Analoog bestuurde wisselstraten

Analoog bestuurde wisselstraten

Dit draadje is afkomstig uit forumtopic:15730 van Fred (forumnaam:Marklindak)

Om het analoog schakelen van een wisselstraat mogelijk te maken gaan we voor het bedienen van de wissels gebruik maken van gelijkspanning. Als analoge wisselstroom rijder vergt dit een kleine omschakeling van denken en een klein beetje kennis vergaren, namelijk het verschil tussen wissel- en gelijkspanning en hoe een diode zich in beide stroomsoorten gedraagt.

Korte uitleg Wissel- en Gelijkspanning

Uit het stopcontact in onze woningen komt 230V wisselspanning met een frequentie van 50 hertz. Dit laatste betekent letterlijk dat de 230V 50 keer per seconde positief en negatief wordt. Deze wisselingen zijn voor het menselijke oog niet waar te nemen. Om nu de 230V geschikt te maken voor onze modelbaan plaatsen we tussen de baan en het stopcontact een transformator (van Marklin). Tussen de bruine en gele bus op de transformator is de spanning geschikt voor het schakelen van de elektromagnetische artikelen. De wisselende polariteit is echter nog steeds aanwezig.

Voor de transformatoren van de gelijkstroom fabrikanten (Roco / Fleischmann) geldt hetzelfde, de fabrikant heeft hier echter met enige elektronica ervoor gezorgd dat de te gebruiken aansluitbussen gelijkstroom leveren, waarbij de polariteit niet wisselt.

---

Wisselspanning

Schema stroomkring wisselspanning

50 keer per seconde heeft iedere aansluiting de maximale spanning. De stroom door een spoeltje wisselt 50 keer per seconde van richting.

---

Gelijkspanning

Schema stroomkring gelijkspanning

De plus heeft permanent de maximale spanning, de min heeft minimale spanning. De stroom door een spoeltje gaat altijd van + naar – door de spoel heen.
Dit is de korte uitleg van Wissel- en Gelijkspanning in 1 regel, dat het theoretisch in de elektrotechniek totaal niet klopt is mij bekend, het gaat hier echter om het handig toepassen van vooral de gelijkstroom- en diode eigenschappen.

---

Diode

Diode

Symbool Diode

Een diode heeft de eigenschap de aangeboden spanning maar in 1 richting naar de gebruiker toe te laten, van + naar -. Een diode kent een Anode (+) en Kathode (-). Als een gebruiker, lampje of spoeltje, met de ene draad aan de + en de andere draad aan de – wordt aangesloten zal de lamp branden en / of de spoel zijn werk doen. Een diode er tussen plaatsen en deze precies contra aansluiten heeft tot gevolg dat de lamp niet brandt en de spoel zijn werk niet doet.

Een diode kun je in een gelijkstroom circuit ook beschouwen als een terugslagklep, worden de + en – verkeerd aangeboden dan zal de stroom worden geblokkeerd. Deze eigenschap wordt gebruikt om de analoog bestuurde wisselstraten te kunnen laten werken.

Een diode kent dus een zogenaamde doorlaat- en sperrichting. Op de foto is links op de diode de markering van de kathode te zien, op het symbool-plaatje is dat het verticale streepje. De doorlaatrichting is dus pijlvormig, zie ook de schema’s verderop.

Er is nog een bijkomend voordeel door het gebruik van gelijkstroom; het brommende geluid van de wisselspoelen dat wordt veroorzaakt door het 50 keer per seconde veranderen van de stroomrichting door de spoelen is verdwenen.

Wissels geschikt maken

Märklin wissels zijn zonder technische aanpassingen bruikbaar. De min pool van de gelijkstroombron aan de rail massa en de plus als voedingsbron aan de gele draad van de wissel aansluiten zal werken. De blauwe schakeldraden bedienen via de massa. Het geheel wordt in dit geval wel wat onoverzichtelijker en zal met storing zoeken beslist niet meewerken. Deze optie wordt sterk afgeraden.

Wissel met kleine aanpassingen

Met een paar kleine aanpassingen aan de wissels, zijn de spoelen apart te besturen met gelijkspanning en kunnen de wissellantaarns gewoon op het verlichting circuit branden. Normaal gesproken wordt de wissellantaarn gevoed vanaf het middelpunt van de twee spoelen die voor het omzetten van de wissel worden gebruikt. Verwijder het korte draadje naar de lamp vanaf de wisselspoel en laat de lamp via de gele wisselstroombus branden, in dit geval is er een extra draad nodig. Lamp massa gaat dan via de bruine bus en de rails. Het spoeltje is nu apart met gelijkstroom aan te sturen zonder dat andere verbruikers er last van hebben. Midden contact van de spoel als plus en de twee andere draden voor rechtdoor of afbuigen schakelen met de min.

