Diode-truc voor betere Rail-Massa

Het volgende artikel richt zich tot de “3-rail” rijders, dus aan degenen met een Märklin 3-rail systeem. Hierbij wordt voor terugmeldingen naar de besturingscomputer meestal het S88-systeem gebruikt. Op deze manier scheidt men steeds een van de twee spoorstaven en verbindt zo de stroomvrije rail met een S88-decoder. Indien een trein over de op deze manier gescheiden rail rijdt, krijgt de Loc haar rijspanning van de middengeleider en van één railstaaf. De locomotief verbindt al met haar voorste draaistel de gescheiden railstaven met de massa (bruine kabel), en deze verbinding wordt door de S88 decoder gedetecteerd en als “bezet” gemeld aan de centrale.

Misverstand

Een veelvoorkomend misverstand is de uitspraak, dat men op deze manier alleen nog maar de (beperkte) contactzekerheid van gelijkstroombanen heeft, omdat nog maar een van de beide rails stroom (massa = bruin) levert. Dit misverstand komt voort uit twee redenen:

Ten eerste heeft het middenspoor eigenlijk altijd contact, en zo is de helft van de stroomvoorziening al “voorbeeldig”. Onderbrekingen kunnen dus alleen bij de andere helft van de massa optreden.
Echter ook daar gebeurt normaal niets. Grote locomotieven veroorzaken al verbinding door hun voorste wielen, waardoor ze niet alleen het terugmeld contact veroorzaken, maar ook voor alle volgende wielen een elektrisch contact over beide rails mogelijk maken. En bij de korte, twee- assige Locs bouwt de eerste as al een vergelijkbare brug, waardoor de beide spoorstaven weer stroom hebben.

Waarom dan

Door de bouw van alle rails naar terugmeld contacten wordt de contactzekerheid slechts weinig beïnvloed. “Slechts zelden”, maar af en toe blijft de Loc echter staan en wel vooral bij aankomst. Dat kan door een kleine verontreiniging veroorzaakt worden, of er is iets niet in orde met het leggen van de rails. Een rail kan bijvoorbeeld een beetje scheef ingebouwd zijn. Een kleine rangeerloc heeft dan alleen linksvoor en rechtsachter contact. Linksvoor is het geïsoleerde contacttraject en rechtsachter zit het wiel met antislipbandje. Dus krijgt de loc helemaal geen massa en gaat niet rijden, of rijdt zeer schoksgewijs bij een langzame rit. Er bestaan kleine locs – bij grote damplocs kan dit eigenlijk niet gebeuren –, die door dit massacontact probleem bijna onbruikbaar zijn door hun rijeigenschappen.

De oplossing

Hiervoor bestaat de diodetruck – een ongelooflijk simpel iets waarbij het scheidingspunt van iedere contact traject met een diode wordt overbrugt (versperringrichting tot het geïsoleerde railonderdeel, e.g. tot het terugmeld contact). Dat is alles!!! Hier nog drie voorbeelden om de diodes te plaatsen:

Foto Galerij
Hier wordt de diode doormiddel van een kroonsteentje vastgehouden en via de (in dit geval) groene draden aangesloten naar de s88 en de andere kant gaat naar de massa.
Her gebeurt het zelfde als bij manier 1 alleen zitten de diodes hier gelijk aan de s88 gesoldeerd.
Hier is de diode in de rail verwerkt. (voor de oplettende kijker : hier is de draad naar de s88 nog niet geplaatst.)

Uitleg werking

De terugmelding functioneert dan nog steeds, want ze gebruikt 5 Volt railspanning en wordt door de diode tot de naastgelegen rail geblokkeerd. Indien maar één loc over de hoofdrail geen stroom krijgt – doordat bijvoorbeeld rails of wielen verontreinigd zijn -, krijgt ze tenminste een halve voorziening over de contact rails – en brengt haar zo over het kritische punt.

