Hallo Ronald
und wenn Du die Fahrspannung immer anliegen hast und die Sache irgendwie weiterverarbeiten möchtest, dann wäre der Plan unten zu gebrauchen. Wie oben schon geschrieben wurde, ist ein Optokoppler dabei, dessen Ausgang aber eine komplett andere Stromversorgung benötigt. Der Ausgang ist somit galvanisch von der Fahrspannung (Uf) getrennt.
Man kann T1, Opto1, D11, D12 und R2 auch weglassen eine LED an den Platz knoten, der der BE Strecke des T1 (Anode an Katode D9) entspricht und R1 zur Sicherheit mit 20R bewerten.
Was passiert da eigentlich?
Uf wird im Bsp. mit 12V ausgegeben. Diese Spannung und der dazugehörige Strom setzt das Tfz in Bewegung. Kommt die Lok in den Haltebereich, so wird ihr Motor als Verbraucher angesehen. Wir gehen nun davon aus, daß der Fahrregler oben positives Niveau abgibt, die Lok also von Rechts nach Links fährt.
Über D1 ... D4 fließt ein Strom über den Motor (hier als R Last eingezeichnet) zur Masseschiene. Über den 4 Dioden fällt eine U von 2.4V ab. Das resultiert aus den Si PN Übergängen (jede D weist einen U verlust (Uv) von 600mV auf. Wenn Du also ein Voltmeter parallel (//) über die Anode von D1 und die Kathode von D4 hängst, dann werden da 2.4V angezeigt.
R Last wird von Lok zu Lok variieren. Das böseste ist eine BR35 mit 500mA Stromaufnahme, sehr genügsam ein 132 von Rocco mit ca. 200mA. Diese Werte sind normale Fahrwerte bei 12V Uf.
Nach R = U/I ergibt sich daraus für die 35 ein Gleichstomwiderstand (Rg) von 24 Ohm, für die 132 einer von 60 Ohm. Diese Werte sind auch mit dem Ohmmeter messbar.
Im Fall der 35 werden nun also bei 12V Uf in etwa 2.4V über D1 bis D4 "hängenbleiben" und demzufolge etwa 9.6V am Gleis anliegen, was einem Fahrstom (If) von 400mA gleichkommt. Die Lok fährt also im Trennbereich !
Über D9 wird ebenfalls Uf abgenommen. An ihr bleiben 600mV hängen. Der Emitter des T1 hat nun sein Potential (hier Ub+ da pnp-T) und das ist sein Bezug. Damit er aufsteuert, muß seine Basis um 600mV über dem E-Potential liegen (auch hier ist das dem pn Übergang EB geschuldet, wie bei einer D). Da der Basisstrom (Ib) im Verhältnis zum Kollektorstrom (Ic) sehr viel kleiner ausfallen darf, wird über R1 nur 1mA angewandt. Nach R = U/I ergibt das bei 600mV / 1mA = 600R > E Reihe 620R. Ib muß nun noch irgendwo hin und das ist der Weg über D12, den Verbraucher R Last nach Uf0 - Steuerstromkreis geschlossen.
Der Laststromkreis wird nun ebenfalls von Uf+ nach Uf0 (hier als Masse eingezeichnet) fließen. In dem Moment, wo ein Verbraucher auf das Trenngleis fährt, wird der Stromkreis I (Basisstromkreis des T1) geschlossen, der Strom fließt und öffnet T1. Über seinen E gelangt der Strom zu seinem C und wird über R2 die LED des Opto1 zum leuchteln bringen. Damit dort kein Unheil passiert wird R2 mit folgender Maßnahme berechnet:
11.4V - Verlustspannung T1 (auch er will für seine Arbeit etwas haben) Uce 1V - Uv LED ca. 1.7V ~ 8.7V / 6mA (das ist der Strom, den die LED aufnehmen kann) = 1.45KR. R2 ist aus Sicherheitsgründen auf 1.8K gesetzt worden, da Uce T1 Lastabhängig ist und die LED des Opto streut aber das führt hier zu weit.
Soll die Ganze Sache nun auch im Ruheverkehr, also beim Halten des Tfz im Trennstellenbereich funktionieren, ohne das das Tfz losfährt, dann muß der Strom gesenkt werden. Das geht nur, wenn man die Spannung reduziert. Damit einhergehend ist also ein Spannungsvernichtung von Nöten, welche eben diese Überflüssige in Wärme umsetzt.
Dazu wird die Uf Leitung vor der D1 Anode aufgetrennt und ein R eingesetzt. Damit hinten am Opto noch alles funktioniert, der Strom aber auch noch zum Messen des Lastwiderstandes genügt und die Lok nicht losfährt, genügen ca. 20mA.
20mA bei 24R Lokmotor-R belaufen sich nach U = IxR auf 480mV. Zu diesen ~ 500mV addieren sich die Uv der D1...D4 auf ca 3V. Diese 3V genügen also um den Strom des Verbrauchers "zu fühlen" und gleichzeitig sicher eine Besetztmeldung auch im Ruhezustand anzuzeigen.
Wiederum nach R = U/I würde sich dieser Widerstand wie folgt berechnen lassen:
12V - 3V = 9V
9V / 20mA = 450R
Dieser R verbrummst nun die überflüssige U in Wärme und deshalb müssen wir ihn auch auf seine Leistung hin überprüfen.
20mA x 9V = 180mW. Es kommt hier also ein R mit 500mW Verlustleistung (Ptot) zum Einsatz.
Was jetzt noch geändert werden muß ist R2, denn er war für eine Uv von 8.7V ausgelegt.
Wir haben aber nun nur noch 3V Uf und davon will D9 600mV haben. Es bleiben also noch 2.4V über, wovon die LED des Opto 1.7V haben will und T1 ca. 200mV. Die zu vernichtende Spannung bei 6mA If liegt demnach bei 500mV. R2 wird demzufolge mit 86R bewertet (E-Reihe)
Fährt die Lok andersrum so sind die Dioden aktiv, die bis jetzt in Sperrichtung lagen.
Reduziert sich die Uf auf bspw. 8V, dann muß dieser eingefügte R nach obiger Berechnung geändert werden.
Hoffe es hilft - Henry