• Kleine aanpassing wissels
• 

  Schema kleine aanpassing Wissels
• 

  Kleine aanpassing Wissels

---

Wissel met grotere aanpassingen

Om met grotere wisselstraten geen problemen met het aansluiten te krijgen kun je nog een stap verder gaan. Behalve het apart aansluiten van de wissel lantaarn voorzien we de schakelspoelen ieder afzonderlijk van twee draden. Beide spoelen hebben in het midden de wikkeldraden aan hetzelfde soldeerpunt zitten. Door 1 van de twee draden los te solderen is scheid je de spoelen van elkaar. Dit is lastig uit te voeren en soms breekt een wikkeldraad af. Je kunt er dan op het eerste gezicht geen schakeldraad meer aan solderen. Dit is op te lossen door het wikkeldraad 1 slag van de spoel af te wikkelen, maakt voor de werking niks uit en er is dan lengte genoeg een draad vast te solderen. Blank maken van wikkeldraad kun je doen door het uiteinde op een werkblad te leggen en vast te houden. Dan met een hobbymes de isolatie er af schrapen, is even werk maar gaat wel.

Handig is om nu voor de beide spoelen twee draden van dezelfde kleur toe te passen want dat scheelt onder de tafel met aansluiten weer puzzelwerk.

• Grotere aanpassing wissels
• 

  Schema grote aanpassing Wissels
• 

  Grote aanpassing Wissels

Terugbouwen

Indien je de wissel(s) weer wilt terugbouwen naar originele staat, dan is dat niet nodig. Na het uitvoeren van deze ombouw zijn de wissels namelijk nog steeds te schakelen met het blauwe schakelkastje. De wissellantaarn aansluiten op de gele bus van de transformator, knoop aan deze gele draad van elke wisselspoel 1 draad vast en je hebt schakeltechnisch weer het originele wissel terug. Als laatste sluit je de overgebleven twee draden aan op het blauwe kastje en de boel moet weer ouderwets werken.

Wisselstraat aansluiten

Wisselstraten schakelen

Wisselstraat schema

Als eerste teken je het te bedienen sporenplan. Geef alle wissels een nummer. Bijvoorbeeld: W1, enz. Geef de sporen een letter of nummer, bijvoorbeeld van A naar B is de hoofdbaan en van A naar 2 is stoppen langs het perron. Hieronder de tekening van het station met een aantal mogelijkheden als voorbeeld. Het geheel spreekt voor zich, een hoofdspoor met een aftakking waar een boemeltje kan stoppen.

Onder het plan staan een aantal mogelijke wisselstraatjes genoemd. Dat dit niet volledig is, is niet van belang. Het gaat er hier om uit te leggen hoe iets tot stand komt.

---

Aansluiten en bedraden

Wisselstraat matrix

Hieronder een plaatje hoe de diodes en wisselspoelen schematisch zijn aangesloten op een gelijkstroombron. Een gelijkstroombron die rond 18 V-DC en een behoorlijk uitgangsvermogen levert heeft is wel noodzakelijk. Desnoods één of twee grote Elco’s parallel over de uitgang plaatsen.

Hoe het geheel te bedraden, is geen voorschrift voor. Diodes met beide uiteinden tussen een rij kroonstenen, wisselspoelen aan een andere rij kroonstenen en dan draadje voor draadje aansluiten, dit kan op een plaatje MDF bijvoorbeeld. Een plaatje aluminium het sporenplan op tekenen, er drukknoppen in aanbrengen en de basis is gelegd.

Voeding, alternatief met Märklin-trafo (beetje elektronica)

Schema CDU of Pulsgever

Gebruik een aparte Märklin-transformator voor de voeding van de wissellantaarns. Sluit op deze trafo ook de hieronder beschreven pulsgever aan en de wisselbesturing is los van de baanbesturing geschakeld. Sluit de gele en bruine bus op de ingang van de pulsgever aan en je hebt een stabiele gelijkstroombron aan de uitgang. Om nog meer power te hebben kun je desnoods twee 4700 El-co’s in het uitgangcircuit opnemen. Twee El-co’s parallel en het schakelen van 6 tot 7 wissels tegelijk geeft weinig problemen.

Verwijzingen (links)

Intern

• Diode
• Wisselstroom en gelijkstroom

Extern

• website met uitleg diode-matrix (Duits)

---

Bronnen, Referenties en/of Voetnoten

---