Praktisch betekent dit, dat u minstens alle terugmeld contacten, die een stop contact voorstellen en op die weer gestart moet worden, met een diode aan de massa moet leggen. Ik persoonlijk heb op mijn installatie inmiddels ongeveer 150 stuks daarvan verbouwd en op het laatst een zeer sterk type van 5A (Reichelt BY 500/200 tot 12 cent, of 1N5408 van 3A), zodat het de diode niet bij de eerste kortsluiting doorbrandt. Hoe de “draadverstrengeling” onder de installatie kan uitzien, is op de foto te zien, waarbij de getoonde dioden nog type 3A zijn.

Voorkomen van misverstanden

Men leest vaak over dioden, die in terugmeld leidingen ingebouwd moeten worden, om hoogfrequente storingen te blokkeren. Deze dioden hebben niets te maken met wat hier beschreven is. Ze worden vanuit de S88-decoder tot het spoor met de versperringrichting tot de rail ingebouwd, laten de railspanning van 5 volt door, blokkeren echter enige hoogfrequente vervuilde gegevens, die uit de uitstraling van digitale leidingen zouden komen. Na enige ervaring zijn zulke dioden overvloedig, omdat de terugmeld leidingen ook over verre routes redelijk ongevoelig zijn voor storingen.

De oplossing met de diodetruc is zo simpel, dat men nauwelijks kan geloven dat dit functioneert. Daarom werd gestart met een “Stress test”: Een stuk rail aan een contact werd aan de “normale” kant compleet afgetapet, zodat de locomotief alleen massaverbinding had op het geïsoleerde contactstuk .

Zonder een diode zou de locomotief natuurlijk direct tot stilstand zijn gekomen. Met de diode, die zich dus voorziet van het geïsoleerde stuk rail door een halve golf, rijdt de loc ongestoord verder.

Ja – ze start zelfs! Dit betekent, dat zelfs de stuurcommando’s “doorkomen”, dus ook als een halve golf opgeslokt wordt. Dat hier toch nog iets niet klopt, kan men zien doordat de loc slechts heel langzaam aan komt rijden. Intern heeft ze wel ongeveer 10 volt tot haar beschikking, de trekkracht loopt ook sterk terug. Maar dat maakt echter niets uit, want normaliter tapt men de rail niet af en als de loc weer op een kleine verontreiniging staat, kan het rustig heel langzaam doorgaan, totdat ze weer correcte stroomvoorziening krijgt – de hoofdzaak is dat ze niet helemaal blijft stilstaan!

Aansluitschema

Diodetruc aansluitschema

diode D1 is voor een „betere” massa en moet een diode van een sneller type zijn.
diode D2 zorgt er voor dat positieve stoorsignalen niet op de ingang van de terugmeld module terecht komen.

Compatibiliteit

In de loop van de tijd werden alle mogelijkheden getest op de standen die ter beschikking stonden op de eigen installatie. Resultaat:

De diodetruc functioneert even goed met :

Uhlenbrock Decoders
Standaard Märklin decoders
MFX decoders in Motorola modus

Of een MFX loc, die op een onderbreking staat, ook bij de centrale zou aanmelden, kon ik niet testen, maar dat zou ook onnodig zijn.

De diodetruc functioneert bij motoren met 3-polige ankers, 5-polige ankers en bij Klokanker-motoren. Alle locs rijden nu zonder ballast volledig ongestoord over de geïsoleerde plek. Als er een langere trein aanhangt, worden ze langzaam.

De terugmelding wordt constant foutloos aangeduid. De gebruikte S88 decoders komen van G. Boll / Albert-Jan decoder actie en een andere onbekende aanbieder. Het maakt niet uit, welke terugmeld decoders gebruikt worden. Of Optocouplers ook functioneren, kon ik niet testen.

Eindresultaat

Indien alle contacten worden voorzien van een prestatie-diode wordt de manier van aanrijden – vooral bij kleine locs – daardoor aanzienlijk verbeterd.

Conclusie

Bij sommige forums is de diodetruc in de tussentijd opgenomen en besproken. Tot grote verbazing van alle deelnemers functioneerde deze daadwerkelijk. Sommige problemen zijn echt gemakkelijk op te lossen!