplatte in dass 2Mm Loch befestigt. (Fig1 und 3). Jetzt wird der Gewindestab mit die Isolierung auf die Motorachse (2Mm) geschoben. Verleimen ist nicht notwendig und sogar nicht erwünscht wegen der Möglichkeit später den Motor und Gewindestab trennen zu können. Als Nächstes wird dass früher gefertigte Teil mit Platine für den Wechselschalter (Fig. 4, 5, 6) auf den Gewindestab gedreht wie in Fig.1 und außerdem werden noch Zwei 3Mm Muttern auf den Gewindestab gedreht welche später vermeiden dass der Gewindestab sich löst vom Motor. Der Motor wird jetzt mit einen Tropfen Sekundenkleber auf die Platine der Grundplatte befestigt. Wenn der Kleber ausgetrocknet ist werden die Zwei Muttern beim Endlager gegen einander gekontert, aber so sanft gegen dem Endlager dass dass Endlager noch ganz leicht drehbar ist. Wenn dies nicht möglich ist, ist es zu Empfehlen mit dem Lötkolben das Endlager mit eingeschobenen Gewindestange mal kurz zu Erhitzen wodurch sich das Lager besser an die Gewindestange anpasst. (Fig.1).

Fig. 9 Fig. 10

Jetzt müssen wir noch den Wechselschalter Bauen. Du kannst hierzu die Kontakte aus ein altes Relais nehmen (wie in meinem Fall) oder Messingstreifen von ca. 5*20*0,3 Mm. Diese werden auf der Streifenplatine gelötet wie in Fig. 9 zu Ersehen ist. Die Streifen auf der Streifenplatine bieten der Vorteil dass man später mit den Kontakte Schieben kann um die genaue Position zu Ermitteln wobei sie untereinander trotzdem isoliert bleiben. Der Kontakt rechts ist der Com-Kontakt und die zwei Linken Kontakte sind dass L und R Kontakt (siehe Fig.10)

Als Zweites ist jetzt dass Motormodul (Fig. 11) an der Reihe.

Fig. 11

 

Dieses ist nur eine Kleine Platine mit 4 Dioden. Diese sorgen für die Entkopplung der Motorsteuerstrom und der Rückmeldungen auf die Motorsteuerung aber sorgen für Kupplung zwischen Grundplatte (Fig. 11) und Motorsteuerung. Diese Platine wird auf der Grundplatte montiert mit eine 3Mm Schraube und Kunststoff Abstandbüchse gemacht aus die Isolierung der Lüsterklemmen.

Als letztes Modul ist jetzt die Motorsteuerung an der Reihe.

Fig. 12 Fig. 13

Auf die Platine befindet sich dass Motor-IC welches eine Universellen Einsatz garantiert (L272M) und die Rückmeldungen für den Stand der Weichenzungen, welche kommt von den Stand der Wechselschalter auf die Grundplatte (Fig.10). Außerdem befindet sich auf diese Platine einem Minirelais für die Umschaltung der Herzstückspannung (RE-re1). Dass IC L272M darf kein anderer Typ 272 sein wegen der möglichen 1A Motorstrom die von diesem IC verkraftet werden kann!

Wenn du die Rückmeldungen und-oder Herzstückschalter benutzen möchtest ist es wichtig dass der R oder L Eingang mit einer Dauerspannung belegt wird. Auch kann natürlich ein Schaltausgang von einen Weichendekoder angeschlossen werden, welche keinen Impuls sondern einen Dauerspannung ausgibt, angeschlossen werden. Wenn aber einen Magnetartikeldekoder angeschlossen wird ist dieses automatisch der Fall. Also: wenn Pulsschaltung verwendet wird ist keine Dauerrückmeldung möglich!

Die Rückmeldung wird angeschlossen an LD1+ und LD2+ und - . An diese Ausgänge wird einen + geschaltet womit direkt ein LED gesteuert werden kann (im Gleisbildstellpult) ohne weitere Vorwiederstände.

Die Dioden D1-D4 dienen ausschließlich um die Motorspannung um 2,4V zu Reduzieren wenn dieser zu schnell Laufen sollte. Diese können also ohne weiteres durch eine Drahtbrücke ersetzt werden (wie in Fig. 13). Wenn keine Herzstückschaltung erforderlich ist (wie bei Fleischmann Weichen) muss D5 und RE auch nicht montiert werden.

Fig. 14

Wie zu Sehen in Fig. 14 werden Motormodul und Motorsteuerung mit ein Kurzes Flachbandkabel mit einander verbunden. In meinen Fall habe ich dass Flachbandkabel am Motormodul festgelötet und an die Motorsteuerung mit einen Stecker versehen. Sollte sich nach einen ersten Test zeigen dass der Wechselschalter sich genau falsch herum bewegt und dann gar nichts mehr, dann ist der Motor falsch herum angeschlossen wodurch der Wechselschalter genau an der falsche Seite abschaltet. Dies ist einfach zu lösen durch entweder die Motoranschlüsse oder die R und L Anschlüsse der Wechselschalter zu Verwechseln.

