Kurzschluss - Gleisbesetztmelder (KGBM)

Diese Schaltung ist in der aufgeführten Darstellung für das Märklin Dreileiterschienensystem mit 
DCC-Digitalsteuerung ausgelegt und getestet.

Prinzip:

Am Mittelleiter des Gleises liegt +Digital an. An der linken Schiene liegt -Digital an.
Rechte und linke Schiene sind getrennt und werden beim Befahren durch die Achsen der Lok bzw. Wagen kurz geschlossen. Dieser Kurzschluss kann als Belegtmeldung über ein Interface per LocoNet an die Zentrale gemeldet und behandelt werden.

 

Details:

Als Interface sind die HDL-IO-Module bzw. Uhlenbrock-Rückmelder vorgesehen. Aus Gründen der 
Betriebssicherheit und zum Schutz der Rückmeldeelektronik muss die ausgewertete Schienenspannung (USS ca. 24V) galvanisch getrennt und auf sicheren TTL-Pegel (0 - 5V) gebracht werden.
Da die Schienen teilweise mit Farbe behandelt oder verunreinigt sind, kann nicht von einem idealen Kurzschluss (R < 10 Ohm) ausgegangen werden.
Je nach Geschwindigkeit, Masse und Verschmutzungsgrad entsteht ein prellendes undefiniertes Signal, welches im zeitlichen Mittel weder ein High noch ein Low repräsentiert. D.h. die Elektronik muss schon kurze Potentialsprünge zeitlich dehnen und sichere Pegel liefern.

 

Grundlagen:

Das DCC-Signal hat eine Amplitude von ±24 V. Die resultierende Gleichspannung beträgt ca. 7 - 8 V. 
Die Signalauswertung High/Low-Bit wird hier nicht näher betrachtet, da sie für die Auswertung der Kurzschlussmeldung nicht näher benötigt wird.

 

Schaltung:

Die Dioden D1-D4 und der Vorwiderstand R2 begrenzen die anliegende Spannung auf ±1,4 V bei max. 40 mA. 
Über R1, D5 und die LED im Optokoppler kann dann der notwendige Schaltstrom fließen um den internen Transistor zu schalten. R9 lässt mit 10 K-Ohm einen Basisstrom von 0,5 mA zu. Dieser reicht um T1 ausreichend zu sättigen. (B ~ 100 -> IC ~ 50 mA -> UCE < 1 V ) Es wird am Ausgang Low signalisiert. R9 und C1 bilden ein Verzögerungsglied T ~ 1-2 Sec.

files/bilder/technik/elektronik/elektronik_kurzschlussmelder.jpg

Bauteil Wert Menge Reichelt Art. Einzelpreis Preis
D1-D20 1N4001 20 1N4001 0,020 € 0,400 €
R1,R3,R5,R7 47 Ω 4 1/4W 47 0,100 € 0,400 €
R2,R4,R6,R8 680 Ω 4 1/4W 680 0,100 € 0,400 €
R9,R10,R11,R12 10 KΩ 4 1/4W 10K 0,100 € 0,400 €
C1,C2,C3,C4 0,47 µF 4 RAD 0,47/100 0,040 € 0,160 €
T1,T2,T3,T4 BC 556 4 BC 556B 0,040 € 0,160 €
IC1 LTV 847 1 LTV 847 0,700 € 0,700 €
IC-Sockel 16 Pin 1 GS 16 0,040 € 0,040 €
          2,66 €
© Eisenbahnfreunde99 Text&Bild Karlheinz Oestreicher