Hobby-Elektronik: Fahrregler mit Impulsbreiten-Steuerung, Anfahr- und Brems-Automatik

Die Punkte a, b, c im oberen Schaltplanteil rechts sind mit den gleich bezeichneten Punkten im unteren Schaltplanteil links zu verbinden.

Bauteilliste
R1=2,7k, R2=1k, R3=100k-Poti, R4=250k-Trimmpoti, R5=1k, R6,R7=100k(*), R8=5,6k, R9=2,7k, R10,R11=5,6k, R12=1k, R13=0,47Ohm/1W, R14=4,7k, R15=1k, R16=860Ohm
C1=2200u, C2=470u, C3=0,33u, C4=100n, C5=100u, C6=0,47u
D1,D3=1N4002, D2=Zenerdiode ZF10 (10 Volt für Z-Loks), D4=LED rot
T1,T2,T3,T5,T6=BC548B, T4=BD675 (Darlington mit Kühlblech)
Br=B40C1500 (Brückengleichrichter),

Bauteilliste (Fortsetzung)
ICs: Spannungsregler 7805, Timer NE555,
Tr=Trafo, sekundär ca. 10 Volt für Z-Loks,
S1=Schalter 1 x UM,
PW=Polwendeschalter 2 x UM


(*) Für R6, R7 sind evtl. versuchsweise 100k-Trimmer einzusetzen und damit die Zeiten für die Anfahr- bzw. Bremsverzögerung nach eigenem Geschmack anzupassen.

Funktionsbeschreibung
Als Impulsgenerator dient der Timer NE 555, der als monostabiler Multivibrator (Monoflop) arbeitet und über R1 von den Vollwellen aus dem Brückengleichrichter Br getriggert wird. Der Festspannungsregler 7805 liefert eine stabilisierte Spannung für den NE555. Am Ausgang Pin 3 des NE555 erscheinen Rechteckimpulse mit einer Frequenz von 100 Hz und variabler Breite, die durch die Stellung des Fahrreglerpotis R3 bestimmt wird. Parallel zu R3 liegt ein Trimmerpoti R4 zur Grundeinstellung des Puls/Pausenverhältnisses (R4 zunächst auf Maximalwert einstellen). Mit dem Anfahr/Bremsschalter S1, der ggf. von einem Haltesignal betätigt wird, kann man die Fahrspannung langsam ansteigen oder abfallen lassen. In der unteren Stellung von S1 = "Anfahren" (S1 an R7) entlädt sich C2 über R7, T1 sperrt und der Zug fährt langsam an und fährt dann mit der durch das Fahrpoti R3 bestimmten Geschwindigkeit. (Diese Stellung von S1 ist auch zu wählen, wenn die Anfahr/Brems-Automatik nicht benutzt wird.) In der oberen Stellung von S1 = "Bremsen" (S1 an R6) wird C2 über R6 aufgeladen, T1 öffnet und bildet einen kleinen Widerstand parallel zu R3, R4, wodurch sich die schmalste Impulsbreite ergibt, so daß der Zug langsam zum Stehen kommt.
Die Rechteckimpulse werden mit T2 auf höheren Pegel angehoben und über den Tiefpaß R10, R11, C6 der Endstufe aus T3, T4 zugeführt. Die Zenerdiode begrenzt die Impulshöhe auf den für das betreffende Modellbahn-System zulässigen Wert. (Die Impulshöhe am Emitter von T4, vom geringen Spannungsabfall an R13 abgesehen also die Impulshöhe der Fahrspannung ist gleich der Zenerdiodenspannung abzüglich ca. 1,4 Volt für den Spannungsabfall über die beiden Basis-Emitterstrecken des Darlingtons T4, hier also ca. 8,6 Volt für die Z-Loks.)
T5 wirkt in Verbindung mit R13 als Kurzschlußstrom-Begrenzung. Der Kurzschlußstrom in Ampere beträgt ca. Ik = 0,65 V/R13. Bei Vorliegen eines Kurzschlusses schaltet T6 die LED D4 ein.
Der Polwendeschalter PW = 2 x UM dient zur Umschaltung der Fahrtrichtung.