Für meine Schaltungen habe ich wie in den Bilder zu Sehen ist auch Platinen entworfen. Diese habe ich entworfen mit Sprint Layout von Firma ABACOM . Es ist ein ganz einfach zu Bedienendes Print-Layout-Programm. Leider kann Mann hiermit nur Hauseigenen .LAY Dateien erstellen. Ab Version 3.0 ist es wohl möglich BMP Dateien zu erstellen aber dann nur komplett mit Bauteile (Fig. 15,16,19 und 22). Selbstverständlich können meine .LAY Dateien hiermit auch bearbeitet werden. Für diejenigen die etwas mit Unterstehenden Bilder etwas anfangen können habe ich die Platinen Abbildungen dan auch abgebildet. Für wer Sprint layout besitzt sind hier die .LAY Dateien in ZIP format.

Fig. 15

Platine Motorsteuerung

print motorsturing

40*50mm

Fig. 16

Platine Motormodul

print motormodule

25*15mm

 

Fig.17

Kompleet overzicht wisselmotoraandrijving

Komplett Übersicht Weichenmotorantrieb

 



Wer seine Weichen nur mit einen Schalter im Gleisstellpult Bedienen möchte aber doch eine Echte Rückmeldung wünscht kann Auskommen mit eine Einfachere Schaltung. Meine Ursprungsentwurf für meine (Fleischmann)weichen sieht dann auch folgendermaßen aus.

Fig. 18

Magneetschakelaar

Magnetschalter

Bedingung für ein gut Funktionieren ist dass der Magnetantrieb einen Endabschalter besitzt (wie der Fleischmann-spulenantrieb). Die LED's LD1 und LD2 Bilden hier die Rückmeldung und der Wechselschalter zum Schalten der Weichenzungen wird gebildet aus TL und TR. Einer von beiden muss immer geschlossen sein weil die Rückmeldung vom Stand der Endschalter der Magnetantrieb abgelesen wird. Am Einfachsten nimmt man für TL/TR einen Wechselschalter damit immer einer von Beiden geschlossen ist.

Fig. 19

Print magneetaandrijving

Platine Magnetantrieb

Fig. 20

Foto magneetaandrijving zonder hartstukrelais

Magnetantrieb ohne Herzstückrelais

Mit die Schaltung kann wenn Gewünscht auch ein Herzstück geschaltet werden über Relais RE1. Im Bild ist dass Relais gebohrt aber nicht eingelötet weil meine Fleischmannweichen keine Isolierte Herzstücke haben. Auch die Steckverbindungen fürs Herzstück sind nicht Montiert.

Möchte man später doch noch einen Computer oder ähnliches anschließen zum Weichenschalten (TTL Signale) ist es immer noch möglich die Universelle Motorschaltung (Fig. 21) zwischen TTL Signal und Magnetschalter gekuppelt werden.

Fig. 21

Universele motorschakeling

Universelle Motorschaltung

Fig. 22

Print universele motorschakeling

Platine Universelle Motorschaltung

 

Diese Schaltung ist auch sehr gut zu gebrauchen um einen Motor Links und Rechtsherum Laufen zu lassen ohne Großen Verdrahtungsaufwand mit Doppelten Wechselschalter o.ä.. Einfach an M1 / M2 einen Motor Anschließen (oder an L / R der Magnetantrieb) und + und - an 12V. Wenn jetzt an R oder L eine Negative Spannung angelegt wird (Fig. 17), wird der Motor oder Magnetantrieb Wechseln von Linksherum nach Rechtsherum usw. Auch ist diese Schaltung gut verwendbar um ein Bistabiles Relais mit nur eine Wicklung An oder Abzuwerfen. Die Spule des Relais ist auch jetzt wieder an M1 / M2 anzuschließen. Mann muss aber immer Aufpassen dass der Ausgangsstrom vom IC L272M nicht 1A überschreitet. Die Dioden D1-D4 haben wieder die Gleiche Funktion wie in Fig. 12 und können auch ohne weiteres überbrückt werden.

Und zur Sicherheit nochmals: Dass IC L272M darf kein anderer type 272 sein !

Hier noch einige Bilder einer Weichenunit wie ich sie auf meinen Bahntisch gebaut habe. Für den Fall dass Repariert werden muss kann ich den kompletten Unit samt Antriebe aus den Tisch herausnehmen.

Unterseite einer Weichenunit mit 3 Antriebe Die Oberseite des Weichenunits mit 3 Weichen
Antrieb rechts Obern Antrieb Mitte

    

Antriebfeder Weiche rechts Oben

 

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10-07-2008